Kembali Lebuhraya Arizona ke Portland Cement Concrete hanya boleh membuktikan manfaat menggunakan pengisaran berlian sebagai alternatif kepada pengisaran dan pengisian standard. Tinjauan menunjukkan bahawa selama tempoh 30 tahun, kos penyelenggaraan akan dikurangkan sebanyak USD 3.9 bilion.
Artikel ini didasarkan pada webinar yang pada asalnya diadakan semasa Persidangan Teknikal Persatuan Grooving and Grinding (Igga) antarabangsa pada bulan Disember 2020. Tonton demo penuh di bawah.
Penduduk di kawasan Phoenix mahu jalan yang lancar, indah, dan tenang. Walau bagaimanapun, disebabkan oleh pertumbuhan penduduk yang meletup di kawasan tersebut dan dana yang tidak mencukupi untuk bersaing, keadaan jalan di kawasan itu telah menurun dalam dekad yang lalu. Jabatan Pengangkutan Arizona (ADOT) sedang mengkaji penyelesaian kreatif untuk mengekalkan rangkaian lebuh raya dan menyediakan jenis jalan yang diharapkan oleh orang ramai.
Phoenix adalah bandar paling ramai yang paling ramai penduduk di Amerika Syarikat, dan masih berkembang. Rangkaian jalan raya dan jambatan 435 batu di bandar ini dikekalkan oleh kawasan pusat Jabatan Pengangkutan Arizona (ADOT), yang kebanyakannya terdiri daripada lebuh raya empat lorong dengan lorong kenderaan tinggi (HOV) tambahan. Dengan belanjawan pembinaan sebanyak AS $ 500 juta setahun, rantau ini biasanya menjalankan 20 hingga 25 projek pembinaan di rangkaian jalan raya tinggi setiap tahun.
Arizona telah menggunakan laluan konkrit sejak tahun 1920 -an. Konkrit boleh digunakan selama beberapa dekad dan hanya memerlukan penyelenggaraan setiap 20-25 tahun. Bagi Arizona, 40 tahun pengalaman yang berjaya membolehkannya digunakan semasa pembinaan lebuh raya utama negara pada tahun 1960 -an. Pada masa itu, membuka jalan dengan konkrit bermakna membuat perdagangan dari segi bunyi jalan. Dalam tempoh ini, permukaan konkrit selesai dengan tinning (menarik rake logam pada permukaan konkrit berserenjang ke aliran lalu lintas), dan tayar yang memandu pada konkrit tinned akan menghasilkan bising, merengek yang koheren. Pada tahun 2003, untuk menyelesaikan masalah bunyi, 1-dalam. Lapisan geseran getah asfalt (AR-ACFC) telah digunakan di atas konkrit simen Portland (PCC). Ini memberikan penampilan yang konsisten, bunyi yang tenang dan perjalanan yang selesa. Walau bagaimanapun, memelihara permukaan AR-ACFC telah terbukti menjadi cabaran.
Kehidupan reka bentuk AR-ACFC adalah kira-kira 10 tahun. Lebuh raya Arizona kini telah melebihi kehidupan reka bentuk mereka dan penuaan. Stratifikasi dan isu berkaitan menimbulkan masalah bagi pemandu dan Kementerian Pengangkutan. Walaupun penyingkiran biasanya hanya mengakibatkan kehilangan kira-kira 1 inci kedalaman jalan (kerana asfalt getah tebal 1 inci telah dipisahkan dari konkrit di bawah), titik delaminasi dianggap sebagai lubang oleh orang awam dan dianggap sebagai serius masalah.
Selepas menguji pengisaran berlian, permukaan konkrit generasi akan datang, dan menamatkan permukaan konkrit dengan penggiling slip atau micromilling, ADOT menentukan bahawa tekstur longitudinal yang diperolehi oleh pengisaran berlian memberikan penampilan korduroy yang menyenangkan dan prestasi memandu yang baik (seperti yang ditunjukkan oleh iri rendah) ) dan pelepasan bunyi yang rendah. Jabatan Pengangkutan Randy Everett dan Arizona
Arizona menggunakan Indeks Kekasaran Antarabangsa (IRI) untuk mengukur keadaan jalan raya, dan bilangannya telah menurun. (IRI adalah sejenis data statistik kekasaran, yang hampir digunakan secara universal oleh institusi kebangsaan sebagai penunjuk prestasi sistem pengurusan turapan mereka. Semakin rendah nilai, kekasaran yang lebih kecil, yang wajar). Menurut pengukuran IRI yang dijalankan pada tahun 2010, 72% daripada lebuh raya antara negeri di rantau ini berada dalam keadaan baik. Menjelang 2018, bahagian ini telah jatuh kepada 53%. Laluan sistem lebuh raya kebangsaan juga menunjukkan trend menurun. Pengukuran pada tahun 2010 menunjukkan bahawa 68% jalan berada dalam keadaan baik. Menjelang 2018, jumlah ini telah menurun kepada 35%.
