BYLINE: Von Terry Grant, ASU
Während die Unterbau von Arizona notfalls jünger sein kann wie seine Kollegen an jener Ostküste, nach sich ziehen die Auswirkungen des Alterns in einem Wüstenklima begonnen, seine Straßen, Brücken und Eisenbahnen zu Rechnung ausstellen.
Reparaturen und Übertragung sind mit den Herausforderungen jener Verkehrsstörungen, jener Unbilden und jener hohen Preis aus jener Umgebung verbunden. Darüber hinaus ist die konkrete Nachhaltigkeit zu einem entscheidenden Ziel zu Gunsten von Bundes-, Landes- und lokale Behörden geworden, da sie daran funktionieren, den Energieverbrauch zu verringern und die Nutzungsdauer jener Unterbau zu verlängern.
Die Fakultätsmitglieder jener Arizona State University teilen seitdem mehr wie 30 Jahren nachhaltige konkrete Entwicklungsexpertise in akademischen und professionellen Baukanälen. Kürzlich war ihr Fachwissen ein praktischer Mitgliedsbeitrag zu Arizona.
Zu den Projekten von ASU gehörten die Planen nachhaltiger, langlebiger Betonbrückendecke-Verbindungsmischungen zu Gunsten von staatliche und County-Transportabteilungen und die Schaffung einer von Glasfasern verstärkten Betonalternative zu Bewehrungsstab zu Gunsten von Valley U-Bahn Light Rail Extensions.
Die Professoren von Strukturingenieur, Barzin Mobasher und Narayanan Neithalath, nach sich ziehen die Projekte geleitet und in jener ASU School of Sustainable Engineering und jener Strukturmechanik und jener Unterbau jener gebauten Umwelt in jener ASU School of Sustainable Engineering und in den Labors zu Gunsten von die Strukturmechanik und Unterbau jener gebauten Umwelt durchgeführt.
Staat und Landkreis sowohl Zeit wie Neben… Geld sichern
Dies Team begann 2016 mit jener Arbeit mit dem Verkehrsministerium von Arizona, dies verknüpfen ultrahohen Beton (UHPC) zu Gunsten von die Verpflichtung von Brückenelementen prosperieren wollte. Die Ziele waren eine schnelle Installation, um Brückenverschlüsse, verbesserte Festigkeit und reduzierte Preis durch Verwendung von nicht proprietären Betonmischungen zu begrenzen, die mit lokalen Lieferanten hergestellt werden konnten.
Unter Verwendung eines im ASU-Laboratorium getesteten Stahlbetonabschnitts, dies im ASU-Laboratorium unter Flexur getestet wurde, erstellte dies Team UHPC-Gemische spezifische Nutzung mit verbesserter Scher-, Zug- und Druckfestigkeit und Ermüdungsbeständigkeit. Die Mischungen offenstehen Neben… Zeiteinsparungen.
„Ein Brückenersatz, jener normalerweise sechs Monate dauern würde, kann jetzt in 10 Tagen erfolgen“, sagte Mobasher nachher jener Umsetzung jener Empfehlungen. „Zum Besten von die Menschen, die Tag für Tag via jene Brücken gondeln, um zu ihren Häusern zu gelangen, ist es eine Lebensader.
„Es ist schwierig, die Wahrnehmung zu ändern, dass Straßenarbeit immer mit Verzögerungen und Zeitverschwendung zu Gunsten von aus verbunden ist. Um es in die richtige Zielsetzung zu verstellen, kann ADOT jetzt 10 Brücken zu Gunsten von die Zeit und dies Etat reparieren, die es früher zu Gunsten von verknüpfen dauerte. “
Wie dies Verkehrsministerium von Maricopa County begann, seine sich verschlechternden Betonbrückenbrücken zu verschlechtern, veranlasste die Wissenschaft von ASU zu Gunsten von Adot die Bezirksbehörde, sich an dies Team zu wenden. Die Gruppe hatte mit außerstaatlichen Beratern zusammengearbeitet, um proprietäre Mischungen zu empfehlen, welches bedeutete, in Taschen aus Beton, Sand und Zement zu gleiten.
Wenn sie sich verschlechtern, sind verdunkelte Gelenke ein langfristiges Problem in jener vorgefertigten Spezies jener Reifenpanne, die zu Gunsten von viele Brücken in Arizona verwendet werden. Dies Altern führt zu Schrumpfungsrissen, Rost des Verstärkungsstahls und letztendlich strukturelle Schäden an jener Brückendeck.
