애리조나 고속도로를 포틀랜드 시멘트 콘크리트로 되돌리는 것은 표준 연삭 및 충전의 대안으로 다이아몬드 연삭을 사용하는 이점을 입증할 수 있습니다. 전망에 따르면 30년 동안 유지 관리 비용이 39억 달러 감소할 것으로 나타났습니다.
이 기사는 원래 2020년 12월 IGGA(국제 홈 가공 및 연삭 협회) 기술 컨퍼런스에서 개최된 웹 세미나를 기반으로 합니다. 아래에서 전체 데모를 시청하세요.
피닉스 지역 주민들은 부드럽고 아름답고 조용한 도로를 원합니다. 그러나 이 지역의 폭발적인 인구 증가와 그에 따른 자금 부족으로 인해 지난 10년 동안 이 지역의 도로 상황은 악화되고 있습니다. 애리조나 교통부(ADOT)는 고속도로 네트워크를 유지하고 대중이 기대하는 도로 유형을 제공하기 위한 창의적인 솔루션을 연구하고 있습니다.
피닉스는 미국에서 다섯 번째로 인구가 많은 도시이며, 여전히 성장하고 있습니다. 도시의 435마일 길이의 도로 및 교량 네트워크는 애리조나 교통부(ADOT) 중앙 지역에 의해 관리되며, 대부분은 추가 HOV(High-Vehicle-Vehicle) 차선이 있는 4차선 고속도로로 구성됩니다. 연간 건설 예산이 미화 5억 달러에 달하는 이 지역은 일반적으로 매년 교통량이 많은 도로망에서 20~25건의 건설 프로젝트를 수행합니다.
애리조나 주는 1920년대부터 콘크리트 포장을 사용해 왔습니다. 콘크리트는 수십 년 동안 사용할 수 있으며 20~25년마다 유지관리만 하면 됩니다. 애리조나의 경우 40년 간의 성공적인 경험을 통해 1960년대 주의 주요 고속도로 건설 중에 이 제품을 사용할 수 있었습니다. 당시 도로를 콘크리트로 포장한다는 것은 도로 소음을 절충하는 것을 의미했습니다. 이 기간 동안 콘크리트 표면은 주석 도금(교통 흐름에 수직으로 콘크리트 표면에 금속 갈퀴를 당기는 작업)으로 마감되며, 주석 도금된 콘크리트 위에서 주행하는 타이어는 시끄럽고 일관된 윙윙거리는 소리를 냅니다. 2003년에는 소음 문제를 해결하기 위해 1인치. 포틀랜드 시멘트 콘크리트(PCC) 위에 아스팔트 고무 마찰층(AR-ACFC)을 적용했습니다. 이는 일관된 외관, 조용한 사운드 및 편안한 여행을 제공합니다. 그러나 AR-ACFC의 표면을 보존하는 것은 어려운 일임이 입증되었습니다.
AR-ACFC의 설계 수명은 약 10년입니다. 애리조나의 고속도로는 이제 설계 수명을 초과했으며 노후화되고 있습니다. 계층화 및 관련 문제는 운전자와 교통부에 문제를 야기합니다. 박리로 인해 일반적으로 도로 깊이가 약 1인치만 손실되지만(1인치 두께의 고무 아스팔트가 아래 콘크리트에서 분리되었기 때문에) 박리 지점은 이동하는 대중에게 포트홀로 간주되고 심각한 도로로 간주됩니다. 문제.
ADOT는 다이아몬드 그라인딩, 차세대 콘크리트 표면을 테스트하고 슬립 그라인더 또는 마이크로밀링으로 콘크리트 표면을 마감한 후 다이아몬드 그라인딩으로 얻은 세로 질감이 기분 좋은 코듀로이 외관과 우수한 주행 성능을 제공한다고 판단했습니다(낮은 IRI로 표시됨). ) 및 낮은 소음 방출. 랜디 에버렛(Randy Everett)과 애리조나주 교통부
애리조나주는 국제 거칠기 지수(IRI)를 사용하여 도로 상태를 측정하고 있으며 그 수가 감소하고 있습니다. (IRI는 거칠기 통계자료의 일종으로 국가기관에서 거의 보편적으로 도로관리시스템의 성능지표로 사용하고 있다. 값이 낮을수록 거칠기가 작아지는 것이 바람직하다.) 2010년에 실시된 IRI 측정에 따르면 이 지역의 주간 고속도로 중 72%가 양호한 상태입니다. 2018년에는 이 비율이 53%로 떨어졌습니다. 국도 노선도 하향세를 보이고 있다. 2010년 측정 결과, 도로의 68%가 양호한 상태인 것으로 나타났습니다. 2018년에는 이 수치가 35%로 떨어졌습니다.