Memandangkan kos meningkat -dan belanjawan tidak dapat disimpan -pada bulan April 2019, ADOT mula mencari pilihan penyimpanan yang lebih baik daripada di kotak alat sebelumnya. Untuk laluan pejalan kaki yang masih dalam keadaan baik dalam tetingkap kehidupan reka bentuk 10 hingga 15 tahun-dan ia menjadi semakin penting bagi jabatan untuk mengekalkan turapan yang sedia ada dalam pilihan yang baik termasuk pengedap retak, penyegel semburan (memohon nipis Lapisan cahaya, emulsi asfalt perlahan -lahan), atau membaiki lubang individu. Untuk laluan pejalan kaki yang melebihi kehidupan reka bentuk, satu pilihan adalah untuk mengisar asfalt yang merosot dan meletakkan lapisan asfalt getah baru. Walau bagaimanapun, disebabkan oleh skop kawasan yang perlu dibaiki, ini terbukti terlalu mahal. Satu lagi halangan untuk sebarang penyelesaian yang memerlukan pengisaran berulang permukaan asfalt adalah bahawa peralatan pengisaran tidak dapat dielakkan akan menjejaskan dan merosakkan konkrit yang mendasari, dan kehilangan bahan konkrit di sendi sangat serius.
Apa yang akan berlaku jika Arizona kembali ke permukaan PCC yang asal? ADOT tahu bahawa lebuh raya konkrit di negeri ini direka untuk menyediakan kestabilan struktur jangka hayat. Jabatan ini menyedari bahawa jika mereka boleh menggunakan PCC yang mendasari untuk meningkatkan permukaan bergigi asalnya untuk membentuk jalan yang tenang dan boleh dilalui, jalan yang diperbaiki mungkin bertahan lebih lama dan memerlukan penyelenggaraan. Ia juga kurang daripada asfalt.
Sebagai sebahagian daripada projek di SR 101 utara Phoenix, lapisan AR-ACFC telah dikeluarkan, jadi ADOT memasang empat bahagian ujian untuk meneroka penyelesaian masa depan yang akan menggunakan konkrit sedia ada sambil memastikan kelancaran, menunggang yang tenang dan penampilan jalan yang baik. Jabatan ini mengkaji pengisaran berlian dan permukaan konkrit generasi akan datang (NGCS), tekstur dengan profil tanah terkawal dan tekstur negatif atau ke bawah secara keseluruhan, yang telah dibangunkan sebagai turapan konkrit yang sangat rendah. ADOT juga mempertimbangkan penggunaan penggiling gelongsor (proses di mana mesin membimbing bola galas ke permukaan jalan untuk meningkatkan ciri-ciri geseran) atau pengilangan mikro untuk menyelesaikan permukaan konkrit. Selepas menguji setiap kaedah, ADOT menentukan bahawa tekstur membujur yang diperolehi oleh pengisaran berlian memberikan penampilan korduroy yang menyenangkan serta pengalaman menunggang yang baik (seperti yang ditunjukkan oleh nilai IRI yang rendah) dan bunyi yang rendah. Proses pengisaran berlian juga terbukti cukup lembut untuk melindungi kawasan konkrit, terutama di sekitar sendi, yang sebelum ini rosak oleh penggilingan. Pengisaran Diamond juga merupakan penyelesaian kos efektif.
Pada bulan Mei 2019, ADOT memutuskan untuk berlian-grind seksyen kecil SR 202 yang terletak di kawasan selatan Phoenix. Jalan AR-ACFC yang berusia 15 tahun begitu longgar dan berlapis-lapis bahawa batu-batu longgar dilemparkan ke kaca depan, dan pemandu mengadu tentang kaca depan yang rosak oleh batu terbang setiap hari. Perkadaran tuntutan kerugian di rantau ini lebih tinggi daripada di kawasan lain di negara ini. Trotoar juga sangat bising dan sukar untuk memandu. ADOT memilih kemasan berlian untuk dua lorong kanan di sepanjang SR 202 setengah batu panjang. Mereka menggunakan baldi loader untuk mengeluarkan lapisan AR-ACFC sedia ada tanpa merosakkan konkrit di bawah. Jabatan ini berjaya menguji kaedah ini pada bulan April apabila mereka menyumbang cara untuk kembali ke Jalan PCC. Selepas projek itu selesai, wakil ADOT menyedari bahawa pemandu akan bergerak dari lorong AR-ACFC ke lorong konkrit Diamond Ground untuk mengalami ciri-ciri perjalanan dan bunyi yang lebih baik.
