Vraćanje autoceste Arizona na beton od portland cementa može samo dokazati korist od korištenja dijamantnog brušenja kao alternative standardnom brušenju i punjenju. Izgledi pokazuju da će se u razdoblju od 30 godina troškovi održavanja smanjiti za 3,9 milijardi USD.
Ovaj se članak temelji na webinaru koji je izvorno održan tijekom tehničke konferencije Međunarodnog udruženja za utore i brušenje (IGGA) u prosincu 2020. Pogledajte cijelu demonstraciju u nastavku.
Stanovnici područja Phoenixa žele glatke, lijepe i tihe ceste. Međutim, zbog eksplozivnog rasta stanovništva u tom području i nedostatnih sredstava za održavanje, cestovni uvjeti u tom području su u posljednjem desetljeću u opadanju. Ministarstvo prometa Arizone (ADOT) proučava kreativna rješenja za održavanje mreže autocesta i pružanje vrsta cesta koje javnost očekuje.
Phoenix je peti najnaseljeniji grad u Sjedinjenim Državama, a i dalje raste. Gradsku mrežu cesta i mostova od 435 milja održava središnje područje Odjela za promet Arizone (ADOT), a većina se sastoji od autocesta s četiri trake s dodatnim trakovima za vozila s velikim brojem vozila (HOV). S proračunom za izgradnju od 500 milijuna USD godišnje, regija obično izvodi 20 do 25 građevinskih projekata na cestovnoj mreži s velikim prometom svake godine.
Arizona koristi betonske pločnike od 1920-ih. Beton se može koristiti desetljećima i treba ga održavati samo svakih 20-25 godina. Arizoni je 40 godina uspješnog iskustva omogućilo da se koristi tijekom izgradnje glavnih državnih autocesta 1960-ih. U to je vrijeme asfaltiranje ceste betonom značilo kompromis u pogledu buke s ceste. Tijekom tog razdoblja betonska površina se dovršava kalajisanjem (povlačenjem metalne grablje po betonskoj površini okomito na tok prometa), a gume koje voze po kalajisanom betonu proizvodit će bučno, koherentno cviljenje. Godine 2003., kako bi se riješio problem buke, 1-in. Tarni sloj od asfaltne gume (AR-ACFC) nanesen je na beton od portland cementa (PCC). To osigurava dosljedan izgled, tih zvuk i udobno putovanje. Međutim, očuvanje površine AR-ACFC-a pokazalo se kao izazov.
Projektirani životni vijek AR-ACFC je približno 10 godina. Autoceste u Arizoni sada su premašile svoj predviđeni vijek trajanja i stare. Raslojavanje i srodna pitanja predstavljaju probleme vozačima i Ministarstvu prometa. Iako raslojavanje obično rezultira samo gubitkom od oko 1 inča dubine ceste (jer se gumeni asfalt debljine 1 inča odvojio od betona ispod), točku raslojavanja putnici smatraju rupom i smatraju je ozbiljnom problem.
Nakon testiranja dijamantnog brušenja, betonskih površina sljedeće generacije i završne obrade betonske površine kliznom brusilicom ili mikroglodanjem, ADOT je utvrdio da uzdužna tekstura dobivena dijamantnim brušenjem pruža ugodan samtasti izgled i dobre performanse vožnje (Kao što pokazuju niski IRI) brojevi ) i niske emisije buke. Randy Everett i Ministarstvo prometa Arizone
Arizona koristi Međunarodni indeks hrapavosti (IRI) za mjerenje stanja na cestama, a broj je u opadanju. (IRI je vrsta statističkih podataka o hrapavosti, koje nacionalne institucije gotovo univerzalno koriste kao pokazatelj učinka svojih sustava upravljanja kolnicima. Što je niža vrijednost, to je manja hrapavost, što je poželjno). Prema IRI mjerenjima provedenim 2010. godine, 72% međudržavnih autocesta u regiji je u dobrom stanju. Do 2018. taj je udio pao na 53%. Nacionalni sustav autocesta također pokazuje trend pada. Mjerenja u 2010. godini pokazala su da je 68% cesta u dobrom stanju. Do 2018. taj je broj pao na 35%.
