Mengembalikan lebuh raya Arizona ke konkrit simen Portland mungkin hanya membuktikan faedah menggunakan pengisaran berlian sebagai alternatif kepada pengisaran dan pengisian standard.Tinjauan menunjukkan bahawa dalam tempoh 30 tahun, kos penyelenggaraan akan dikurangkan sebanyak USD 3.9 bilion.
Artikel ini adalah berdasarkan webinar yang asalnya diadakan semasa Persidangan Teknikal Persatuan Alur dan Pengisaran Antarabangsa (IGGA) pada Disember 2020. Tonton demo penuh di bawah.
Penduduk di kawasan Phoenix mahukan jalan yang licin, cantik dan tenang.Bagaimanapun, disebabkan pertumbuhan penduduk yang meletup di kawasan itu dan dana yang tidak mencukupi untuk menampungnya, keadaan jalan raya di kawasan itu semakin berkurangan sejak sedekad lalu.Jabatan Pengangkutan Arizona (ADOT) sedang mengkaji penyelesaian kreatif untuk mengekalkan rangkaian lebuh rayanya dan menyediakan jenis jalan raya yang diharapkan orang ramai.
Phoenix ialah bandar kelima paling ramai penduduk di Amerika Syarikat, dan ia masih berkembang.Rangkaian jalan dan jambatan sepanjang 435 batu di bandar ini diselenggara oleh kawasan pusat Jabatan Pengangkutan Arizona (ADOT), yang kebanyakannya terdiri daripada lebuh raya empat lorong dengan lorong tambahan kenderaan tinggi (HOV).Dengan bajet pembinaan sebanyak AS$500 juta setahun, rantau ini lazimnya menjalankan 20 hingga 25 projek pembinaan di rangkaian jalan raya dengan trafik tinggi setiap tahun.
Arizona telah menggunakan turapan 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 membolehkan ia digunakan semasa pembinaan lebuh raya utama negeri pada tahun 1960-an.Pada masa itu, menurap jalan dengan konkrit bermakna membuat pertukaran dari segi bunyi jalan raya.Dalam tempoh ini, permukaan konkrit disiapkan dengan tinning (menarik garu logam pada permukaan konkrit berserenjang dengan aliran trafik), dan tayar yang memandu pada konkrit tin akan menghasilkan bunyi yang bising dan koheren.Pada tahun 2003, untuk menyelesaikan masalah bunyi, 1-in.Lapisan Geseran Getah Asfalt (AR-ACFC) 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 sebagai satu cabaran.
Hayat reka bentuk AR-ACFC adalah lebih kurang 10 tahun.Lebuh raya Arizona kini telah melebihi hayat reka bentuk mereka dan semakin tua.Stratifikasi dan isu berkaitan menimbulkan masalah kepada pemandu dan Kementerian Pengangkutan.Walaupun delaminasi biasanya hanya mengakibatkan kehilangan kira-kira 1 inci kedalaman jalan (kerana asfalt getah setebal 1 inci telah terpisah daripada konkrit di bawah), titik delaminasi dianggap sebagai jalan berlubang oleh orang ramai yang mengembara dan dianggap sebagai masalah yang serius. masalah.
Selepas menguji pengisaran berlian, permukaan konkrit generasi akan datang, dan kemasan permukaan konkrit dengan pengisar gelincir atau pengilangan mikro, ADOT menentukan bahawa tekstur membujur yang diperoleh melalui pengisaran berlian memberikan penampilan korduroi yang menyenangkan dan prestasi pemanduan yang baik (Seperti yang ditunjukkan oleh nombor IRI yang rendah) ) dan pelepasan hingar yang rendah.Randy Everett dan Jabatan Pengangkutan Arizona
Arizona menggunakan Indeks Kekasaran Antarabangsa (IRI) untuk mengukur keadaan jalan raya, dan bilangannya semakin berkurangan.(IRI ialah sejenis data statistik kekasaran, yang hampir digunakan secara universal oleh institusi negara sebagai penunjuk prestasi sistem pengurusan turapan mereka. Semakin rendah nilai, semakin kecil kekasaran, 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 negara juga menunjukkan arah aliran menurun.Pengukuran pada tahun 2010 menunjukkan bahawa 68% jalan berada dalam keadaan baik.Menjelang 2018, jumlah ini telah menurun kepada 35%.
