Вяртанне арызонскай шашы да портландцэментнага бетону можа пацвердзіць перавагу выкарыстання алмазнага шліфавання ў якасці альтэрнатывы стандартнаму шліфаванню і запаўненню. Прагноз паказвае, што на працягу 30 гадоў выдаткі на тэхнічнае абслугоўванне скароцяцца на 3,9 мільярда долараў ЗША.
Гэты артыкул заснаваны на вэбінары, які першапачаткова прайшоў падчас тэхнічнай канферэнцыі Міжнароднай асацыяцыі па нарэзцы канавок і шліфаванні (IGGA) у снежні 2020 года. Глядзіце поўную дэманстрацыю ніжэй.
Жыхары раёна Фінікса хочуць мець гладкія, прыгожыя і ціхія дарогі. Аднак з-за імклівага росту насельніцтва ў гэтым раёне і недастатковага фінансавання, стан дарог у гэтым раёне за апошняе дзесяцігоддзе пагоршыўся. Дэпартамент транспарту Арызоны (ADOT) вывучае крэатыўныя рашэнні для падтрымання сваёй сеткі аўтамабільных дарог і забеспячэння тых тыпаў дарог, якіх чакае насельніцтва.
Фінікс — пяты па колькасці насельніцтва горад у Злучаных Штатах, і ён працягвае расці. 435-мільная сетка дарог і мастоў горада падтрымліваецца цэнтральнай зонай Дэпартамента транспарту Арызоны (ADOT), большая частка якой складаецца з чатырохпалосных шашы з дадатковымі палосамі для транспартных сродкаў высокай інтэнсіўнасці (HOV). З бюджэтам будаўніцтва ў 500 мільёнаў долараў ЗША ў год, рэгіён звычайна рэалізуе ад 20 да 25 будаўнічых праектаў на дарожнай сетцы з высокай інтэнсіўнасцю руху штогод.
У Арызоне бетонныя пакрыцці выкарыстоўваюцца з 1920-х гадоў. Бетон можна выкарыстоўваць дзесяцігоддзямі і патрабуецца абслугоўванне толькі кожныя 20-25 гадоў. У Арызоне 40 гадоў паспяховага вопыту дазволілі выкарыстоўваць яго падчас будаўніцтва буйных аўтамагістралей штата ў 1960-х гадах. У той час пакрыццё дарог бетонам азначала кампраміс з пункту гледжання шуму дарогі. У гэты перыяд бетонная паверхня аздаблялася луджаннем (правядзенне металічнымі граблямі па бетоннай паверхні перпендыкулярна патоку транспарту), і шыны, якія ездзяць па луджаным бетоне, стваралі шумны, сінтэтычны свіст. У 2003 годзе, каб вырашыць праблему шуму, паверх портландцэментнага бетону (PCC) быў нанесены 1-цалевы фрыкцыйны пласт асфальтавай гумы (AR-ACFC). Гэта забяспечвае аднастайны знешні выгляд, ціхі гук і камфортнае карыстанне. Аднак захаванне паверхні AR-ACFC аказалася складанай задачай.
Разліковы тэрмін службы AR-ACFC складае прыблізна 10 гадоў. Аўтамагістралі Арызоны ўжо перавысілі свой разліковы тэрмін службы і старэюць. Распластоўванне і звязаныя з гэтым праблемы ствараюць праблемы для кіроўцаў і Міністэрства транспарту. Нягледзячы на тое, што адслаенне звычайна прыводзіць да страты толькі каля 1 цалі глыбіні дарогі (таму што гумовы асфальт таўшчынёй 1 цаля аддзяліўся ад бетону ўнізе), месца адслаення разглядаецца пасажырамі як выбоіна і лічыцца сур'ёзнай праблемай.
