DE1132174B

DE1132174B - Verfahren zur Bekaempfung der Eisglaette auf Verkehrsflaechen durch Bestreuen der Eisschicht mit erwaermtem, mineralischem Streugut von einem Streufahrzeug aus und Vorrichtung zur Durchfuehrung des Verfahrens

Info

Publication number: DE1132174B
Application number: DEA32574A
Authority: DE
Inventors: Dr Karl Adlassnig
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1959-07-30
Filing date: 1959-07-30
Publication date: 1962-06-28

Description

Verfahren zur Bekämpfung der Eisglätte auf Verkehrsflächen durch Bestreuen der Eisschicht mit erwärmtem, mineralischem Streugut von einem Streufahrzeug aus und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Bekämpfung der Eisglätte auf Verkehrsflächen durch Bestreuen der Eisschicht mit erwärmtem, mineralischem Streugut von einem Streufahrzeug aus.
Durch die Verwendung von erwärmtem Streugut soll erreicht werden, daß das Streugut auf der Eisfläche haftenbleibt und damit die Eisfläche so abgestumpft wird, daß sie die Haftreibung beim Befahren durch Fahrzeuge so beeinflußt, daß schädliche Auswirkungen der Eisglätte auf den fließenden Verkehr zu vermeiden sind. Es hat sich jedoch gezeigt, daß auch in warmem Zustand aufgestreutes Streugut nicht so fest auf der Eisschicht festfriert, daß es nicht doch aus der Schicht herausgerissen und weggeschleudert wird, so daß der beabsichtige Erfolg nicht in vollem Umfang zu erreichen ist. Um eine gute Haftung des Streugutes auf einer Eisschicht zu erreichen, ist es auch bereits bekannt, das Streugut auf der Eisschicht festfrieren zu lassen dadurch, daß entweder angefeuchtetes Streugut auf die Eisschicht aufgestreut oder trocken aufgebrachtes Streugut nachher mit Wasser besprüht wird. In beiden Fällen kann die Haftung des Streugutes unter gewissen Voraussetzungen günstiger beeinflußt werden.
Diese beiden Verfahren haben jedoch den Nachteil, daß auch die Oberfläche des. Streugutes. feucht ist, sich demnach auf der Oberfläche des Streugutes auch eine Eisschicht bildet, wodurch ein Teil der abstumpfenden Wirkung des Streugutes wieder verlorengeht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Verfahren zur Bekämpfung der Eisglätte auf Verkehrsflächen unter Verwendung von erwärmtem, mineralischem Streugut das Streugut so aufzubringen und in die Eisschicht so einzubauen, daß es unter der üblichen Verkehrsbeanspruchung von Fahrzeugen nicht zur Seite geschleudert oder zertrümmert werden kann und die Griffigkeit des Streugutes voll erhalten bleibt.
Bei der Lösung dieser Aufgabe wurde bei Versuchen mit Quarzkies von 10 mm Korngröße gefunden, daß bereits das Vorwärmen auf 40° C ausreicht, um die einzelnen Kieskörner in einer Eisschicht von -5° C etwas zum Haften zu bringen. Bei Vorwärmung auf 70° C sinkt der aufgestreute Kies bereits zu etwa einem Drittel seines Volumens in das Eis ein. Bei Vorwärmung auf 100° C ist etwa die Hälfte des Kieskornes in der Eisschicht versenkt. Das durch das Schmelzen des Eises gebildete Wasser gefriert teilweise wallartig um das Korn wieder aus, was die Haftung desselben noch weiter erhöht. Die Versuchsergebnisse sind schematisch in der Figur dargestellt.
Dieser Vorgang kann auch rechnerisch verfolgt werden. Beispielsweise gibt ein Kieskorn von 10 mm Durchmesser, welches sich auf einer Temperatur von 100° C befindet, insgesamt beim Abkühlen auf 0° C eine Wärmemenge von rund 25 cal ab. Diese reicht aus, um etwa 0,3 ccm Eis von 0° C zum Schmelzen zu bringen, was dem im Versuch festgestellten Einsinken des Kornes bis etwa zur Hälfte des Volumens entspricht. Dieses Verhältnis zwischen Temperatur des vorgewärmten Kieses und der relativen Eindringtiefe in die Eisschicht ist selbstverständlich im Prinzip unabhängig von der Korngröße.
