NL1022194C2

NL1022194C2 - Increasing friction coefficient of road surface, by contacting with ice particles

Info

Publication number: NL1022194C2
Application number: NL1022194A
Authority: NL
Inventors: Petrus Cornelus Hopman
Original assignee: Hollandsche Betongroep Nv
Priority date: 2002-12-18
Filing date: 2002-12-18
Publication date: 2004-06-21

Abstract

The road surface (4) is roughened by contact with ice particles (7).

Description

Titel: Werkwijze voor het verhogen van de wrijvingscoëfficient van het oppervlak van een wegdek.Title: Method for increasing the coefficient of friction of the surface of a road surface.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het verhogen van de 5 wrijvingscoëfficient van het oppervlak van een wegdek, welk wegdek stenen omvat die in hoofdzaak zijn omgeven door een hechtmiddel voor het bijeenhouden van de stenen, zoals bitumen.The invention relates to a method for increasing the coefficient of friction of the surface of a road surface, which road surface comprises stones which are substantially surrounded by an adhesive for holding the stones together, such as bitumen.

Een dergelijke werkwijze is algemeen bekend. De wrijvingscoëfficient wordt bijvoorbeeld verhoogd door het oppervlak met een frees te behandelen of door het 10 opruwen met stalen borstels. Het hechtmiddel is vrij glad, terwijl de steentjes in het wegdek relatief stroef zijn. De steentjes zijn in hoofdzaak volledig ingebed in het hechtmiddel, vooral bij zeer open asfalt beton. Dit betekent dat het hechtmiddel vlak na de aanleg aan het oppervlak van de bovenste laag van het wegdek ligt. De aanvangsstroefheid van een pas aangelegd wegdek is daarom vaak te laag. Hierdoor 15 hebben voertuigen een langere remweg nodig.Such a method is generally known. The coefficient of friction is, for example, increased by treating the surface with a cutter or by roughening it with steel brushes. The adhesive is fairly smooth, while the stones in the road surface are relatively rough. The stones are essentially completely embedded in the adhesive, especially with very open asphalt concrete. This means that the adhesive lies on the surface of the top layer of the road surface immediately after application. The initial roughness of a newly laid road surface is therefore often too low. As a result, vehicles require a longer braking distance.

Bij een wegdek van dicht asfaltbeton wordt na het aanleggen gestrooid met grof zand of zeer fijn granulaat. De weg is dan meteen stroef. Dit zand blijft enige tijd liggen en kleeft voor een deel aan het blootliggende hechtmiddel. Daarna wordt het overtollige zand opgeveegd. Doordat voertuigen over de weg rijden, slijt het bovenste 20 laagje hechtmiddel geleidelijk weg en komen de stroeve steentjes bloot te liggen. Een alternatief is het wegfrezen van een klein gedeelte (enkele milimeters diep) van de bovenlaag, zodat de stroeve gefreesde steentjes direct aan het oppervlak liggen.In the case of a road surface made of dense asphalt concrete, scattering with coarse sand or very fine granulate is applied after installation. The road is immediately rough. This sand remains lying for some time and partially sticks to the exposed adhesive. The excess sand is then swept up. As vehicles travel over the road, the top layer of adhesive gradually fades away and the stiff stones are exposed. An alternative is to mill away a small part (a few millimeters deep) from the top layer, so that the stiff milled stones lie directly on the surface.

