DE2156803A1 - Elektrisch beheizbarer strassenbelag aus genormten fertigteilen - Google Patents

Description

• Elektrisch beheizbarer Straßenbelag aus genormten Fertigteilen Die Erfindung betrifft einen elektrisch beheizbaren Straßenbelag aus genormten Fertigteilen, in die ein elektrischer Flächenheizleiter eingebettet ist, der nach Anschluß an eine geeignete Spannung Wärme liefert.
• Es ist bekannt, in Straßendecken, Fahrbahnen aber Brücken oder in Landepisten von Flugplätzen Heizelemente in Form von Heizdrähten? Heizkabeln oder Heizungsrohren zu verlegen, um im Winter die Fahr- oder Rollbahnen eis- und schneefrei halten zu können.
• Der Nachteil der genannten elektrischen Heizsysteme @@@@@ darin, daß bei Stromunterbrechung durch einen örtlich begrenzten Defekt gleich die gesamte Heizfläche der sehr oder weniger eng geschlungenen teiterwindungen ausfällt.
• Aehnlich verhält es sich bei einem Rohrleitungssystem mit flüssigem Wärmeaustauschmedium, das bei einem Defekt ausfließt.
• Ein weiterer Nachteil beider Heizsysteme liegt darin, daß die Heizkabel bzw. Heizrohre aus Kostengründen nicht beliebig dicht nebeneinander verlegt werden. Größere Zwischenräume bewirken aber eine ungleichmäßige Erwärmung der behcten Fläche.
• Beide Nachteile werden durch Anwendung von Fläch3nreizleitern vermiaden. Eine geringfügige örtliche Zersto- @@ des Flächenheizleiters kommt zwar einer Verringerr£ ie Leiterquerschnittes gleich, hat aber keine totale Str@@-unterbrechung zur Folge. Die Beheizung einer Fläche mi Flächenheizleitern führt zu einer sehr gleichmäßigen Erwärmung, wenn zwischen den einander gegenüberliegenden Elektroden des Flächenheizleiters die Stromdichte gleichmäßig verteilt ist und die erzeugte Wärme ebenso gleichmäßig abgeleitet wird.
• Die Anwendung metallischer Flächenheizleiter in Form dünner Bleche oder Drahtgewebe scheidet für die meisten Einsatzgebiete wegen der zu großen elektrischen Leitfähigkeit der Metalle aus. Die zum Erbringen der nötigen Heizleistung pro Fläche aufzuwendenden Stromstärken würden einen zu großen Leiterqaarschnitt der Versorgungsleitung erfordern, wenn man mit niedriger Spannung die Flächenheizung betreibt.
• Bei Normalspannung (220 V) werden die Kontaktabstände sehr groß.
• Sehr geeignet als Plächenheizleiter sind elektrisch leitfähig gemachte Kunststoffschichten, die als Folie oder leitfähiger Ueberzug auf Netzen, Geweben oder Vliesen zur-Anwendung gelangen, weil der elelktrische spezifische Wider---sta-nd dieser leitenden Kunststoffschichten höher ist als bei den Metallen. Außerdem läßt sich - je nach Menge und Korngrößenverteilung des Leitpigments im Kunststoff als Bindemittel -- aer spezifische Widerstand dieser leitenden Gemische in weiten Grenzen variieren und daher dem Verwendungszweck anpassen.
• Obwohl sich elektrisch leitfähig gemachte Kunststoffschichten in Form leitend beschichteter Gewebe oder Netze als Heizleiter in einem Straßenbelag eignen würden, hat jedoch die Praxis gezeigt, daß diese Flächenheizleiter für die auf der Baustelle angewandten Arbeitsmethoden viel zu empfindlich sind. Zu leicht treten Beschädigungen durch Schaufeln, Hacken und andere-Bearbeitungsgeräte in der Hand ungalernter Arbeitskräfte auf, die nicht die nötige Sorfalt - schon im Hinblick auf die von ihnen verlangte Verlegeleistung - aufwenden können.
