Vraćanje autoputa u Arizoni na portland cementni beton moglo bi dokazati prednost korištenja dijamantskog brušenja kao alternative standardnom brušenju i punjenju. Izgledi pokazuju da će se u periodu od 30 godina troškovi održavanja smanjiti za 3,9 milijardi američkih dolara.
Ovaj članak je zasnovan na webinaru koji je prvobitno održan tokom tehničke konferencije Međunarodnog udruženja za žljebljenje i brušenje (IGGA) u decembru 2020. Pogledajte kompletnu demonstraciju ispod.
Stanovnici područja Phoenixa žele glatke, lijepe i tihe ceste. Međutim, zbog eksplozivnog rasta stanovništva u tom području i nedovoljnih sredstava za održavanje, stanje cesta u tom području se pogoršava u posljednjoj deceniji. Ministarstvo prometa Arizone (ADOT) proučava kreativna rješenja za održavanje svoje mreže autocesta i pružanje vrsta cesta koje javnost očekuje.
Phoenix je peti najnaseljeniji grad u Sjedinjenim Američkim Državama i još uvijek raste. Mrežu puteva i mostova u gradu, dugu 795 kilometara, održava centralno područje Ministarstva prometa Arizone (ADOT), a većina toga sastoji se od četverotračnih autoputeva s dodatnim trakama za vozila s velikim prometom (HOV). S godišnjim budžetom za izgradnju od 500 miliona američkih dolara, regija obično svake godine provodi 20 do 25 građevinskih projekata na mreži puteva s velikim prometom.
Arizona koristi betonske kolovoze od 1920-ih. Beton se može koristiti decenijama i potrebno ga je održavati samo svakih 20-25 godina. Za Arizonu, 40 godina uspješnog iskustva omogućilo je da se koristi tokom izgradnje glavnih autoputeva u državi 1960-ih. U to vrijeme, popločavanje puta betonom značilo je kompromis u pogledu buke na putu. Tokom ovog perioda, betonska površina se završava kalajisanjem (povlačenjem metalnih grablja po betonskoj površini okomito na tok saobraćaja), a gume koje se voze po kalajisanom betonu proizvodit će bučan, koherentan zvuk. 2003. godine, kako bi se riješio problem buke, na portland cementni beton (PCC) nanesen je sloj trenja od asfaltne gume (AR-ACFC) debljine 2,5 cm. Ovo pruža konzistentan izgled, tih zvuk i udobno putovanje. Međutim, očuvanje površine AR-ACFC-a pokazalo se kao izazov.
Projektovani vijek trajanja AR-ACFC-a je približno 10 godina. Autoputevi u Arizoni su sada premašili svoj projektovani vijek trajanja i stare. Stratifikacija i srodni problemi predstavljaju probleme za vozače i Ministarstvo saobraćaja. Iako delaminacija obično rezultira gubitkom dubine puta od samo oko 2,5 cm (jer se gumeni asfalt debljine 2,5 cm odvojio od betona ispod), putnici smatraju mjesto delaminacije rupom na putu i smatraju je ozbiljnim problemom.
Nakon testiranja dijamantskog brušenja, betonskih površina sljedeće generacije i završne obrade betonske površine kliznom brusilicom ili mikroglodalicom, ADOT je utvrdio da uzdužna tekstura dobivena dijamantskim brušenjem pruža ugodan izgled korduroja i dobre vozne performanse (što pokazuju niski IRI brojevi) i nisku emisiju buke. Randy Everett i Ministarstvo prometa Arizone
Arizona koristi Međunarodni indeks hrapavosti (IRI) za mjerenje stanja na cestama, a taj broj opada. (IRI je vrsta statističkog podatka o hrapavosti, koji nacionalne institucije gotovo univerzalno koriste kao pokazatelj učinka svog sistema upravljanja kolovozom. Što je vrijednost niža, to je hrapavost manja, što je poželjno). Prema IRI mjerenjima provedenim 2010. godine, 72% međudržavnih autoputeva u regiji je u dobrom stanju. Do 2018. godine, ovaj udio je pao na 53%. Rute nacionalnog autoputnog sistema također pokazuju trend pada. Mjerenja iz 2010. godine pokazala su da je 68% puteva u dobrom stanju. Do 2018. godine, ovaj broj je pao na 35%.
