Å returnere Arizona-motorveien til Portland sementbetong kan bare bevise fordelen med å bruke diamantsliping som et alternativ til standard sliping og fylling. Utsiktene viser at over en 30-årsperiode vil vedlikeholdskostnadene reduseres med USD 3,9 milliarder.
Denne artikkelen er basert på et webinar som opprinnelig ble holdt under International Grooving and Grinding Association (IGGA) tekniske konferanse i desember 2020. Se hele demoen nedenfor.
Beboere i Phoenix-området ønsker jevne, vakre og rolige veier. Men på grunn av eksplosiv befolkningsvekst i området og utilstrekkelige midler til å henge med, har veiforholdene i området vært synkende det siste tiåret. Arizona Department of Transportation (ADOT) studerer kreative løsninger for å opprettholde motorveinettverket og tilby veitypene publikum forventer.
Phoenix er den femte mest folkerike byen i USA, og den vokser fortsatt. Byens 435-mile nettverk av veier og broer vedlikeholdes av Arizona Department of Transportation (ADOT) sentralområde, hvorav det meste består av firefelts motorveier med ekstra høykjøretøy-baner (HOV). Med et byggebudsjett på USD 500 millioner per år, utfører regionen typisk 20 til 25 byggeprosjekter på et høyt trafikkert veinett hvert år.
Arizona har brukt betongdekker siden 1920-tallet. Betong kan brukes i flere tiår og trenger kun vedlikehold hvert 20.-25. år. For Arizona gjorde 40 års vellykket erfaring det mulig å bruke den under byggingen av statens store motorveier på 1960-tallet. På den tiden innebar det å asfaltere veien med betong å gjøre en avveining med tanke på veistøy. I løpet av denne perioden avsluttes betongoverflaten med fortinning (trekker en metallrive på betongoverflaten vinkelrett på trafikkstrømmen), og dekk som kjører på fortinnet betong vil produsere en støyende, sammenhengende sutring. I 2003, for å løse støyproblemet, ble en 1-in. Asfaltgummifriksjonslag (AR-ACFC) ble påført på toppen av Portland Cement Concrete (PCC). Dette gir et konsistent utseende, stille lyd og komfortabel reise. Å bevare overflaten til AR-ACFC har imidlertid vist seg å være en utfordring.
Designlevetiden til AR-ACFC er omtrent 10 år. Arizonas motorveier har nå overskredet designlevetiden og eldes. Stratifisering og relaterte problemstillinger byr på problemer for sjåfører og Samferdselsdepartementet. Selv om delaminering vanligvis bare resulterer i et tap på omtrent 1 tomme av veidybden (fordi den 1-tommers tykke gummiasfalten har skilt seg fra betongen under), anses delamineringspunktet som et jettegryte av det reisende publikum og betraktes som et alvorlig problem.
Etter å ha testet diamantsliping, neste generasjons betongoverflater og etterbehandling av betongoverflaten med en slipemaskin eller mikrofresing, fastslo ADOT at den langsgående teksturen oppnådd ved diamantsliping gir et tiltalende cordfløyelutseende og god kjøreytelse (som vist med lave IRI-tall) ) og lavt støyutslipp. Randy Everett og Arizona Department of Transportation
Arizona bruker International Roughness Index (IRI) for å måle veiforhold, og antallet har vært synkende. (IRI er en slags statistiske data for ruhet, som nesten universelt brukes av nasjonale institusjoner som en ytelsesindikator for deres fortaustyringssystem. Jo lavere verdi, jo mindre ruhet er det ønskelig). I følge IRI-målinger utført i 2010, er 72 % av de mellomstatlige motorveiene i regionen i god stand. I 2018 hadde denne andelen falt til 53 %. Nasjonale motorveisystemruter viser også en nedadgående trend. Målinger i 2010 viste at 68 % av veiene var i god stand. I 2018 hadde dette tallet sunket til 35 %.
