Tornar l'autopista d'Arizona al formigó de ciment Portland només pot demostrar el benefici d'utilitzar la mòlta de diamant com a alternativa a la mòlta i el farcit estàndard. Les perspectives mostren que durant un període de 30 anys, els costos de manteniment es reduiran en 3.900 milions de dòlars.
Aquest article es basa en un seminari web que es va celebrar originalment durant la Conferència Tècnica de l'International Grooving and Grinding Association (IGGA) el desembre de 2020. Mireu la demostració completa a continuació.
Els residents a la zona de Phoenix volen carreteres llises, belles i tranquil·les. No obstant això, a causa del creixement demogràfic explosiu a la zona i de la insuficiència de fons per mantenir-se al dia, les condicions de les carreteres a la zona han anat disminuint en l'última dècada. El Departament de Transport d'Arizona (ADOT) està estudiant solucions creatives per mantenir la seva xarxa d'autopistes i oferir els tipus de carreteres que el públic espera.
Phoenix és la cinquena ciutat més poblada dels Estats Units i segueix creixent. La xarxa de carreteres i ponts de 435 milles de la ciutat és mantinguda per l'àrea central del Departament de Transport d'Arizona (ADOT), la majoria de les quals consta de carreteres de quatre carrils amb carrils addicionals per a vehicles alts (HOV). Amb un pressupost de construcció de 500 milions de dòlars EUA anuals, la regió sol dur a terme entre 20 i 25 projectes de construcció en una xarxa de carreteres de gran trànsit cada any.
Arizona ha estat utilitzant paviments de formigó des de la dècada de 1920. El formigó es pot utilitzar durant dècades i només necessita manteniment cada 20-25 anys. Per a Arizona, 40 anys d'experiència reeixida van permetre que es fes servir durant la construcció de les principals carreteres de l'estat als anys seixanta. Aleshores, pavimentar la carretera amb formigó suposava fer una compensació pel que fa al soroll de la carretera. Durant aquest període, la superfície de formigó s'acaba d'estanyar (estirant un rasclet metàl·lic sobre la superfície de formigó perpendicularment al flux de trànsit) i els pneumàtics que circulen sobre el formigó llaunat produiran un gemec sorollós i coherent. L'any 2003, per tal de resoldre el problema del soroll, un 1-in. La capa de fricció de cautxú asfàltic (AR-ACFC) es va aplicar a la part superior del formigó de ciment Portland (PCC). Això proporciona un aspecte consistent, un so tranquil i un viatge còmode. Tanmateix, preservar la superfície de l'AR-ACFC ha demostrat ser un repte.
La vida útil de disseny d'AR-ACFC és d'aproximadament 10 anys. Les carreteres d'Arizona han superat la seva vida útil i estan envellint. L'estratificació i els problemes relacionats plantegen problemes als conductors i al Ministeri de Transports. Tot i que la delaminació sol donar lloc a una pèrdua d'aproximadament 1 polzada de profunditat de la carretera (perquè l'asfalt de cautxú d'1 polzada de gruix s'ha separat del formigó de sota), el punt de delaminació és considerat com un sot pel públic i es considera com un greu problema.
Després de provar la mòlta de diamant, les superfícies de formigó de nova generació i acabar la superfície de formigó amb una esmoladora lliscant o microfresat, ADOT va determinar que la textura longitudinal obtinguda per la mòlta de diamant proporciona un aspecte agradable de pana i un bon rendiment de conducció (com es mostra amb un baix IRI) ) i baixes emissions de soroll. Randy Everett i el Departament de Transport d'Arizona
Arizona utilitza l'Índex de rugositat internacional (IRI) per mesurar les condicions de les carreteres, i el nombre ha anat disminuint. (IRI és una mena de dades estadístiques de rugositat, que les institucions nacionals utilitzen gairebé universalment com a indicador de rendiment del seu sistema de gestió de paviments. Com més baix sigui el valor, menor serà la rugositat, cosa que és desitjable). Segons les mesures de l'IRI realitzades el 2010, el 72% de les carreteres interestatals de la regió es troben en bon estat. El 2018, aquesta proporció havia caigut fins al 53%. Les rutes del sistema de carreteres nacionals també mostren una tendència a la baixa. Les mesures realitzades el 2010 van mostrar que el 68% de les carreteres es trobaven en bon estat. El 2018, aquesta xifra havia baixat fins al 35%.
