Het retourneren van de Arizona Highway naar Portland Cement Concrete kan gewoon het voordeel bewijzen van het gebruik van diamanten slijpen als alternatief voor standaard slijpen en vullen. Uit de vooruitzichten blijkt dat de onderhoudskosten gedurende een periode van 30 jaar worden verlaagd met USD 3,9 miljard.
Dit artikel is gebaseerd op een webinar oorspronkelijk gehouden tijdens de technische conferentie van de International Grooving and Grinding Association (IGGA) in december 2020. Bekijk de volledige demo hieronder.
Bewoners in het Phoenix -gebied willen gladde, mooie en rustige wegen. Vanwege de explosieve bevolkingsgroei in het gebied en onvoldoende fondsen om bij te houden, zijn de wegomstandigheden in het gebied in het afgelopen decennium afgenomen. Het Arizona Department of Transportation (ADOT) bestudeert creatieve oplossingen om zijn snelwegnetwerk te onderhouden en de soorten wegen te bieden die het publiek verwacht.
Phoenix is de vijfde meest dichtbevolkte stad in de Verenigde Staten en het groeit nog steeds. Het 435-mijl netwerk van wegen en bruggen van de stad wordt gehandhaafd door het centrale gebied Arizona Department of Transportation (ADOT), waarvan de meeste bestaan uit vierbaans snelwegen met extra lanen met een hoog voertuig-voertuig (HOV). Met een bouwbudget van US $ 500 miljoen per jaar, voert de regio meestal elk jaar 20 tot 25 bouwprojecten uit op een wegennetwerk.
Arizona gebruikt sinds de jaren 1920 betonnen trottoirs. Beton kan tientallen jaren worden gebruikt en heeft alleen om de 20-25 jaar onderhoud nodig. Voor Arizona stelde 40 jaar succesvolle ervaring het mogelijk om te worden gebruikt tijdens de bouw van de belangrijkste snelwegen van de staat in de jaren zestig. Destijds betekende het bestraten van de weg met beton om een afweging te maken in termen van weggeluid. Tijdens deze periode wordt het betonoppervlak afgewerkt door vast te houden (een metalen hark op het betonoppervlak loodrecht op de verkeersstroom te trekken), en banden die op het ingeblikte beton rijden, produceert een luidruchtig, coherent gejank. In 2003, om het geluidsprobleem op te lossen, een 1-in. Asfalt rubberwrijvingslaag (AR-ACFC) werd aangebracht op de top van Portland Cement Concrete (PCC). Dit biedt een consistent uiterlijk, rustig geluid en comfortabel reizen. Het behoud van het oppervlak van de AR-ACFC is echter een uitdaging gebleken.
De ontwerpleven van AR-ACFC is ongeveer 10 jaar. De snelwegen van Arizona hebben nu hun ontwerpleven overtroffen en zijn verouderd. Stratificatie en gerelateerde problemen vormen problemen voor bestuurders en het ministerie van Transport. Hoewel delaminatie meestal alleen maar resulteert in een verlies van ongeveer 1 inch van de wegdiepte (omdat het 1-inch dikke rubberen asfalt is gescheiden van het beton hieronder), wordt het delaminatiepunt door het reizende publiek beschouwd als een kuilen en wordt beschouwd als een ernstige probleem.
Na het testen van diamantslijpen, de volgende generatie betonoppervlakken en het afwerken van het betonnen oppervlak met een slipmolen of micromilling, heeft adot vastgesteld dat de longitudinale textuur verkregen door diamantslijpen een aangename corduroy-verschijning en goed rijprestaties (zoals getoond door lage IRI) cijfers biedt ) en lage ruisemissies. Randy Everett en Arizona Department of Transportation
Arizona gebruikt de International Roughness Index (IRI) om de wegomstandigheden te meten en het aantal is afgenomen. (IRI is een soort ruwheid statistische gegevens, die bijna universeel door nationale instellingen worden gebruikt als een prestatie -indicator van hun bestratingsbeheersysteem. Hoe lager de waarde, hoe kleiner de ruwheid, die wenselijk is). Volgens IRI -metingen in 2010 zijn 72% van de snelwegen tussen staten in de regio in goede staat. Tegen 2018 was dit aandeel gedaald tot 53%. Nationale snelwegsysteemroutes vertonen ook een neerwaartse trend. Metingen in 2010 toonden aan dat 68% van de wegen in goede staat was. Tegen 2018 was dit aantal gedaald tot 35%.
