ITTO20110245A1 - Sistema e procedimento per il trattamento anticongelamento di manti stradali drenanti - Google Patents

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    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01HSTREET CLEANING; CLEANING OF PERMANENT WAYS; CLEANING BEACHES; DISPERSING OR PREVENTING FOG IN GENERAL CLEANING STREET OR RAILWAY FURNITURE OR TUNNEL WALLS
    • E01H10/00Improving gripping of ice-bound or other slippery traffic surfaces, e.g. using gritting or thawing materials ; Roadside storage of gritting or solid thawing materials; Permanently installed devices for applying gritting or thawing materials; Mobile apparatus specially adapted for treating wintry roads by applying liquid, semi-liquid or granular materials
    • E01H10/005Permanently-installed devices for applying gritting or thawing materials, e.g. for spreading grit, for spraying de-icing liquids

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Description

SISTEMA E PROCEDIMENTO PER IL TRATTAMENTO ANTICONGELAMENTO DI MANTI STRADALI DRENANTI
Campo dell'invenzione
La presente invenzione riguarda un sistema e un procedimento per il trattamento anticongelamento di manti stradali drenanti, per esempio in asfalto.
Stato della tecnica
Sta diventando sempre più diffuso, soprattutto per strade di grande comunicazione, l'uso di manti stradali in asfalto drenante, in cui il materiale granulare incorporato nella massa di legante bituminoso di uno strato superficiale del manto à ̈ tale da creare alveoli che consentono all'acqua piovana di penetrare all'interno del manto fino ad uno strato impermeabile, per essere poi raccolta e rimossa tramite una rete di scarico. I vantaggi di questi manti sono:
- l'eccellente assorbimento dell'acqua, che migliora la sicurezza della circolazione evitando sia i fenomeni cosiddetti di "aquaplaning" (e quindi aumentando l'aderenza), sia il sollevamento da parte dei veicoli di una nube di acqua che ostacola la visuale ai guidatori dei veicoli che seguono;
- la maggior aderenza anche in condizioni di strada asciutta;
- il minor rumore.
Nei mesi invernali tuttavia i manti stradali drenanti originano diversi problemi:
- l'acqua presente al loro interno può congelare, formando una patina di ghiaccio che arriva alla superficie e riduce ovviamente l'aderenza;
- la neve che penetra negli alveoli non può essere asportata con i normali mezzi meccanici, e contribuisce a ridurre l'aderenza e a facilitare la formazione di ghiaccio;
- per far sciogliere la neve e/o impedire la formazione di ghiaccio negli alveoli si devono usare quantità di sale (o altro materiale anticongelante) molto elevate: ciò aumenta i costi e può danneggiare la struttura e provocare l'intasamento degli alveoli; inoltre il sale e gli anticongelanti rappresentano una fonte di inquinamento.
Lo scopo dell'invenzione à ̈ di fornire un sistema e un procedimento che risolvano i problemi suddetti.
Sommario dell'invenzione
Il sistema, che à ̈ associato in permanenza ad un tratto stradale da trattare, comprende: mezzi per predisporre e/o contenere un liquido anticongelante; mezzi per spargere il liquido anticongelante in una pluralità di punti del manto stradale; e circuiti di distribuzione per portare il liquido anticongelante dai mezzi di predisposizione e/o contenimento ai mezzi di spargimento.
In una forma preferita di realizzazione, i mezzi per predisporre e/o contenere il liquido anticongelante sono atti a preparare una soluzione acquosa di una sostanza anticongelante utilizzando come solvente almeno acqua piovana drenata attraverso il manto stradale e raccolta attraverso una rete di scarico oppure almeno acqua sorgiva. Tra questa e i mezzi di predisposizione e/o contenimento saranno allora previsti sistemi di valvole atti ad assumere almeno una configurazione in cui essi convogliano acqua e/o liquido anticongelante drenati attraverso il manto stradale ai mezzi di predisposizione e/o contenimento.