Für das erfindungsgemäße Verfahren ist es wesentlich, wie tief der Kies in die Eisschicht eingebaut wird. Eine gewisse Haftung tritt schon beim Vorwärmen auf 40° C ein. Diese reicht aber nicht aus, um den Beanspruchungen, denen das Korn durch den Kraftfahrzeugverkehr ausgesetzt ist, auf die Dauer zu widerstehen.
Wesentlich anders sind die Verhältnisse bei einer Vorwärmung des Kieses auf Temperaturen, die ausreichen, um die Kieskörner zu ihrem überwiegenden Teil in die Eisschicht zu versenken. Ein derartig tief eingebettets Kieskorn wird deshalb durch die Reifen der fahrenden Kraftfahrzeuge kaum mehr herausgerissen werden, was auch bei praktischen Versuchen auf öffentlichen Straßen erwiesen wurde.
Die Kraft, die man anwenden muß, um ein auf 100° C vorgewärmtes Kieskorn nach dem Einfrieren wieder herauszureißen, muß etwa zehnmal so groß sein wie die zum Herausreißen eines auf 40°C vorgewärmten Kornes erforderliche Kraft.
Die Temperatur, die ausreicht, um ein Kieskorn etwa zur Hälfte seines Volumens in die Eisschicht einzubetten, ist also eine Art Grenztemperatur. Für überwiegend quarzhaltigen Kies und für Eis von 0° C beträgt sie rund 100°. Sinkt die Eistemperatur, so muß die Vorwärmung erhöht werden. Da die spezifischen Wärmen je Voumeinheit bei den meisten quarzhaltigen oder Kalksteinen etwa ebensogroß sind wie beim Eis, muß man entsprechend den Minusgraden des Eises die Vorwärmtemperatur des Kieses über 100° C hinaus erhöhen.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist auf keine bestimmte Korngröße beschränkt. Versuche mit einem besonders feinen Sand von 0,1 bis 0,2 mm Korngröße zeigten, daß auch dabei keine prinzipiellen Schwierigkeiten auftreten. Auch ist es für das Verfahren gleichgültig, ob die Straßen eine Eisschicht oder eine festgefahrene, glatte Schneedecke haben.
Bei Schneeglätte wird üblicherweise sehr grober Kies (bis etwa 15 mm Korngröße) gestreut. Um diesen fest zu verankern, ist es offensichtlich notwendig, ihn mindestens 5 bis 7 mm tief in die festgefahrene Schneeschicht zu versenken. Dies kann aber durch Besprühen mit Wasser nicht erreicht werden. Das Auftauen einer entsprechenden, tiefen Schicht scheidet aus wirtschaftlichen Gründen aus. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren dagegen wird dieser grobe Kies in einer Straße mit festgefahrener Schneedecke fast genauso fest gehalten wie ein feinerer Kies auf einer Straße mit einer dünnen Eisschicht.
Wesentlich ist, daß die Korngröße den vorhandenen Bedingungen, in erster Linie der Dicke der Eisschicht angepaßt wird. Die Kiesgröße soll maximal nur etwa doppelt so groß sein wie die Dicke der Eisschicht. Im allgemeinen wird man gegenüber dem jetzt gebräuchlichen lasen Streuen ein feineres Korn bevorzugen, da dünne Glatteisschichten besonders häufig sind.
Das Einfrieren des vorgewärmten Kieses in die Eisschicht geschieht so überraschend schnell, daß die ungestörte Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ohne Behinderung des Verkehrs möglich ist. Beispielsweise ist ein Kies mit 4 bis 5 mm Korngröße nach Vorwärmen auf 100° C bereits in etwa 30 Sekunden in eine Eisschicht von 0° C eingefroren.
Die Erhitzung des Streukissens kann zentral erfolgen. Der vorgewärmte Kies muß dann gespeichert und bei Bedarf an die Streufahrzeuge abgegeben werden. Dieses Verfahren ist dann günstig, wenn billige Abwärme zur Verfügung steht und wenn innerhalb eines kleines lokalen Bereiches große Mengen Streukies benötigt werden.
Die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens im weiten Umfang, besonders auf Überlandstraßen, ist aber nur dann gesichert, wenn keine teure Anlagen, keine Lagerhaltung von vorgewärmten Kies und keine grundsätzliche Änderung der herkömmlichen Streuverfahren notwendig werden.
