Was ist eine Oberflächenbehandlung mit Chip Seal?
Ein Chip Seal ist eine Oberflächenbehandlung von Befestigungen, die ein aufgesprühtes Bitumenbindemittel mit einer Lage Splitt abdeckt.
Ein Chip Seal wird auch „chipseal“ geschrieben. Item P-609 der FAA nennt ihn einen Chip-Seal-Auftrag („chip seal coat“). Die FHWA nennt ihn Chip Seal oder Seal Coat. Er ist eine bituminöse Oberflächenbehandlung und keine tragende Schicht (FHWA-HRT-14-065). Arbeitskolonnen bringen ihn auf eine bestehende Asphaltbefestigung oder auf eine ältere bituminöse Oberflächenbehandlung auf.
Was ein Chip Seal bewirkt
Die FHWA nennt drei Einsatzzwecke. Ein Chip Seal versiegelt feine Risse, hält Wasser aus der Befestigung fern und erhält die Griffigkeit oder verbessert sie. Die FHWA gibt für einen Chip Seal eine typische Makrotexturtiefe von mehr als 1,0 mm an. Zum Vergleich nennt sie 0,3 bis 0,6 mm für einen Slurry Seal.
Die FAA führt die Oberflächenversiegelung als vorbeugende Instandhaltung auf (AC 150/5380-6C, Abschnitt 1.1). Tabelle 6-1 der AC 150/5380-6C führt eine Oberflächenbehandlung als Reparatur bei Verwitterung und Oxidation sowie bei Verlust der Griffigkeit auf. Oberflächenbehandlungen wirken umso besser, je früher man sie aufbringt. Die erste wird oft 5 Jahre nach dem Bau aufgebracht (AC 150/5320-6G, Abschnitt 4.2).
Eine FHWA-Studie zu 13 Chip-Seal-Projekten in fünf Bundesstaaten ergab eine Verlängerung der Nutzungsdauer um 3 bis 8 Jahre (FHWA-HIF-10-020, Tabelle 7). Es handelte sich um Straßenprojekte, daher kann ein Flugfeld andere Werte zeigen.
Ein Chip Seal erhöht die Tragfähigkeit nicht. Die FHWA sagt, Chip Seals sollten nicht auf Befestigungen mit struktureller Schädigung aufgebracht werden. Alligatorrisse aus einem versagenden Unterbau müssen herausgenommen und ersetzt werden (AC 150/5380-6C, Tabelle 6-1).
Einfacher, doppelter und dreifacher Chip Seal
Ein einfacher Chip Seal hat einen Auftrag aus Bindemittel und Splitt. Doppelte und dreifache Chip Seals haben mehr Aufträge. Die FHWA sagt, die Lagen dürfen unterschiedliche Splittkorngrößen haben. Item P-609 erlaubt bis zu drei Aufträge und legt für jeden eine Menge fest.
| Auftrag | Splitt, lb/yd² (kg/m²) | Asphaltzement, gal/yd² (l/m²) | Emulgierter Asphalt, gal/yd² (l/m²) |
|---|---|---|---|
| Erster | 40 bis 50 (21,7 bis 27,1) | 0,35 bis 0,45 (1,58 bis 2,03) | 0,40 bis 0,50 (1,81 bis 2,26) |
| Zweiter | 20 bis 25 (10,9 bis 13,6) | 0,15 bis 0,25 (0,68 bis 1,13) | 0,20 bis 0,35 (0,90 bis 1,58) |
| Dritter | 15 bis 20 (8,1 bis 10,9) | Nicht verwendet | 0,15 bis 0,20 (0,68 bis 0,90) |
Die Anmerkung zu P-609 sagt, bei feinem Splitt die niedrigeren Mengen und bei grobem Splitt die höheren Mengen zu verwenden. Sie sagt außerdem, mehr Asphalt zu verwenden, wenn die Befestigung stark oxidiert, stark gerissen oder grob ist. Der RPR (Resident Project Representative) legt die genauen Mengen fest. Er ist der Vertreter des Projekts vor Ort.
