Revenirea autostrăzii Arizona către betonul de ciment Portland poate dovedi beneficiul utilizării șlefuirii cu diamant ca alternativă la șlefuirea și umplerea standard.Perspectivele arată că, pe o perioadă de 30 de ani, costurile de întreținere vor fi reduse cu 3,9 miliarde USD.
Acest articol se bazează pe un webinar desfășurat inițial în timpul Conferinței tehnice a Asociației internaționale de canelare și șlefuire (IGGA) din decembrie 2020. Urmărește mai jos demonstrația completă.
Locuitorii din zona Phoenix doresc drumuri netede, frumoase și liniștite.Cu toate acestea, din cauza creșterii explozive a populației în zonă și a fondurilor insuficiente pentru a ține pasul, condițiile drumurilor din zonă au scăzut în ultimul deceniu.Departamentul de Transport din Arizona (ADOT) studiază soluții creative pentru a-și menține rețeaua de autostrăzi și pentru a oferi tipurile de drumuri pe care publicul le așteaptă.
Phoenix este al cincilea cel mai populat oraș din Statele Unite și este încă în creștere.Rețeaua de drumuri și poduri de 435 de mile a orașului este întreținută de zona centrală a Departamentului de Transport Arizona (ADOT), cea mai mare parte fiind formată din autostrăzi cu patru benzi cu benzi suplimentare pentru vehicule înalte (HOV).Cu un buget de construcție de 500 milioane USD pe an, regiunea realizează de obicei 20 până la 25 de proiecte de construcție pe o rețea de drumuri cu trafic intens în fiecare an.
Arizona folosește pavaje din beton din anii 1920.Betonul poate fi folosit decenii și are nevoie doar de întreținere la fiecare 20-25 de ani.Pentru Arizona, 40 de ani de experiență de succes i-au permis să fie folosit în timpul construcției principalelor autostrăzi ale statului în anii 1960.Pe atunci, asfaltarea drumului cu beton însemna un compromis în ceea ce privește zgomotul rutier.În această perioadă, suprafața betonului este finisată prin cositorire (trăgând o greble metalică pe suprafața betonului perpendicular pe fluxul de trafic), iar anvelopele care se deplasează pe betonul cositor vor produce un scâncet zgomotos, coerent.În 2003, pentru a rezolva problema zgomotului, un 1-in.Stratul de frecare din cauciuc asfaltic (AR-ACFC) a fost aplicat deasupra betonului de ciment Portland (PCC).Acest lucru oferă un aspect consistent, un sunet silențios și o călătorie confortabilă.Cu toate acestea, păstrarea suprafeței AR-ACFC s-a dovedit a fi o provocare.
Durata de viață de proiectare a AR-ACFC este de aproximativ 10 ani.Autostrăzile din Arizona și-au depășit acum durata de viață și îmbătrânesc.Stratificarea și problemele conexe pun probleme șoferilor și Ministerului Transporturilor.Deși delaminarea are ca rezultat, de obicei, doar o pierdere de aproximativ 1 inch din adâncimea drumului (deoarece asfaltul de cauciuc cu grosimea de 1 inch s-a separat de betonul de mai jos), punctul de delaminare este privit ca o groapă de către publicul care călătorește și este privit ca o groază serioasă. problemă.
După testarea șlefuirii cu diamant, a suprafețelor de beton de ultimă generație și a finisării suprafeței de beton cu o polizor alunecat sau microfrezare, ADOT a determinat că textura longitudinală obținută prin șlefuirea cu diamant oferă un aspect plăcut de catifea și o performanță bună de rulare (după cum arată un număr IRI scăzut). ) și emisii reduse de zgomot.Randy Everett și Departamentul de Transport din Arizona
Arizona folosește International Roughness Index (IRI) pentru a măsura condițiile drumurilor, iar numărul este în scădere.(IRI este un fel de date statistice de rugozitate, care este aproape universal utilizat de instituțiile naționale ca indicator de performanță al sistemului lor de management al pavajului. Cu cât valoarea este mai mică, cu atât rugozitatea este mai mică, ceea ce este de dorit).Conform măsurătorilor IRI efectuate în 2010, 72% din autostrăzile interstatale din regiune sunt în stare bună.Până în 2018, această proporție a scăzut la 53%.Rutele sistemului național de autostrăzi prezintă, de asemenea, o tendință descendentă.Măsurătorile din 2010 au arătat că 68% din drumuri erau în stare bună.Până în 2018, acest număr a scăzut la 35%.
