Arizona maantee portlandtsemendibetoonile tagasipöördumine võib tõestada teemantlihvimise eelist tavalise lihvimise ja pahteldamise alternatiivina. Prognoos näitab, et 30 aasta jooksul vähenevad hoolduskulud 3,9 miljardi USA dollari võrra.
See artikkel põhineb veebiseminaril, mis algselt toimus Rahvusvahelise Soonte ja Lihvimise Assotsiatsiooni (IGGA) tehnilisel konverentsil 2020. aasta detsembris. Vaadake täielikku demot allpool.
Phoenixi piirkonna elanikud soovivad siledaid, ilusaid ja vaikseid teid. Piirkonna plahvatusliku rahvastiku kasvu ja ebapiisavate vahendite tõttu on teede seisukord aga viimase kümnendi jooksul halvenenud. Arizona transpordiministeerium (ADOT) uurib loomingulisi lahendusi oma maanteevõrgu hooldamiseks ja avalikkuse ootustele vastavate teede pakkumiseks.
Phoenix on rahvaarvult viies linn Ameerika Ühendriikides ja see kasvab endiselt. Linna 707 kilomeetri pikkust teede ja sildade võrgustikku haldab Arizona transpordiministeeriumi (ADOT) keskpiirkond, millest suurem osa koosneb neljarealistest maanteedest koos täiendavate kõrgliiklusele mõeldud sõiduradadega. Ehituseelarvega 500 miljonit USA dollarit aastas viib piirkond tavaliselt igal aastal läbi 20–25 ehitusprojekti tiheda liiklusega teedevõrgus.
Arizonas on betoonkatteid kasutatud alates 1920. aastatest. Betooni saab kasutada aastakümneid ja see vajab hooldust vaid iga 20–25 aasta tagant. Arizonas võimaldas 40 aastat edukat kogemust seda kasutada osariigi peamiste maanteede ehitamisel 1960. aastatel. Tol ajal tähendas tee betooniga sillutamine kompromissi tegemist teemüra osas. Sel perioodil viimistletakse betoonpind tinatamise teel (metallist reha tõmmates betoonpinnale liiklusvooluga risti) ja tinatatud betoonil sõitvad rehvid tekitavad lärmakat ja ühtset vingumist. 2003. aastal kanti müraprobleemi lahendamiseks portlandtsemendi betooni (PCC) peale 1-tolline asfaltkummist hõõrdekiht (AR-ACFC). See tagab ühtlase välimuse, vaikse heli ja mugava sõidu. AR-ACFC pinna säilitamine on aga osutunud keeruliseks.
AR-ACFC kavandatud eluiga on umbes 10 aastat. Arizona maanteed on nüüdseks oma kavandatud eluea ületanud ja vananevad. Kihistumine ja sellega seotud probleemid tekitavad probleeme nii autojuhtidele kui ka transpordiministeeriumile. Kuigi kihistumine põhjustab tavaliselt vaid umbes 2,5 cm teekatte paksuse kadu (kuna 2,5 cm paksune kummiasfalt on allpool olevast betoonist eraldunud), peab reisiv avalikkus kihistumise kohta teekatteauguks ja seda peetakse tõsiseks probleemiks.
Pärast teemantlihvimise, järgmise põlvkonna betoonpindade testimist ja betoonpinna viimistlemist libiseva lihvija või mikrofreesiga tegi ADOT kindlaks, et teemantlihvimisega saavutatud pikisuunaline tekstuur annab meeldiva velvetist välimuse, hea sõiduomaduse (nagu näitavad madalad IRI-arvud) ja madala mürataseme. Randy Everett ja Arizona transpordiministeerium
Arizonas kasutatakse teeolude mõõtmiseks rahvusvahelist teekatte karedusindeksit (IRI) ja see arv on vähenenud. (IRI on teatud tüüpi kareduse statistiline andmestik, mida riiklikud institutsioonid peaaegu kõikjal kasutavad oma teekattehaldussüsteemi tulemuslikkuse näitajana. Mida madalam on väärtus, seda väiksem on karedus, mis on soovitav). 2010. aastal läbi viidud IRI mõõtmiste kohaselt on 72% piirkonna kiirteedest heas seisukorras. 2018. aastaks oli see osakaal langenud 53%-ni. Ka riiklike maanteede võrgustiku marsruudid näitavad langustrendi. 2010. aasta mõõtmised näitasid, et 68% teedest oli heas seisukorras. 2018. aastaks oli see arv langenud 35%-ni.
