Überblick und Beiträge zur aktuellen Winterdienstforschung : Räumung und Restsalz

Abstract

Diese Diplomarbeit kann als Zusammenfassung der Winterdienstforschung in Österreich betrachtet werden und basiert auf den gewonnenen Erkenntnissen der Forschungsprojekte „Optimierung der Feuchtsalzstreuung“ [1] und „Eignungskriterien für auftauende Streumittel im Winterdienst“ [2] sowie weiterer einschlägiger Forschungsvorhaben zum Winterdienst in Österreich. Zusätzlich wurden weiterführende Untersuchungen als Basis für die Optimierung des Winterdienstes in Österreich durchgeführt, da derzeit nicht ausreichend bekannt ist, inwieweit die Tauleistung von Feuchtsalzen zwischen der Tauleistung von festen und flüssigen Taumitteln (Kapitel 2) auf Basis des aktuellen Laborverfahrens einzuordnen ist. Weiters ist die Geschwindigkeit der Eisbildung unter realen winterlichen Temperaturen mit und ohne Präventivmaßnahmen (Kapitel 3) nicht erforscht, diese jedoch gerade im Hinblick auf die Ermittlung der Zeit bis zur Glättebildung wesentlich ist. Während ein erhöhter Soleanteil vorteilhaft für die Ausbringung und die Minimierung der Streuverluste ist [1], ist hohe Luftfeuchtigkeit bzw. eine ungewollte Anfeuchtung des Streusalzes für die Lagerung in Hallen und Salzsilos ungünstig. Diese Anfeuchtung bewirkt eine Klumpenbildung und beeinträchtigt die Rieselfähigkeit in den Salzsilos, wodurch die Aufbereitung und Beladung der Streufahrzeuge erschwert wird. Anhand erster Versuche zur Rieselfähigkeit auf Basis der Auslaufbox nach Sonntag konnte ein wiederholbares Prüfverfahren etabliert und die Auswirkungen von Trocknungsvorgängen auf feste Taumittel quantifiziert werden [2]. Im Hinblick auf die Vermeidung von Ablagerungen und die Erhöhung der Lagerfähigkeit werden weitergehende Untersuchungen zu den Auswirkungen von unterschiedlichen Feuchtegehalten und Antibackmitteln auf die Rieselfähigkeit (Kapitel 5) als sinnvoll angesehen. In zusätzlichen Versuchen soll die Frage geklärt werden, ob diese Antibackmittel je nach Dosierung einen Einfluss auf die Tauleistung haben. Einen wesentlichen Punkt im Winterdienst stellt die Schneeräumung dar, da geräumter Schnee nicht getaut werden muss und ein gutes Räumbild für einen wirtschaftlichen Winterdienst von wesentlicher Bedeutung ist. Zur Schneeräumung stehen derzeit viele unterschiedliche Pflugsysteme zur Verfügung, die mit unterschiedlichen Zusatzausstattungen wie Pflugentlastung, Nachräumleisten etc. betrieben werden können. Manche Hersteller geben eine Räumleistung (m/h) ihrer Pflugsysteme an, allerdings gibt es keine Angaben zur Bewertung des Räumbildes. Vor allem auf Straßen mit schlechter Ebenheit (Längsebenheit, Spurrinnen) gibt es jedoch erhebliche Unterschiede in den verbleibenden Schneemengen. Da es sowohl im Hinblick auf die Abnutzung der Schürfleisten sowie den Restschneemengen unter vergleichbaren Bedingungen (Kapitel 6) wenig belastbare Daten gibt, sind entsprechende Erhebungen und Versuche Teil dieser Arbeit. Gemäß bisheriger Untersuchungen sind die Streuund Austragungsverluste unmittelbar nach der Ausbringung von Auftausalzen besonders hoch, weshalb jede Verbesserung zur Erhöhung der Restsalzmenge große Einsparungen im Winterdienst bewirkt. Kann die auf der Fahrbahn verbleibende Restsalzmenge zuverlässig ermittelt werden, so wäre dies für die praktische Einsatzplanung bzw. die Notwendigkeit weiterer Streuungen von wesentlicher Bedeutung. Zur Beiträge zur Winterdienstforschung Seite III Restsalzmessung stehen verschiedene Geräte/Systeme zur Verfügung, aber es gibt kaum objektive Vergleichsmessungen zwischen diesen. In Österreich wird am häufigsten das SOBO 20 Restsalzmessgerät der Firma Boschung eingesetzt. Allerdings ist nicht bekannt, ob das SOBO 20 die Restsalzmenge von festen, feuchten und flüssigen Taustoffen gleichwertig erfasst und wie hoch die jeweilige Messgenauigkeit (Kapitel 7) ist. Weiters gibt es noch Forschungsbedarf hinsichtlich der Entwicklung der Restsalzmenge in Abhängigkeit von Liegedauer, Verkehrsbelastung und Straßenzustand. Gerade im Hinblick auf die Präventivstreuung in Fällen von Reifglätte bzw. vor erwarteten Schneefallereignissen kommt der Liegedauer von Taumitteln eine besondere Bedeutung zu. Der Zusammenhang zwischen den Messdaten stationärer Glättemeldeanlagen und mobiler Restsalzmessgeräte ist ebenfalls ein offener Aspekt, der in dieser Arbeit näher betrachtet werden soll.