Een wegdek van zeer open asfaltbeton (ZOAB) heeft een poreuze bovenlaag met een netwerk van gaten die regenwater opnemen en doorvoeren naar diepere lagen. Door 25 het strooien van zand of fijn granulaat zouden de poriën van het ZOAB direct verstopt raken. Verder zou het wegfrezen van een deel van de bovenlaag de poreuze structuur van het ZOAB beschadigen. Het verhogen van vooral de aanvangsstroefheid van ZOAB is daarom niet mogelijk. Tot nu toe worden automobilisten slechts veelal gewaarschuwd voor een langere remweg voor het nieuwe wegdek.A very open asphalt concrete road surface (ZOAB) has a porous top layer with a network of holes that absorb rain water and transfer it to deeper layers. By scattering sand or fine granulate, the pores of the ZOAB would immediately become clogged. Furthermore, milling away a portion of the top layer would damage the porous structure of the ZOAB. Increasing the initial stiffness of ZOAB in particular is therefore not possible. Until now, motorists are often only warned about a longer braking distance for the new road surface.

30 Bij wegen van dicht asfalt beton (DAB) met een hoog gehalte aan bitimineus hechtmiddel kan de stroefheid bijvoorbeeld na verloop van tijd te laag uitvallen. Versmering van de bitumen kan daarbij een rol spelen. Voor de veiligheid van het verkeer is het noodzakelijk de stroefheid te vergroten.For roads of dense asphalt concrete (DAB) with a high content of bituminous adhesive, the skid resistance may, for example, be too low over time. Smearing the bitumen can play a role in this. For the safety of traffic it is necessary to increase the skid resistance.

1022194 I Het doel van de uitvinding is het verschaffen van een werkwijze voor het I verhogen van de stroefheid van een wegdek die zowel bij wegen van dicht asfaltbeton I (DAB) als van ZOAB toepasbaar is.1022194 The object of the invention is to provide a method for increasing the skid resistance of a road surface that can be used for both roads of dense asphalt concrete I (DAB) and ZOAB.

I Dit doel is volgens de uitvinding bereikt door het doen botsen van ijsdeeltjes met I 5 het oppervlak voor het losmaken van het hechtmiddel van het oppervlak. Tevens kunnen die gedeelten van de steentjes die aan de zijde van het oppervlak liggen ruwer I worden gemaakt. De ijsdeeltjes botsen met veel energie tegen het hechtmiddel op de I bovenlaag. Door de botsing breekt het hechtmiddel af. Hierdoor is het hechtmiddel I losgemaakt en komen de daaronder liggende stroevere steentjes aan het oppervlak te I 10 liggen. De ijsdeeltjes, indien vervaardigd uit water, zullen na de botsing smelten door I het warmere wegdek en de omgevingslucht. Bij ZOAB stroomt het water door de I poriën naar de diepere lagen zonder de poriën te verstoppen. Het water kan zowel bij I dicht asfaltbeton als bij ZOAB gemakkelijk worden afgevoerd. De werkwijze volgens I de uitvinding is daarom zowel bij wegen van DAB als van ZOAB toepasbaar.This object has been achieved according to the invention by causing ice particles to collide with the surface for releasing the adhesive from the surface. Also, those portions of the stones that are on the surface side can be made rougher. The ice particles collide with a lot of energy against the adhesive on the top layer. The adhesive breaks down due to the collision. As a result, the adhesive agent is loosened and the underlying stiffer bricks come to lie on the surface. The ice particles, if made from water, will melt after the collision through the warmer road surface and the ambient air. With ZOAB, the water flows through the pores to the deeper layers without clogging the pores. The water can be easily drained off both with I asphalt concrete and with ZOAB. The method according to the invention is therefore applicable to both DAB and ZOAB weighing.

I 15 Bij voorkeur botsen de ijsdeeltjes als een straal tegen het oppervlak. De energie I van de ijsdeeltjes is in dat geval geconcentreerd. Hierdoor is het rendement hoog.Preferably, the ice particles collide with the surface as a beam. The energy I of the ice particles is concentrated in that case. This makes the return high.

