Η επαναφορά του αυτοκινητόδρομου της Αριζόνα σε σκυρόδεμα από τσιμέντο Πόρτλαντ μπορεί να αποδείξει το όφελος της χρήσης λείανσης με διαμάντια ως εναλλακτική λύση στην τυπική λείανση και πλήρωση. Οι προοπτικές δείχνουν ότι σε μια περίοδο 30 ετών, το κόστος συντήρησης θα μειωθεί κατά 3,9 δισεκατομμύρια δολάρια ΗΠΑ.
Αυτό το άρθρο βασίζεται σε ένα διαδικτυακό σεμινάριο που πραγματοποιήθηκε αρχικά κατά τη διάρκεια του Τεχνικού Συνεδρίου του Διεθνούς Συνδέσμου Grooving and Grinding (IGGA) τον Δεκέμβριο του 2020. Δείτε την πλήρη επίδειξη παρακάτω.
Οι κάτοικοι της περιοχής του Φοίνιξ επιθυμούν ομαλούς, όμορφους και ήσυχους δρόμους. Ωστόσο, λόγω της εκρηκτικής αύξησης του πληθυσμού στην περιοχή και της ανεπαρκούς χρηματοδότησης για την αντιμετώπισή της, η κατάσταση των δρόμων στην περιοχή έχει επιδεινωθεί την τελευταία δεκαετία. Το Υπουργείο Μεταφορών της Αριζόνα (ADOT) μελετά δημιουργικές λύσεις για τη συντήρηση του δικτύου αυτοκινητοδρόμων του και την παροχή των τύπων δρόμων που αναμένει το κοινό.
Το Φοίνιξ είναι η πέμπτη πιο πυκνοκατοικημένη πόλη στις Ηνωμένες Πολιτείες και εξακολουθεί να αναπτύσσεται. Το δίκτυο δρόμων και γεφυρών της πόλης, μήκους 435 μιλίων, συντηρείται από την κεντρική περιοχή του Υπουργείου Μεταφορών της Αριζόνα (ADOT), το μεγαλύτερο μέρος του οποίου αποτελείται από αυτοκινητόδρομους τεσσάρων λωρίδων με επιπλέον λωρίδες κυκλοφορίας οχημάτων υψηλής κυκλοφορίας (HOV). Με προϋπολογισμό κατασκευής 500 εκατομμυρίων δολαρίων ΗΠΑ ετησίως, η περιοχή συνήθως εκτελεί 20 έως 25 κατασκευαστικά έργα σε ένα οδικό δίκτυο υψηλής κυκλοφορίας κάθε χρόνο.
Η Αριζόνα χρησιμοποιεί οδοστρώματα από σκυρόδεμα από τη δεκαετία του 1920. Το σκυρόδεμα μπορεί να χρησιμοποιηθεί για δεκαετίες και χρειάζεται συντήρηση μόνο κάθε 20-25 χρόνια. Για την Αριζόνα, 40 χρόνια επιτυχημένης εμπειρίας επέτρεψαν τη χρήση του κατά την κατασκευή των μεγάλων αυτοκινητοδρόμων της πολιτείας τη δεκαετία του 1960. Εκείνη την εποχή, η επίστρωση του δρόμου με σκυρόδεμα σήμαινε μια αντιστάθμιση όσον αφορά τον θόρυβο του δρόμου. Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, η επιφάνεια του σκυροδέματος ολοκληρώνεται με επικασσιτέρωση (τραβώντας μια μεταλλική τσουγκράνα στην επιφάνεια του σκυροδέματος κάθετα στη ροή της κυκλοφορίας) και τα ελαστικά που κινούνται στο επικασσιτερωμένο σκυρόδεμα παράγουν ένα θορυβώδες, συνεκτικό σφύριγμα. Το 2003, προκειμένου να λυθεί το πρόβλημα του θορύβου, εφαρμόστηκε ένα στρώμα τριβής από καουτσούκ ασφάλτου (AR-ACFC) πάχους 1 ίντσας πάνω από το σκυρόδεμα τσιμέντου Portland (PCC). Αυτό παρέχει μια ομοιόμορφη εμφάνιση, ήσυχο ήχο και άνετη οδήγηση. Ωστόσο, η διατήρηση της επιφάνειας του AR-ACFC έχει αποδειχθεί πρόκληση.