Kako su se troškovi povećavali - a budžet nije mogao pratiti taj rast - u aprilu 2019. godine, ADOT je počeo tražiti bolje opcije skladištenja nego što su bile u prethodnom setu alata. Za kolovoze koji su još uvijek u dobrom stanju unutar projektnog vijeka od 10 do 15 godina - a sve je važnije da odjel održava postojeći kolovoz u dobrom stanju - opcije uključuju zaptivanje pukotina, zaptivanje prskanjem (nanošenje tankog sloja lagane, sporo stvrdnjavajuće asfaltne emulzije) ili popravku pojedinačnih rupa. Za kolovoze koji prelaze projektni vijek trajanja, jedna od opcija je brušenje oštećenog asfalta i postavljanje novog gumenog asfaltnog sloja. Međutim, zbog obima područja koje je potrebno popraviti, ovo se pokazuje preskupim. Još jedna prepreka svakom rješenju koje zahtijeva ponovljeno brušenje asfaltne površine je ta što će oprema za brušenje neizbježno utjecati na i oštetiti temeljni beton, a gubitak betonskog materijala na spojevima je posebno ozbiljan.
Šta bi se desilo kada bi se Arizona vratila na originalnu PCC površinu? ADOT zna da su betonski autoputevi u državi dizajnirani da pruže dugotrajnu strukturnu stabilnost. Odjel je shvatio da ako bi mogli koristiti podložni PCC za poboljšanje njegove originalne nazubljene površine kako bi formirali tihu i udobnu cestu, popravljena cesta bi mogla trajati duže i zahtijevati održavanje. Također je mnogo jeftinija od asfalta.
Kao dio projekta na SR 101 sjeverno od Phoenixa, uklonjen je sloj AR-ACFC-a, pa je ADOT instalirao četiri probne sekcije kako bi istražio buduća rješenja koja će koristiti postojeći beton, a istovremeno osigurati glatkoću, tihu vožnju i dobar izgled ceste. Odjel je pregledao dijamantsko brušenje i betonsku površinu sljedeće generacije (NGCS), teksturu s kontroliranim profilom tla i ukupnom negativnom ili silaznom teksturom, koja je razvijena kao posebno tihi betonski kolovoz. ADOT također razmatra upotrebu klizne brusilice (proces u kojem mašina vodi kuglične ležajeve na površinu ceste kako bi poboljšala karakteristike trenja) ili mikro-glodanja za završnu obradu betonske površine. Nakon testiranja svake metode, ADOT je utvrdio da uzdužna tekstura dobivena dijamantskim brušenjem pruža ugodan izgled korduroja, kao i dobro iskustvo vožnje (što je naznačeno niskom vrijednošću IRI) i nisku buku. Proces dijamantskog brušenja također se pokazao dovoljno nježnim da zaštiti betonska područja, posebno oko spojeva, koji su prethodno oštećeni glodanjem. Dijamantsko brušenje je također isplativo rješenje.
U maju 2019. godine, ADOT je odlučio da izvrši dijamantsko brušenje malog dijela SR 202 koji se nalazi u južnom dijelu Phoenixa. Petnaest godina star put AR-ACFC bio je toliko rastresit i slojevit da je rastresito kamenje bacalo na vjetrobransko staklo, a vozači su se svakodnevno žalili da vjetrobransko staklo oštećuju leteći kamenčići. Udio zahtjeva za naknadu štete u ovoj regiji je veći nego u drugim regijama zemlje. Trotoar je također vrlo bučan i teško ga je voziti. ADOT je odabrao dijamantsko brušenje za dvije desne trake duž SR 202, duge pola milje. Koristili su kašiku utovarivača za uklanjanje postojećeg sloja AR-ACFC bez oštećenja betona ispod. Odjel je uspješno testirao ovu metodu u aprilu kada su razmatrali načine za povratak na PCC put. Nakon što je projekat završen, predstavnik ADOT-a je primijetio da se vozač premješta iz AR-ACFC trake u dijamantsko brušenu betonsku traku kako bi iskusio poboljšane karakteristike vožnje i zvuka.
