Arizonos greitkelio grąžinimas prie portlandcemenčio betono gali įrodyti deimantinio šlifavimo, kaip alternatyvos standartiniam šlifavimui ir užpildymui, naudą. Prognozės rodo, kad per 30 metų priežiūros išlaidos sumažės 3,9 mlrd. JAV dolerių.
Šis straipsnis parengtas remiantis internetiniu seminaru, kuris iš pradžių buvo surengtas 2020 m. gruodžio mėn. Tarptautinės griovelių drožimo ir šlifavimo asociacijos (IGGA) techninės konferencijos metu. Visą demonstracinę versiją galite peržiūrėti žemiau.
Finikso rajono gyventojai nori lygių, gražių ir tylių kelių. Tačiau dėl staigaus gyventojų skaičiaus augimo ir nepakankamų lėšų tam išlaikyti, kelių būklė rajone per pastarąjį dešimtmetį prastėjo. Arizonos transporto departamentas (ADOT) ieško kūrybiškų sprendimų, kaip prižiūrėti greitkelių tinklą ir užtikrinti visuomenės lūkesčius atitinkančius kelius.
Finiksas yra penktas pagal gyventojų skaičių miestas Jungtinėse Valstijose ir jis vis dar auga. Miesto 435 mylių kelių ir tiltų tinklą prižiūri Arizonos transporto departamento (ADOT) centrinė zona, kurios didžiąją dalį sudaro keturių eismo juostų greitkeliai su papildomomis eismo juostomis automobiliams. Regionas, kurio statybos biudžetas siekia 500 mln. JAV dolerių per metus, paprastai kasmet vykdo 20–25 statybos projektus intensyvaus eismo kelių tinkle.
Arizonoje betoninės dangos naudojamos nuo XX a. 3-ojo dešimtmečio. Betonas gali būti naudojamas dešimtmečius ir jam reikia priežiūros tik kas 20–25 metus. Arizonoje 40 metų sėkminga patirtis leido jį naudoti tiesiant pagrindinius valstijos greitkelius XX a. 7-ajame dešimtmetyje. Tuo metu kelio klojimas betonu reiškė kompromisą dėl kelio triukšmo. Šiuo laikotarpiu betono paviršius apdorojamas skardinant (metaline grėblio juosta traukiant betono paviršių statmenai eismo srautui), o padangos, važiuojančios skardiniu betonu, skleis triukšmingą, nuoseklų cypimą. 2003 m., siekiant išspręsti triukšmo problemą, ant portlandcemenčio betono (PCC) buvo uždėtas 1 colio asfalto gumos trinties sluoksnis (AR-ACFC). Tai užtikrina vientisą išvaizdą, tylų garsą ir patogią kelionę. Tačiau AR-ACFC paviršiaus išsaugojimas pasirodė esąs iššūkis.
AR-ACFC projektinis tarnavimo laikas yra maždaug 10 metų. Arizonos greitkeliai jau viršijo savo projektinį tarnavimo laiką ir sensta. Stratifikacija ir susijusios problemos kelia problemų vairuotojams ir Susisiekimo ministerijai. Nors dėl atsisluoksniavimo paprastai sumažėja tik apie 2,5 cm kelio gylis (nes 2,5 cm storio guminis asfaltas atsiskiria nuo apačioje esančio betono), keliaujanti visuomenė atsisluoksniavimo vietą laiko duobe ir tai laikoma rimta problema.
Išbandžius deimantinį šlifavimą, naujos kartos betoninius paviršius ir apdailinant betoninį paviršių slydimo šlifuokliu arba mikrofrezavimu, ADOT nustatė, kad deimantiniu šlifavimu gauta išilginė tekstūra suteikia malonią korduro išvaizdą, geras vairavimo savybes (kaip rodo maži IRI skaičiai) ir mažą triukšmo lygį. Randy Everett ir Arizonos transporto departamentas
Arizonoje kelių būklei matuoti naudojamas Tarptautinis šiurkštumo indeksas (IRI), ir šis skaičius mažėja. (IRI yra tam tikri šiurkštumo statistiniai duomenys, kuriuos beveik visuotinai naudoja nacionalinės institucijos kaip savo dangos valdymo sistemos našumo rodiklį. Kuo mažesnė vertė, tuo mažesnis šiurkštumas, o tai yra pageidautina). Remiantis 2010 m. atliktais IRI matavimais, 72 % regiono tarpvalstybinių greitkelių yra geros būklės. Iki 2018 m. ši dalis sumažėjo iki 53 %. Nacionalinių greitkelių sistemos maršrutai taip pat rodo mažėjimo tendenciją. 2010 m. atlikti matavimai parodė, kad 68 % kelių buvo geros būklės. Iki 2018 m. šis skaičius sumažėjo iki 35 %.