Ettersom kostnadene økte – og budsjettet ikke kunne holde tritt – begynte ADOT i april 2019 å se etter bedre lagringsmuligheter enn i den forrige verktøykassen. For fortau som fortsatt er i god stand innenfor 10 til 15-års levetidsvinduet – og det blir mer og mer viktig for avdelingen å holde det eksisterende fortauet i god stand – inkluderer alternativene sprekkforsegling, spraytetting (påføring av en tynn lag med lys, sakte størknet asfaltemulsjon), eller reparer individuelle jettegryter. For fortau som overskrider dimensjonerende levetid, er en mulighet å slipe av den forringede asfalten og legge et nytt gummiasfaltdekke. Men på grunn av omfanget av området som må repareres, viser dette seg å bli for kostbart. En annen hindring for enhver løsning som krever gjentatt sliping av asfaltoverflaten er at slipeutstyret uunngåelig vil påvirke og skade den underliggende betongen, og tapet av betongmateriale ved skjøtene er spesielt alvorlig.
Hva ville skje hvis Arizona kom tilbake til den opprinnelige PCC-overflaten? ADOT vet at betongmotorveiene i staten er designet for å gi lang levetid strukturell stabilitet. Avdelingen innså at hvis de kunne bruke den underliggende PCC-en til å forbedre dens opprinnelige tannoverflate for å danne en stille og kjøreklar vei, kan den reparerte veien vare lenger og kreve vedlikehold. Det er også mye mindre enn asfalt.
Som en del av prosjektet på SR 101 nord for Phoenix, har AR-ACFC-laget blitt fjernet, så ADOT installerte fire testseksjoner for å utforske fremtidige løsninger som vil utnytte eksisterende betong samtidig som det sikres jevnhet, stille kjøring og godt veiutseende. Avdelingen gjennomgikk diamantsliping og Next Generation Concrete Surface (NGCS), en tekstur med kontrollert jordprofil og generelt negativ eller nedadgående tekstur, som er utviklet som et spesielt støysvak betongdekke. ADOT vurderer også bruk av en glidende sliper (en prosess der en maskin fører kulelager til veibanen for å forbedre friksjonsegenskapene) eller mikrofresing for å fullføre betongoverflaten. Etter å ha testet hver metode, bestemte ADOT at den langsgående teksturen oppnådd ved diamantsliping gir et behagelig cordfløyelutseende samt en god kjøreopplevelse (som indikert av den lave IRI-verdien) og lav støy. Diamantslipeprosessen har også vist seg å være skånsom nok til å beskytte betongområder, spesielt rundt skjøtene, som tidligere ble skadet ved fresing. Diamantsliping er også en kostnadseffektiv løsning.
I mai 2019 bestemte ADOT seg for å diamantslipe en liten del av SR 202 som ligger i det sørlige området av Phoenix. Den 15 år gamle AR-ACFC-veien var så løs og lagdelt at løse steiner ble kastet på frontruten, og sjåførene klaget over at frontruten ble skadet av flygende steiner hver dag. Andelen skadeerstatninger i denne regionen er høyere enn i andre regioner i landet. Fortauet er også veldig støyende og vanskelig å kjøre. ADOT valgte diamantfinish for de to høyre banene langs SR 202 en halv mil lang. De brukte en lasteskuffe for å fjerne det eksisterende AR-ACFC-laget uten å skade betongen under. Avdelingen testet denne metoden med suksess i april da de brainstormet måter å gå tilbake til PCC-veien på. Etter at prosjektet var fullført, la ADOT-representanten merke til at sjåføren ville flytte fra AR-ACFC-banen til den diamantslipte betongbanen for å oppleve de forbedrede kjøre- og lydegenskapene.
Selv om ikke alle pilotprosjekter er fullført, indikerer foreløpige funn om kostnader at besparelsene forbundet med bruk av betongdekke og diamantsliping for å optimalisere utseende, glatthet og lyd kan redusere vedlikeholdet med så mye som 3,9 milliarder dollar i løpet av et år. Over en 30-års periode. Randy Everett og Arizona Department of Transportation
Rundt denne tiden ga Maricopa Government Association (MAG) ut en rapport som vurderer lokal motorveistøy og kjørbarhet. Rapporten erkjenner vanskeligheten med å vedlikeholde veinettet og fokuserer på støyegenskapene til veien. En sentral konklusjon er at fordi støyfordelen med AR-ACFC forsvinner så raskt, bør "diamantgrunnbehandling vurderes i stedet for gummiasfaltbelegg." En annen samtidig utvikling er en vedlikeholdsanskaffelseskontrakt som tillater diamantsliping Entreprenøren ble hentet inn for vedlikehold og bygging.