Kuna kulud kasvasid – ja eelarve ei suutnud sammu pidada – hakkas ADOT 2019. aasta aprillis otsima paremaid hoiustamisvõimalusi kui eelmises tööriistakastis oli. 10–15-aastase projekteeritud eluea jooksul endiselt heas seisukorras olevate teekatte puhul – ja osakonna jaoks on üha olulisem hoida olemasolev teekate heas seisukorras – hõlmavad võimalused pragude tihendamist, pihustustihendamist (õhukese kihi kerge, aeglaselt tahkestunud asfaldiemulsiooni pealekandmine) või üksikute aukude parandamist. Projekteeritud eluea ületavate teekattematerjalide puhul on üks võimalus lihvida kulunud asfalt maha ja paigaldada uus kummist asfaldikiht. Parandatava ala ulatuse tõttu osutub see aga liiga kulukaks. Teine takistus igale lahendusele, mis nõuab asfaldipinna korduvat lihvimist, on see, et lihvimisseadmed mõjutavad ja kahjustavad paratamatult alusbetooni ning betoonmaterjali kadu vuukides on eriti tõsine.
Mis juhtuks, kui Arizona taastaks algse PCC-katte? ADOT teab, et osariigi betoonmaanteed on projekteeritud pakkuma pikaajalist konstruktsioonilist stabiilsust. Osakond mõistis, et kui nad saaksid kasutada aluspõhjalist PCC-d selle algse hammaskatte parandamiseks, et moodustada vaikne ja sõidetav tee, võiks parandatud tee kauem vastu pidada ja vajada hooldust. See on ka palju vähem kulukas kui asfalt.
Phoenixist põhja pool asuva SR 101 projekti osana on AR-ACFC kiht eemaldatud, seega paigaldas ADOT neli katselõiku, et uurida tulevasi lahendusi, mis kasutavad olemasolevat betooni, tagades samal ajal sujuvuse, vaikse sõidu ja hea tee välimuse. Osakond vaatas läbi teemantlihvimise ja järgmise põlvkonna betoonpinna (NGCS) – kontrollitud pinnaprofiili ja üldise negatiivse ehk allapoole suunatud tekstuuriga tekstuuri, mis on välja töötatud eriti madala müratasemega betoonkatteks. ADOT kaalub ka libiseva lihvija (protsess, mille käigus masin suunab kuullaagreid teepinnale hõõrdeomaduste parandamiseks) või mikrofreesimise kasutamist betoonpinna viimistlemiseks. Pärast iga meetodi testimist tegi ADOT kindlaks, et teemantlihvimisega saadud pikisuunaline tekstuur annab meeldiva velvetist välimuse, hea sõidukogemuse (mida näitab madal IRI väärtus) ja madala mürataseme. Teemantlihvimisprotsess on osutunud ka piisavalt õrnaks, et kaitsta betoonpiirkondi, eriti vuukide ümbrust, mis olid eelnevalt freesimisega kahjustatud. Teemantlihvimine on ka kulutõhus lahendus.
2019. aasta mais otsustas ADOT teemantlihvida väikese lõigu SR 202 maanteest Phoenixi lõunaosas. 15-aastane AR-ACFC tee oli nii lahtine ja kihiline, et lahtised kivid lendasid esiklaasile ning juhid kaebasid iga päev, et lendavad kivid kahjustasid esiklaasi. Kahjunõuete osakaal selles piirkonnas on suurem kui teistes riigi piirkondades. Kõnnitee on ka väga lärmakas ja raskesti sõidetav. ADOT valis teemantviimistlusega viimistluse kahele parempoolsele sõidurajale mööda SR 202 maanteed poole miili pikkusel lõigul. Nad kasutasid laadurikopa, et eemaldada olemasolev AR-ACFC kiht ilma all olevat betooni kahjustamata. Osakond testis seda meetodit edukalt aprillis, kui nad mõtlesid välja võimalusi PCC teele naasmiseks. Pärast projekti valmimist märkas ADOT esindaja, et juht liikus AR-ACFC rajalt teemantlihvitud betoonrajale, et kogeda paremaid sõidu- ja heliomadusi.
Kuigi kõik pilootprojektid pole veel lõpule viidud, näitavad esialgsed kulutulemused, et betoonkatte ja teemantlihvimisega seotud kokkuhoid välimuse, sileduse ja heli optimeerimiseks võiks vähendada hoolduskulusid kuni 3,9 miljardi dollari võrra aastas. 30 aasta jooksul. Randy Everett ja Arizona transpordiministeerium.
