Devolver a estrada de Arizona ao formigón de cemento Portland só pode demostrar o beneficio de usar a moenda de diamante como alternativa á moenda e recheo estándar. As perspectivas mostran que durante un período de 30 anos, os custos de mantemento reduciranse en 3.900 millóns de dólares.
Este artigo baséase nun seminario web realizado orixinalmente durante a Conferencia Técnica da International Grooving and Grinding Association (IGGA) en decembro de 2020. Mira a demostración completa a continuación.
Os residentes na zona de Phoenix queren estradas suaves, fermosas e tranquilas. Non obstante, debido ao crecemento explosivo da poboación na zona e aos fondos insuficientes para manter o ritmo, as condicións das estradas na zona foron diminuíndo na última década. O Departamento de Transporte de Arizona (ADOT) está a estudar solucións creativas para manter a súa rede de estradas e proporcionar os tipos de estradas que o público espera.
Phoenix é a quinta cidade máis poboada dos Estados Unidos e aínda está crecendo. A rede de estradas e pontes de 435 millas da cidade é mantida pola área central do Departamento de Transporte de Arizona (ADOT), a maioría das cales consiste en estradas de catro carrís con carrís adicionais para vehículos altos (HOV). Cun orzamento de construción de 500 millóns de dólares ao ano, a rexión normalmente leva a cabo de 20 a 25 proxectos de construción nunha rede de estradas de alto tráfico cada ano.
Arizona utiliza pavimentos de formigón desde os anos 20. O formigón pódese usar durante décadas e só necesita mantemento cada 20-25 anos. Para Arizona, 40 anos de experiencia exitosa permitíronlle usar durante a construción das principais estradas do estado na década de 1960. Daquela, asfaltar a estrada con formigón supoñía unha compensación en canto ao ruído da estrada. Durante este período, a superficie de formigón está rematada por estañado (tirando un anciño metálico sobre a superficie de formigón perpendicularmente ao fluxo de tráfico), e os pneumáticos que circulan sobre o formigón estañado producirán un ruído ruidoso e coherente. En 2003, para resolver o problema do ruído, un 1-in. A capa de fricción de caucho asfáltico (AR-ACFC) aplicouse sobre o formigón de cemento Portland (PCC). Isto proporciona unha aparencia consistente, un son silencioso e unha viaxe cómoda. Non obstante, preservar a superficie do AR-ACFC demostrou ser un reto.
A vida útil de deseño de AR-ACFC é de aproximadamente 10 anos. As estradas de Arizona xa superaron a súa vida útil e están envelleciendo. A estratificación e os problemas relacionados supoñen problemas aos condutores e ao Ministerio de Transportes. Aínda que a delaminación adoita producir só unha perda de preto de 1 polgada de profundidade da estrada (porque o asfalto de caucho de 1 polgada de espesor se separou do formigón inferior), o punto de delaminación é considerado como un bache polo público viaxeiro e considérase un grave problema.
Despois de probar a moenda con diamante, as superficies de formigón de próxima xeración e rematar a superficie de formigón cunha esmeriladora ou microfresado, ADOT determinou que a textura lonxitudinal obtida pola moenda con diamante proporciona un aspecto agradable de pana e un bo rendemento de condución (como mostran os baixos números de IRI). ) e baixas emisións sonoras. Randy Everett e o Departamento de Transporte de Arizona
Arizona usa o Índice Internacional de Rugosidade (IRI) para medir as condicións das estradas, e o número foi diminuíndo. (IRI é unha especie de datos estatísticos de rugosidade, que é case universalmente utilizado polas institucións nacionais como un indicador de rendemento do seu sistema de xestión de pavimentos. Canto menor sexa o valor, menor será a rugosidade, o que é desexable). Segundo as medicións do IRI realizadas en 2010, o 72% das estradas interestatais da rexión están en bo estado. En 2018, esta proporción caera ata o 53%. As rutas do sistema de estradas nacionais tamén están a mostrar unha tendencia á baixa. As medicións realizadas en 2010 mostraron que o 68% das estradas estaban en bo estado. En 2018, este número caeu ata o 35%.