ADOT mener at det er på tide å ta neste steg og planlegger å starte et større diamantslipeprosjekt på SR 202 i februar 2020. Prosjektet dekker en fire mil lang, firefelts bred seksjon, inkludert skråseksjoner. Området var for stort til å bruke en laster for å fjerne asfalten, så en fresemaskin ble brukt. Avdelingen skjærer lister i gummiasfalt som freseentreprenøren skal bruke som veiledning under freseprosessen. Ved å gjøre det lettere for operatøren å se PCC-overflaten under dekselet, kan freseutstyret justeres og skader på den underliggende betongen minimeres. Den endelige diamantslipte overflaten til SR 202 oppfyller alle ADOT-standarder - den er stillegående, jevn og attraktiv - sammenlignet med asfaltoverflater, var IRI-verdien veldig gunstig på 1920- og 1930-tallet. Disse sammenlignbare støyegenskapene kan oppnås fordi selv om det nye AR-ACFC-dekket er omtrent 5 dB roligere enn diamantbakken, når AR-ACFC-dekket brukes i 5 til 9 år, er måleresultatene sammenlignbare eller høyere. dB-nivået. Ikke bare er støynivået til den nye SR 202 diamantbakken svært lavt for sjåfører, men fortauet genererer også mindre støy i nærliggende samfunn.
Suksessen til deres tidlige prosjekter fikk ADOT til å starte tre andre pilotprosjekter for diamantsliping. Diamantslipingen av Loop 101 Price Freeway er fullført. Diamantslipingen av Loop 101 Pima Freeway vil bli utført tidlig i 2021, og byggingen av Loop 101 I-17 til 75th Avenue forventes å bli utført i løpet av de neste fem årene. ADOT vil spore ytelsen til alle gjenstander for å kontrollere støtten til skjøtene, om betongen har flasset av, og opprettholdelsen av lyd og kjørekvalitet.
Selv om ikke alle pilotprosjekter er fullført, begrunner dataene som er samlet inn så langt at man vurderer diamantsliping som et alternativ til standard sliping og fylling. De foreløpige resultatene av kostnadsundersøkelsen viser at besparelsene forbundet med bruk av betongdekke og diamantsliping for å optimalisere utseende, glatthet og lyd kan redusere vedlikeholdskostnadene med opptil 3,9 milliarder dollar over en 30-årsperiode.
Ved å bruke eksisterende betongdekke i Phoenix kan ikke bare vedlikeholdsbudsjettet utvides og flere veier holdes i god stand, men betongens holdbarhet sørger for at forstyrrelser knyttet til veivedlikehold minimeres. Aller viktigst av alt vil publikum kunne glede seg over et jevnt og stillegående underlag.
Randy Everett er senior avdelingsadministrator for Department of Transportation i Central Arizona.
IGGA er en non-profit bransjeforening etablert i 1972 av en gruppe dedikerte bransjefolk, dedikert til utviklingen av diamantslipe- og sporingsprosesser for Portland sementbetong og asfaltoverflater. I 1995 sluttet IGGA seg til et tilknyttet selskap av American Concrete Pavement Association (ACPA), og dannet dagens IGGA/ACPA Concrete Pavement Protection Partnership (IGGA/ACPA CP3). I dag er dette partnerskapet en teknisk ressurs og industrileder innen global markedsføring av optimaliserte fortauflater, reparasjon av betongdekker og fortaubeskyttelse. IGGAs oppgave er å bli den ledende teknologi- og markedsføringsressursen for aksept og korrekt bruk av diamantsliping og -sporing, samt PCC-konservering og restaurering.
Innleggstid: sep-08-2021