Arizonas šosejas atjaunošana uz portlandcementa betona varētu pierādīt dimanta slīpēšanas priekšrocības kā alternatīvu standarta slīpēšanai un špaktelēšanai. Prognozes liecina, ka 30 gadu laikā uzturēšanas izmaksas samazināsies par 3,9 miljardiem ASV dolāru.
Šis raksts ir balstīts uz tīmekļa semināru, kas sākotnēji notika Starptautiskās Rievošanas un Slīpēšanas asociācijas (IGGA) tehniskajā konferencē 2020. gada decembrī. Noskatieties pilnu demonstrāciju zemāk.
Fīniksas apgabala iedzīvotāji vēlas gludus, skaistus un klusus ceļus. Tomēr straujā iedzīvotāju skaita pieauguma un nepietiekamo līdzekļu dēļ, lai to uzturētu, ceļu stāvoklis šajā apgabalā pēdējās desmitgades laikā ir pasliktinājies. Arizonas Transporta departaments (ADOT) pēta radošus risinājumus, lai uzturētu savu automaģistrāļu tīklu un nodrošinātu tāda veida ceļus, kādu sagaida sabiedrība.
Fīniksa ir piektā apdzīvotākā pilsēta Amerikas Savienotajās Valstīs, un tā joprojām aug. Pilsētas 435 jūdžu garo ceļu un tiltu tīklu uztur Arizonas Transporta departamenta (ADOT) centrālā teritorija, un lielāko daļu no tā veido četrjoslu automaģistrāles ar papildu joslām, kas paredzētas transportlīdzekļiem ar lielu noslodzi. Ar būvniecības budžetu 500 miljonu ASV dolāru apmērā gadā reģionā parasti katru gadu tiek īstenoti 20 līdz 25 būvniecības projekti ceļu tīklā ar lielu satiksmes intensitāti.
Arizonā betona segumi tiek izmantoti kopš 20. gs. 20. gadiem. Betonu var izmantot gadu desmitiem, un tam nepieciešama apkope tikai ik pēc 20–25 gadiem. Arizonā 40 gadu veiksmīga pieredze ļāva to izmantot štata galveno automaģistrāļu būvniecības laikā 20. gs. 60. gados. Toreiz ceļa bruģēšana ar betonu nozīmēja kompromisu attiecībā uz ceļa troksni. Šajā periodā betona virsma tiek apstrādāta ar alvojumu (velkot metāla grābekli pa betona virsmu perpendikulāri satiksmes plūsmai), un riepas, braucot pa alvoto betonu, radīs skaļu, saskaņotu dūkoņu. 2003. gadā, lai atrisinātu trokšņa problēmu, virs portlandcementa betona (PCC) tika uzklāts 1 collas asfalta gumijas berzes slānis (AR-ACFC). Tas nodrošina vienmērīgu izskatu, klusu skaņu un ērtu braukšanu. Tomēr AR-ACFC virsmas saglabāšana ir izrādījusies izaicinājums.
AR-ACFC projektētais kalpošanas laiks ir aptuveni 10 gadi. Arizonas automaģistrāles tagad ir pārsniegušas savu projektēto kalpošanas laiku un noveco. Stratifikācija un ar to saistītās problēmas rada problēmas autovadītājiem un Transporta ministrijai. Lai gan delaminācija parasti izraisa tikai aptuveni 1 collas ceļa dziļuma zudumu (jo 1 collas biezais gumijas asfalts ir atdalījies no zemāk esošā betona), ceļotāji delaminācijas vietu uzskata par bedri, un to uzskata par nopietnu problēmu.
Pēc dimanta slīpēšanas, nākamās paaudzes betona virsmu testēšanas un betona virsmas apdares ar slīdošo slīpmašīnu vai mikrofrēzēšanu, ADOT noteica, ka ar dimanta slīpēšanu iegūtā gareniskā tekstūra nodrošina patīkamu samta izskatu un labu braukšanas veiktspēju (ko parāda zemie IRI skaitļi), kā arī zemu trokšņa emisiju. Rendijs Everets un Arizonas Transporta departaments
Arizona izmanto Starptautisko nelīdzenuma indeksu (IRI), lai mērītu ceļu stāvokli, un tā skaitlis ir samazinājies. (IRI ir sava veida nelīdzenuma statistikas dati, ko gandrīz visur izmanto valsts iestādes kā savu seguma pārvaldības sistēmu darbības rādītāju. Jo zemāka vērtība, jo mazāks nelīdzenums, kas ir vēlams). Saskaņā ar 2010. gadā veiktajiem IRI mērījumiem 72% no starpštatu automaģistrālēm reģionā ir labā stāvoklī. Līdz 2018. gadam šī proporcija bija samazinājusies līdz 53%. Arī valsts automaģistrāļu sistēmas maršrutos ir vērojama lejupejoša tendence. 2010. gada mērījumi parādīja, ka 68% ceļu bija labā stāvoklī. Līdz 2018. gadam šis skaitlis bija samazinājies līdz 35%.
