Πηγή Εικόνας: https://www.fraunhofer.de/en/press/research-news/2025/october-2025/bio-based-fabric-with-integrated-sensors-continuously-monitors-asphalt-road-conditions.htmlΣήμερα ο μοναδικός παράγοντας που ορίζει πότε ένας δρόμος χρειάζεται συντήρηση ή ανακατασκευή είναι η επιφάνεια της ασφάλτου. Ωστόσο, ένας σημαντικός δείκτης για την κατάσταση του δρόμου βρίσκεται ακριβώς κάτω από την επιφάνεια του ασφαλτικού στρώματος όπου για να φτάσει κανείς θα πρέπει να ανοίξει μία τρύπα στον δρόμο.
Ερευνητές και συνεργάτες της γερμανικής Fraunhofer ανέπτυξαν ένα νέο σύστημα παρακολούθησης που εποπτεύει συνεχώς την κατάσταση κάτω από την επιφάνεια της ασφάλτου χωρίς να προκαλεί ζημιά. Το κεντρικό στοιχείο της νέας λύσης είναι ένα ύφασμα αισθητήρων μέσα στην άσφαλτο. Αλγόριθμοι τεχνητής νοημοσύνης για την ανάλυση των δεδομένων αποτελούν επίσης μέρος του συστήματος. Στο μέλλον, οι ερευνητές ελπίζουν ότι η αλληλεπίδραση μεταξύ των αισθητήρων και της τεχνητής νοημοσύνης θα βοηθήσει στην αξιολόγηση της κατάστασης των οδικών κατασκευών σε πραγματικό χρόνο.
Οι δρόμοι υπόκεινται σε έντονη φθορά από την κυκλοφορία και τους περιβαλλοντικούς παράγοντες. Μακροπρόθεσμα, η φθορά προκαλεί ρωγμές και ελαττώματα στην άσφαλτο. Ωστόσο, οι μικρορωγμές και οι ζημιές σε βαθύτερα στρώματα δεν μπορούν να ανιχνευθούν με γυμνό μάτι. Η τρέχουσα διαδικασία αξιολόγησης της δομικής κατάστασης της ασφαλτικής βάσης περιλαμβάνει τη διάτρηση για τη λήψη ενός δείγματος— μια καταστροφική, χρονοβόρα μέθοδος μέτρησης που βλάπτει περαιτέρω τον δρόμο και απαιτεί επιπλέον εργασίες, ενώ τα αποτελέσματά της είναι αρκετά περιορισμένα καθώς αφορούν μόνο την περιοχή της παρέμβασης. Σε ορισμένες περιπτώσεις, μάλιστα, αυτή η προσέγγιση προκαλεί χρονοβόρες και αναποτελεσματικές προσπάθειες ανακατασκευής, καθώς η πλήρης έκταση της ζημιάς συχνά δεν ανιχνεύεται εγκαίρως.
Επομένως το ερώτημα που κλήθηκαν να απαντήσουν οι ερευνητές ήταν πώς μπορεί η διαδικασία σχεδιασμού για την ανακατασκευή οδών να γίνει πιο βιώσιμη και οικονομικά αποδοτική, με μακροπρόθεσμα αποτελέσματα και λιγότερες διαταραχές στην κυκλοφορία;
Ερευνητές στο Ινστιτούτο Έρευνας Ξύλου Fraunhofer, Wilhelm-Klauditz-Institut, WKI συνεργάστηκαν με εταίρους στο έργο SenAD2 το οποίο χρηματοδοτείται από το γερμανικό Υπουργείο Μεταφορών, για να αντιμετωπίσουν αυτήν την πρόκληση και κατάφεραν να αναπτύξουν ένα έξυπνο σύστημα μέτρησης και ανάλυσης που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παρακολούθηση της κατάστασης της ασφαλτικής βάσης μη καταστροφικά, σε μεγάλη περιοχή και σε συνεχή βάση, για να βελτιώσουν την ικανότητα των πολεοδόμων να αντιμετωπίζουν την ανακατασκευή οδών.
