This article reports on a two-year study (2006 to 2008) of the distribution of de-icing salts (NaCl) applied to the road and the influence of traffic on the effective times of the de-icing salts. The research was focused on the needed resting periods of de-icing salts on road surfaces. The study used sensors installed in two lanes of the Motorway A4 in the area of the Dresden-Hellerau Highway Surveillance Center (Germany), to measure air and ground temperatures, wind speed and direction, liquid film thicknesses and residual quantities of salt on the road surface during ongoing traffic at 5-minute intervals. The authors conclude with four observations that can be useful for applying de-icing salts more judiciously: preventive spreading is only sensible if applied timely, i.e. immediately prior to icing events to be expected; the time-frame for preventive spreading on the dry road surface is maximum 60 minutes and on the moist road surface maximum 120 minutes; by increasing spreading densities in preventive spreading, this timeframe cannot be extended; it is completely sufficient if the spreading width is adjusted in such a way that the outer wheel tracks are also covered by the spreading. Distribution across the entire width of the lane will be caused by the rolling traffic within a few minutes.
Genaue Kenntnisse über die Verteilung von Streustoffen auf der Fahrbahn und deren Wirkungszeiten sind Voraussetzungen für einen sparsamen Streustoffeinsatz. Die Kenntnis des zeitlichen Verlaufes der Wirkung von Tausalzen auf der Fahrbahn schafft die Möglichkeit, Wiederholungsstreuungen erst dann durchzuführen, wenn das aus Sicht der Verkehrssicherheit notwendig ist. Dabei ist besonders wichtig, die Zusammenhänge mit der Zahl der Fahrzeugüberfahrten und Niederschlagsereignisse zu erkennen. In einigen Ländern wurden dazu in der Vergangenheit Untersuchungen durchgeführt. Problematisch war dabei immer, dass die Salzmengenmessungen nur während Sperrungen der Fahrbahn durchgeführt werden konnten. Der Aufwand der manuellen Messungen beschränkte die Zahl der Messtage erheblich. Ziel des Forschungsvorhabens war es, die auf der Fahrbahn wirksamen Salzmengen über zwei Winterperioden auf dem kompletten Querschnitt einer zweistreifigen Autobahn zu erfassen. Dazu wurden Fahrbahnsensoren eingesetzt, die durch Messung der elektrischen Leitfähigkeit und der Wasserfilmdicke die Salzmenge auf der Fahrbahn ermitteln können. Im Rahmen des Forschungsvorhabens wurden umfangreiche Labortests an zwei Sensorfabrikaten durchgeführt, um deren Messgenauigkeit festzustellen. Nach Auswahl des Fabrikates wurden insgesamt 12 Sensoren bei Kilometer 29,8 der Autobahn A 4 Richtung Görlitz eingebaut. Das Messfeld wurde von Dezember 2006 bis April 2008 betrieben und lieferte während der Winterperioden etwa 8 Millionen Daten über den Fahrbahnzustand. Parallel dazu wurden die Aufzeichnungen von cirka 210 Streuungen ausgewertet, die im Rahmen des planmäßigen Streudienstes im Bereich des Messfeldes durchgeführt wurden. Diese Daten wurden außerdem mit den Wetterdaten und den Daten einer naheliegenden Verkehrszählstation kombiniert. Ergänzend zu den Messungen mit den Fahrbahnsensoren wurden einzelne Analysen mit dem Streustoff-Aufnahmegerät der Firma ESG durchgeführt. Dabei werden auf der Fahrbahn vorhandene Restsalzmengen komplett aufgenommen und analysiert. Aus den Analysen konnten folgende Erkenntnisse abgeleitet werden: - Der Streustoff wird aus den Rollspuren sehr schnell verdrängt. Eine geringe, verbleibende Salzmenge ist jedoch zumeist ausreichend, um gefährliche Glätte zu