아스팔트라는 단어를 들으면 도로와 고속도로 에서 검은 타르가 떠오르는 것을 상상할 것입니다 . 그러나 그것은 정확하지 않습니다.
"아스팔트 인 액체 에 도로,"J. 리처드 윌리스 박사는 엔지니어링, 연구 및 기술 담당 부사장 말했다 국립 아스팔트 포장 협회 아스팔트 설계 및 시공에서 박사 학위를 가지고 (NAPA)는, . "바위를 하나로 묶는 것은 결합제입니다." 아스팔트는 원유에서 나오고 타르는 석탄에서 나옵니다.
아스팔트는 또한 지구에서 자연적으로 발견되며, 지하에서 기름이 표면으로 올라간 호수가 있습니다. 예를 들어 로스 앤젤레스 의 La Brea Tar Pits 와 Trinidad의 Pitch Lake 는 세계.
그러나 오늘날 바인더를 만드는 가장 일반적인 방법은 정유 공정을 통하는 것 입니다. 아스팔트는 기름 통에서 가장 무거운 물질입니다. 그것은 기본적으로 폐기물입니다.
"아스팔트는 바닥에 가라 앉는 무거운 잔류 물입니다."라고 Willis는 말합니다. 에너지로 사용할 수 없기 때문에 재료를 하나로 묶는 끈적 끈적한 물질로 새로운 생명을 얻습니다. 다양한 양과 유형의 암석 및 기타 물질과 결합되어 결국 우리가 운전하는 혼합물이됩니다. 도로는 실제로 아스팔트 혼합물이거나 "아스팔트 포장 도로"라고 더 잘 알려져 있습니다.
아스팔트의 역사
정유에 대한 모든 이야기는 아스팔트를 비교적 현대적인 발명품처럼 들리게 만들 수 있습니다. 그러나 도로에서 처음으로 기록 된 아스팔트 사용은 기원전 615 년에 바빌론에서였습니다. NAPA 에 따르면 나보 폴라 사르 왕의 통치 기간 동안 행렬 거리를 포장하기 위해 아스팔트와 불에 타 버린 벽돌이 사용되었습니다 . 로마인들은 그것을 사용하여 목욕탕과 수로와 같은 구조물을 봉인했습니다. 영국 탐험가 월터 롤리 경이 1595 년 트리니다드의 피치 레이크에 나타 났을 때 그는 아스팔트를 사용하여 배를 코킹했습니다.
"역사 내내 다른 비도로 용 기능에 사용되었습니다."라고 Willis는 말합니다. 도로에서 바인더로 사용하는 것은 1800 년대에 더 보편화되었습니다. 스코틀랜드 턴 파이크를 만든 John Loudon McAdam은 도로의 먼지와 유지 보수를 줄이기 위해 뜨거운 타르를 첨가했습니다. 이 방법은 또한 운전 조건을 개선했습니다.
미국에서는 1860 년대에 역청 혼합물 (아스팔트 콘크리트)이 처음 등장했으며, NAPA에 따르면 벨기에 인 Edmund J. DeSmedt가 1870 년 Newark에 최초의 "진정한 아스팔트 포장 도로"를 설치했습니다 . 프랑스의 자연 포장 도로를 모델로했습니다. 그런 다음 DeSmedt는 워싱턴 DC의 펜실베니아 애비뉴를 트리니다드의 아스팔트로 포장하여 내구성을 더욱 입증했습니다.
진취적인 화학자들과 발명가들은 곧 다양한 이름으로 등장한 다양한 아스팔트 혼합물 혼합물에 대한 특허 를 출원 했습니다. 산업이 성장함에 따라 도시는 제작 및 재료에 대한 보증을 요구하기 시작했습니다. 1900 년대 초까지 거의 모든 아스팔트가 천연 자원에서 나왔지만 1901 년 매사추세츠 주 이스트 캠브리지에 최초의 현대식 아스팔트 시설이 출시되고 자동차가 증가하면서 더 나은 도로에 대한 요청이 아스팔트 산업에 활기를 불어 넣었습니다. 1907 년에 천연 아스팔트 생산은 정제 된 석유 아스팔트에 의해 추월되었습니다.