Пасля выпрабаванняў алмазнага шліфавання, бетонных паверхняў наступнага пакалення і аздаблення бетоннай паверхні з дапамогай шліфавальнай машыны або мікрафрэзеравання, ADOT вызначыў, што падоўжная тэкстура, атрыманая шляхам алмазнага шліфавання, забяспечвае прыемны вельветавы выгляд і добрыя характарыстыкі кіравання (як паказана ў нізкіх паказчыках IRI) і нізкі ўзровень шуму. Рэндзі Эверет і Дэпартамент транспарту Арызоны
У Арызоне выкарыстоўваецца Міжнародны індэкс шурпатасці (IRI) для вымярэння стану дарог, і гэты паказчык пастаянна змяншаецца. (IRI — гэта статыстычныя дадзеныя аб шурпатасці, якія амаль паўсюдна выкарыстоўваюцца нацыянальнымі ўстановамі ў якасці паказчыка эфектыўнасці сістэмы кіравання дарожным пакрыццём. Чым ніжэйшае значэнне, тым меншая шурпатасць, што пажадана). Згодна з вымярэннямі IRI, праведзенымі ў 2010 годзе, 72% міжштатных аўтамагістралей у рэгіёне знаходзяцца ў добрым стане. Да 2018 года гэтая доля знізілася да 53%. Маршруты нацыянальнай сістэмы аўтамабільных дарог таксама дэманструюць тэндэнцыю да зніжэння. Вымярэнні ў 2010 годзе паказалі, што 68% дарог знаходзяцца ў добрым стане. Да 2018 года гэтая лічба знізілася да 35%.
Паколькі выдаткі павялічыліся, а бюджэт не мог за імі паспяваць, у красавіку 2019 года Дэпартамент транспарту Амэрыкі і Транспарта (ADOT) пачаў шукаць лепшыя варыянты захоўвання, чым у папярэднім наборы інструментаў. Для дарожнага пакрыцця, якое ўсё яшчэ знаходзіцца ў добрым стане на працягу 10-15 гадоў, адведзеных на разліковы тэрмін службы, — а для ведамства становіцца ўсё больш важным падтрымліваць існуючае пакрыццё ў добрым стане, — магчымыя варыянты ўключаюць герметызацыю расколін, герметызацыю распыленнем (нанясенне тонкага пласта лёгкай, павольна зацвярдзелай асфальтавай эмульсіі) або рамонт асобных выбоін. Для дарожнага пакрыцця, тэрмін службы якога перавышае праектны, адным з варыянтаў з'яўляецца шліфаванне пашкоджанага асфальту і ўкладка новага гумаасфальтавага пакрыцця. Аднак з-за памеру плошчы, якую трэба адрамантаваць, гэта аказваецца занадта дарагім. Яшчэ адной перашкодай для любога рашэння, якое патрабуе паўторнага шліфавання асфальтавай паверхні, з'яўляецца тое, што шліфавальнае абсталяванне непазбежна паўплывае і пашкодзіць ніжэйлеглы бетон, і страта бетоннага матэрыялу ў стыках асабліва сур'ёзная.
Што здарыцца, калі Арызона вернецца да зыходнага пакрыцця з PCC? Дэпартамент транспарту Арызоны ведае, што бетонныя шашы ў штаце прызначаны для забеспячэння доўгатэрміновай структурнай стабільнасці. Дэпартамент зразумеў, што калі б яны маглі выкарыстоўваць ніжэйлеглы PCC для паляпшэння яго зыходнага зубчастага пакрыцця, каб стварыць ціхую і зручную для язды дарогу, адрамантаваная дарога магла б праслужыць даўжэй і патрабаваць абслугоўвання. Яна таксама значна меншая, чым асфальт.
