Návrat arizonskej diaľnice do portlandského cementového betónu môže byť len dôkazom výhod použitia diamantového brúsenia ako alternatívy k štandardnému brúseniu a plneniu. Výhľad ukazuje, že počas 30-ročného obdobia sa náklady na údržbu znížia o 3,9 miliardy USD.
Tento článok je založený na webinári, ktorý sa pôvodne konal počas technickej konferencie International Grooving and Grinding Association (IGGA) v decembri 2020. Pozrite si celé demo nižšie.
Obyvatelia v oblasti Phoenix chcú hladké, krásne a tiché cesty. V dôsledku prudkého rastu populácie v oblasti a nedostatočných finančných prostriedkov na udržanie kroku sa však podmienky na cestách v tejto oblasti v poslednom desaťročí zhoršovali. Arizonské ministerstvo dopravy (ADOT) študuje kreatívne riešenia na udržanie svojej diaľničnej siete a poskytovanie typov ciest, ktoré verejnosť očakáva.
Phoenix je piate najľudnatejšie mesto v Spojených štátoch a stále rastie. Sieť ciest a mostov v dĺžke 435 míľ v meste spravuje centrálna oblasť ministerstva dopravy Arizony (ADOT), z ktorej väčšinu tvoria štvorprúdové diaľnice s ďalšími pruhmi pre veľké vozidlá (HOV). S rozpočtom na výstavbu vo výške 500 miliónov USD ročne región zvyčajne každoročne realizuje 20 až 25 stavebných projektov na silnej cestnej sieti.
Arizona používa betónové chodníky od 20. rokov minulého storočia. Betón je možné používať desiatky rokov a vyžaduje údržbu iba každých 20-25 rokov. 40 rokov úspešných skúseností v Arizone umožnilo jeho využitie pri výstavbe hlavných štátnych diaľnic v 60. rokoch. V tom čase dláždiť cestu betónom znamenalo urobiť kompromis z hľadiska hluku na ceste. Betónový povrch sa v tomto období dokončuje pocínovaním (ťahaním kovových hrablí na betónový povrch kolmo na dopravný tok) a pneumatiky jazdiace po pocínovanom betóne vydávajú hlučné, súvislé kvílenie. V roku 2003, aby sa vyriešil problém hluku, 1-in. Na povrch portlandského cementového betónu (PCC) bola aplikovaná asfaltová trecia vrstva (AR-ACFC). To poskytuje konzistentný vzhľad, tichý zvuk a pohodlné cestovanie. Zachovanie povrchu AR-ACFC sa však ukázalo ako výzva.
Konštrukčná životnosť AR-ACFC je približne 10 rokov. Diaľnice v Arizone teraz prekročili svoju konštrukčnú životnosť a starnú. Stratifikácia a súvisiace problémy predstavujú problémy pre vodičov a ministerstvo dopravy. Hoci delaminácia zvyčajne vedie len k strate asi 1 palca hĺbky vozovky (pretože 1 palec hrubý gumoasfalt sa oddelil od betónu pod ním), cestujúca verejnosť považuje miesto delaminácie za výmoľ a považuje sa za závažný. problém.
Po testovaní diamantového brúsenia, betónových povrchov novej generácie a povrchovej úpravy betónového povrchu sklzovou brúskou alebo mikrofrézovaním ADOT zistil, že pozdĺžna štruktúra získaná diamantovým brúsením poskytuje príjemný manšestrový vzhľad a dobrý jazdný výkon (ako ukazujú nízke hodnoty IRI). ) a nízke emisie hluku. Randy Everett a ministerstvo dopravy v Arizone
Arizona používa na meranie stavu ciest medzinárodný index drsnosti (IRI) a tento počet klesá. (IRI je druh štatistických údajov o drsnosti, ktorý je takmer všeobecne používaný národnými inštitúciami ako ukazovateľ výkonnosti ich systému riadenia vozovky. Čím nižšia hodnota, tým menšia drsnosť, čo je žiaduce). Podľa meraní IRI vykonaných v roku 2010 je 72 % medzištátnych diaľnic v regióne v dobrom stave. Do roku 2018 tento podiel klesol na 53 %. Trasy národného diaľničného systému tiež vykazujú klesajúci trend. Merania v roku 2010 ukázali, že 68 % ciest bolo v dobrom stave. Do roku 2018 tento počet klesol na 35 %.
