Az Arizona-i autópálya visszaállítása a portlandcement betonra csak azt bizonyíthatja, hogy a gyémántcsiszolás a szokásos köszörülés és töltés alternatívájaként szolgál.A kilátások azt mutatják, hogy 30 év alatt a karbantartási költségek 3,9 milliárd dollárral csökkennek.
Ez a cikk egy webináriumon alapul, amelyet eredetileg a Nemzetközi Grooving and Grinding Association (IGGA) műszaki konferenciáján tartottak 2020 decemberében. Tekintse meg a teljes bemutatót alább.
A Phoenix környéki lakosok sima, szép és csendes utakat szeretnének.A térségben tapasztalható robbanásszerű népességnövekedés és a lépéstartáshoz szükséges források hiánya miatt azonban az elmúlt évtizedben az útviszonyok a térségben romlottak.Az Arizonai Közlekedési Minisztérium (ADOT) kreatív megoldásokat tanulmányoz autópálya-hálózatának karbantartására és a lakosság által elvárt típusú utak biztosítására.
Phoenix az Egyesült Államok ötödik legnépesebb városa, és még mindig növekszik.A város 435 mérföldes út- és hídhálózatát az Arizona Közlekedési Minisztérium (ADOT) központi területe tartja karban, amelynek többsége négysávos autópályákból áll, további nagy járműsávokkal (HOV).Az évi 500 millió USD építési költségvetéssel a régió jellemzően 20-25 építési projektet hajt végre évente egy nagy forgalmú úthálózaton.
Arizona az 1920-as évek óta használ betonburkolatot.A beton évtizedekig használható, és csak 20-25 évente igényel karbantartást.Arizona számára a 40 éves sikeres tapasztalat lehetővé tette, hogy az 1960-as években az állam főbb autópályáinak építésekor használhassák.Akkoriban az út betonozása kompromisszumot jelentett az útzaj tekintetében.Ebben az időszakban a betonfelület bádogozással készül (a forgalomra merőlegesen fémgereblyéző ráhúzása a betonfelületre), és a bádogbetonon haladó gumiabroncsok zajos, összefüggő nyöszörgést keltenek.2003-ban a zajprobléma megoldására egy 1 in.Aszfaltgumi súrlódó réteget (AR-ACFC) vittek fel a portlandcement beton (PCC) tetejére.Ez egységes megjelenést, csendes hangzást és kényelmes utazást biztosít.Az AR-ACFC felületének megőrzése azonban kihívásnak bizonyult.
Az AR-ACFC tervezési élettartama körülbelül 10 év.Arizona autópályái mára túllépték tervezett élettartamukat, és elöregedtek.A rétegződés és a kapcsolódó problémák problémákat okoznak a járművezetőknek és a Közlekedési Minisztériumnak.Bár a rétegvesztés általában csak körülbelül 1 hüvelyknyi útmélység-veszteséget okoz (mivel az 1 hüvelyk vastag gumiaszfalt elvált a betontól), a rétegvesztési pontot az utazóközönség kátyúnak tekinti, és komoly problémának tekinti. probléma.
A gyémántcsiszolás, a következő generációs betonfelületek tesztelése, valamint a betonfelület csúszócsiszolóval vagy mikromarással történő megmunkálása után az ADOT megállapította, hogy a gyémántcsiszolással kapott hosszirányú textúra kellemes kordbársony megjelenést és jó menetteljesítményt biztosít (amint azt az alacsony IRI-számok mutatják). ) és alacsony zajkibocsátás.Randy Everett és Arizona Közlekedési Minisztériuma
Arizona a Nemzetközi Egyenetlenségi Indexet (IRI) használja az útviszonyok mérésére, és ez a szám egyre csökken.(Az IRI egyfajta érdesség-statisztikai adat, amelyet a nemzeti intézmények szinte általánosan használnak járdagazdálkodási rendszerük teljesítménymutatójaként. Minél alacsonyabb az érték, annál kisebb az érdesség, ami kívánatos).Az IRI 2010-ben végzett mérései szerint a régió államközi autópályáinak 72%-a jó állapotban van.2018-ra ez az arány 53%-ra csökkent.Az országos autópálya-rendszer útvonalai is csökkenő tendenciát mutatnak.A 2010-es mérések azt mutatták, hogy az utak 68%-a jó állapotban volt.2018-ra ez a szám 35%-ra csökkent.
