Návrat arizonské dálnice do betonu z portlandského cementu může jen prokázat výhodu použití diamantového broušení jako alternativy ke standardnímu broušení a plnění. Výhled ukazuje, že během 30 let se náklady na údržbu sníží o 3,9 miliardy USD.
Tento článek je založen na webináři, který se původně konal během technické konference International Grooving and Grinding Association (IGGA) v prosinci 2020. Podívejte se na celé demo níže.
Obyvatelé oblasti Phoenix chtějí hladké, krásné a klidné silnice. Kvůli prudkému růstu populace v oblasti a nedostatečným finančním prostředkům na udržení kroku se však stav silnic v této oblasti v posledním desetiletí zhoršoval. Arizonské ministerstvo dopravy (ADOT) studuje kreativní řešení pro udržení své dálniční sítě a poskytování typů silnic, které veřejnost očekává.
Phoenix je páté nejlidnatější město ve Spojených státech a stále roste. Městská síť silnic a mostů o délce 435 mil je udržována centrální oblastí Arizonského ministerstva dopravy (ADOT), z nichž většinu tvoří čtyřproudové dálnice s dalšími jízdními pruhy pro vozidla a vozidla (HOV). S rozpočtem na výstavbu ve výši 500 milionů USD ročně region obvykle každoročně provádí 20 až 25 stavebních projektů na vysoce frekventované silniční síti.
Arizona používá betonové chodníky od 20. let 20. století. Beton lze používat po desetiletí a vyžaduje údržbu pouze každých 20-25 let. 40 let úspěšných zkušeností v Arizoně umožnilo jeho použití při stavbě hlavních státních dálnic v 60. letech 20. století. Vydláždění vozovky betonem tehdy znamenalo kompromis z hlediska hluku ze silnice. Betonový povrch je v tomto období dokončen pocínováním (natažením kovového hrábě na betonový povrch kolmo k dopravnímu proudu) a pneumatiky jedoucí po pocínovaném betonu vydávají hlučné, souvislé kvílení. V roce 2003, za účelem vyřešení problému hluku, byl 1-in. Asfaltová pryžová třecí vrstva (AR-ACFC) byla nanesena na povrch portlandského cementového betonu (PCC). To poskytuje konzistentní vzhled, tichý zvuk a pohodlné cestování. Zachování povrchu AR-ACFC se však ukázalo jako výzva.
Návrhová životnost AR-ACFC je přibližně 10 let. Arizonské dálnice nyní překročily svou konstrukční životnost a stárnou. Stratifikace a související problémy představují problémy pro řidiče a ministerstvo dopravy. Ačkoli delaminace obvykle vede pouze ke ztrátě asi 1 palce hloubky vozovky (protože 1 palec tlustý gumoasfalt se oddělil od betonu pod ním), je místo delaminace cestující veřejností považováno za výmol a je považováno za závažný. problém.
Po testování diamantového broušení, betonových povrchů nové generace a povrchové úpravy betonového povrchu skluzovou bruskou nebo mikrofrézováním ADOT zjistil, že podélná struktura získaná diamantovým broušením poskytuje příjemný manšestrový vzhled a dobrý jízdní výkon (jak ukazují nízké hodnoty IRI). ) a nízké emise hluku. Randy Everett a ministerstvo dopravy v Arizoně
Arizona používá k měření stavu vozovek Mezinárodní index drsnosti (IRI) a toto číslo klesá. (IRI je druh statistických údajů o drsnosti, který je téměř všeobecně používán národními institucemi jako ukazatel výkonnosti jejich systému správy vozovky. Čím nižší hodnota, tím menší drsnost, což je žádoucí). Podle měření IRI provedených v roce 2010 je 72 % mezistátních dálnic v regionu v dobrém stavu. Do roku 2018 tento podíl klesl na 53 %. Trasy národního dálničního systému také vykazují klesající trend. Měření v roce 2010 ukázala, že 68 % silnic bylo v dobrém stavu. Do roku 2018 toto číslo kleslo na 35 %.
