DE3002328A1

DE3002328A1 - Verfahren zum abstumpfen von verkehrsflaechen gegen eisglaette

Info

Publication number: DE3002328A1
Application number: DE19803002328
Authority: DE
Inventors: Kurt 1000 Berlin Uderstadt
Original assignee: Individual
Current assignee: Uderstadt Wolfgang Schneider Geb Sternberg Ger
Priority date: 1980-01-21
Filing date: 1980-01-21
Publication date: 1981-07-23

Description

Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ab stumpfen von Verkehrsflächen gegen Eisglätte durch Aufbringen von Granulat sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Im Rahmen des Umweltschutzes wird es angestrebt, die Benutzung von Streusalz zum Auftauen von vereisten Verkehrsflächen stark einzuschränken bzw. gänzlich zu untersagen.
Eine Alternative zu Auftaumitteln bildet die Verwendung von Streumaterial, welches die vereisten Flächen abstumpft, so daß die Reibung erhöht wird und ein sicheres Befahren bzw. Begehen der vereisten Verkehrsflächen möglich ist. Streusand und andere feinkörnige Materialien weisen dabei den Nachteil auf, daß sie, sobald die Außentemperaturen über den Gefrierpunkt ansteigen, mit dem Schmelz- oder Regenwasser fortgespült werden und Gullies und Regenwasserkanäle verstopfen. Grobkörnigeres Material, wie Granulat, weist zwar diesen Nachteil nicht auf, erhöht andererseits aber die Reibung auf Verkehrsflächen nicht so stark wie Streusand, da Granulatpartikel bei Schubbeanspruchung fortrollen und damit nicht die im Verkehr erforderliche Haftung für Fahrzeuge und Fußgänger gewährleisten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung anzugeben, welcher es ermöglicht, zum Erhöhen der Reibung von Verkehrsflächen Granulat zu verwenden, wobei sichergestellt sein soll, daß dieses Granulat bei Temperaturen unter dem Gefrierpunkt an der Oberfläche sicher befestigt ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst, wnei eine entsprechende Vorrichtunq in Unteransprüchen gekenzxzeichnet ist.
Die Erfindung weist den Vorteil auf, daß sie für ihre Ausführung keinen großen Aufwand erfordert und schnell und sicher eingesetzt werden kann.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß sich Granulatmaterial, welches in größeren Mengen kostengünstig zur Verfügung steht, durch Anfrieren so fest mit der Oberfläche von Fahrbahnen und Gehwegen verbinden läßt, daß diese Beschichtung auch größeren Verkehrsbeanspruchungen gewachsen ist. Die Tatsache, daß eine Behandlung der Verkehrsflächen erst nach einem Kälteeinbruch möglich ist, stellt dabei'keinen Nachteil dar, da insbesondere in Großstädten heutzutage ohnehin eine große Anzahl von Streufahrzeugen im Einsatz gehalten wird Ein derart großer Fuhrpark ist notwendig, da die verringerten zulässigen Streusalzmengen ein längerfristiges Streuen von Straßenglätte beseitigenden Mitteln vor dem Eintreten der Minustemperaturen auch derzeit nicht zuläßt. Eine Bekämpfung der Straßenglätte kann praktisch immer erst dann erfolgen, wenn die Gefahr der Straßenvereisung bereits eingetreten ist oder unmittelbar bevorsteht - wenn nämlich bei noch gefrorenem Boden Regen einsetzt. In allen Fällen, in denen die Verwendung von Tausalz erfolgversprechend und zulässig ist, kann also auch das erfindungsgemäße Verfahren mit Erfolg eingesetzt werden, ohne die Nachteile aufzuweisen, mit denen die Verwendung von Tausalz behaftet ist.
Vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens bzw. einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens sind in den Unteransprüchen angegeben und werden nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben.
