도로를 파괴하는 지구 온난화를 막기 위해 싸우는 엔지니어들
2010-11년 호주의 홍수는 황폐화와 피해를 퀸즐랜드 전역으로 퍼뜨렸고 33명이 목숨을 잃고 주 전역에서 수십억 달러의 손실을 입었습니다. 홍수는 또한 긴급 및 배달 차량에 필요한 도로를 포함하여 19,000km의 도로를 손상시켰습니다.
이는 퀸즐랜드에서 가장 취약한 도로를 날씨에 견디는 것의 중요성에 대한 분명한 교훈이었습니다. 미래의 홍수로 인해 더 적은 수의 사람들이 끊길 수 있도록 하는 것이었습니다.
그 이후로 퀸즐랜드는 발포 역청 안정화 라는 공정을 사용해 왔습니다 . 이것은 도로 표면에 일반적으로 사용되는 끈적끈적한 어두운 물질인 뜨거운 역청에 소량의 공기와 냉수를 주입합니다.
그러면 역청이 팽창하여 방수층을 형성합니다. 그 결과 홍수를 더 잘 견딜 수 있는 더 강하면서도 유연한 노면 또는 포장이 만들어집니다.
세계 도로 협회(PIARC)의 기후 변화 및 도로 네트워크 복원 위원회 의장인 Caroline Evans는 "이것은 2017년 열대성 사이클론 Debbie 동안 퀸즐랜드 도로에서 실제로 시도되고 테스트되었습니다."라고 말했습니다.
"물이 줄어들었을 때 포장 도로는 여전히 손상되지 않았으므로 나중에 완전히 복구할 필요가 없었습니다."
거품 역청 안정화는 퀸즐랜드가 도로를 홍수에 더 잘 견디도록 하려는 움직임의 일환으로 다른 도로에도 적용되었으며 기존 아스팔트보다 비용 효율적임이 입증되었습니다.
퀸즐랜드는 33,300km 이상의 도로가 있는 호주 주 또는 테리토리 중 가장 긴 국가 통제 도로망을 보유하고 있기 때문에 상당한 도전에 직면해 있습니다. 운송 부서에 따르면 지금까지 1,000km에 달하는 발포 역청 노면을 건설했으며 "발포 역청 기술을 계속 개발 중"이라고 합니다.
이것은 당국이 전 세계의 거리에서 테스트하고 있는 많은 기술 중 하나입니다. 네팔의 산사태로 막힌 도로, 미국의 유실된 해안 고속도로, 케냐의 무너진 다리, 캐나다의 녹는 얼음 도로까지 - 점점 더 변덕스러운 글로벌 기후가 필수 운송 네트워크를 혼란에 빠뜨리려고 위협하고 있습니다.
그러나 이것은 또한 많은 혁신을 불러일으키기도 합니다.
도로의 가장 큰 문제 중 하나는 고온에 대한 취약성입니다. 극심한 열은 포장을 부드럽게 하여 더 많은 균열, 좌굴 및 흠집 또는 표면 함몰을 유발할 수 있습니다.
정확한 효과는 지역 조건에 달려 있다고 남아프리카 과학 및 산업 연구 위원회(CSIR)의 연구 엔지니어인 Refiloe Mokoena는 말합니다.
"도로 고장을 결정하는 변수는 너무 많고 실제로 도로는 여러 가지 방식으로 고장날 수 있습니다."
한 가지 솔루션은 열 차폐입니다. 이것들은 거리의 색을 밝게 하고 태양 복사를 반사하는 특수 코팅과 작은 속이 빈 세라믹 입자입니다.
"이러한 열 차단 포장 도로 중 일부는 표면 온도를 최대 10°C까지 낮출 수 있습니다."라고 Evans는 말합니다.
이것은 또한 공기 흐름이 건물에 의해 차단될 수 있고 종종 녹지가 부족하기 때문에 도시가 주변 지역보다 훨씬 더 따뜻한 "열섬" 효과를 줄이는 데 도움이 될 수 있다고 그녀는 덧붙입니다.
