도로가 어떻게 실패하고, 왜 도로가 더 악화될까요?

움푹 들어간 곳이 지겹나요? 기후 변화와 대형 트럭 덕분에 앞으로는 더 많은 트럭을 보게 될 것입니다.

움푹 들어간 곳 및 기타 포장 도로 파손이 증가하고 있습니다(AP Photo/Charles Rex Arbogast)

가장 가까운 도시의 공공 포장 도로는 어떤 모습인가요? 아스팔트 마감 코팅으로 매끄럽고 어두운가요? 어쩌면 콘크리트로 만들어진 옅은 회색일 수도 있습니다. 그들의 메이크업에 관계없이 그들은 깨끗하지 않을 것입니다. 대신 대부분의 도로는 결함으로 덮여 있습니다. 균열, 함몰, 융기, 움푹 들어간 곳, 이전 수리로 인한 역청 조각… 이 모든 표면 흉터는 해당 도로의 용도와 내부 구조에 대한 이야기를 말해줍니다. 공학 용어로 이러한 흠집을 '포장 파손'이라고 하며, '포장'은 "운송을 위해 준비된 모든 지표면"을 가리키는 공식적인 용어입니다. 이러한 정의에 따르면 축구장도 포장 도로로 간주되지만 대부분의 경우 도로에 대해 이야기하고 있습니다.

여러분이 생각하는 것과는 달리 도로(또는 포장도로)는 여러 층으로 이루어진 다소 복잡한 구조입니다. 맨 아래에는 노반이 있습니다. 이것이 기존 토양입니다. 그 위에 그들은 종종 쇄석이나 골재와 같은 입상 재료로 된 두꺼운 층을 하나 이상 깔았습니다. 이것이 보조기층을 형성합니다. 그 이후에는 어떤 표면을 사용하느냐에 따라 상황이 달라집니다.

견고한 콘크리트 도로(미국에서 널리 사용됨)를 건설하는 경우 다음 단계는 보조기층 위에 철근 또는 비철근 콘크리트 슬래브를 놓는 것입니다. 콘크리트의 강성은 결국 콘크리트를 따라 달리게 될 교통량의 하중을 보조기층으로 전달하는 역할을 합니다. 독일의 아우토반을 포함한 많은 경우 철근 콘크리트가 여러 겹으로 쌓여 있습니다. 균열을 최소화하기 위해 콘크리트에 조인트도 있습니다.

유연한 아스팔트 도로를 건설하는 경우(영국, 뉴질랜드 및 세계의 다른 지역에서 흔히 볼 수 있는 도로) 보조기층 뒤에는 압축되어 기초 역할을 하는 미세한 골재층이 옵니다. 이 포장도로 설계에서 베이스의 역할은 교통으로 인한 응력을 분산시키는 것입니다. 이 층의 골재는 역청과 혼합되거나 결합되지 않은 채로 남겨질 수 있습니다. 다음은 바인더 코스입니다. 이름에서 알 수 있듯이 베이스 레이어와 표면 레이어 사이에 위치하여 서로 결합하는 중간 레이어입니다. 역청을 입힌 골재로 만들어지며 기초와 마찬가지로 도로를 강화하고 구조적 지지를 제공하며 교통의 하중을 분산시키는 중요한 역할을 합니다. 운전하거나 자전거를 타는 도로의 일부인 표면층은 다시 작은 돌과 역청을 혼합하여 만들어집니다. 뜨거운 역청을 먼저 깔고 비슷한 크기의 돌을 쌓은 경우 결과 표면을 칩씰이라고 합니다. 역청을 일정한 크기의 돌과 먼저 섞은 다음 그 혼합물을 깔면 그 표면을 아스팔트라고 합니다.

어떤 유형의 움푹 들어간 곳이나 포장 도로 파손을 목격하는 것은 도로의 하나 이상의 레이어를 손상시키는 일이 발생했기 때문입니다. 포장 실패를 설명하는 용어는 풍부한 태피스트리라는 것이 밝혀졌습니다. 내가 가장 좋아하는 새로운 용어는 다음과 같습니다.틀에 박힌(반복적인 교통하중으로 인해 눈에 보이는 포장도로의 바퀴 홈)밀고(수평 응력으로 인해 포장 도로 전체에 잔물결이 형성됨)흐트러짐 (표면에서 골재 입자가 분리되어 거칠고 느슨한 질감이 남음) 이러한 실패의 원인은 광범위하고 다양하며, 열악한 토양, 부적절한 자재, 표준 이하의 설계 등이 포함됩니다. 그러나 포장 실패에는 두 가지 주요 요인이 있으며, 불행하게도 둘 다 앞으로 몇 년 동안 더욱 악화될 것입니다.

물이 도로의 기본 구조로 스며들어 도로가 침식될 수 있습니다.

첫 번째는날씨와 환경.

수분과 온도는 포장 성능에 중요한 영향을 미치는 것으로 알려져 있습니다. 예를 들어, 움푹 들어간 곳은 일반적으로 표면을 통해 물이 장기간 침투하여 밑에 있는 층을 약화시킨 결과입니다. 물은 아주 작은 틈새에서도 길을 찾을 수 있습니다. 역청은 소수성(발수성)이지만, 거기에 섞인 돌은 소수성이고, 두 물질 사이의 계면도 약합니다. 차량의 무게로 인해 더 큰 균열이 생기고, 이로 인해 물이 포장 구조를 통해 스며들어 길을 따라 자재가 침식될 가능성이 더 커집니다. 추운 기후에서는 물이 표면 아래에서 얼고 팽창하여 포장 도로에 추가적인 압력을 가해 포트홀이 더 빨리 형성될 수 있습니다.