Apabila kos meningkat—dan belanjawan tidak dapat bersaing—pada April 2019, ADOT mula mencari pilihan storan yang lebih baik daripada dalam kotak alat sebelumnya.Untuk turapan yang masih dalam keadaan baik dalam tetingkap hayat reka bentuk 10 hingga 15 tahun-dan menjadi semakin penting bagi jabatan untuk memastikan turapan sedia ada dalam keadaan baik-pilihan termasuk pengedap retak, pengedap semburan (menggunakan lapisan nipis lapisan cahaya, Emulsi asfalt yang dipadatkan perlahan-lahan), atau membaiki lubang individu.Untuk turapan yang melebihi jangka hayat reka bentuk, satu pilihan ialah mengisar asfalt yang rosak dan meletakkan tindanan asfalt getah baharu.Bagaimanapun, disebabkan skop kawasan yang perlu dibaiki, ini terbukti terlalu mahal.Satu lagi halangan kepada sebarang penyelesaian yang memerlukan pengisaran berulang permukaan asfalt ialah peralatan pengisaran pasti akan menjejaskan dan merosakkan konkrit asas, dan kehilangan bahan konkrit pada sambungan adalah amat serius.
Apakah yang akan berlaku jika Arizona kembali ke permukaan PCC asal?ADOT tahu bahawa lebuh raya konkrit di negeri ini direka untuk memberikan kestabilan struktur jangka hayat yang panjang.Jabatan itu menyedari bahawa jika mereka boleh menggunakan PCC asas untuk memperbaiki permukaan bergigi asalnya untuk membentuk jalan yang tenang dan boleh ditunggangi, jalan yang dibaiki mungkin bertahan lebih lama dan memerlukan penyelenggaraan.Ia juga jauh lebih rendah daripada asfalt.
Sebagai sebahagian daripada projek di SR 101 utara Phoenix, lapisan AR-ACFC telah dialih keluar, jadi ADOT memasang empat bahagian ujian untuk meneroka penyelesaian masa depan yang akan menggunakan konkrit sedia ada sambil memastikan kelancaran , Menunggangan yang tenang dan penampilan jalan yang baik.Jabatan itu menyemak pengisaran berlian dan Permukaan Konkrit Generasi Seterusnya (NGCS), tekstur dengan profil tanah terkawal dan keseluruhan tekstur negatif atau ke bawah, yang telah dibangunkan sebagai turapan konkrit bunyi rendah terutamanya.ADOT juga sedang mempertimbangkan penggunaan pengisar gelongsor (proses di mana mesin memandu galas bebola ke permukaan jalan untuk meningkatkan ciri geseran) atau pengilangan mikro untuk menyelesaikan permukaan konkrit.Selepas menguji setiap kaedah, ADOT menentukan bahawa tekstur membujur yang diperoleh melalui pengisaran berlian memberikan penampilan korduroi yang menyenangkan serta pengalaman menunggang yang baik (seperti yang ditunjukkan oleh nilai IRI yang rendah) dan bunyi yang rendah.Proses mengisar berlian juga telah terbukti cukup lembut untuk melindungi kawasan konkrit, terutamanya di sekitar sendi, yang sebelum ini rosak oleh pengilangan.Pengisaran berlian juga merupakan penyelesaian yang kos efektif.
Pada Mei 2019, ADOT memutuskan untuk mengisar berlian sebahagian kecil SR 202 yang terletak di kawasan selatan Phoenix.Jalan AR-ACFC yang berusia 15 tahun itu sangat longgar dan berlapis-lapis sehingga batu-batu longgar dilemparkan ke atas cermin depan, dan pemandu mengadu tentang cermin depan rosak akibat batu yang berterbangan setiap hari.Perkadaran tuntutan kerugian di rantau ini lebih tinggi berbanding di kawasan lain di negara ini.Kaki lima juga sangat bising dan sukar untuk dipandu.ADOT memilih kemasan siap berlian untuk dua lorong kanan sepanjang SR 202 setengah batu.Mereka menggunakan baldi pemuat untuk mengeluarkan lapisan AR-ACFC sedia ada tanpa merosakkan konkrit di bawah.Jabatan ini berjaya menguji kaedah ini pada bulan April apabila mereka bercadang cara untuk kembali ke jalan PCC.Selepas projek itu siap, wakil ADOT menyedari bahawa pemandu akan bergerak dari lorong AR-ACFC ke lorong konkrit tanah berlian untuk mengalami ciri tunggangan dan bunyi yang lebih baik.