• Die lösung des Problems; einen vielseitig und einfach verwendbaren, mit Flächenheizleitern ausgerüsteten Straßenbelag in der Praxis einsetzen zu können, gelingt mit dem a Neuerung vorgeschlagenen "Norm - Thermophal-t's, einem beheizbaren Straßenbelag aus genormten, in der Fabrik vorgefertigten Fertigteilen, die erst an der Baustelle zu einem Ganzen zusammengefügt und angeschlossen werden.
• Abbildung 1 zeigt im Schnittbild den Aufbau eines "Norm - - Thermophalt" - Fertigteiles.
• Eine mechanisch strapazierfähige Grundschicht (1), z.B.
• aus Polyester- oder Glasfasergeweben oder - Netzen, wird in der Fabrik in einer Spezialform mit einer hinreichend elastischen, haft- und abriebfesten und dabei gut elektrisch isolierenden Kunststoffschicht (2) überschichtet. Diese Schicht kann z.B. aus epoxidhaltigen Verbindungen im Gemisch mit Polyamiden oder Polyaminen und Elastifizierungsmitteln, aus Polyestern, Polgurethanen, bituminösen Massen mit m mststoff- undXoder Kautschukzusätzen in geeigneter Form oder auch anderen geeigneten Kombinationen bestehen.
• Der kontaktierte und mit Steckirerbindungen versehene, genormte Flächenheizleiter (3) (el. Leistung ca. 300 W/m2) wird in die Spezialform eingepaßt und vorzugsweise mit dem Kunststoff (gemisch) der Schicht (2) - aber auch andere Kombinationen sind möglich - überschichtet (4), sodaß-der Flächenheizleiter (3) völlig eingebettet und elektrisch isoliert ist.
• Nach beginnender bzw. abgeschlossener Härtung der Schichten (2 und 4) (je nach Art der verwendeten Kunststoffkombinationen wird ein metallisches Erdungsgitter (5) zur Ableitung im Schadensfalle auftretender Leckströme eingelegt und mit der Verschleißschicht aus kunststoffgebundenem Quarzsand bzw.
• Basaltsplit (Körnung ca 0,5 - 1,5 mm)- überdeckt und mit trockenem Quarzsand oder Basalteplit abgestreut.
• Um einen leitenden Kontakt zwischen dem Flächenheizleiter (3) und dem Erdungsgitter (5) selbst bei wenig sorfältiger Verarbeitung völlig auszuschließen, kann man einen, in Abb. 1 nicht gezeichneten Berührungsschutz, z.B. ein isolierendes Gewebe oder ein Vlies zwischen ) und (5) einlegen.
• -Die aus der Spezialform getrennten "Norm - Thermophalt" -Fertigteile besitzen-eine gewisse Elastizität und können bei geeigneter Verpackung und Schutz der elektrischen Anschlüsse ohne Beschädigung gelagert, verladen und transportiert werden. Die Montage geschieht wie folgt: Der Unterbau (8) der Straße, der eine möglichst geringe Wärmeleitfähigkeit besitzen soll, wird zuvor ausgebessert, geebnet und von Oelrückständen befreit. Die vorgesehene Anordnung der "Norm - Thermophalt" - Fertigteile, sowie die für die Mittelabdeckungkn5)und Randabieckuni3n)einzuhaltenden Abstände werden deutlich markiert und dann der trockene Untergrund (8) mit einem gpezialkleber (7) eingestrichen. Nun werden die Schutzfolien auf der zu verklebenden Seite der "Norm - Thermophalt" - Fertigteile abgezogen - die Schicht kann z.B. in der Fabrik schon für die spätere Verklebung besonders präpariert sein -und z.B. in der in Abb. 2 dargestellten Anordnung, die ja zuvor markiert wurde, und mit dem Untergrund verklebt.
