DE102017006325A1

DE102017006325A1 - Anlage zur Bindung von Luftschadstoffen und Stäuben im Straßenverkehr

Info

Publication number: DE102017006325A1
Application number: DE102017006325.7A
Authority: DE
Inventors: Janik Österle; Klaus Österle
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2017-07-05
Filing date: 2017-07-05
Publication date: 2019-01-10

Abstract

Zur Bindung von Feinstaub und Staub im Straßenverkehr kommt Wasser zum Einsatz. Bestehende Systeme bringen das Wasser über wasserführende Fahrzeuge oder über Düsen an Rohrleitungen aus, was durch die örtlich enge Wirkung einen großen finanziellen Aufwand bedeutet.Die vorliegende Erfindung vergrößert den Wirkbereich bei gleichem Aufwand deutlich, indem die Fahrzeuge des fließenden Verkehrs zur Verteilung des Wassers beitragen. Dazu werden Vertiefungen in der Fahrbahn mit stehendem oder fließendem Wasser eingerichtet, welche vom Verkehr durchfahren werden. Das Wasser verteilt sich im weiteren Straßenverlauf und ermöglicht durch entstehendes Aerosol und durch Oberflächenbenetzung die Bindung von Stäuben, verhindert ein Wiederaufwirbeln und trägt zum Abtransport der Staubpartikel bei.

