Lastre per pavimentazione prefabbricate in calcestruzzo: costruite per durare e installare velocemente

Di Adam Brodal,PE
Foto per gentile concessione di Roman Stone Construction Co.

La Federal Highway Administration degli Stati Uniti e il Technology and Implementation Group di AASHTO stanno sostenendo i sistemi di pavimentazione in calcestruzzo prefabbricato (PCPSS) come parte del loro programma Highways for Life. I PCPS si adattano bene agli obiettivi del programma, che sono quelli di promuovere metodi di costruzione che riducono la congestione del traffico, riducono la durata del progetto, aumentano la sicurezza e producono riparazioni durevoli.

Informazioni sui sistemi di pavimentazione in calcestruzzo prefabbricato
I PCPS sono trattamenti di riparazione della pavimentazione a lungo termine più adatti alle aree fortemente trafficate che hanno un costo elevato per le chiusure delle corsie durante la costruzione. Tutti i PCPS includono metodi per la produzione di prefabbricati, il trasporto e la garanzia che il pannello sia correttamente collegato al sottofondo. Ci sono sia lastre snodate che non snodate insieme a sistemi precompressi e non precompressi.

Il più grande vantaggio dei PCPS è la loro capacità di soddisfare gli obiettivi di mitigazione del traffico dei comuni. La mitigazione del traffico è la capacità di ridurre il disagio e le inefficienze causate dalla congestione del traffico e dai ritardi che il pubblico sperimenta durante la costruzione di strade. Il calcestruzzo prefabbricato risolve i problemi di mitigazione del traffico su tre fronti. In primo luogo, il tempo totale per completare il progetto è ridotto al minimo, perché la maggior parte del lavoro può essere eseguita fuori sede presso la struttura del precaster. In secondo luogo, il tempo in cui la corsia è fuori servizio può essere programmato per ore di traffico fuori punta, perché la costruzione può avvenire di notte e l’area riparata può essere aperta al traffico per la corsa mattutina. Infine, l’impronta di costruzione è ridotta al minimo. PCPS richiedono solo una sola corsia per essere chiuso su strade a due corsie, tra cui la spalla. Quando ci sono più corsie e una corsia interna ha bisogno di lavoro, la corsia interna e una corsia adiacente devono essere chiusi per ospitare in modo sicuro attrezzature e lavoratori. In entrambi i casi, il traffico può continuare a fluire mentre la riparazione è in corso.

Il secondo più grande vantaggio dell’utilizzo di PCPS è la comprovata durata del calcestruzzo prefabbricato. I PCP sono progettati per durare, con gli stessi criteri della nuova costruzione in calcestruzzo compattato a rulli che ha una durata prevista superiore a 50 anni. La precisione e la qualità del materiale derivano dalle condizioni controllate dall’impianto dell’impianto prefabbricato. L’ispezione e le prove interne di controllo di qualità assicurano un prodotto di alta qualità. Inoltre, un prodotto di qualità si ottiene attraverso l’ispezione dello stato del processo di prefabbricazione e test sul campo del prodotto installato. Un PCPS viene ulteriormente controllato sottoponendosi alla prequalificazione da parte dell’agenzia statale, in genere con un test sul campo nel cortile del precaster.

Uno sguardo più da vicino
La maggior parte dei PCPS snodati utilizza una sostanza come la stuccatura o l’iniezione di poliuretano per sostenere e livellare o sollevare le lastre. Un pannello tipico ha un doppio tappeto di rinforzo in acciaio verniciato epossidico. Dimensioni tipiche sono 12 ft (3.7 m) di larghezza e 8 ft (2.4 m) a 12 ft di lunghezza. I pannelli possono essere fatti fino a 20 ft (6.1 m) di lunghezza o anche più a lungo.
Il processo di costruzione inizia con il taglio dell’area di riparazione della pavimentazione esistente. Un modello tagliato a sega viene in genere fornito all’appaltatore per un layout accurato.

