Devolver la autopista de Arizona al concreto de cemento de Portland puede demostrar el beneficio de usar la molienda de diamantes como una alternativa a la molienda y el llenado estándar. La perspectiva muestra que durante un período de 30 años, los costos de mantenimiento se reducirán en USD 3.9 mil millones.
Este artículo se basa en un seminario web que se celebra originalmente durante la Conferencia Técnica Internacional de la Asociación Internacional de Grooving y Grinding (IGGA) en diciembre de 2020. Vea la demostración completa a continuación.
Los residentes en el área de Phoenix quieren caminos suaves, hermosos y tranquilos. Sin embargo, debido al crecimiento explosivo de la población en el área y fondos insuficientes para mantenerse al día, las condiciones de la carretera en el área han disminuido en la última década. El Departamento de Transporte de Arizona (ADOT) está estudiando soluciones creativas para mantener su red de carreteras y proporcionar los tipos de carreteras que el público espera.
Phoenix es la quinta ciudad más poblada de los Estados Unidos, y todavía está creciendo. La red de 435 millas de carreteras y puentes de la ciudad es mantenida por el área central del Departamento de Transporte de Arizona (ADOT), la mayoría de las cuales consisten en carreteras de cuatro carriles con carriles adicionales de vehículos de alto vehículo (HOV). Con un presupuesto de construcción de US $ 500 millones por año, la región generalmente lleva a cabo de 20 a 25 proyectos de construcción en una red de carreteras de alto tráfico cada año.
Arizona ha estado usando pavimentos de concreto desde la década de 1920. El concreto se puede usar durante décadas y solo necesita mantenimiento cada 20-25 años. Para Arizona, 40 años de experiencia exitosa permitieron que se utilizara durante la construcción de las principales carreteras del estado en la década de 1960. En ese momento, pavimentar el camino con concreto significaba hacer una compensación en términos de ruido de la carretera. Durante este período, la superficie de concreto se termina al estatear (tirar de un rastrillo de metal sobre la superficie de concreto perpendicular al flujo de tráfico), y los neumáticos que conducen sobre el hormigón estateado producirán un gemido ruidoso y coherente. En 2003, para resolver el problema de ruido, un 1 pulg. La capa de fricción de caucho de asfalto (AR-ACFC) se aplicó en la parte superior del concreto de cemento de Portland (PCC). Esto proporciona una apariencia constante, sonido tranquilo y un viaje cómodo. Sin embargo, preservar la superficie del AR-ACFC ha demostrado ser un desafío.
La vida de diseño de AR-ACFC es de aproximadamente 10 años. Las carreteras de Arizona ahora han excedido su vida de diseño y están envejeciendo. La estratificación y los problemas relacionados plantean problemas para los conductores y el Ministerio de Transporte. Aunque la delaminación generalmente solo resulta en una pérdida de aproximadamente 1 pulgada de profundidad de la carretera (porque el asfalto de goma de 1 pulgada de grosor se ha separado del concreto a continuación), el público que viaja es considerado como un bache y se considera un grave problema.
Después de probar la molienda de diamantes, las superficies de hormigón de próxima generación y terminar la superficie de concreto con un molinillo deslizante o micromilling, ADOT determinó que la textura longitudinal obtenida por la molienda de diamantes proporciona una apariencia de pana agradable y un buen rendimiento de conducción (como se muestra en los números IRI bajos) ) y emisiones de bajo ruido. Randy Everett y el Departamento de Transporte de Arizona
Arizona utiliza el índice de rugosidad internacional (IRI) para medir las condiciones de la carretera, y el número ha estado disminuyendo. (IRI es una especie de datos estadísticos de rugosidad, que son utilizados casi universalmente por las instituciones nacionales como un indicador de rendimiento de su sistema de gestión de pavimentos. Cuanto menor sea el valor, menor es la rugosidad, lo que es deseable). Según las mediciones de IRI realizadas en 2010, el 72% de las carreteras interestatales en la región están en buenas condiciones. Para 2018, esta proporción había caído al 53%. Las rutas del sistema nacional de carreteras también muestran una tendencia a la baja. Las mediciones en 2010 mostraron que el 68% de las carreteras estaban en buenas condiciones. Para 2018, este número había caído al 35%.