Description

Luftschadstoffe wie Feinstaub sind ein ernstes Problem in vielen Städten. Der Straßenverkehr trägt einerseits zur Entstehung bei, und verschlimmert im Falle von Feinstaub und Staub die Belastung durch ständiges wiederaufwirbeln andererseits. Feinstaub bezeichnet Schwebstaub mit einem normierten Partikeldurchmesser von 10 µm oder kleiner.
Es ist eine bekannte Methode zur Bindung und damit zur Unschädlichmachung von Staub und Feinstaub im Straßenverkehr Wasser einzusetzen. Im praktischen Einsatz finden weltweit wasserführende Fahrzeuge Verwendung, welche entweder die Fahrbahn lediglich bewässern, oder welche im Sinne einer Straßenreinigung das verspritzte Wasser wieder absaugen ( DE102007016623 ). Desweiteren sind stationäre Systeme beschrieben, die durch Zerstäubung von Wasser als Aerosol in der Luft und nach Niederschlag als Oberflächenbenetzung Partikel binden ( DE202015105972 ).
Beiden Techniken, dem Einsatz von wasserführenden Fahrzeugen sowie der Spritzanlagen, gemein ist der örtlich sehr beschränkte Wirkradius im Bereich der Austrittsöffnungen. Im Falle des wasserführenden Fahrzeugs wird dieser Nachteil durch Fortbewegung in einen Nachteil der örtlich eingeschränkten Wirkdauer eingetauscht. In beiden Fällen ist ein andauernder großflächiger Einsatz, wie er in belasteten Großstädten angeraten ist, aus ökonomischen Gründen praktisch nicht möglich.
Die vorliegende Erfindung nach den Ansprüchen aus 1. verringert das Problem des hohen Aufwandes und des örtlich engen Wirkbereiches indem die Fahrzeuge des rollenden Verkehrs zur Verteilung des Wassers herangezogen werden. Dazu werden auf der Fahrbahn Vertiefungen vorgesehen, welche mit Wasser oder einem Wassergemisch beschickt und vom rollenden Verkehr durchfahren werden. Die durchfahrenden Fahrzeuge bespritzen unter anderem die eigenen Radkästen und tragen mit den Reifen Wasser mit. Im weiteren Straßenverlauf tropft Wasser von den Fahrzeugen ab und es kommt im Zusammenhang mit den drehenden Rädern zur teilweisen Zerstäubung und Verspritzung. Es bildet sich ein bodennahes Aerosol im gesamten Fahrbahnbereich, welches Staub und Luftschadstoffe bindet, und andererseits die Straße benetzt, wodurch ein Aufwirbeln von Staub und Feinstaub wirksam verhindert wird. Je nach Wassermenge kommt es darüber hinaus zu einem Abtransport der Stoffe über die Abflüsse am Straßenrand. Die Menge der bodennahen Vernebelung, der Bodenbenetzung und des Wasserabflusses ist direkt nach der Durchfahrung am Größten und nimmt in Fahrtrichtung der Fahrzeuge im weiteren Straßenverlauf kontinuierlich ab. Sich wiederholende Wasserdurchfahrungen ermöglichen je nach Abstand eine durchgängige Abdeckung. Der Grad der Verteilung ist vom Verkehrsaufkommen abhängig, in gleicher Weise steigt die Fein-/Staubbelastung bei zunehmendem Verkehr, das System regelt sich damit in gewissem Rahmen selbst. Der Grad der Verteilung ist außerdem von der Wassertiefe der Durchfahrung abhängig. Je tiefer die Durchfahrung, desto größer die Verteilung, aber desto größer ist auch die Beeinträchtigung des fließenden Verkehrs und der Umgebung durch Spritzwasser und Aerosol.
Die Abbildung zeigt eine mögliche Umsetzung der Erfindung. Dieses Beispiel geht von einer vielbefahrenen, innerörtlichen mehrspurigen Straße aus. Die Wasserdurchfahrung (W) wird aus einer Vertiefung quer zur Fahrbahn (S) im Fahrbahnbelag über die ganze Fahrbahnbreite gebildet, welche an ihrem tiefsten Punkt eine Tiefe von etwa 8 cm hat. Die Breite der Durchfahrung (W) beträgt 2m. Die wirksame Breite der Durchfahrung ist durch Abrundungen und einen kantenlosen Übergang in die Vertiefung zur Schonung der Fahrzeuge (F) vermindert. Am einen Fahrbahnrand wird über die Wasserzuführung (Z) Wasser in die Fahrbahnvertiefung, d.h. in die Durchfahrung geleitet. Das kann mit konstantem Durchfluss oder geregelt erfolgen. Auf der gegenüberliegenden Seite der Fahrbahn am anderen Ende der Durchfahrung (W) befindet sich ein Überlauf (Ü), über dessen Höhe der Wasserpegel in der Fahrbahnvertiefung vorgesehen wird. Bei den bebeispielten Straßenverhältnissen führt ein Pegel von etwa 5cm zu einer effektiven Wasserverteilung und hält gleichzeitig die Einschränkungen des Verkehrs in einem erträglichen Rahmen. Durch den Überlauf kann ein nahezu konstanter Pegel weitgehend unabhängig vom Verkehrsaufkommen und damit von der Menge des verteilten Wassers pro Fahrzeug (F) gehalten werden. Die Wahl der Wasserzuflussmenge stellt eine Begrenzung der durch die Fahrzeuge (F) insgesamt verteilbaren Wassermenge dar, sodass auch in Stoßzeiten bei hoher Verkehrsauslastung die Einschränkungen durch das verteilte Wasser im Rahmen bleiben.
Fahrzeuge welche die Straße befahren kommen zwangsläufig durch die Wasserdurchfahrung (W), nehmen damit Wasser auf und verteilen es wie in der Beschreibung dargelegt im weiteren Straßenverlauf, wo es seine schadstoffbindende Wirkung entfalten kann. Im Bereich der Durchfahrungen verhindern Spritzschutzwände (M) ein Verspritzen über die Fahrbahn hinaus.
Der Abstand zwischen zwei Durchfahrungen (W) kann 100 m betragen. Dabei ist je nach Verkehrsaufkommen eine großflächige Benetzung der Fahrbahn (S) zu erwarten, wenn auch nicht vollständig über die gesamte Länge und Breite. Jedoch wird bei ausreichendem Verkehr auch bis zur nächsten Durchfahrung (W) noch eine Benetzung entlang der Radspuren (Spurrillen) stattfinden. Das verteilte Wasser, welches nicht der Verdunstung unterliegt, läuft in die entlang der Straße angeordneten Abflüsse (A) ab.
Das Wasser kann statt am Fahrbahnrand auch in Fahrbahnmitte eingebracht werden, es ist jedoch zu beachten, dass keine Totwasserzonen entstehen dürfen, um Ablagerungen und Bewuchs/Verkeimung zu unterbinden. Ebenfalls aus hygienischen Gründen sollte die Anlage in regelmäßigen Abständen durch einfache Unterbrechung der Wasserzufuhr trocken gelegt werden.
Die Anlage kann als lineares System mit der Zufuhr von Frischwasser über die Zuführungen (Z) und mit der Entsorgung über die Abflüsse (A) erfolgen, oder als Kreislauf aufgebaut werden, wobei das über die Abflüsse (A) aufgefangene Wasser gereinigt und ganz oder teilweise über die Zuführungen (Z) erneut eingebracht wird. Im Fall des Kreislaufsystems ersetzt Frischwasser dem System entzogenes Wasser und überschüssiges Wasser, wie es z.B. bei Regen anfällt, muss abgeführt werden.
Statt lediglich Wasser kann auch ein wässriges Gemisch eingesetzt werden. Bestimmte Zusätze können die Bindungsfähigkeit mit Stäuben und Schadstoffen erhöhen oder eine stoffliche Umwandlung selbiger hervorrufen. Zugaben von bspw. Salz können im Winter ein Einfrieren des Wassers verhindern.
Erstreckt sich die Durchfahrung (W) nicht über die gesamte Fahrbahnbreite, so kann besonderen Verkehrsteilnehmern ein Umfahren der Durchfahrungen (W) ermöglicht werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102007016623 [0002]
DE 202015105972 [0002]

Claims

Anlage im Straßenverkehr zur Bindung von Luftschadstoffen , insbesondere Feinstaub, und von Staub mit Wasser oder Wassergemischen, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrzeuge des rollenden Verkehrs zur Verteilung des Wassers bzw. Gemisches auf der Fahrbahn und als Aerosol herangezogen werden, indem Zonen mit stehendem oder fließendem Wasser, bzw. Gemisch, eingerichtet werden, welche durch den rollenden Verkehr durchfahren werden.
Anlage nach 1. mit Kreislaufsystem, in welchem das Wasser, bzw. Gemisch zur Wiederverwendung gereinigt, bzw. wiederaufbereitet wird.
Anlage nach 1. oder 2., in welcher dem Wasser Stoffe zugesetzt werden, welche die Bindungseigenschaften des Wassers verbessern oder welche die Anlage auf besondere Umgebungsbedingungen einstellen.
Anlage nach 1. oder Anlage nach dem Funktionsprinzip aus 1., welche zur Verteilung von Taumitteln, wie Streusalzlösung, verwendet werden.
Anlage nach 1., 2., 3. oder 4., welche durch ihre geometrische Anordnung besonderen Verkehrsteilnehmern, wie einspurigen Fahrzeugen, eine Umfahrung der Zonen mit stehendem oder fließendem Wasser erlaubt.