Retornar a rodovia do Arizona para o concreto de cimento Portland pode apenas provar o benefício do uso da retificação de diamante como uma alternativa à retificação e enchimento padrão. As perspectivas mostram que, num período de 30 anos, os custos de manutenção serão reduzidos em 3,9 mil milhões de dólares.
Este artigo é baseado em um webinar realizado originalmente durante a Conferência Técnica da International Grooving and Grinding Association (IGGA) em dezembro de 2020. Assista à demonstração completa abaixo.
Os residentes da área de Phoenix desejam estradas suaves, bonitas e silenciosas. No entanto, devido ao crescimento explosivo da população na área e à insuficiência de fundos para o acompanhar, as condições das estradas na área têm diminuído na última década. O Departamento de Transportes do Arizona (ADOT) está estudando soluções criativas para manter sua rede rodoviária e fornecer os tipos de estradas que o público espera.
Phoenix é a quinta cidade mais populosa dos Estados Unidos e continua crescendo. A rede de 435 milhas de estradas e pontes da cidade é mantida pela área central do Departamento de Transportes do Arizona (ADOT), a maioria das quais consiste em rodovias de quatro pistas com faixas adicionais para veículos de alta velocidade (HOV). Com um orçamento de construção de 500 milhões de dólares por ano, a região normalmente realiza 20 a 25 projectos de construção numa rede rodoviária de tráfego intenso todos os anos.
O Arizona usa pavimentos de concreto desde a década de 1920. O concreto pode ser usado por décadas e só precisa de manutenção a cada 20-25 anos. Para o Arizona, 40 anos de experiência bem-sucedida permitiram que fosse utilizado durante a construção das principais rodovias do estado na década de 1960. Na altura, pavimentar a estrada com betão significava fazer uma compensação em termos de ruído rodoviário. Durante este período, a superfície do concreto é acabada por estanhamento (puxando um ancinho de metal na superfície do concreto perpendicular ao fluxo de tráfego), e os pneus que passam sobre o concreto estanhado produzirão um ruído barulhento e coerente. Em 2003, para resolver o problema do ruído, um 1 pol. Camada de Fricção de Borracha Asfáltica (AR-ACFC) foi aplicada sobre Concreto de Cimento Portland (PCC). Isto proporciona uma aparência consistente, som silencioso e viagem confortável. No entanto, preservar a superfície do AR-ACFC provou ser um desafio.
A vida útil do AR-ACFC é de aproximadamente 10 anos. As rodovias do Arizona já ultrapassaram sua vida útil projetada e estão envelhecendo. A estratificação e questões relacionadas representam problemas para os motoristas e para o Ministério dos Transportes. Embora a delaminação geralmente resulte apenas em uma perda de cerca de 1 polegada de profundidade da estrada (porque o asfalto de borracha com 1 polegada de espessura se separou do concreto abaixo), o ponto de delaminação é considerado um buraco pelo público que viaja e é considerado um sério problema.
Depois de testar a retificação de diamante, superfícies de concreto de última geração e o acabamento da superfície de concreto com uma retificadora de deslizamento ou microfresamento, a ADOT determinou que a textura longitudinal obtida pela retificação de diamante fornece uma aparência agradável de veludo cotelê e bom desempenho de condução (conforme mostrado pelo baixo IRI). ) e baixas emissões de ruído. Randy Everett e Departamento de Transportes do Arizona
O Arizona usa o Índice Internacional de Rugosidade (IRI) para medir as condições das estradas, e o número tem diminuído. (IRI é uma espécie de dado estatístico de rugosidade, que é quase universalmente utilizado pelas instituições nacionais como um indicador de desempenho do seu sistema de gestão de pavimentos. Quanto menor o valor, menor será a rugosidade, o que é desejável). Segundo medições do IRI realizadas em 2010, 72% das rodovias interestaduais da região estão em boas condições. Em 2018, esta proporção caiu para 53%. As rotas do sistema rodoviário nacional também apresentam tendência de queda. As medições em 2010 mostraram que 68% das estradas estavam em boas condições. Em 2018, esse número caiu para 35%.
