Das Straßennetz in Finnland ist rund 78.141 Kilometer lang und besteht aus Autobahnen, asphaltierten Straßen und unbefestigten Straßen. In einem Land, in dem im Winter die Temperaturen bis auf -40 °C sinken und die Sonne in manchen Regionen den ganzen Tag lang nicht aufgeht, sind die Überwachung und Instandhaltung der Straßen alles Andere als einfach. Es ist daher keine Überraschung, dass Straßeningenieure in Finnland laufend nach neuen und schonenden Testmethoden suchen, mit denen diese Arbeiten einfacher und effektiver durchgeführt werden können.

Genau dieses Problems hat sich das finnische Unternehmen Roadscanners mit der Entwicklung eines effizienten Straßenuntersuchungssystems angenommen. Vor Kurzem hat Roadscanners neue High-Tech-Messgeräte zu seiner Toolbox hinzugefügt: Wärmebildkameras von FLIR Systems.

Roadscanners ist ein Beratungsunternehmen, das sich auf Studien und Schadensanalysen für Straßen, Brücken, Schienen und Start- und Landebahnen spezialisiert hat. Zusätzlich zu den Beratungsdienstleistungen vertreibt Roadscanners seine Straßenuntersuchungssysteme, z. B. Road Doctor. Der Hauptsitz des Unternehmens liegt im finnischen Rovaniemi. Über sein Netzwerk an Partnern ist Roadscanners allerdings in ganz Europa und Nordamerika vertreten. Das Unternehmen entwickelt seine Straßenuntersuchungssysteme kontinuierlich weiter und bindet neue Technologien ein, wie zuletzt die Wärmebildtechnik .

Temperatur und Straßenzustand

Alle Wärmebildkameras von FLIR Systems erfassen Wärmestrahlung. Da jeder Gegenstand bzw. Körper je nach Temperatur eine bestimmte Wärmestrahlung abgibt, können diese Strahlungsdaten zur berührungslosen Bestimmung der genauen Temperatur des Gegenstands bzw. Körpers herangezogen werden. Nach Aussage von Timo Saarenketo, Geschäftsführer von Roadscanners, ist die Temperatur ein wichtiger Faktor für die Zustandsuntersuchung bei Straßen.

„Einer der Hauptgründe für Straßenschäden ist das Eindringen von Feuchtigkeit“, erklärt Saarenketo. „Wenn Feuchtigkeit durch den Belag in die darunterliegenden Schichten eindringt, kann sie die strukturelle Integrität beeinträchtigen. Wenn dieser Prozess nicht geprüft und überwacht wird, kann es zu Straßenschäden kommen. Wasser kann bei niedrigen Temperaturen besonders schädlich sein. Wenn Wasser gefriert, nimmt es eine kristalline Form an und bildet sogenannte Eislinsen. Dabei dehnt sich sein Volumen aus. Ich muss wohl kaum näher erklären, wie schädlich dies für die Struktur des Straßenbelags sein kann.“

Von der Theorie zur Praxis

Saarenketo ist Mitgründer und Geschäftsführer von Roadscanners. Er hat zahlreiche wissenschaftliche Abhandlungen und Artikel zur Verformung von Straßenbaumaterialien und entsprechenden Testmethoden verfasst. Für einen dieser Artikel untersuchte er erstmals die Anwendungsmöglichkeiten der Wärmebildtechnik für die Straßenuntersuchung. „Nachdem ich im Artikel theoretisch nachweisen konnte, dass Wärmebildkameras für die Straßenuntersuchung sehr hilfreich sein können, machte ich mich daran, diese Erkenntnisse in die Praxis umzusetzen.“

„Mit einer Wärmebildkamera von FLIR kann eingedrungenes Wasser im Straßenbelag gemessen werden, das für das menschliche Auge unsichtbar ist“, erklärt Saarenketo. „Eingedrungenes Wasser beeinflusst das Aufwärm- und Abkühlverhalten des Straßenmaterials. Daher sind in der Morgen- und Abenddämmerung die Straßenbereiche, in die Wasser eingedrungen ist, deutlich auf dem Wärmebild erkennbar. Anhand des Wärmebilds können wir bestimmen, wann der betroffene Bereich repariert werden muss. Das gleiche Konzept gilt auch im Brückenbau, wo eine gute Wasserisolierung die Grundvoraussetzung für die Langlebigkeit der Asphaltdecke ist.“

Bedeutung der Integration

Besonders wertvoll werden die Wärmebilddaten erst, wenn sie mit den Daten anderer Sensoren kombiniert werden, wie Saarenketo erklärt. „Erst nach dem Zusammenfügen aller Daten erhalten wir ein genaues Bild des Straßenzustands.“

Die Wärmebildkamera ist auf dem Dach eines Untersuchungsfahrzeugs von Roadscanners angebracht. Derzeit werden FLIR-A315-Wärmebildkameras eingesetzt, es wird jedoch eine Umrüstung auf den Typ FLIR A615 in Betracht gezogen.

Zur Abdeckung der gesamten Straße wird ein Weitwinkelobjektiv mit einem Sichtfeld von 90° eingesetzt. Die von der Tageslichtkamera, dem Bodenradar und der Wärmebildkamera gesammelten Daten werden kombiniert und per GPS mit dem Standort abgeglichen. Auf diese Weise kann genau bestimmt werden, welche Bereiche repariert werden müssen.

GigE-Konnektivität

Einer der Gründe, warum Roadscanners sich für eine Wärmebildkamera von FLIR Systems entschieden hat, waren die vielseitigen Anschlussmöglichkeiten. „Die Konnektivität mit GigE Vision ist ein dickes Plus. GigE Vision ist eine neue Norm für Kameraschnittstellen, die unter Verwendung der Gigabit Ethernet-Kommunikationsschnittstelle entwickelt wurde. Mit GigE Vision können Hardware-Komponenten und Software-Lösungen von verschiedenen Herstellern über GigE-Verbindungen nahtlos miteinander zusammenarbeiten, sodass Daten zuverlässig und mit hoher Geschwindigkeit erfasst und integriert werden können.“

Austauschbare Objektive

Ein weiterer Grund sind die Objektive. „FLIR war der einzige Anbieter von Wärmebildkameras, der austauschbare Objektive mit einem Sichtfeld von 90° anbot. Da wir die gesamte Breite der Straße abdecken müssen, war dies ein wichtiges Argument.“

FLIR: ein zuverlässiger langfristiger Partner

Dank des Supports von FLIR wurde der Integrationsprozess deutlich erleichtert, was ebenfalls wichtig war, wie Saarenketo bestätigt: „FLIR hat uns tatkräftig bei der Integration der Wärmebildkamera in unser System unterstützt. Wir haben alle Informationen erhalten, die wir brauchten.“

Laut Saarenketo war die einer der Gründe, warum sich Roadscanners für eine Wärmebildkamera von FLIR entschied. „Selbstverständlich haben die Qualität und der Preis bei unserer Entscheidungsfindung ebenfalls eine Rolle gespielt. Uns war jedoch die Integration in unser Straßenuntersuchungssystem besonders wichtig. Aus diesem Grund wählten wir einen Partner, von dem wir uns eine große Unterstützung beim Integrationsprozess versprachen. Wie sich herausstellte, haben wir richtig gelegen: Unsere Erfahrung hat gezeigt, dass FLIR ein hervorragender langfristiger Partner ist.“