Tijdens de dodelijke hittegolf van afgelopen weekend begaven sommige wegen in de Pacific Northwest zich. Werknemers waagden zich in verschroeiende omstandigheden om gebarsten beton- en asfaltwegen weer in elkaar te zetten. Stalen ophaalbruggen werden overgoten met water om ervoor te zorgen dat ze niet dicht zouden zwellen onder de drukkende hitte.
De hittekoepel die boven de regio zat, zorgde voor een brutale stresstest van de wegen, waarvan sommige niet bestand waren tegen meerdere dagen van recordbrekende temperaturen. Het is iets dat al eerder is gebeurd, in Washington, Wisconsin, South Dakota en overal waar extreme hittegolven voorkomen.
Hier is een voorbeeld van hoe hitte ervoor zorgt dat sommige wegverhardingen knikken. Onze bemanningen zijn vanmorgen hard aan het werk om SR 544 in Whatcom County te repareren en proberen hem tegen de middag weer open te krijgen. https://t.co/53XoBDBOMZ
— WSDOT Verkeer (@wsdot_traffic) 28 juni 2021
“Je kunt iets ontwerpen dat werkt bij een zeer hoge temperatuur of niet. Dat is het probleem niet.” Steve Muench, hoogleraar civiele techniek aan de Universiteit van Washington, zegt. Het probleem is dat de huidige hitte de technische verwachtingen overtreft. Om dat grotere probleem op te lossen, zijn engineering, planning en heel veel publieke wilskracht nodig.
Waarom kunnen deze wegen de hitte niet aan?
Verschillende soorten wegen gedragen zich heel anders onder hitte. In de VS zijn wegen meestal gemaakt van een van de twee materialen: asfalt of beton.
Betonnen wegen, zegt Muench, zijn over het algemeen gemaakt van portlandcement. Om zoiets als een snelweg te maken, wordt het gevormd tot grote platen, die ongeveer 15 voet lang en 1,20 meter breed kunnen zijn. Als de temperatuur fluctueert, zetten deze grote platen beton uit en krimpen ze in. (Hoeveel ze uitzetten of krimpen wordt meestal bepaald door het soort steenslag waaruit het cement bestaat.)
Dat is allemaal normaal. Meestal is er net genoeg ruimte tussen de platen zodat de uitzetting (bij warm weer) en krimp (bij kouder weer) volledig onopgemerkt voorbijgaat aan de gemiddelde bestuurder. Maar wanneer het ongebruikelijk heet wordt, beginnen sommige van die platen beton uit de arm te lopen, vooral als er stukjes zand of ander vuil in de scheuren tussen de platen zijn terechtgekomen.
Warmte = uitzetting. Hier is een blik op een betonnen paneel dat opdook op NB I-5 bij I-405 in Tukwila. Bemanningen verwijderen het beschadigde paneel en vullen het weer aan. Geen geschatte tijd om deze rijstroken en oprit weer open te krijgen. Gelukkig niet veel van een back-up op dit moment. pic.twitter.com/OLd1Ewf6Kt
— WSDOT Verkeer (@wsdot_traffic) 28 juni 2021
“Als het echt, echt abnormaal heet wordt, alsof het in lange tijd niet zo heet is geweest, zet het zo uit dat het in de aangrenzende plaat loopt. Er is geen ruimte meer om uit te breiden, ze duwen gewoon tegen elkaar aan en dan komen ze tevoorschijn”, zegt Muench.
Asfalt is een heel ander beest. “Asfalt is een visco-elastisch materiaal, dat temperatuurafhankelijk is. Dus hoe heter het is, hoe vloeiender het is”, zegt Muench. Als het warm genoeg wordt, kunnen sommige asfaltwegen zacht worden of vervormen zoals Play-Doh, waardoor er sporen ontstaan wanneer auto's en vrachtwagens eroverheen rijden.