In questa forma di realizzazione, i mezzi di predisposizione e/o contenimento del liquido anticongelante comprendono vantaggiosamente una pluralità di gruppi, distribuiti lungo un tratto stradale interessato ad intervalli p. es. di alcuni chilometri e costituiti ognuno da: un serbatoio per l'acqua, che à ̈ collegato alla rete di scarico in una prima configurazione del sistema di valvole; un contenitore per la sostanza anticongelante; e un serbatoio - miscelatore, collegato da un lato al serbatoio per l'acqua e al contenitore di sostanza anticongelante dai quali à ̈ alimentato per la preparazione del liquido anticongelante, e dall'altro ai circuiti di distribuzione, e collegato inoltre alla rete di scarico in una seconda configurazione del sistema di valvole, per il recupero dell'acqua di fusione di ghiaccio o neve mista a liquido anticongelante.
Il procedimento comprende a sua volta le operazioni di: predisporre un liquido anticongelante; inviare verso il manto stradale da trattare e spargere in una pluralità di punti di questo il liquido anticongelante; e recuperare almeno in parte il liquido anticongelante drenato attraverso il manto stradale e riutilizzarlo per la preparazione o il rabbocco del liquido anticongelante.
Vantaggiosamente, il liquido anticongelante à ̈ una soluzione acquosa di una sostanza anticongelante, in particolare una soluzione satura di acqua e sale, in cui il solvente à ̈ acqua piovana drenata attraverso il manto stradale oppure acqua sorgiva.
Il liquido anticongelante può essere sparso sul manto stradale dall'esterno, in punti distribuiti ai lati della carreggiata, o dall'interno, in punti distribuiti sia longitudinalmente sia trasversalmente nel manto stradale.
Breve descrizione dei disegni
Le caratteristiche e i vantaggi dell'invenzione diventeranno chiari dalla descrizione che segue, con riferimento ai disegni allegati, in cui:
- la fig. 1 Ã ̈ una vista schematica in sezione di un tratto di manto stradale con asfalto drenante;
- la fig.2 Ã ̈ uno schema di principio di una forma preferita di realizzazione dell'invenzione; - la fig. 3 Ã ̈ uno schema di un gruppo di preparazione di soluzione anticongelante e del relativo sistema di valvole, associati ad un punto di spargimento della soluzione.
Descrizione dettagliata di forme preferite di realizzazione
Con riferimento alla fig. 1, un manto stradale drenante 1 comprende, in modo convenzionale, uno strato superiore di asfalto drenante 1a sovrapposto ad uno strato di asfalto impermeabile 1b. I due strati sono applicati per esempio su uno strato di calcestruzzo 1c. Sui bordi della carreggiata à ̈ previsto un canale 2 di raccolta dell'acqua, in cui affluisce sia l'acqua non assorbita dallo strato 1a e raccolta attraverso aperture 3, sia quella che à ̈ penetrata attraverso gli alveoli dello strato 1a fino allo strato impermeabile 1b. L'acqua raccolta nel canale 2 à ̈ poi rimossa attraverso una rete di scarico, schematizzata in figura dal tubo 4.
In un tratto di strada associato ad un sistema per il trattamento anticongelamento secondo l'invenzione, la rete di scarico 4 può anche essere utilizzata per spargere sul manto stradale 1 un liquido anticongelante, per esempio una soluzione satura di acqua e sale. In alternativa, per lo stesso scopo, si possono usare un tubo 5, disposto su un lato o su ciascun lato della carreggiata, p. es. sopra le aperture 3, e munito di bocchette di emissione 6, o tubi microforati 7 incorporati nello strato 1a.
Nelle figure 2 e 3, dove le frecce a linea singola indicano i percorsi dei liquidi e le frecce a linea doppia indicano segnali di comando o di informazione, si vede che un sistema 100 secondo l'invenzione comprende una pluralità di gruppi 10 (10a...10n), scaglionati lungo un tratto di strada da sottoporre al trattamento, per esempio a intervalli di alcuni chilometri, e atti a contenere o preparare un liquido anticongelante, ad inviare tale liquido a mezzi 50 per lo spargimento sul manto stradale 1 e a recuperare almeno in parte il liquido anticongelante e/o l'acqua mista a liquido anticongelante derivante dallo scioglimento di ghiaccio e neve per il riutilizzo. Preferibilmente, il liquido anticongelante à ̈ una soluzione acquosa (in particolare, la soluzione salina detta sopra) di una sostanza anticongelante preparata utilizzando come solvente l'acqua piovana raccolta con la rete di scarico 4. In effetti, l'acqua drenata attraverso l'asfalto 1 à ̈ abbastanza ricca di sostanze inquinanti e quindi il suo utilizzo per la preparazione del liquido anticongelante aiuta a ridurre la concentrazione di sostanze inquinanti dispersa nel suolo.
