アリゾナ州の高速道路をポートランドセメントコンクリートに戻すことは、標準的な研削と充填の代替としてダイヤモンド研削を使用する利点を証明するかもしれません。見通しでは、30 年間で保守コストが 39 億ドル削減されることが示されています。
この記事は、2020 年 12 月に国際溝入れ研削協会 (IGGA) 技術会議中に開催されたウェビナーに基づいています。以下の完全なデモをご覧ください。
フェニックス地域の住民は、滑らかで美しく静かな道路を望んでいます。しかし、この地域の人口の爆発的な増加とそれを維持するための資金の不足により、この地域の道路状況は過去 10 年間で悪化しています。アリゾナ州運輸局 (ADOT) は、高速道路網を維持し、国民が期待する種類の道路を提供するための創造的なソリューションを研究しています。
フェニックスは米国で 5 番目に人口の多い都市であり、今も成長を続けています。市内の 435 マイルにわたる道路と橋のネットワークは、アリゾナ州運輸局 (ADOT) の中心部によって維持されており、そのほとんどは追加の大型車両 (HOV) 車線を備えた 4 車線の高速道路で構成されています。年間 5 億米ドルの建設予算があるこの地域では、交通量の多い道路網で通常、毎年 20 ～ 25 件の建設プロジェクトが実施されています。
アリゾナ州では 1920 年代からコンクリート舗装が使用されています。コンクリートは数十年間使用でき、メンテナンスは 20 ～ 25 年ごとにのみ必要です。アリゾナ州では、40 年間の成功経験により、1960 年代の州の主要高速道路の建設時に使用することができました。当時、道路をコンクリートで舗装することは、ロードノイズの点でトレードオフを意味していました。この期間中、コンクリート表面は錫メッキ (金属レーキをコンクリート表面に交通の流れに対して垂直に引く) によって仕上げられ、錫メッキされたコンクリート上をタイヤが走行すると、騒々しい一貫した鳴き声が発生します。 2003 年、騒音問題を解決するために、1 インチのアスファルトゴム摩擦層 (AR-ACFC) をポルトランド セメント コンクリート (PCC) の上に適用しました。これにより、一貫した外観、静かな音、快適な走行が実現します。ただし、AR-ACFC の表面を保存するのは困難であることが判明しています。
AR-ACFCの設計寿命は約10年です。アリゾナ州の高速道路は現在、設計耐用年数を超え、老朽化が進んでいます。階層化とそれに関連する問題は、ドライバーと運輸省にとって問題となっています。通常、剥離によって道路の深さが約 1 インチ失われるだけですが (厚さ 1 インチのゴム製アスファルトが下のコンクリートから剥離しているため)、旅行中の一般の人々には剥離箇所が穴とみなされ、重大な問題とみなされます。問題。
ダイヤモンド研削、次世代コンクリート表面、およびスリップグラインダーまたはマイクロミリングによるコンクリート表面の仕上げをテストした後、ADOT は、ダイヤモンド研削によって得られる縦方向のテクスチャーが心地よいコーデュロイの外観と優れた走行性能をもたらすと判断しました (低い IRI 数値で示される)。 ）および低騒音放射。ランディ・エベレットとアリゾナ州運輸省
アリゾナ州は道路状況の測定に国際粗さ指数 (IRI) を使用していますが、その数値は減少傾向にあります。 （IRIは粗さ統計データの一種で、舗装管理システムの性能指標として国の機関でほぼ広く使用されています。値が低いほど粗さが小さいことが望ましい）。 2010 年に実施された IRI の測定によると、この地域の州間高速道路の 72% は良好な状態にあります。 2018 年までに、この割合は 53% に低下しました。国道系路線も減少傾向にある。 2010 年の測定では、道路の 68% が良好な状態であることが示されました。 2018 年までに、この数字は 35% に減少しました。