Materialien
Bindemittel
Das Bindemittel ist der aufgesprühte Asphalt, der den Splitt hält. Die FHWA sagt, es sei üblicherweise eine polymermodifizierte Asphaltemulsion. Es kann auch ein flüssiger Asphalt sein, etwa Asphaltzement oder Cutback, einschließlich Gummiasphalt. Die FHWA führt emulsionsbasierte, Gummiasphalt- und heiß aufgebrachte Chip Seals auf. Item P-609 erlaubt Asphaltzement oder emulgierten Asphalt. Der Auftragnehmer legt dem RPR das Analysenzertifikat des Herstellers vor, bevor die Emulsion auf die Befestigung kommt (P-609-2.2).
Splitt
Item P-609 legt die Qualität der Splittkörner fest. Die Gesteinskörnung muss diese Grenzwerte einhalten:
- Abrieb höchstens 40 % im Los-Angeles-Test (ASTM C131).
- Verlust bei der Soundness-Prüfung nach 5 Zyklen höchstens 12 % mit Natriumsulfat oder 18 % mit Magnesiumsulfat (ASTM C88).
- Tonklumpen und brüchige Partikel höchstens 0,3 % (ASTM C142).
- Mindestens 90 Gewichtsprozent der Partikel mit zwei gebrochenen Flächen (ASTM D5821).
- Flache, längliche oder flache und längliche Partikel höchstens 8 % bei einem Verhältnis von 3:1 (ASTM D4791).
P-609 nennt drei Körnungen. Bei Gesteinskörnung Nr. 1 passieren 100 % das 1-inch-Sieb (25,0 mm). Bei Nr. 2 passieren 100 % das 3/4-inch-Sieb (19,0 mm). Bei Nr. 3 passieren 100 % das 1/2-inch-Sieb (12,5 mm). Die FHWA sagt, die Splittkörner sollten etwa gleich groß und sauber sein und keinen überschüssigen Feinanteil haben.
Wie Arbeitskolonnen einen Chip Seal bauen
Item P-609 legt die Reihenfolge der Arbeiten fest:
- Die Oberfläche wird gereinigt, bis sie frei von Staub, Schmutz, Fett und Bewuchs ist (P-609-3.3). Risse werden vorher nach Item P-101 repariert.
- Das Bindemittel wird mit einem Druckverteiler in der vorgegebenen Menge und Temperatur gesprüht (P-609-3.5).
- Der Splitt wird sofort über das Bindemittel gestreut (P-609-3.6).
- Der Splitt wird unmittelbar nach dem Streuen gewalzt. Das Walzen geht weiter, bis kein Splitt mehr in die Oberfläche eindringt.
- Vor dem nächsten Auftrag wird gewartet. Er darf erst beginnen, wenn der letzte abgebunden hat, und frühestens nach 24 Stunden.
- Der Verkehr bleibt mindestens 24 Stunden lang fern (P-609-3.9). Kurz vor der Freigabe walzt man die gesamte Fläche mit einer selbstfahrenden Gummiradwalze.
P-609-3.1 legt die Witterungsgrenze fest. Die Arbeiten beginnen nicht, wenn die Lufttemperatur unter 60 °F (16 °C) liegt. Sie beginnen auch nicht, wenn die Oberfläche unter 70 °F (21 °C) liegt. Der RPR kann etwas anderes anordnen. Der Auftragnehmer muss den Verteiler außerdem in derselben Bausaison kalibrieren lassen (P-609-3.2).
Die FHWA-Checkliste für Straßen enthält mehr Einzelheiten. Behandeln Sie diese Werte als Straßenpraxis, nicht als FAA-Anforderungen:
- Der erste Walzenübergang erfolgt innerhalb von 2 Minuten nach dem Splitt, wenn eine Emulsion verwendet wird.
