Matthäi Bauunternehmer! GmbH & Co. KG, Bremer Straße 135, D-27283 Verden

"Fahrbahnbelagmaterial, Fahrbahndecke aus selbigem, Reifenfahrzeug, Verfahren zur

Vermeidung der Vereisung oder zur Enteisung einer Fahrbahndecke und System zur

Durchführung desselben"

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrbahnbelagmaterial. Mit Fahrbahnbelagmaterial ist ein Straßenbaustoff, wie zum Beispiel ein bituminöser Straßenbaustoff, wie Asphalt, Asphaltbeton, Walzasphalt, Asphaltmastix, Splittmastixasphalt, Dränasphalt und Gußasphalt, Beton und Pflastersteine, gemeint. Das Fahrbahnbelagmaterial dient zur Herstellung oder Aufarbeitung einer Fahrbahndecke, zum Beispiel Asphaltdecke, Betondecke, Pflasterdecke. Bei der Fahrbahndecke kann es sich sowohl um die Decke einer Straße für ein Kraftfahrzeug als auch eine Start- und Landebahn für ein Flugzeug handeln. Mit Fahrbahndecke können alle Schichten, wie Tragschichten, Binderschichten und Deck- oder Verschleißschichten, gemeint sein.

Durch Schnee- und Winterglätte, wie Schneeglätte, Reifglätte, Eisglätte und Glatteis, ereignen sich in jedem Winter viele Unfälle mit Toten und Verletzten und wird die Leistungsfähigkeit der Straßen gemindert. Zur Vermeidung oder Reduzierung der Vereisung einer Fahrbahn wird zum Beispiel eine Schneeräumung vorgenommen. Die mechanische Beseitigung des Schnees in Städten und Gemeinden ist gegenüber den freien Strecken durch das Fehlen von erforderlichen Flächen für die Schneeablagerung am Fahrbahnrand erschwert. Um Verkehrsbehinderungen zu vermeiden, kann es notwendig werden, den Schnee abzufahren.

Nach dem Räumzweck, der Schneehöhe und der Schneebeschaffenheit richtet sich der Einsatz der verschiedenen Schneeräumgeräte, wie Schneepflüge, Schneeräummaschinen, Kehrgeräte oder Kombinationen daraus.

Alternativ oder zusätzlich können tauende Streustoffe eingesetzt werden. Dabei handelt es sich um Auftausalz und abstumpfende Stoffe. Abstumpfende Streustoffe erhöhen die Griffigkeit winterglatter Fahrbahnen auf mechanischem Weg, tauende Streustoffe auf physikalisch-chemischen Weg. Dies hat jedoch negative Auswirkungen auf die Umwelt und die Fahrbahn.

Als ergänzende Maßnahmen können Fahrbahnheizungen, eishemmende Beläge und Taumittelsprühanlagen eingesetzt werden. Ihr Einsatz ist jedoch auf einzelne, räumlich begrenzte Maßnahmen beschränkt, um zum Beispiel die Sicherheit auf Problemstrecken zu erhöhen. Bislang entwickelte Fahrbahnheizungen nutzen fossile oder elektrische Energiequellen, Fernwärme oder Erdwärme mit Hilfe von Wärmetauschsystemen. Der Einsatz dieser Systeme ist auf Sonderfälle, wie zum Beispiel Brücken, Tunnel oder steile Rampen zu Parkgaragen, beschränkt. Fahrbahnheizungen verursachen hohe Baukosten und sehr hohe Betriebskosten.

Eine eishemmende Belagart erhält man durch die Zugabe eines speziellen Zusatzes, wie Ca, NaCl, in das Asphaltgemisch bzw. in den Beton während des Aufbaus der Fahrbahnverschleißschicht. Sie setzen im Vergleich mit einem Streueinsatz nur sehr geringe Taustoffmengen frei. So können eishemmende Beläge die Eisbildung verzögern, aber keine Glätte beseitigen. Der Einsatz der eishemmenden Beläge ist auf Sonderfälle, wie zum Beispiel Brücken, Tunnel oder auch von einer Meisterei weit entfernt liegende Strecken, beschränkt.