Στο μέλλον, ο στόχος είναι το σύστημα να καταστήσει δυνατό τον προσδιορισμό και την πρόβλεψη του επιπέδου υποβάθμισης που επηρεάζει τους ασφαλτοστρωμένους δρόμους. «Στόχος μας είναι να μπορούμε να σχεδιάζουμε πιο μακροπρόθεσμα, να παρακολουθούμε συνεχώς τις αλλαγές στην κατάσταση του δρόμου και, σε αυτή τη βάση, να καταρτίζουμε προβλέψεις και να τις ενσωματώνουμε στη συντήρηση», ανέφερε, σύμφωνα με το σχετικό Δελτίο Τύπου, η Christina Haxter, ερευνήτρια στο Fraunhofer WKI. «Αυτό δεν θα κάνει τους δρόμους να διαρκούν περισσότερο, αλλά θα βελτιώσει τις προσπάθειες παρακολούθησης της κατάστασής τους» πρόσθεσε.
Πηγή Εικόνας: https://www.fraunhofer.de/en/press/research-news/2025/october-2025/bio-based-fabric-with-integrated-sensors-continuously-monitors-asphalt-road-conditions.html
Υποστηρικτικό ύφασμα από ίνες λιναριού με ηλεκτρικά αγώγιμο σύρμα
Το κεντρικό στοιχείο του συστήματος είναι ένα ύφασμα από ίνες λιναριού και εξαρτήματα αισθητήρων, το οποίο είναι φθηνό στην κατασκευή του, επομένως μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε μεγάλες επιφάνειες. Το σύρμα αισθητήρα έχει διάμετρο κάτω από ένα χιλιοστό. Ενσωματώνεται κατά τη διαδικασία ύφανσης στο ύφασμα από φυσικές ίνες, το οποίο είναι ιδιαίτερα ανθεκτικό στην ολίσθηση ή την μετατόπιση. Τα παχιά, βαριά νήματα και η μεγάλη απόσταση σταθεροποιούν το υλικό. «Το ύφασμα πρέπει να σχεδιαστεί με τέτοιο τρόπο ώστε να μην υπάρχει διάσπαση της δομής στην άσφαλτο. Οι αισθητήρες δεν πρέπει επίσης να υποστούν ζημιά ούτε κατά τη διαδικασία ύφανσης ούτε όταν το ύφασμα εισάγεται στο υπόστρωμα», εξηγεί η Haxter. Επιπλέον, το ύφασμα πρέπει να αντέχει το βάρος των φορτηγών και των ασφαλτοστρωτήρων κατά τη διάρκεια των εργασιών κατασκευής. Το ύφασμα αισθητήρων παράγεται σε ειδικό μηχάνημα της Fraunhofer WKI, ενώ έχει σχεδιαστεί για να αντέχει στις κακουχίες της εγκατάστασης και στις περιβαλλοντικές συνθήκες.
Μόλις ενσωματωθεί στην άσφαλτο, η λειτουργία του έξυπνου υφάσματος είναι να παρέχει συνεχείς μετρήσεις, επιτρέποντας την εξαγωγή συμπερασμάτων σχετικά με την εσωτερική κατάσταση της ασφαλτικής βάσης. Το καλώδιο του αισθητήρα συνδέεται με μια μονάδα μέτρησης στην άκρη του δρόμου που αποθηκεύει τα δεδομένα και μεταφέρει τις πληροφορίες στο λογισμικό ανάλυσης.
Μια άλλη καινοτομία του έργου έγκειται στις μεθόδους Τεχνητής Νοημοσύνης που χρησιμοποιούνται για την ανάλυση των δεδομένων από το στρώμα βάσης ασφάλτου. Νέες μέθοδοι υπολογισμού που αναπτύχθηκαν για τον σκοπό αυτό καθορίζουν την τρέχουσα κατάσταση της επιφάνειας του οδοστρώματος και επίσης προβλέπουν την αναμενόμενη εξέλιξη της ζημιάς.
Σε αυτή τη βάση, οι φορείς που είναι υπεύθυνοι για την κατασκευή δρόμων μπορούν να ξεκινήσουν τα απαραίτητα μέτρα συντήρησης σε πρώιμο στάδιο και να τα ενσωματώσουν στον προγραμματισμό και τον οικονομικό τους σχεδιασμό. Τα δεδομένα οπτικοποιούνται χρησιμοποιώντας μια διαδικτυακή πλατφόρμα με έναν πίνακα ελέγχου που αναπτύχθηκε στο πλαίσιο του έργου. Τα σχέδια προβλέπουν τη χρήση της πλατφόρμας για την προετοιμασία όλων των σχετικών πληροφοριών και την παροχή τους σε κρατικές υπηρεσίες, γείτονες, επιχειρήσεις, χρήστες του οδικού δικτύου και άλλα άτομα και οντότητες που επηρεάζονται από τις εργασίες κατασκευής και συντήρησης.