A mesura que els costos van augmentar, i el pressupost no va poder mantenir-se al dia, l'abril de 2019, ADOT va començar a buscar millors opcions d'emmagatzematge que a la caixa d'eines anterior. Per als paviments que encara es troben en bon estat dins de la finestra de vida útil del disseny de 10 a 15 anys -i cada cop és més important per al departament mantenir el paviment existent en bon estat-, les opcions inclouen el segellat d'esquerdes, el segellat per polvorització (aplicant un capa de llum, emulsió d'asfalt solidificada lentament), o reparar forats individuals. Per als paviments que superen la vida útil del disseny, una opció és esmolar l'asfalt deteriorat i col·locar una nova capa d'asfalt de cautxú. Tanmateix, a causa de l'abast de la zona que s'ha de reparar, això resulta massa costós. Un altre obstacle per a qualsevol solució que requereixi la mòlta repetida de la superfície d'asfalt és que l'equip de rectificat afectarà i danyarà inevitablement el formigó subjacent, i la pèrdua de material de formigó a les juntes és especialment greu.
Què passaria si Arizona tornés a la superfície original del PCC? ADOT sap que les carreteres de formigó de l'estat estan dissenyades per proporcionar estabilitat estructural de llarga vida. El departament es va adonar que si poguessin utilitzar el PCC subjacent per millorar la seva superfície dentada original per formar una carretera tranquil·la i transitable, la carretera reparada podria durar més temps i requerir manteniment. També és molt menys que l'asfalt.
Com a part del projecte a l'SR 101 al nord de Phoenix, s'ha eliminat la capa AR-ACFC, de manera que ADOT va instal·lar quatre seccions de prova per explorar futures solucions que utilitzaran el formigó existent alhora que garanteixen la suavitat, la conducció tranquil·la i un bon aspecte de la carretera. El departament va revisar la mòlta de diamant i la superfície de formigó de nova generació (NGCS), una textura amb un perfil de sòl controlat i una textura general negativa o descendent, que s'ha desenvolupat com un paviment de formigó especialment silenciós. ADOT també està considerant l'ús d'una rectificadora lliscant (un procés en què una màquina guia els coixinets de boles a la superfície de la carretera per millorar les característiques de fricció) o el microfresat per acabar la superfície del formigó. Després de provar cada mètode, ADOT va determinar que la textura longitudinal obtinguda mitjançant la mòlta de diamant proporciona un aspecte agradable de pana, així com una bona experiència de conducció (com indica el baix valor IRI) i un baix soroll. El procés de mòlta amb diamant també ha demostrat ser prou suau com per protegir les zones de formigó, especialment al voltant de les juntes, que abans estaven danyades pel fresat. La mòlta de diamant també és una solució rendible.
El maig de 2019, ADOT va decidir rectificar amb diamant una petita secció de SR 202 situada a la zona sud de Phoenix. La carretera AR-ACFC, de 15 anys, estava tan fluixa i en capes que es van llançar pedres soltes al parabrisa, i els conductors es van queixar que el parabrisa es feia malbé per pedres volant cada dia. La proporció de sinistres en aquesta regió és més alta que en altres regions del país. La vorera també és molt sorollosa i difícil de conduir. ADOT va triar els acabats de diamant per als dos carrils de la dreta al llarg de la SR 202 de mitja milla de llarg. Van utilitzar una galleda de càrrega per eliminar la capa AR-ACFC existent sense danyar el formigó de sota. El departament va provar aquest mètode amb èxit a l'abril, quan estaven fent una pluja d'idees per tornar a la carretera PCC. Un cop finalitzat el projecte, el representant de l'ADOT es va adonar que el conductor es traslladaria del carril AR-ACFC al carril de formigó amb terra de diamant per experimentar la millora de les característiques de conducció i so.