Keďže náklady rástli – a rozpočet nestíhal – v apríli 2019, ADOT začal hľadať lepšie možnosti ukladania ako v predchádzajúcom súbore nástrojov. Pre chodníky, ktoré sú stále v dobrom stave v rámci 10 až 15-ročnej projektovanej životnosti okna – a pre oddelenie je čoraz dôležitejšie udržiavať existujúci chodník v dobrom stave – možnosti zahŕňajú utesnenie trhlín, utesnenie striekaním (nanášanie tenkej vrstva svetla, Pomaly tuhnúca asfaltová emulzia), prípadne vyspraviť jednotlivé výtlky. V prípade vozoviek, ktoré prekračujú konštrukčnú životnosť, je jednou z možností odbrúsiť poškodený asfalt a položiť novú gumoasfaltovú vrstvu. Vzhľadom na rozsah plochy, ktorú je potrebné opraviť, sa to však ukazuje ako príliš nákladné. Ďalšou prekážkou akéhokoľvek riešenia, ktoré si vyžaduje opakované brúsenie asfaltového povrchu, je to, že brúsne zariadenie nevyhnutne ovplyvní a poškodí podkladový betón a obzvlášť závažná je strata betónového materiálu v spojoch.
Čo by sa stalo, keby sa Arizona vrátila k pôvodnému povrchu PCC? ADOT vie, že betónové diaľnice v štáte sú navrhnuté tak, aby poskytovali dlhodobú štrukturálnu stabilitu. Oddelenie si uvedomilo, že ak by mohli použiť podkladový PCC na zlepšenie jeho pôvodného ozubeného povrchu, aby sa vytvorila tichá a jazdná cesta, opravená cesta by mohla trvať dlhšie a vyžadovať údržbu. Je to tiež oveľa menej ako asfalt.
V rámci projektu na SR 101 severne od Phoenixu bola odstránená vrstva AR-ACFC, takže ADOT nainštaloval štyri testovacie sekcie na preskúmanie budúcich riešení, ktoré využijú existujúci betón a zároveň zabezpečia hladkosť, tichú jazdu a dobrý vzhľad vozovky. Oddelenie preskúmalo diamantové brúsenie a betónový povrch novej generácie (NGCS), textúru s kontrolovaným pôdnym profilom a celkovo negatívnou alebo klesajúcou textúrou, ktorá bola vyvinutá ako betónová dlažba s mimoriadne nízkou hlučnosťou. ADOT zvažuje aj použitie klznej brúsky (proces, pri ktorom stroj navádza guľôčkové ložiská na povrch vozovky, aby sa zlepšili trecie vlastnosti) alebo mikrofrézovania na konečnú úpravu betónového povrchu. Po otestovaní každej metódy ADOT zistil, že pozdĺžna štruktúra získaná diamantovým brúsením poskytuje príjemný manšestrový vzhľad, ako aj dobrý zážitok z jazdy (ako naznačuje nízka hodnota IRI) a nízky hluk. Proces diamantového brúsenia sa tiež ukázal ako dostatočne šetrný na ochranu betónových plôch, najmä v okolí škár, ktoré boli predtým poškodené frézovaním. Brúsenie diamantom je tiež cenovo výhodné riešenie.
V máji 2019 sa ADOT rozhodol vybrúsiť diamantom malú časť SR 202 nachádzajúcu sa v južnej oblasti Phoenixu. 15-ročná cesta AR-ACFC bola taká sypká a vrstvená, že sa na čelné sklo hádzali uvoľnené kamene a vodiči sa sťažovali, že čelné sklo každý deň poškodzujú odletujúce kamene. Podiel škodových udalostí je v tomto regióne vyšší ako v iných regiónoch krajiny. Chodník je tiež veľmi hlučný a ťažko zjazdný. ADOT zvolil povrchovú úpravu s diamantovou úpravou pre dva pravé pruhy pozdĺž SR 202 s dĺžkou pol míle. Na odstránenie existujúcej vrstvy AR-ACFC bez poškodenia betónu pod ňou použili nakladaciu lyžicu. Oddelenie úspešne otestovalo túto metódu v apríli, keď diskutovali o spôsoboch, ako sa vrátiť na cestu PCC. Po dokončení projektu si zástupca ADOT všimol, že vodič sa presunie z pruhu AR-ACFC do pruhu z diamantom brúseného betónu, aby zakúsil zlepšené jazdné a zvukové vlastnosti.