Η διάρκεια ζωής σχεδιασμού του AR-ACFC είναι περίπου 10 χρόνια. Οι αυτοκινητόδρομοι της Αριζόνα έχουν πλέον ξεπεράσει τη διάρκεια ζωής σχεδιασμού τους και γερνούν. Η διαστρωμάτωση και τα σχετικά ζητήματα δημιουργούν προβλήματα για τους οδηγούς και το Υπουργείο Μεταφορών. Αν και η αποκόλληση συνήθως οδηγεί σε απώλεια περίπου 2,5 εκατοστών βάθους δρόμου (επειδή η ελαστική άσφαλτος πάχους 2,5 εκατοστών έχει διαχωριστεί από το σκυρόδεμα από κάτω), το σημείο αποκόλλησης θεωρείται λακκούβα από το ταξιδιωτικό κοινό και αποτελεί σοβαρό πρόβλημα.
Μετά από δοκιμές λείανσης με διαμάντι, επιφανειών σκυροδέματος επόμενης γενιάς και φινίρισμα της επιφάνειας του σκυροδέματος με λειαντήρα ολίσθησης ή μικρομύλο, η ADOT διαπίστωσε ότι η διαμήκης υφή που επιτυγχάνεται με λείανση με διαμάντι παρέχει μια ευχάριστη εμφάνιση από κοτλέ και καλή απόδοση οδήγησης (όπως φαίνεται από τους χαμηλούς αριθμούς IRI) και χαμηλές εκπομπές θορύβου. Randy Everett και Υπουργείο Μεταφορών της Αριζόνα
Η Αριζόνα χρησιμοποιεί τον Διεθνή Δείκτη Τραχύτητας (IRI) για τη μέτρηση της κατάστασης των οδών και ο αριθμός αυτός μειώνεται. (Ο IRI είναι ένα είδος στατιστικών δεδομένων τραχύτητας, το οποίο χρησιμοποιείται σχεδόν καθολικά από τους εθνικούς φορείς ως δείκτης απόδοσης του συστήματος διαχείρισης οδοστρωμάτων. Όσο χαμηλότερη είναι η τιμή, τόσο μικρότερη είναι η τραχύτητα, κάτι που είναι επιθυμητό). Σύμφωνα με μετρήσεις του IRI που πραγματοποιήθηκαν το 2010, το 72% των διαπολιτειακών αυτοκινητοδρόμων στην περιοχή είναι σε καλή κατάσταση. Μέχρι το 2018, το ποσοστό αυτό είχε μειωθεί στο 53%. Οι διαδρομές του εθνικού συστήματος αυτοκινητοδρόμων παρουσιάζουν επίσης πτωτική τάση. Οι μετρήσεις του 2010 έδειξαν ότι το 68% των δρόμων ήταν σε καλή κατάσταση. Μέχρι το 2018, ο αριθμός αυτός είχε μειωθεί στο 35%.
Καθώς το κόστος αυξήθηκε —και ο προϋπολογισμός δεν μπορούσε να ανταποκριθεί— τον Απρίλιο του 2019, η ADOT άρχισε να αναζητά καλύτερες επιλογές αποθήκευσης από ό,τι στην προηγούμενη εργαλειοθήκη. Για οδοστρώματα που εξακολουθούν να είναι σε καλή κατάσταση εντός του χρονικού πλαισίου σχεδιασμού των 10 έως 15 ετών —και γίνεται όλο και πιο σημαντικό για το τμήμα να διατηρεί το υπάρχον οδόστρωμα σε καλή κατάσταση— οι επιλογές περιλαμβάνουν τη σφράγιση ρωγμών, τη σφράγιση με ψεκασμό (εφαρμόζοντας ένα λεπτό στρώμα ελαφρού, αργά στερεοποιημένου ασφαλτικού γαλακτώματος) ή την επισκευή μεμονωμένων λακκούβων. Για οδοστρώματα που υπερβαίνουν τη χρονικά καθορισμένη διάρκεια ζωής, μια επιλογή είναι η λείανση της φθαρμένης ασφάλτου και η τοποθέτηση μιας νέας ασφαλτικής επίστρωσης από καουτσούκ. Ωστόσο, λόγω του εύρους της περιοχής που πρέπει να επισκευαστεί, αυτό αποδεικνύεται πολύ δαπανηρό. Ένα άλλο εμπόδιο σε οποιαδήποτε λύση που απαιτεί επαναλαμβανόμενη λείανση της ασφαλτικής επιφάνειας είναι ότι ο εξοπλισμός λείανσης αναπόφευκτα θα επηρεάσει και θα καταστρέψει το υποκείμενο σκυρόδεμα, και η απώλεια υλικού σκυροδέματος στις ενώσεις είναι ιδιαίτερα σοβαρή.