Walaupun tidak semua projek perintis telah disiapkan, penemuan awal mengenai kos menunjukkan bahawa penjimatan yang berkaitan dengan penggunaan turapan konkrit dan pengisaran berlian untuk mengoptimumkan penampilan, kelicinan dan bunyi boleh mengurangkan penyelenggaraan sebanyak $3.9 bilion dalam kos setahun.Dalam tempoh 30 tahun.Randy Everett dan Jabatan Pengangkutan Arizona
Sekitar masa ini, Persatuan Kerajaan Maricopa (MAG) mengeluarkan laporan menilai bunyi lebuh raya tempatan dan kebolehmanduan.Laporan itu mengakui kesukaran untuk mengekalkan rangkaian jalan raya dan memberi tumpuan kepada ciri bunyi jalan raya.Kesimpulan utama ialah kerana kelebihan bunyi AR-ACFC hilang begitu cepat, "rawatan tanah berlian harus dipertimbangkan dan bukannya tindanan asfalt getah."Satu lagi pembangunan serentak ialah kontrak perolehan penyelenggaraan yang membolehkan pengisaran berlian 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 Februari 2020. Projek ini meliputi bahagian sepanjang empat batu, empat lorong lebar, termasuk bahagian bercerun.Kawasan itu terlalu besar untuk menggunakan pemuat untuk mengeluarkan asfalt, jadi mesin pengisar telah digunakan.Jabatan memotong jalur dalam asfalt getah untuk digunakan oleh kontraktor pengilangan sebagai panduan semasa proses pengilangan.Dengan memudahkan pengendali melihat permukaan PCC di bawah penutup, peralatan pengilangan boleh dilaraskan dan kerosakan pada konkrit asas dapat diminimumkan.Permukaan tanah berlian akhir SR 202 memenuhi semua piawaian ADOT-ia senyap, licin dan menarik-berbanding dengan permukaan asfalt, nilai IRI sangat baik pada tahun 1920-an dan 1930-an.Ciri-ciri hingar setanding ini boleh diperolehi kerana walaupun turapan AR-ACFC baharu 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 paras bunyi tanah berlian SR 202 baharu sangat rendah untuk pemandu, malah laluan pejalan kaki juga kurang menghasilkan bunyi bising di komuniti berdekatan.
Kejayaan projek awal mereka mendorong ADOT untuk memulakan tiga projek perintis pengisaran berlian lain.Pengisaran berlian Loop 101 Price Freeway telah selesai.Pengisaran berlian Loop 101 Pima Freeway akan dijalankan pada awal 2021, dan pembinaan Loop 101 I-17 hingga 75th Avenue dijangka dijalankan dalam tempoh lima tahun akan datang.ADOT akan menjejaki prestasi semua item untuk memeriksa sokongan sambungan, sama ada konkrit telah mengelupas, dan penyelenggaraan kualiti bunyi dan tunggangan.
Walaupun tidak semua projek perintis telah disiapkan, data yang dikumpul setakat ini membenarkan pertimbangan mengisar berlian sebagai alternatif kepada pengisaran dan pengisian standard.Keputusan awal penyiasatan kos menunjukkan bahawa penjimatan yang dikaitkan dengan menggunakan turapan konkrit dan pengisaran berlian untuk mengoptimumkan penampilan, kelancaran dan bunyi boleh mengurangkan kos penyelenggaraan sehingga $3.9 bilion dalam tempoh 30 tahun.
Dengan menggunakan turapan konkrit sedia ada di Phoenix, bukan sahaja bajet penyelenggaraan dapat dilanjutkan dan lebih banyak jalan dikekalkan dalam keadaan baik, tetapi ketahanan konkrit memastikan gangguan yang berkaitan dengan penyelenggaraan jalan diminimumkan.Paling penting, orang ramai akan dapat menikmati permukaan pemanduan yang licin dan tenang.
Randy Everett ialah pentadbir jabatan kanan untuk Jabatan Pengangkutan di Arizona Tengah.
IGGA ialah persatuan perdagangan bukan untung yang ditubuhkan pada tahun 1972 oleh sekumpulan profesional industri yang berdedikasi, khusus untuk pembangunan proses pengisaran dan alur berlian untuk konkrit simen Portland dan permukaan asfalt.Pada tahun 1995, IGGA menyertai sekutu Persatuan Turapan Konkrit Amerika (ACPA), membentuk Perkongsian Perlindungan Turapan Konkrit IGGA/ACPA (IGGA/ACPA CP3) hari ini.Hari ini, perkongsian ini merupakan sumber teknikal dan peneraju industri dalam pemasaran global permukaan turapan yang dioptimumkan, pembaikan turapan konkrit dan perlindungan turapan.Misi IGGA adalah untuk menjadi teknologi terkemuka dan sumber promosi untuk penerimaan dan penggunaan betul pengisaran dan alur berlian, serta pemeliharaan dan pemulihan PCC.
Masa siaran: Sep-08-2021