A költségek növekedésével – és a költségvetés nem tudott lépést tartani – 2019 áprilisában az ADOT a korábbi eszköztárnál jobb tárolási lehetőségeket kezdett keresni.A 10-15 éves tervezési élettartamú ablakon belül még jó állapotú burkolatok esetében – és egyre fontosabbá válik a részleg számára a meglévő burkolat jó állapotának megőrzése – a repedéstömítés, a permetezés (vékonyréteg felhordása) fényréteg, lassan megszilárdult aszfalt emulzió), vagy javítani az egyes kátyúkat.A tervezett élettartamot meghaladó járdák esetében az egyik lehetőség a leromlott aszfalt ledarálása és új gumi aszfaltréteg lerakása.Ez azonban a javításra szoruló terület nagysága miatt túl költségesnek bizonyul.Az aszfaltfelület ismételt csiszolását igénylő megoldások további akadálya, hogy a csiszolóberendezések elkerülhetetlenül érintik és károsítják az alatta lévő betont, és különösen komoly a betonanyag elvesztése a fugáknál.
Mi történne, ha Arizona visszatérne az eredeti PCC-felületre?Az ADOT tudja, hogy az állam beton autópályáit úgy tervezték, hogy hosszú élettartamú szerkezeti stabilitást biztosítsanak.Az osztály rájött, hogy ha az alatta lévő PCC-vel javítani tudják az eredeti fogazott felületét, hogy csendes és járható utat alakítsanak ki, a javított út tovább tarthat és karbantartást igényelhet.Ez is sokkal kevesebb, mint az aszfalt.
A Phoenixtől északra található SR 101-es projekt részeként az AR-ACFC réteget eltávolították, ezért az ADOT négy tesztszakaszt telepített, hogy feltárja a jövőbeli megoldásokat, amelyek a meglévő beton felhasználását teszik lehetővé, miközben biztosítják a simaságot, a csendes vezetést és az út jó megjelenését.Az osztály felülvizsgálta a gyémántcsiszolást és a Next Generation Concrete Surface (NGCS) szerkezetet, amely szabályozott talajprofillal és általános negatív vagy lefelé irányuló textúrával rendelkezik, és amelyet különösen alacsony zajszintű betonburkolatként fejlesztettek ki.Az ADOT fontolgatja továbbá csúszócsiszoló (olyan folyamat, amelyben a gép a golyóscsapágyakat az útfelülethez vezeti a súrlódási jellemzők javítása érdekében) vagy mikromarás használatát a betonfelület befejezéséhez.Az egyes módszerek tesztelése után az ADOT megállapította, hogy a gyémánt köszörüléssel kapott hosszirányú textúra kellemes kordbársony megjelenést, valamint jó vezetési élményt (amit az alacsony IRI-érték mutat) és alacsony zajt biztosít.A gyémántcsiszolási eljárás elég kíméletesnek bizonyult ahhoz is, hogy megvédje a betonfelületeket, különösen a fugák körül, amelyek korábban marás következtében sérültek.A gyémántcsiszolás szintén költséghatékony megoldás.
2019 májusában az ADOT úgy döntött, hogy gyémántcsiszolással megcsiszolja az SR 202 egy kis részét Phoenix déli részén.A 15 éves AR-ACFC út annyira laza és réteges volt, hogy laza sziklák kerültek a szélvédőre, a sofőrök pedig arra panaszkodtak, hogy a szélvédőt nap mint nap megsértik a repülő kövek.A kárigények aránya ebben a régióban magasabb, mint az ország más régióiban.A járda is nagyon zajos és nehezen vezethető.Az ADOT gyémántfényezésű felületeket választott a két jobb oldali sávhoz az SR 202 mentén, fél mérföld hosszúságban.Rakodókanal segítségével távolították el a meglévő AR-ACFC réteget anélkül, hogy az alatta lévő beton károsodna.Az osztály sikeresen tesztelte ezt a módszert áprilisban, amikor azon gondolkodtak, hogyan lehetne visszatérni a PCC útra.A projekt befejezése után az ADOT képviselője észrevette, hogy a sofőr az AR-ACFC sávból átmegy a gyémánt köszörült betonsávba, hogy megtapasztalhassa a jobb menet- és hangjellemzőket.