2020년 올림픽을 앞두고 도쿄 는 Cool Pavement Society의 회원인 건설 회사인 Nippon Corporation이 개발한 태양열 차단 페인트 코팅을 시험해 보았습니다. 2020년 말까지 태양열 차단 페인트가 거의 300만 평방미터의 도로 표면에 도포되었다고 합니다.
이러한 코팅은 도로 표면을 보호할 수 있지만 보행자의 삶을 더 불편하게 만들 수 있습니다. 미국에서 수행된 연구에 따르면 반사 도로 코팅은 도로를 향해 상당한 양의 열을 방출합니다.
아무것도 하지 않는 대가는 가파르게 될 것입니다. 콜로라도 대학의 연구에 따르면 기온 상승과 강우량 증가에 대처하기 위한 조치를 취하지 않으면 아프리카 전역의 도로 수리 및 유지 비용 이 2100년까지 1,830억 달러에 달할 수 있습니다.
Evans는 도로를 위한 대체 기술에 대한 국제적 관심이 널리 퍼져 있지만 국가 간의 차이는 기술에 투자할 수 있는 자금 수준에 있다고 믿습니다.
비용을 억제하는 한 가지 방법은 전체 도로 네트워크를 즉시 업그레이드하는 것보다 "취약한 도로의 대상 섹션을 보는 것"이라고 그녀는 말합니다. 여기에는 사후 수리보다 저렴한 특정 영역의 예방 유지 관리 증가가 포함될 수 있습니다.
값비싼 첨단 재료와 공정이 항상 보장되는 것은 아닙니다. 교통량이 적은 도로는 토양과 같은 저공해 자재로 건설할 수 있으며 심하게 오염시키는 기계가 아닌 작업자가 놓을 수 있다고 Mokoena는 말합니다.
소량 도로는 또한 "건설을 위해 재활용 및 폐기물을 사용할 수 있는 기회를 제공합니다. 그렇지 않으면 매립될 예정입니다. 이는 일반적으로 낮은 배출량과 관련이 있습니다."
대체 재료는 도로 건설에 일반적으로 사용되는 모래 부족을 고려할 때 특히 중요합니다.
남아프리카 CSIR의 선임 연구 과학자인 George Mturi는 "폐기물과 재활용 재료를 사용하면 더 높은 온도와 관련된 고통에 저항하기 위해 역청을 수정하기 위해 현지에서 구할 수 있는 더 저렴한 대체 재료를 제시할 수 있을 것"이라고 말했습니다.
재활용 타이어는 남아프리카 가우텡(Gauteng)의 도로 구간에서 테스트 를 거쳤습니다. 이 도로에서는 재료에 열로 인한 균열이 없었습니다. 시험에 참여한 Mr Mturi에 따르면 "우리는 도로 건설에서 폐기물과 재활용 자재를 사용하는 다양한 방법을 보여주기 위해 추가 건설과 테스트를 계속하고 있습니다."
다른 재료에는 재활용 플라스틱과 유리가 포함될 수 있습니다. 그러한 물질이 고온과 교통 체증을 견딜 수 있을지는 분명하지 않을 수 있지만 "재료가 들어오는 형태에 따라 사용할 수 있는 것"이라고 Refiloe Mokoena는 말합니다.
결국 둘 다 오일 부산물인 역청과 플라스틱에 대한 대안을 찾기 위해 추가 연구가 필요할 수 있습니다.
또한 Ms Mokoena는 이용할 수 있는 "낮은 과일"이 있다고 말합니다.
여기에는 빗물 기반 시설을 정기적으로 유지하여 배수를 개선하고 포장 도로에 그늘을 만들기 위해 도로 옆에 나무를 심는 것이 포함됩니다.
도로 복원력을 개선하기 위한 많은 잠재적 혁신이 아직 테스트 및 설계 단계에 있지만 Mokoena는 다른 많은 기술이 존재하고 시험을 거쳤다고 지적합니다. 지금 필요한 것은 산업계와 정부가 이를 더 널리 퍼뜨리도록 하는 것입니다.