Iako nisu svi pilot projekti završeni, preliminarni nalazi o troškovima pokazuju da bi uštede povezane s korištenjem betonskog kolovoza i dijamantskog brušenja radi optimizacije izgleda, glatkoće i zvuka mogle smanjiti troškove održavanja za čak 3,9 milijardi dolara godišnje. Tokom perioda od 30 godina. Randy Everett i Ministarstvo prometa Arizone
Otprilike u to vrijeme, Udruženje vlade Maricope (MAG) objavilo je izvještaj o procjeni buke i voznosti lokalnih autoputeva. Izvještaj priznaje teškoću održavanja cestovne mreže i fokusira se na karakteristike buke na cesti. Ključni zaključak je da, budući da prednost AR-ACFC-a u pogledu buke tako brzo nestaje, „treba razmotriti obradu dijamantskog tla umjesto gumenog asfaltnog sloja“. Još jedan istovremeni razvoj događaja je ugovor o nabavci za održavanje koji omogućava brušenje dijamanata. Izvođač radova je angažovan za održavanje i izgradnju.
ADOT vjeruje da je vrijeme za sljedeći korak i planira započeti veći projekat dijamantskog brušenja na SR 202 u februaru 2020. Projekat obuhvata dionicu dugu četiri milje i široku četiri trake, uključujući i kose dijelove. Područje je bilo preveliko za korištenje utovarivača za uklanjanje asfalta, pa je korištena glodalica. Odjel reže trake gumenog asfalta koje izvođač radova glodanja koristi kao vodič tokom procesa glodanja. Olakšavajući operateru da vidi PCC površinu ispod poklopca, oprema za glodanje se može podesiti i oštećenje temeljnog betona se može svesti na minimum. Konačna dijamantsko brušena površina SR 202 ispunjava sve ADOT standarde - tiha je, glatka i atraktivna - u poređenju sa asfaltnim površinama, vrijednost IRI bila je vrlo povoljna 1920-ih i 1930-ih. Ove uporedive karakteristike buke mogu se dobiti jer iako je novi AR-ACFC kolovoz oko 5 dB tiši od dijamantskog, kada se AR-ACFC kolovoz koristi 5 do 9 godina, njegovi rezultati mjerenja su uporedivi ili viši od nivoa dB. Ne samo da je nivo buke novog dijamantskog terena SR 202 veoma nizak za vozače, već i trotoar generiše manje buke u obližnjim zajednicama.
Uspjeh njihovih ranih projekata potaknuo je ADOT da započne još tri pilot projekta brušenja dijamantima. Brušenje dijamantima autoputa Loop 101 Price je završeno. Brušenje dijamantima autoputa Loop 101 Pima bit će izvršeno početkom 2021. godine, a očekuje se da će izgradnja autoputa Loop 101 I-17 do 75. avenije biti izvršena u narednih pet godina. ADOT će pratiti performanse svih elemenata kako bi provjerio potporu spojeva, da li se beton ljuštio i održavanje zvuka i kvalitete vožnje.
Iako nisu svi pilot projekti završeni, do sada prikupljeni podaci opravdavaju razmatranje dijamantskog brušenja kao alternative standardnom brušenju i popunjavanju. Preliminarni rezultati istraživanja troškova pokazuju da uštede povezane s korištenjem betonskog kolovoza i dijamantskog brušenja za optimizaciju izgleda, glatkoće i zvuka mogu smanjiti troškove održavanja i do 3,9 milijardi dolara tokom perioda od 30 godina.
Korištenjem postojećeg betonskog kolovoza u Phoenixu, ne samo da se može produžiti budžet za održavanje i više puteva se održava u dobrom stanju, već i trajnost betona osigurava minimiziranje poremećaja povezanih s održavanjem puteva. Najvažnije je da će javnost moći uživati u glatkoj i tihoj površini za vožnju.
Randy Everett je viši administrator odjela za promet u središnjoj Arizoni.
IGGA je neprofitno trgovinsko udruženje osnovano 1972. godine od strane grupe predanih industrijskih stručnjaka, posvećenih razvoju procesa dijamantskog brušenja i žljebljenja za površine od portland cementa, betona i asfalta. Godine 1995. IGGA se pridružila podružnici Američkog udruženja za betonske kolovoze (ACPA), formirajući današnje Partnerstvo IGGA/ACPA za zaštitu betonskih kolovoza (IGGA/ACPA CP3). Danas je ovo partnerstvo tehnički resurs i lider u industriji u globalnom marketingu optimiziranih površina kolovoza, popravke betonskih kolovoza i zaštite kolovoza. Misija IGGA-e je da postane vodeći tehnološki i promotivni resurs za prihvatanje i ispravnu upotrebu dijamantskog brušenja i žljebljenja, kao i očuvanja i restauracije PCC-a.
Vrijeme objave: 08.09.2021.