マカダム

ピエール＝マリー＝ジェローム・トレサゲは、ローマ時代以降の科学を道路建設にもたらした最初の人物とみなされることがある。エンジニアの家系に生まれたフランス人である彼は、1757年から1764年までパリで道路舗装の仕事に従事した。リモージュの道路建設主任技師として、彼はより優れた、より安価な道路建設方法を開発する機会を得た。1775年、トレサゲは総技師となり、フランスにおける道路改良のための解決策を提示し、それはすぐにフランスで標準的な慣行となった。^{[ 1 ]}

トレサゲは、排水用の側溝を備えた盛り上がった路盤の上に3層の石を敷いた道路を推奨した。最初の2層は、最大サイズ3インチ（7.6cm ）の角張った手砕石で構成され、深さは約8インチ（20cm ）であった。3層目は約2インチ（5cm ）の厚さで、最大サイズは1インチ（2.5cm ）であった。^{[ 2 ]}この最上層の表面は、より滑らかな形状を可能にし、道路構造内の大きな石を鉄の車輪や馬の蹄から保護した。走行面を田園地帯と同じ高さに保つため、この道路は溝の中に敷設されたが、排水の問題が生じた。これらの問題は、深い側溝を掘る、表面をできるだけ固くする、道路の両端に高低差を設けて建設するなどの変更によって対処された。この高低差は、道路のキャンバーまたは横断勾配と呼ばれる。^{[ 2 ]}    

スコットランドのダンフリーズシャーで生まれたトーマス・テルフォード[ ^{3 ]は}、トレサゲの道路建設理論を応用した測量技師兼エンジニアでした。1801年、テルフォードはハイランド道路橋梁委員会で働き、1815年から1830年の間、ホーリーヘッド道路委員会のディレクターを務めました。テルフォードはトレサゲの理論を拡張しましたが、高品質の石材を重視しました。彼は、立方体の石ブロックを使用することで、フランス人の道路の問題のいくつかを回避できることを認識していました。^{[ 4 ]}

テルフォードは、底面がわずかに平らな面を持つ、およそ12インチ × 10インチ × 6インチ (30 cm × 25 cm × 15 cm)の部分的に成形された舗装石 (ピッチャー) を使用した。彼は他の面をトレサゲの方法よりも垂直に回転させた。最も長い辺は交通方向に対して横向きに配置され、目地は従来のレンガ積みの方法に従って分割されたが、ピッチャーの最も小さい面が上面と下面を形成した。^{[ 4 ]}          

砕石は、テーパー状の垂直面間の隙間に詰め込まれ、層の横方向の安定性を確保した。テルフォードは、自然な地層を水平に保ち、石工を使ってブロックの上面をキャンバー状にした。岩盤基礎の上に、 2.4インチ（6cm ）以下の石を6インチ（15cm ）の厚さで敷き詰めた。道路表面を仕上げるために、石の上に砂利と砕石の混合物で覆った。この構造は「テルフォードピッチング」として知られるようになった。テルフォードの道路は、水が溜まって舗装の強度を腐食するのを防ぐために、耐水構造に依存していた。テルフォードは、可能な限り舗装構造を地表より高くした。   

構造物を持ち上げることができなかった場所では、テルフォードは道路脇周辺の排水を行った。イギリスの以前の道路建設者は排水の問題を無視していたが、テルフォードによる排水原理の再発見は道路建設に大きな貢献となった。^{[ 5 ]}ほぼ同時期に、ジョン・メトカーフは排水が道路建設において重要な要素であると強く主張し、湿地帯を通る道路でさえも乾いた道路を建設することで同僚を驚かせた。彼は低木とヒースの層を組み込むことでこれを実現した。

ジョン・ラウドン・マクアダムは1756年にスコットランドのエアで生まれた。1787年にスコットランド低地地方のエアシャー有料道路の評議員となり、その後7年間、趣味が熱中するようになった。 1802年にイングランドのブリストルに移り、1806年に舗装委員となった。^{[ 6 ]} 1816年1月15日、ブリストル有料道路信託の道路測量総監に選出され、149マイルの道路を担当した。^{[ 6 ]}その後、道路建設に関する彼のアイデアを実践に移し、最初の「マカダム舗装」された道路区間はブリストルのアシュトン・ゲートにあるマーシュ・ロードだった。^{[ 6 ]}彼はまた、1816年から1827年の間に9版を重ねた『道路建設の現状に関する考察（または観察）』と1819年に出版された『公共道路の科学的修復と保存に関する実践的エッセイ』という2冊の小冊子で、自分の考えを積極的に広め始めた。 ^{[ 7 ]}