Besonders hervorzuheben sind dabei diejenigen Maßnahmen, welche es gestatten, in energiesparender Weise die Abwärme eines als Antrieb für ein Streufahrzeug dienenden Verbrennungsmotors für die Erhitzung des Streuguts zu benutzen.
Mit einer bevorzugten zur Durchführung des Verfahrens geeigneten Vorrichtung kann eine Erhitzung des Streuguts bzw. die Benetzung seiner Oberfläche mit Wasser alternativ vorgenommen werden, um unterschiedlichen Bedingungen Rechnung zu tragen. Bevorzugterweise wird bei nach einer vorangehenden Kältewelle gefrorenem Boden ein Anhaften des Granulats ausschließlich durch Benetzen des aufzubringenden Granulats mit Wasser erreicht, so daß dieses an den gefrorenen Boden anfriert, während bei bereits vereisten Flächen allein die Erhitzung des Granulats zur Befestigung ausreichend ist.
Wird das Verfahren der Benetzung mit Wasser verwendet, so wird vorteilhafterweise Granulat benutzt, welches eine gewisse Porosität oder Oberflächenrauhigkeit aufweist, so daß sich eine ausreichende Wassermenge an der Oberfläche anlagert. Die sichere Funktion des erfindungsgemäßen Verfahrens wird dabei in günstiger Weise besonders dadurch gewährleistet, daß, sobald das Granulat ausgebracht ist, sich die Wassermenge, mit der das einzelne Granulatteilchen benetzt ist, infolge der Schwerkraft in Richtung der Oberfläche der abzustumpfenden Verkehrsfläche bewegt, um dort eine lokale Eisshicht zu bilden, welche in ihrer Stärke ausreicht, um das Teilchen sicher an der Oberfläche zu befestigen.
Die Erhitzung des auszubringenden Granulats kann bereits in einem Depot zentral erfolgen, wobei es ausreichen kann, die mit dem aufgeheizten Granulat zu beladenden Streufahrzeuge mit einer thermischen Isolierung der Ladefläche zu versehen. Bevorzugt werden aber Mittel vorgesehen, welche das Granulat unmittelbar vor dem Ausbringen auf-bzw. nachheizen. Die Aufheizung erfolgt dabei zweckmäßigerweise kontinuierlich im Durchlaufbetrieb. Die dazu erforderliche - vorzugsweise elektrische Energie - wird im.
Fahrbetrieb vom Antrieb des Streufahrzeugs geliefert, wobei der Heizstrom durch einen Generator entsprechender Leistung erzeugt wird. Da sich bei einem Verbrennungsmotor jedoch nur ein Bruchteil der im Treibstoff vorhandenen Energie in mechanische bzw. elektrische Energie umsetzen läßt, wird durch zusätzliche Verwertung der Abwärme eine sehr hohe Gesamtausnutzung der verbrauchten Energie erzielt.
-Eine Erhitzung des Granulats durch Strahlung und/oder Konvektion bzw. Mikrowellen unmittelbar vor dem Aufbringen auf die Verkehrsfläche hat den Vorteil, daß, da die Erhit- zung von der Oberfläche der einzelnen Teilchen her erfolgt, aufgrund der Wärmeleiteigenschaften des Streugutes eine besonders intensive Aufheizung der Oberflächenbereiche der einzelnen Granulatteilchen bewirkt wird, so da3 nach dem Ausbringen auf die vereiste Fläche ein schnelles Antauen der vereisten Oberfläche gewährleistet ist. Das einzelne heiß (vorzugsweise mit einer Temperatur von mehr als 70"C) aufgebrachte Granulatteilchen schmilzt in eine innerhalb der Eisschicht - bzw. einer festgefahrenen Schneedecke - entstehende Mulde ein, so daß eine sichere Befestigung auch gegen beim Anfahren und Bremsen von Kraftfahrzeugen auftretenden Kräften gewährleistet ist.
Wird die Variante der Benetzung des auszubringenden Streuguts mit Wasser gewählt, so sollten das Wasser und das Granulat nicht erwärmt werden, damit ein schnelles Anfrieren erfolgen kann. In diesem Fall braucht nicht erst das das Granulatteilchen umgebendes Eis geschmolzen zu werden, um die mechanische Verbindung des Teilchens sicherzustellen. Das zum Befestigen notwendige "Material" haftet vielmehr jedem Teilchen in Form von Wasser bereits an, so daß ein Ausbringen auch auf den noch nicht mit einer Eisschicht überzogenen, aber bereits unter den Gefrierpunkt abgekühlten Boden erfolgen kann.