Tot i que no s'han completat tots els projectes pilot, les troballes preliminars sobre costos indiquen que els estalvis associats amb l'ús de paviments de formigó i mòlta de diamant per optimitzar l'aspecte, la suavitat i el so podrien reduir el manteniment fins a 3.900 milions de dòlars en un cost anual. Durant un període de 30 anys. Randy Everett i el Departament de Transport d'Arizona
En aquesta època, l'Associació de Govern de Maricopa (MAG) va publicar un informe que avaluava el soroll i la capacitat de conducció de les carreteres locals. L'informe reconeix la dificultat de mantenir la xarxa viària i se centra en les característiques acústiques de la carretera. Una conclusió clau és que com que l'avantatge de soroll de l'AR-ACFC desapareix tan ràpidament, "s'ha de considerar el tractament del sòl amb diamants en lloc de la superposició d'asfalt de cautxú". Un altre desenvolupament simultani és un contracte de contractació de manteniment que permet la mòlta de diamant. El contractista va ser contractat per al manteniment i la construcció.
ADOT creu que és hora de fer el següent pas i té previst iniciar un projecte més gran de mòlta de diamants a SR 202 el febrer de 2020. El projecte cobreix una secció de quatre milles de llargada i quatre carrils d'ample, incloses les seccions inclinades. La zona era massa gran per utilitzar una carregadora per treure l'asfalt, per això es va utilitzar una fresadora. El departament talla tires en asfalt de cautxú perquè el fresador les utilitzi com a guia durant el procés de fresat. En facilitar que l'operador vegi la superfície del PCC sota la coberta, l'equip de fresat es pot ajustar i es poden minimitzar els danys al formigó subjacent. La superfície final de terra de diamant de l'SR 202 compleix tots els estàndards de l'ADOT: és silenciosa, llisa i atractiva, en comparació amb les superfícies d'asfalt, el valor IRI era molt favorable als anys 20 i 30. Aquestes característiques de soroll comparables es poden obtenir perquè tot i que el nou paviment AR-ACFC és uns 5 dB més silenciós que el terra de diamant, quan el paviment AR-ACFC s'utilitza durant 5 a 9 anys, els seus resultats de mesura són comparables o superiors al nivell dB. No només el nivell de soroll del nou sòl de diamant SR 202 és molt baix per als conductors, sinó que la vorera també genera menys soroll a les comunitats properes.
L'èxit dels seus primers projectes va portar a ADOT a iniciar tres projectes pilot més de mòlta de diamants. S'ha completat la mòlta de diamant de Loop 101 Price Freeway. La mòlta de diamant de l'autopista Loop 101 Pima es durà a terme a principis de 2021, i es preveu que la construcció del Loop 101 I-17 fins a la 75th Avenue es duri a terme en els propers cinc anys. L'ADOT farà un seguiment del rendiment de tots els elements per comprovar el suport de les juntes, si el formigó s'ha pelat i el manteniment del so i la qualitat de la marxa.
Tot i que no s'han completat tots els projectes pilot, les dades recollides fins ara justifiquen la consideració de la mòlta de diamant com una alternativa a la mòlta i farciment estàndard. Els resultats preliminars de la investigació de costos mostren que els estalvis associats amb l'ús del paviment de formigó i la mòlta de diamant per optimitzar l'aspecte, la suavitat i el so poden reduir els costos de manteniment fins a 3.900 milions de dòlars durant un període de 30 anys.
Mitjançant l'ús del paviment de formigó existent a Phoenix, no només es pot ampliar el pressupost de manteniment i es mantenen més carreteres en bon estat, sinó que la durabilitat del formigó assegura que es minimitzin les interrupcions relacionades amb el manteniment de les carreteres. El més important és que el públic podrà gaudir d'una superfície de conducció llisa i silenciosa.
Randy Everett és un administrador sènior del departament del Departament de Transport a Arizona central.
IGGA és una associació comercial sense ànim de lucre creada l'any 1972 per un grup de professionals del sector dedicats, dedicats al desenvolupament de processos de mòlta i ranurat amb diamant per a superfícies de formigó i asfalt de ciment Portland. El 1995, IGGA es va unir a una filial de l'American Concrete Pavement Association (ACPA), formant l'actual IGGA/ACPA Concrete Pavement Protection Partnership (IGGA/ACPA CP3). Avui, aquesta associació és un recurs tècnic i líder de la indústria en la comercialització global de superfícies de paviment optimitzades, reparació de paviments de formigó i protecció de paviments. La missió d'IGGA és convertir-se en el principal recurs tecnològic i de promoció per a l'acceptació i l'ús correcte de la rectificació i ranurat de diamants, així com la preservació i restauració de PCC.
Hora de publicació: 08-set-2021