„Beim Hinzufügen neuer Stahlhärten, um die Reifenpanne zu verbinden, ist UHPC ein praktikabler Substitut zu Gunsten von Speis und Problembeseitigung zu Gunsten von dieses Problem“, sagte Mobasher.
Dies UHPC selbst enthält Stahlfasern und hat eine beeindruckende Druckfestigkeit. Dies bedeutet, dass die Reparaturen viel länger dauern werden.
Zum Besten von MCDOT entwickelte ASU Gemische, die Materialien aus jener Region zu Gunsten von verknüpfen Bruchteil jener Preis zu Gunsten von proprietäre Gemische verwenden, und schulte lokale Unternehmen, wie die Mischung vorbereitet wird. Darüber hinaus trainierte dies ASU -Team rund 30 lokale Bauarbeiter, um die Mischung an den Brücken zu installieren.
Die Kommandostand war fünf Tage nachher dem Gießen des UHPC operativ.
„Jetzt verfügt McDot via Fachwissen, dies mobilisiert werden kann, um viele ähnliche Aufgaben an einigen jener abgelegensten Orte zu erledigen“, sagte Mobasher.
Darüber hinaus verfügt die Bundesregierung via spezifische Zuschüsse zu Gunsten von Agenturen, die mit diesen Materialien funktionieren, die laut Mobasher mehr Infrastrukturfinanzierung in den Staat einfahren können.
„Raum dies resultierte aus einem ursprünglich ein Projekt von 120.000 US -Dollar zu Gunsten von eine Kommandostand, wohnhaft bei jener Konsulent aus dem Bundesstaat einbezogen werden mussten, um eine proprietäre Mischung zu gießen“, sagte er. „Jetzt kann die Finanzierung von Zuweisungen zu Gunsten von dieses einzelne Brückenprojekt uff die Beseitigung von etwa 10 Brücken erweitert werden.“
McDot reha weiterhin vorhandene Plattenbrücken, während er Stahlhüter hinzufügt und die ursprünglichen Kupferverbindungen mit UHPC überarbeitet.
Verlängerung jener leichten Schiene, Schrumpfkosten
Während seiner Zusammenarbeit mit MCDOT überreichte Mobasher jener Valley U-Bahn Regional Transportation Authority in U-Bahn Phoenix verknüpfen Vorschlag, um Klarsicht durch Faserverstärkte in seiner geplanten Light Rail-Erweiterung zu ersetzen.
Welcher Vorschlag führte letztendlich zur Zusammenarbeit zwischen ASU, jener Transportbehörde und Kiewit-McCarthy, dem Bauunternehmen des Projekts zum Terminierung des Northwest Extension Winkel II-Projekts.
Obwohl Beton eine hohe Kondensator des Gewichts aufweist, steht es nicht viel Tonus oder jener Fähigkeit, unter einer Last zu dehnen. Traditionell wird in jener Konstruktion Bewehrungsstab verwendet, um Beton zu verstärken und seine Spannungskapazität zu steigern.
Rebar ist jedoch teuer und braucht viel Zeit und Preis, um zu installieren. FRC ist eine kosten- und zeitsparende Übrige in Eisenbahnschienen und anderen Bauprojekten. Mobasher untersucht seitdem so gut wie 40 Jahren Faserverstärkungszement.
Vor jener Genehmigung des Vorschlags durch dies Light Rail Project Team führten Mobasher und sein Team umfangreiche Tests durch, einschließlich jener Verwendung jener tatsächlichen Mock-Ups jener Spur-Reifenpanne, um die Wirkungsgrad zwischen Bewehrungsstab und FRC mit Stahlfasern zu vergleichen. Die Tests bewerteten Neben…, welche Gemische den besten Risswiderstand und die Risse „Heilungseigenschaften“ lieferten.
„Wenn jener Beton aufgrund von Last, Zurückhaltung oder Zirrhose versucht, die Fasern zu knacken, fangen die Fasern den Ritze ab und verhalten sich wie interne Pflanzenhändler. Sie halten es zusammen und lassen es mehr Ladung tragen. Es ist ein ineinandergreifender Zusammenhang “, erklärte Mobasher.