Didėjant išlaidoms ir biudžetui nebegalint jų suspėti, 2019 m. balandžio mėn. ADOT pradėjo ieškoti geresnių sandėliavimo galimybių nei buvo numatyta ankstesniame rinkinyje. Kelio dangoms, kurios vis dar yra geros būklės per 10–15 metų projektinį tarnavimo laiką (o departamentui tampa vis svarbiau palaikyti esamą dangą geros būklės), galimi įtrūkimų sandarinimas, purškiamas sandarinimas (plonu lengvos, lėtai kietėjančios asfalto emulsijos sluoksniu) arba atskirų duobių remontas. Dangoms, kurių projektinis tarnavimo laikas viršija projektinį, vienas iš variantų yra nušlifuoti susidėvėjusį asfaltą ir pakloti naują guminės asfalto dangos sluoksnį. Tačiau dėl remontuojamo ploto dydžio tai pasirodo esanti per brangu. Kita kliūtis bet kokiam sprendimui, kuriam reikia pakartotinai šlifuoti asfalto paviršių, yra ta, kad šlifavimo įranga neišvengiamai paveiks ir pažeis pagrindinį betoną, o betono medžiagos praradimas siūlėse yra ypač didelis.
Kas nutiktų, jei Arizonoje būtų atkurta originali PCC danga? ADOT žino, kad valstijos betoniniai greitkeliai yra suprojektuoti taip, kad užtikrintų ilgalaikį konstrukcinį stabilumą. Departamentas suprato, kad jei jie galėtų panaudoti pagrindinę PCC dangą, kad pagerintų originalią dantytą dangą ir suformuotų tylų ir važiuojamą kelią, suremontuotas kelias galėtų tarnauti ilgiau ir reikalauti priežiūros. Jis taip pat yra daug lengvesnis nei asfaltas.
Įgyvendinant projektą SR 101 kelyje į šiaurę nuo Finikso, AR-ACFC sluoksnis buvo pašalintas, todėl ADOT įrengė keturis bandymų ruožus, kad ištirtų būsimus sprendimus, kurie panaudos esamą betoną, kartu užtikrinant lygumą, tylų važiavimą ir gerą kelio išvaizdą. Departamentas peržiūrėjo deimantinį šlifavimą ir naujos kartos betoninį paviršių (NGCS) – tekstūrą su kontroliuojamu grunto profiliu ir bendra neigiama arba žemyn nukreipta tekstūra, kuri buvo sukurta kaip ypač mažai triukšmo skleidžianti betoninė danga. ADOT taip pat svarsto galimybę naudoti slankiojantį šlifuoklį (procesą, kurio metu mašina nukreipia rutulinius guolius į kelio paviršių, kad pagerintų trinties savybes) arba mikrofrezavimą betono paviršiui apdailinti. Išbandžiusi kiekvieną metodą, ADOT nustatė, kad deimantiniu šlifavimu gauta išilginė tekstūra suteikia malonią korduro išvaizdą, taip pat gerą važiavimo patirtį (kaip rodo maža IRI vertė) ir mažą triukšmą. Deimantinio šlifavimo procesas taip pat pasirodė esąs pakankamai švelnus, kad apsaugotų betono vietas, ypač aplink siūles, kurios anksčiau buvo pažeistos frezuojant. Deimantinis šlifavimas taip pat yra ekonomiškas sprendimas.
2019 m. gegužę ADOT nusprendė atlikti deimantinį šlifavimą nedidelėje SR 202 kelio atkarpoje, esančioje pietinėje Finikso dalyje. 15 metų senumo AR-ACFC kelias buvo toks purus ir sluoksniuotas, kad ant priekinio stiklo mėtėsi palaidi akmenys, o vairuotojai kasdien skundėsi, kad priekinį stiklą pažeidžia skriejantys akmenys. Šiame regione žalos atlyginimo reikalavimų dalis yra didesnė nei kituose šalies regionuose. Šaligatvis taip pat labai triukšmingas ir sunkiai važiuojamas. ADOT pasirinko deimantinio šlifavimo apdailą dviem dešiniosioms eismo juostoms palei SR 202 kelią, kurio ilgis siekia pusę mylios. Jie naudojo krautuvo kaušą, kad pašalintų esamą AR-ACFC sluoksnį nepažeisdami apačioje esančio betono. Departamentas sėkmingai išbandė šį metodą balandžio mėnesį, kai svarstė būdus, kaip grįžti prie PCC kelio. Užbaigus projektą, ADOT atstovas pastebėjo, kad vairuotojas pereidavo iš AR-ACFC juostos į deimantinio šlifavimo betono juostą, kad patirtų pagerintas važiavimo ir garso savybes.
Nors ne visi bandomieji projektai buvo užbaigti, preliminarūs išlaidų duomenys rodo, kad sutaupytos lėšos, susijusios su betoninio dangos naudojimu ir deimantiniu šlifavimu siekiant optimizuoti išvaizdą, lygumą ir garsą, galėtų sumažinti priežiūros išlaidas net 3,9 mlrd. USD per metus. Per 30 metų laikotarpį. Randy Everett ir Arizonos transporto departamentas.
