At returnere Arizona Highway til Portland Cement Concrete kan muligvis bare bevise fordelen ved at bruge diamantslibning som et alternativ til standardslibning og fyldning. Udsigterne viser, at vedligeholdelsesomkostninger over en 30-årig periode reduceres med 3,9 mia. USD.
Denne artikel er baseret på et webinar, der oprindeligt blev afholdt under International Grooving and Grinding Association (IGGA) tekniske konference i december 2020. Se den fulde demo nedenfor.
Beboere i Phoenix -området ønsker glatte, smukke og stille veje. På grund af eksplosiv befolkningsvækst i området og utilstrækkelige midler til at holde trit, er vejforholdene i området imidlertid faldet i det sidste årti. Arizona Department of Transportation (ADOT) studerer kreative løsninger for at opretholde sit motorvejsnetværk og give de typer veje, som offentligheden forventer.
Phoenix er den femte mest folkerige by i USA, og den vokser stadig. Byens 435-mils netværk af veje og broer opretholdes af Arizona Department of Transportation (ADOT) Central Area, hvoraf de fleste består af fire-baners motorveje med yderligere høje køretøjer (HOV) bane. Med et konstruktionsbudget på 500 millioner dollars om året udfører regionen typisk 20 til 25 byggeprojekter på et højtrafik-netværk hvert år.
Arizona har brugt konkrete fortove siden 1920'erne. Beton kan bruges i årtier og har kun brug for vedligeholdelse hvert 20-25 år. For Arizona gjorde 40 års vellykket erfaring den i stand til at blive brugt under opførelsen af statens største motorveje i 1960'erne. På det tidspunkt betød brolægning af vejen med beton at gøre en afvejning med hensyn til vejstøj. I løbet af denne periode er betonoverfladen afsluttet ved fortinning (at trække en metal rake på betonoverfladen vinkelret på trafikstrømmen), og dæk, der kører på den tinnet beton, producerer en støjende, sammenhængende hvin. I 2003 for at løse støjproblemet, en 1-in. Asfaltgummifriktionslag (AR-ACFC) blev påført oven på Portland Cement Concrete (PCC). Dette giver et konsekvent udseende, stille lyd og behagelig rejse. Imidlertid har det at bevare overfladen af AR-ACFC vist sig at være en udfordring.
Designlivet for AR-ACFC er cirka 10 år. Arizonas motorveje har nu overskredet deres designliv og bliver aldrende. Stratificering og relaterede problemer udgør problemer for chauffører og transportministeriet. Selvom delaminering normalt kun resulterer i et tab på ca. 1 tomme vejdybde (fordi den 1-tommers tykke gummi-asfalt er adskilt fra betonen nedenfor), betragtes delamineringspunktet som en huller af den rejsepublikum og betragtes som en alvorlig problem.
Efter test af diamantslibning, næste generations betonoverflader og afsluttet betonoverfladen med en glideklibemiddel eller mikromilling, bestemte ADOT, at den langsgående struktur opnået ved diamantslibning giver et behageligt corduroy-udseende og god kørepræstation (som vist med lav IRI) tal ) og lav støjemissioner. Randy Everett og Arizona Department of Transportation
Arizona bruger International Roughness Index (IRI) til at måle vejforholdene, og antallet er faldende. (IRI er en slags ujævnhedsstatistiske data, der næsten universelt bruges af nationale institutioner som en præstationsindikator for deres fortovsstyringssystem. Jo lavere værdien er, jo mindre er ruheden, som er ønskelig). I henhold til IRI -målinger, der blev udført i 2010, er 72% af de mellemstatlige motorveje i regionen i god stand. I 2018 var denne andel faldet til 53%. National Highway System -ruter viser også en nedadgående tendens. Målinger i 2010 viste, at 68% af veje var i god stand. I 2018 var dette antal faldet til 35%.