• Im Beispiel der Abb. 2 sind zwei Fahrbahnen mit "Norm -Thermopalt" - Fertigteile)verlegt. Die Fertigteile (9) liegen mit der langen Rechteckseite dicht aneinander und sind auch miteinander verklebt. Rechts und links der Straße laufen unter den Randabdeckungen (10) die Stromzuleitungen (11 und 12). Die Fertigteile (9) sind nun so verlegt, daß diejenige kurze Rechteckseite, an der sich die (an den Ecken -befindlichen)Anschlußkontakte für den Flächenheizle iter befinden an den Straßenrand neben die Zuleitungen (11 u.12) zuliegen kommt, während die gegenüber liegende kurze Rechteckseite mit dem in der Seitenmitte angebrachten Anschluß (17) für die Erdungsleitung (16) zur Straßenmitte zeigt.
• Sind die Fertigteile (9) an die in der Straßenmitte verlaufende Erdungsleitung (16) angeschlossen, werden die Mittelabdeckungen (15), die auf der Rückseite Aussparungen für die Erdungsleitung (16) und die zu den Kontakten (17) führenden Verzweigungen haben, rückseitig mit Kleber bestrichen, zwischen die "Norm - Thermophalt" - Fertigteile eingepaßt und auf den Straßenuntergrund aufgeklebt.
• Je zwei Fertigteile (9) werden mit ihren benachbarten Kontakten (13) an dcIis zunächst noch offen liegende Stromkabel (11) bzw. mit den Kontakten (14) an das Stromkabel (12) angeschlossen. Größere Spannungsunterschiede auf engem Raum werden bei dieser Anschlußart vermieden, da die Entfernung entgegengesetzter Pole mindestens die Länge der kurzen Rechteckseite beträgt. Zuletzt werden die Stromzuleitungen (11 und 12), sowie die zu den Kontakten (13 und 14) führenden Verzweigungen durch die auf den Straßenuntergrund geklebten Randnormteile (10) abgedeckt und die Fugen vergossen.
• Um nun den Verschleiß des "Norm - Thermophaltt' - Straßenbelages besonders an den Fugen der Fahrbahn senkrecht zur Fahrtrichtung möglichst gering zu hal-ten und ein Abheben des Belages z.B. bei stop - Bremsen schwerer Fahrzeuge zu verhindern, sind die Fertigteile in der in Abb. 3 dargestellten Weise mit einem Winkelprofil ausgerüstet. Bei einer angenommenen Fahrtrichtung von rechts nach links überlappt die Verschleißschicht (6) des vorausgegangenen Profil-Fertigteiles die Isolierschichten (2 und 4) des nachfolgenden und liegt auf diesem auf. Die durch das Winkelprofil bedeutend vergrößerte Klebefläche zwischen den Fertigteilen erhöht die Festigkeit und macht die Fugen dichter gegen Feuchtigkeit von oben.
• Im Gegensatz zu dem in Abb. 3 dargestellten WinkelprofiS der langen Rechteckseite des "Norm - hermopha1t" - Fertigteiles steigt das Winkelprofil an den kurzen Rechteckseiten, an denen sich die Anschlüsse für die Stromleitungen bzw.
• der Erdun-rsleitung -befinden, beiderseits treppenartig an, wie es in Abb. 4 dargestellt ist. Dieses treppenartire Profil ergibt sich zwangsläufig aus dem gegebenen Ablauf in der Montage. Denn erst wenn beide Fahrspuren mit den "Norm - Thermophalt" - Fertigteilen verlegt und die Erdungsanschlüsse getätigt sind, können die Mittelabdeckungen (15) mit ihrem T - förmigen Winkelprofil eingesetzt und verklebt werden. Danach werden die Pertigteile (9) in Abb. 2 an die Stromzuleitungen (11 und 12) angeschlossen und jetzt erst werden im letzten Arbeitsgang die Randabdeckungen (10) montiert. Deshalb haben sie ein halbes ? - Profil.
• Abb. 5 zeigt die Bodenfläche zweier Randabdeckungen (10).
• Beide Kabelführungen (für 11 und 12) und Verzweigun,sstellen (für 13 und 14) sind in das Material der Platte ein7elassen.

