Devolver a estrada de Arizona ao formigón de cemento Portland pode só demostrar o beneficio de usar a moenda de diamantes como alternativa á moenda estándar e ao recheo. A perspectiva mostra que durante un período de 30 anos, os custos de mantemento reduciranse en 3.900 millóns de dólares.
Este artigo está baseado nun seminario web que se celebra orixinalmente durante a Conferencia Técnica da Asociación Internacional de Grooving and Grinding (IGGA) en decembro de 2020. Ver a demostración completa a continuación.
Os residentes na zona de Phoenix queren estradas suaves, fermosas e tranquilas. Non obstante, debido ao crecemento da poboación explosiva na zona e aos fondos insuficientes para manter o ritmo, as condicións da estrada na zona foron diminuíndo na última década. O Departamento de Transportes de Arizona (ADOT) está estudando solucións creativas para manter a súa rede de estradas e proporcionar os tipos de estradas que espera o público.
Phoenix é a quinta cidade máis poboada dos Estados Unidos e segue crecendo. A rede de estradas e pontes da cidade da cidade é mantida pola área central do Departamento de Transportes de Arizona (ADOT), a maior parte das cales consta de estradas de catro carrís con carrís adicionais de vehículos altos (HOV). Cun orzamento de construción de 500 millóns de dólares ao ano, a rexión normalmente leva 20 a 25 proxectos de construción nunha rede viaria de alto tráfico cada ano.
Arizona leva usando beirarrúas de formigón desde os anos vinte. O formigón pódese usar durante décadas e só precisa mantemento cada 20-25 anos. Para Arizona, 40 anos de experiencia exitosa permitiu empregarse durante a construción das principais estradas do estado na década de 1960. Naquel momento, pavimentar a estrada con formigón significaba facer un compromiso en termos de ruído na estrada. Durante este período, a superficie de formigón está rematada por tinning (tirando un rastrillo metálico na superficie de formigón perpendicular ao fluxo de tráfico), e os pneumáticos que conducen no formigón enlatado producirán un ruidoso e coherente queixo. En 2003, para resolver o problema de ruído, un 1-in. A capa de fricción de caucho de asfalto (AR-ACFC) aplicouse encima do formigón de cemento Portland (PCC). Isto proporciona un aspecto consistente, un son tranquilo e unha viaxe cómoda. Non obstante, preservar a superficie do AR-ACFC demostrou ser un reto.
A vida de deseño de AR-ACFC é de aproximadamente 10 anos. As estradas de Arizona superaron agora a súa vida de deseño e envellecen. A estratificación e problemas relacionados supoñen problemas para os condutores e o Ministerio de Transportes. Aínda que a delaminación normalmente só produce unha perda de aproximadamente 1 polgada de profundidade da estrada (porque o asfalto de goma de 1 polgada de grosor se separou do formigón a continuación), o punto de desaminación é considerado como un bote polo público que viaxa e é considerado como un grave problema.
Despois de probar a moenda de diamantes, superficies de formigón de última xeración e rematar a superficie de formigón cun moedor de deslizamento ou micromilamento, ADOT determinou que a textura lonxitudinal obtida por moenda de diamantes proporciona un aspecto agradable e un bo rendemento de condución (como se mostra por números baixos de IRI) ) e emisións de baixo ruído. Randy Everett e Arizona Departamento de Transportes
Arizona usa o índice de rugosidade internacional (IRI) para medir as condicións da estrada e o número foi diminuíndo. (IRI é unha especie de datos estatísticos de rugosidade, que son case universalmente empregadas polas institucións nacionais como indicador de rendemento do seu sistema de xestión do pavimento. Canto menor sexa o valor, canto menor será a rugosidade, que é desexable). Segundo as medicións de IRI realizadas en 2010, o 72% das estradas interestatais na rexión están en bo estado. En 2018, esta proporción caeu ata o 53%. As rutas do sistema de estradas nacionais tamén mostran unha tendencia descendente. As medicións en 2010 demostraron que o 68% das estradas estaban en bo estado. En 2018, este número caera ata o 35%.