Pe măsură ce costurile au crescut – iar bugetul nu a putut ține pasul – în aprilie 2019, ADOT a început să caute opțiuni de stocare mai bune decât în caseta de instrumente anterioară.Pentru pavajele care sunt încă în stare bună în perioada de viață de proiectare de 10 până la 15 ani - și devine din ce în ce mai important pentru departament să mențină pavajul existent în stare bună - opțiunile includ etanșarea fisurilor, etanșarea prin pulverizare (aplicarea unui strat subțire). strat de lumină, emulsie asfaltică solidificată lent) sau reparați gropi individuale.Pentru pavajele care depășesc durata de viață de proiectare, o opțiune este să șlefuiți asfaltul deteriorat și să așezați un nou strat de asfalt din cauciuc.Cu toate acestea, din cauza amplorii zonei care trebuie reparată, acest lucru se dovedește a fi prea costisitor.Un alt obstacol în calea oricărei soluții care necesită șlefuirea repetată a suprafeței de asfalt este că echipamentul de șlefuire va afecta inevitabil și va deteriora betonul de dedesubt, iar pierderea materialului de beton la îmbinări este deosebit de gravă.
Ce s-ar întâmpla dacă Arizona s-ar întoarce la suprafața PCC inițială?ADOT știe că autostrăzile din beton din stat sunt proiectate pentru a oferi stabilitate structurală de lungă durată.Departamentul și-a dat seama că, dacă ar putea folosi PCC-ul de bază pentru a-și îmbunătăți suprafața dințată inițială pentru a forma un drum liniștit și ușor de parcurs, drumul reparat ar putea dura mai mult și ar necesita întreținere.De asemenea, este mult mai puțin decât asfaltul.
Ca parte a proiectului de pe SR 101 la nord de Phoenix, stratul AR-ACFC a fost îndepărtat, așa că ADOT a instalat patru secțiuni de testare pentru a explora soluții viitoare care vor utiliza betonul existent, asigurând în același timp netezime, deplasare silențioasă și aspect bun al drumului.Departamentul a analizat șlefuirea cu diamant și suprafața de beton de generație următoare (NGCS), o textură cu un profil de sol controlat și o textură generală negativă sau descendentă, care a fost dezvoltată ca un pavaj de beton deosebit de zgomot.ADOT are în vedere, de asemenea, utilizarea unei polizoare cu alunecare (un proces în care o mașină ghidează rulmenții cu bile pe suprafața drumului pentru a îmbunătăți caracteristicile de frecare) sau microfrezare pentru a finisa suprafața betonului.După testarea fiecărei metode, ADOT a stabilit că textura longitudinală obținută prin șlefuirea cu diamant oferă un aspect plăcut de velur, precum și o experiență bună de călărie (după cum indică valoarea IRI scăzută) și zgomot redus.Procesul de șlefuire cu diamant s-a dovedit, de asemenea, suficient de blând pentru a proteja zonele din beton, în special în jurul rosturilor, care au fost deteriorate anterior prin frezare.Șlefuirea cu diamant este, de asemenea, o soluție rentabilă.
În mai 2019, ADOT a decis să șlefuiască cu diamant o mică secțiune a SR 202 situată în zona de sud a Phoenix.Drumul AR-ACFC, vechi de 15 ani, era atât de liber și stratificat, încât pietrele slăbite au fost aruncate pe parbriz, iar șoferii s-au plâns că parbrizul a fost deteriorat de pietre zburătoare în fiecare zi.Proporția cererilor de daune în această regiune este mai mare decât în alte regiuni ale țării.Trotuarul este, de asemenea, foarte zgomotos și greu de condus.ADOT a ales finisaje diamantate pentru cele două benzi din dreapta de-a lungul SR 202, lungă de jumătate de milă.Au folosit o cupă de încărcare pentru a îndepărta stratul AR-ACFC existent fără a deteriora betonul de dedesubt.Departamentul a testat cu succes această metodă în aprilie, când făceau brainstorming modalități de a se întoarce pe drumul PCC.După finalizarea proiectului, reprezentantul ADOT a observat că șoferul se va muta de pe banda AR-ACFC pe banda de beton șlefuit cu diamant pentru a experimenta caracteristicile îmbunătățite de rulare și sunet.