Walaupun tidak semua projek perintis telah selesai, penemuan awal mengenai kos menunjukkan bahawa penjimatan yang berkaitan dengan penggunaan turapan konkrit dan pengisaran berlian untuk mengoptimumkan penampilan, kelancaran, dan bunyi dapat mengurangkan penyelenggaraan sebanyak $ 3.9 bilion dalam satu tahun. Sepanjang tempoh 30 tahun. Randy Everett dan Jabatan Pengangkutan Arizona
Sekitar masa ini, Persatuan Kerajaan Maricopa (MAG) mengeluarkan laporan yang menilai bunyi lebuh raya dan kebolehlaksanaan tempatan. Laporan itu mengakui kesukaran mengekalkan rangkaian jalan raya dan memberi tumpuan kepada ciri -ciri bunyi jalan raya. Kesimpulan utama ialah kerana kelebihan bunyi AR-ACFC hilang begitu cepat, "Rawatan tanah berlian harus dipertimbangkan dan bukannya overlay asfalt getah." Satu lagi pembangunan serentak adalah kontrak perolehan penyelenggaraan yang membolehkan Diamond mengisar kontraktor dibawa masuk untuk penyelenggaraan dan pembinaan.
ADOT percaya bahawa sudah tiba masanya untuk mengambil langkah seterusnya dan merancang untuk memulakan projek pengisaran berlian yang lebih besar pada SR 202 pada bulan Februari 2020. Projek ini meliputi seksyen empat batu panjang, empat lorong, termasuk bahagian sloped. Kawasan ini terlalu besar untuk menggunakan loader untuk mengeluarkan asfalt, jadi mesin penggilingan digunakan. Jabatan ini memotong jalur dalam asfalt getah untuk kontraktor penggilingan untuk digunakan sebagai panduan semasa proses penggilingan. Dengan memudahkan pengendali melihat permukaan PCC di bawah penutup, peralatan penggilingan boleh diselaraskan dan merosakkan konkrit yang mendasari boleh diminimumkan. Permukaan berlian akhir SR 202 memenuhi semua piawaian ADOT-ia adalah tenang, licin dan menarik dibentuk dengan permukaan asfalt, nilai IRI sangat baik pada tahun 1920-an dan 1930-an. Ciri-ciri bunyi setanding ini boleh diperolehi kerana walaupun turapan AR-ACFC baru adalah kira-kira 5 dB lebih senyap daripada tanah berlian, apabila turapan AR-ACFC digunakan selama 5 hingga 9 tahun, hasil pengukurannya adalah setanding atau lebih tinggi tahap DB. Bukan sahaja tahap bunyi SR 202 Diamond Ground yang baru sangat rendah untuk pemandu, tetapi trotoar juga menghasilkan bunyi yang kurang di komuniti berdekatan.
Kejayaan projek awal mereka mendorong ADOT untuk memulakan tiga projek perintis penggiling berlian yang lain. Diamond pengisaran Loop 101 Freeway telah selesai. Pengisaran berlian Loop 101 Pima Freeway akan dijalankan pada awal 2021, dan pembinaan Loop 101 I-17 hingga 75th Avenue dijangka akan dijalankan dalam tempoh lima tahun akan datang. ADOT akan menjejaki prestasi semua item untuk memeriksa sokongan sendi, sama ada konkrit telah dikupas, dan penyelenggaraan kualiti bunyi dan perjalanan.
Walaupun tidak semua projek perintis telah selesai, data yang dikumpulkan setakat ini membenarkan pertimbangan pengisaran berlian sebagai alternatif kepada pengisaran dan pengisian standard. Keputusan awal penyiasatan kos menunjukkan bahawa penjimatan yang berkaitan dengan menggunakan turapan konkrit dan berlian penggiling untuk mengoptimumkan penampilan, kelancaran dan bunyi dapat mengurangkan kos penyelenggaraan sehingga $ 3.9 bilion dalam tempoh 30 tahun.
Dengan menggunakan turapan konkrit sedia ada di Phoenix, bukan sahaja belanjawan penyelenggaraan dapat dilanjutkan dan lebih banyak jalan disimpan dalam keadaan baik, tetapi ketahanan konkrit memastikan bahawa gangguan yang berkaitan dengan penyelenggaraan jalan diminimumkan. Paling penting, orang ramai akan dapat menikmati permukaan memandu yang lancar dan tenang.
Randy Everett adalah Pentadbir Jabatan Kanan untuk Jabatan Pengangkutan di Central Arizona.
Igga adalah persatuan perdagangan bukan keuntungan yang ditubuhkan pada tahun 1972 oleh sekumpulan profesional industri khusus, yang didedikasikan untuk pembangunan proses pengisaran berlian dan grooving untuk permukaan konkrit dan asfalt simen Portland. Pada tahun 1995, Igga menyertai sekutu Persatuan Pavement Konkrit Amerika (ACPA), membentuk Perkongsian Perlindungan Turapan Igga/ACPA Concrete hari ini (Igga/ACPA CP3). Hari ini, perkongsian ini adalah sumber teknikal dan pemimpin industri dalam pemasaran global permukaan turapan yang dioptimumkan, pembaikan turapan konkrit dan perlindungan turapan. Misi Igga adalah untuk menjadi sumber teknologi dan promosi terkemuka untuk penerimaan dan penggunaan berlian dan grooving berlian yang betul, serta pemeliharaan dan pemulihan PCC.
Masa Post: Sep-08-2021