A medida que aumentaron os custos, e o orzamento non puido seguir, en abril de 2019, ADOT comezou a buscar mellores opcións de almacenamento que na caixa de ferramentas anterior. Para pavimentos que aínda están en bo estado dentro da xanela de vida útil de 10 a 15 anos -e cada vez é máis importante para o departamento manter o pavimento existente en bo estado-, as opcións inclúen o selado de gretas, o selado por pulverización (aplicando un capa de luz, emulsión asfáltica solidificada lentamente), o reparar baches individuais. Para pavimentos que superan a vida útil de deseño, unha opción é limar o asfalto deteriorado e colocar unha nova capa asfáltica de caucho. Non obstante, debido ao alcance da zona que hai que reparar, isto resulta demasiado custoso. Outro obstáculo para calquera solución que requira moenda repetida da superficie de asfalto é que o equipo de moenda inevitablemente afectará e danará o formigón subxacente, e a perda de material de formigón nas xuntas é particularmente grave.
Que pasaría se Arizona volvese á superficie orixinal do PCC? ADOT sabe que as estradas de formigón do estado están deseñadas para proporcionar estabilidade estrutural de longa duración. O departamento deuse conta de que se podían utilizar o PCC subxacente para mellorar a súa superficie dentada orixinal para formar unha estrada tranquila e transitable, a estrada reparada podería durar máis tempo e requirir mantemento. Tamén é moito menos que o asfalto.
Como parte do proxecto na SR 101 ao norte de Phoenix, eliminouse a capa AR-ACFC, polo que ADOT instalou catro seccións de proba para explorar solucións futuras que utilizarán o formigón existente ao tempo que se garante a suavidade, a conducción tranquila e o bo aspecto da estrada. O departamento revisou a moenda con diamante e a superficie de formigón de próxima xeración (NGCS), unha textura cun perfil de solo controlado e unha textura global negativa ou descendente, que se desenvolveu como un pavimento de formigón especialmente ruído. ADOT tamén está considerando o uso dunha esmeriladora deslizante (un proceso no que unha máquina guía os rodamentos de bolas ata a superficie da estrada para mellorar as características de rozamento) ou o microfresado para rematar a superficie de formigón. Despois de probar cada método, ADOT determinou que a textura lonxitudinal obtida pola moenda con diamante proporciona un aspecto agradable de pana, así como unha boa experiencia de conducción (como indica o baixo valor IRI) e baixo ruído. O proceso de moenda con diamante tamén demostrou ser o suficientemente suave como para protexer as áreas de formigón, especialmente arredor das xuntas, que antes estaban danadas polo fresado. A moenda de diamantes tamén é unha solución rendible.
En maio de 2019, ADOT decidiu moer con diamante unha pequena sección da SR 202 situada na zona sur de Phoenix. A estrada AR-ACFC, de 15 anos de idade, estaba tan solta e en capas que se lanzaron pedras soltas sobre o parabrisas e os condutores queixáronse de que o parabrisas estaba danado por pedras que voaban 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 circular. ADOT escolleu acabados de diamante para os dous carrís da dereita ao longo da SR 202 de media milla de lonxitude. Usaron un cubo cargador para eliminar a capa existente de AR-ACFC sen danar o formigón inferior. O departamento probou con éxito este método en abril cando estaban a buscar formas de volver á estrada PCC. Despois de completar o proxecto, o representante de ADOT observou que o condutor se movería do carril AR-ACFC ao carril de formigón chan de diamante para experimentar a mellora das características de condución e son.