У рамках праекта на SR 101 на поўнач ад Фенікса быў выдалены пласт AR-ACFC, таму ADOT усталяваў чатыры тэставыя ўчасткі для вывучэння будучых рашэнняў, якія будуць выкарыстоўваць існуючы бетон, забяспечваючы пры гэтым гладкасць, цішыню язды і добры знешні выгляд дарогі. Дэпартамент разгледзеў алмазнае шліфаванне і бетонную паверхню наступнага пакалення (NGCS), тэкстуру з кантраляваным профілем грунта і агульнай адмоўнай або накіраванай уніз тэкстурай, якая была распрацавана ў якасці асабліва ціхага бетоннага пакрыцця. ADOT таксама разглядае магчымасць выкарыстання слізгальнай шліфавальнай машыны (працэс, пры якім машына накіроўвае шарыкападшыпнікі на дарожную паверхню для паляпшэння характарыстык трэння) або мікрафрэзеравання для аздаблення бетоннай паверхні. Пасля выпрабавання кожнага метаду ADOT вызначыў, што падоўжная тэкстура, атрыманая шляхам алмазнага шліфавання, забяспечвае прыемны вельветавы выгляд, а таксама добрыя ўражанні ад язды (на што паказвае нізкае значэнне IRI) і нізкі ўзровень шуму. Працэс алмазнага шліфавання таксама аказаўся дастаткова мяккім, каб абараніць бетонныя ўчасткі, асабліва вакол стыкаў, якія раней былі пашкоджаны фрэзераваннем. Алмазнае шліфаванне таксама з'яўляецца эканамічна эфектыўным рашэннем.
У маі 2019 года Дэпартамент транспарту Аёвы (ADOT) вырашыў правесці алмазную апрацоўку невялікага ўчастка шашы SR 202, размешчанага ў паўднёвай частцы Фінікса. 15-гадовая дарога AR-ACFC была настолькі друзлай і шматслаёвай, што на лабавое шкло ляцелі камяні, і кіроўцы штодня скардзіліся на пашкоджанне лабавога шкла ляцячымі камянямі. Доля прэтэнзій па кампенсацыі шкоды ў гэтым рэгіёне вышэйшая, чым у іншых рэгіёнах краіны. Тратуар таксама вельмі шумны і яго цяжка праехаць. ADOT абраў алмазную аздабленне для дзвюх правых палос уздоўж SR 202 даўжынёй паўмілі. Яны выкарысталі коўш пагрузчыка, каб выдаліць існуючы пласт AR-ACFC, не пашкоджваючы бетон пад ім. Дэпартамент паспяхова пратэставаў гэты метад у красавіку, калі абмяркоўвалі спосабы вяртання на дарогу PCC. Пасля завяршэння праекта прадстаўнік ADOT заўважыў, што кіроўца пераходзіў з паласы AR-ACFC на алмазна адшліфаваную бетонную паласу, каб адчуць палепшаныя характарыстыкі язды і гуку.
Нягледзячы на тое, што не ўсе пілотныя праекты былі завершаны, папярэднія вынікі аб выдатках паказваюць, што эканомія, звязаная з выкарыстаннем бетоннага пакрыцця і алмазнага шліфавання для аптымізацыі знешняга выгляду, гладкасці і гуку, можа скараціць выдаткі на тэхнічнае абслугоўванне на 3,9 мільярда долараў у год. На працягу 30 гадоў. Рэндзі Эверет і Дэпартамент транспарту Арызоны.
Прыкладна ў гэты час Асацыяцыя ўрада Марыкопы (MAG) апублікавала справаздачу аб ацэнцы шуму і праходнасці мясцовых аўтамагістралей. У справаздачы прызнаецца складанасць абслугоўвання дарожнай сеткі і ўвага надаецца шумавым характарыстыкам дарогі. Ключавая выснова заключаецца ў тым, што, паколькі перавага AR-ACFC у плане шуму знікае так хутка, «замест гумаасфальтавага пакрыцця варта разгледзець магчымасць алмазнай апрацоўкі грунта». Яшчэ адной адначасовай распрацоўкай з'яўляецца кантракт на тэхнічнае абслугоўванне, які дазваляе алмазную шліфавальную працу. Для тэхнічнага абслугоўвання і будаўніцтва быў прыцягнуты падрадчык.
