Vrnitev avtoceste Arizona na beton iz portlandskega cementa lahko le dokaže korist uporabe diamantnega brušenja kot alternative standardnemu brušenju in polnjenju. Obeti kažejo, da se bodo v 30-letnem obdobju stroški vzdrževanja zmanjšali za 3,9 milijarde USD.
Ta članek temelji na spletnem seminarju, ki je bil prvotno izveden med tehnično konferenco Mednarodnega združenja za žlebljenje in brušenje (IGGA) decembra 2020. Oglejte si celotno predstavitev spodaj.
Prebivalci na območju Phoenixa želijo gladke, lepe in tihe ceste. Vendar so se cestne razmere na tem območju v zadnjem desetletju zaradi eksplozivne rasti prebivalstva na tem območju in nezadostnih sredstev za vzdrževanje tega območja slabšale. Ministrstvo za promet Arizone (ADOT) preučuje ustvarjalne rešitve za vzdrževanje svojega avtocestnega omrežja in zagotavljanje vrst cest, ki jih javnost pričakuje.
Phoenix je peto najbolj naseljeno mesto v ZDA in še vedno raste. Mestno omrežje cest in mostov, ki meri 435 milj, vzdržuje osrednje območje Ministrstva za promet Arizone (ADOT), ki ga večinoma sestavljajo štiripasovne avtoceste z dodatnimi pasovi za vozila z velikim številom vozil (HOV). S proračunom za gradnjo v višini 500 milijonov USD na leto regija vsako leto običajno izvede 20 do 25 gradbenih projektov na zelo prometnem cestnem omrežju.
Arizona uporablja betonske tlake že od leta 1920. Beton se lahko uporablja desetletja in potrebuje vzdrževanje le vsakih 20-25 let. Za Arizono je 40 let uspešnih izkušenj omogočilo uporabo med gradnjo glavnih avtocest v državi v šestdesetih letih prejšnjega stoletja. Takrat je tlakovanje ceste z betonom pomenilo kompromis glede cestnega hrupa. V tem času se betonska površina zaključi s kositranjem (vlečenje kovinske grablje po betonski površini pravokotno na prometni tok), pnevmatike, ki vozijo po kositrenem betonu, pa bodo povzročile hrupno, skladno cviljenje. Leta 2003 je bil za rešitev problema hrupa izdelan 1-in. Torna plast asfaltne gume (AR-ACFC) je bila nanesena na beton iz portlandskega cementa (PCC). To zagotavlja dosleden videz, tih zvok in udobno potovanje. Vendar se je ohranitev površine AR-ACFC izkazala za izziv.
Načrtovana življenjska doba AR-ACFC je približno 10 let. Avtoceste v Arizoni so zdaj presegle svojo načrtovano življenjsko dobo in se starajo. Stratifikacija in s tem povezana vprašanja povzročajo težave voznikom in ministrstvu za promet. Čeprav razslojevanje običajno povzroči le izgubo približno 1 palca globine ceste (ker se je 1 palec debel gumijasti asfalt ločil od betona spodaj), potniki točko razslojevanja obravnavajo kot luknjo in jo obravnavajo kot resno problem.
Po testiranju diamantnega brušenja, betonskih površin naslednje generacije in končne obdelave betonske površine z drsnim brusilnikom ali mikrorezkanjem je ADOT ugotovil, da vzdolžna tekstura, dobljena z diamantnim brušenjem, zagotavlja prijeten videz kordure in dobre vozne lastnosti (kot kažejo nizke vrednosti IRI). ) in nizke emisije hrupa. Randy Everett in ministrstvo za promet Arizone
Arizona uporablja mednarodni indeks hrapavosti (IRI) za merjenje razmer na cestah in število se zmanjšuje. (IRI je nekakšen statistični podatek o hrapavosti, ki ga nacionalne institucije skoraj povsod uporabljajo kot indikator uspešnosti svojega sistema upravljanja vozišča. Nižja kot je vrednost, manjša je hrapavost, kar je zaželeno). Po meritvah IRI, izvedenih leta 2010, je 72 % meddržavnih avtocest v regiji v dobrem stanju. Do leta 2018 je ta delež padel na 53 %. Poti državnega avtocestnega sistema prav tako kažejo trend upadanja. Meritve v letu 2010 so pokazale, da je 68 % cest v dobrem stanju. Do leta 2018 je ta številka padla na 35 %.