Kako su troškovi rasli—a proračun ih nije mogao pratiti—u travnju 2019. ADOT je počeo tražiti bolje mogućnosti pohrane nego u prethodnoj kutiji s alatima. Za kolnike koji su još uvijek u dobrom stanju unutar 10 do 15 godina projektiranog vijeka trajanja - a za odjel postaje sve važnije održavati postojeći kolnik u dobrom stanju - opcije uključuju brtvljenje pukotina, brtvljenje raspršivanjem (nanošenje tankog sloj svjetla, Sporo očvrsla asfaltna emulzija), ili popraviti pojedinačne rupe. Za kolnike koji premašuju projektirani vijek trajanja, jedna od mogućnosti je brušenje dotrajalog asfalta i postavljanje novog gumenog asfaltnog sloja. Međutim, zbog opsega područja koje je potrebno sanirati, to se pokazalo preskupo. Još jedna prepreka svakom rješenju koje zahtijeva opetovano brušenje asfaltne površine je to što će oprema za mljevenje neizbježno utjecati i oštetiti temeljni beton, a gubitak betonskog materijala na spojevima je posebno ozbiljan.
Što bi se dogodilo da se Arizona vrati na izvornu PCC površinu? ADOT zna da su betonske autoceste u državi dizajnirane da pruže dugotrajnu strukturnu stabilnost. Odjel je shvatio da bi popravljena cesta mogla trajati dulje i zahtijevati održavanje, ako bi mogli upotrijebiti temeljni PCC za poboljšanje izvorne nazubljene površine kako bi se formirala tiha cesta kojom se može voziti. Također je puno manje od asfalta.
Kao dio projekta na SR 101 sjeverno od Phoenixa, AR-ACFC sloj je uklonjen, tako da je ADOT postavio četiri testne dionice kako bi istražio buduća rješenja koja će koristiti postojeći beton uz osiguravanje glatkoće, tihe vožnje i dobrog izgleda ceste. Odjel je pregledao dijamantsko brušenje i betonsku površinu sljedeće generacije (NGCS), teksturu s kontroliranim profilom tla i cjelokupnom negativnom teksturom ili teksturom prema dolje, koja je razvijena kao betonski kolnik s posebno niskom razinom buke. ADOT također razmatra korištenje klizne brusilice (postupak u kojem stroj vodi kuglične ležajeve na površinu ceste kako bi poboljšao karakteristike trenja) ili mikro-glodanje za završnu obradu betonske površine. Nakon testiranja svake metode, ADOT je utvrdio da uzdužna tekstura dobivena dijamantnim brušenjem pruža ugodan izgled samta kao i dobro iskustvo vožnje (kao što je naznačeno niskom IRI vrijednošću) i nisku razinu buke. Proces dijamantnog brušenja također se pokazao dovoljno nježnim da zaštiti betonske površine, posebno oko spojeva, koji su prethodno oštećeni glodanjem. Dijamantno brušenje također je isplativo rješenje.
U svibnju 2019. ADOT je odlučio dijamantno brusiti mali dio SR 202 koji se nalazi u južnom području Phoenixa. Cesta AR-ACFC stara 15 godina bila je toliko labava i slojevita da se kamenje bacalo na vjetrobransko staklo, a vozači su se žalili da je vjetrobransko staklo svaki dan oštećeno kamenjem. Udio šteta u ovoj regiji veći je nego u drugim regijama zemlje. Nogostup je također vrlo bučan i težak za vožnju. ADOT je odabrao dijamantno završenu završnu obradu za dvije desne trake duž SR 202 duge pola milje. Upotrijebili su žlicu utovarivača za uklanjanje postojećeg AR-ACFC sloja bez oštećenja betona ispod. Odjel je uspješno testirao ovu metodu u travnju kada su razmišljali o načinima povratka na PCC cestu. Nakon što je projekt dovršen, predstavnik ADOT-a primijetio je da će se vozač premjestiti s AR-ACFC trake na dijamantno brušenu betonsku stazu kako bi iskusio poboljšane karakteristike vožnje i zvuka.