ADOT лічыць, што пара зрабіць наступны крок, і плануе пачаць больш маштабны праект па алмазным шліфаванні на SR 202 у лютым 2020 года. Праект ахоплівае ўчастак даўжынёй чатыры мілі і шырынёй у чатыры паласы, у тым ліку нахільныя ўчасткі. Плошча была занадта вялікай, каб выкарыстоўваць пагрузчык для выдалення асфальту, таму была выкарыстана фрэзерная машына. Аддзел выразае палоскі з гумовага асфальту, каб падрадчык па фрэзераванні мог выкарыстоўваць іх у якасці арыентыру падчас працэсу фрэзеравання. Дзякуючы таму, што аператару лягчэй бачыць паверхню PCC пад пакрыццём, можна рэгуляваць фрэзернае абсталяванне і мінімізаваць пашкоджанне ніжэйлеглага бетону. Канчатковая алмазна-шліфаваная паверхня SR 202 адпавядае ўсім стандартам ADOT - яна ціхая, гладкая і прывабная - у параўнанні з асфальтавымі паверхнямі значэнне IRI было вельмі спрыяльным у 1920-х і 1930-х гадах. Гэтыя параўнальныя характарыстыкі шуму можна атрымаць, таму што, хоць новае пакрыццё AR-ACFC прыкладна на 5 дБ цішэйшае за алмазнае пакрыццё, калі пакрыццё AR-ACFC выкарыстоўваецца на працягу 5-9 гадоў, вынікі яго вымярэнняў параўнальныя або вышэйшыя за ўзровень у дБ. Узровень шуму новай алмазнай пляцоўкі SR 202 не толькі вельмі нізкі для кіроўцаў, але і тратуар стварае менш шуму ў бліжэйшых населеных пунктах.
Поспех першых праектаў падштурхнуў ADOT пачаць яшчэ тры пілотныя праекты па алмазнай шліфоўцы. Алмазная шліфоўка шашы Loop 101 Price была завершана. Алмазная шліфоўка шашы Loop 101 Pima будзе праведзена ў пачатку 2021 года, а будаўніцтва Loop 101 I-17 да 75-й авеню, як чакаецца, будзе завершана ў бліжэйшыя пяць гадоў. ADOT будзе адсочваць працу ўсіх элементаў, каб праверыць апору стыкаў, ці не адслоіўся бетон, а таксама захаванне гуку і якасці язды.
Нягледзячы на тое, што не ўсе пілотныя праекты былі завершаны, сабраныя да гэтага часу дадзеныя апраўдваюць разгляд алмазнага шліфавання ў якасці альтэрнатывы стандартнаму шліфаванню і запаўненню. Папярэднія вынікі даследавання выдаткаў паказваюць, што эканомія, звязаная з выкарыстаннем бетоннага пакрыцця і алмазнага шліфавання для аптымізацыі знешняга выгляду, гладкасці і гуку, можа знізіць выдаткі на тэхнічнае абслугоўванне да 3,9 мільярда долараў на працягу 30 гадоў.
Выкарыстоўваючы існуючае бетоннае пакрыццё ў Фініксе, можна не толькі павялічыць бюджэт на ўтрыманне дарог і падтрымліваць іх у добрым стане, але і дзякуючы трываласці бетону можна мінімізаваць збоі, звязаныя з утрыманнем дарог. Самае галоўнае, што пасажыры змогуць атрымліваць асалоду ад роўнай і ціхай дарожнай паверхні.
Рэндзі Эверет — старшы адміністратар Дэпартамента транспарту Цэнтральнай Арызоны.
IGGA — гэта некамерцыйная гандлёвая асацыяцыя, заснаваная ў 1972 годзе групай адданых сваёй справе спецыялістаў галіны, якія займаюцца распрацоўкай працэсаў алмазнага шліфавання і нанясення канавок для бетонных і асфальтавых паверхняў з портландцэменту. У 1995 годзе IGGA далучылася да філіяла Амерыканскай асацыяцыі бетонных пакрыццяў (ACPA), утварыўшы сённяшняе Партнёрства IGGA/ACPA па абароне бетонных пакрыццяў (IGGA/ACPA CP3). Сёння гэта партнёрства з'яўляецца тэхнічным рэсурсам і лідэрам галіны ў глабальным маркетынгу аптымізаваных паверхняў пакрыццяў, рамонту бетонных пакрыццяў і абароны пакрыццяў. Місія IGGA — стаць вядучым тэхналагічным і прасоўвальным рэсурсам для прыняцця і правільнага выкарыстання алмазнага шліфавання і нанясення канавок, а таксама для захавання і аднаўлення PCB.
Час публікацыі: 8 верасня 2021 г.