Aj keď nie všetky pilotné projekty boli dokončené, predbežné zistenia o nákladoch naznačujú, že úspory spojené s používaním betónovej dlažby a diamantovým brúsením na optimalizáciu vzhľadu, hladkosti a zvuku by mohli znížiť náklady na údržbu až o 3,9 miliardy dolárov za rok. Počas 30-ročného obdobia. Randy Everett a ministerstvo dopravy v Arizone
Približne v tomto čase vydala vládna asociácia Maricopa (MAG) správu hodnotiacu miestny hluk a jazdné vlastnosti na diaľnici. Správa uznáva náročnosť údržby cestnej siete a zameriava sa na hlukové charakteristiky vozovky. Kľúčovým záverom je, že keďže hluková výhoda AR-ACFC tak rýchlo mizne, „namiesto gumoasfaltového prekrytia by sa mala zvážiť úprava diamantovým povrchom“. Ďalším súbežným vývojom je zmluva o obstarávaní údržby, ktorá umožňuje brúsenie diamantov. Dodávateľ bol pribratý na údržbu a výstavbu.
ADOT verí, že je čas urobiť ďalší krok a plánuje spustiť väčší projekt brúsenia diamantov na SR 202 vo februári 2020. Projekt pokrýva štyri míle dlhú, štyri pruhy širokú časť vrátane šikmých častí. Plocha bola príliš veľká na to, aby sa dal použiť nakladač na odstránenie asfaltu, preto sa použila fréza. Oddelenie reže pásy v gumoasfalte pre dodávateľa frézovania, ktorý ich môže použiť ako vodidlo pri procese frézovania. Tým, že operátor ľahšie uvidí povrch PCC pod krytom, možno upraviť frézovacie zariadenie a minimalizovať poškodenie podkladového betónu. Finálny diamantovo brúsený povrch SR 202 spĺňa všetky normy ADOT-je tichý, hladký a atraktívny-v porovnaní s asfaltovými povrchmi bola hodnota IRI veľmi priaznivá v 20. a 30. rokoch 20. storočia. Tieto porovnateľné hlukové charakteristiky možno získať, pretože hoci je nová dlažba AR-ACFC asi o 5 dB tichšia ako diamantová pôda, pri používaní dlažby AR-ACFC po dobu 5 až 9 rokov sú výsledky jej meraní porovnateľné alebo vyššie úrovne dB. Nielenže je hladina hluku nového diamantového brusu SR 202 pre vodičov veľmi nízka, ale chodník tiež generuje menej hluku v okolitých obciach.
Úspech ich prvých projektov podnietil spoločnosť ADOT k spusteniu troch ďalších pilotných projektov brúsenia diamantov. Brúsenie diamantov Loop 101 Price Freeway bolo dokončené. Brúsenie diamantov na Loop 101 Pima Freeway sa uskutoční začiatkom roka 2021 a výstavba Loop 101 I-17 na 75. Avenue sa očakáva v nasledujúcich piatich rokoch. ADOT bude sledovať výkon všetkých položiek, aby skontroloval podopretie spojov, či sa betón odlupoval a zachovanie zvuku a kvality jazdy.
Aj keď nie všetky pilotné projekty boli ukončené, doteraz zozbierané údaje oprávňujú zváženie brúsenia diamantov ako alternatívy k štandardnému brúseniu a plneniu. Predbežné výsledky šetrenia nákladov ukazujú, že úspory spojené s používaním betónovej dlažby a diamantovým brúsením na optimalizáciu vzhľadu, hladkosti a zvuku môžu znížiť náklady na údržbu až o 3,9 miliardy USD počas 30-ročného obdobia.
Použitím existujúcej betónovej vozovky vo Phoenixe možno nielen predĺžiť rozpočet na údržbu a udržať viac ciest v dobrom stave, ale aj trvanlivosť betónu zaisťuje minimalizáciu porúch súvisiacich s údržbou ciest. Najdôležitejšie je, že verejnosť si bude môcť vychutnať hladký a tichý jazdný povrch.
Randy Everett je vedúcim administrátorom oddelenia pre ministerstvo dopravy v strednej Arizone.
IGGA je nezisková obchodná asociácia založená v roku 1972 skupinou špecializovaných profesionálov, ktorí sa venujú vývoju procesov diamantového brúsenia a drážkovania pre portlandský cementový betón a asfaltové povrchy. V roku 1995 sa IGGA pripojila k pobočke Americkej asociácie betónových vozoviek (ACPA) a vytvorila dnešné partnerstvo na ochranu betónových vozoviek IGGA/ACPA (IGGA/ACPA CP3). Dnes je toto partnerstvo technickým zdrojom a priemyselným lídrom v globálnom marketingu optimalizovaných povrchov chodníkov, opravy betónových chodníkov a ochrany chodníkov. Poslaním IGGA je stať sa popredným technologickým a propagačným zdrojom pre akceptovanie a správne používanie diamantového brúsenia a drážkovania, ako aj konzerváciu a reštaurovanie PCC.
Čas odoslania: september-08-2021