Nelle figure 2 e 3 Ã ̈ illustrata questa realizzazione preferita.
I gruppi 10 sono collegati da un lato alla rete di scarico 4 attraverso rispettivi sistemi di valvole 20 (20a...20n), per esempio comandati elettricamente, che consentono di scaricare liberamente l'acqua drenata attraverso una prima uscita 24 (24a...24n) oppure di bloccare lo scarico libero e convogliare l'acqua e/o la soluzione salina verso i gruppi 10 attraverso una seconda uscita 25 (25a...25n). Dall'altro lato, i gruppi 10 sono collegati a rispettivi circuiti di distribuzione 30 (30a...30n) che portano la soluzione salina ai mezzi di spargimento 50.
Come si vede in fig.3, un gruppo 10 comprende:
- un serbatoio 11 per l'acqua piovana, che à ̈ collegato alla rete di scarico 4 in una prima configurazione del sistema di valvole 20;
- un contenitore 12 per il sale; e
- un serbatoio - miscelatore 13 per la preparazione e il recupero della soluzione salina, che riceve l'acqua e il sale rispettivamente dal serbatoio 11 e dal contenitore 12 ed à ̈ collegato inoltre alla rete di scarico 4, in una seconda configurazione del sistema di valvole 20, per il recupero della soluzione salina e dell'acqua di fusione di ghiaccio o neve mista alla soluzione stessa.
Il serbatoio dell'acqua 11 Ã ̈ associato a una pompa 14 per pompare l'acqua nel serbatoio - miscelatore 13, mentre il contenitore 12 fornisce il sale al serbatoio -miscelatore 13 per esempio mediante un dispositivo automatico di carico 15. Il serbatoio -miscelatore 13 Ã ̈ vantaggiosamente associato anche ad una valvola di troppo pieno 16 e a filtri (non rappresentati).
Dal serbatoio - miscelatore 13 parte il circuito 30 di distribuzione della soluzione salina, munito di un sistema di pompaggio 31.
Nell'esempio rappresentato, il sistema di valvole 20 comprende tre valvole 21, 22, 23. La prima valvola 21 riceve dalla rete di scarico 4 l'acqua raccolta attraverso i canali 3 e la convoglia o verso un ramo di scarico 21' o verso un ramo 21" che porta al gruppo 10. Sul ramo 21' Ã ̈ inserita la seconda valvola 22, che permette lo scarico libero dell'acqua (attraverso l'uscita 24) o blocca lo scarico, quando l'acqua deve essere convogliata al gruppo 10. Sul ramo 21" Ã ̈ inserita la terza valvola 23, con due uscite 25', 25", che sono collegate rispettivamente al serbatoio di accumulo dell'acqua 11 o al serbatoio - miscelatore 13 e costituiscono congiuntamente l'uscita 25 (25a...25n) di ciascun gruppo 10 di fig.1.
I mezzi di spargimento 50 possono essere costituiti, come detto sopra, dalla rete di scarico 4, oppure dai tubi 5 con le bocchette 6, oppure ancora dai tubi microforati 7, che possono essere installati per esempio in occasione della costruzione di un tratto stradale con manto drenante o del rifacimento del manto 1. I tubi 7 sono vantaggiosamente disposti parallelamente all'asse della carreggiata e alimentati p. es. ad un'estremità. Essi sono vantaggiosamente incorporati nello strato drenante 1a, cosicché i loro microfori possono inviare la soluzione anticongelante direttamente negli alveoli dello strato 1a. Il numero di tubi 7 sulla carreggiata o su ciascuna carreggiata del tratto stradale dipenderà dalla larghezza della carreggiata stessa. Indicativamente, si potrà avere un tubo 7 a sinistra e a destra della mezzeria della carreggiata, per esempio a circa 1 m da tale mezzeria, o in generale, un tubo ogni 2 m circa di larghezza della carreggiata. A differenza della rete di s ca r i co 4 e de i tubi 5, che presentano punti di spargimento distribuiti solo longitudinalmente lungo il tratto stradale servito, i tubi 7 permettono di spargere la soluzione salina in punti distribuiti anche trasversalmente sulla carreggiata: si ottiene così uno spargimento più uniforme e più efficace, che consente un risparmio di soluzione salina a parità di risultati.
