Att återvända Arizona Highway till Portland Cement Concrete kan bara bevisa fördelen med att använda diamantslipning som ett alternativ till standardslipning och fyllning. Utsikterna visar att under en 30-årsperiod kommer underhållskostnaderna att sänkas med 3,9 miljarder USD.
Den här artikeln är baserad på ett webinar som ursprungligen hölls under International Grooving and Ginding Association (IGGA) tekniska konferens i december 2020. Se hela demo nedan.
Invånarna i Phoenix -området vill ha smidiga, vackra och lugna vägar. På grund av explosiv befolkningstillväxt i området och otillräckliga medel för att hålla jämna steg har vägförhållandena i området minskat under det senaste decenniet. Arizona Department of Transportation (ADOT) studerar kreativa lösningar för att upprätthålla sitt motorvägsnätverk och tillhandahålla de typer av vägar som allmänheten förväntar sig.
Phoenix är den femte mest folkrika staden i USA, och den växer fortfarande. Stadens 435 mil långa nätverk av vägar och broar upprätthålls av Arizona Department of Transportation (ADOT) Central Area, varav de flesta består av fyrafelts motorvägar med ytterligare fordon-fordon (HOV) körfält. Med en byggbudget på 500 miljoner US-dollar per år genomför regionen vanligtvis 20 till 25 byggprojekt på ett högt trafikvägsnätverk varje år.
Arizona har använt konkreta trottoar sedan 1920 -talet. Betong kan användas i årtionden och behöver endast underhåll var 20-25 år. För Arizona möjliggjorde 40 års framgångsrik erfarenhet den under byggandet av statens stora motorvägar på 1960 -talet. Vid den tiden innebar banan med betong att göra en avvägning när det gäller vägbrus. Under denna period avslutas betongytan genom att ta (dra en metallrake på betongytan vinkelrätt mot trafikflödet), och däck som kör på den konserverade betongen kommer att producera en bullrig, sammanhängande gnälla. 2003, för att lösa brusproblemet, en 1-in. Asfaltgummifriktionsskikt (AR-ACFC) applicerades ovanpå Portland Cement Concrete (PCC). Detta ger ett konsekvent utseende, tyst ljud och bekväma resor. Att bevara ytan på AR-ACFC har emellertid visat sig vara en utmaning.
Designlivet för AR-ACFC är ungefär 10 år. Arizona's Highways har nu överskridit sin designliv och åldras. Stratifiering och relaterade problem utgör problem för förare och transportministeriet. Även om delaminering vanligtvis bara resulterar i en förlust på cirka 1 tum vägdjup (eftersom den 1-tums tjocka gummisfalten har separerat sig från betongen nedan), betraktas delamineringspunkten som en grythål av den resande allmänheten och betraktas som en allvarlig problem.
Efter att ha testat diamantslipning, nästa generations betongytor och slutfört betongytan med en glidkvarn eller mikromillering, bestämde ADOT att den longitudinella strukturen som erhållits genom diamantslipning ger ett behagligt corduroy-utseende och bra körprestanda (som visas med låg IRI) nummer ) och låga brusutsläpp. Randy Everett och Arizona Department of Transportation
Arizona använder International Roughness Index (IRI) för att mäta vägförhållandena, och antalet har minskat. (IRI är en slags grovhetsstatistiska data, som nästan universellt används av nationella institutioner som en prestationsindikator för deras trottoarhanteringssystem. Ju lägre värde, desto mindre är grovheten, vilket är önskvärt). Enligt IRI -mätningar som genomfördes 2010 är 72% av mellanstatliga motorvägar i regionen i gott skick. År 2018 hade denna andel sjunkit till 53%. Nationella motorvägssystemvägar visar också en nedåtgående trend. Mätningarna 2010 visade att 68% av vägarna var i gott skick. År 2018 hade detta antal sjunkit till 35%.