Naarmate de kosten stegen - en het budget niet kon bijhouden - begon ADOT in april 2019 te zoeken naar betere opslagopties dan in de vorige toolbox. Voor bestratingen die nog in goede staat zijn binnen het 10 tot 15-jarige ontwerplevenvenster-wordt het voor de afdeling steeds belangrijker voor de afdeling om de bestaande bestrating in goede staat te houden, omvatten scheurafdichting, spuitafdichting (een dun aanbrengen (een dun aanbrengen Laag van licht, langzaam gestold asfaltemulsie), of repareer individuele gaten. Voor bestratingen die de levensduur overschrijden, is een optie om het verslechterde asfalt te malen en een nieuwe rubber asfaltoverlay te leggen. Vanwege de reikwijdte van het gebied dat moet worden gerepareerd, blijkt dit echter te duur. Een ander obstakel voor elke oplossing die herhaald slijpen van het asfaltoppervlak vereist, is dat de slijpapparatuur onvermijdelijk het onderliggende beton zal beïnvloeden en beschadigen, en het verlies van betonmateriaal bij de gewrichten is bijzonder ernstig.
Wat zou er gebeuren als Arizona terugkeerde naar het oorspronkelijke PCC -oppervlak? ADOT weet dat de betonnen snelwegen in de staat zijn ontworpen om een lange levensduur structurele stabiliteit te bieden. De afdeling realiseerde zich dat als ze de onderliggende PCC konden gebruiken om zijn oorspronkelijke getande oppervlak te verbeteren om een rustige en rede weg te vormen, de gerepareerde weg misschien langer meegaat en onderhoud nodig heeft. Het is ook veel minder dan asfalt.
Als onderdeel van het project op SR 101 ten noorden van Phoenix is de AR-ACFC-laag verwijderd, dus heeft ADOT vier testsecties geïnstalleerd om toekomstige oplossingen te verkennen die bestaande beton zullen gebruiken en tegelijkertijd soepelheid, rustig rijden en goed wegkomen waarborgen. De afdeling beoordeelde diamantslijping en volgende generatie betonoppervlak (NGC's), een textuur met een gecontroleerd bodemprofiel en algehele negatieve of neerwaartse textuur, die is ontwikkeld als een bijzonder low-ruis betonnen bestrating. ADOT overweegt ook het gebruik van een schuiflinder (een proces waarbij een machine kogellagers naar het wegoppervlak leidt om wrijvingskarakteristieken te verbeteren) of micro-milling om het betonnen oppervlak af te maken. Na het testen van elke methode heeft ADOT vastgesteld dat de longitudinale textuur verkregen door diamanten slijpen een aangenaam corduroy -uiterlijk biedt, evenals een goede rijervaring (zoals aangegeven door de lage IRI -waarde) en lage ruis. Het diamantslijpproces is ook bewezen zacht genoeg te zijn om betonnen gebieden te beschermen, vooral rond de gewrichten, die eerder werden beschadigd door frezen. Diamantslijpen is ook een kosteneffectieve oplossing.
In mei 2019 besloot ADOT om een klein deel van de SR 202 in het zuidelijke deel van Phoenix te schrappen. De 15-jarige AR-ACFC-weg was zo los en gelaagd dat losse rotsen op de voorruit werden gegooid en chauffeurs klaagden over de voorruit die elke dag werd beschadigd door vliegende rotsen. Het aandeel verliesclaims in deze regio is hoger dan in andere regio's van het land. Het trottoir is ook erg luidruchtig en moeilijk te rijden. Adot koos voor diamant afgewerkte afwerkingen voor de twee rechterstroken langs SR 202 een halve mijl lang. Ze gebruikten een lader-emmer om de bestaande AR-ACFC-laag te verwijderen zonder het hieronder beton te beschadigen. De afdeling testte deze methode met succes in april toen ze brainstormen over manieren om terug te keren naar de PCC -weg. Nadat het project was voltooid, merkte de ADOT-vertegenwoordiger op dat de bestuurder van de AR-ACFC Lane naar de Diamond Ground Concrete Lane zou verhuizen om de verbeterde rit- en geluidskenmerken te ervaren.