Τι θα συνέβαινε αν η Αριζόνα επέστρεφε στην αρχική επιφάνεια του PCC; Το ADOT γνωρίζει ότι οι τσιμεντένιοι αυτοκινητόδρομοι στην πολιτεία έχουν σχεδιαστεί για να παρέχουν δομική σταθερότητα μακράς διαρκείας. Το τμήμα συνειδητοποίησε ότι αν μπορούσαν να χρησιμοποιήσουν το υποκείμενο PCC για να βελτιώσουν την αρχική οδοντωτή επιφάνεια και να σχηματίσουν έναν ήσυχο και εύκολο στην οδήγηση δρόμο, ο επισκευασμένος δρόμος θα μπορούσε να διαρκέσει περισσότερο και να απαιτήσει συντήρηση. Είναι επίσης πολύ λιγότερο ασφαλτοστρωμένος.
Στο πλαίσιο του έργου στον SR 101 βόρεια του Φοίνιξ, το στρώμα AR-ACFC έχει αφαιρεθεί, επομένως η ADOT εγκατέστησε τέσσερα δοκιμαστικά τμήματα για να διερευνήσει μελλοντικές λύσεις που θα χρησιμοποιούν το υπάρχον σκυρόδεμα, εξασφαλίζοντας παράλληλα ομαλότητα, αθόρυβη οδήγηση και καλή εμφάνιση του οδοστρώματος. Το τμήμα εξέτασε την λείανση με διαμάντι και την επιφάνεια σκυροδέματος επόμενης γενιάς (NGCS), μια υφή με ελεγχόμενο προφίλ εδάφους και συνολικά αρνητική ή προς τα κάτω υφή, η οποία έχει αναπτυχθεί ως ένα ιδιαίτερα χαμηλού θορύβου οδοστρώμα από σκυρόδεμα. Η ADOT εξετάζει επίσης τη χρήση ενός ολισθαίνοντος τροχού (μια διαδικασία στην οποία μια μηχανή οδηγεί τα ρουλεμάν στην επιφάνεια του οδοστρώματος για να βελτιώσει τα χαρακτηριστικά τριβής) ή μικρο-φρεζάρισμα για την τελική επεξεργασία της επιφάνειας του σκυροδέματος. Μετά τη δοκιμή κάθε μεθόδου, η ADOT διαπίστωσε ότι η διαμήκης υφή που επιτυγχάνεται με λείανση με διαμάντι παρέχει μια ευχάριστη εμφάνιση κοτλέ, καθώς και μια καλή εμπειρία οδήγησης (όπως υποδεικνύεται από τη χαμηλή τιμή IRI) και χαμηλό θόρυβο. Η διαδικασία λείανσης με διαμάντι έχει επίσης αποδειχθεί αρκετά ήπια για να προστατεύει τις περιοχές σκυροδέματος, ειδικά γύρω από τις αρθρώσεις, οι οποίες είχαν προηγουμένως υποστεί ζημιά από φρεζάρισμα. Η λείανση με διαμάντι είναι επίσης μια οικονομικά αποδοτική λύση.
Τον Μάιο του 2019, η ADOT αποφάσισε να τρίψει με διαμάντι ένα μικρό τμήμα του SR 202 που βρίσκεται στη νότια περιοχή του Φοίνιξ. Ο 15χρονος δρόμος AR-ACFC ήταν τόσο χαλαρός και στρωμένος με στρώματα που χαλαρές πέτρες πετιόντουσαν στο παρμπρίζ, και οι οδηγοί παραπονιόντουσαν ότι το παρμπρίζ υπέστη ζημιές από πέτρες που πετούσαν κάθε μέρα. Το ποσοστό των ζημιών σε αυτήν την περιοχή είναι υψηλότερο από ό,τι σε άλλες περιοχές της χώρας. Το πεζοδρόμιο είναι επίσης πολύ θορυβώδες και δύσκολο στην οδήγηση. Η ADOT επέλεξε φινιρίσματα με διαμάντι για τις δύο δεξιές λωρίδες κατά μήκος της SR 202, μήκους μισού μιλίου. Χρησιμοποίησαν έναν κουβά φορτωτή για να αφαιρέσουν το υπάρχον στρώμα AR-ACFC χωρίς να καταστρέψουν το σκυρόδεμα από κάτω. Το τμήμα δοκίμασε με επιτυχία αυτή τη μέθοδο τον Απρίλιο, όταν αναζητούσαν τρόπους για να επιστρέψουν στον δρόμο PCC. Μετά την ολοκλήρωση του έργου, ο εκπρόσωπος της ADOT παρατήρησε ότι ο οδηγός θα μετακινούνταν από τη λωρίδα AR-ACFC στη λωρίδα με διαμαντένιο έδαφος από σκυρόδεμα για να βιώσει τα βελτιωμένα χαρακτηριστικά οδήγησης και ήχου.