Bár még nem fejeződött be minden kísérleti projekt, a költségekre vonatkozó előzetes megállapítások azt mutatják, hogy a betonburkolat és a gyémántcsiszolás használatával járó megtakarítások a megjelenés, a simaság és a hang optimalizálása érdekében akár 3,9 milliárd dollárral is csökkenthetik a karbantartási költségeket egy év alatt.30 éven keresztül.Randy Everett és az Arizona Közlekedési Minisztérium
Ez idő tájt a Maricopa Kormányzati Szövetség (MAG) kiadott egy jelentést a helyi autópályák zajáról és vezethetőségéről.A jelentés elismeri az úthálózat karbantartásának nehézségeit, és az út zajjellemzőire összpontosít.A legfontosabb következtetés az, hogy mivel az AR-ACFC zajelőnye olyan gyorsan eltűnik, „a gumi aszfaltréteg helyett meg kell fontolni a gyémánt talajkezelést”.Egy másik, egyidejű fejlesztés egy karbantartási beszerzési szerződés, amely lehetővé teszi a gyémántcsiszolást. A kivitelezőt karbantartásra és kivitelezésre vonták be.
Az ADOT úgy véli, hogy itt az ideje megtenni a következő lépést, és azt tervezi, hogy 2020 februárjában elindít egy nagyobb gyémántcsiszolási projektet az SR 202-n. A projekt egy négy mérföld hosszú, négy sáv széles szakaszt fed le, beleértve a lejtős szakaszokat is.A terület túl nagy volt ahhoz, hogy rakodógéppel távolítsák el az aszfaltot, ezért marógépet használtak.Az osztály csíkokat vág gumi aszfaltba, hogy a marási vállalkozó útmutatóként szolgáljon a marási folyamat során.Azáltal, hogy a kezelő könnyebben láthatja a PCC felületet a burkolat alatt, beállítható a maróberendezés, és minimalizálható az alatta lévő beton sérülése.Az SR 202 végleges gyémántcsiszolt felülete minden ADOT szabványnak megfelel – csendes, sima és tetszetős – az aszfalt felületekhez képest az IRI értéke nagyon kedvező volt az 1920-as és 1930-as években.Ezeket az összehasonlítható zajjellemzőket azért lehet elérni, mert bár az új AR-ACFC burkolat körülbelül 5 dB-lel halkabb, mint a gyémánt talaj, az AR-ACFC burkolat 5-9 éves használata esetén a mérési eredményei összehasonlíthatóak vagy magasabbak A dB szint.Nem csak az új SR 202 gyémánt talaj zajszintje nagyon alacsony a vezetők számára, de a járda is kevesebb zajt kelt a közeli közösségekben.
Korai projektjeik sikere arra késztette az ADOT-ot, hogy elindítson három másik gyémántcsiszolási kísérleti projektet.A Loop 101 Price Freeway gyémántcsiszolása befejeződött.A Loop 101 Pima Freeway gyémántcsiszolását 2021 elején végzik el, a Loop 101 I-17 építése pedig a 75. sugárútig várhatóan a következő öt évben.Az ADOT nyomon követi az összes elem teljesítményét, hogy ellenőrizze az illesztések alátámasztását, hogy a beton lehámlott-e, valamint a hang- és menetminőség fenntartását.
Bár nem minden kísérleti projekt zárult le, az eddig összegyűjtött adatok indokolják a gyémántcsiszolás, mint a standard köszörülés és töltés alternatívájaként való megfontolását.A költségvizsgálat előzetes eredményei azt mutatják, hogy a megjelenés, a simaság és a hang optimalizálása érdekében a betonburkolat és a gyémántcsiszolással járó megtakarítások akár 3,9 milliárd dollárral is csökkenthetik a karbantartási költségeket 30 év alatt.
A Phoenixben meglévő betonburkolat használatával nemcsak a karbantartási költségvetés bővíthető, és több út is jó állapotban tartható, hanem a beton tartóssága biztosítja, hogy az útkarbantartással kapcsolatos fennakadások minimálisak legyenek.A legfontosabb, hogy a közönség élvezheti a sima és csendes vezetési felületet.
Randy Everett a Közép-Arizonai Közlekedési Minisztérium vezető osztályának adminisztrátora.
Az IGGA egy non-profit kereskedelmi szövetség, amelyet 1972-ben hozott létre elkötelezett ipari szakemberek csoportja, amely portlandcement beton és aszfalt felületek gyémántcsiszolási és hornyolási folyamatainak fejlesztésével foglalkozik.1995-ben az IGGA csatlakozott az American Concrete Pavement Association (ACPA) egyik leányvállalatához, létrehozva a mai IGGA/ACPA Concrete Pavement Protection Partnership-et (IGGA/ACPA CP3).Ma ez a partnerség vezető szerepet tölt be az optimalizált járdafelületek, a betonburkolat-javítás és a járdavédelem globális marketingjében.Az IGGA küldetése, hogy vezető technológiai és promóciós erőforrássá váljon a gyémántcsiszolás és hornyolás, valamint a PCC megőrzésének és helyreállításának elfogadásában és helyes használatában.
Feladás időpontja: 2021.08.08