Arizonan moottoritien palauttaminen Portland Cement -betoniin voi vain osoittaa, että timanttinjauhan käytöstä on hyötyä vaihtoehtona tavanomaiselle hiomiselle ja täyttämiselle. Näkymät osoittavat, että 30 vuoden aikana ylläpitokustannukset vähenevät 3,9 miljardilla dollarilla.
Tämä artikkeli perustuu verkkoseminaariin, joka alun perin pidetään kansainvälisen Grouing and Grinding Associationin (IgGA) teknisen konferenssin aikana joulukuussa 2020. Katso alla oleva koko demo.
Phoenixin alueen asukkaat haluavat sileä, kauniita ja hiljaisia teitä. Alueen räjähtävän väestönkasvun ja riittämättömien varojen seurauksena alueen tiet ovat kuitenkin vähentyneet viimeisen vuosikymmenen aikana. Arizonan liikenneministeriö (ADOT) tutkii luovia ratkaisuja moottoritieverkon ylläpitämiseksi ja yleisön odottamien teiden tarjoamiseksi.
Phoenix on Yhdysvaltojen viidenneksi väkirikkain kaupunki, ja se kasvaa edelleen. Kaupungin 435 mailin teiden ja siltojen verkostoa ylläpitää Arizonan liikenneministeriö (ADOT) keskusalue, joista suurin osa koostuu nelikaistaisista moottoriteistä, joissa on ylimääräiset korkeaa ajoneuvojen ajoneuvojen (HOV) kaistat. Alueella on tyypillisesti 500 miljoonan dollarin rakennusbudjetti vuodessa 20-25 rakennushanketta korkean liikenteen tieverkossa vuosittain.
Arizona on käyttänyt konkreettisia jalkakäytäviä 1920 -luvulta lähtien. Betonia voidaan käyttää vuosikymmenien ajan, ja se tarvitsee huoltoa vain 20-25 vuoden välein. Arizonan kannalta 40 vuoden onnistunut kokemus mahdollisti sen käytön valtion suurten moottoriteiden rakentamisen aikana 1960 -luvulla. Tuolloin tien päällystäminen betonilla tarkoitti kompromissin tekemistä tien melun suhteen. Tänä aikana betonipinta on viimeistelty tinaamalla (vetämällä metalliharaus betonin pinnalle kohtisuorassa liikennevirtaan nähden), ja tinaalla betonilla ajavat renkaat tuottavat meluisan, johdonmukaisen vinon. Vuonna 2003 melun ongelman ratkaisemiseksi 1-tuumainen. Asfalttikumin kitkakerros (AR-ACFC) levitettiin Portland-sementtibetonin (PCC) päälle. Tämä tarjoaa johdonmukaisen ulkonäön, hiljaisen äänen ja mukavan matkan. AR-ACFC: n pinnan säilyttäminen on kuitenkin osoittautunut haasteeksi.
AR-ACFC: n suunnitteluelämä on noin 10 vuotta. Arizonan moottoritiet ovat nyt ylittäneet suunnitteluelämänsä ja ikääntyvät. Stratifiointi ja siihen liittyvät kysymykset aiheuttavat kuljettajien ja kuljetusministeriön ongelmia. Vaikka delaminaatio johtaa yleensä vain noin yhden tuuman tien syvyyteen (koska 1 tuuman paksu kumi-asfaltti on eronnut alla olevasta betonista), delaminaatiopistettä pidetään kulkevana kansalaisena ja sitä pidetään vakavana ongelma.
Timantin jauhamisen, seuraavan sukupolven betonipintojen ja betonin pinnan viimeistelyn jälkeen liukastuleella tai mikromäärällä, ADOT päätti, että timanttinjauhalla saatu pitkittäinen rakenne tarjoaa miellyttävän vaurioitumisen ja hyvän ajojen suorituskyvyn (kuten alhaisen IRI) numerot) ) ja alhaiset melupäästöt. Randy Everett ja Arizonan liikenneministeriö
Arizona käyttää kansainvälistä karkeusindeksiä (IRI) tien olosuhteiden mittaamiseen, ja lukumäärä on vähentynyt. (IRI on eräänlainen karheustilastotieto, jota kansalliset instituutiot käyttävät melkein yleisesti niiden jalkakäytävän hallintajärjestelmän suoritusindikaattorina. Mitä pienempi arvo, sitä pienempi karheus, mikä on toivottavaa). Vuonna 2010 suoritettujen IRI -mittausten mukaan 72% alueen valtioiden välisistä moottoriteistä on hyvässä kunnossa. Vuoteen 2018 mennessä tämä osuus oli laskenut 53 prosenttiin. Kansalliset moottoritiejärjestelmän reitit osoittavat myös alaspäin suuntautuvan trendin. Vuonna 2010 mittaukset osoittivat, että 68% teistä oli hyvässä kunnossa. Vuoteen 2018 mennessä tämä määrä oli laskenut 35%: iin.
