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田舎のマカダム道路
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Macadam - Wikipedia
マカダム (macadam) は道路建設の形式で、 スコットランドの技術者であるジョン・ラウドン・マカダム (John Loudon McAdam) が 1820 年頃に 開拓したもので、 小さな角張った石による、単一サイズの割石層が、浅く持ち上げられて置かれ、 完全に固められたものである。 石粉 (stone dust、元々の素材を砕いた石) の結合層があってもよい； ローラーで慣らして、石粉と石をまとめる結合剤 (binder) で覆ってもよい。 この方法は当時、最先端と思われたものを単純化した。
ピエール-マリー-ジェローム・トレサゲ (Pierre-Marie-Jérôme Trésaguet) は時には ローマ以後の科学を道路建設に持ち込んだ最初の人であると考えられている。 彼は技術者の家庭で育ったフランス人で、 1757 年から 1764 年に至るまで、パリの道路を舗装する仕事をした。 彼は リモージュ (Limoges) の道路建設の主任技術者として、 道路建設のより良く、安価な方法を開発する機会があった。 1775 年にトレサゲ (Tresaguet) は技監 (engineer general) となり、 フランスで道路改良のための彼の方法を提示し、 これはすぐにフランスで標準的な方法 (practice) になった。
トレサゲ (Trésaguet) が勧めた道路は、 3 層の石から構成して、これを被せた路床の上に置き、 排水のための側溝を付けたものである。 最初の 2 層は、手で割った角張った骨材で、 最大の大きさは 3 インチ (7.6 cm) で、およそ 8 インチ (20 cm) の 深さにする。 3 番目の層は、およそ 2 インチ (5 cm) の厚さで、最大の骨材の大きさは 1 インチ (2.5 cm) である。 この一番上層の表面はより滑らかな形を可能にして、道路構造における大きな石を 鉄の車輪と馬のひづめから守った。 路面 (running surface) を田園地方で水平にするために、 この道路を掘 (trench) に入れ、これにより排水の問題が生じた。 これらの問題は変更によって対処し、 これに含まれることは、深い側溝を掘ること、 表面をできる限り硬くすること、 そして道路を両側の間で、高さを変えて建設し、 この高さの違いは、 道路の上ぞり (camber) とか横断スロープ (cross slope) のように、 同じ意味で言及された。
トーマス・テルフォードはスコットランドのダンフリースシャー (Dumfriesshire) で 生れ、測量技師且つ技術者で、トレサゲ (Trésaguet) の道路建設の理論を 適用した。 1801 年にテルフォードは 「ハイランド道路と橋の委員会」 (Commission of Highland Roads and Bridges) のために働いた。 彼は 1815 年と 1830 年の間に ホーリーヘッド道路委員会 (Holyhead Road Commission) のディレクターになった。 テルフォードはトレサゲ (Trésaguet) の理論を拡張したが、質の高い石を 強調した。彼が認めたことは、フランス人の道路問題には、立方体の石の ブロックを使用して避けることができることであった。
テルフォードはほゞ 12 インチ x 10 インチ x 6 インチ (30 cm x 25 cm x 15 cm) の部分的に形作った舗装用の石 (敷石) を使用して、 わずかに平坦な面を底面にした。 彼は他の面をトレサゲ (Tresaguet) の方法よりはもっと垂直にした。 最大の辺が交通方向の横向きに配置し、 普通のレンガ細工の方法で、継ぎ目を砕き、 敷石の最小面が上の面と下の面になるようにした。
砕いた石を先細の垂直面の間に割り込ませ (wedge)、この層に横からの良好な コントロールを提供した。 テルフォードは自然な旋工基面 (formation level) を保持して、 石工を使用してブロックの上の面にそりを入れた。 彼は基礎の岩の上に 6 cm (2.4 インチ) より大きくない石から構成される 6 インチ (15 cm) の層を作った。 道路面を完成するために、砂利と砕石の混合物で石を覆った。この構造は 「テルフォード・ピッチング」 (Telford pitching) と呼ばれた。テルフォードの道路は、水が集まって舗装の強さを腐食することを防止する耐久構造 (resistent structure) に 依存した。 テルフォードは可能であれば、いつでも舗装構造を地表レベルから持ち上げた。