- Das Walzen ist abgeschlossen, bevor die Emulsion bricht, und spätestens 15 Minuten danach.
- Eine Emulsion braucht mindestens 3 Walzenübergänge bei 3 mph (5 km/h) oder weniger.
- Das letzte Kehren erfolgt spätestens am Morgen nach dem Aufbringen.
- Die Checkliste beginnt die Arbeit bei einer Luft- und Oberflächentemperatur von 50 °F (10 °C) und steigender Temperatur. Sie setzt die Arbeit aus, wenn die Befestigungstemperatur über 140 °F (60 °C) liegt. Sie rät, bei Wind über 20 mph (32 km/h) keine Arbeiten auszuführen.
Welche Befestigungen sich für einen Chip Seal eignen
Die FHWA-Checkliste verlangt, dass der Prüfer die infrage kommende Befestigung zuerst begutachtet:
- Die vorhandene Spurrinnentiefe muss unter 3/8 in (etwa 10 mm) liegen.
- Art, Menge und Schwere der Risse sind festzustellen. Risse breiter als 1/4 in (etwa 6 mm) werden vor dem Chip Seal verfüllt oder versiegelt (siehe Rissversiegelung).
- Auf Ausbluten oder Aufschwemmen ist zu prüfen.
- Kein Chip Seal auf einer Befestigung mit struktureller Schädigung.
Eine mit Chip Seal behandelte Befestigung kann später ein Overlay erhalten. Die FHWA sagt, eine dünne HMA-Deckschicht darf über eine bestehende Oberflächenbehandlung aufgebracht werden (FHWA-HRT-14-065). AC 150/5320-6G, Abschnitt 4.9.5.1, führt einen doppelten Chip Seal als eine Art Zwischenlage unter einem Overlay auf. Sie ergänzt, dass eine Zwischenlage die Pflicht nicht aufhebt, die Risse der alten Befestigung zu verfüllen.
Die FHWA nennt Ausbluten oder Aufschwemmen der alten Oberfläche als Punkt, den man vor Beginn der Arbeiten prüfen sollte. Spurrinnen sind eine eigene Schadensart, und die Seite zu Spurrinnen erklärt ihre Arten.
Häufige Mängel
Die FHWA-Checkliste ordnet jeden Mangel einer Ursache zu:
| Mangel | Ursachen laut FHWA |
|---|---|
| Splitt löst sich | Die Asphaltmenge ist zu gering. Der Splitt ist schmutzig oder staubig. Verkehr oder Gerät fahren zu schnell. Die Emulsion bricht vor dem Walzen. Das Kehren beginnt zu früh. |
| Ausbluten oder Aufschwemmen | Die Asphaltmenge ist zu hoch. Der Splitt ist flach und länglich statt kubisch. Der Verteiler oder Streuer ist nicht kalibriert. |
| Schlieren oder Bohrspuren | Der Asphalt ist zu kalt oder zu zähflüssig. Die Düsen stehen in unterschiedlichen Winkeln oder sind verstopft. Der Spritzbalken steht in falscher Höhe oder hat falschen Druck. |
| Splittverlust an Längsfugen | Das Verfahren für die Fugen wurde nicht eingehalten. |
Die Einbettung zeigt, ob die Bindemittelmenge stimmte. Die FHWA sagt, eine geringere Asphaltmenge zu erwägen, wenn die Einbettung mehr als 80 % beträgt. Eine höhere Menge zu erwägen, wenn sie weniger als 50 % beträgt.
Chip Seal auf einem Flugfeld
Splittkörner können sich lösen. Die FHWA berichtet von umherfliegendem Splitt und gebrochenen Windschutzscheiben auf Straßen. Der Hinweis zu P-609 der FAA sagt, das Verfahren könne übermäßig losen Splitt hinterlassen. Deshalb empfiehlt die FAA es nur für andere Befestigungen als Flugfeldbefestigungen.