Kun kustannukset nousivat - ja budjetti ei pystynyt pysymään - huhtikuussa 2019 ADOT alkoi etsiä parempia tallennusvaihtoehtoja kuin edellisessä työkalupakissa. Mahdemäärälle, jotka ovat edelleen hyvässä kunnossa 10-15-vuotisen suunnitteluikkunan sisällä-ja on yhä tärkeämpää, että laitos pitää nykyisen jalkakäytävän hyvässä kunnossa, sisältää halkeaman tiivistymisen, suihketiivistymisen (ohuen levittäminen Valokerros, hitaasti jähmettyneitä asfalttiemulsio) tai korjaa yksittäisiä reikiä. Muotoilun ylittäville jalkakäytäville yksi vaihtoehto on hioa heikentynyt asfaltti ja asettaa uusi kumi -asfalttipeitto. Alueen laajuuden vuoksi, joka on korjattava, tämä osoittautuu kuitenkin liian kalliiksi. Toinen este kaikille liuokselle, joka vaatii asfalttipinnan toistuvaa hiontaa, on, että hiomavarusteet vaikuttavat väistämättä ja vahingoittavat taustalla olevaa betonia, ja betonimateriaalin menetys nivelissä on erityisen vakava.
Mitä tapahtuisi, jos Arizona palasi alkuperäiseen PCC -pintaan? ADOT tietää, että valtion betonitie on suunniteltu tarjoamaan pitkäaikaisen rakenteellisen vakauden. Laitos tajusi, että jos he voisivat käyttää alla olevaa PCC: tä alkuperäisen hammaspinnan parantamiseksi hiljaisen ja ajettavan tien muodostamiseksi, korjattu tie voi kestää pidempään ja vaatii huoltoa. Se on myös paljon vähemmän kuin asfaltti.
Osana SR 101 -projektia Phoenixista pohjoiseen, AR-ACFC-kerros on poistettu, joten ADOT asensi neljä testiosaa tutkiakseen tulevia ratkaisuja, jotka hyödyntävät olemassa olevaa betonia samalla kun varmistavat sileyden, hiljaisen ratsastuksen ja hyvän tien ulkonäön. Laitos tarkasteli Diamond-hiontaa ja seuraavan sukupolven betonipintaa (NGCS), rakennetta, jolla on hallittu maaperäprofiili ja yleinen negatiivinen tai alaspäin suuntautuva tekstuuri, joka on kehitetty erityisen matalan kohinan betonipäällysteenä. ADOT harkitsee myös liukuvan hiomakoneen käyttöä (prosessi, jossa kone ohjaa kuulalaakereita tienpintaan kitkaominaisuuksien parantamiseksi) tai mikromyllyä betonin pinnan loppuun saattamiseksi. Kunkin menetelmän testaamisen jälkeen ADOT määritteli, että timanttien hiomalla saatu pitkittäinen rakenne tarjoaa miellyttävän vaarmaltaan ulkonäön sekä hyvän ratsastuskokemuksen (kuten alhainen IRI -arvo osoittaa) ja matalan kohinan. Timanttien hiomaprosessi on myös osoittautunut riittävän lempeäksi betonialueiden suojelemiseksi, etenkin nivelten ympärillä, jotka aiemmin oli vaurioitunut jauhamisella. Diamond-hionta on myös kustannustehokas ratkaisu.
Toukokuussa 2019 ADOT päätti Diamond-laitteen pienen osan SR 202: sta, joka sijaitsee Phoenixin eteläisellä alueella. 15-vuotias AR-ACFC-tie oli niin löysä ja kerrostettu, että löysät kivet heitettiin tuulilasille ja kuljettajat valittivat tuulilasin vaurioitumisesta joka päivä. Tappiovaatimusten osuus tällä alueella on korkeampi kuin muilla maan alueilla. Jalkakäytävä on myös erittäin meluisa ja vaikea ajaa. ADOT valitsi kaksi oikeanpuoleista kaistaa timanttivalmiita viimeistelyjä SR 202: n puoli mailia pitkiä. He käyttivät kuormituskauhaa olemassa olevan AR-ACFC-kerroksen poistamiseen vahingoittamatta alla olevaa betonia. Laitos testasi tämän menetelmän menestyksekkäästi huhtikuussa, kun he aivoriihi oli tapoja palata PCC -tielle. Projektin valmistumisen jälkeen ADOT-edustaja huomasi, että kuljettaja siirtyy AR-ACFC-kaistalta timanttisuhteen betonikaistalle kokeakseen parannetun matkan ja ääniominaisuudet.