A medida que aumentaron los costos, y el presupuesto no pudo mantenerse al día, en abril de 2019, ADOT comenzó a buscar mejores opciones de almacenamiento que en la caja de herramientas anterior. Para los pavimentos que aún están en buenas condiciones dentro de la ventana de vida de diseño de 10 a 15 años, y se está volviendo cada vez más importante para el departamento mantener el pavimento existente en buenas opciones de condición incluye sellado de grietas, sellado en aerosol (aplicando un delgado capa de luz, emulsión de asfalto lentamente solidificada) o reparar baches individuales. Para los pavimentos que exceden la vida útil del diseño, una opción es moler el asfalto deteriorado y colocar una nueva superposición de asfalto de goma. Sin embargo, debido al alcance del área que necesita ser reparada, esto demuestra ser demasiado costoso. Otro obstáculo para cualquier solución que requiera molienda repetida de la superficie de asfalto es que el equipo de molienda inevitablemente afectará y dañará el concreto subyacente, y la pérdida de material de concreto en las articulaciones es particularmente grave.
¿Qué pasaría si Arizona volviera a la superficie PCC original? ADOT sabe que las carreteras de concreto en el estado están diseñadas para proporcionar estabilidad estructural de larga data. El departamento se dio cuenta de que si podían usar el PCC subyacente para mejorar su superficie dentada original para formar una carretera tranquila y manejable, la carretera reparada podría durar más y requerir mantenimiento. También es mucho menos que asfalto.
Como parte del proyecto en SR 101 al norte de Phoenix, se ha eliminado la capa AR-ACFC, por lo que ADOT instaló cuatro secciones de prueba para explorar las soluciones futuras que utilizarán el concreto existente al tiempo que garantiza la suavidad, la conducción tranquila y la buena apariencia de la carretera. El departamento revisó la rectificación de diamantes y la superficie de concreto de próxima generación (NGCS), una textura con un perfil de suelo controlado y una textura negativa o descendente general, que se ha desarrollado como un pavimento de concreto particularmente bajo ruido. ADOT también está considerando el uso de un molinillo deslizante (un proceso en el que una máquina guía los rodamientos de bolas a la superficie de la carretera para mejorar las características de fricción) o micro-molienda para terminar la superficie de concreto. Después de probar cada método, ADOT determinó que la textura longitudinal obtenida por la molienda de diamantes proporciona una apariencia de pana agradable, así como una buena experiencia de conducción (como lo indica el bajo valor IRI) y el bajo ruido. El proceso de molienda de diamantes también ha demostrado ser lo suficientemente suave como para proteger las áreas de concreto, especialmente alrededor de las articulaciones, que anteriormente fueron dañadas por la molienda. La molienda de diamantes también es una solución rentable.
En mayo de 2019, ADOT decidió anular una pequeña sección de SR 202 ubicada en el área sur de Phoenix. La carretera AR-ACFC de 15 años estaba tan floja y en capas que se arrojaron rocas sueltas sobre el parabrisas, y los conductores se quejaban de que el parabrisas se dañaba por las rocas voladoras todos los días. La proporción de reclamos de pérdidas en esta región es mayor que en otras regiones del país. La acera también es muy ruidosa y difícil de conducir. ADOT eligió acabados con acabado de diamantes para los dos carriles a la derecha a lo largo de SR 202 media milla de largo. Usaron un cubo de cargador para eliminar la capa AR-ACFC existente sin dañar el concreto a continuación. El departamento probó con éxito este método en abril cuando estaban haciendo una lluvia de ideas para regresar a la carretera PCC. Después de que se completó el proyecto, el representante de ADOT notó que el conductor se movería del carril AR-ACFC al carril de concreto de Diamond Ground para experimentar las características mejoradas de viaje y sonido.