Gesteuert über Glättemeldeanlagen sprühen Taumittelsprühanlagen automatisch in sehr geringer Dosis Taustoff durch ein installiertes System von Sprühdosen auf die Fahrbahn. Bei Bedarf kann eine Taumittelsprühanlage auch von Hand ausgelöst werden. Als Taumittel wird

in Flüssigkeit gelöstes Auftausalz, Salzsole, verwendet. Taumittelsprühanlagen können unmittelbar und schneller als ein Streudienst auf sich bildende Glätte reagieren und eignen sich daher ebenfalls an Punkten mit besonderer Glättegefahr. Wegen der hohen Investitionskosten werden sie vorwiegend auf hoch belasteten und verkehrswichtigen Straßen eingesetzt, auf denen der Verkehr bei Glätte empfindlich gestört wird oder völlig zum Erliegen kommt.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Fahrbahnbelagmaterial zu schaffen, mittels dessen eine rechtzeitige Enteisung vorgenommen oder sogar einer Vereisung einer Fahrbahndecke, beispielsweise durch Festfahren einer Schneedecke, vorgebeugt werden kann.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe hinsichtlich des Fahrbahnbelagmaterials dadurch gelöst, daß es magnetisierbares Material enthält.

Vorzugsweise ist das magnetisierbare Material ferromagnetisch.

Insbesondere kann vorgesehen sein, daß das magnetisierbare Material fein verteiltes Material ist.

Zweckmäßigerweise liegt das magnetisierbare Material in Pulver- oder Granulatform vor.

Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist das magnetisierbare Material Stahlpulver oder Stahlschnitzel.

Weiterhin kann vorgesehen sein, daß das Fahrbahnbelagmaterial auf Asphalt oder Beton basiert.

Alternativ ist auch denkbar, daß es ein Pflasterstein ist, in dem das magnetisierbare Material enthalten ist.

Darüber hinaus wird diese Aufgabe gelöst durch eine Fahrbahndecke, bestehend aus einem Fahrbahnbelagmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 7.

Des weiteren wird diese Aufgabe gelöst durch ein Reifenfahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug oder Flugzeug, wobei mindestens eine Wirbelstromerzeugungseinrichtung zur Erzeugung von elektrischen Wirbelströmen in einem magnetisierbaren Material in einer Fahrbahndecke nach Anspruch 8 vorgesehen ist.

Günstigerweise ist die mindestens eine Wirbelstromerzeugungseinrichtung an der Unterseite des Fahrzeugs angeordnet. Beispielsweise ist denkbar, daß die Wirbelstromerzeugungseinrichtung bzw. -einrichtungen in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs vor und/oder hinter den Reifen oder in Fahrtrichtung zwischen hintereinander im Abstand angeordneten Reifen angeordnet ist bzw. sind. Dadurch wird die Fahrbahndecke vornehmlich im Bereich der Fahrspuren, das heißt der Bahnen, auf denen die Reifen der Kraftfahrzeuge vornehmlich rollen, erwärmt.

Vorzugsweise ist die mindestens eine Wirbelstromerzeugungseinrichtung an der Felge eines Reifens des Reifenfahrzeuges vorgesehen.

Vorteilhafterweise umfaßt die mindestens eine Wirbelstromerzeugungseinrichtung eine elektrisch leitenden Spule, die auch als Induktionsspule bezeichnet werden kann.

Insbesondere kann dabei vorgesehen sein, daß die mindestens eine Wirbelstromerzeugungseinrichtung eine Gleichstromversorgung zur Versorgung der elektrisch leitenden Spule mit Gleichstrom umfaßt. Die elektrisch leitende Spule selbst

erzeugt dann ein konstantes Magnetfeld, wobei aber die Fahrbahndecke durch die Bewegung der elektrisch leitenden Spule ein veränderliches Magnetfeld wahrnimmt. Dies führt zur Erzeugung von elektrischen Wirbelströmen durch Induktion. Die Höhe des Gleichstroms hängt vom jeweiligen Anwendungsfall ab.