Loser Splitt ist Fremdkörper (FOD). ICAO Anhang 14, Abschnitt 10.2.1, verlangt, dass die Oberflächen der Bewegungsflächen geprüft werden, um FOD zu vermeiden und zu entfernen. Die Empfehlung 10.2.9 verlangt, dass Rollwegschultern frei von losen Steinen sind, die Triebwerke aufnehmen könnten. AC 150/5380-6C sagt, dass lose Teile aus Schäden Propeller treffen oder in Strahltriebwerke gelangen können. Alle Befestigungsprüfungen sollten das berücksichtigen.
P-609 erlaubt eine Chip-Seal-Schicht auf tertiären Flugfeldbefestigungen wie Überläufen. Sie ist nicht für Bereiche mit regelmäßigem Turboprop- oder Strahlverkehr gedacht. Sie darf an Flugplätzen der allgemeinen Luftfahrt verwendet werden, die Flugzeuge bis 30 000 lb (13 600 kg) bedienen. Eine Verwendung an anderen Stellen erfordert eine Änderung der Vorgaben nach FAA Order 5300.1.
Chip Seal, Seal Coat, Slurry Seal und Microsurfacing
Diese Behandlungen haben unterschiedliche Schichten und auf einem Flugfeld unterschiedliche Regeln.
| Behandlung | Was sie ist | Quelle |
|---|---|---|
| Chip Seal | Aufgesprühtes Bindemittel, abgedeckt mit eingewalztem Splitt | FHWA, P-609 |
| Cape Seal | Ein Chip Seal, gefolgt von einem Slurry Seal | FHWA, P-609 |
| Seal Coat (P-623) | Spritzversiegelung aus polymermodifizierter Asphaltemulsion mit Füllstoffen und ohne Splitt | P-623 |
| Slurry Seal | Mischung aus emulgiertem Asphalt, Wasser, Feinkorn und mineralischem Füllstoff, in dünner Schicht aufgetragen | FHWA |
| Microsurfacing | Wie Slurry Seal, aber mit polymermodifizierter Emulsion, für Straßen mit höherem Verkehrsaufkommen | FHWA |
Bei einem Cape Seal deckt der Slurry Seal den Chip Seal ab, nachdem dieser ausgehärtet ist. Der Slurry Seal fixiert die Splittkörner, was den Splittverlust begrenzt und eine glattere Oberfläche ergibt (FHWA). P-609 sagt, diese Kombination kann dort eine Option sein, wo kleine Flugzeuge verkehren. Dafür verwendet sie Item P-626 für den Slurry Seal.
Item P-623 ist ein anderes Produkt. Die FAA lässt es für alle Befestigungen zu, außer für Pisten, die Flugzeuge bis 30 000 lb (13 600 kg) bedienen. Mit Zustimmung der FAA darf der Ingenieur es für Flughäfen mit Flugzeugen unter 60 000 lb (27 216 kg) vorschreiben. Pisten und spitzwinklig abzweigende Rollwege bleiben ausgeschlossen. Die Seiten zur Oberflächenversiegelung und zum Slurry Seal behandeln diese Behandlungen vollständig.
P-623 gilt für Befestigungen in ausreichendem oder besserem Zustand nach ASTM D5340. Der Hinweis nennt als typischen Kandidaten einen Abzugswert des strukturellen Zustandsindex unter 10 und einen PCI von 60 oder mehr. Eine Zustandserhebung der Befestigung entscheidet daher, ob eine Spritzversiegelung infrage kommt.