Zowel asfalt- als betonwegen kunnen worden ontworpen om hitte te weerstaan. “We weten al hoe we materialen moeten aanpassen om zich op warmere plaatsen te gedragen”, zegt Muench. “Daarom valt Phoenix niet uit elkaar – het is daar geen Armageddon omdat het heter is.”
Het probleem is dat toen sommige van deze wegen in de staat Washington werden ontworpen, het gebruik van die materialen of ontwerptechnieken overdreven zou zijn geweest – het gebied wordt normaal gesproken niet zo heet als Phoenix , dus het was niet nodig om te bouwen met extreme hitte in gedachten. Nu, die calculus zou kunnen veranderen.
Voorbereiden op een toekomst die in niets lijkt op het verleden
Als ingenieurs wegen ontwerpen, kunnen ze de historische weerrecords voor een gebied bekijken en erachter komen wat normaal is. Hoeveel regen krijgt deze plek? Wat zijn de extremen van warmte of koude? Hoe groot is de kans dat de nabijgelegen rivier de komende 50 jaar overstroomt? Al die informatie kan bepalen welke materialen en ontwerpen de ingenieurs uitkiezen. Maar misschien is het niet meer genoeg.
“Bij klimaatverandering moet je daar heel goed over nadenken en gaan: ‘Moet ik echt iets ontwerpen op basis van informatie uit het verleden die misschien niet meer relevant is? Of moet ik het ontwerpen op basis van wat we voor de toekomst projecteren?'”, zegt Muench.
Wegen gaan lang mee, dus bouwen voor de toekomst begint logisch te worden. Ingenieurs kunnen klimaatmodellen gebruiken om te voorspellen hoe dingen in de loop van de tijd kunnen veranderen en bouwen aan een toekomst die heter, natter of droger is dan alles wat in de weerrecords uit het verleden is gezien.
Zelfs wegen die op basis van die modellen zijn ontwikkeld, zullen niet perfect zijn. “Je kunt niet voor alles ontwerpen. Sommige dingen breken gewoon je infrastructuur”, zegt Muench. Wanneer een enorme storm of een aardbeving of een andere ramp toeslaat, zullen sommige dingen breken, hoe goed ze ook zijn ontworpen. Op dat moment, zegt Muench, is de vraag hoe je daar snel van herstelt. Dat vereist verschillende soorten middelen en planning, zoals ervoor zorgen dat materialen beschikbaar zijn en dat personeel wordt opgeleid om onmiddellijk te reageren. Die noodplannen zijn van vitaal belang tijdens grote rampen, zodat wanneer het ergste gebeurt, een gemeenschap klaar is om het het hoofd te bieden.
“Je kunt niet voor alles ontwerpen. Sommige dingen breken gewoon je infrastructuur.”
Bouwen voor de toekomst en voorbereiden op toekomstige noodsituaties zijn beide mogelijk. We hebben de informatie en de technologie om het voor elkaar te krijgen. De grotere vraag, zegt Muench, is of mensen bereid zijn om het geld en de middelen in infrastructuur te steken die bestand is tegen de komende stormen, zowel letterlijk als figuurlijk. “Ik hoop een beetje dat we die brug een beetje oversteken – geen woordspeling bedoeld – waar we misschien een beetje moeite, tijd en geld aan dit soort dingen willen besteden”, zegt Muench.
Zoals het is, hebben veel transitafdelingen in het hele land te maken gehad met krimpende budgetten terwijl ze proberen de verouderde infrastructuur bij elkaar te houden die is gebouwd voor een ander klimaat. Toekomstige planning is belangrijk, maar neemt vaak een achterbank in voor meer directe zorgen, zoals de neiging tot hittebelaste wegen als ze bezwijken. Bemanningen gaan erop uit, repareren de betonplaten of het asfalt en brengen het verkeer weer op gang. Het is geen permanente oplossing.
“Het is gewoon wachten tot er iets kapot gaat en het dan repareren als het kapot gaat”, zegt Muench. “De grotere oplossing is proberen voorop te lopen en na te denken over wat er in de toekomst gaat gebeuren.”