Alternativ weist die mindestens eine Wirbelstromerzeugungseinrichtung eine Wechselstromversorgung zur Versorgung der elektrisch leitenden Spule mit Wechselstrom auf. Die elektrisch leitende Spule erzeugt somit ein veränderliches Magnetfeld, das darüber hinaus durch die Bewegung der Spule über die Fahrbahndecke verändert bzw. moduliert wird. Die Frequenz und Amplitude des Wechselstroms hängt vom jeweiligen Einsatzfall ab.

Günstigerweise ist die mindestens eine Wirbelstromerzeugungseinrichtung abschaltbar. Dadurch kann einer unnötigen Erwärmung der Fahrbahndecke und einem unnötigen Verbrauch von elektrischer Energie vorgebeugt werden.

Selbstverständlich ist auch denkbar, daß die Wirbelstromerzeugungseinrichtung in Abhängigkeit von den Außen- und/oder Bodentemperaturen automatisch ein- bzw. ausgeschaltet wird. Dann müssen noch entsprechende Sensoren, wie Temperatursensoren, vorgesehen sein.

Weiterhin wird diese Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Vermeidung der Vereisung oder zur Enteisung einer Fahrbahndecke, umfassend die Schritte: Bereitstellen einer Fahrbahndecke nach Anspruch 8, Bereitstellen eines Reifenfahrzeugs nach einem der Ansprüche 9 bis 14, und Bewegen des Reifenfahrzeugs auf der Fahrbahndecke mit eingeschalteter Wirbelstromerzeugungseinrichtung zur Vermeidung der Vereisung oder zur Enteisung der Fahrbahndecke.

Schließlich wird diese Aufgabe auch gelöst durch ein System, umfassend eine Fahrbahndecke nach Anspruch 8 und mindestens ein Reifenfahrzeug nach einem der Ansprüche 9 bis 14 zur Vermeidung der Vereisung oder zur Enteisung einer Fahrbahndecke.

Der Erfindung liegt die überraschende Erkenntnis zugrunde, daß durch Ausnutzung von Induktion eine Fahrbahndecke durch Wirbelströme durch den Straßenverkehr bzw. durch die Nutzung einer Fahrbahn selbst kontinuierlich erwärmt und einer Vereisung vorgebeugt bzw. eine zumindest teilweise Enteisung durchgeführt werden kann, so daß von den herkömmlichen Maßnahmen abgesehen werden kann bzw. diese nur noch in einem geringen Maß notwendig sind. Zudem ist die Vorbeugung einer Vereisung bzw. die Enteisung umweltfreundlich und nicht nur auf besonders problematische oder viel befahrene Straßen beschränkt. Ferner läßt sich diese mit einem geringen Personal- und Kostenaufwand durchführen.

Bei jeder überfahrt eines entsprechend ausgerüsteten Reifenfahrzeugs wird die Fahrbahndecke erwärmt und eine Vereisung verhindert bzw. eine bereits vereiste Fahrbahndecke enteist. Je größer die Verkehrsbelastung ist, desto stärker und kontinuierlicher wird die Verkehrsfläche erwärmt. Im Prinzip lassen sich mit dem Verfahren auch nicht ferromagnetische, leitende Fahrbahnbelagmaterialien erwärmen.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachstehenden Beschreibung, in der zwei Ausführungsbeispiele anhand der schematischen Zeichnungen im einzelnen erläutert sind. Dabei zeigt:

Figur 1 eine Vorderansicht von einem Reifenfahrzeug gemäß einer besonderen

Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auf einer im Vertikalschnitt gezeigten Fahrbahndecke gemäß einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Figur 2 eine Seitenansicht von dem Reifenfahrzeug von Figur 1 auf der im

Vertikalschnitt gezeigten Fahrbahndecke von Figur 1;

Figur 3 eine Vertikalschnittansicht durch einen Reifen des Reifenfahrzeugs von

Figur 1 und der Fahrbahndecke von Figur 1;

Figur 4 eine Vorderansicht von einem Reifenfahrzeug gemäß einer weiteren besonderen Ausführungsform der Erfindung auf der in Figur 1 gezeigten Fahrbahndecke; und

Figur 5 eine Seitenansicht von dem Reifenfahrzeug von Figur 4 auf der im

Vertikalschnitt gezeigten Fahrbahndecke von Figur 1.