Jak se náklady zvyšovaly – a rozpočet nestačil – v dubnu 2019, ADOT začal hledat lepší možnosti úložiště než v předchozí sadě nástrojů. U chodníků, které jsou stále v dobrém stavu během 10 až 15 let projektované životnosti okna – a pro oddělení je stále důležitější udržovat stávající chodník v dobrém stavu – možnosti zahrnují těsnění trhlin, těsnění sprejem (nanesení tenkého vrstva světla, Pomalu tuhnoucí asfaltová emulze), případně opravit jednotlivé výtluky. U vozovek, které překračují návrhovou životnost, je jednou z možností odbrousit poškozený asfalt a položit nový gumoasfaltový povlak. Vzhledem k rozsahu plochy, kterou je třeba opravit, se to však ukazuje jako příliš nákladné. Další překážkou jakéhokoli řešení, které vyžaduje opakované broušení asfaltového povrchu, je to, že brousicí zařízení nevyhnutelně ovlivní a poškodí podkladový beton a zvláště závažná je ztráta betonového materiálu ve spojích.
Co by se stalo, kdyby se Arizona vrátila k původnímu povrchu PCC? ADOT ví, že betonové dálnice ve státě jsou navrženy tak, aby poskytovaly dlouhodobou strukturální stabilitu. Oddělení si uvědomilo, že pokud by mohli použít podkladový PCC ke zlepšení jeho původního ozubeného povrchu, aby vytvořili tichou a sjízdnou silnici, mohla by opravená silnice vydržet déle a vyžadovat údržbu. Je to také mnohem méně než asfalt.
V rámci projektu na SR 101 severně od Phoenixu byla odstraněna vrstva AR-ACFC, takže ADOT nainstaloval čtyři testovací sekce, aby prozkoumal budoucí řešení, která využijí stávající beton a zároveň zajistí hladkost, tichou jízdu a dobrý vzhled vozovky. Oddělení posoudilo diamantové broušení a povrch betonu nové generace (NGCS), texturu s kontrolovaným půdním profilem a celkově negativní nebo klesající texturou, která byla vyvinuta jako betonová vozovka s obzvláště nízkou hlučností. ADOT také zvažuje použití kluzné brusky (proces, při kterém stroj navádí kuličková ložiska na povrch vozovky, aby se zlepšily třecí vlastnosti) nebo mikrofrézování pro konečnou úpravu povrchu betonu. Po otestování každé metody ADOT zjistil, že podélná struktura získaná diamantovým broušením poskytuje příjemný manšestrový vzhled a také dobrý zážitek z jízdy (jak naznačuje nízká hodnota IRI) a nízkou hlučnost. Proces broušení diamantem se také ukázal jako dostatečně šetrný k ochraně betonových ploch, zejména kolem spár, které byly dříve poškozeny frézováním. Broušení diamantem je také cenově výhodné řešení.
V květnu 2019 se ADOT rozhodl vybrousit diamantem malou část SR 202 nacházející se v jižní oblasti Phoenixu. 15 let stará silnice AR-ACFC byla tak volná a vrstvená, že se na čelní sklo házely uvolněné kameny a řidiči si stěžovali, že je čelní sklo každý den poškozováno odletujícími kameny. Podíl škodních událostí je v tomto regionu vyšší než v ostatních regionech republiky. Chodník je také velmi hlučný a špatně sjízdný. ADOT zvolil povrchovou úpravu s diamantovou úpravou pro dva pravé jízdní pruhy podél SR 202 o délce půl míle. Použili nakládací lopatu k odstranění stávající vrstvy AR-ACFC bez poškození betonu pod ní. Oddělení tuto metodu úspěšně otestovalo v dubnu, když hledali způsoby, jak se vrátit na silnici PCC. Po dokončení projektu si zástupce ADOT všiml, že se řidič přesune z pruhu AR-ACFC do pruhu s diamantově broušeným betonem, aby si vyzkoušel vylepšené jízdní a zvukové vlastnosti.