構造を持ち上げることができない場所では、テルフォードは道路脇を囲む領域を排水した。 それ以前の英国の道路建設者は排水問題を無視し、テルフォードの排水原理の再発見は道路建設への 重要な貢献であった。 とりわけ同じ頃に、ジョン・メトカーフ (John Metcalf) は、 排水が実際、道路建設の重要な因子であることを強く唱導し、 沼地を通り抜ける場合にも、 乾燥道路を建設して仲間を驚かせた。 彼は低木 (brushwood) とギリョウモドキ (heather) の層を組み込むことによって、 これを達成した。
ジョン・ラウドン・マカダム (John Loudon McAdam) は 1756 年にスコットランドの エア (Ayr、/ɛər/) に生まれた。 1787 年に スコットランド低地帯 (Scottish Lowlands) のエアシャー有料道路 (Ayrshire Turnpike) の受託者 (trustee) になり、 続く 7 年間に趣味にとりつかれた。 彼は 1802 年にイングランドの ブリストル (Bristol) に移住し、 1806 年に 舗装委員 (Commissioner for Paving) になった。 1816 年 1 月 15 日に、有料道路トラスト (turnpike trust) の道路の測量長 (surveyor-general) に選ばれ、 今や 149 マイルの道路の責任を負った。 彼は次に道路建設の彼の考えを実践に移し、 道路の最初のマカダム化区間 ('macadamised' stretch) を建設した。 これはブリストル (Bristol) のアシュトン・ゲート (Ashton Gate) のマーシュ・ロード (Marsh Road) である。 彼は自分の考えを二冊の本で活発に広めることも始めた。 この本とは： 「道路建設の現在のシステムに関しての注意 (あるいは見解)」 (Remarks (or Observations) on the Present System of Roadmaking), (これは 1816 年と 1827 年の間に 9 版印刷された) そして 「公道の科学的修理と保存に関しての実際的小論」 (A Practical Essay on the Scientific Repair and Preservation of Public Roads)、1819 年出版、 であった。
マカダム (McAdam) の方法は、道路保護でより単純であったが、もっと効果的であった： 彼は、岩の上に岩を置く巨大な基礎は不必要であることを発見し、 断言したことは、 その場の土壌のみが道路とその上の交通を支えることであり、 これは水と摩耗から土壌を下から保護する外皮 (crust) によって道路が覆われている限りの事であった。
当時のテルフォードなどの道路建設者と違い、マカダムは道路を出来る限り水平に置いた。 彼の幅 30 フィート (9.1 m) の道路は、中央が両端から 3 インチ (7.6 cm) の上昇していることのみが 必要であった。 上ぞり (cambering) と道路が地下水面から上昇していることにより、 雨水が両側の溝に流れ落ちることが可能になった。
マカダムの道路建設理論では、石の大きさが中心的であった。 下層の 20 cm (7.9 インチ) の厚さは 7.5 cm (3.0 インチ) より大きくない石に制限された。 上層の 5 cm (2.0 インチ) の石の層は大きさが 2 cm (0.79 インチ) に制限され、 物差しを持つ監督者により石がチェックされた。 労働者は石が口の中に入ることを見ることで、自分でチェックできた。 2 cm の石の大きさの重要性は、道路を移動する 4 インチ幅の車輪よりもずっと小さい必要があったことに よっている。
マカダムが信じたことは、有用性と素早さの理由から、石を砕く 「適切な方法」 は腰を下ろして小さなハンマーにより 石を砕くことで達成される事であった。 これで、どの 1 つも重さが 6 オンスよりも大きくならなかった。 彼は次のようにも書いている： 道路の品質が依存していることは、どのように注意して石をある程度のスペースに広げるかであり、 一度にショベル一杯を広げる。
マカダムが指示したことは、 水分を含んで霜により道路に影響するものは、何も道路に組み込んではならないことであった。 道路を結合するために、清浄な石の上に何を置いてもいけなかった。 道路交通の作用により、砕かれた石が自身の角度で結合して、 水平で硬い表面に統合し、これが天候と交通に耐えるのであった。
