マカダム

マカダムは、1820 年頃にスコットランドの技術者ジョン・ラウドン・マカダムが開拓した道路建設の一種で、砕石を浅く凸状の層に敷き詰め、徹底的に圧縮するものです。石粉 (元の材料から砕いた石) の結合層が形成される場合があり、転圧後に、粉と石をくっつけるためにセメントまたはビチューメン結合剤で覆うこともあります。この方法は、当時の最先端技術と考えられていたものを簡素化しました。

ピエール＝マリー＝ジェローム・トレサゲは、ローマ帝国崩壊後の科学を道路建設に持ち込んだ最初の人物とみなされることがある。技術者一家の出身のフランス人であるトレサゲは、1757年から1764年までパリで道路舗装に従事した。リモージュの道路建設の主任技術者として、より優れた安価な道路建設方法を開発する機会を得た。1775年、トレサゲは総工務官となり、フランスにおける道路改良に関する自身の回答を提示したが、それはすぐにフランスで標準的な方法となった。^[1]

トレサゲは、排水用の側溝を備えた冠状路盤の上に敷かれた3層の石からなる道路を推奨していた。最初の2層は、最大サイズが3インチ (7.6 cm) の角張った手砕き骨材で構成され、深さは約8インチ (20 cm) であった。3層目は約2インチ (5 cm) の厚さで、骨材の最大サイズは1インチ (2.5 cm) 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に、この道路は溝の中に敷かれたが、それが排水の問題を引き起こした。これらの問題は、深い側溝を掘ること、表面を可能な限り固くすること、2つの端の間に標高差 (高さ) を持たせて道路を建設することなどの変更によって対処された。その差は、道路のキャンバーまたは横断勾配と互換的に呼ばれた。^[2]

スコットランドのダンフリースシャー生まれのトーマス・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士兼技術者であった。1801年、テルフォードはハイランド道路橋梁委員会に勤務した。1815年から1830年にかけてはホリーヘッド道路委員会の委員長を務めた。テルフォードはトレサゲの理論を拡張したが、高品質の石を重視した。彼は、フランスの道路問題のいくつかは、立方体の石のブロックを使用することで回避できることを認識していた。^[4]

テルフォードは、およそ12インチ×10インチ×6インチ（30cm×25cm×15cm）の部分的に形作られた舗装石（ピッチャー）を使用し、底面はわずかに平らな面になっています。彼は、他の面をトレサゲの方法よりも垂直に回転させました。最長の辺は交通方向と交差するように配置され、ジョイントは従来のレンガ積みの方法に従って分割されましたが、ピッチャーの最小の面が上面と下面を形成しました。^[4]

砕石は、層に良好な横方向の制御を与えるために、先細りの垂直面の間のスペースに押し込まれました。テルフォードは、自然の地層を水平に保ち、石工を使ってブロックの上面を反らせました。彼は、岩の基礎の上に、2.4 インチ (6 cm) 以下の 6 インチ (15 cm) の石の層を置きました。道路の表面を仕上げるために、彼は砂利と砕石の混合物で石を覆いました。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りました。テルフォードの道路は、水が溜まって舗装の強度が損なわれるのを防ぐために、耐久性のある構造に依存していました。テルフォードは、可能な限り舗装構造を地面より高くしました。^{[引用が必要]}

構造物を高くできない場所では、テルフォードは道路脇のエリアを排水した。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ため、テルフォードの排水原理の再発見は道路建設に大きな貢献をした。^[5]注目すべきことに、同じ頃、ジョン・メトカーフは排水が道路建設の重要な要素であると強く主張し、湿地帯でも乾いた道路を建設して同僚を驚かせた。彼はこれを、灌木とヒースの層を組み込むことで実現した。^[要出典]

ジョン・ラウドン・マカダムは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のエアシャー・ターンパイクの管財人となり、その後の7年間は趣味に没頭した。 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・ターンパイク・トラスト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、道路建設に関する自分のアイデアを実践に移し、ブリストルの}アシュトン・ゲートにあるマーシュ・ロードに初めて「マカダム舗装」された道路が作られた。^[6]彼はまた、1816年から1827年にかけて9版を重ねた『道路建設の現状に関する考察』（1816年から1827年にかけて9版を重ねた）と1819年に出版された『公共道路の科学的修復と保全に関する実践的論文』 （1827年）という2冊の小冊子で自らの考えを積極的に広め始めた。^[7]

マカダムの方法は、道路を保護するのに単純でありながら効果的でした。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、その下の土壌を水や摩耗から守る路盤で覆われている限り、土だけで道路とその上の交通を支えることができると主張しました。^[8]角張った小さな砕石の下層は、固体の塊として機能します。表面の石を車輪の幅よりも小さく保つと、良好な走行面が実現します。また、表面の小さな石は、適度に乾燥した状態に保たれている限り、道路にかかるストレスも低く抑えます。^[9]