Tā kā izmaksas pieauga un budžets nespēja tikt līdzi, 2019. gada aprīlī ADOT sāka meklēt labākas uzglabāšanas iespējas nekā iepriekšējā instrumentu komplektā. Segumēm, kas joprojām ir labā stāvoklī 10 līdz 15 gadu projektētā kalpošanas laika ietvaros — un departamentam kļūst arvien svarīgāk uzturēt esošo segumu labā stāvoklī —, iespējas ietver plaisu blīvēšanu, blīvēšanu ar izsmidzināšanu (uzklājot plānu vieglās, lēni sacietējošās asfalta emulsijas kārtu) vai atsevišķu bedru remontu. Segumēm, kas pārsniedz projektēto kalpošanas laiku, viena no iespējām ir noslīpēt bojāto asfaltu un uzklāt jaunu gumijas asfalta pārklājumu. Tomēr, ņemot vērā remontējamās platības apjomu, tas izrādās pārāk dārgi. Vēl viens šķērslis jebkuram risinājumam, kas prasa atkārtotu asfalta virsmas slīpēšanu, ir tas, ka slīpēšanas iekārtas neizbēgami ietekmēs un sabojās pamatā esošo betonu, un betona materiāla zudumi savienojumos ir īpaši nopietni.
Kas notiktu, ja Arizonā atgrieztos sākotnējā PCC virsma? ADOT zina, ka štata betona automaģistrāles ir projektētas, lai nodrošinātu ilgstošu strukturālu stabilitāti. Departaments saprata, ka, ja viņi varētu izmantot pamatā esošo PCC, lai uzlabotu tā sākotnējo zobaino virsmu un izveidotu klusu un braucamu ceļu, salabotais ceļš varētu kalpot ilgāk un tam būtu nepieciešama apkope. Tas arī ir daudz lētāks nekā asfalts.
Projekta ietvaros uz SR 101 uz ziemeļiem no Fīniksas AR-ACFC slānis ir noņemts, tāpēc ADOT uzstādīja četrus testa posmus, lai izpētītu nākotnes risinājumus, kas izmantos esošo betonu, vienlaikus nodrošinot gludumu, klusu braukšanu un labu ceļa izskatu. Departaments pārskatīja dimanta slīpēšanu un nākamās paaudzes betona virsmu (NGCS) — tekstūru ar kontrolētu augsnes profilu un kopējo negatīvu jeb lejupvērstu tekstūru, kas ir izstrādāta kā īpaši zema trokšņa betona segums. ADOT apsver arī slīdošās slīpmašīnas (procesa, kurā mašīna vada lodīšu gultņus uz ceļa virsmas, lai uzlabotu berzes īpašības) vai mikrofrēzēšanas izmantošanu betona virsmas apdarei. Pēc katras metodes testēšanas ADOT secināja, ka ar dimanta slīpēšanu iegūtā gareniskā tekstūra nodrošina patīkamu korduroja izskatu, kā arī labu braukšanas pieredzi (ko norāda zemā IRI vērtība) un zemu trokšņa līmeni. Dimanta slīpēšanas process ir arī izrādījies pietiekami maigs, lai aizsargātu betona zonas, īpaši ap šuvēm, kuras iepriekš tika bojātas frēzēšanas rezultātā. Dimanta slīpēšana ir arī izmaksu ziņā efektīvs risinājums.
2019. gada maijā ADOT nolēma veikt dimanta slīpēšanu nelielā SR 202 posmā, kas atrodas Fīniksas dienvidu daļā. 15 gadus vecais AR-ACFC ceļš bija tik irdens un slāņains, ka uz vējstikla tika mesti irdeni akmeņi, un autovadītāji katru dienu sūdzējās par vējstikla bojājumiem, ko rada lidojoši akmeņi. Zaudējumu atlīdzināšanas pieprasījumu īpatsvars šajā reģionā ir augstāks nekā citos valsts reģionos. Ietve ir arī ļoti trokšņaina un grūti vadāma. ADOT izvēlējās dimanta apdares materiālu divām labajām joslām gar SR 202 pusjūdzes garumā. Viņi izmantoja iekrāvēja kausu, lai noņemtu esošo AR-ACFC slāni, nebojājot zemāk esošo betonu. Departaments veiksmīgi pārbaudīja šo metodi aprīlī, kad tika meklēti veidi, kā atgriezties uz PCC ceļa. Pēc projekta pabeigšanas ADOT pārstāvis pamanīja, ka vadītājs pārvietojās no AR-ACFC joslas uz dimanta slīpēto betona joslu, lai izbaudītu uzlabotās braukšanas un skaņas īpašības.
Lai gan ne visi pilotprojekti ir pabeigti, provizoriskie secinājumi par izmaksām liecina, ka ietaupījumi, kas saistīti ar betona seguma un dimanta slīpēšanas izmantošanu, lai optimizētu izskatu, gludumu un skaņu, varētu samazināt uzturēšanas izmaksas pat par 3,9 miljardiem ASV dolāru gadā. 30 gadu laikā. Rendijs Everets un Arizonas Transporta departaments.