Efterhånden som omkostningerne steg - og budgettet kunne ikke følge med - i april 2019 begyndte ADOT at lede efter bedre opbevaringsmuligheder end i den forrige værktøjskasse. For fortove, der stadig er i god stand inden for de 10 til 15-årige designlivsvindue-og det bliver mere og mere vigtigt for afdelingen at holde det eksisterende fortov i god stand-optioner inkluderer crackforsegling, sprayforsegling (anvendelse af en tynd Lag af lys, langsomt størknet asfaltemulsion) eller reparation af individuelle huller. For fortov, der overstiger designlivet, er en mulighed at slibe den forværrede asfalt og lægge en ny gummi -asfaltoverlay. På grund af omfanget af det område, der skal repareres, viser det sig imidlertid at være for dyrt. En anden hindring for enhver løsning, der kræver gentagen slibning af asfaltoverfladen, er, at slibningsudstyret uundgåeligt vil påvirke og skade den underliggende beton, og tabet af betonmateriale ved samlingerne er især alvorligt.
Hvad ville der ske, hvis Arizona vendte tilbage til den originale PCC -overflade? Adot ved, at de konkrete motorveje i staten er designet til at give strukturel stabilitet i lang levetid. Afdelingen indså, at hvis de kunne bruge den underliggende PCC til at forbedre den oprindelige tandede overflade til at danne en stille og ridbar vej, kan den reparerede vej muligvis vare længere og kræve vedligeholdelse. Det er også meget mindre end asfalt.
Som en del af projektet på SR 101 nord for Phoenix er AR-ACFC-laget blevet fjernet, så ADOT installerede fire testsektioner for at udforske fremtidige løsninger, der vil bruge eksisterende beton, mens den sikrer glathed, stille ridning og god vejudseende. Afdelingen gennemgik diamantslibning og næste generations betonoverflade (NGC'er), en struktur med en kontrolleret jordprofil og den samlede negative eller nedadgående struktur, som er udviklet som en særlig lav-støj betonbelægning. ADOT overvejer også brugen af en glidende slibemaskine (en proces, hvor en maskine guider kuglelejer til vejoverfladen for at forbedre friktionsegenskaber) eller mikro-fylde for at afslutte betonoverfladen. Efter test af hver metode bestemte ADOT, at den langsgående struktur opnået ved diamantslibning giver et behageligt corduroy -udseende såvel som en god rideoplevelse (som indikeret af den lave IRI -værdi) og lav støj. Diamantslibningsprocessen har også vist sig at være blid nok til at beskytte betonområder, især omkring leddene, som tidligere blev beskadiget af fræsning. Diamondslibning er også en omkostningseffektiv løsning.
I maj 2019 besluttede ADOT at diamantgrinde et lille afsnit af SR 202 beliggende i det sydlige område af Phoenix. Den 15-årige AR-ACFC-vej var så løs og lagdelt, at der blev kastet løse klipper på forruden, og chaufførerne klagede over, at forruden blev beskadiget af flyvende klipper hver dag. Andelen af tabskrav i denne region er højere end i andre regioner i landet. Fortovet er også meget støjende og vanskeligt at køre. ADOT valgte diamantfinerede finish til de to højre baner langs SR 202 en halv kilometer lang. De brugte en loader-spand til at fjerne det eksisterende AR-ACFC-lag uden at beskadige betonen nedenfor. Afdelingen testede denne metode med succes i april, da de brainstormede måder at vende tilbage til PCC -vejen på. Efter at projektet var afsluttet, bemærkede ADOT-repræsentanten, at chaufføren ville flytte fra AR-ACFC-banen til Diamond Ground Concrete Lane for at opleve de forbedrede ride- og lydegenskaber.
Selvom ikke alle pilotprojekter er afsluttet, indikerer foreløbige konklusioner om omkostninger, at besparelserne forbundet med brugen af betonbelægning og diamantslibning for at optimere udseende, glathed og lyd kunne reducere vedligeholdelsen med så meget som 3,9 milliarder dollars om året omkostninger. Over en 30-årig periode. Randy Everett og Arizona Department of Transportation
Omkring denne tid frigav Maricopa Government Association (MAG) en rapport, der vurderede lokal motorvejsstøj og kørbarhed. Rapporten anerkender vanskeligheden ved at opretholde vejnettet og fokuserer på støjegenskaberne på vejen. En vigtig konklusion er, at fordi støjfordelen ved AR-ACFC forsvinder så hurtigt, "Diamond Ground-behandling skal overvejes i stedet for gummifersionsoverlay." En anden samtidig udvikling er en vedligeholdelsesindkøbskontrakt, der tillader diamantslibning Entreprenøren blev bragt ind til vedligeholdelse og konstruktion.