2019 年 4 月にコストが増加し、予算が追いつかなくなったため、ADOT は以前のツールボックスよりも優れたストレージ オプションを探し始めました。設計耐用年数が 10 ～ 15 年の範囲内でまだ良好な状態にある舗装の場合、部門にとって既存の舗装を良好な状態に保つことがますます重要になっています。オプションには、ひび割れシーリング、スプレー シーリング (薄い塗料を塗布する) などがあります。光の層、ゆっくりと固まるアスファルト乳剤）、または個々のポットホールを修復します。設計耐用年数を超えた舗装の場合は、劣化したアスファルトを削り取り、新たにゴムアスファルトを敷設することも考えられます。しかし、修繕が必要な範囲が広いため、費用が高額になってしまいます。アスファルト表面を繰り返し研削する必要がある解決策のもう 1 つの障害は、研削装置が必ず下層のコンクリートに影響を及ぼし、損傷を与えること、そして接合部でのコンクリート材料の損失が特に深刻であることです。
アリゾナが元の PCC 地表に戻ったらどうなるでしょうか? ADOT は、州内のコンクリート高速道路が長寿命の構造的安定性を提供するように設計されていることを知っています。同局は、基礎となる PCC を使用して元の歯のある表面を改善して、静かで乗りやすい道路を形成できれば、修復された道路はより長く持続し、メンテナンスが必要になる可能性があることに気づきました。また、アスファルトよりもはるかに少ないです。
フェニックス北の SR 101 のプロジェクトの一環として、AR-ACFC 層が除去されたため、ADOT は 4 つのテスト セクションを設置し、滑らかさ、静かな乗り心地、良好な道路外観を確保しながら既存のコンクリートを活用する将来のソリューションを模索しました。同部門は、ダイヤモンド研磨と、特に低騒音コンクリート舗装として開発された、制御された土壌プロファイルと全体的にネガティブまたは下向きのテクスチャーを備えた次世代コンクリート表面 (NGCS) を検討しました。 ADOTは、コンクリート表面の仕上げにスライディンググラインダー（機械がボールベアリングを路面に誘導して摩擦特性を向上させるプロセス）やマイクロミーリングの使用も検討している。各方法をテストした後、ADOT は、ダイヤモンド研磨によって得られた縦方向のテクスチャーが、心地よいコーデュロイの外観に加えて、優れた乗り心地 (IRI 値が低いことで示される) と低ノイズを提供すると判断しました。ダイヤモンド研削プロセスは、以前はフライス加工によって損傷していたコンクリート領域、特に接合部の周囲を保護するのに十分な穏やかさであることも証明されています。ダイヤモンド研削も費用対効果の高いソリューションです。
2019年5月、ADOTはフェニックスの南部地域にあるSR 202の小さなセクションをダイヤモンド研磨することを決定しました。築15年が経過したAR-ACFC道路は非常に緩く層状になっていたため、フロントガラスに飛び石が飛来し、ドライバーらは飛び石によってフロントガラスが損傷したと毎日苦情を申し立てていた。この地域における損害賠償請求の割合は、国内の他の地域よりも高くなります。歩道もうるさくて運転しにくいです。 ADOT は、長さ 0.5 マイルの SR 202 沿いの 2 つの右側車線にダイヤモンド仕上げを選択しました。彼らはローダーバケットを使用して、下のコンクリートを損傷することなく既存の AR-ACFC 層を除去しました。同省は、PCC道路に戻る方法をブレインストーミングしていた4月に、この方法のテストに成功した。プロジェクトの完了後、ADOT の代表者は、ドライバーが AR-ACFC レーンからダイヤモンドグラウンドコンクリートレーンに移動して、改善された乗り心地と音響特性を体験することに気づきました。
すべてのパイロットプロジェクトが完了したわけではありませんが、コストに関する予備調査結果は、外観、滑らかさ、音を最適化するためのコンクリート舗装とダイヤモンド研磨の使用に関連する節約により、メンテナンスコストを年間で最大 39 億ドル削減できる可能性があることを示しています。 30 年以上の期間にわたって。ランディ・エベレットとアリゾナ州運輸局