Für die Verteilung des erhitzten bzw. mit Wasser benetzten Streumaterials eignen sich die üblichen an Streufahrzeugen vorhandenen Verteilvorrichtungen, wie z.B. rotierende Teller, welche eine horizontale Verteilung des Streumaterials auch unterhalb von am Fahrbahnrand abgestellten Fahrzeugen bewirken.
Eine andere vorteilhafte Vorrichtung zur Ausbringung des Streuguts bei Sonderanwendungen, bei denen es nicht auf eine große Streubreite und das Erreichen von Flächen unter abgestellten Kraftfahrzeugen ankommt, wie zum Beispiel bei Fußwegen, stellt beispielsweise eine beheizte Walze dar, über die das zu verteilende Streugut von oben geschüttet wird, so daß das Streugut gleichzeitig aufgeheizt und über die Walzenbreite verteiit wird, wobei, wenn das Streugut über die - bezogen auf die Fahrtrichtung des Streufahrzeugs - Vorderseite der Walze ausgebracht wird, durch den Walzendruck der Kontakt des Granulats zu der vereisten Fläche durch weitere lokale Erhitzung (verbunden mit der durch die Druckerhöhung bewirkten Schmelzpunkterniedrigung) noch vergrößert wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es, die Verteilvorrichtung für das Streugut gegebenenfalls - bei entsprechenden Spezialkonstruktionen - auch an der Vorderseite des Streufahrzeugs anzubringen, so daß, da die Wirkung -im Gegensatz zur Auftauwirkung von Kochsalz - kurzfristig eintritt, auch schon die Haftwirkung der Reifen des Streufahrzeugs selbst erhöht wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat sich bei Versuchen - auch an starken Steigungen - ausgezeichnet bewährt. Gerade an Steigungen läßt sich Granulat sonst kaum verwenden, da es wegen seiner Neigung, abwärts zu rollen, keine Vergrößerung der Haftung für Verkehrsteilnehmer erzeugt.
Als besonderer Vorteil ergibt sich weiterhin, daß das Streugut wiederverwendbar ist, d.h. in einer Tauwetterpe- riode durch eine Kehrmaschine gesammelt und in ein Depot zurückgeschafft werden kann.
Zwei vorteilhafte Ausführungsbeispiele einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind In den Zeichnungen dargestellt und werden nachfolgend naher beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 ein mit einer Vorrichtung zum Erhitzen oder Benetzen von Streugut mit Wasser versehenes Streufahrzeug in schematischer Darstellung sowie Fig. 2 eine Vorrichtung zum Erhitzen und Verteilen des Streuguts unter zusätzlicher Aufwendung von Druck.
Bei dem in Figur 1 schematisch dargestellten Streufahrzeug 1 ist ein Vorratsbehälter 2 für das Streugut 3 vorgesehen, welches ein Granulat darstellt. Als Streugut kommen die üblichen grobkörnigen Streumittel wie Schlacke, Kies oder Schotter in Betracht.
Das Streugut 3 wird in einer besonderen Vorrichtung unmittelbar vor dem Ausbringen auf die Fahrbahn erhitzt oder mit Wasser benetzt, die im folgenden näher dargestellt werden soll.
Das Streugut 3 gelangt aus dem Vorratsbehälter 2 in ein Fallrohr 4, in dem die erfindungsgemäße Erhitzung bzw. Benetzung mit Wasser erfolgt, und anschließend durch eine veränderbare Dosieröffnung 5 auf einen rotierenden Stresteller 6, der von einem Elektromotor 7 über eine Achse 8 angetrieben wird und das Streugut in bekannter Weise verteilt.
Die Wärme für die Erhitzung des das Streugut bildenden Granulats wird über Heizspiralen oder -schlangen 9 abgegeben, die elektrisch beheizbar sind. Die Energie dazu wird von einem durch dsn Antriebsmotor 10 getriebenen (nicht getrennt dargestellten) Generator geliefert. Die Wärmeübertragung erfolgt dabei durch Strahlung und/oder Konvektion bzw. durch den Einsatz von Mikrowellen. Auf die Darstellung von Einzelheiten wurde bei der schematischen Wiedergabe verzichtet, verzichtet, da es sich um übliche Techniken handelt. Um eine ausreichende Erhitzung des Streuguts zu sicherzustellen, kann sein freier Fall innerhalb des Fallrohrs 4 durch Staubildung abgebremst werden, so daß die Verweilzeit im Beheizungsbereich des Fallrohrs 4 verlängert ist.