A medida que aumentaba os custos e o orzamento non puido seguir o día, en abril de 2019, ADOT comezou a buscar mellores opcións de almacenamento que na caixa de ferramentas anterior. Para beirarrúas que aínda están en bo estado dentro das ventás de vida de 10 a 15 anos de vida, e cada vez é máis importante para que o departamento manteña o pavimento existente en boas opcións de estado inclúe selado de crack, selado de pulverización (aplicar un delgado Capa de luz, emulsión de asfalto solidificada lentamente) ou reparar baches individuais. Para as beirarrúas que superan a vida do deseño, unha opción é moer o asfalto deteriorado e poñer unha nova superposición de asfalto de goma. Non obstante, debido ao alcance da zona que hai que reparar, isto resulta demasiado custoso. Outro obstáculo para calquera solución que requira unha moenda repetida da superficie do asfalto é que o equipo de moenda afectará inevitablemente e danará o formigón subxacente, e a perda de material de formigón nas articulacións é especialmente grave.
Que pasaría se Arizona volvese á superficie orixinal do PCC? ADOT sabe que as estradas de formigón no estado están deseñadas para proporcionar unha estabilidade estrutural de longa vida. O departamento entendeu que se podían usar o PCC subxacente para mellorar a súa superficie dentada orixinal para formar unha estrada tranquila e ridexa, a estrada reparada podería durar máis tempo e requirir mantemento. Tamén é moito menos que asfalto.
Como parte do proxecto no SR 101 ao norte de Phoenix, eliminouse a capa AR-ACFC, polo que ADOT instalou catro seccións de proba para explorar futuras solucións que utilizarán o formigón existente ao tempo que asegura suavidade, equitación tranquila e bo aspecto por estrada. O departamento revisou a moenda de diamantes e a superficie de formigón de próxima xeración (NGCS), unha textura cun perfil de solo controlado e unha textura negativa ou descendente en xeral, que foi desenvolvida como un pavimento de formigón especialmente baixo. ADOT tamén está a considerar o uso dun moedor deslizante (un proceso no que unha máquina guía os rodamentos de bola á superficie da estrada para mellorar as características de fricción) ou micro-freadas para rematar a superficie de formigón. Despois de probar cada método, ADOT determinou que a textura lonxitudinal obtida pola moenda de diamantes proporciona un aspecto agradable de pana, así como unha boa experiencia de equitación (como indica o baixo valor IRI) e o baixo ruído. O proceso de moenda de diamantes tamén demostrou ser o suficientemente suave como para protexer as áreas de formigón, especialmente arredor das articulacións, que antes foron danadas polo fresado. A moenda de diamantes tamén é unha solución rendible.
En maio de 2019, ADOT decidiu renunciar a diamantes unha pequena sección do SR 202 situada na zona sur de Phoenix. A estrada AR-ACFC de 15 anos estaba tan solta e en capas que as rochas soltas foron lanzadas no parabrisas, e os condutores queixáronse de que o parabrisas fose danado por voar rochas todos os días. A proporción de reclamacións de perdas nesta rexión é maior que noutras rexións do país. A beirarrúa tamén é moi ruidosa e difícil de conducir. ADOT elixiu acabados acabados por diamantes para os dous carrís da dereita ao longo do SR 202 de media milla de longo. Usaron un cubo de cargador para eliminar a capa AR-ACFC existente sen danar o formigón a continuación. O departamento probou con éxito este método en abril cando estaban de ideas para volver á estrada PCC. Despois de completar o proxecto, o representante de ADOT notou que o condutor pasaría do carril AR-ACFC ao carril de formigón de Diamond Ground para experimentar as características de son e son melloradas.