I circuiti di distribuzione 30 e i mezzi di spargimento 50 saranno progettati in modo da spargere sul manto stradale 1 uno strato di alcuni millimetri di soluzione salina, per esempio uno strato dell'ordine di 5 mm. Ogni circuito di distribuzione 30 alimenterà in generale una pluralità di punti di spargimento.
Il sistema 100 à ̈ comandato a partire da una postazione di supervisione e comando 40, comprendente organi di comando che attivano i gruppi 10 e i relativi circuiti di distribuzione 30 mediante segnali di comando 41 (41a...41n) e configurano opportunamente i sistemi di valvole 20 mediante segnali di comando 42 (42a...42n). I comandi possono essere generati manualmente da un operatore. In alternativa, quando il tratto di strada servito à ̈ dotato di sensori delle condizioni atmosferiche e/o delle condizioni del manto stradale 1, si possono sfruttare le informazioni fornite da questi sensori (segnali 43) per riconoscere il pericolo di formazione di ghiaccio e comandare automaticamente l'attivazione, eventualmente selettiva, dei vari gruppi 10.
Il funzionamento del sistema descritto à ̈ immediatamente deducibile dalla descrizione che precede.
Fuori della stagione invernale, il sistema 100 à ̈ normalmente inattivo e i sistemi di valvole 20 scaricano l'acqua drenata verso i serbatoi 11 (seguendo il percorso uscita 21" della valvola 21 - valvola 23 - uscita 25') oppure, se i serbatoi 11 sono pieni, la scaricano liberamente (seguendo il percorso uscita 21' della valvola 21 - valvola 22 - uscita 24). All'approssimarsi della stagione invernale, nei serbatoi - miscelatori 13 si predisporrà la soluzione salina. Quando le previsioni meteorologiche indicano possibilità di gelate e/o di nevicate, o in base ai segnali 33, si attiva il sistema 100 e si invia la soluzione salina verso i mezzi di spargimento 50. La soluzione sparsa sul manto stradale 1, oltre ad agire sulla superficie di questo, penetra negli alveoli dello strato drenante 1a impedendo la formazione di ghiaccio e/o facendo fondere la neve o il ghiaccio eventualmente presenti negli alveoli stessi. Viceversa, la soluzione introdotta nello strato drenante 1a, oltre ad impedire la formazione di ghiaccio e/o far fondere la neve o il ghiaccio negli alveoli, può raggiungere la superficie del manto stradale ed agire su questa Quando si attiva il sistema, si configurano le valvole 21, 22 in modo da bloccare lo scarico libero e si configura la valvola 23 in modo da collegare la rete di scarico 4 al serbatoio - miscelatore 13, per recuperare almeno in parte la soluzione salina.
L'invenzione può anche essere descritta in termini di un procedimento per il trattamento anticongelamento di manti stradali drenanti, in cui: si predispone un liquido a anticongelante, preferibilmente una soluzione acquosa (p. es. una soluzione satura di acqua e sale) che utilizza come solvente l'acqua piovana drenata attraverso il manto stradale; si invia al manto stradale e si sparge su questo il liquido anticongelante; e si recupera almeno in parte tale liquido per il riutilizzo.
Con il sistema e il procedimento descritti si riesce quindi a fondere la neve e il ghiaccio anche negli alveoli e, durante una nevicata, a impedire alla neve di aderire al manto stradale. Inoltre si può recuperare e inviare al serbatoio - miscelatore 13 parte liquido anticongelante. Sarà quindi solo necessario reintegrare la quantità di liquido anticongelante dispersa dal traffico, ristabilendo eventualmente la concentrazione voluta. Si ha quindi una riduzione dei costi dovuta alla minor necessità di anticongelante, e ciò comporta anche un minor inquinamento ambientale.