À medida que os custos aumentavam – e o orçamento não conseguia acompanhar – em abril de 2019, a ADOT começou a procurar melhores opções de armazenamento do que na caixa de ferramentas anterior. Para pavimentos que ainda estão em boas condições dentro da janela de vida útil de projeto de 10 a 15 anos - e está se tornando cada vez mais importante para o departamento manter o pavimento existente em boas condições - as opções incluem vedação de fissuras, vedação por spray (aplicação de uma camada fina camada de emulsão asfáltica leve, solidificada lentamente) ou reparar buracos individuais. Para pavimentos que excedem a vida útil projetada, uma opção é lixar o asfalto deteriorado e colocar uma nova camada de asfalto de borracha. No entanto, devido à extensão da área que precisa de ser reparada, isto revela-se demasiado dispendioso. Outro obstáculo para qualquer solução que exija a retificação repetida da superfície do asfalto é que o equipamento de retificação irá inevitavelmente afetar e danificar o concreto subjacente, e a perda de material de concreto nas juntas é particularmente grave.
O que aconteceria se o Arizona voltasse à superfície original do PCC? A ADOT sabe que as rodovias de concreto do estado são projetadas para proporcionar estabilidade estrutural de longa duração. O departamento percebeu que se pudessem usar o PCC subjacente para melhorar a sua superfície dentada original para formar uma estrada silenciosa e transitável, a estrada reparada poderia durar mais e exigir manutenção. Também é muito menos que asfalto.
Como parte do projeto na SR 101 ao norte de Phoenix, a camada AR-ACFC foi removida, então a ADOT instalou quatro seções de teste para explorar soluções futuras que utilizarão o concreto existente, garantindo suavidade, condução silenciosa e boa aparência da estrada. O departamento revisou a retificação diamantada e a Superfície de Concreto de Nova Geração (NGCS), uma textura com perfil de solo controlado e textura geral negativa ou descendente, que foi desenvolvida como um pavimento de concreto particularmente silencioso. A ADOT também está considerando o uso de uma retificadora deslizante (um processo no qual uma máquina guia rolamentos de esferas até a superfície da estrada para melhorar as características de atrito) ou microfresagem para dar acabamento à superfície do concreto. Depois de testar cada método, a ADOT determinou que a textura longitudinal obtida pela retificação de diamante proporciona uma aparência agradável de veludo cotelê, bem como uma boa experiência de pilotagem (conforme indicado pelo baixo valor IRI) e baixo ruído. O processo de retificação de diamante também provou ser suave o suficiente para proteger áreas de concreto, especialmente ao redor das juntas, que foram previamente danificadas pela fresagem. A retificação de diamante também é uma solução econômica.
Em maio de 2019, a ADOT decidiu lapidar com diamante uma pequena seção do SR 202 localizada na região sul de Phoenix. A estrada AR-ACFC de 15 anos era tão solta e em camadas que pedras soltas eram jogadas no para-brisa, e os motoristas reclamavam que o para-brisa era danificado por pedras voadoras todos os dias. A proporção de reclamações de perdas nesta região é maior do que em outras regiões do país. A calçada também é muito barulhenta e difícil de dirigir. A ADOT escolheu acabamentos com acabamento em diamante para as duas faixas da direita ao longo da SR 202, com meia milha de comprimento. Eles usaram uma caçamba carregadeira para remover a camada existente de AR-ACFC sem danificar o concreto abaixo. O departamento testou com sucesso este método em Abril, quando estavam a debater formas de regressar à estrada PCC. Após a conclusão do projeto, o representante da ADOT notou que o motorista passaria da pista AR-ACFC para a pista de concreto com piso diamantado para experimentar as características aprimoradas de direção e som.
Embora nem todos os projectos-piloto tenham sido concluídos, as conclusões preliminares sobre os custos indicam que as poupanças associadas à utilização de pavimentos de betão e retificação de diamante para optimizar a aparência, suavidade e som poderiam reduzir o custo de manutenção em até 3,9 mil milhões de dólares por ano. Durante um período de 30 anos. Randy Everett e o Departamento de Transportes do Arizona
Nessa época, a Associação Governamental de Maricopa (MAG) divulgou um relatório avaliando o ruído e a dirigibilidade das rodovias locais. O relatório reconhece a dificuldade de manutenção da rede rodoviária e centra-se nas características sonoras da estrada. Uma conclusão importante é que, como a vantagem sonora do AR-ACFC desaparece tão rapidamente, “o tratamento com solo diamantado deve ser considerado em vez da cobertura de asfalto-borracha”. Outro desenvolvimento simultâneo é um contrato de aquisição de manutenção que permite a retificação de diamantes. O empreiteiro foi contratado para manutenção e construção.
