Връщането на магистралата Аризона към портланд циментовия бетон може просто да докаже ползата от използването на диамантено шлайфане като алтернатива на стандартното шлайфане и пълнене. Прогнозата показва, че за период от 30 години разходите за поддръжка ще бъдат намалени с 3,9 млрд. USD.
Тази статия се основава на уеб семинар, първоначално проведен по време на техническата конференция на Международната асоциация за нарязване и шлайфане (IGGA) през декември 2020 г. Гледайте пълната демонстрация по-долу.
Жителите на района на Финикс искат гладки, красиви и тихи пътища. Въпреки това, поради експлозивния растеж на населението в района и недостатъчните средства за поддържане, пътните условия в района се влошават през последното десетилетие. Министерството на транспорта на Аризона (ADOT) проучва креативни решения за поддържане на своята магистрална мрежа и осигуряване на видовете пътища, които обществеността очаква.
Финикс е петият по население град в Съединените щати и продължава да расте. Градската мрежа от пътища и мостове с дължина 435 мили се поддържа от централната зона на Министерството на транспорта на Аризона (ADOT), повечето от които се състоят от четирилентови магистрали с допълнителни ленти за превозни средства с голям брой превозни средства (HOV). С бюджет за строителство от 500 милиона щатски долара годишно, регионът обикновено изпълнява 20 до 25 строителни проекта на пътна мрежа с голям трафик всяка година.
Аризона използва бетонни настилки от 20-те години на миналия век. Бетонът може да се използва десетилетия и се нуждае от поддръжка само на всеки 20-25 години. За Аризона 40-годишният успешен опит му позволи да бъде използван по време на строителството на главните магистрали на щата през 60-те години. По това време асфалтирането на пътя с бетон означаваше да се прави компромис по отношение на шума от пътя. През този период бетонната повърхност е завършена чрез калайдисване (дърпане на метално гребло върху бетонната повърхност перпендикулярно на потока на трафика), а гумите, движещи се по калайдисания бетон, ще издават шумно, съгласувано скимтене. През 2003 г., за да се реши проблемът с шума, 1-in. Асфалтов каучуков фрикционен слой (AR-ACFC) беше положен върху портландциментовия бетон (PCC). Това осигурява постоянен външен вид, тих звук и удобно пътуване. Запазването на повърхността на AR-ACFC обаче се оказа предизвикателство.
Проектният живот на AR-ACFC е приблизително 10 години. Магистралите на Аризона вече са надхвърлили проектния си живот и остаряват. Стратификацията и свързаните с нея проблеми създават проблеми за шофьорите и Министерството на транспорта. Въпреки че разслояването обикновено води само до загуба на около 1 инч дълбочина на пътя (тъй като гуменият асфалт с дебелина 1 инч се е отделил от бетона отдолу), точката на разслояване се счита за дупка от пътуващите хора и се счита за сериозна проблем.
След тестване на диамантено шлайфане, бетонни повърхности от следващо поколение и завършване на бетонната повърхност с шлифовъчна машина или микрофрезоване, ADOT установи, че надлъжната текстура, получена чрез диамантено шлайфане, осигурява приятен външен вид на рипсено кадифе и добро представяне на шофиране (както е показано от ниски IRI) числа ) и ниски емисии на шум. Ранди Еверет и Министерството на транспорта на Аризона
Аризона използва Международния индекс на грапавостта (IRI) за измерване на пътните условия и броят им намалява. (IRI е вид статистически данни за грапавостта, които се използват почти навсякъде от националните институции като показател за ефективност на тяхната система за управление на настилката. Колкото по-ниска е стойността, толкова по-малка е грапавостта, което е желателно). Според измерванията на IRI, проведени през 2010 г., 72% от междущатските магистрали в региона са в добро състояние. До 2018 г. този дял е спаднал до 53%. Маршрутите на националната магистрална система също показват низходяща тенденция. Измерванията през 2010 г. показват, че 68% от пътищата са в добро състояние. До 2018 г. този брой е спаднал до 35%.