I De ijsdeeltjes kunnen water in de vaste fasetoestand omvatten. Ook is mogelijk dat de ijsdeeltjes koolzuur of stikstof in de vaste fasetoestand omvatten. Na de botsing I zullen de ijsdeeltjes van koolzuur of stikstof door de omgevingswarmte van wegdek en I 20 lucht vanwege de grote temperatuurverschillen sublimeren tot gas.The ice particles can comprise water in the solid phase state. It is also possible that the ice particles comprise carbon dioxide or nitrogen in the solid phase state. After the collision I, the ice particles of carbon dioxide or nitrogen will sublimate into gas due to the ambient temperature of the road surface and air due to the large temperature differences.

I Volgens de uitvinding kunnen de ijsdeeltjes een temperatuur bezitten die lager is I dan -10°C, bij voorkeur lager dan -20°C en met de meeste voorkeur lager dan -50°C. De I temperatuur van de ijsdeeltjes beïnvloedt de hardheid van het ijs en daarmee de eigenschappen van de botsing.According to the invention, the ice particles can have a temperature which is lower than -10 ° C, preferably lower than -20 ° C and most preferably lower than -50 ° C. The temperature of the ice particles influences the hardness of the ice and therefore the properties of the collision.

I 25 Het verdient volgens de uitvinding de voorkeur dat de ijsdeeltjes groter zijn dan de diameter van de poriën van het ZOAB. De ijsdeeltjes kunnen hierdoor niet terecht I komen in de poriën van het ZOAB. In dat geval zouden de ijsdeeltjes niet bijdragen aan I het losmaken van het bitumen aan het oppervlak, doch wel uitbreking van de steentjes I kunnen veroorzaken. De grotere afmetingen van de ijsdeeltjes zijn derhalve gunstig 30 voor het rendement van de werkwijze. De behandeling van het oppervlak is bij voorkeur zodanig, dat alleen het hechtmiddel van het oppervlak wordt losgemaakt. Als het hechtmiddel is losgemaakt, kunnen de losgemaakte deeltjes hechtmiddel worden afgevoerd door waterstralen of op andere wijze.According to the invention, it is preferred that the ice particles are larger than the diameter of the pores of the ZOAB. As a result, the ice particles cannot end up in the pores of the ZOAB. In that case, the ice particles would not contribute to the release of the bitumen on the surface, but could cause the stones to break out. The larger dimensions of the ice particles are therefore favorable for the efficiency of the method. The surface treatment is preferably such that only the adhesive is released from the surface. When the adhesive has been released, the released adhesive particles can be discharged by water jets or by other means.

H Bij een pas aangelegde laag van een wegdek van bijvoorbeeld DAB of ZOAB is I de stroefheid van het oppervlak vaak te laag. Het verdient dan ook de voorkeur om de uitvinding bij een pas aangelegde laag van een wegdek toe te passen. Met de uitvinding wordt de stroefheid op een verlangd peil gebracht. Bij het wegdek van DAB behoeft I 5 dan bijvoorbeeld het losse zand en granulaat niet meer toegepast te worden, waardoor I de veiligheid van het verkeer niet wordt verminderd door opwaaiend zand en opspattend granulaat. Bij een wegdek van ZOAB zijn de steentjes, door toepassing van I een sterk hechtend en uitvloeiend bitumineus hechtmiddel, met hun vrij liggende I bovenzijde aan het oppervlak vrijwel in zijn geheel voorzien van het hechtmiddel. Met 10 de uitvinding kan men op zijn minst dat ongewenste deel van het hechtmiddel I verwijderen. Het opruwen van de steentjes door een langere behandeling is meestal niet I nodig. De uitvinding is ook toepasbaar indien de bovenste laag gemaakt is van I gietasfalt met granulaat, steenmastiek of zelfs van open of dicht cementbeton.H With a newly applied layer of a road surface of, for example, DAB or ZOAB, I the roughness of the surface is often too low. It is therefore preferable to apply the invention to a newly laid layer of a road surface. With the invention, the skid resistance is brought to a desired level. On the road surface of DAB, for example, loose sand and granules no longer need to be used, as a result of which the safety of the traffic is not reduced by blowing sand and splashing granules. On a road surface of ZOAB, the stones are, due to the use of a strongly adherent and flowing bituminous adhesive, with their exposed upper side on the surface almost completely provided with the adhesive. With the invention one can at least remove that undesired part of the adhesive I. The roughening of the stones by a longer treatment is usually not necessary. The invention is also applicable if the top layer is made of cast asphalt with granulate, brick mastic or even of open or closed cement concrete.