Vaikka kaikkia pilottihankkeita ei ole saatu päätökseen, alustavat kustannustulokset osoittavat, että betonipäällysteen ja timanttien hionnan käyttöön liittyvät säästöt ulkonäön, sileyden ja äänen optimoimiseksi voivat vähentää ylläpitoa jopa 3,9 miljardilla dollarilla vuoden kustannuksella. 30 vuoden ajan. Randy Everett ja Arizonan liikenneministeriö
Tänä aikana Maricopa -hallitusyhdistys (MAG) julkaisi raportin, jossa arvioitiin paikallista moottoritien melua ja ajettavuutta. Raportissa tunnustetaan tieverkon ylläpitämisen vaikeus ja keskittyy tien meluominaisuuksiin. Keskeinen johtopäätös on, että koska AR-ACFC: n meluetu katoaa niin nopeasti, "timanttisuhteen käsittely tulisi harkita kumi-asfalttipeitteen sijasta." Toinen samanaikainen kehitys on huoltohankintasopimus, joka sallii timanttien hiomisen, urakoitsija tuotiin huoltoon ja rakentamiseen.
ADOT uskoo, että on aika ottaa seuraava askel ja aikoo aloittaa suurempi timanttien hiomaprojekti SR 202: lla helmikuussa 2020. Alue oli liian suuri käyttämään kuormaajaa asfaltin poistamiseen, joten jyrsinkonetta käytettiin. Laitos leikkaa nauhat kumi -asfaltissa jauhatusurakoitsijan käytettäväksi ohjeena jyrsintäprosessin aikana. Päällyttäjän PCC: n pinnan näkemisen kannan alla olevalla hölynpölylaitteilla voidaan säätää ja vaurioita alla olevaa betonia voidaan minimoida. SR 202: n lopullinen timantti- ja maadoituspinta täyttää kaikki ADOT-standardit-Se on hiljainen, sileä ja houkutteleva asfalttipinnoille, IRI-arvo oli erittäin suotuisa 1920- ja 1930-luvuilla. Nämä vertailukelpoiset kohinaominaisuudet voidaan saada, koska vaikka uusi AR-ACFC-päällyste on noin 5 dB hiljaisempi kuin timantti-maa, kun AR-ACFC-päällystettä käytetään 5-9 vuoden ajan, sen mittaustulokset ovat vertailukelpoisia tai korkeampia DB-tasoa. Uuden SR 202: n timanttimaadun melutaso on vain erittäin alhainen kuljettajille, vaan myös jalkakäytävä tuottaa vähemmän melua läheisissä yhteisöissä.
Heidän varhaisprojektiensa menestys sai ADOT: n aloittamaan kolme muuta timantin jauhamisprojektia. Silmukan 101 Hinta -moottoritien timanttien hionta on saatu päätökseen. Silmukan 101 Pima-moottoritien timanttien hionta suoritetaan vuoden 2021 alussa, ja silmukan 101 I-17-75. kadun rakenteen odotetaan suoritettavan seuraavan viiden vuoden aikana. ADOT seuraa kaikkien esineiden suorituskykyä tarkistaakseen nivelten tuen, onko betoni kuorittu pois sekä äänen ja ajon laadun ylläpidon.
Vaikka kaikkia pilottihankkeita ei ole saatu päätökseen, tähän mennessä kerätyt tiedot oikeuttavat timanttien hionnan vaihtoehtona tavanomaiselle hiomiselle ja täyttämiselle. Kustannustutkimuksen alustavat tulokset osoittavat, että betonipäällysteen ja timanttien hionnan käyttämiseen liittyvät säästöt ulkonäön, sujuvuuden ja äänen optimoimiseksi voivat vähentää ylläpitokustannuksia jopa 3,9 miljardiin dollariin 30 vuoden aikana.
Käyttämällä olemassa olevaa betonipäällystettä Phoenixissa, ylläpitobudjettia ei voida pidentää ja enemmän teitä pidetään hyvässä kunnossa, vaan betonin kestävyys varmistaa, että tienhuollon häiriöt minimoidaan. Tärkeintä on, että yleisö voi nauttia sileästä ja hiljaisesta ajopinnasta.
Randy Everett on Arizonan keskustan liikenneministeriön vanhempi laitos.
IgGA on voittoa tavoittelematon kauppayhdistys, jonka on vuonna 1972 perustanut ryhmä omistautuneita teollisuuden ammattilaisia, jotka on omistettu Portland-sementtibetonin ja asfalttipintojen timanttien hioma- ja uritusprosessien kehittämiselle. Vuonna 1995 IGGA liittyi American Betonin jalkakäytäväyhdistyksen (ACPA) tytäryhtiöön muodostaen nykypäivän IgGA/ACPA -betonipäällystyskumppanuuden (IgGA/ACPA CP3). Nykyään tämä kumppanuus on tekninen resurssi- ja teollisuusjohtaja optimoitujen jalkakäytäväpintojen, betonin jalkakäytävän korjaamisen ja jalkakäytäväsuojauksen globaalissa markkinoinnissa. IgGA: n tehtävänä on tulla johtavaksi teknologia- ja ylennysresurssiksi timanttien hionnan ja urien hyväksymisessä ja oikeassa käytössä sekä PCC: n säilyttämisessä ja kunnostamisessa.
Viestin aika: SEP-08-2021