Ap šo laiku Marikopas Valdības asociācija (MAG) publicēja ziņojumu, kurā tika novērtēts vietējo automaģistrāļu troksnis un braukšanas apstākļi. Ziņojumā ir atzītas ceļu tīkla uzturēšanas grūtības un pievērsta uzmanība ceļa trokšņa raksturlielumiem. Galvenais secinājums ir tāds, ka, tā kā AR-ACFC trokšņa priekšrocība izzūd tik ātri, "gumijas asfalta pārklājuma vietā jāapsver dimanta zemes apstrāde". Vēl viena vienlaicīga attīstība ir uzturēšanas iepirkuma līgums, kas ļauj veikt dimanta slīpēšanu. Uzturēšanai un būvniecībai tika piesaistīts darbuzņēmējs.
ADOT uzskata, ka ir pienācis laiks spert nākamo soli, un plāno 2020. gada februārī sākt plašāku dimanta slīpēšanas projektu uz SR 202. Projekts aptver četru jūdžu garu, četru joslu platu posmu, tostarp slīpas daļas. Teritorija bija pārāk liela, lai asfalta noņemšanai izmantotu iekrāvēju, tāpēc tika izmantota frēzmašīna. Nodaļa sagriež gumijas asfalta sloksnes, lai frēzēšanas darbuzņēmējs tās varētu izmantot kā vadlīnijas frēzēšanas procesa laikā. Atvieglojot operatoram PCC virsmas redzamību zem pārsega, frēzēšanas iekārtas var regulēt un līdz minimumam samazināt pamatā esošā betona bojājumus. SR 202 galīgā ar dimanta slīpēto virsmu atbilst visiem ADOT standartiem — tā ir klusa, gluda un pievilcīga —, salīdzinot ar asfalta virsmām, IRI vērtība 20. gs. 20. un 30. gados bija ļoti labvēlīga. Šīs salīdzināmās trokšņa īpašības var iegūt, jo, lai gan jaunais AR-ACFC segums ir aptuveni par 5 dB klusāks nekā ar dimanta slīpēto segumu, ja AR-ACFC segumu izmanto 5 līdz 9 gadus, tā mērījumu rezultāti ir salīdzināmi vai augstāki par dB līmeni. Jaunās SR 202 dimanta slīpmašīnas trokšņa līmenis ir ne tikai ļoti zems autovadītājiem, bet arī ietve rada mazāk trokšņa tuvējās kopienās.
Agrīno projektu panākumi pamudināja ADOT uzsākt vēl trīs dimanta slīpēšanas pilotprojektus. Loop 101 Price Freeway dimanta slīpēšana ir pabeigta. Loop 101 Pima Freeway dimanta slīpēšana tiks veikta 2021. gada sākumā, un Loop 101 I-17 līdz 75. avēnijai būvniecība ir paredzēta nākamo piecu gadu laikā. ADOT izsekos visu elementu veiktspēju, lai pārbaudītu šuvju atbalstu, vai betons ir lobījies, kā arī skaņas un braukšanas kvalitātes saglabāšanu.
Lai gan ne visi pilotprojekti ir pabeigti, līdz šim apkopotie dati attaisno dimanta slīpēšanas apsvēršanu kā alternatīvu standarta slīpēšanai un špaktelēšanai. Izmaksu izpētes sākotnējie rezultāti liecina, ka ietaupījumi, kas saistīti ar betona seguma un dimanta slīpēšanas izmantošanu izskata, gluduma un skaņas optimizēšanai, 30 gadu laikā var samazināt uzturēšanas izmaksas līdz pat 3,9 miljardiem ASV dolāru.
Izmantojot esošo betona segumu Fīniksā, ne tikai var palielināt uzturēšanas budžetu un uzturēt labā stāvoklī vairāk ceļu, bet arī betona izturība nodrošina, ka ar ceļu uzturēšanu saistītie traucējumi tiek samazināti līdz minimumam. Vissvarīgākais ir tas, ka sabiedrība varēs baudīt gludu un klusu braukšanas virsmu.
Rendijs Everets ir vecākais departamenta administrators Centrālās Arizonas Transporta departamentā.
IGGA ir bezpeļņas tirdzniecības asociācija, ko 1972. gadā izveidoja nozares profesionāļu grupa, kas veltīta dimanta slīpēšanas un rievošanas procesu izstrādei portlandcementa betonam un asfalta virsmām. 1995. gadā IGGA pievienojās Amerikas Betona seguma asociācijas (ACPA) filiālei, izveidojot pašreizējo IGGA/ACPA Betona seguma aizsardzības partnerību (IGGA/ACPA CP3). Šodien šī partnerība ir tehniskais resurss un nozares līderis optimizētu seguma virsmu, betona seguma remonta un seguma aizsardzības globālajā tirdzniecībā. IGGA misija ir kļūt par vadošo tehnoloģiju un popularizēšanas resursu dimanta slīpēšanas un rievošanas pieņemšanai un pareizai lietošanai, kā arī PCC saglabāšanai un atjaunošanai.
Publicēšanas laiks: 2021. gada 8. septembris