L’equipaggio di costruzione rimuove quindi la pavimentazione danneggiata per ospitare la lastra di riparazione. In alcuni progetti PCPS, il sottofondo viene preparato e livellato in modo che la lastra si riposi uniformemente al grado utilizzando una malta ingegnerizzata. In altri disegni, il terreno di sottofondo esistente viene lasciato indisturbato e la lastra inizialmente riposa 1 in. (25 mm) inferiore al grado e una schiuma ingegnerizzata viene utilizzata per sollevare la lastra al grado. La sezione riparata può essere aperta al traffico in 15 minuti.
In alcuni progetti PCPS, sono installati dispositivi di trasferimento del carico. Gli LTD sono collegamenti meccanici simili a tasselli tra le lastre e sono richiesti in pavimentazioni prefabbricate snodate. Il tempo consentito prima dell’installazione di LTD è dettato dal comune e di solito dipende dal volume del traffico. In genere, il comune richiede LTDs da installare il giorno lavorativo successivo.

Il metodo di retrofit DOT Dowel Bar dello Stato di New York, ad esempio, richiede una sega a nastro per tagliare quattro giunti in ogni percorso della ruota. Le costole create dalla sega in ogni giunto sono martellate e la fessura viene pulita. Un 1.5-in. (38-mm) diametro epossidico rivestito in acciaio-tassello bar assembly (an LTD) con sedie e tappi di espansione è collocato in ogni fessura e stuccato per una vestibilità solida.

Iniezione di poliuretano
Roman Stone Construction Co. utilizza una procedura di iniezione di poliuretano proprietaria per il suo sistema stradale romano. Questo sistema consente di posizionare le lastre e impostarle per il grado tutto in un unico turno. Utilizzando l’iniezione di poliuretano, non è richiesta quasi alcuna preparazione di sottofondo. La lastra arriva al sito con porte di iniezione forate in fabbrica per ospitare il poliuretano.

Il poliuretano è un polimero in due parti che indurisce in pochi secondi e raggiunge la forza di lavoro in 15 minuti. Questo materiale ama la compressione; maggiore è la pressione necessaria per sollevare la lastra, maggiore sarà la resistenza a compressione finale del polimero. Progetti stradali in genere utilizzano un 6 lb / in.3 (0,2 kg/cm3) miscela ad alta densità. Il polimero è resistente agli agenti atmosferici al freddo e alla pioggia ed è inerte dal punto di vista ambientale. Come la miscela si espande, in genere si diffonde 3 ft (1 m) di diametro, riempiendo vuoti e spostando sotto-pavimentazione acqua.

Specifiche di offerta
L’offerta può essere un ostacolo con PCPS a causa dell’uso di diversi metodi di riparazione non consueti. Un appaltatore che riceve offerte su un PCPS può avere elementi al di fuori del lavoro del precaster che influenzano il costo, come il taglio di seghe per giunti o requisiti di classificazione sofisticati. Ad esempio, NYSDOT tiene traccia dei prezzi PCPS con un elemento di pagamento discreto. Questo articolo include la lastra di cemento e la spedizione. Non tutti gli elementi che sono necessari per PCPS sono inclusi nella voce pay, e diversi sistemi hanno diversi elementi richiesti. Questo può rendere i confronti dei costi difficili e l’offerta contorta.

Durante il processo di offerta, ad esempio, abbiamo riscontrato un secondo ostacolo. Nella nostra giurisdizione lo stato è incline a utilizzare il metodo di retrofit della barra di tassello NYSDOT per i giunti della pavimentazione. Questo metodo è stato un punto critico, perché è costoso per sega-tagliare il gran numero di giunti. Un progetto con 100 lastre potrebbe avere 2.000 giunti, e ogni giunto deve essere tagliato con un gruppo di lame. Diversi nuovi metodi di giunzione focalizzati sul taglio dei costi sono ora in fase di sviluppo. Un metodo che è ricercato con le tecnologie della costruzione di PNA è di sviluppare un sistema di piatto-doweling, al contrario del sistema rotondo-dowel, con l’obiettivo di tenere lo sforzo interno della lastra basso.