Deși nu toate proiectele pilot au fost finalizate, constatările preliminare privind costurile indică faptul că economiile asociate cu utilizarea pavajului de beton și șlefuirea cu diamant pentru a optimiza aspectul, netezimea și sunetul ar putea reduce costul întreținerii cu până la 3,9 miliarde de dolari într-un an.Pe o perioadă de 30 de ani.Randy Everett și Departamentul de Transport din Arizona
În această perioadă, Asociația Guvernamentală Maricopa (MAG) a lansat un raport care evaluează zgomotul local pe autostradă și capacitatea de a conduce.Raportul recunoaște dificultatea întreținerii rețelei de drumuri și se concentrează pe caracteristicile de zgomot ale drumului.O concluzie cheie este că, deoarece avantajul de zgomot al AR-ACFC dispare atât de repede, „trebuie luată în considerare tratarea solului cu diamante în locul suprapunerii de cauciuc cu asfalt”.O altă dezvoltare simultană este un contract de achiziție de întreținere care permite șlefuirea cu diamante. Antreprenorul a fost adus pentru întreținere și construcție.
ADOT consideră că este timpul să facem următorul pas și intenționează să demareze un proiect mai mare de șlefuire cu diamante pe SR 202 în februarie 2020. Proiectul acoperă o secțiune de patru mile, lungime și lățime de patru benzi, inclusiv secțiuni în pantă.Zona era prea mare pentru a putea folosi un încărcător pentru a îndepărta asfaltul, așa că a fost folosită o freza.Departamentul decupează benzi din asfalt de cauciuc pentru ca antreprenorul de frezare să le folosească ca ghid în timpul procesului de frezare.Făcând mai ușor pentru operator să vadă suprafața PCC de sub capac, echipamentul de frezat poate fi ajustat și deteriorarea betonului de dedesubt poate fi minimizată.Suprafața finală de șlefuire cu diamant a SR 202 îndeplinește toate standardele ADOT - este silențioasă, netedă și atractivă - în comparație cu suprafețele de asfalt, valoarea IRI a fost foarte favorabilă în anii 1920 și 1930.Aceste caracteristici comparabile de zgomot pot fi obținute deoarece, deși noul pavaj AR-ACFC este cu aproximativ 5 dB mai silențios decât pământul de diamant, atunci când pavajul AR-ACFC este utilizat timp de 5 până la 9 ani, rezultatele măsurătorilor sale sunt comparabile sau mai ridicate cu nivelul dB.Nu numai că nivelul de zgomot al noului sol diamantat SR 202 este foarte scăzut pentru șoferi, dar trotuarul generează și mai puțin zgomot în comunitățile din apropiere.
Succesul proiectelor lor timpurii a determinat ADOT să demareze alte trei proiecte pilot de șlefuire cu diamante.Șlefuirea cu diamant a Loop 101 Price Freeway a fost finalizată.Măcinarea cu diamant a Autostrăzii Loop 101 Pima va fi efectuată la începutul anului 2021, iar construcția Buclei 101 I-17 până la 75th Avenue este de așteptat să fie realizată în următorii cinci ani.ADOT va urmări performanța tuturor elementelor pentru a verifica suportul îmbinărilor, dacă betonul s-a desprins și menținerea calității sunetului și a calității.
Deși nu toate proiectele pilot au fost finalizate, datele colectate până în prezent justifică luarea în considerare a șlefuirii cu diamante ca alternativă la șlefuirea și umplerea standard.Rezultatele preliminare ale investigației de cost arată că economiile asociate cu utilizarea pavajului de beton și șlefuirea cu diamant pentru a optimiza aspectul, netezimea și sunetul pot reduce costurile de întreținere cu până la 3,9 miliarde de dolari pe o perioadă de 30 de ani.
Prin folosirea pavajului din beton existent în Phoenix, nu doar bugetul de întreținere poate fi prelungit și mai multe drumuri sunt menținute în stare bună, dar durabilitatea betonului asigură ca întreruperile legate de întreținerea drumurilor să fie minimizate.Cel mai important, publicul se va putea bucura de o suprafață de condus netedă și liniștită.
Randy Everett este administrator senior de departament pentru Departamentul de Transport din Arizona Centrală.
IGGA este o asociație comercială non-profit înființată în 1972 de un grup de profesioniști dedicați din industrie, dedicată dezvoltării proceselor de șlefuire și canelare cu diamante pentru suprafețele din beton și asfalt din ciment Portland.În 1995, IGGA s-a alăturat unei filiale a Asociației Americane de Pavement de Beton (ACPA), formând astăzi IGGA/ACPA Concrete Pavement Protection Partnership (IGGA/ACPA CP3).Astăzi, acest parteneriat este o resursă tehnică și lider în industrie în marketingul global al suprafețelor de pavaj optimizate, repararea pavajelor din beton și protecția pavajului.Misiunea IGGA este de a deveni tehnologia de vârf și resursa de promovare pentru acceptarea și utilizarea corectă a șlefuirii și canelării cu diamante, precum și pentru conservarea și restaurarea PCC.
Ora postării: 08-sept-2021