Chip Seal, Rissversiegelung und Fugenabdichtung
Diese drei Behandlungen dichten eine Befestigung gegen Wasser ab, decken aber unterschiedliche Teile davon ab.
| Behandlung | Wo sie aufgebracht wird | Quelle |
|---|---|---|
| Chip Seal | Über der ganzen Oberfläche einer Asphaltbefestigung. Er verwendet Spritzbindemittel und Splitt. | FHWA-HRT-14-065 |
| Rissversiegelung | In oder über arbeitenden Rissen. Sie verwendet einen Dichtstoff und manchmal eine Hinterfüllschnur. | FHWA-RD-99-147 |
| Fugenabdichtung | In die Fugen einer Betonbefestigung. Sie verwendet einen Dichtstoff im Reservoir oder eine vorgefertigte Dichtung. | FHWA-HIF-18-019 |
Die Wahl richtet sich nach dem Mangel. Ein Chip Seal eignet sich für eine Befestigung mit feinen Rissen und ohne strukturelle Schädigung. Die FHWA sieht Rissversiegelung für Risse mit 5 bis 19 mm Breite vor, bei weniger als 25 % Kantenschädigung. Sie sieht eine Fugenerneuerung vor, wo Dichtstoffschäden flächendeckend auftreten und die Befestigung sonst gut funktioniert.
Die Behandlungen können aufeinander folgen. Die Checkliste zum Chip Seal sagt, Risse breiter als 1/4 in (etwa 6 mm) sind vor dem Chip Seal zu verfüllen oder zu versiegeln. Auf einem Flugfeld begrenzt die FAA den Chip Seal selbst. Item P-605 deckt Dichtstoff für Risse und Fugen ab, Item P-604 Druckdichtungen. Siehe Rissversiegelung und Fugenabdichtung .
Eine mit Chip Seal behandelte Befestigung prüfen
Eine solche Befestigung braucht eine Sichtprüfung auf lose Splittkörner, Ausbluten, Schlieren und Splittverlust an den Fugen. Das sind die Mängel in der Tabelle oben. Auf einem Flugfeld zählen das Kehren und die erneute Prüfung am meisten, weil lose Splittkörner FOD sind (AC 150/5380-6C, Kapitel 4).
Für eine Drohnenbefliegung einer Befestigung plant TarmacView den Flug und erfasst die Fotos. Die Risserkennung und die Bewertung nach ASTM D5340 sind in Entwicklung.
Häufig gestellte Fragen
- Was ist ein Chip Seal?
- Ein Chip Seal ist eine Oberflächenbehandlung von Befestigungen. Die Arbeitskolonne sprüht Bindemittel auf die Befestigung und deckt es mit Splitt ab, und Walzen drücken den Splitt in das Bindemittel. Die FHWA sagt, er versiegelt feine Risse, hält Wasser aus der Befestigung fern und erhält die Griffigkeit oder verbessert sie. Er ist keine tragende Schicht.
- Welches Bindemittel verwendet ein Chip Seal?
- Die FHWA sagt, das Bindemittel sei üblicherweise eine polymermodifizierte Asphaltemulsion. Es kann auch ein flüssiger Asphalt sein, etwa Asphaltzement oder Cutback, einschließlich Gummiasphalt. Item P-609 der FAA erlaubt Asphaltzement oder emulgierten Asphalt und legt für beide die Spritzmengen fest.
- Kann ein Chip Seal auf einer Flughafenpiste verwendet werden?
- Nur in begrenzten Fällen. Die FAA sagt, ein Chip Seal kann übermäßig losen Splitt hinterlassen und wird nur für andere Befestigungen als Flugfeldbefestigungen empfohlen. Item P-609 erlaubt eine Chip-Seal-Schicht auf tertiären Befestigungen wie Überläufen. Er erlaubt sie auch an Flugplätzen der allgemeinen Luftfahrt, die Flugzeuge bis 30 000 lb (13 600 kg) oder weniger bedienen. Eine Verwendung an anderen Stellen erfordert eine Änderung der Vorgaben.
- Ist ein Chip Seal dasselbe wie eine Oberflächenversiegelung?
- Nein. Ein Chip Seal hat eine Schicht aus Splitt auf dem Bindemittel. Item P-623 der FAA ist eine Oberflächenversiegelung, also ein Spritzauftrag aus polymermodifizierter Asphaltemulsion mit Füllstoffen und ohne Splitt. Die FHWA führt außerdem Slurry Seal und Microsurfacing als eigene Behandlungen auf. Beide sind Mischungen aus emulgiertem Asphalt, Wasser, Feinkorn und mineralischem Füllstoff.