Ko so se stroški povečali – proračun pa jim ni mogel slediti – aprila 2019 je ADOT začel iskati boljše možnosti shranjevanja kot v prejšnjem kompletu orodij. Za tlake, ki so še vedno v dobrem stanju v 10- do 15-letnem načrtovanem življenjskem oknu – in za oddelek postaja vedno bolj pomembno, da ohranja obstoječe tlake v dobrem stanju – možnosti vključujejo tesnjenje razpok, tesnjenje s pršenjem (nanašanje tankega plast svetlobe, Počasi strjena asfaltna emulzija) ali popravite posamezne udarne jame. Pri tlakih, ki presegajo projektno življenjsko dobo, je ena od možnosti brušenje dotrajanega asfalta in polaganje nove gumene asfaltne prevleke. Vendar se zaradi obsega površine, ki jo je treba popraviti, to izkaže za predrago. Druga ovira za vsako rešitev, ki zahteva večkratno brušenje asfaltne površine, je, da bo oprema za brušenje neizogibno prizadela in poškodovala spodnji beton, izguba betonskega materiala na spojih pa je še posebej resna.
Kaj bi se zgodilo, če bi se Arizona vrnila na prvotno površino PCC? ADOT ve, da so betonske avtoceste v državi zasnovane tako, da zagotavljajo dolgo življenjsko dobo strukturne stabilnosti. Oddelek je ugotovil, da bi lahko popravljena cesta trajala dlje in zahtevala vzdrževanje, če bi lahko uporabili spodnji PCC za izboljšanje njegove prvotne nazobčane površine za oblikovanje tihe in vozne ceste. Je tudi veliko manj kot asfalt.
Kot del projekta na SR 101 severno od Phoenixa je bil sloj AR-ACFC odstranjen, zato je ADOT namestil štiri testne odseke, da bi raziskal prihodnje rešitve, ki bodo uporabile obstoječi beton, hkrati pa zagotavljale gladkost, tiho vožnjo in dober videz ceste. Oddelek je pregledal diamantno brušenje in betonsko površino naslednje generacije (NGCS), teksturo z nadzorovanim profilom tal in splošno negativno ali navzdol usmerjeno teksturo, ki je bila razvita kot betonski tlak s posebno nizko stopnjo hrupa. ADOT razmišlja tudi o uporabi drsnega brusilnika (postopek, pri katerem stroj vodi kroglične ležaje na cestno površino za izboljšanje tornih lastnosti) ali mikro rezkanju za končno obdelavo betonske površine. Po testiranju vsake metode je ADOT ugotovil, da vzdolžna tekstura, pridobljena z diamantnim brušenjem, zagotavlja prijeten videz kordureja ter dobro izkušnjo vožnje (kot kaže nizka vrednost IRI) in nizek hrup. Postopek diamantnega brušenja se je izkazal tudi za dovolj nežnega za zaščito betonskih površin, predvsem okoli fug, ki so bile predhodno poškodovane z rezkanjem. Diamantno brušenje je tudi stroškovno učinkovita rešitev.
Maja 2019 se je ADOT odločil za diamantno brušenje majhnega dela SR 202, ki se nahaja na južnem območju Phoenixa. 15 let stara cesta AR-ACFC je bila tako ohlapna in razložena, da je na vetrobransko steklo metalo razsuto kamenje, vozniki pa so se pritoževali, da vetrobransko steklo vsak dan poškoduje leteče kamenje. Delež škodnih primerov v tej regiji je višji kot v drugih regijah države. Tudi pločnik je zelo hrupen in težko vozen. ADOT je izbral diamantne zaključke za dva desna pasova vzdolž SR 202, dolga pol milje. Uporabili so nakladalno žlico, da so odstranili obstoječo plast AR-ACFC, ne da bi poškodovali spodnji beton. Oddelek je to metodo uspešno preizkusil aprila, ko so razmišljali o načinih vrnitve na cesto PCC. Po zaključku projekta je predstavnik ADOT opazil, da se bo voznik premaknil s pasu AR-ACFC na diamantno brušeno betonsko stezo, da bi izkusil izboljšane vozne in zvočne lastnosti.