Ačkoli ne všechny pilotní projekty byly dokončeny, předběžné zjištění o nákladech naznačují, že úspory spojené s používáním betonové vozovky a diamantovým broušením pro optimalizaci vzhledu, hladkosti a zvuku by mohly snížit náklady na údržbu až o 3,9 miliardy dolarů za rok. V průběhu 30 let. Randy Everett a ministerstvo dopravy v Arizoně
Přibližně v této době vydala Maricopa Government Association (MAG) zprávu hodnotící místní hluk na dálnici a sjízdnost. Zpráva uznává obtížnost údržby silniční sítě a zaměřuje se na hlukové charakteristiky vozovky. Klíčovým závěrem je, že protože hluková výhoda AR-ACFC tak rychle mizí, „mělo by se zvážit ošetření diamantovým povrchem místo gumoasfaltového překrytí“. Dalším souběžným vývojem je smlouva o nákupu údržby, která umožňuje broušení diamantů. Dodavatel byl přizván na údržbu a stavbu.
ADOT věří, že je čas udělat další krok, a plánuje zahájit větší projekt broušení diamantů na SR 202 v únoru 2020. Projekt pokrývá čtyři míle dlouhou, čtyři pruhy širokou část, včetně šikmých částí. Plocha byla příliš velká na to, aby bylo možné asfalt odstranit nakladačem, proto byla použita fréza. Oddělení řeže pásy v gumoasfaltu pro dodavatele frézování, které slouží jako vodítko při procesu frézování. Tím, že obsluha snáze vidí povrch PCC pod krytem, lze seřídit frézovací zařízení a minimalizovat poškození podkladového betonu. Finální diamantově broušený povrch SR 202 splňuje všechny normy ADOT-je tichý, hladký a atraktivní-ve srovnání s asfaltovými povrchy byla hodnota IRI ve 20. a 30. letech 20. století velmi příznivá. Tyto srovnatelné hlukové charakteristiky lze získat, protože ačkoli je nová dlažba AR-ACFC asi o 5 dB tišší než diamantový povrch, při používání dlažby AR-ACFC po dobu 5 až 9 let jsou její výsledky měření srovnatelné nebo vyšší Úroveň dB. Nejen, že je hladina hluku nového diamantového brusu SR 202 pro řidiče velmi nízká, ale chodník také vytváří méně hluku v okolních obcích.
Úspěch jejich raných projektů přiměl ADOT k zahájení tří dalších pilotních projektů broušení diamantů. Diamantové broušení Loop 101 Price Freeway bylo dokončeno. Diamantové broušení Loop 101 Pima Freeway bude provedeno na začátku roku 2021 a výstavba Loop 101 I-17 na 75th Avenue se očekává v příštích pěti letech. ADOT bude sledovat výkon všech položek, aby zkontroloval podporu spojů, zda se beton odloupl a zachování zvuku a jízdní kvality.
Přestože nebyly dokončeny všechny pilotní projekty, dosud shromážděné údaje odůvodňují zvažování broušení diamantů jako alternativy ke standardnímu broušení a plnění. Předběžné výsledky šetření nákladů ukazují, že úspory spojené s používáním betonové vozovky a diamantovým broušením k optimalizaci vzhledu, hladkosti a zvuku mohou snížit náklady na údržbu až o 3,9 miliardy dolarů za období 30 let.
Použitím stávající betonové vozovky ve Phoenixu lze nejen rozšířit rozpočet na údržbu a udržet více silnic v dobrém stavu, ale trvanlivost betonu zajišťuje, že narušení související s údržbou silnic jsou minimalizována. A co je nejdůležitější, veřejnost si bude moci užít hladký a tichý jízdní povrch.
Randy Everett je vedoucím správcem oddělení ministerstva dopravy ve střední Arizoně.
IGGA je nezisková obchodní asociace založená v roce 1972 skupinou specializovaných průmyslových profesionálů, kteří se věnují vývoji diamantových broušení a drážkování pro betonové a asfaltové povrchy z portlandského cementu. V roce 1995 se IGGA připojila k pobočce American Concrete Pavement Association (ACPA) a vytvořila dnešní IGGA/ACPA Concrete Pavement Protection Partnership (IGGA/ACPA CP3). Dnes je toto partnerství technickým zdrojem a průmyslovým lídrem v celosvětovém marketingu optimalizovaných povrchů vozovek, oprav betonových vozovek a ochrany vozovek. Posláním IGGA je stát se předním technologickým a propagačním zdrojem pro akceptaci a správné použití diamantového broušení a drážkování, stejně jako konzervaci a restaurování PCC.
Čas odeslání: září-08-2021