Insgesamt bestätigte die Tests, dass die überlegene Leistung von FRC im Unterschied zu Bewehrungsstärke, welches eine erhöhte Langzeitlebensfähigkeit zeigt, die Menge an verwendeten Beton verringert und potenzielle Korrosionsprobleme nachlassend war. Die Gestalter beschlossen, Fasern zu verwenden, um die gesamte strukturelle Bewehrung zu entsorgen, welches sich tiefgreifend uff die Kosteneinsparungen auswirkt.
Die Entwicklung verringerte Neben… die Festigkeit jener Spurplatten von 14,5 Zoll uff 12 Zoll. Dies reduzierte nicht nur die Menge des verwendeten Betons, sondern verringerte Neben… die Ausgrabungsmenge, die zu Gunsten von die Installation jener Schienen erforderlich ist.
Letztendlich senkte die Verwendung von FRC zu Gunsten von die 1,6-Meilen-Nordwestverlängerung Winkel II nicht nur die Bauzeit so gut wie zwei Hälfte, sondern setzte Neben… die Anlagenkosten von 17 Mio. USD pro Meile uff 5,3 Mio. US-Dollar ab.
FRC verbessert Neben… die Sicherheit jener Werktätiger. Da Bewehrungsstab dies Masse einer Person nicht ertragen kann, kann es zu Gunsten von Werktätiger riskant sein, wenn sie via die Bewehrung treten, während sie Beton gießen und ausbreiten.
„Sie mussten versuchen, die Bewehrung zu spüren und daneben in einer 10 x 10-Zoll-Entblockung zwischen zwei Bewehrungsstäben im Käfig zu treten. Da es in zwei verschiedene Richtungen zwei Bewehrungsschichten gab, konnte dies Gebein des Arbeiters eingeklemmt werden. Dies ist wie uff zerkleinertem Glas in einem dunklen Raum zu in Betracht kommen, während er nasse Schlamm schaufelt, jener etwa 80 Pfund gewichtet “, sagte Mobasher. „So wurden die vorherigen 25 Meilen gebaut. Wir nach sich ziehen den Bewehrungskäfig herausgenommen, und jetzt können die Werktätiger die Platte verfertigen und in Betracht kommen, ohne in jener 12-Zoll-Schicht zu straucheln.
„Es ist immer noch sehr schwergewichtig, arbeitsintensiv, dagegen unendlich humaner. Eine wichtige Mission jener nachhaltigen Ingenieurwesen ist es, sich uff langlebige Verbesserungen jener menschlichen Bedingungen zu subsumieren. “
Die Erweiterung wurde im Januar 2024 eröffnet, und die Neuerung war Teil jener Gedanke, dass dies Projekt wie Best-in-of-Class’s Best in jener Kategorie Flughafen/Transit wie
Basierend uff dem Klopper jener Northwest Extension plant Valley U-Bahn die Nutzung jener FRC -Technologie zu Gunsten von zukünftige Lichtbahnprojekte.
„Man kann sich freuen, Forschungsarbeiten durchzuführen und die Ergebnisse in Zeitschriftenpapieren oder Büchern zu veröffentlichen“, sagte Mobasher. „Wohl oft ist die wahre Freude, wenn dies Ergebnis unserer Arbeit Anwendungen findet, die dies Leben jener Menschen zu einem Bruchteil jener Preis vereinfachen. Die DOT- und Light Rail -Projekte befassen sich mit diesem Fassette. “
Vorlesung halten Sie den Originalartikel via ASU News.
Verbleibend jene Vergangenheit
Es gibt verknüpfen Grund, warum Wissenschaft von Rang ist. Es schafft Technologien, Medikamente und andere Lösungen zu Gunsten von die größten Herausforderungen, denen wir gegenüberstehen. Es berührt Ihr Leben Tag für Tag uff zahlreiche Arten, von den Straßen, die Sie uff dem Telefon in jener Tasche gondeln.
Die ASU -Wissenschaft in diesem Ware war nur aufgrund jener langjährigen Vereinbarung zwischen jener US -Regierung und jener amerikanischen Forschungsuniversitäten möglich. Dieser Kompakt sieht vor, dass die Universitäten nicht nur die Wissenschaft machen würden, sondern Neben… die erforderliche Unterbau im Übertragung zu Gunsten von Zuschüsse jener Regierung trösten würden.
Jene Vereinbarung und aus wirtschaftlichen und gesellschaftlichen Vorteile, die aus solchen Forschungen stammen, wurden kürzlich gefährdet.
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