Maždaug tuo metu Marikopos vyriausybinė asociacija (MAG) paskelbė ataskaitą, kurioje įvertintas vietinių greitkelių keliamas triukšmas ir važiavimo sąlygos. Ataskaitoje pripažįstamas kelių tinklo priežiūros sunkumas ir daugiausia dėmesio skiriama kelio triukšmo charakteristikoms. Pagrindinė išvada yra ta, kad kadangi AR-ACFC triukšmo pranašumas išnyksta taip greitai, „vietoj guminės asfalto dangos reikėtų apsvarstyti deimantinio grunto apdorojimą“. Kitas tuo pačiu metu vykstantis projektas yra priežiūros pirkimo sutartis, pagal kurią leidžiamas deimantinis šlifavimas. Rangovas buvo pasamdytas priežiūrai ir statyboms.
ADOT mano, kad atėjo laikas žengti kitą žingsnį ir planuoja 2020 m. vasarį pradėti didesnį deimantinio šlifavimo projektą SR 202 kelyje. Projektas apima keturių mylių ilgio, keturių eismo juostų pločio atkarpą, įskaitant nuožulnias atkarpas. Plotas buvo per didelis, kad asfaltui pašalinti būtų galima naudoti krautuvą, todėl buvo panaudota frezavimo staklės. Skyrius išpjauna guminio asfalto juostas, kurias frezavimo rangovas gali naudoti kaip vadovą frezavimo proceso metu. Operatoriui lengviau matyti PCC paviršių po danga, galima reguliuoti frezavimo įrangą ir sumažinti žalą po ja esančiam betonui. Galutinis deimantiniu būdu šlifuotas SR 202 paviršius atitinka visus ADOT standartus – jis yra tylus, lygus ir patrauklus. Palyginti su asfalto paviršiais, IRI vertė buvo labai palanki 1920 ir 1930 metais. Šias panašias triukšmo charakteristikas galima gauti, nes nors naujoji AR-ACFC danga yra maždaug 5 dB tylesnė nei deimantiniu būdu šlifuota, kai AR-ACFC danga naudojama 5–9 metus, jos matavimo rezultatai yra panašūs arba aukštesni nei dB lygis. Naujojo SR 202 deimantinio šlifavimo įrenginio keliamas triukšmo lygis vairuotojams yra labai žemas, bet ir šaligatvis skleidžia mažiau triukšmo netoliese esančiose gyvenvietėse.
Ankstyvųjų projektų sėkmė paskatino ADOT pradėti dar tris bandomuosius deimantinio šlifavimo projektus. „Loop 101 Price“ greitkelio deimantinio šlifavimo darbai jau baigti. „Loop 101 Pima“ greitkelio deimantinio šlifavimo darbai bus atlikti 2021 m. pradžioje, o „Loop 101 I-17“ iki 75-osios aveniu tiesimas turėtų būti atliktas per ateinančius penkerius metus. ADOT stebės visų elementų veikimą, kad patikrintų siūlių sutvirtinimą, ar neatsilupa betonas, ir garso bei važiavimo kokybės palaikymą.
Nors ne visi bandomieji projektai yra užbaigti, iki šiol surinkti duomenys pateisina deimantinio šlifavimo svarstymą kaip alternatyvą standartiniam šlifavimui ir užpildymui. Preliminarūs sąnaudų tyrimo rezultatai rodo, kad sutaupytos lėšos, susijusios su betoninio dangos ir deimantinio šlifavimo naudojimu išvaizdai, lygumui ir garsui optimizuoti, per 30 metų gali sumažinti priežiūros išlaidas iki 3,9 mlrd. USD.
Naudojant esamą betoninę dangą Finikse, ne tik galima padidinti priežiūros biudžetą ir palaikyti geros būklės daugiau kelių, bet ir betono patvarumas užtikrina, kad su kelių priežiūra susiję trikdžiai būtų kuo mažesni. Svarbiausia, kad visuomenė galės mėgautis lygia ir tylia važiavimo danga.
Randy Everett yra vyresnysis departamento administratorius Centrinėje Arizonoje.
IGGA yra ne pelno siekianti prekybos asociacija, įkurta 1972 m. grupės atsidavusių pramonės specialistų, skirtų deimantinio šlifavimo ir griovelių formavimo procesams portlandcemenčio betonui ir asfalto paviršiams kurti. 1995 m. IGGA prisijungė prie Amerikos betoninių dangų asociacijos (ACPA) filialo ir suformavo šiandieninę IGGA/ACPA betoninių dangų apsaugos partnerystę (IGGA/ACPA CP3). Šiandien ši partnerystė yra techninis išteklius ir pramonės lyderė optimizuotų dangų paviršių, betoninių dangų remonto ir dangų apsaugos pasaulinėje rinkoje. IGGA misija – tapti pirmaujančiu technologijų ir reklamos šaltiniu, skirtu deimantinio šlifavimo ir griovelių formavimo, taip pat betoninių dangų konservavimo ir restauravimo pripažinimui ir teisingam naudojimui.
Įrašo laikas: 2021 m. rugsėjo 8 d.