I De uitvinding zal thans nader worden toegelicht aan de hand van een in de 15 tekening weergegeven uitvoeringsvoorbeeld.The invention will now be further elucidated with reference to an exemplary embodiment shown in the drawing.

I Figuur 1 toont een schematisch aanzicht in dwarsdoorsnede van een wegdek van ZOAB dat wordt gebombardeerd met ijsdeeltjes volgens de uitvinding.Figure 1 shows a schematic cross-sectional view of a road surface of ZOAB that is bombarded with ice particles according to the invention.

I Figuur 2 toont een schematisch aanzicht in dwarsdoorsnede van het wegdek van I figuur 1, waarbij het hechtmiddel van het oppervlak is verwijderd.Figure 2 shows a schematic cross-sectional view of the road surface of Figure 1, with the adhesive removed from the surface.

I 20 Het wegdek 1 is gemaakt van zeer open asfalt beton (ZOAB). De werkwijze I volgens de uitvinding is echter ook toepasbaar op een ander wegdek, bijvoorbeeld van I dicht asfalt beton (DAB).The road surface 1 is made of very open asphalt concrete (ZOAB). However, the method I according to the invention can also be applied to a different road surface, for example of dense asphalt concrete (DAB).

I Het wegdek 1 omvat stenen 2 die zijn ingebed in bitumen 3, dat als hechtmiddel I fungeert. Tussen de stenen 2 van het ZOAB zijn holtes 5 aanwezig. Regenwater dat op I 25 het wegdek 1 valt, kan tussen de stenen 2 door de holtes 5 naar dieper gelegen lagen stromen (niet weergegeven).The road surface 1 comprises stones 2 which are embedded in bitumen 3, which functions as adhesive I. Cavities 5 are present between the stones 2 of the ZOAB. Rainwater that falls on the road surface 1 can flow between the stones 2 through the cavities 5 to deeper layers (not shown).

Het bitumen 3 omgeeft de stenen in hoofdzaak volledig, waardoor zich aan het oppervlak 4 van het wegdek 1 bitumen 3 bevindt. Dit bitumen 3 is relatief glad voor banden van bijvoorbeeld voertuigen, zodat voertuigen die op het wegdek 1 rijden, een 30 lange remweg nodig hebben.The bitumen 3 substantially completely surrounds the bricks, so that bitumen 3 is located on the surface 4 of the road surface. This bitumen 3 is relatively smooth for tires of, for example, vehicles, so that vehicles traveling on the road surface 1 require a long braking distance.

Volgens de uitvinding worden ijsdeeltjes 7 met hoge snelheid als een straal tegen het oppervlak 4 van het wegdek 1 geschoten. Hiervoor is een op zich bekende inrichting geschikt, waarin tevens ijsdeeltjes worden vervaardigd. In zo'n inrichting I worden bijvoorbeeld de ijsdeeltjes naar een luchtpistool geleid, waarin de ijsdeeltjes in een luchtstroom worden meegenomen en een grote snelheid verkrijgen. De energie van I de botsing is voldoende groot om het bitumen 3 los te breken van het oppervlak 4.According to the invention, ice particles 7 are shot at high speed as a beam against the surface 4 of the road surface 1. A device known per se is suitable for this purpose, wherein ice particles are also manufactured. In such a device I, for example, the ice particles are guided to an air gun, in which the ice particles are entrained in an air stream and obtain a high speed. The energy of the collision is large enough to break the bitumen 3 away from the surface 4.