Тъй като разходите се увеличиха - и бюджетът не можа да ги поддържа - през април 2019 г. ADOT започна да търси по-добри опции за съхранение, отколкото в предишния набор от инструменти. За настилки, които все още са в добро състояние в рамките на 10 до 15-годишния проектен прозорец на живот - и за отдела става все по-важно да поддържа съществуващата настилка в добро състояние - опциите включват запечатване на пукнатини, запечатване със спрей (нанасяне на тънък слой слой светлина, бавно втвърдена асфалтова емулсия), или поправете отделни дупки. За настилки, които надвишават проектния живот, една от възможностите е да се смила повреденият асфалт и да се постави ново гумено асфалтово покритие. Но поради обхвата на площта, която трябва да бъде ремонтирана, това се оказва твърде скъпо. Друга пречка пред всяко решение, което изисква многократно шлайфане на асфалтовата повърхност, е, че оборудването за шлайфане неизбежно ще повлияе и ще повреди бетона, който е под него, а загубата на бетонов материал при фугите е особено сериозна.
Какво ще се случи, ако Аризона се върне на оригиналната PCC повърхност? ADOT знае, че бетонните магистрали в щата са проектирани да осигурят дълготрайна структурна стабилност. Отделът осъзна, че ако могат да използват основния PCC, за да подобрят първоначалната му назъбена повърхност, за да образуват тих и лесен за каране път, ремонтираният път може да издържи по-дълго и да изисква поддръжка. Освен това е много по-малко от асфалта.
Като част от проекта на SR 101 северно от Финикс, слоят AR-ACFC беше премахнат, така че ADOT инсталира четири тестови секции, за да проучи бъдещи решения, които ще използват съществуващия бетон, като същевременно гарантират гладкост, тихо каране и добър външен вид на пътя. Отделът прегледа диамантеното шлайфане и бетонната повърхност от следващо поколение (NGCS), текстура с контролиран почвен профил и цялостна отрицателна или низходяща текстура, която е разработена като бетонна настилка с особено ниско ниво на шум. ADOT също обмисля използването на плъзгаща мелница (процес, при който машина насочва сачмени лагери към пътната настилка, за да подобри характеристиките на триене) или микрофрезоване за довършване на бетонната повърхност. След тестване на всеки метод ADOT установи, че надлъжната текстура, получена чрез диамантено шлайфане, осигурява приятен външен вид на кадифе, както и добро изживяване при каране (както е посочено от ниската стойност на IRI) и нисък шум. Процесът на диамантено шлайфане също се оказа достатъчно нежен, за да защити бетонните зони, особено около фугите, които преди това са били повредени от фрезоването. Диамантеното шлайфане също е рентабилно решение.
През май 2019 г. ADOT реши да шлайфа с диаманти малък участък от SR 202, разположен в южната част на Финикс. 15-годишният път AR-ACFC беше толкова рохкав и наслоен, че разхлабени камъни бяха хвърлени върху предното стъкло, а шофьорите се оплакваха, че предното стъкло е повредено от летящи камъни всеки ден. Делът на исковете за загуби в този регион е по-висок, отколкото в други региони на страната. Тротоарът също е много шумен и труден за шофиране. ADOT избра диамантено покритие за двете десни ленти по протежение на SR 202 с дължина половин миля. Те използваха товарачна кофа, за да премахнат съществуващия слой AR-ACFC, без да повредят бетона отдолу. Отделът успешно тества този метод през април, когато обмисляха начини да се върнат към пътя на PCC. След като проектът беше завършен, представителят на ADOT забеляза, че водачът ще се премести от лентата AR-ACFC към алеята с диамантено шлифован бетон, за да изпита подобрените характеристики на возене и звук.
Въпреки че не всички пилотни проекти са завършени, предварителните констатации за разходите показват, че спестяванията, свързани с използването на бетонна настилка и диамантено шлайфане за оптимизиране на външния вид, гладкостта и звука, биха могли да намалят поддръжката с до 3,9 милиарда долара за година. За период от 30 години. Ранди Еверет и Министерството на транспорта на Аризона
Приблизително по това време Правителствената асоциация на Марикопа (MAG) публикува доклад, оценяващ шума от местната магистрала и управляемостта. Докладът признава трудността при поддържането на пътната мрежа и се фокусира върху шумовите характеристики на пътя. Ключов извод е, че тъй като шумовото предимство на AR-ACFC изчезва толкова бързо, „трябва да се обмисли обработка на диамантена основа вместо наслагване на гумен асфалт“. Друго едновременно развитие е договор за доставка на поддръжка, който позволява диамантено шлайфане. Изпълнителят беше привлечен за поддръжка и строителство.