"사람들은 더 나은 교통 수단을 요구하기 시작했습니다."라고 Willis는 설명합니다. "사람들이 바위를 모으기 위해 아스팔트를 사용하기 시작한 도로는 사람들이 익숙했던 기존의 비포장 도로보다 오래 유지되었습니다." 자갈길과 포장 된 도로를 달리는 것은 상당히 다른 경험을 제공했습니다. 마지막으로, 1956 년 연방 지원 고속도로 법 (Federal-Aid Highway Act) 은 여전히 포장 된 흙으로 만들어진 미국의 도로를 변화시키는 데 도움이되었고 미국에 48,876 마일 (78,658km)의 주간 고속도로 시스템 을 만들었습니다.
오늘날 아스팔트가 사용되는 방식
가장 자주 도로와 관련이 있지만 아스팔트는 다양한 용도로 사용되지만 도로가 가장 광범위하게 사용됩니다. NAPA 에 따르면 미국의 270 만 마일 (430 만 킬로미터) 이상의 포장 도로 중 94 %가 아스팔트로 표면에 노출되어 있습니다.
하지만 흥미롭게도이 모든 것에는 약 95 %의 돌, 모래, 자갈과 5 %의 아스팔트 시멘트가 포함되어 있습니다. 아스팔트는 주차장, 공항 활주로 및 경마장에도 사용됩니다.
"아스팔트는 정말 유연하고 다재다능한 제품입니다."라고 Willis는 설명합니다. 양어장과 저수지에 줄을 세우거나 테니스 코트와 같은 스포츠 목적으로 사용할 수 있습니다. 몇 년 전, 미니애폴리스 에있는 미네소타 바이킹스 스타디움 에서 경기장 의베이스 표면으로 선택되었습니다 .
윌리스에 따르면 아스팔트 생산 초기부터 업계는 새로운 제품을 지속적으로 혁신하여 더욱 과학적이고 엄격 해졌습니다.
"우리는 믹스를 설계하는 방식을 변경했습니다."라고 그는 말합니다. "우리는 오늘날 산업과 국가가 작동하는 방식에 큰 변화가있는 시대에 있습니다." 고급 테스트 방법을 사용하여 아스팔트 연구자들은 성능 향상을 목표로 해왔습니다. 그들은 새로운 재료, 첨가제 및 기술을 통합하여 다양한 온도와 기후에서 다양한 레시피가 어떻게 작동하는지 배우려고합니다.
한 가지 주요 업데이트는 웜 믹스 아스팔트 (WMA)의 생성으로, 플랜트에서 아스팔트의 생산 온도를 낮추어 에너지 사용량을 줄이고 생산 및 도로 표면 작업에서 시간을 절약합니다. 미국 교통부 연방 고속도로 관리국 에 따르면 WMA는 또한 연료 배출, 연기 및 냄새에 대한 노출을 줄여 작업 조건을 개선 합니다. WMA는 2002 년에 미국에 없었던 기술로 현재 시장의 약 40 %를 차지한다고 Willis는 말합니다.
아스팔트에 대한 비판
아스팔트는 아마도 친환경적이라고 생각하는 것이 아닐 것입니다. 아스팔트는 자동차와 석유 생산을 주도하는 주요 오염원과 자연스럽게 연계되어 있기 때문에 연합에 의해 부분적으로 죄책감을 느낄 수 있습니다. 그리고 일부 부정성은 보증됩니다. 아스팔트는 반사율이 낮기 때문에 도시 열섬 (UHI) 효과에 상당한 기여를하는 것으로 확인되었습니다 . Abbas Mohajerani, Jason Bakaric 및 Tristan Jeffrey-Bailey는 2017 년 " Journal of Environmental Management ." 더운 여름날 고속도로 교통 체증에 빠진 사람은 누구나 그것을 증명할 수 있습니다.
UHI에 대한 아스팔트의 기여에 관한 한, 환경 보호국 은 기존 아스팔트 포장을 재료로 수정하거나 설치 후 반사율을 높이기 위해 처리 할 수 있다고 말합니다. 수십 년 동안 이것은 주차장 및 고속도로와 같은 표면에서 때때로 구현되었습니다. EPA는 투과성 포장의 예로 다공성 아스팔트와 고무 아스팔트를 포함합니다.