Door het blootstellen van het oppervlak 4 aan de botsing met de ijsdeeltjes 7 zal I 5 niet alleen het bij het oppervlak 4 aanwezige bitumen 3 losraken, maar zullen ook de I ijsdeeltjes 7 smelten door het warmere wegdek en de omgevingslucht. Het op deze wijze gevormde water kan gemakkelijk door het ZOAB worden afgevoerd.By exposing the surface 4 to the collision with the ice particles 7, not only will the bitumen 3 present at the surface 4 become detached, but also the ice particles 7 will melt through the warmer road surface and the ambient air. The water formed in this way can easily be discharged through the ZOAB.

Hierna verwijdert men de losgemaakte bitumen deeltjes 3, zodat de stenen 2 komen bloot te liggen, zoals getoond in figuur 2. De stenen 2 zijn vrij stroef en kunnen I 10 zelfs, afhankelijk van de grootte van de botsingen Van de ijsdeeltjes, opgeruwd zijn, zodat de wrijvingscoëfficient van het oppervlak 4 van het wegdek 1 is verhoogd.After this, the loosened bitumen particles 3 are removed, so that the stones 2 are exposed, as shown in figure 2. The stones 2 are fairly rough and may even be roughened, depending on the magnitude of the collisions of the ice particles, so that the coefficient of friction of the surface 4 of the road surface 1 is increased.

Het verdient volgens de uitvinding de voorkeur dat de ijsdeeltjes 7 groter zijn dan de diameter van de poriën van het ZOAB (niet weergegeven). De ijsdeeltjes kunnen hierdoor niet in de poriën van het ZOAB worden geschoten, maar strekken zich altijd 15 uit over een gedeelte van het bovenoppervlak 4. Dit betekent dat alle ijsdeeltjes bijdragen aan het losmaken van het bitumen aan het oppervlak en het opruwen van dat oppervlak.According to the invention, it is preferred that the ice particles 7 be larger than the diameter of the pores of the ZOAB (not shown). As a result, the ice particles cannot be shot into the pores of the ZOAB, but always extend over a portion of the upper surface 4. This means that all ice particles contribute to the detachment of the bitumen from the surface and the roughening of that surface.

De vorm van de ijsdeeltjes is voor de uitvinding niet van belang. De ijsdeeltjes kunnen bijvoorbeeld bolvormig zijn of juist ijsschilfers met scherpe randen en hoeken I 20 zijn.The shape of the ice particles is not important for the invention. The ice particles can, for example, be spherical or ice chips with sharp edges and corners.

Claims

1. Method for increasing the coefficient of friction of the surface of a road surface, which road surface comprises stones which are substantially surrounded by an adhesive for holding the stones together, such as bitumen, characterized by causing ice particles to collide (7) with the surface (4) of the road surface (1).

Method according to claim 1, wherein the ice particles (7) collide with the surface (4) as a jet. 10

Method according to claim 1 or 2, wherein the road surface (1) is made of very open asphalt concrete (ZOAB) that has pores for the drainage of rainwater.

4. A method according to any one of the preceding claims, wherein the ice particles (7) comprise water in the solid phase state.

The method according to any of the preceding claims, wherein the ice particles (7) comprise carbonic acid in the solid phase state.

The method of any one of the preceding claims, wherein the ice particles (7) comprise nitrogen in the solid phase state.

7. Method according to any of the preceding claims, wherein the ice particles (7) have a temperature which is lower than -10 ° C, preferably lower than -20 ° C and most preferably lower than -50 ° C.

A method according to any one of the preceding claims, wherein the ice particles (7) are larger than the diameter of the pores of the ZOAB.

A method according to any one of the preceding claims, wherein the adhesive (3) is detached from the surface (4) by impacting the ice particles (7). Γ \. Η

A method according to any one of the preceding claims, wherein the released adhesive (3) is discharged by water jets.

11. Method according to one of the preceding claims, wherein the road surface (1) is a newly laid road surface.