A ADOT acredita que é altura de dar o próximo passo e planeia iniciar um projecto maior de moagem de diamantes na SR 202 em Fevereiro de 2020. O projecto cobre uma secção de seis quilómetros de comprimento e quatro pistas de largura, incluindo secções inclinadas. A área era muito grande para usar uma carregadeira para remover o asfalto, então foi usada uma fresadora. O departamento corta tiras de asfalto borracha para o empreiteiro de fresagem usar como guia durante o processo de fresagem. Ao tornar mais fácil para o operador ver a superfície do PCC sob a cobertura, o equipamento de fresagem pode ser ajustado e os danos ao concreto subjacente podem ser minimizados. A superfície final retificada com diamante do SR 202 atende a todos os padrões ADOT - é silenciosa, lisa e atraente - em comparação com superfícies de asfalto, o valor IRI foi muito favorável nas décadas de 1920 e 1930. Essas características de ruído comparáveis podem ser obtidas porque, embora o novo pavimento AR-ACFC seja cerca de 5 dB mais silencioso que o solo de diamante, quando o pavimento AR-ACFC é usado por 5 a 9 anos, seus resultados de medição são comparáveis ou superiores ao nível de dB. Não só o nível de ruído do novo terreno diamantado SR 202 é muito baixo para os motoristas, mas a calçada também gera menos ruído nas comunidades próximas.
O sucesso dos seus primeiros projetos levou a ADOT a iniciar três outros projetos-piloto de retificação de diamantes. A retificação de diamante do Loop 101 Price Freeway foi concluída. A moagem de diamantes do Loop 101 Pima Freeway será realizada no início de 2021, e a construção do Loop 101 I-17 para a 75th Avenue deverá ser realizada nos próximos cinco anos. A ADOT acompanhará o desempenho de todos os itens para verificar o suporte das juntas, se o concreto descascou e a manutenção da qualidade sonora e de condução.
Embora nem todos os projetos-piloto tenham sido concluídos, os dados recolhidos até agora justificam a consideração da retificação de diamante como uma alternativa à retificação e enchimento padrão. Os resultados preliminares da investigação de custos mostram que as poupanças associadas à utilização de pavimentos de betão e retificação de diamante para otimizar a aparência, suavidade e som podem reduzir os custos de manutenção em até 3,9 mil milhões de dólares ao longo de um período de 30 anos.
Ao utilizar o pavimento de betão existente em Phoenix, não só o orçamento de manutenção pode ser alargado e mais estradas são mantidas em boas condições, mas a durabilidade do betão garante que as perturbações relacionadas com a manutenção das estradas sejam minimizadas. Mais importante ainda, o público poderá desfrutar de uma superfície de condução suave e silenciosa.
Randy Everett é administrador sênior do Departamento de Transportes no Arizona Central.
A IGGA é uma associação comercial sem fins lucrativos criada em 1972 por um grupo de profissionais dedicados da indústria, dedicados ao desenvolvimento de processos de retificação e ranhuramento de diamante para concreto de cimento Portland e superfícies de asfalto. Em 1995, a IGGA juntou-se a uma afiliada da American Concrete Pavement Association (ACPA), formando a atual IGGA/ACPA Concrete Pavement Protection Partnership (IGGA/ACPA CP3). Hoje, esta parceria é um recurso técnico e líder do setor na comercialização global de superfícies otimizadas de pavimentos, reparação de pavimentos de concreto e proteção de pavimentos. A missão da IGGA é tornar-se o recurso líder em tecnologia e promoção para a aceitação e uso correto de retificação e canal de diamante, bem como preservação e restauração de PCC.
Horário da postagem: 08/09/2021