Inoltre, chiaramente, il sistema e il procedimento permettono di intervenire per liberare il manto stradale anche con veicoli fermi che impedirebbero il passaggio degli sgombraneve, evitando così lunghe chiusure della strada.
E' evidente che quanto descritto à ̈ dato unicamente a titolo di esempio non limitativo, e che varianti e modifiche sono possibili senza uscire dal campo di protezione dell'invenzione, come definito nelle rivendicazioni che seguono.
In particolare, nel caso di una soluzione acquosa di sostanza anticongelante, il solvente può essere acqua sorgiva invece di acqua piovana. Se non si utilizza l'acqua piovana per preparare il liquido anticongelante, solo i serbatoi 13 saranno collegati alla rete di scarico e i sistemi di valvole 20 saranno necessari solo quando si utilizza la rete di scarico per spargere il liquido anticongelante sul manto stradale, per consentire di scaricare l'acqua piovana nel terreno quando l'impianto 100 non à ̈ in funzione. Inoltre, se invece di una soluzione preparata in loco si utilizza un liquido anticongelante già pronto per l'uso, i serbatoi 11 possono mancare e nei gruppi 10 potrà essere previsto solo un serbatoio di riserva 12 per il liquido anticongelante, destinato a rifornire il serbatoio 13 quando à ̈ necessario ricostituire le scorte e/o ristabilire la concentrazione del liquido anticongelante. Ancora, nell'esempio illustrato nelle figure 2 e 3, anche se si à ̈ rappresentato un unico sistema di valvole 20 ed un unico circuito di distribuzione 30 per ciascun gruppo 10, ogni gruppo 10 può essere collegato a più punti della rete di scarico 4 attraverso altrettanti sistemi di valvole 20, e può essere associato a più circuiti di distribuzione 30. Inoltre, il sistema di valvole 20 può avere configurazioni diverse da quella rappresentata: per esempio, la valvola 22 può mancare e le sue funzioni possono essere integrate con quella della valvola 21. Infine, ovviamente, il manto stradale drenante può essere in cemento invece che in asfalto, al posto del sale si può usare qualsiasi altro materiale anticongelante e, se il liquido anticongelante à ̈ una soluzione, si potranno usare altri solventi in alternativa o in aggiunta all'acqua.

Claims (11)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Sistema per il trattamento anticongelamento di manti stradali drenanti (1), caratterizzato dal fatto di comprendere: - mezzi (10a...10n) per predisporre e/o contenere un liquido anticongelante; - mezzi di spargimento (50; 4, 5, 6, 7) per spargere il liquido anticongelante in una pluralità di punti del manto stradale (1); e - circuiti di distribuzione (30a...30n) per portare il liquido anticongelante dai mezzi di predisposizione e/o contenimento (10a...10n) ai mezzi di spargimento (50; 4; 5, 6; 7), il sistema (100) essendo associato in permanenza ad un tratto stradale il cui manto (1) va sottoposto al trattamento.
  2. 2. Sistema secondo la riv. 1, caratterizzato dal fatto che i mezzi di predisposizione e/o contenimento (10a...10n) sono atti a preparare una soluzione acquosa di una sostanza anticongelante utilizzando come solvente almeno acqua sorgiva.
  3. 3. Sistema secondo la riv. 1, caratterizzato dal fatto che i mezzi di predisposizione e/o contenimento (10a...10n) sono atti a preparare una soluzione acquosa di una sostanza anticongelante utilizzando come solvente almeno acqua drenata attraverso il manto stradale (1) e raccolta attraverso una rete di scarico (4), e dal fatto che il sistema comprende inoltre sistemi di valvole (20a...20n) inseriti tra la rete di scarico (4) e i mezzi di predisposizione e/o contenimento (10a...10n) e atti ad assumere almeno una configurazione in cui convogliano l'acqua e/o soluzione anticongelante drenate attraverso il manto stradale (1) ai mezzi di predisposizione e/o contenimento (10a...10n).
