Was ist thermische Entmischung in Asphaltbelägen?
Thermische Entmischung ist ein großer Temperaturunterschied über eine unverdichtete Heißasphaltschicht (HMA), der durch kühleres Mischgut verursacht wird, das in die Schicht gelangt. Man nennt sie auch Temperaturentmischung.
Wie sie entsteht
Das kühlere Mischgut ist eine Kruste, die sich während des Transports vom Werk zur Baustelle bildet. Die Kruste erreicht die Einbaugrenztemperatur früher als der Rest der Schicht. Die Einbaugrenztemperatur ist der Punkt, ab dem Walzen das Mischgut nicht mehr verdichten können. Sie wird üblicherweise mit 175°F (79°C) angesetzt. Ein Unterschied von mehr als etwa 25°F (14°C) kann Verdichtungsprobleme verursachen. Die kühleren Bereiche bleiben weniger dicht und haben mehr Luftporen.
Die Kornentmischung zeigt dieselben Symptome und denselben Schadensmechanismus, deshalb werden beide leicht verwechselt.
Bei einer Vorführung der TxDOT auf der Dyer Street in El Paso kam die starke Entmischung von den Enden der Lkw-Ladungen. Kalte Stellen wiederholten sich im Abstand von etwa 200 ft (61 m).
Wie Arbeitstrupps sie messen
Die TxDOT verlangt für jedes Teillos ein thermisches Profil der Schicht über etwa 150 ft (46 m) direkt hinter dem Fertiger. Die TxDOT nennt einen Unterschied von mehr als 25°F bis 50°F mäßige Entmischung. Einen Unterschied von mehr als 50°F nennt sie starke Entmischung. Bei starker Entmischung muss der Auftragnehmer den Einbau aussetzen und die Ursache beseitigen.
Ein am Fertiger montierter Wärmeprofiler zeichnet eine kontinuierliche Infrarotkarte der neuen Schicht auf. Eine Handkamera ist die Alternative, doch damit lassen sich problematische Stellen schwerer finden.
Vorgaben für Flugplätze
Die FAA AC 150/5370-10H (2018) enthält keine Grenze für die Temperaturdifferenz. Sie steuert stattdessen die Ursache. Position P-401 verlangt isolierte oder beheizte Lkw-Ladeflächen und Abdeckungen, wenn sie nötig sind, um die Liefertemperatur zu halten. Der Hinweis des Ingenieurs verlangt, dass Auftragnehmer für Pisten und Rollbahnen, die für Luftfahrzeuge von 100 000 lb (45 360 kg) oder mehr ausgelegt sind, ein MTV mit Nachmischung verwenden. Der Hinweis empfiehlt ein MTV für andere Befestigungen, wenn dessen Gewicht sie nicht beschädigt. Der zuständige Projektvertreter (RPR) kann das Mischgut nach einer Sicht- oder Temperaturprüfung auf dem Lkw oder in der Schicht zurückweisen. Der Auftragnehmer muss entmischte Bereiche der Deckschicht entfernen und ersetzen.
Zusammenhang mit dem Belagszustand
Thermische Entmischung ist ein Problem der Bauqualität. Diese Seite behauptet nicht, dass eine Erhebung sie finden kann, und das PAVER-Handbuch kennt dafür keinen Schadenstyp. Eine Erhebung erfasst den späteren Schaden. Ein Beispiel ist die Ausbröckelung (raveling), der Verlust von grobem Korn aus der Oberfläche.
Häufig gestellte Fragen
- Welcher Temperaturunterschied gilt als thermische Entmischung?
- Ein Unterschied von mehr als etwa 25°F (14°C) über die Schicht kann Verdichtungsprobleme verursachen. Die TxDOT stuft einen Unterschied von 25°F bis 50°F als mäßig und mehr als 50°F als stark ein. Dies sind die Grenzwerte einer einzelnen Behörde. Die Spezifikation der FAA nennt keine Temperaturgrenze.
- Wie wird thermische Entmischung während des Einbaus festgestellt?
- Die Arbeitstrupps messen die Temperatur der Schicht direkt hinter dem Fertiger. Sie verwenden eine Wärmebildkamera oder einen am Fertiger montierten Wärmeprofiler. Der Profiler zeichnet eine kontinuierliche Infrarotkarte der neuen Schicht auf. Kältere Bereiche zeigen, wo das Mischgut nicht gleichmäßig ist.
- Wie begrenzen Flughafenspezifikationen die thermische Entmischung?
- Die FAA AC 150/5370-10H enthält keine Temperaturgrenze. Ihr Hinweis verlangt ein Materialübergabefahrzeug (MTV) mit Nachmischung für Pisten und Rollbahnen für Luftfahrzeuge von 100 000 lb (45 360 kg) oder mehr.
Referenzen
- pavement-interactive-temp
- Segregation & Temperature Differentials Pavement Interactive (Pavement Tools Consortium)
- pavement-interactive-agg
- Aggregate Segregation Pavement Interactive (Pavement Tools Consortium)
- txdot-pavement-manual-7-5
- Pavement Manual, section 7.5 Thermal Profiling Texas Department of Transportation (TxDOT)
- fhwa-hif-23-044
- Spotlight on Pavement Uniformity: TxDOT Abilene District, Using the Paver-Mounted Thermal Profiler (PMTP) for Asphalt Uniformity (FHWA-HIF-23-044) FHWA
- tti-5-4577-05-1
- Statewide Implementation of Pave-IR in the Texas Department of Transportation (Report 5-4577-05-1) Texas Transportation Institute for TxDOT and FHWA, Sebesta and Scullion, 2011
- faa-ac-150-5370-10h
- AC 150/5370-10H, Standard Specifications for Construction of Airports FAA, 12/21/2018
- paver-asphalt-manual
- PAVER Distress Identification Manual, Asphalt Surfaced Airfields US Army Corps of Engineers ERDC-CERL
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