När kostnaderna ökade - och budgeten kunde inte hålla jämna steg - i april 2019 började ADOT leta efter bättre lagringsalternativ än i den tidigare verktygslådan. För trottoarer som fortfarande är i gott skick inom fönstret 10 till 15-årig design och det blir mer och mer viktigt för avdelningen att hålla det befintliga trottoaren i gott skick. Ljusskikt, långsamt stelnad asfaltemulsion) eller reparerar enskilda grytor. För trottoarer som överskrider designlivet är ett alternativ att slipa bort den försämrade asfalten och lägga en ny gummisfaltöverlägg. På grund av omfattningen av det område som måste repareras visar detta emellertid vara för dyrt. Ett annat hinder för alla lösningar som kräver upprepad slipning av asfaltytan är att sliputrustningen oundvikligen kommer att påverka och skada den underliggande betongen, och förlusten av betongmaterial vid lederna är särskilt allvarlig.
Vad skulle hända om Arizona återvände till den ursprungliga PCC -ytan? ADOT vet att de konkreta motorvägarna i staten är utformade för att ge strukturell stabilitet med lång livslängd. Avdelningen insåg att om de kunde använda den underliggande PCC för att förbättra sin ursprungliga tandytor för att bilda en lugn och ridbar väg, kan den reparerade vägen hålla längre och kräva underhåll. Det är också mycket mindre än asfalt.
Som en del av projektet på SR 101 norr om Phoenix har AR-ACFC-skiktet tagits bort, så ADOT installerade fyra testavsnitt för att utforska framtida lösningar som kommer att använda befintlig konkret samtidigt som man säkerställer smidighet, tyst ridning och bra vägutseende. Avdelningen granskade diamantslipning och nästa generations betongyta (NGC), en struktur med en kontrollerad jordprofil och övergripande negativ eller nedåtgående struktur, som har utvecklats som ett särskilt lågbrusbenet. ADOT överväger också användningen av en glidande kvarn (en process där en maskin styr kullager till vägytan för att förbättra friktionsegenskaperna) eller mikrofräsning för att avsluta betongytan. Efter testning av varje metod bestämde ADOT att den longitudinella strukturen som erhållits genom diamantslipning ger ett behagligt corduroy -utseende samt en bra ridupplevelse (vilket indikeras av det låga IRI -värdet) och lågt brus. Diamantslipningsprocessen har också visat sig vara tillräckligt skonsam för att skydda konkreta områden, särskilt runt lederna, som tidigare skadades av fräsning. Diamantslipning är också en kostnadseffektiv lösning.
I maj 2019 beslutade ADOT att diamantka en liten del av SR 202 som ligger i det södra området i Phoenix. Den 15-åriga AR-ACFC-vägen var så lös och skiktad att lösa stenar kastades på vindrutan, och förarna klagade över att vindrutan skadades av flygande stenar varje dag. Andelen förlustkrav i denna region är högre än i andra regioner i landet. Trottoaren är också mycket bullrig och svår att köra. ADOT valde diamantfärdig finish för de två högra körfälten längs SR 202 en halv mil lång. De använde en lastare hink för att ta bort det befintliga AR-ACFC-skiktet utan att skada betongen nedan. Avdelningen testade framgångsrikt denna metod i april när de brainstormade sätt att återvända till PCC -vägen. Efter att projektet var klart märkte ADOT-representanten att föraren skulle flytta från AR-ACFC-körfältet till Diamond Ground-betongfältet för att uppleva de förbättrade kör- och sunda egenskaperna.
Även om inte alla pilotprojekt har slutförts, indikerar preliminära resultat på kostnader att besparingarna i samband med användningen av betongbeläggning och diamantslipning för att optimera utseende, smidighet och ljud kan minska underhållet med så mycket som 3,9 miljarder dollar under ett årskostnad. Under en 30-årsperiod. Randy Everett och Arizona Department of Transportation
Ungefär denna tid släppte Maricopa Government Association (MAG) en rapport som bedömde lokalt motorvägsbuller och körbarhet. Rapporten erkänner svårigheten att upprätthålla vägnätet och fokuserar på vägens brusegenskaper. En viktig slutsats är att eftersom brusfördelen med AR-ACFC försvinner så snabbt, "Diamant Ground Treatment bör övervägas istället för gummi asfaltöverlägg." En annan samtidig utveckling är ett underhållsupphandlingsavtal som tillåter diamantslipning som entreprenören fördes in för underhåll och konstruktion.