テルフォードや当時の他の道路建設者と異なり、マカダムは道路をほぼ水平に敷いた。幅30フィート（9.1メートル）の道路では、端から中央にかけてわずか3インチ（7.6センチ）の高さしか必要としなかった。道路を傾斜させ、地下水面より高くすることで、雨水が両側の溝に流れ落ちるようにした。^[10]

石の大きさは、マケダムの道路建設理論の中心であった。道路の下層 8 インチ (20 cm) の厚さの石は、3 インチ (7.5 cm) 以下に制限されていた。上層の 2 インチ (5 cm) の厚さの石の層は、直径2 センチメートル ( 3 ⁄ 4 インチ) の石に制限されていた。これは、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を見て、自分で石の大きさを確認できた。2 cm の石の大きさが重要だったのは、道路を走る鉄の馬車の車輪の幅 4 インチ (10 cm) よりもずっと小さい石である必要があったからである。 ^[5]

マクアダムは、実用性と迅速性のために石を砕く「適切な方法」は、人々が座って小さなハンマーを使い、石を砕いて、どの石も6オンス（170グラム）を超えないようにすることだと信じていた。また、道路の品質は、石を一度にシャベル一杯ずつ、かなり広い範囲に注意深く敷き詰めるかどうかにかかっているとも書いている。^[11]

マクアダムは、水分を吸収し、凍結によって道路に影響を及ぼすような物質を道路に取り入れてはならないと指示した。また、道路を固定するためにきれいな石の上に何かを敷いてはならない。道路交通の作用により、砕けた石はそれぞれの角度で結合し、天候や交通に耐えられる平らで固い表面になるはずである。^[12]

アメリカ合衆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、当時はブーンズボロ・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ホイ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旅する駅馬車は、10マイル（16 km）の区間を走行するのに5〜7時間かかっていました。^{[13] [14]}

この道路は1823年に完成し、完成した道路は道路交通に頼るのではなく鋳鉄ローラーで圧縮されたという点を除いて、マカダムの道路技術を使用していました。^[15]マカダムの原理を使用して建設された2番目のアメリカの道路はカンバーランド道路で、長さ73マイル（117 km）で、5年の工事を経て1830年に完成しました。^{[13] [14]}

マカダムの名声は、彼の世代が用いていた方法を大幅に改善した、効率的で経済的な建設である。彼は、道路はどんな交通にも合うように建設できると強調し、道路の交通量の増加に対する旅行者の憤りを和らげることに貢献した。彼の遺産は、効率的な道路の維持管理の提唱にある。彼は、腐敗を防ぐ給与を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、行動に責任を負うことができた。^[16]

マカダムの道路建設技術は、他の技術者によって道路に応用された。これらの技術者の一人はリチャード・エッジワースで、彼は表面の石の間の隙間を石粉と水の混合物で埋め、増加する道路交通のために表面を滑らかにした。^[17]この基本的な建設方法は、水結合マカダムと呼ばれることもある。この方法は、多くの手作業を必要としたが、強固で排水の良い舗装ができた。この方法で建設された道路は「マカダム化」と呼ばれた。^[17]

自動車の出現により、砂埃が砕石道路の深刻な問題となった。高速で走行する自動車の下に生じる低気圧領域が路面から砂埃を吸い上げ、砂埃の雲を作り出し、路面材料を徐々にほぐした。^[18]この問題に対処するために、路面にタールを散布してタール結合した砕石を作った。1902年、スイスの医師アーネスト・ググリエルミネッティが、モナコのガス工場から出るタールを使って砂埃を結合させるというアイデアを思いついた。 ^{[19]その後、}エドガー・パーネル・フーリーがタールマックとして特許を取得した石炭タールと製鉄所のスラグの混合物が導入された。

1920年代には、より耐久性の高い路面（現代の混合アスファルト舗装）が導入されました。米国ではブラックトップと呼ばれることもあります。アスファルト舗装法では、道路に石や砂の骨材を敷き、その上に結合材を吹き付けるのではなく、骨材を結合材と完全に混ぜ合わせ、その混合物をすべて一緒に敷きます。^{[20]マカダム道路はほとんどの}先進国で再舗装されていますが、米国の国道など一部の道路ではマカダム道路が保存されています。^[21]

マカダム舗装は歴史的に路面舗装に使用されてきたため、米国の一部地域（ペンシルベニア州の一部など）の道路は、アスファルト舗装やコンクリート舗装であってもマカダム舗装と呼ばれています。同様に、「ターマック」という用語は、アスファルト舗装の道路や航空機の滑走路に口語的に適用されることもあります。^[22]

• 道路輸送の歴史

• Gillespie, WM (1850)。道路建設の原則と実践のマニュアル: 道路 (一般道路、砕石道路、舗装道路、板張り道路など) と鉄道の位置、建設、改善について記載 (第 3 版)。ニューヨーク: AS Barnes & Co。2010年6 月 23 日閲覧。

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• インターネットアーカイブで閲覧可能なマクアダムの出版物