Adot mener, at det er tid til at tage det næste skridt og planlægger at starte et større diamantslibningsprojekt på SR 202 i februar 2020. Projektet dækker en fire-mils lang, fire-sporet sektion, inklusive skrånende sektioner. Området var for stort til at bruge en læsser til at fjerne asfalten, så der blev anvendt en fræsemaskine. Afdelingen skærer strimler i gummi -asfalt for fræsen entreprenør til brug som guide under fræsningsprocessen. Ved at gøre det lettere for operatøren at se PCC -overfladen under dækslet, kan fræsningsudstyret justeres, og skader på den underliggende beton kan minimeres. Den endelige diamant-jordoverflade på SR 202 opfylder alle ADOT-standarder-det er stille, glat og attraktivt sammenlignet med asfaltoverflader, IRI-værdien var meget gunstig i 1920'erne og 1930'erne. Disse sammenlignelige støjegenskaber kan opnås, fordi selv om den nye AR-ACFC fortov er ca. 5 dB mere støjsvage end diamantgrunden, når AR-ACFC-fortovet bruges i 5 til 9 år, er dens måleesultater sammenlignelige eller højere DB-niveauet. Ikke kun er støjniveauet for den nye SR 202 Diamond Ground meget lavt for chauffører, men fortovet genererer også mindre støj i de nærliggende samfund.
Succesen med deres tidlige projekter fik ADOT til at starte tre andre diamantslibningspilotprojekter. Diamantslibningen af Loop 101 Price Freeway er afsluttet. Diamantslibningen af Loop 101 Pima Freeway udføres i begyndelsen af 2021, og konstruktionen af Loop 101 I-17 til 75th Avenue forventes at blive udført i de næste fem år. ADOT vil spore ydelsen af alle genstande for at kontrollere ledden af samlingerne, om betonen er skrællet af, og vedligeholdelse af lyd- og ride -kvalitet.
Selvom ikke alle pilotprojekter er afsluttet, retfærdiggør de indsamlede data hidtil overvejelsen af diamantslibning som et alternativ til standardslibning og fyldning. De foreløbige resultater af omkostningsundersøgelsen viser, at besparelserne forbundet med at bruge betonbelægning og diamantslibning for at optimere udseende, glathed og lyd kan reducere vedligeholdelsesomkostninger med op til 3,9 milliarder dollars over en 30-årig periode.
Ved at bruge det eksisterende betonbelægning i Phoenix kan ikke kun vedligeholdelsesbudgetet udvides, og flere veje holdes i god stand, men betonens holdbarhed sikrer, at forstyrrelser relateret til vejvedligeholdelse minimeres. Det vigtigste er, at offentligheden vil være i stand til at nyde en glat og stille køreoverflade.
Randy Everett er en seniorafdelingsadministrator for Institut for Transport i Central Arizona.
IGGA er en non-profit handelsforening, der blev oprettet i 1972 af en gruppe dedikerede branchefolk, dedikeret til udvikling af diamantslibning og rilleprocesser til Portland Cement Concrete og Asfalt Surfaces. I 1995 sluttede IGGA sig til et tilknyttet selskab med American Concrete Pavement Association (ACPA), der dannede dagens IgGA/ACPA Concrete Pavement Protection Partnership (IgGA/ACPA CP3). I dag er dette partnerskab en teknisk ressource og industrieleder inden for den globale markedsføring af optimerede fortovsoverflader, konkret fortovsreparation og fortovsbeskyttelse. IgGAs mission er at blive den førende teknologi og promoveringsressource til accept og korrekt brug af diamantslibning og grooving samt PCC -konservering og restaurering.
Posttid: SEP-08-2021