Aínda que non se completaron todos os proxectos piloto, os resultados preliminares dos custos indican que os aforros asociados ao uso de pavimento de formigón e moenda de diamantes para optimizar o aspecto, a suavidade e o son poderían reducir o mantemento ata 3,9 millóns de dólares nun custo dun ano. Durante un período de 30 anos. Randy Everett e o Departamento de Transportes de Arizona
Ao redor desta época, a Asociación de Goberno de Maricopa (MAG) publicou un informe que avalía o ruído e a drivabilidade das estradas locais. O informe recoñece a dificultade de manter a rede viaria e céntrase nas características de ruído da estrada. Unha conclusión clave é que debido a que a vantaxe do ruído de AR-ACFC desaparece tan rápido, "o tratamento con terra de diamantes debe considerarse en lugar da superposición de asfalto de caucho". Outro desenvolvemento simultáneo é un contrato de contratación de mantemento que permite a moenda de diamantes que o contratista foi introducido para o mantemento e a construción.
ADOT cre que é hora de dar o seguinte paso e planea iniciar un proxecto de moenda de diamantes máis grande no SR 202 en febreiro de 2020. O proxecto abarca unha sección de catro quilómetros de catro carrís, incluíndo seccións inclinadas. A zona era demasiado grande para usar un cargador para eliminar o asfalto, polo que se empregou unha fresadora. O departamento corta tiras en asfalto de caucho para que o contratista de fresado use como guía durante o proceso de fresado. Ao facilitar o operador ver a superficie do PCC baixo a cuberta, pódese axustar o equipo de fresado e pódese minimizar os danos no formigón subxacente. A superficie final de diamantes de SR 202 cumpre todos os estándares ADOT. É tranquilo, liso e atractivo-comparado ás superficies de asfalto, o valor IRI foi moi favorable nos anos vinte e 1930. Estas características de ruído comparables pódense obter porque, aínda que o novo pavimento AR-ACFC é aproximadamente 5 dB máis tranquilo que o chan de diamantes, cando o pavimento AR-ACFC se usa de 5 a 9 anos, os seus resultados de medición son comparables ou superiores ao nivel de DB. Non só o nivel de ruído do novo chan de diamantes SR 202 é moi baixo para os condutores, senón que a beirarrúa tamén xera menos ruído nas comunidades próximas.
O éxito dos seus primeiros proxectos impulsou a ADOT a iniciar outros tres proxectos piloto de moenda de diamantes. Completouse a moenda de diamantes da autoestrada de prezos de bucle 101. A moenda de diamantes da autoestrada Pima 101 levarase a cabo a principios de 2021, e espérase que a construción do bucle 101 I-17 a 75th Avenue se realice nos próximos cinco anos. ADOT rastrexará o rendemento de todos os elementos para comprobar o apoio das articulacións, tanto se o formigón se desprendeu e o mantemento da calidade do son e do paseo.
Aínda que non se completaron todos os proxectos piloto, os datos recollidos ata agora xustifican a consideración da moenda de diamantes como alternativa á moenda estándar e ao recheo. Os resultados preliminares da investigación de custos demostran que os aforros asociados ao uso de pavimento de formigón e moenda de diamantes para optimizar o aspecto, a suavidade e o son poden reducir os custos de mantemento ata 3,9 millóns de dólares durante un período de 30 anos.
Ao usar o pavimento de formigón existente en Phoenix, non só se pode ampliar o orzamento de mantemento e manterse máis estradas en bo estado, senón que a durabilidade do formigón asegura que se minimizan as interrupcións relacionadas co mantemento da estrada. O máis importante, o público poderá gozar dunha superficie de condución suave e tranquila.
Randy Everett é administrador do departamento maior do Departamento de Transportes no centro de Arizona.
IGGA é unha asociación comercial sen ánimo de lucro creada en 1972 por un grupo de profesionais da industria dedicada, dedicados ao desenvolvemento de procesos de moenda e ranura de diamantes para superficies de formigón e asfalto de cemento Portland. En 1995, IGGA uniuse a unha filial da American Concrete Pavement Association (ACPA), formando a asociación de protección do pavimento IGGA/ACPA de hoxe (IGGA/ACPA). Hoxe, esta asociación é un líder técnico e líder da industria na mercadotecnia global de superficies de pavimento optimizadas, reparación de pavimentos de formigón e protección do pavimento. A misión de IGGA é converterse no principal recurso de tecnoloxía e promoción para a aceptación e o uso correcto de moenda e ranura de diamantes, así como a preservación e restauración de PCC.
Tempo de publicación: setembro de 08-2021