Iako nisu dovršeni svi pilot projekti, preliminarni nalazi o troškovima pokazuju da bi uštede povezane s upotrebom betonskog kolnika i dijamantnog brušenja za optimizaciju izgleda, glatkoće i zvuka mogle smanjiti troškove održavanja za čak 3,9 milijardi dolara godišnje. U razdoblju od 30 godina. Randy Everett i Odjel za promet Arizone
Otprilike u to vrijeme, Vladina udruga Maricopa (MAG) objavila je izvješće o procjeni buke lokalne autoceste i mogućnosti vožnje. Izvješće priznaje poteškoće u održavanju cestovne mreže i usredotočuje se na karakteristike buke ceste. Ključni zaključak je da, budući da prednost AR-ACFC-a u pogledu buke nestaje tako brzo, "treba razmotriti dijamantnu obradu tla umjesto sloja gumenog asfalta." Još jedan istovremeni razvoj je ugovor o nabavi održavanja koji omogućuje brušenje dijamanata. Izvođač je angažiran za održavanje i izgradnju.
ADOT vjeruje da je vrijeme za poduzimanje sljedećeg koraka i planira započeti veći projekt brušenja dijamanata na SR 202 u veljači 2020. Projekt pokriva dionicu dugu četiri milje, široku četiri trake, uključujući nagnute dijelove. Površina je bila prevelika da bi se koristio utovarivač za uklanjanje asfalta, pa je korištena freza. Odjel reže trake u gumenom asfaltu koje izvođač radova koristi kao vodič tijekom procesa frezanja. Olakšavajući operateru da vidi PCC površinu ispod poklopca, oprema za glodanje se može prilagoditi i oštećenje temeljnog betona može se svesti na minimum. Konačna dijamantno brušena površina SR 202 zadovoljava sve ADOT standarde - tiha je, glatka i atraktivna - u usporedbi s asfaltnim površinama, IRI vrijednost bila je vrlo povoljna u 1920-im i 1930-im godinama. Ove usporedive karakteristike buke mogu se dobiti jer iako je novi AR-ACFC kolnik oko 5 dB tiši od dijamantnog tla, kada se AR-ACFC kolnik koristi 5 do 9 godina, rezultati mjerenja su usporedivi ili viši od razine dB. Ne samo da je razina buke novog dijamantnog brusa SR 202 vrlo niska za vozače, već pločnik također stvara manje buke u obližnjim zajednicama.
Uspjeh njihovih ranih projekata potaknuo je ADOT da pokrene tri druga pilot projekta brušenja dijamanata. Dovršeno je dijamantsko brušenje autoceste Loop 101 Price. Dijamantno brušenje autoceste Loop 101 Pima bit će izvedeno početkom 2021. godine, a izgradnja petlje 101 I-17 do 75. avenije očekuje se da će se izvesti u sljedećih pet godina. ADOT će pratiti izvedbu svih stavki kako bi provjerio potporu spojeva, je li se beton oljuštio, te održavanje zvuka i kvalitete vožnje.
Iako nisu završeni svi pilot projekti, do sada prikupljeni podaci opravdavaju razmatranje dijamantnog brušenja kao alternative standardnom brušenju i punjenju. Preliminarni rezultati istraživanja troškova pokazuju da uštede povezane s korištenjem betonskog kolnika i dijamantnog brušenja za optimizaciju izgleda, glatkoće i zvuka mogu smanjiti troškove održavanja do 3,9 milijardi USD tijekom razdoblja od 30 godina.
Korištenjem postojećeg betonskog kolnika u Phoenixu, ne samo da se proračun za održavanje može produžiti i više se cesta održava u dobrom stanju, već i trajnost betona osigurava da se smetnje povezane s održavanjem cesta svedu na minimum. Što je najvažnije, javnost će moći uživati u glatkoj i tihoj voznoj površini.
Randy Everett viši je administrator odjela Ministarstva prometa u Središnjoj Arizoni.
IGGA je neprofitna trgovačka udruga koju je 1972. godine osnovala skupina predanih industrijskih profesionalaca, posvećenih razvoju procesa dijamantnog brušenja i žljebljenja za betonske i asfaltne površine od portland cementa. Godine 1995. IGGA se pridružio podružnici Američkog udruženja za betonske kolnike (ACPA), formirajući današnje IGGA/ACPA partnerstvo za zaštitu betonskih kolnika (IGGA/ACPA CP3). Danas je ovo partnerstvo tehnički resurs i industrijski lider u globalnom marketingu optimiziranih površina kolnika, popravka betonskih kolnika i zaštite kolnika. Misija IGGA-e je postati vodeći tehnološki i promotivni resurs za prihvaćanje i ispravnu upotrebu dijamantnog brušenja i urezivanja, kao i očuvanje i restauraciju PCC-a.
Vrijeme objave: 8. rujna 2021