Παρόλο που δεν έχουν ολοκληρωθεί όλα τα πιλοτικά έργα, τα προκαταρκτικά ευρήματα σχετικά με το κόστος δείχνουν ότι η εξοικονόμηση που σχετίζεται με τη χρήση οδοστρώματος από σκυρόδεμα και λείανσης με διαμάντια για τη βελτιστοποίηση της εμφάνισης, της ομαλότητας και του ήχου θα μπορούσε να μειώσει το κόστος συντήρησης έως και 3,9 δισεκατομμύρια δολάρια ετησίως. Σε μια περίοδο 30 ετών. Randy Everett και το Υπουργείο Μεταφορών της Αριζόνα
Γύρω από αυτήν την περίοδο, ο Σύνδεσμος Κυβέρνησης Maricopa (MAG) δημοσίευσε μια έκθεση που αξιολογούσε τον θόρυβο και την οδηγησιμότητα των τοπικών αυτοκινητοδρόμων. Η έκθεση αναγνωρίζει τη δυσκολία συντήρησης του οδικού δικτύου και εστιάζει στα χαρακτηριστικά θορύβου του δρόμου. Ένα βασικό συμπέρασμα είναι ότι επειδή το πλεονέκτημα θορύβου του AR-ACFC εξαφανίζεται τόσο γρήγορα, «θα πρέπει να εξεταστεί η επεξεργασία εδάφους με διαμάντια αντί για επικάλυψη από καουτσούκ με άσφαλτο». Μια άλλη ταυτόχρονη εξέλιξη είναι μια σύμβαση προμήθειας συντήρησης που επιτρέπει την λείανση με διαμάντια. Ο ανάδοχος προσλήφθηκε για τη συντήρηση και την κατασκευή.
Η ADOT πιστεύει ότι είναι καιρός να γίνει το επόμενο βήμα και σχεδιάζει να ξεκινήσει ένα μεγαλύτερο έργο λείανσης με διαμάντια στην SR 202 τον Φεβρουάριο του 2020. Το έργο καλύπτει ένα τμήμα μήκους τεσσάρων μιλίων και πλάτους τεσσάρων λωρίδων, συμπεριλαμβανομένων των κεκλιμένων τμημάτων. Η περιοχή ήταν πολύ μεγάλη για να χρησιμοποιηθεί φορτωτής για την αφαίρεση της ασφάλτου, επομένως χρησιμοποιήθηκε φρέζα. Το τμήμα κόβει λωρίδες από ελαστική άσφαλτο για να τις χρησιμοποιήσει ο εργολάβος φρεζαρίσματος ως οδηγό κατά τη διάρκεια της διαδικασίας φρεζαρίσματος. Διευκολύνοντας τον χειριστή να βλέπει την επιφάνεια PCC κάτω από το κάλυμμα, ο εξοπλισμός φρεζαρίσματος μπορεί να ρυθμιστεί και να ελαχιστοποιηθεί η ζημιά στο υποκείμενο σκυρόδεμα. Η τελική επιφάνεια λείανσης με διαμάντια της SR 202 πληροί όλα τα πρότυπα της ADOT - είναι αθόρυβη, λεία και ελκυστική - σε σύγκριση με τις ασφαλτικές επιφάνειες, η τιμή IRI ήταν πολύ ευνοϊκή τη δεκαετία του 1920 και του 1930. Αυτά τα συγκρίσιμα χαρακτηριστικά θορύβου μπορούν να ληφθούν επειδή, παρόλο που το νέο οδόστρωμα AR-ACFC είναι περίπου 5 dB πιο αθόρυβο από το διαμαντένιο έδαφος, όταν το οδόστρωμα AR-ACFC χρησιμοποιείται για 5 έως 9 χρόνια, τα αποτελέσματα των μετρήσεών του είναι συγκρίσιμα ή υψηλότερα από το επίπεδο dB. Το επίπεδο θορύβου του νέου διαμαντένιου εδάφους SR 202 δεν είναι μόνο πολύ χαμηλό για τους οδηγούς, αλλά το πεζοδρόμιο παράγει επίσης λιγότερο θόρυβο στις κοντινές κοινότητες.