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Elektrisch beheizbarer Straßenbelag, gekennzeichnet durch in ihrer elektrischen Leistung und den geometrischen Abmessungen genormte, elektrisch heizbare Straßenbelag-Fertigtile, die einen in elektrischen Isolierstoffen eingebetteten Flächenheizleiter als Wärmequelle enthelaten, der seinerseits durch ein dazwischen gelegtes, metallisches Erdungsgitter hindurch mit dem Material der Straßenverschleißdecke überschichtet ist, wobei die Fertigteile unter Mitverwendung genormter Hilfsteile zu einer kompletten, elektrisch beheizbaren Straßendecke zusammengesetzt und angeschlossen und auf den vorbereiteten Straßenuntergrund aufgeklebt werden. (sind.) 2. Elektrisch beheizbarer Straßenbelag nach Anspruch 1.

dadurch gekennzeichnet, daß der Flächenheizleiter vorzugsweise aus einer elektrisch leitend gemachten Kunststoffschicht besteht (z.B. leitende Folie oder leitend beschichtetes Gewebe oder auch Vlies).

3. Elektrisch beheizbarer Straßenbelag nach Anspruch 1.

und 2. dadurch gekennzeichnet, daß die den Flächenheizleiter einbettende Isolierschicht vorwiegend aus epoxidhaltigen Verbindungen im Gemisch mit Polyamiden oder Polyaminen und Elastifizierungsmitteln, sowie auch Polysulfiden besteht.

4. Elektrisch beheizbarer Straßenbelag nach Anspruch 1. und 2. dadurch gekennzeichnet, daß die den Flächenheizleite-r einbetteil«'e Isolierschicht vorwiegend aus l'olyestiern besteht.

5. Elektrisch beheizbarer Straßenbelag nach Anspruch 1. und 2. dadurch gekennzeichnet, daß die den 71 henheizleiter einbettende Isolierschicht vorwiegend aus Polyurethanen besteht.

6. Elektrisch beheizbarer Straßenbelag nach Anspruch 1. und 2. dadurch gekennzeichnet, daß die den Blachenheizleiter einbettende Isolierschicht vorwiegend aus bituminösen Massen, gegebenenfalls mit Sunststoff-, Kautschuk- oder Chlarkautschukzusätzen besteht.

7. Elektrisch beheizbarer Straßenbelag nach Anspruch 1. und 2. dadurchsgekennzeichnet, daß der Blächenheizleiter (3) und die beiden Isolierschichten (2 und 4) in Form eines Bauelementes als leitende Preßplatte aus Kunststoff oder kunstst.offhaltigen Preßpappen oder als leitende Gummimatte (z.B. aus Natur-, synthetischem oder Silikon - Kautschuk) vorliegen.

8. Elektrisch beheizbarer Straßenbelag nach Anspruch 1. bis 7. dadurch gekennzeichnet, daß die genormten Fertigteile an den Rändern ein gewinkeltes (rechtwinkliges), treppenförmiges oder im spitzen Winkel langsam ansteigendes Profil besitzen, das bei der Verlegung - in Fahrtrichtung gesehen - das darauffolgende Fertigteil teilweise überlappt und eine Vergrößerung der miteinander zu verklebenden Flächen benachbarter Fertigteile bewirkt.

9. Verfahren zur Verlegung eines elektrisch beheizbaren Straßenbelages dadurch gekennzeichnet, daß Fertigteile, die hirsichtlich ihrer elektrischen Leistung und den gevmetrischen Abmessungen genormt sind unter Mitverwendurg genormte gilfsteile (Mittel- und Randabdeckungen) ~r;;.

einem Verlegungsplan zu einer kompletten, elektrisch -heizbaren Straßendecke zusammengesetzt, elektrisch ang-.-schlossen und auf den vorbereiteten Straßenuntergrun aufgeklebt werden.

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