ADOT вярва, че е време да направи следващата стъпка и планира да започне по-голям проект за шлифоване на диаманти на SR 202 през февруари 2020 г. Проектът обхваща участък с дължина четири мили и широк четири платна, включително наклонени участъци. Районът беше твърде голям, за да се използва товарач за отстраняване на асфалта, затова беше използвана фреза. Отделът реже ленти в гумен асфалт, които изпълнителят на фрезоване да използва като водач по време на процеса на фрезоване. Като улеснява оператора да вижда PCC повърхността под капака, фрезовото оборудване може да се регулира и повредата на подлежащия бетон може да бъде сведена до минимум. Крайната диамантено шлайфана повърхност на SR 202 отговаря на всички стандарти на ADOT - тя е тиха, гладка и привлекателна - в сравнение с асфалтовите повърхности, стойността на IRI беше много благоприятна през 20-те и 30-те години на миналия век. Тези сравними шумови характеристики могат да бъдат получени, тъй като въпреки че новата настилка AR-ACFC е с около 5 dB по-тиха от диамантената основа, когато настилката AR-ACFC се използва от 5 до 9 години, резултатите от нейните измервания са сравними или по-високи от нивото на dB. Не само, че нивото на шума на новата диамантена основа SR 202 е много ниско за шофьорите, но и тротоарът генерира по-малко шум в близките общности.
Успехът на техните ранни проекти подтикна ADOT да започне три други пилотни проекта за шлайфане на диаманти. Диамантеното шлайфане на Loop 101 Price Freeway е завършено. Диамантеното шлифоване на Loop 101 Pima Freeway ще бъде извършено в началото на 2021 г., а строителството на Loop 101 I-17 до 75-то авеню се очаква да бъде извършено през следващите пет години. ADOT ще проследи работата на всички елементи, за да провери опората на ставите, дали бетонът се е отлепил и поддържането на звука и качеството на возене.
Въпреки че не всички пилотни проекти са завършени, събраните досега данни оправдават разглеждането на диамантеното шлайфане като алтернатива на стандартното шлайфане и пълнеж. Предварителните резултати от проучването на разходите показват, че спестяванията, свързани с използването на бетонна настилка и диамантено шлайфане за оптимизиране на външния вид, гладкостта и звука, могат да намалят разходите за поддръжка с до $3,9 милиарда за период от 30 години.
Чрез използването на съществуващата бетонна настилка във Финикс не само бюджетът за поддръжка може да бъде разширен и повече пътища да се поддържат в добро състояние, но издръжливостта на бетона гарантира, че прекъсванията, свързани с поддръжката на пътищата, са сведени до минимум. Най-важното е, че обществеността ще може да се наслаждава на гладка и тиха пътна настилка.
Ранди Евърет е старши администратор на отдел към Министерството на транспорта в Централна Аризона.
IGGA е търговска асоциация с нестопанска цел, създадена през 1972 г. от група отдадени професионалисти в индустрията, посветени на разработването на процеси на диамантено шлайфане и нарязване на портландциментови бетонни и асфалтови повърхности. През 1995 г. IGGA се присъедини към филиал на Американската асоциация за бетонови настилки (ACPA), образувайки днешното IGGA/ACPA партньорство за защита на бетонни настилки (IGGA/ACPA CP3). Днес това партньорство е технически ресурс и лидер в индустрията в глобалния маркетинг на оптимизирани настилки, ремонт на бетонни настилки и защита на настилки. Мисията на IGGA е да се превърне във водещ технологичен и промоционален ресурс за приемане и правилно използване на диамантено шлифоване и нарязване, както и запазване и възстановяване на PCC.
Време на публикуване: 08 септември 2021 г