Um die zum Erhitzen des Granulates aufzuwendende Energie zu verringern, wird die Abwärme des Antriebsmotors 10 zum Vorwärmen des Granulats benutzt, so daß die zum Erhitzen auf die Endtemperatur von mehr als 70°C notwendige Energie entscheidend verringert wird. Dazu ist ein Wärmeaustauscher 11 vorgesehen, welcher über Leitungen 12 an das (nicht dargestellte) Kühlsystem des Antriebsmotors 10 des Streufahrzeugs 1 angeschlossen ist, wie es in Fig. 1 wiedergegeben ist.
Für das nasse Ausstreuen des Granulats 3 ist ein Vorrats-Wasserbehälter 13 vorgesehen, aus dem über eine Zuleitung 14 das Wasser in das Fallrohr 4 eingeleitet wird, um das Granulat zu benetzen. Die Dosierung der Wasserzufuhr erfolgt dabei so, daß die einzelnen Granulatteilchen mit Wasser überzogen sind, welches sich an ihrer Oberfläche anlagert. Das "nasse" Streugut fällt auf die Fahrbahn, wobei der den einzelnen Granulatkörnern anhaftende Feuchtigkeitsfilm eine wirksame Verbindung des Granulats zur Oberfläche bildet, sobald er bei Temperaturen unter -de.n Nullpunkt durch Kontakt mit der Oberfläche gefriert.
Bei einer anderen bevorzugten Ausführung einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, welche eine Ausführung für Einsatzfälle darstellt, bei denen es nicht auf eine große Verteilgeschwindigkeit bzw. Streubreite ankommt, wie beispielsweise die Behandlung von Gehwegflächen, ist eine beheizbare Walze 15 vorgesehen, über der eine Zuführungsvorrichtung 16 für das Streugut 4 vorgesehen ist, welche einer Verteilvorrichtung 17 aufweist, die sich in einem Abstand von der Oberfläche der beheizbaren Walze 15 befindet, so daß bei Rotation der Walze nur eine vorgegebene Menge des Granulats zwischen Walze 15 und Verteilvorrichtung 17 passieren kann. Da die Walze 15 auf der zu behandelnden Oberfläche abrollt, ist die Verteilungsgeschwindigkeit der Vorschubgeschwindigkeit proportional und damit die erzielte Streudichte konstant.
Die beheizbare Walze 15 hat eine doppelte Funktion: einerseits wird das auf der Walze verweilende Granulat aufgeheizt, so daß es eine erhöhte Temperatur erreicht hat, wenn es die Verteilvorrichtung 17 passiert. Da das Granulat in Laufrichtung vor der Walze ausgestreut wird, gelangt es, wenn es von der Walze herrollt wird, erneut :tit dieser in Kontakt und es entsteht eine weitere kurzfristi- ge Wärmeübertragung verbunden mit einem Anpressdruck, der sich auf die ausgestreuten Granulatteilchen konzentriert.
Da eine Druckerhöhung zum lokalen Schmelzen einer vorhandenen Eisschicht beiträgt, wird damit die Wirkung des erfindungsgemäßen Verfahrens in vorteilhafter Weise zusätzlich verbessert.
Die dargestellten Ausführungen der Vorrichtungen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens lassen sich variieren und den besonderen Gegebenheiten bei der jeweiligen Anwendung anpassen, wobei sich die Intensität der verwendeten Mittel Erwärmung und Benetzung des Streuguts mit Wasser gegebenenfalls unter Ausnutzung eines Anpressdruckes beim Ausbringen in weiten Grenzen verändern läßt.
So kann der Behälter für das Streugut bei dem Streuwagen auch mit einer (in der Zeichnung nicht dargestellten thermischen Isolierschicht versehen sein, wenn das Granulat bereits in einer zentralen Vorratsstelle (vor-)erhitzt wird, um dieses während des Verteilens auf die Verkehrsflächen vor Abkühlung zu schützen.