In Figur 1 fährt ein Reifenfahrzeug 10, im vorliegenden Fall ein PKW, mit zwei vorderen Rädern 32 und 34 und zwei hinteren Rädern, von denen nur eines sichtbar und mit der Bezugszahl 36 gekennzeichnet ist, auf einer Fahrbahndecke 12 aus einem Fahrbahnbelagmaterial, das im wesentlichen gleichmäßig verteiltes ferromagnetisches Material 14 in Granulatform enthält. In Figur 3 ist eine Induktionsspule 16 an einer Radfelge 18 gezeigt. Die Induktionsspule wird von einem im wesentlichen U-förmigen Eisenkern 20 und einem um den Eisenkern 20 gewickelten, nicht gezeigten Draht gebildet. Die resultierenden Magnetpole 22 und 24 sind vorzugsweise zur Fahrbahndecke 12 gewandt. Zur Vermeidung einer Unwucht erstreckt sich der mittig angeordnete Steg 26 des Eisenkerns 20 umlaufend um die Radfelge 18. Die beiden Schenkel 28 und 30 des Eisenkerns 20 sind nur dort vorhanden bzw. abgekantet, wo sich weitere Induktionsspulen (nicht gezeigt) umlaufend um die Radfelge befinden.

Die Induktionsspule 16 wird über die Bordelektronik (nicht gezeigt), z.B. die Lichtmaschine, des Reifenfahrzeugs 10 vorzugsweise mit Wechselstrom versorgt. Falls notwendig, kann auch eine Abschirmung der elektromagnetischen Felder zur Fahrzeugseite hin vorgesehen sein.

In den lediglich schematisch durch ein jeweiliges Kästchen angedeuteten Bereichen (siehe Figuren 1 bis 3) wird durch den Wechselstrom in den Induktionsspulen sowie durch die Fahrbewegung des Reifenfahrzeugs 10 ein elektromagnetisches Wechselfeld in der Fahrbahndecke 12 erzeugt, das zu elektrischen Wirbelströmen in dem induktionsfahigen Material in der Fahrbahndecke und damit zu einer Erwärmung derselben führt.

Die Figuren 4 und 5 zeigen eine alternative Ausführungsform eines Reifenfahrzeugs 10 gemäß der vorliegenden Erfindung. Bei besagtem Reifenfahrzeug sind keine Induktionsspulen an den Radfelgen, sondern zwischen den vorderen und hinteren Rädern 32 und 36 sowie 34 und 38 auf beiden Seiten vorgesehen. Die Induktionsspulen (nicht gezeigt) sind an der Unterseite 40 des Reifenfahrzeugs 10 angeordnet. Es handelt sich dabei um einen länglichen Bereich zwischen dem jeweiligen vorderen Rad 32 bzw. 34 und dem jeweiligen hinteren Rad, von denen nur das mit der Bezugszahl 36 gekennzeichnete zu sehen ist. Natürlich können alternativ oder zusätzlich Induktionsspulen in anderen Bereichen an der Unterseite des Reifenfahrzeugs 10 vorgesehen sein. Es ist aber der Kosten- und Gewichtsfaktor zu berücksichtigen. Die Bereiche, in den elektromagnetische Wechselfelder erzeugt werden, sind wieder durch Kästchen in den Figuren 4 und 5 schematisch angedeutet.

Sowohl bei der Ausfuhrungsform in den Figuren 1 bis 3 als auch bei der Ausführungsform in den Figuren 4 und 5 sind die Induktionsspulen vorzugsweise mit abwechselnder Orientierung von Nord- und Südpol in Fahrtrichtung bzw. Drehrichtung der Räder des Reifenfahrzeugs angeordnet.

Die in der vorliegenden Beschreibung, in den Ansprüchen sowie in den Zeichnungen offenbaren Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebigen

Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausfuhrungsformen wesentlich sein.