  4. 4. Sistema secondo la riv. 3, caratterizzato dal fatto che i mezzi di predisposizione e/o contenimento (10a...10n) comprendono una pluralità di gruppi distribuiti lungo il tratto stradale da sottoporre al trattamento e costituiti ognuno da: - un serbatoio (11) per l'acqua, che à ̈ collegato alla rete di scarico (4) in una prima configurazione del sistema di valvole (20); - un contenitore (12) per la sostanza anticongelante; e - un serbatoio - miscelatore (13) collegato da un lato al serbatoio per l'acqua (11) e al contenitore (12) di sostanza anticongelante dai quali à ̈ alimentato per la preparazione del liquido anticongelante, e dall'altro ad almeno un circuito di distribuzione (30), e collegato inoltre alla rete di scarico (4) in una seconda configurazione del sistema di valvole (20) per il recupero di soluzione anticongelante sparsa sul manto stradale (1).
  5. 5. Sistema secondo la riv. 3 o 4, caratterizzato dal fatto che i sistemi di valvole (20a...20n) sono atti ad assumere almeno un'ulteriore configurazione in cui consentono uno scarico libero dell'acqua drenata.
  6. 6. Sistema secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 3 a 5, caratterizzato dal fatto che i sistemi di valvole (20a...20n) comprendono almeno: - una prima valvola (21) avente un ingresso collegato alla rete di scarico (4) e una prima e una seconda uscita (21', 21") rispettivamente per lo scarico libero e il trasferimento dell'acqua e/o soluzione anticongelante drenate attraverso il manto stradale (1) ai mezzi di predisposizione e/o contenimento (10a...10n); e - una seconda valvola (23) avente un ingresso collegato alla seconda uscita (21") della prima valvola (21) e una prima e una seconda uscita (25', 25") collegate rispettivamente al serbatoio dell'acqua (11) e al serbatoio - miscelatore (13).
  7. 7. Sistema secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che i mezzi di spargimento (50; 4, 5, 6, 7) sono scelti fra: - la rete di scarico (4); - tubi (5) disposti ai lati del tratto stradale da trattare, esternamente al manto stradale (1), e muniti di bocchette di emissione (6) distribuite lungo tale tratto; - tubi microforati (7) incorporati in uno strato drenante (1a) del manto stradale (1) e atti ad emettere il liquido in punti distribuiti sia lungo il tratto stradale da trattare sia sulla larghezza del manto stradale (1).
  8. 8. Sistema secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere inoltre organi di controllo (40) atti ad attivare i mezzi (10a...10n) di preparazione del liquido anticongelante e i circuiti di distribuzione (30a...30n) e a configurare i sistemi di valvole (20a...20n) su comando manuale oppure automaticamente, in risposta a segnali forniti da sensori delle condizioni atmosferiche e/o delle condizioni del manto stradale (1).
  9. 9. Procedimento per il trattamento anticongelamento di manti stradali drenanti, caratterizzato dal fatto di comprendere le operazioni di: - predisporre un liquido anticongelante; - inviare verso un manto stradale (1) da trattare e spargere in una pluralità di punti di questo il liquido anticongelante; e - recuperare e riciclare liquido anticongelante inviato al manto stradale (1).
  10. 10. Procedimento secondo la riv. 9, caratterizzato dal fatto che l'operazione di predisporre il liquido anticongelante comprende la preparazione di una soluzione acquosa di una sostanza anticongelante utilizzando come solvente: - almeno acqua drenata attraverso il manto stradale (1); oppure - almeno acqua sorgiva.
  11. 11. Procedimento secondo la riv. 9 o 10, caratterizzato dal fatto che lo spargimento del liquido anticongelante avviene: - dall'esterno del manto stradale (1), in punti scaglionati longitudinalmente su almeno un lato di un tratto stradale da sottoporre al trattamento; oppure - dall ' interno del manto stradale (1), in punti scaglionati trasversalmente e longitudinalmente sul tratto stradale; e dal fatto che l'invio del liquido anticongelante al manto stradale (1) Ã ̈ comandato in modo automatico, in base a rilevazioni delle condizioni atmosferiche e/o del manto stradale, oppure in modo manuale.
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