この頃、マリコパ政府協会 (MAG) は、地元の高速道路の騒音と運転のしやすさを評価する報告書を発表しました。この報告書は、道路網を維持することの難しさを認識しており、道路の騒音特性に焦点を当てています。重要な結論は、AR-ACFC の騒音利点はすぐに失われるため、「ゴムアスファルトオーバーレイの代わりにダイヤモンド下地処理を検討する必要がある」ということです。もう一つの同時開発は、ダイヤモンド研削が可能なメンテナンス調達契約です。メンテナンスと建設のために請負業者が導入されました。
ADOT は次のステップに進む時期が来たと考えており、2020 年 2 月に SR 202 で大規模なダイヤモンド研削プロジェクトを開始する予定です。このプロジェクトは、傾斜区間を含む長さ 4 マイル、幅 4 車線の区間をカバーしています。アスファルトを除去するのにローダーを使用するには面積が広すぎるため、フライス盤が使用されました。この部門は、製粉請負業者が製粉プロセス中にガイドとして使用できるように、ゴムアスファルトのストリップを切断します。オペレータがカバーの下の PCC 表面を見やすくすることで、フライス装置を調整し、下地のコンクリートへの損傷を最小限に抑えることができます。 SR 202 の最終的なダイヤモンド研削表面はすべての ADOT 基準を満たしており、アスファルト表面と比較して静かで滑らかで魅力的であり、IRI 値は 1920 年代と 1930 年代において非常に良好でした。このような同等の騒音特性が得られるのは、新しい AR-ACFC 舗装がダイヤモンド地面よりも 5 dB 程度静かであるにもかかわらず、AR-ACFC 舗装を 5 ～ 9 年間使用した場合、その測定結果が dB レベル以上であるためです。新しい SR 202 ダイヤモンド グラウンドの騒音レベルはドライバーにとって非常に低いだけでなく、歩道が近隣地域に発生する騒音も少なくなります。
初期プロジェクトの成功を受けて、ADOT はさらに 3 つのダイヤモンド研削パイロット プロジェクトを開始しました。環状101号線プライスフリーウェイのダイヤモンド研磨が完了しました。ピマ高速道路ループ 101 号線のダイヤモンド研磨は 2021 年初めに実施され、ループ 101 I-17 から 75 番街までの建設は今後 5 年間で実施される予定です。 ADOTは、すべてのアイテムの性能を追跡し、接合部のサポート、コンクリートの剥離の有無、音と乗り心地の維持をチェックします。
すべてのパイロットプロジェクトが完了したわけではありませんが、これまでに収集されたデータは、標準的な研削と充填の代替としてダイヤモンド研削を検討することを正当化します。コスト調査の暫定結果では、外観、滑らかさ、音を最適化するためのコンクリート舗装とダイヤモンド研磨の使用に関連する節約により、30 年間でメンテナンス コストを最大 39 億ドル削減できることが示されています。
フェニックスの既存のコンクリート舗装を使用することで、メンテナンス予算が延長され、より多くの道路が良好な状態に保たれるだけでなく、コンクリートの耐久性により、道路メンテナンスに関連する混乱が最小限に抑えられます。最も重要なことは、一般の人々がスムーズで静かな走行路面を楽しめるようになるということです。
Randy Everett は、中央アリゾナ州運輸省の上級管理者です。
IGGA は、ポルトランド セメントのコンクリートおよびアスファルト表面のダイヤモンド研削および溝入れプロセスの開発に専念する、業界の専門家グループによって 1972 年に設立された非営利の業界団体です。 1995 年に IGGA は米国コンクリート舗装協会 (ACPA) の加盟団体に加わり、今日の IGGA/ACPA コンクリート舗装保護パートナーシップ (IGGA/ACPA CP3) を形成しました。現在、このパートナーシップは、最適化された舗装表面、コンクリート舗装の補修、舗装保護の世界的なマーケティングにおける技術リソースおよび業界のリーダーとなっています。 IGGA の使命は、PCC の保存と修復だけでなく、ダイヤモンドの研削と溝加工の受け入れと正しい使用のための主要な技術と推進リソースとなることです。
投稿時間: 2021 年 9 月 8 日