Dies läßt sich in an sich bekannter Weise durch Installierung eines Heizaggregates auf dem Streufahrzeug erreichen. Ein Heizaggregat, das nach dem Prinzip des Etagenofens mit direkter Beheizung des kontinuierlich durchlaufenden Streukieses durch flüssige oder gasförmige Brennstoffe arbeitet, ist dafür besonders geeignet. Der Streukies wird in ähnlicher Weise wie bei den üblichen Streuvorrichtungen in einem Einlauftrichter am oberen Ende des Ofens aufgegeben. Er wird in Richtung der Schwerkraft durch den Ofen langsam nach unten bewegt und steht dabei in dauerndem Kontakt mit der Brennerflamme bzw. den Heizgasen. Auf die gewünschte Temperatur erhitzt, tritt der Streukies am unteren Ende des Heizaggregates wieder aus und fällt auf die Straße.
Durch Verwendung von beispielsweise Heizöl ist die Beheizung besonders intensiv, und die Abmessungen des Heizaggregates können so klein gehalten werden, daß es leicht auf den üblichen Streufahrzeugen montiert werden kann. Dieses Heizaggregat ermöglicht es, sowohl die Durchflußmenge an Kies als auch die zuzuführenden Wärmemengen leicht zu regulieren und die Beheizung der Bedarfslage anzupassen. Die Antriebskraft für die mechanisch bewegten Teile des Etagenofens und das Gebläse des Brenners können leicht in bekannter Weise vom Motorgetriebe des Streufahrzeuges bezogen werden.
Auch eine indirekte Beheizung des Streukieses kann, beispielsweise durch Strahlheizrohre, angewendet werden. In diesem Falle ist die Wärmebilanz allerdings ungünstiger und eine gewisse Anheizzeit bis zum Wirksamwerden der Vorwärmung notwendig.
Der zur Streuung verwendete Kies kann Feuchtigkeit enthalten. Infolge der großen Verdampfungswärme des Wassers verursacht schon ein geringer Feuchtigkeitsgehalt einen relativ hohen zusätzlichen Wärmeaufwand, so daß aus wirtschaftlichen Gründen ein trockener Kies bevorzugt wird.
Die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens läßt sich an einem Beispiel zeigen: Eine Straße von 8 m Breite, die mit einer Eisschicht von 1 mm Dicke bedeckt ist, soll so gestreut werden, daß ein Höchstmaß an Griffigkeit erreicht wird. Die Außentemperatur möge -5° C betragen. Zur Verfügung steht ein Kies mit 1,5 mm Korngröße. Bei einer mittleren Streudichte von 10 000 Kieskörnern je Quadratmeter benötigt man je Straßenkilometer etwa 350 kg Kies. Dieser bedarf einer Wärmemenge von etwa 8500 kcal, um auf 115° aufgeheizt zu werden. Rechnet man für das Heizaggregat nur mit einem thermischen Nutzeffekt von. 50 O/o, so sind insgesamt rund 30 000 kcal erforderch, um damit ein vereistes Straßenstück von 1 km Länge und 8 m Breite durch Einbau des Streukieses in die Eisschicht griffig zu machen. Diese 30 000 kcal entsprechen beispielsweise dem Heizwert von nur 3 kg Heizöl.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Bekämpfung der Eisglätte auf Verkehrsflächen durch Bestreuen der Eisschicht mit erwärmtem, mineralischem Streugut von einem Streufahrzeug aus, dadurch gekennzeichnet, daß das Streugut mindestens so weit vorgewärmt wird, daß nach dem Aufstreuen auf die Eisschicht die Mineralkörner zur Hälfte ihres Volumens in die Eisschicht einsinken können.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Bestreuen der Eisschicht ein Streugut verwendet wird, dessen Korngröße höchstens doppelt so groß ist wie die Stärke der abzustumpfenden Eisschicht.
3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch die Verwendung eines auf einem üblichen Streufahrzeug montierten, nach dem Etagenofenprinzip arbeitenden Heizaggregates zur direkten und kontinuierlichen Erhitzung des Streugutes auf die gewünschte Temperatur. In Betracht gezogene Druckschriften: Britische Patentschrift Nr. 756 779.