Aunque no se han completado todos los proyectos piloto, los hallazgos preliminares sobre los costos indican que los ahorros asociados con el uso de pavimento de concreto y molienda de diamantes para optimizar la apariencia, la suavidad y el sonido podrían reducir el mantenimiento de hasta $ 3.9 mil millones en un costo de un año. Durante un período de 30 años. Randy Everett y el Departamento de Transporte de Arizona
Alrededor de este tiempo, la Asociación del Gobierno de Maricopa (MAG) publicó un informe que evaluó el ruido y la conducción de la carretera local. El informe reconoce la dificultad de mantener la red de carreteras y se centra en las características de ruido de la carretera. Una conclusión clave es que debido a que la ventaja de ruido de AR-ACFC desaparece tan rápido, "el tratamiento con el suelo de diamantes debe considerarse en lugar de la superposición de asfalto de goma". Otro desarrollo simultáneo es un contrato de adquisición de mantenimiento que permite que la molienda de diamantes se trajera al contratista para el mantenimiento y la construcción.
ADOT cree que es hora de dar el siguiente paso y planea comenzar un proyecto de molienda de diamantes más grande en SR 202 en febrero de 2020. El proyecto cubre una sección de cuatro millas de largo y cuatro carriles, incluidas las secciones inclinadas. El área era demasiado grande para usar un cargador para eliminar el asfalto, por lo que se utilizó una fresadora. El departamento corta las tiras de asfalto de goma para que el contratista de fresado lo use como guía durante el proceso de molienda. Al facilitar que el operador vea la superficie de PCC debajo de la cubierta, el equipo de fresado se puede ajustar y se puede minimizar el daño al concreto subyacente. La superficie final de Diamond-Ground de SR 202 cumple con todos los estándares de ADOT: es tranquilo, suave y atractivo, comparada con las superficies de asfalto, el valor de IRI fue muy favorable en las décadas de 1920 y 1930. Estas características de ruido comparables se pueden obtener porque, aunque el nuevo pavimento AR-ACFC es aproximadamente 5 dB más silencioso que el terreno de diamante, cuando el pavimento AR-ACFC se usa durante 5 a 9 años, sus resultados de medición son comparables o más altos en el nivel de DB. El nivel de ruido del nuevo terreno de diamante SR 202 es muy bajo para los conductores, sino que la acera también genera menos ruido en las comunidades cercanas.
El éxito de sus primeros proyectos llevó a ADOT a comenzar otros tres proyectos piloto de molienda de diamantes. Se ha completado la rectificación de diamantes de la autopista de precios Loop 101. La rectificación de diamante de la autopista Pima Pima se llevará a cabo a principios de 2021, y se espera que la construcción del bucle 101 I-17 a 75th Avenue se llevará a cabo en los próximos cinco años. ADOT rastreará el rendimiento de todos los elementos para verificar el soporte de las articulaciones, si el concreto se ha despegado y el mantenimiento de la calidad del sonido y el viaje.
Aunque no todos los proyectos piloto se han completado, los datos recopilados hasta ahora justifican la consideración de la molienda de diamantes como una alternativa a la molienda y el llenado estándar. Los resultados preliminares de la investigación de costos muestran que los ahorros asociados con el uso de pavimento de concreto y molienda de diamantes para optimizar la apariencia, la suavidad y el sonido pueden reducir los costos de mantenimiento de hasta $ 3.9 mil millones durante un período de 30 años.
Al usar el pavimento de concreto existente en Phoenix, no solo se puede extender el presupuesto de mantenimiento y se mantienen más caminos en buenas condiciones, sino que la durabilidad del concreto asegura que las interrupciones relacionadas con el mantenimiento de la carretera se minimicen. Lo más importante, el público podrá disfrutar de una superficie de conducción suave y tranquila.
Randy Everett es administrador de la senior del departamento del Departamento de Transporte en el centro de Arizona.
IGGA es una asociación comercial sin fines de lucro establecida en 1972 por un grupo de profesionales de la industria dedicados, dedicada al desarrollo de procesos de molienda y ranura de diamantes para superficies de concreto y asfalto de cemento de Portland. En 1995, IGGA se unió a una afiliada de la American Concrete Pavement Association (ACPA), formando la Asociación de Protección de Pavimento de Concreto IgGA/ACPA de hoy (IGGA/ACPA CP3). Hoy, esta asociación es un líder técnico de recursos y la industria en la comercialización global de superficies optimizadas de pavimento, reparación de pavimentos de concreto y protección de pavimento. La misión de IGGA es convertirse en la principal tecnología y el recurso de promoción para la aceptación y el uso correcto de la molienda y el surcón de diamantes, así como la preservación y restauración de PCC.
Tiempo de publicación: sep-08-2021