Aínda que non se completaron todos os proxectos piloto, as conclusións preliminares sobre custos indican que o aforro asociado co uso de pavimento de formigón e moenda de diamante para optimizar a aparencia, a suavidade e o son podería reducir o mantemento en ata 3.900 millóns de dólares nun custo anual. Durante un período de 30 anos. Randy Everett e o Departamento de Transporte de Arizona
Por esta época, a Asociación de Goberno de Maricopa (MAG) publicou un informe que avalía o ruído e a condución das estradas locais. O informe recoñece a dificultade de manter a rede viaria e incide nas características de ruído da vía. Unha conclusión clave é que, debido a que a vantaxe de ruído do AR-ACFC desaparece tan rápido, "débese considerar o tratamento do chan de diamante en lugar da superposición de asfalto de caucho". Outro desenvolvemento simultáneo é un contrato de adquisición de mantemento que permite a moenda de diamantes. O contratista foi contratado para o mantemento e a construción.
ADOT cre que é hora de dar o seguinte paso e planea iniciar un proxecto máis grande de moenda de diamantes na SR 202 en febreiro de 2020. O proxecto abrangue unha sección de catro millas de longo e catro carrís de ancho, incluíndo seccións inclinadas. A superficie era demasiado grande para utilizar unha cargadora para retirar o asfalto, polo que se utilizou unha fresadora. O departamento corta tiras en asfalto de caucho para que o contratista de fresado as utilice como guía durante o proceso de fresado. Ao facilitar ao operador ver a superficie do PCC baixo a cuberta, pódese axustar o equipo de fresado e minimizar o dano ao formigón subxacente. A superficie final diamantada do SR 202 cumpre todos os estándares de ADOT -é tranquila, lisa e atractiva- en comparación coas superficies de asfalto, o valor IRI foi moi favorable nos anos 20 e 30. Estas características de ruído comparables pódense obter porque aínda que o novo pavimento AR-ACFC é uns 5 dB máis silencioso que o chan de diamante, cando o pavimento AR-ACFC se usa durante 5 a 9 anos, os seus resultados de medición son comparables ou superiores ao nivel dB. Non só o nivel de ruído do novo chan de diamante 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 levou a ADOT a iniciar outros tres proxectos piloto de moenda de diamantes. Rematou a moenda con diamante da autopista Loop 101 Price Freeway. A moenda con diamante da autoestrada Loop 101 Pima realizarase a principios de 2021, e espérase que a construción do Loop 101 I-17 ata a 75th Avenue se leve a cabo nos próximos cinco anos. ADOT fará un seguimento do rendemento de todos os elementos para comprobar o soporte das xuntas, se o formigón se despregou e o mantemento do son e da calidade da marcha.
Aínda que non se remataron todos os proxectos piloto, os datos recollidos ata agora xustifican a consideración da moenda de diamante como alternativa á moenda e recheo estándar. Os resultados preliminares da investigación de custos mostran que o aforro asociado co uso de pavimentos de formigón e moenda con diamante para optimizar a aparencia, a suavidade e o son pode reducir os custos de mantemento ata 3.900 millóns de dólares nun período de 30 anos.
Ao utilizar o pavimento de formigón existente en Phoenix, non só se pode ampliar o orzamento de mantemento e manter máis estradas en bo estado, senón que a durabilidade do formigón garante que se minimicen as interrupcións relacionadas co mantemento das estradas. O máis importante é que o público poderá gozar dunha superficie de condución suave e silenciosa.
Randy Everett é un administrador sénior do Departamento de Transporte de Arizona Central.
IGGA é unha asociación comercial sen ánimo de lucro creada en 1972 por un grupo de profesionais do sector dedicados ao desenvolvemento de procesos de moenda e ranurado de diamante para superficies de formigón e asfalto de cemento Portland. En 1995, IGGA uniuse a unha filial da American Concrete Pavement Association (ACPA), formando a actual IGGA/ACPA Concrete Pavement Protection Partnership (IGGA/ACPA CP3). Hoxe, esta asociación é un recurso técnico e líder da industria na comercialización global de superficies optimizadas de pavimentos, reparación de pavimentos de formigón e protección de pavimentos. A misión de IGGA é converterse no principal recurso tecnolóxico e de promoción para a aceptación e o uso correcto da moenda e ranurado de diamante, así como para a conservación e restauración de PCC.
Hora de publicación: 08-09-2021