Čeprav vsi pilotni projekti še niso bili dokončani, predhodne ugotovitve o stroških kažejo, da bi lahko prihranki, povezani z uporabo betonskega tlaka in diamantnega brušenja za optimizacijo videza, gladkosti in zvoka, zmanjšali stroške vzdrževanja za kar 3,9 milijarde USD na leto. V 30-letnem obdobju. Randy Everett in ministrstvo za promet Arizone
Približno v tem času je vladno združenje Maricopa (MAG) objavilo poročilo o oceni hrupa in voznih lastnosti lokalne avtoceste. Poročilo priznava težave pri vzdrževanju cestnega omrežja in se osredotoča na značilnosti hrupa ceste. Ključna ugotovitev je, da ker hrupna prednost AR-ACFC izgine tako hitro, "je treba razmisliti o diamantni obdelavi tal namesto gumijastega asfaltnega premaza." Drugi sočasni razvoj je pogodba o javnem naročilu vzdrževanja, ki omogoča brušenje diamantov. Izvajalec je bil vključen za vzdrževanje in gradnjo.
ADOT verjame, da je čas za naslednji korak, in namerava februarja 2020 začeti z večjim projektom brušenja diamantov na SR 202. Projekt zajema štiri milje dolg odsek s štirimi pasovi, vključno z nagnjenimi odseki. Površina je bila prevelika za uporabo nakladalca za odstranjevanje asfalta, zato so uporabili frezo. Oddelek reže trakove v gumijastem asfaltu, ki jih izvajalec frezanja uporablja kot vodilo med postopkom rezkanja. Ker operaterju olajša ogled površine PCC pod pokrovom, je mogoče rezkalno opremo prilagoditi in zmanjšati poškodbe spodnjega betona. Končna diamantno brušena površina SR 202 izpolnjuje vse standarde ADOT - je tiha, gladka in privlačna - v primerjavi z asfaltnimi površinami je bila vrednost IRI v dvajsetih in tridesetih letih prejšnjega stoletja zelo ugodna. Te primerljive lastnosti hrupa je mogoče doseči, ker čeprav je novi pločnik AR-ACFC približno 5 dB tišji od diamantne podlage, so rezultati meritev, ko se pločnik AR-ACFC uporablja 5 do 9 let, primerljivi ali višji. Ne samo, da je raven hrupa novega diamantnega brusa SR 202 zelo nizka za voznike, ampak tudi pločnik povzroča manj hrupa v bližnjih skupnostih.
Uspeh njihovih zgodnjih projektov je spodbudil ADOT, da začne s tremi drugimi pilotnimi projekti brušenja diamantov. Diamantno brušenje avtoceste Loop 101 Price je zaključeno. Diamantno brušenje avtoceste Loop 101 Pima bo izvedeno v začetku leta 2021, gradnja zanke 101 I-17 do 75. avenije pa naj bi bila izvedena v naslednjih petih letih. ADOT bo spremljal delovanje vseh elementov, da bi preveril podporo spojev, ali se je beton odluščil ter vzdrževanje zvoka in kakovosti vožnje.
Čeprav vsi pilotni projekti še niso bili zaključeni, do sedaj zbrani podatki upravičujejo razmislek o diamantnem brušenju kot alternativi standardnemu brušenju in polnjenju. Preliminarni rezultati preiskave stroškov kažejo, da lahko prihranki, povezani z uporabo betonskega tlaka in diamantnega brušenja za optimizacijo videza, gladkosti in zvoka, zmanjšajo stroške vzdrževanja za do 3,9 milijarde USD v 30-letnem obdobju.
Z uporabo obstoječega betonskega pločnika v Phoenixu je mogoče ne samo povečati proračun za vzdrževanje in ohraniti več cest v dobrem stanju, ampak vzdržljivost betona zagotavlja, da so motnje, povezane z vzdrževanjem cest, čim manjše. Najpomembneje je, da bo javnost lahko uživala v gladki in tihi vozni površini.
Randy Everett je višji administrator oddelka Ministrstva za promet v osrednji Arizoni.
IGGA je neprofitno trgovsko združenje, ki ga je leta 1972 ustanovila skupina predanih industrijskih strokovnjakov, posvečenih razvoju postopkov diamantnega brušenja in žlebljenja za betonske in asfaltne površine iz portlandskega cementa. Leta 1995 se je IGGA pridružil podružnici Ameriškega združenja za betonske tlake (ACPA), ki je oblikovalo današnje partnerstvo IGGA/ACPA za zaščito betonskih tlakov (IGGA/ACPA CP3). Danes je to partnerstvo tehnični vir in vodilno v industriji na področju globalnega trženja optimiziranih površin pločnikov, popravil betonskih pločnikov in zaščite pločnikov. Poslanstvo IGGA je postati vodilni tehnološki in promocijski vir za sprejemanje in pravilno uporabo diamantnega brušenja in žlebljenja ter ohranjanje in restavriranje PCC.
Čas objave: 8. september 2021