I PCPS stanno rapidamente guadagnando popolarità in diversi stati, grazie al loro successo in una serie di applicazioni. Con la Federal Highway Administration e AASHTO girando la loro attenzione verso PCPS, calcestruzzo prefabbricato può essere previsto per diventare mainstream per le riparazioni pavimentazione autostradale.

Adam Brodal, PE, è ingegnere capo con Roman Stone Construction Co. Ha 10 anni di esperienza nel calcestruzzo prefabbricato e come consulente tecnico. Educato e addestrato in Minnesota, Brodal è stato con Roman Stone dal gennaio 2010. Roman Stone fornisce la grande area di New York con il suo sistema stradale romano prefabbricati lastre stradali in cemento, condotto, scatole di utilità sotterranee e barriere di traffico (vedi Prefabbricati Inc. Ov.-Dec. 2010).

Barra laterale: Esempi di progetto

Sunrise Highway
Sunrise Highway (Route 27) è la principale superstrada lungo la costa meridionale di Long Island, New York. È l’arteria principale per guidare verso destinazioni ricreative estive negli Hamptons. Roman Stone, con gli appaltatori Ahern, ha installato il sistema stradale romano sull’autostrada Sunrise per correggere i giunti difettosi. La costruzione di strade ha avuto luogo in 12 giorni. Un totale di 35 lastre sono state installate sulla Route 27 a Westhampton tra le uscite 62 e 63, per un volume totale di calcestruzzo combinato di oltre 78 yd3 (60 m3). I luoghi di riparazione erano isolati e si estendevano su una distanza di quattro miglia (6,4 km) di carreggiata. Lastre sono stati sostituiti in entrambe le corsie,in entrambe le strade in direzione est e ovest. Ahern è stato assegnato una finestra di lavoro di sei ore ogni giorno ed è stato in grado di installare con successo da sei a sette pezzi per turno con un solo equipaggio.

Il metodo attualmente utilizzato per verificare le prestazioni dei marciapiedi è il test del deflettometro del peso in caduta (FWD). Questo test misura la capacità del giunto di trasferire il carico. La LTD utilizzata su Sunrise Highway era il metodo di retrofit della barra di tassello di NYSDOT. In due momenti separati, i pannelli di questo progetto sono stati testati e le lastre hanno funzionato bene. È stato raggiunto l’obiettivo di efficienze di trasferimento del carico pari o superiori all ‘ 85%.

Long Island Expressway
Roman Stone ha iniziato un progetto di alto profilo sulla Long Island Expressway. The LIE è la spina dorsale dell’infrastruttura per più di 5 milioni di residenti di Long Island e si estende per 70 miglia (113 km) da Manhattan a Riverhead. La sezione in riparazione ha un volume medio giornaliero di traffico di circa 200.000 veicoli al giorno.
Questo lavoro è stato originariamente progettato per alta resistenza precoce cast-in-place calcestruzzo. Tuttavia, questo progetto è stato caratterizzato da particolari vincoli di tempo e gli ingegneri NYDOT, in considerazione di una finestra di lavoro più stretta, hanno deciso che il calcestruzzo prefabbricato era l’opzione migliore.

Le riparazioni inizieranno con la macinazione del diamante sullo strato superiore esistente di asfalto fino alla carreggiata in calcestruzzo esistente e quindi la sostituzione delle aree danneggiate. Il progetto riceverà quindi un nuovo strato superiore di asfalto. L’indagine originale consiste di più di 800 posizioni da riparare con principalmente 8 ft x 12 ft (2.4 m x 3.7 m) lastre prefabbricate. Il progetto utilizzerà anche 10 piedi (3 m) di lunghezza e 12 piedi (3.7 m) lastre lunghe. L’estensione delle riparazioni stradali ammonta a otto miglia (13 km) di autostrada, quattro miglia (6,4 km) in ogni direzione.

Roman Stone ha iniziato il progetto LIE all’inizio del 2011 e ha incrementato la produzione questa primavera. Roman Stone sta attualmente producendo lastre 10 al giorno e prevede di aumentare il tasso di produzione man mano che la stagione di costruzione inizia.

You might also like

Lascia un commento

Il tuo indirizzo email non sarà pubblicato.