This masters thesis can be considered as a summary of the winter road maintenance research in Austria and is based on the conclusions of the research projects "Optimization of wet salt spreading" [1] and "Suitability criteria for thawing grit in winter road maintenance" [2] as well as further relevant research projects on winter road maintenance in Austria. In addition, more detailed investigations were carried out as a basis for the optimization of winter road maintenance in Austria, as it is currently not sufficiently understood to what extent the thawing performance of wet salts can be classified between the thawing performance of solid and liquid de-icing agents (Chapter 2) on the basis of the current laboratory procedure. Furthermore, the speed of ice formation under real winter temperatures with and without preventive measures (Chapter 3) has not been studied yet, which is, however, essential with regard to the determination of the time until ice formation. While an increased brine content is advantageous for spreading and minimizing spreading loss [1], high air humidity or an unintentional moistening of the road salt is unfavorable for storage in halls and salt silos. This moistening causes the formation of lumps and decreases the flowability in the salt silos, which makes the preparation and loading of the spreading vehicles more difficult. On the basis of initial tests on pourability based on the device "Auslaufbox nach Sonntag" (pouring out box acc. to Sonntag), a repeatable test method was established and the effects of drying processes on solid de-icing agents quantified [2]. With regard to the avoidance of sedimentation and the increase of the storability, further investigations on the effects of different moisture contents and anti-caking agents on the pourability (chapter 5) are regarded as necessary. In additional tests, the question of whether these anti-caking agents have an influence on the thawing performance depending on the dosage will also be clarified. Snow clearing is an essential point in every winter maintenance, since snow does not have to be thawed and a good snow removal pattern is therefore essential for economic winter maintenance. Many different snow plough systems are currently available for clearing snow, which can be operated with various additional equipment such as plough relief, additional clearing strips, etc. Some manufacturers state the clearing capacity (m/h) of their ploughing systems, but there is no information available to evaluate the clearing pattern. However, especially on roads with poor evenness (longitudinal evenness, ruts) considerable differences exist in the remaining quantities of snow. Since there is little reliable data available with regard to both the wear of the scraper blades and the residual amounts of snow under comparable conditions (Chapter 6), corresponding surveys and experiments are part of this work. According to previous studies, the spreading and application losses immediately after the application of de-icing salts are particularly high, which is why any improvement to increase the residual salt quantity results in substantial savings in winter road maintenance. If the amount of residual salt remaining on the road can be reliably determined, this would be essential for practical deployment planning and the necessity of further spreading. Various devices/systems are available for residual salt measurement, but there are hardly any official comparative measurements between them. In Austria, the SOBO 20 residual salt measuring instrument Beiträge zur Winterdienstforschung Seite V from Boschung is most frequently used. However, it is not known whether the SOBO 20 measures the residual salt quantity of solid, moist and liquid de-icing agents equally well and how high the respective measuring accuracy (Chapter 7) is. Furthermore, there is still a need for research with regard to the development of the residual salt quantity as a function of duration of exposure, traffic load and road condition. Especially with regard to preventive spreading in cases of slippery frost or before expected snowfall events, the duration of exposure to de-icing agents is of particular importance. The relationship between the measured data of stationary ice detection systems and mobile residual salt measuring devices is also an open aspect which will be examined in more detail in this thesis.