Hoewel niet alle pilootprojecten zijn voltooid, geven voorlopige bevindingen op kosten aan dat de besparingen in verband met het gebruik van betonstaveling en diamantslijpen om het uiterlijk, de gladheid en het geluid te optimaliseren, onderhoud met maar liefst $ 3,9 miljard in een jaarkosten kan verminderen. Over een periode van 30 jaar. Randy Everett en het Arizona Department of Transportation
Rond deze tijd heeft de Maricopa Government Association (MAG) een rapport uitgebracht waarin de lokale snelweg lawaai en rijen beoordeelde. Het rapport erkent de moeilijkheid om het wegennet te onderhouden en richt zich op de geluidskenmerken van de weg. Een belangrijke conclusie is dat omdat het geluidsvoordeel van AR-ACFC zo snel verdwijnt, "diamanten grondbehandeling moet worden overwogen in plaats van rubber asfaltoverlay." Een andere gelijktijdige ontwikkeling is een onderhoudsopdrachtscontract waarmee diamantslijpen de aannemer kunnen slijpen, is ingebracht voor onderhoud en constructie.
Adot is van mening dat het tijd is om de volgende stap te zetten en van plan is om in februari 2020 een groter diamantslijpproject te starten op SR 202. Het gebied was te groot om een lader te gebruiken om het asfalt te verwijderen, dus werd een freesmachine gebruikt. De afdeling snijdt strips in rubber asfalt voor de freescontractant om als gids te gebruiken tijdens het frezenproces. Door het voor de operator gemakkelijker te maken om het PCC -oppervlak onder het deksel te zien, kan de freesapparatuur worden aangepast en kan schade aan het onderliggende beton worden geminimaliseerd. Het laatste diamant-grondoppervlak van SR 202 voldoet aan alle adot-normen-het is stil, soepel en aantrekkelijk vergelijkbaar met asfaltoppervlakken, de IRI-waarde was zeer gunstig in de jaren 1920 en 1930. Deze vergelijkbare ruiskenmerken kunnen worden verkregen, omdat hoewel de nieuwe AR-ACFC-bestrating ongeveer 5 dB stiller is dan de diamanten grond, wanneer de AR-ACFC-bestrating 5 tot 9 jaar wordt gebruikt, zijn meetresultaten vergelijkbaar of hoger het DB-niveau. Niet alleen is het geluidsniveau van de nieuwe SR 202 Diamond Ground erg laag voor stuurprogramma's, maar het trottoir genereert ook minder geluid in nabijgelegen gemeenschappen.
Het succes van hun vroege projecten bracht ADOT ertoe om drie andere pilootprojecten voor diamanten te starten. Het diamantslijpen van Loop 101 Prijs Freeway is voltooid. Het diamantslijpen van Loop 101 Pima Freeway zal begin 2021 worden uitgevoerd en de bouw van lus 101 I-17 tot 75th Avenue zal naar verwachting in de komende vijf jaar worden uitgevoerd. ADOT volgt de prestaties van alle items om de ondersteuning van de gewrichten te controleren, of het beton is afgeschild en het onderhoud van geluid en rijkwaliteit.
Hoewel niet alle pilootprojecten zijn voltooid, rechtvaardigen de gegevens die tot nu toe worden verzameld, de overweging van diamantslijpen als alternatief voor standaard slijpen en vullen. De voorlopige resultaten van het kostenonderzoek tonen aan dat de besparingen die verband houden met het gebruik van betonpartij en diamantslijpen om het uiterlijk, de gladheid en het geluid te optimaliseren, onderhoudskosten kunnen verlagen met maximaal $ 3,9 miljard gedurende een periode van 30 jaar.
Door het bestaande betonnen bestrating in Phoenix te gebruiken, kan niet alleen het onderhoudsbudget worden uitgebreid en worden meer wegen in goede staat gehouden, maar de duurzaamheid van het beton zorgt ervoor dat verstoringen met betrekking tot wegenonderhoud worden geminimaliseerd. Het belangrijkste is dat het publiek kan genieten van een soepel en rustig rijoppervlak.
Randy Everett is een senior afdelingsbeheerder voor het ministerie van Transport in Central Arizona.
Igga is een non-profit handelsvereniging die in 1972 is opgericht door een groep toegewijde professionals in de industrie, gewijd aan de ontwikkeling van diamantslijpen en groovingprocessen voor Portland Cement Beton en asfaltoppervlakken. In 1995 trad Igga toe tot een partner van de American Concrete Pavement Association (ACPA), waarbij het hedendaagse IgGA/ACPA Concrete Pavement Protection Partnership (IGGA/ACPA CP3) werd gevormd. Tegenwoordig is dit partnerschap een technische hulpbron en industriële leider in de wereldwijde marketing van geoptimaliseerde bestratingsoppervlakken, herstel van betonnen bestrating en bestratingbescherming. De missie van Igga is om de toonaangevende technologie- en promotie -bron te worden voor de acceptatie en correct gebruik van diamanten slijpen en groeven, evenals PCC -behoud en restauratie.
Posttijd: SEP-08-2021