Adot anser att det är dags att ta nästa steg och planerar att starta ett större diamantslipprojekt på SR 202 i februari 2020. Projektet täcker en fyra mil lång, fyrfaldig sektion, inklusive sluttande sektioner. Området var för stort för att använda en lastare för att ta bort asfalten, så en fräsmaskin användes. Avdelningen skär remsor i gummi asfalt för att fräsentreprenören ska kunna använda som vägledning under fräsningsprocessen. Genom att göra det enklare för operatören att se PCC -ytan under locket kan fräsutrustningen justeras och skada på den underliggande betongen kan minimeras. Den slutliga diamantmarkytan på SR 202 uppfyller alla ADOT-standarder-det är tyst, smidigt och attraktivt sammansatt till asfaltytor, IRI-värdet var mycket gynnsamt på 1920- och 1930-talet. Dessa jämförbara brusegenskaper kan erhållas eftersom även om den nya AR-ACFC-trottoaren är ungefär 5 dB tystare än diamantmarken, när AR-ACFC-trottoaren används i 5 till 9 år, är mätresultaten jämförbara eller högre DB-nivån. Inte bara är ljudnivån för den nya SR 202 diamantmarken mycket låg för förare, utan trottoaren genererar också mindre brus i närliggande samhällen.
Framgången för deras tidiga projekt fick ADOT att starta tre andra diamantslipande pilotprojekt. Diamantslipningen av Loop 101 Pris Freeway har slutförts. Diamantslipningen av Loop 101 Pima Freeway kommer att genomföras i början av 2021, och byggandet av Loop 101 I-17 till 75th Avenue förväntas genomföras under de kommande fem åren. ADOT kommer att spåra prestandan för alla föremål för att kontrollera lederna från lederna, oavsett om betongen har skalat av och underhåll av ljud- och körkvalitet.
Även om inte alla pilotprojekt har slutförts, motiverar de uppgifter som hittills samlats in övervägandet av diamantslipning som ett alternativ till standardslipning och fyllning. De preliminära resultaten från kostnadsundersökningen visar att besparingarna i samband med att använda betongbeläggning och diamantslipning för att optimera utseende, smidighet och ljud kan minska underhållskostnaderna med upp till 3,9 miljarder dollar under en 30-årsperiod.
Genom att använda det befintliga betongbeläggningen i Phoenix kan inte bara underhållsbudgeten förlängas och fler vägar hålls i gott skick, utan betongens hållbarhet säkerställer att störningar relaterade till vägunderhåll minimeras. Det viktigaste är att allmänheten kommer att kunna njuta av en smidig och tyst köryta.
Randy Everett är senioravdelningsadministratör för avdelningen för transport i centrala Arizona.
IGGA är en ideell branschorganisation som inrättades 1972 av en grupp dedikerade branschpersoner, dedikerade till utvecklingen av diamantslipning och spårprocesser för betong av portlandcement och asfaltytor. 1995 anslöt sig IgGA till ett dotterbolag till American Concrete Pavement Association (ACPA) och bildade dagens IgGA/ACPA Concrete Pavement Protection Partnership (IgGA/ACPA CP3). Idag är detta partnerskap en teknisk resurs och branschledande inom den globala marknadsföringen av optimerade trottoarytor, reparation av betongbeläggning och trottoarskydd. Iggas uppdrag är att bli den ledande teknik- och marknadsföringsresursen för acceptans och korrekt användning av diamantslipning och spårande, samt PCC -bevarande och restaurering.
Posttid: Sep-08-2021