verhindern. - Bei präventiver Feuchtsalzstreuung auf trockene oder leicht feuchte Fahrbahn kommt nur ein geringer Teil des ausgestreuten Salzes zur Wirkung, soweit nicht innerhalb kurzer Zeit Niederschlag fällt. - Präventive Streuungen müssen sehr zeitgenau, möglichst nicht mehr als 60 Minuten vor einem erwarteten Glätteereignis durchgeführt werden. - Bei Feuchtsalzstreuung auf feuchte Fahrbahn gehen in Abhängigkeit von der Streudichte und weiterer Faktoren nur cirka 25 bis 50 % des ausgebrachten Salzes in Lösung. Der restliche Teil des Salzes wird in Randbereiche verfrachtet, ohne zur Glättebekämpfung beizutragen. - Die durch Niederschläge reaktivierten Restsalzmengen liegen 24 Stunden nach der Streuung bei 0,5 bis 1,5 g/m2. - Salzanteile aus einer reinen Solestreuung werden deutlich langsamer von der Fahrbahn verdrängt. - Mit Solestreuung könnten bei erwarteter Reifglätte und überfrierender Nässe erhebliche Salzeinsparungen erzielt werden. - Fahrbahnsensoren haben bei der Feststellung der Restsalzmengen und der Gefriertemperatur bei dem derzeitigen technischen Entwicklungsstand unter Praxisbedingungen erhebliche Unsicherheitsfaktoren. - Unter dem Aspekt, dass Fahrbahnsensoren an den jeweils kritischen Stellen angeordnet werden sollten, sprechen die Erkenntnisse der Untersuchung dafür, die Fahrbahnfeuchte und die Gefriertemperatur in der Rollspur festzustellen. Zusätzlich ist noch eine Messung der Fahrbahntemperatur außerhalb der Rollspuren zu empfehlen. Es muss jedoch noch untersucht werden, welcher Fahrstreifen bei 3-streifigen Fahrbahnen mit Sensoren bestückt werden sollte.
Nach im Jahr 2009 abgeschlossenen Untersuchungen im Auftrag der Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt) werden auch bei Anwendung der Feuchtsalzstreuung FS 30 erhebliche Anteile des Streustoffes (bis zu 85%) durch den Fahrverkehr von der Fahrbahn verfrachtet, bevor sie zur Wirkung kommen. Diese Untersuchungen führten zu der These, dass bei Anwendung von Tausalzlösungen deutlich weniger Streustoffverluste zu erwarten sind. Im Rahmen des Forschungsthemas sollten sichere Erkenntnisse darüber gewonnen werden, mit welchen Streudichten beim Einsatz von Salzlösungen unter Berücksichtigung von Randbedingungen (Wasserfilmdicken, Temperaturen) Ergebnisse erzielt werden, die dem Einsatz von Feuchtsalz FS 30 vergleichbar sind. Darüber hinaus war festzustellen, ob für in Tausalzlösungen ausgebrachtes Salz eine höhere Liegedauer angenommen werden kann, als für die Trockenkomponente im FS 30. Die Liegedauer der Tausalzlösung wurde unter Verkehrseinfluss in Messintervallen untersucht. Die Messflächen waren auf dem rechten Fahrstreifen jeweils zwischen den Rollspuren und in der rechten Rollspur angeordnet. Im Laufe der Untersuchungen hat sich folgende Messmethodik als besonders geeignet herausgestellt: 1. Nullmessung vor Ausbringung der Sole, 2. Messung unmittelbar nach Ausbringung der Sole, 3. Messung nach einer Stunde Verkehrseinfluss, 4. Messung nach vier Stunden Verkehrseinfluss, 5. Messung nach 20-22 Stunden Verkehrseinfluss. Die Messungen haben gezeigt, dass bei der präventiven Streuung durch Einsatz der FS 100 Technologie etwa 60% NaCl eingespart werden können. Bei präventiven Einsätzen mit Sole kann mit dem 1,5 - fachen der Streustoffmenge gearbeitet werden, die bei der FS 30 Technologie eingesetzt wurde. Umweltbelastungen durch den Winterdienst werden deutlich reduziert. Die Anwendung der FS 100 erfordert neue Technik zur Ausbringung und zur Bereitstellung des flüssigen Taustoffes. Die dafür erforderlichen Investitionen werden durch Streustoffeinsparungen gedeckt.
