Varför vägarna i nordvästra Stillahavsområdet spände under extrem värme

0
117

Under förra helgens dödliga hetsvåg spände vissa vägar i Stillahavsområdet. Arbetare vågade ut i blåsiga förhållanden för att sätta igen sprucken betong och asfalt. Stålbryggor doused med vatten för att se till att de inte skulle svälla stängda under den förtryckande värmen.

Värmekupolen som satt över regionen gav ett brutalt stresstest på dess vägar, varav några inte tål flera dagar med rekordtemperaturer. Det är något som har hänt tidigare, i Washington, Wisconsin, South Dakota och någon annanstans som upplevt extrema hetvågor.

”Du kan designa något för att fungera i mycket heta temperaturer eller inte. Det är inte problemet. ” Steve Muench, professor i civilingenjör vid University of Washington säger. Problemet är att den nuvarande värmen trotsar tekniska förväntningar. För att åtgärda det större problemet krävs ingenjörskonst, planering och en hel del offentlig viljestyrka.

Varför klarar inte dessa vägar värmen?

Olika typer av vägar beter sig mycket olika under värme. I USA är vägar vanligtvis gjorda av ett av två material – asfalt eller betong.

Betongvägar, säger Muench, är i allmänhet gjorda av portlandcement. För att göra något som en motorväg blir den formad till stora plattor, som kan vara cirka 15 meter långa och fyra meter breda. När temperaturen fluktuerar expanderar dessa stora betongplattor och dras samman. (Hur mycket de expanderar eller dras in bestäms vanligtvis av vilka typer av krossade stenar som utgör cementet.)

Allt som är normalt. Vanligtvis finns det bara tillräckligt med utrymme mellan plattorna så att expansionen (vid varmt väder) och sammandragning (i kallare väder) passerar helt obemärkt av den genomsnittliga föraren. Men när det blir otrevligt varmt börjar några av dessa betongplattor rinna ut ur armbågsrummet, speciellt om sandbitar eller annat skräp har kommit in i sprickorna mellan plattorna.

”När det blir riktigt, riktigt onormalt varmt, som det inte har varit så varmt tidigare på ganska lång tid, expanderar det så mycket att det går in i intilliggande plattan. Det finns inget mer utrymme att expandera, de skjuter bara upp mot varandra och sedan dyker de upp ”säger Muench.

Asfalt är ett helt annat djur. ”Asfalt är ett viskoelastiskt material som är temperaturberoende. Så ju varmare det är, desto mer flytande är det, säger Muench. Om det blir tillräckligt varmt kan vissa asfaltvägar bli mjuka eller deformera som Play-Doh och bilda spår när bilar och lastbilar kör över dem.

Både asfalt och betongvägar kan utformas för att motstå värme. “Vi vet redan hur man kan anpassa material så att de beter sig på varmare platser”, säger Muench. “Det är därför Phoenix inte faller sönder – det är inte Armageddon där eftersom det är hetare.”

Problemet är att när några av dessa vägar i staten Washington planerades skulle det ha varit för mycket att använda dessa material eller designtekniker – området blir normalt inte så varmt som Phoenix , så det fanns inget behov av att bygga med extrem värme i åtanke. Nu kan den här kalkylen förändras.

Förbereder sig på en framtid som inte ser ut som det förflutna

När ingenjörer utformar vägar kan de titta på historiska väderregister för ett område och ta reda på vad som är normalt. Hur mycket regn får den här platsen? Vad är extrema värme eller kyla? Vilka är chanserna att den närliggande floden kommer att översvämmas de närmaste 50 åren? All den informationen kan informera om vilka material och mönster ingenjörerna väljer. Men det kanske inte räcker längre.

”Med klimatförändringarna måste du tänka mycket noga över det och gå:” Ska jag verkligen utforma något baserat på information i det förflutna som kanske inte längre är relevant? Eller ska jag utforma den baserat på vad vi projicerar för framtiden? ”, Säger Muench.

Vägarna håller länge, så att bygga för framtiden börjar ge mycket mening. Ingenjörer kan använda klimatmodeller för att förutsäga hur saker kan förändras över tid och bygga för en framtid som är varmare eller våtare eller torrare än någonting som ses i det tidigare vädret.

Även vägar som utvecklats baserat på dessa modeller är inte perfekta. ”Du kan inte designa för allt. Vissa saker bryter bara din infrastruktur, säger Muench. När en massiv storm eller en jordbävning eller någon annan katastrof drabbar, kommer vissa saker att gå sönder, oavsett hur väl utformade de är. Vid den tidpunkten, säger Muench, blir frågan hur du återhämtar dig från det snabbt. Det kräver olika uppsättningar resurser och planering, som att se till att material är tillgängliga och att arbetskraften utbildas för att svara omedelbart. Dessa beredskapsplaner är viktiga under stora katastrofer så att när det värsta händer är ett samhälle redo att möta det.

”Du kan inte designa för allt. Vissa saker bryter bara din infrastruktur. ”

Att bygga för framtiden och förbereda för framtida nödsituationer är båda möjliga. Vi har informationen och tekniken för att få det att hända. Den större frågan, säger Muench, är om människor är villiga att lägga pengar och resurser i infrastruktur som tål de kommande stormarna, både bokstavliga och figurativa. “Jag hoppas att vi korsar den bron – ingen ordlek är avsedd – dit vi kan vara villiga att spendera lite tid, pengar och pengar på den här typen av saker”, säger Muench.

Som det är har många transitavdelningar över hela landet hanterat krympande budgetar när de försöker hålla samman en åldrande infrastruktur som byggdes för ett annat klimat. Framtida planering är viktig men tar ofta baksätet till mer omedelbara problem, som att sträva mot värmepåverkade vägar när de spänns. Besättningar går ut, reparerar betongplattorna eller asfalten och får trafiken att flyta igen. Det är inte en permanent lösning.

“Det är bara att vänta på att något ska gå sönder och sedan fixa det när det går sönder”, säger Muench. “Den större lösningen försöker komma före kurvan och tänka på vad som kommer i framtiden.”