- Worin unterscheidet sich ein einfacher von einem doppelten Chip Seal?
- Ein einfacher Chip Seal hat einen Auftrag aus Bindemittel und Splitt. Ein doppelter hat zwei. Die FHWA führt einfache, zweilagige und dreilagige Chip Seals auf. Item P-609 der FAA erlaubt bis zu drei Aufträge. Ein neuer Auftrag muss warten, bis der vorige abgebunden hat, und mindestens 24 Stunden vergangen sind.
- Wie lange vor der Verkehrsfreigabe kann ein neuer Chip Seal befahren werden?
- Item P-609 der FAA hält den Verkehr mindestens 24 Stunden nach dem letzten Auftrag von der behandelten Fläche fern. Der Verkehr bleibt länger fern, wenn die Splittkörner an den Reifen haften würden. Danach walzt die Arbeitskolonne die gesamte Fläche mit einer Gummiradwalze, bevor sie freigegeben wird. Die FHWA ergänzt, dass der Verkehr auf einem Chip Seal einer Straße höchstens 25 mph (40 km/h) fahren sollte, bis die Kolonne erneut kehrt.
- Warum lösen sich Splittkörner von einem Chip Seal?
- Die FHWA nennt fünf Ursachen. Die Asphaltmenge ist zu gering. Der Splitt ist schmutzig oder staubig. Verkehr oder Gerät fahren zu schnell. Die Emulsion bricht, bevor die Kolonne den Splitt verteilt und gewalzt hat. Das Kehren beginnt, bevor die Emulsion abgebunden hat. Auf einem Flugfeld zählen lose Splittkörner, weil sie zu Fremdkörpern (FOD) werden können.
- Wie lange hält ein Chip Seal?
- Ein Chip Seal verlängerte die Nutzungsdauer einer Befestigung um 3 bis 8 Jahre, in einer FHWA-Studie zu 13 Straßenprojekten in fünf US-Bundesstaaten. Die Projekte waren Straßen, keine Flugplätze, daher kann ein Flugfeld andere Werte zeigen. Die Spanne ist die Lebensdauer, die der Chip Seal der Befestigung hinzufügt.
Referenzen
- faa-ac-150-5370-10h
- AC 150/5370-10H, Standard Specifications for Construction of Airports FAA
- fhwa-hrt-14-065-ch3
- Evaluation of Pavement Safety Performance, Chapter 3: Pavement Treatment Types (FHWA-HRT-14-065) FHWA
- fhwa-hif-19-029
- Pavement Preservation Checklist Series 2: Chip Seal (FHWA-HIF-19-029) FHWA
- fhwa-hif-10-020-ch3
- Performance Evaluation of Various Rehabilitation and Preservation Treatments (FHWA-HIF-10-020), Chapter 3: Treatment Performance FHWA
- fhwa-rd-99-147
- Materials and Procedures for Sealing and Filling Cracks in Asphalt-Surfaced Pavements: Manual of Practice (FHWA-RD-99-147) FHWA
- fhwa-hif-18-019
- Tech Brief: Joint Sealing (FHWA-HIF-18-019) FHWA
- faa-ac-150-5380-6c
- AC 150/5380-6C, Guidelines and Procedures for Maintenance of Airport Pavements FAA
- faa-ac-150-5320-6g
- AC 150/5320-6G, Airport Pavement Design and Evaluation FAA
- icao-annex-14-vol-i-9ed
- Annex 14 to the Chicago Convention, Aerodromes, Volume I, Aerodrome Design and Operations, 9th edition ICAO
Dies ist ein Referenzeintrag. TarmacView bietet Drohneninspektionsdienste an und verkauft nicht die in diesem Glossar beschriebene Ausrüstung oder Materialien.