道路建設の経験から、マカダム (McAdam) が学んだことは、 砕かれて角張った石の層が個体の塊として行動し、 これ以前に道路建設に使用された大きな石の層が必要ではないことであった。 表面の石を車輪の幅よりも小さくすれば、交通にとり良好な走行面ができた。 表面の小さな石は、適当に乾燥させれば、道路への圧力を低くした。
米国で建設された最初のマカダム道路はヘイガーズタウン (Hagerstown) とメリーランド州ブーンズボロ (Boonsboro) の間に 建設され、当時はブーンズバロウ有料道路 (Boonsborough Turnpike Road) と呼ばれた。 これはチェサピーク湾のボルチモアからオハイオ川沿いの ホイーリング (Wheeling) に至る改良されていない道路の最後の区間であった。 ヘイガーズタウン (Hagerstown) からブーンズボロ (Boonsboro) に移動する駅馬車 (stagecoach) は、 冬にこの 10 マイル (16 km) の区間を移動するのに 5 時間から 7 時間かかった。 この道路は 1823 年に完成し、マカダム技術を使用したが、 道路を固めるのに道路交通ではなく、鋳鉄製のローラー依存した点が違っている マカダム原理を使用して建設された米国で二番目の道路は カンバーランド・ロード (Cumberland Road) である。 これは長さ 73 マイル (117 km) で、5 年間の工事の後の 1831 年に完成した。
マカダムの名声は彼の効率的・経済的な建設の理由によっており、 これは彼の世代に使用された方法の大改良であった。 彼が強調したことは、道路をどのような交通用にも建設できることで、 増大する道路交通に向けて、旅行者が感じる憤りを緩和しようとした。 彼の遺産は効率的な道路の保守と管理の唱道にある。 彼が唱道したことは、 訓練された専門的当局者がいる中央管理局であり、 彼らは腐敗することがないような給料を支払われることである。 これらの専門家はすべての時間をこれらの義務に使い、 行動に責任を取るのである。
マカダム (McAdam) の道路建設の技術は 他の技術者によって道路に適用された。 このような技術者の 1 人にリチャード・エッジワース (Richard Edgeworth) がいた。 彼は石の表面の間のギャップを石粉 (stone dust) と水の混合物で満たし、 道路を使用する増大した交通のために、滑らかな曲面を提供した。 この基礎的な建設方法は時々水結合マカダム (water-bound macadame) と呼ばれる。 この方法は大量の肉体労働 (manual labour) を必要とするが、 これは強固で自由に排水する舗装になる。 この方法で建設された道路は 「マカダム化された」 (macadamaized) と呼ばれた。
自動車 (motor vehicle) の到来で、 粉塵 (dust) がマカダム道路で深刻な問題になった。 速く動く車両の下で作られる空気圧の低い領域が 路面から粉塵を吸い込み、 道路の素材を次第に解きほぐした。 この問題はタール (tar) を表面に吹き付ける (spray) することで取り組み、 タール結合マカダム (tar-bound macadam) を作った。 1902 年 3 月 13 日にモナコで、スイス人医者のアーネスト・グリエルミネッティ (Ernest Guglielminetti) が 粉塵を固定 (bind) するために、ガス工場のタールを使用するアイデアを思い浮かんだ。 後にコール・タール (coal tar) と製鉄所のスラッグ (slag) の 混合物がエドガー・パーネル・フーリー (Edgar Purnell Hooley) により、 タールマック (tarmac) として特許が取られ、導入された。
もっと耐久性のある路面 (現代の混合アスファルト舗装 (modern mixed asphalt pavement)) は米国では時々、ブラックトップ (blacktop) と呼ばれ、 1920 年代に導入された。 この舗装方法は設置する前に、結合資材としてアスファルトに骨材を混ぜた。 マカダム路面方法 (macadam surface method) は、石と砂の骨材を道路に置き、 これに結合資材を吹き付けた。 マカダム道路は今では最も発展した国では再舗装しているが、幾つかは道路区間で保存され、 例えば米国の ナショナル・ロード (National Road) がある。
道路面としてのマカダムの歴史的使用から、米国のある場所 (例えばペンシルバニア州) の道路は、 よしんばアスファルトやコンクリートでできていても、しばしばマカダムと呼ばれる。 同様にタールマック (tarmac) の用語は、アスファルトの道路や航空機の滑走路に時々口語的に適用される。