マクアダムの方法は、道路の保護においてより単純でありながらより効果的でした。彼は、岩の上に岩を積み重ねた巨大な基礎は不要であることを発見し、道路の下の土壌を水や摩耗から保護する路面層で覆われていれば、地元の土壌だけで道路と交通を支えることができると主張しました。^{[ 8 ]}小さな角張った砕石の下層が固い塊として機能します。表面の石を車輪の幅よりも小さくすることで、良好な走行面が実現しました。また、表面の小さな石は、適度に乾燥した状態を保つことができれば、道路へのストレスも軽減しました。^{[ 9 ]}

テルフォードや当時の他の道路建設業者とは異なり、マクアダムは道路をほぼ水平に敷設した。彼の幅30フィート（9.1メートル）の道路は、端から中央までわずか3インチ（7.6センチメートル）の上昇しか必要としなかった。道路に傾斜をつけ、地下水位より高くすることで、雨水が両側の側溝に流れ込むようにした。^{[ 10 ]}  

石の大きさはマクアダムの道路建設理論の中心であった。下層の厚さ8インチ（20cm ）の道路は、3インチ（7.5cm ）以下の石に限定されていた。上層の厚さ2インチ（5cm ）の石は、直径2センチメートル（3/4インチ）の石に限定されており、これらは秤を持った監督者によってチェックされた。作業員は、石が口に入るかどうかで自分で石の大きさを確認することができた。2cmの石の大きさが重要だったのは、石が道路を走る鉄製の馬車の車輪の幅4インチ（10cm ）よりもはるかに小さくなければならなかったからである。 ^{[ 5 ]}       

マクアダムは、実用性と迅速性を考慮して石を砕く「適切な方法」は、人々が座って小さなハンマーを使用し、石の重さが6オンス（170グラム）を超えないように砕くことだと考えていた。彼はまた、道路の質は、一度に1シャベルずつ、広い範囲に石をどれだけ丁寧に敷き詰めるかにかかっているとも書いている。^{[ 11 ]} 

マクアダムは、水を吸収して凍結によって道路に影響を与えるような物質を道路に混ぜ込むべきではないと指示した。また、道路を固定するためにきれいな石の上に何かを敷くべきでもないとした。道路交通の作用によって、砕石は自身の角と結合し、天候や交通に耐える平らで堅固な表面になるはずだった。^{[ 12 ]}

米国で最初に建設されたマカダム道路は、メリーランド州ヘイガーズタウンとブーンズボロの間に建設され、当時ブーンズボロ・ターンパイク道路と名付けられました。これは、チェサピーク湾のボルチモアからオハイオ川のウィーリングまでの未舗装道路の最後の区間でした。マカダム舗装される前は、冬にヘイガーズタウンからブーンズボロまでの道路を走る駅馬車は、10マイル（16 km）の区間を走破するのに5～7時間かかっていました。^{[ 13 ] [ 14 ]} 

この道路は1823年にマクアダムの道路技術を用いて完成しましたが、完成した道路は道路交通による圧縮に頼るのではなく、鋳鉄製のローラーで圧縮されました。^{[ 15 ]}マクアダムの原理を用いて建設された2番目のアメリカの道路はカンバーランド道路で、全長73マイル（117km ）で、5年間の工事を経て1830年に完成しました。^{[ 13 ] [ 14 ]} 

マクアダムの名声は、彼の世代が用いていた方法を大きく上回る、効率的かつ経済的な建設方法にある。彼はあらゆる種類の交通に対応できる道路を建設できることを強調し、道路交通量の増加に対する旅行者の不満を和らげるのに貢献した。彼の功績は、効果的な道路維持管理の提唱にある。彼は、汚職を防ぐための給与が支払われる訓練を受けた専門職員を擁する中央道路管理局を提唱した。これらの専門家は、これらの職務に全時間を費やし、その行動に責任を負うことができる。^{[ 16 ]}