아스팔트는 녹을 때 생성되는 가스와 포장 및 지붕 작업 중에 작업자에게 노출되는 연기 때문에 불 침투성으로 인해 나쁜 점수를 받았습니다. 산업 안전 보건국 (OSHA)은 이러한 연기가 두통, 피부 발진, 피로, 심지어 피부암으로 이어질 수 있다고 말합니다. OSHA의 표준은 아스팔트 연기를 구체적으로 다루지 않지만 , 행정부는 "공학 통제, 행정 조치 및 개인 보호 장비"를 통해 노출을 통제 할 수 있다고 권장 합니다.
물론 아스팔트가 석유로 만들어 졌다는 사실이 여전히 있습니다. 그러나 아스팔트에는 긍정적 인 환경 적 특성도 있습니다.
100 % 재활용 노력
"많은 사람들이 아스팔트 산업이 실제로하는 모든 환경 친화적 인 일을 모릅니다."라고 Willis는 말합니다. 우선 아스팔트는 100 % 재활용이 가능하며 더 중요한 것은 실제로 재활용된다는 것입니다. 2018 년에는 8220 만 톤 (7,450 만 미터 톤)의 재생 아스팔트 포장 (RAP)이 새로운 믹스에 다시 투입되었습니다. 즉, 미국에있는 모든 아스팔트 믹스에는 약 21 %의 RAP가 포함되어 있습니다. 실제로 미국에서 사람들이 매년 재활용하는 모든 품목 (종이, 플라스틱 및 알루미늄)의 총 중량은 아스팔트 산업이 매년 재활용하는 RAP 중량의 일부 (약 68 %)에 해당합니다.
"이것은 우리가 재활용하는 하나의 재료 일뿐입니다."라고 Willis는 말합니다. "우리는 미국에서 가장 활발한 재활용 산업입니다." 또한 일부 주에서 혼합물의 개질제로 사용되는 타이어 고무의 가장 큰 재활용 업체 중 하나입니다. 지붕 널은 또한 새로운 아스팔트 혼합물로 재활용되며 업계는 플라스틱이 어떻게 논의의 일부가 될 수 있는지 조사하고 있습니다. "사람들이 이러한 질문을 우리에게 가져 오면 우리는 해결책을 찾으려고 노력합니다."
많은 공학 및 재료 과학이 도로 건설에 사용됩니다. 오늘날 아스팔트 도로는 "영구 포장"이라는 개념을 중심으로 설계되거나 적어도 40 년 이상 지속됩니다. 일상적인 유지 보수는 12 ~ 20 년마다 표면을 "밀링"(상단 인치 정도)하고 새 오버레이로 교체하는 것으로 구성됩니다. Asphalt Pavement Alliance 에 따르면이 최고 인치는 재활용 할 수 있으며주기적인 오버레이는 "이 도로를 주행하는 차량의 승차감 품질과 연료 소비를 크게 향상시킵니다" .
미래의 아스팔트
호버 카를 위한 시간이 될 때까지 아스팔트 도로는 주변에 붙어있을 수 있습니다. 그리고 업계는 제품과 생산에서 계속 혁신 할 계획입니다. Willis는 자율 롤러 및 장비와 같은 최근의 획기적인 발전과 훈련을위한 가상 현실 사용 증가에 대해 설명합니다.
"나는 기술이 산업 미래의 큰 부분이라고 생각합니다."라고 그는 말합니다. 아스팔트 전문가가 빅 데이터를 더 잘 처리함에 따라이를 생산 및 배치에 사용하여 실시간으로 효율성을 개선 할 수 있습니다. 어느 날 그는 도로에서 나노 센서가있는 지능형 포장 도로가 포장 도로가 어떻게 작동하고 지속되는지에 대한 피드백을 제공하는 것을 볼 수도있었습니다. "우리 도로는 훨씬 더 똑똑해질 것입니다. 우리는 라이딩 대중의 경험을 정말로 향상시킬 수있는 기술을 가지고 있습니다."
이제 흥미 롭 네요
보스턴 로건 국제 공항 은 건설 탄소 배출량을 2,000 톤 (1,814 톤) 감소 시킨다고 알려진 WMA 포장 활주로 덕분에 에너지 및 환경 설계 리더십 인증을 획득 한 세계 최초의 터미널을 보유하고 있습니다.