2019년 4월, 비용이 증가하고 예산이 따라잡을 수 없게 되자 ADOT는 이전 도구 상자보다 더 나은 스토리지 옵션을 찾기 시작했습니다. 10~15년의 설계 수명 기간 내에 여전히 양호한 상태인 포장의 경우 기존 포장을 양호한 상태로 유지하는 것이 부서에서 점점 더 중요해지고 있습니다. 옵션에는 균열 밀봉, 스프레이 밀봉(얇은 코팅 적용)이 포함됩니다. 빛의 층, 천천히 응고된 아스팔트 유제) 또는 개별적인 움푹 들어간 곳을 수리합니다. 설계 수명을 초과하는 포장의 경우, 노후된 아스팔트를 갈아내고 새로운 고무 아스팔트 덧씌우기를 하는 것도 한 가지 방법입니다. 그러나 수리해야 하는 영역의 범위로 인해 비용이 너무 많이 드는 것으로 나타났습니다. 아스팔트 표면을 반복적으로 그라인딩해야 하는 솔루션의 또 다른 장애물은 그라인딩 장비가 필연적으로 밑에 있는 콘크리트에 영향을 미치고 손상을 입히며 접합부에서 콘크리트 재료의 손실이 특히 심각하다는 것입니다.
애리조나가 원래의 PCC 표면으로 돌아간다면 어떻게 될까요? ADOT는 주의 콘크리트 고속도로가 장기간의 구조적 안정성을 제공하도록 설계되었음을 알고 있습니다. 부서에서는 기본 PCC를 사용하여 원래 톱니 표면을 개선하여 조용하고 타기 좋은 도로를 만들 수 있다면 수리된 도로가 더 오래 지속되고 유지 관리가 필요할 수 있다는 것을 깨달았습니다. 아스팔트보다 훨씬 적습니다.
Phoenix 북쪽 SR 101 프로젝트의 일환으로 AR-ACFC 레이어가 제거되었으므로 ADOT는 부드러움, 조용한 승차감 및 좋은 도로 외관을 보장하면서 기존 콘크리트를 활용할 미래 솔루션을 탐색하기 위해 4개의 테스트 섹션을 설치했습니다. 해당 부서는 특히 저소음 콘크리트 포장으로 개발된 제어된 토양 프로파일과 전반적인 네거티브 또는 하향 텍스처를 갖춘 텍스처인 다이아몬드 그라인딩 및 차세대 콘크리트 표면(NGCS)을 검토했습니다. ADOT는 또한 슬라이딩 그라인더(마찰 특성을 개선하기 위해 기계가 볼 베어링을 노면으로 유도하는 공정)나 마이크로 밀링을 사용하여 콘크리트 표면을 마감하는 것을 고려하고 있습니다. 각 방법을 테스트한 후, ADOT는 다이아몬드 그라인딩으로 얻은 세로 텍스처가 기분 좋은 코듀로이 외관은 물론 좋은 라이딩 경험(낮은 IRI 값으로 표시됨)과 낮은 소음을 제공한다고 판단했습니다. 다이아몬드 연삭 공정은 또한 이전에 밀링으로 인해 손상되었던 콘크리트 부위, 특히 접합부 주변을 보호할 만큼 충분히 부드러운 것으로 입증되었습니다. 다이아몬드 연삭은 비용 효율적인 솔루션이기도 합니다.
2019년 5월, ADOT는 피닉스 남부 지역에 위치한 SR 202의 작은 부분을 다이아몬드 연삭하기로 결정했습니다. 15년된 AR-ACFC 도로는 너무 느슨하고 층이 많아 유리창에 돌멩이가 튀었고, 운전자들은 날마다 날아오는 돌멩이로 인해 앞유리가 파손된다고 불평했다. 이 지역의 손해배상 청구 비율은 다른 지역에 비해 높습니다. 보도도 매우 시끄럽고 운전하기 어렵습니다. ADOT는 0.5마일 길이의 SR 202를 따라 있는 오른쪽 두 차선에 대해 다이아몬드 마감 마감재를 선택했습니다. 그들은 로더 버킷을 사용하여 아래 콘크리트를 손상시키지 않고 기존 AR-ACFC 층을 제거했습니다. 부서는 지난 4월 PCC 도로로 돌아가는 방법을 브레인스토밍하면서 이 방법을 성공적으로 테스트했습니다. 프로젝트가 완료된 후 ADOT 담당자는 운전자가 AR-ACFC 차선에서 다이아몬드 접지 콘크리트 차선으로 이동하여 향상된 승차감 및 소음 특성을 경험할 것이라는 점에 주목했습니다.