Η επιτυχία των αρχικών έργων τους ώθησε την ADOT να ξεκινήσει τρία ακόμη πιλοτικά έργα λείανσης με διαμάντια. Η λείανση με διαμάντια του αυτοκινητόδρομου Loop 101 Price έχει ολοκληρωθεί. Η λείανση με διαμάντια του αυτοκινητόδρομου Loop 101 Pima θα πραγματοποιηθεί στις αρχές του 2021 και η κατασκευή του αυτοκινητόδρομου Loop 101 I-17 προς 75η Λεωφόρο αναμένεται να ολοκληρωθεί τα επόμενα πέντε χρόνια. Η ADOT θα παρακολουθεί την απόδοση όλων των στοιχείων για να ελέγχει τη στήριξη των αρμών, εάν το σκυρόδεμα έχει ξεφλουδίσει και τη διατήρηση της ποιότητας ήχου και οδήγησης.
Παρόλο που δεν έχουν ολοκληρωθεί όλα τα πιλοτικά έργα, τα δεδομένα που έχουν συλλεχθεί μέχρι στιγμής δικαιολογούν την εξέταση της λείανσης με διαμάντια ως εναλλακτική λύση στην τυπική λείανση και πλήρωση. Τα προκαταρκτικά αποτελέσματα της έρευνας κόστους δείχνουν ότι η εξοικονόμηση που σχετίζεται με τη χρήση οδοστρώματος από σκυρόδεμα και λείανσης με διαμάντια για τη βελτιστοποίηση της εμφάνισης, της ομαλότητας και του ήχου μπορεί να μειώσει το κόστος συντήρησης έως και 3,9 δισεκατομμύρια δολάρια σε μια περίοδο 30 ετών.
Χρησιμοποιώντας το υπάρχον οδοστρώμα από σκυρόδεμα στο Φοίνιξ, όχι μόνο μπορεί να επεκταθεί ο προϋπολογισμός συντήρησης και να διατηρηθούν περισσότεροι δρόμοι σε καλή κατάσταση, αλλά και η ανθεκτικότητα του σκυροδέματος διασφαλίζει ότι ελαχιστοποιούνται οι διακοπές που σχετίζονται με τη συντήρηση των δρόμων. Το πιο σημαντικό, το κοινό θα μπορεί να απολαμβάνει μια ομαλή και αθόρυβη επιφάνεια οδήγησης.
Ο Ράντι Έβερετ είναι ανώτερος διοικητικός υπάλληλος στο Υπουργείο Μεταφορών στην Κεντρική Αριζόνα.
Η IGGA είναι ένας μη κερδοσκοπικός εμπορικός σύλλογος που ιδρύθηκε το 1972 από μια ομάδα αφοσιωμένων επαγγελματιών του κλάδου, αφιερωμένος στην ανάπτυξη διαδικασιών λείανσης και αυλάκωσης με διαμάντι για επιφάνειες από σκυρόδεμα και άσφαλτο Portland. Το 1995, η IGGA προσχώρησε σε μια θυγατρική του Αμερικανικού Συνδέσμου Οδοστρωμάτων από Σκυρόδεμα (ACPA), σχηματίζοντας τη σημερινή IGGA/ACPA Σύμπραξη Προστασίας Οδοστρωμάτων από Σκυρόδεμα (IGGA/ACPA CP3). Σήμερα, αυτή η συνεργασία αποτελεί τεχνικό πόρο και ηγέτη του κλάδου στην παγκόσμια εμπορία βελτιστοποιημένων επιφανειών οδοστρώματος, επισκευής οδοστρωμάτων από σκυρόδεμα και προστασίας οδοστρώματος. Η αποστολή της IGGA είναι να γίνει ο κορυφαίος τεχνολογικός και προωθητικός πόρος για την αποδοχή και την ορθή χρήση της λείανσης και αυλάκωσης με διαμάντι, καθώς και τη συντήρηση και αποκατάσταση PCC.
Ώρα δημοσίευσης: 08 Σεπτεμβρίου 2021