道路がどのように崩壊するのか...そしてなぜ悪化していくのか

ポットホールにうんざりしていませんか？ 気候変動と大型トラックのおかげで、将来的にはさらに多くのトラックを目にすることになるでしょう

ポットホールやその他の舗装の欠陥が増加している (AP Photo/Charles Rex Arbogast)

あなたの最寄りの都市の公共舗装道路はどのようなものですか? アスファルトの上塗りが施されていて、滑らかで濃い色ですか? おそらくコンクリート製の淡い灰色でしょう。 メイクがどうであれ、彼らはきれいなままである可​​能性は低いです。 その代わり、ほとんどの道路は欠陥で覆われています。 ひび割れ、くぼみ、でこぼこ、ポットホール、以前の修理によるアスファルトの斑点…これらの表面の傷跡はすべて、その道路の使用状況と内部構造を物語っています。 工学用語では、これらの傷跡は「舗装の破損」と呼ばれ、「舗装」は「輸送のために準備されたあらゆる地表」を指す正式な用語です。 その定義では、サッカー場も舗装とみなされますが、ほとんどの場合、ここで話しているのは道路です。

どう考えても、道路 (または舗装) は複数の層で構成されるかなり複雑な構造です。 一番下は路盤で、これが既存の土壌です。 その上に、砕石や骨材などの粒状物質の厚い層を 1 つ以上置きます。 これにより路床が形成されます。 その後は、使用される表面の種類に応じて状況が異なります。

硬質コンクリート道路 (米国で広く使用されている) を建設している場合、次のステップは、路盤の上に鉄筋コンクリートまたは非鉄筋コンクリートのスラブを敷設することです。 コンクリートの剛性は、最終的にコンクリートに沿って走行する交通からの荷重を路床に伝達するように作用します。 ドイツのアウトバーンをはじめ、鉄筋コンクリートを何層にも重ねて敷設する例が多い。 コンクリートにはひび割れを最小限に抑えるための継ぎ目もあります。

柔軟なアスファルト道路 (英国、ニュージーランド、および世界の他の地域で見られる典型的なもの) を建設している場合、路床の後に、圧縮されて基礎として機能するより細かい骨材の層が続きます。 この舗装設計では、ベースの仕事は交通によって引き起こされる応力を分散することです。 この層の骨材はアスファルトと混合することも、結合しないままにすることもできます。 次はバインダーコースです。 その名前が示すように、それはベース層と表面層の間に位置し、それらを結合する中間層です。 これはアスファルトでコーティングされた骨材から作られており、基礎と同様に道路を強化し、構造的な支持を提供し、交通による荷重を分散するという重要な役割を果たします。 表層（車や自転車で走行する道路の部分）も、小さな石とアスファルトの混合物で作られています。 最初に熱いアスファルトを置き、続いて同じサイズの石の層を置く場合、得られる表面はチップシールと呼ばれます。 まずアスファルトをさまざまなサイズの石と混合し、その混合物を敷設する場合、その表面はアスファルトと呼ばれます。

ポットホールや何らかの種類の舗装の破損が見られるのは、道路の 1 つまたは複数の層に何かが発生したためです。 舗装の破損を説明するための用語は、豊かなタペストリーであることがわかりました。 私のお気に入りの新しい用語には次のようなものがあります。わだち掘れ(繰り返しの激しい交通負荷によって生じる舗装の車輪の溝が目に見える)、突き飛ばす（水平応力による舗装全体の波紋の形成）、およびほつれ （骨材粒子が表面から剥がれ、粗くて緩い質感が残る）。 これらの障害の原因は多岐にわたり、劣悪な土壌、不適切な材料、標準以下の設計などが含まれます。 しかし、舗装の破損には主に 2 つの原因があり、残念なことに、どちらも今後数年でさらに悪化することが予想されています。

道路の基礎構造物に水が浸透し、浸食を引き起こす可能性があります。

まずは、天気と環境。

水分と温度は舗装の性能に大きな影響を与えることが知られています。 たとえば、ポットホールは通常、表面からの長期にわたる水の浸透の結果として発生し、その下にある層が弱体化します。 ほんのわずかな隙間からも水が侵入してきます。 アスファルトは疎水性（水をはじく）ですが、それに混ぜられる石はそうではなく、それらの材料間の界面は弱いです。 車両の重量によってさらに大きな亀裂が形成され、水が舗装構造を通って浸透する機会がさらに多くなり、途中で材料が浸食されます。 寒冷地では、水が表面の下で凍結して膨張し、舗装にさらなるストレスが発生し、ポットホールがより早く形成される可能性があります。