Claims

Verfahren zum Abstumpfen von Verkehrsflächen gegen Eisglätte Ansprüche 1. Verfahren zum Abstumpfen von Verkehrsflächen gegen Eisglätte durch Aufbringen von Granulat, d a d u r c n g e k e n n z e i c h n e t , daß das Granulat (3) naß aufgebracht, d.h. vor dem Aufbringen auf die abzustump fende Fläche mit einer Schicht kalten Wassers benetzt wird, die ausreichend ist, um dieses Teilchen bei Temperaturen unter dem Gefrierpunkt mit der abzustumpfenden Fläche bzw. einer darauf befindlichen Eisschicht durch Anfrieren zu verbinden oder soweit erhitzt wird, daß die in einem Granulatpartikel gespeicherte Wärmemenge ausreicht, um dieses Partikel nach dem Aufbringen auf die die abzustumpfende Fläche bedeckende Eisschicht nach einem kurzfristigen Antauen des dem Partikel unmittelbar henachbarten Bereichs durch Anfrieren bzw. Einfrieren in eine entstehende Mulde zu verbinden.
2. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprfiche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß beim nassen Aufbringen Granulat (3) mit poröser und/oder rauher Oberfläche verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß als Granulat Schotter, Schlacke oder Ries in feinkörniger Form verwendet wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Erhitzung mittels Strahlung, Konvektion und/oder Mikrowellen erfolgt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Erhit- zung und das überziehen mit dem Wasserfilm in der Weise alternativ vornehmbar ist, daß die aufzubringenden Partikel eine Strecke durchlaufen, in der sie wahlweise erhitzt oder mit Wasser benetzt werden können.
6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Erhitzung unter Ausnutzung der Abwärme des Antriebsmotors des zugehörigen Streufahrzeugs erfolgt.
7. Verfahren nach den Anspruch 6, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß zum Erhitzen die Wärme des Kühlmittelkreislaufs und/oder der Abgase eines als Antriebsmotor dienenden Verbrennungsmotors des Streufahrzeugs beiträgt.
8. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t t daß das Granulat beim Aufbringen auf die Oberfläche zusätzlich einer Druckeinwirkung ausgesetzt wird.
9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , Mittel vorgesehen sind, um das Granulat (3) vor dem Aufbringen auf die abzustumpf nde Fläche mit einem Film kalten Wassers zu benetzen, der ausreichend ist, um dieses Teilchen bei Temperaturen unter dem Gefrierpunkt mit der abzustumpfenden Fläche bzw. einer darauf befindlichen Eisschicht durch Anfrieren zu verb In den oder Mittel vorgesehen sind, um das Granulat soweit zu erhitzen, daß die in einem Granulatpartikel gespeicherte Wärmemenge ausreicht, um dieses Partikel nach dem Aufbringen auf die die abzustumpfende Fläche bedeckende Eisschicht nach einem kurzfristigen Antauen des dem Partikel unmittelbar benachbarten Bereichs durch Anfrieren bzw.

Einfrieren in eine entstehende Mulde zu verbinden.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß bei einem Streufahrzeug (1) zwischen einem Vorratsbehälter (2) und der Vorrichtung (6, 7 in Fig.l; 15 in Fig.2) zum Verteilen des Streugutes auf die Verkehrsfläche eine Erhitzungsvorrichtung (11, 12 in Fig. 1; 15 in Fig. 2) für das Granulat mit kontinuierlichem Durchlaufbetrieb angeordnet ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 oder 10, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Erhitzungsvorrichtung (12) mit der Kühleinrichtung für den Antriebsmotor (10) des Streufahrzeugs (1) wärmeaustauschend verbunden ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Erhitzungsvorrichtung (9) mindestens einen Strahler, Konvektor und/oder Mikrowellengenerator aufweist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß bei einem Streufahrzeug (1) ein mit einer thermischen Isolierung versehener Vorratsbehälter (2) vorgesehen ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß bei einem Streufahrzeug (1) zwischen einem Vorratsbehälter (2) und der Vorrichtung zum Verteilen des Streugutes eine Vorrichtung (13, 14) zu.

Benetzen des Granulates mit Wasser vorgesehen ist.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß für die zusätzliche Druckeinwirkung beim Aufbringen des Granulats (4) auf die Oberfläche eine heizbar Walze (15) vorgesehen ist.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß in Laufrichtung vor der Walze (15) eine Verteilvorrichtung (17) für das Granulat vorgesehen ist, die nur eine vorgegebene Menge Streugut (4) bei Umdrehung der Walze (15) zwischen dieser und der Verteilvorrichtung (17) hindurchgelangen läßt.