Umbes samal ajal avaldas Maricopa valitsusühing (MAG) aruande, milles hinnati kohaliku maantee müra ja juhitavust. Aruandes tunnistatakse teedevõrgu hooldamise raskusi ja keskendutakse tee müraomadustele. Peamine järeldus on, et kuna AR-ACFC müraeelis kaob nii kiiresti, tuleks „kummist asfaldikihi asemel kaaluda teemantlihvimist“. Teine samaaegne areng on hooldushanke leping, mis võimaldab teemantlihvimist. Hoolduse ja ehituse jaoks kaasati töövõtja.
ADOT usub, et on aeg astuda järgmine samm ja plaanib 2020. aasta veebruaris alustada SR 202-l suurema teemantlihvimisprojektiga. Projekt hõlmab nelja miili pikkust ja nelja sõidurajaga lõiku, sealhulgas kaldlõike. Ala oli asfaldi eemaldamiseks laaduriga liiga suur, seega kasutati freesmasinat. Osakond lõikab kummiasfaldist ribasid, mida freesimistöövõtja saab freesimisprotsessi ajal juhisena kasutada. Lihtsustades operaatoril katte all oleva PCC pinna nägemist, saab freesimisseadmeid reguleerida ja alusbetooni kahjustusi minimeerida. SR 202 lõplik teemantlihvitud pind vastab kõigile ADOT standarditele – see on vaikne, sile ja atraktiivne – võrreldes asfaltpindadega oli IRI väärtus 1920. ja 1930. aastatel väga soodne. Neid võrreldavaid müraomadusi on võimalik saavutada, sest kuigi uus AR-ACFC teekate on teemantlihvitud teekattest umbes 5 dB vaiksem, on AR-ACFC teekatte 5–9-aastase kasutamise korral selle mõõtmistulemused võrreldavad või kõrgemad kui teemantlihvitud teekate. Uue SR 202 teemantlihvija müratase pole mitte ainult autojuhtidele väga madal, vaid ka kõnnitee tekitab lähedalasuvates asulates vähem müra.
Varaste projektide edu ajendas ADOT-i alustama veel kolme teemantlihvimise pilootprojektiga. Loop 101 Price Freeway teemantlihvimine on lõpule viidud. Loop 101 Pima Freeway teemantlihvimine toimub 2021. aasta alguses ning Loop 101 I-17 kuni 75. avenüüni ehitustööd peaksid valmima järgmise viie aasta jooksul. ADOT jälgib kõigi elementide toimivust, et kontrollida vuukide tuge, betooni koorumist ning heli ja sõidukvaliteedi säilimist.
Kuigi kõik pilootprojektid pole veel lõpule viidud, õigustavad seni kogutud andmed teemantlihvimise kaalumist alternatiivina tavapärasele lihvimisele ja pahteldamisele. Kulude uurimise esialgsed tulemused näitavad, et betoonkatendi ja teemantlihvimisega seotud kokkuhoid välimuse, sileduse ja heli optimeerimiseks võib 30-aastase perioodi jooksul vähendada hoolduskulusid kuni 3,9 miljardi dollari võrra.
Kasutades Phoenixis olemasolevat betoonkatet, saab mitte ainult pikendada hoolduseelarvet ja hoida rohkem teid heas seisukorras, vaid betooni vastupidavus tagab ka teehooldusega seotud katkestuste minimeerimise. Mis kõige tähtsam, avalikkus saab nautida sujuvat ja vaikset sõiduteed.
Randy Everett on Kesk-Arizona transpordiministeeriumi vanemadministraator.
IGGA on mittetulundusühing, mille asutas 1972. aastal grupp pühendunud valdkonna spetsialiste, kes on pühendunud portlandtsemendist betooni ja asfaltpindade teemantlihvimise ja soonte lõikamise protsesside arendamisele. 1995. aastal liitus IGGA Ameerika Betoonkatte Assotsiatsiooni (ACPA) sidusettevõttega, moodustades tänapäevase IGGA/ACPA Betoonkatte Kaitse Partnerluse (IGGA/ACPA CP3). Tänapäeval on see partnerlus tehniline ressurss ja valdkonna liider optimeeritud teekattepindade, betoonkatte remondi ja teekatte kaitse ülemaailmsel turustamisel. IGGA missiooniks on saada juhtivaks tehnoloogia- ja reklaamiallikaks teemantlihvimise ja soonte lõikamise aktsepteerimiseks ja korrektseks kasutamiseks, samuti PCC säilitamiseks ja taastamiseks.
Postituse aeg: 08.09.2021