모든 파일럿 프로젝트가 완료되지는 않았지만 비용에 대한 예비 조사 결과에 따르면 외관, 매끄러움 및 소리를 최적화하기 위해 콘크리트 포장 및 다이아몬드 연삭을 사용하면 유지 관리 비용이 연간 최대 39억 달러까지 절감될 수 있습니다. 30년이 넘는 기간. 랜디 에버렛(Randy Everett)과 애리조나주 교통부
이 무렵 마리코파 정부 협회(MAG)는 지역 고속도로 소음과 운전성을 평가한 보고서를 발표했습니다. 보고서는 도로망 유지의 어려움을 인정하고 도로의 소음 특성에 초점을 맞췄습니다. 핵심 결론은 AR-ACFC의 소음 이점이 너무 빨리 사라지기 때문에 “고무 아스팔트 오버레이 대신 다이아몬드 지상 처리를 고려해야 한다”는 것입니다. 또 다른 동시 개발은 다이아몬드 연삭이 가능한 유지보수 조달 계약이다. 유지보수 및 시공을 위해 계약자를 불러들였다.
ADOT는 이제 다음 단계를 밟을 때라고 믿고 2020년 2월 SR 202에서 더 큰 규모의 다이아몬드 연삭 프로젝트를 시작할 계획입니다. 이 프로젝트는 경사 구간을 포함하여 길이 4마일, 폭 4차선 구간을 다루고 있습니다. 아스팔트를 제거하기 위해 로더를 사용하기에는 면적이 너무 넓어서 밀링 머신을 사용했습니다. 부서에서는 밀링 계약자가 밀링 공정 중 가이드로 사용할 수 있도록 고무 아스팔트의 스트립을 절단합니다. 작업자가 커버 아래의 PCC 표면을 더 쉽게 볼 수 있도록 함으로써 밀링 장비를 조정할 수 있고 기초 콘크리트의 손상을 최소화할 수 있습니다. SR 202의 최종 다이아몬드 연마 표면은 모든 ADOT 표준을 충족합니다. 아스팔트 표면과 비교하여 조용하고 매끄러우며 매력적입니다. IRI 값은 1920년대와 1930년대에 매우 유리했습니다. 이러한 비교 가능한 소음 특성은 새로운 AR-ACFC 포장이 다이아몬드 지반보다 약 5dB 더 조용하지만, AR-ACFC 포장을 5~9년 동안 사용할 경우 측정 결과는 비슷하거나 더 높은 dB 수준이기 때문에 얻을 수 있습니다. 새로운 SR 202 다이아몬드 그라운드는 운전자의 소음 수준이 매우 낮을 뿐만 아니라 보도로 인한 인근 지역 사회의 소음도 적습니다.
초기 프로젝트의 성공으로 인해 ADOT는 세 가지 다른 다이아몬드 연삭 파일럿 프로젝트를 시작했습니다. Loop 101 Price Freeway의 다이아몬드 연삭이 완료되었습니다. Loop 101 Pima Freeway의 다이아몬드 연삭은 2021년 초에 수행될 예정이며, Loop 101 I-17에서 75번가까지의 건설은 향후 5년 내에 수행될 것으로 예상됩니다. ADOT은 모든 항목의 성능을 추적하여 조인트의 지지력, 콘크리트가 벗겨졌는지 여부, 사운드 및 승차감 품질 유지 여부를 확인합니다.
모든 파일럿 프로젝트가 완료되지는 않았지만 지금까지 수집된 데이터는 표준 연삭 및 충전의 대안으로 다이아몬드 연삭을 고려하는 것을 정당화합니다. 비용 조사의 예비 결과에 따르면 외관, 부드러움 및 소리를 최적화하기 위해 콘크리트 포장 및 다이아몬드 연삭을 사용하면 30년 동안 유지 관리 비용을 최대 39억 달러까지 줄일 수 있는 것으로 나타났습니다.
피닉스의 기존 콘크리트 포장을 사용하면 유지 관리 예산을 늘리고 더 많은 도로를 양호한 상태로 유지할 수 있을 뿐만 아니라 콘크리트의 내구성으로 인해 도로 유지 관리와 관련된 중단을 최소화할 수 있습니다. 가장 중요한 점은 대중이 부드럽고 조용한 주행 표면을 즐길 수 있다는 것입니다.
Randy Everett은 애리조나 중부 교통부의 선임 부서 관리자입니다.
IGGA는 포틀랜드 시멘트 콘크리트 및 아스팔트 표면의 다이아몬드 연삭 및 홈 가공 공정 개발에 전념하는 헌신적인 업계 전문가 그룹에 의해 1972년에 설립된 비영리 무역 협회입니다. 1995년에 IGGA는 미국 콘크리트 포장 협회(ACPA)의 계열사에 합류하여 오늘날의 IGGA/ACPA 콘크리트 포장 보호 파트너십(IGGA/ACPA CP3)을 형성했습니다. 오늘날 이 파트너십은 최적화된 포장 표면, 콘크리트 포장 수리 및 포장 보호에 대한 글로벌 마케팅 분야의 기술 리소스이자 업계 리더입니다. IGGA의 사명은 다이아몬드 연삭 및 홈 가공, PCC 보존 및 복원의 수용과 올바른 사용을 위한 선도적인 기술 및 홍보 자원이 되는 것입니다.
게시 시간: 2021년 9월 8일