マカダム舗装の理解：歴史的道路建設技法とアスファルトへの進化

マカダム（Macadam）は、19世紀に発明された道路舗装の一種です。発明者ジョン・ラウドン・マカダムは、この技法を未舗装道路の代替として開発しました。このタイプの道路は現代ではほとんど使用されませんが、その影響はいくつかの現代道路建設形式に見られます。

発明者と開発史

ジョン・マカダムは1756年にスコットランドで生まれ、イングランドのブリストル周辺で道路建設に従事しました。数十年の仕事の後、積層岩石を用いた改良道路システムの必要性について2つの論文を発表しました。1816年、ブリストルターンパイクの測量士として、マカダムは道路建設プロセス「マカダマイズ」を試験しました。

元の3層構造

元のシステムは石材の3層構造でした。下部2層は手割り岩石を、路床と呼ばれる形成レベルの上に8インチ（20.3cm）の深さで敷設しました。最上層はより小さな岩石で、厚さ2インチ（5cm）以下に作られました。道路全体を巨大なローラーで圧縮・破砕しました。さらに、マカダム舗装道路はやや凸形状で、水が両側の排水溝に流れるよう、路上に溜まらないようにしました。

世界への普及とアメリカでの展開

この舗装プロセスは世界中で普及し、特に急速に拡大していたアメリカ北東部で人気でした。アメリカ初のマカダム舗装道路は、メリーランド州のバーンズボロとヘイガーズタウンを結ぶ未舗装道路10マイル（16km）区間の改修でした。バーンズボロターンパイクは1823年、マカダムの具体的指示で完成しました。1830年には73マイル（117.5km）のナショナルロードが完成し、アメリカでマカダム区間を含む数少ない道路の一つとして現存しています。

自動車時代への対応：タールマカダム（ターマック）の発明

これらの道路は当初、馬車と馬力移動用に作られました。自動車の登場により、車両がもたらす新たな課題に対応するためプロセスは様々な変更を経ました。自動車の車輪が巻き上げる粉塵が旅行者の深刻な問題となり、タール結合マカダム（ターマック）の発明につながりました。新プロセスでは路床にタール層を敷き、ローラー圧縮時に砂とタールで岩石層を結合しました。多くの初期空港がターミナル周辺にターマック舗装を使用し、現代での飛行機着陸エリアを指す用法の由来となりました。

コンクリート・アスファルトへの移行とマカダムの消退

道路建設の進歩により、工業化諸国ではマカダムが徐々に淘汰されました。コンクリートやアスファルトなどの代替案が、技術と合成材料の利用可能性により普及しました。アメリカでは1956年の連邦高速道路法により、国内主要道路の大部分が近代化され、マカダム構造はほぼ排除されました。一部の発展途上国では依然としてこのプロセスが使用され、アメリカの一部の町ではわずかなマカダム区間が史跡として保護されています。

アスファルト vs マカダム：違いと関係

道路工事現場ではマカダムという古い用語を道路建設工法の呼称として使うことがあります。しかし、一部の人々がマカダムとアスファルトを交換可能に使う一方で、両技法は異なります。

マカダム

マカダム道路は複数層の岩石で作られ、底部に大きな石、表面に小さな岩石を配置しました。自動車の発明により、隙間を埋めピースを固定し、車両走行を容易にするため、路面にタール層を追加するようになりました。

アスファルト

一方、アスファルトは多くのアメリカ人が現代道路の材料を指す用語です。作業員は小石、砂、加熱された石油副産物であるビチューメン（アスファルト）の混合物から舗装を作ります。この混合物を砂や砂利の平滑な表面に敷き、蒸気ローラーで圧縮します。粘着性のある混合物が冷えると、滑らかな道路が出来上がります。

マカダムとアスファルトは同じ？

この2つの道路建設方法はわずかに異なりますが、アスファルトはマカダムの現代版です。両方とも岩石と結合材の組み合わせで、車両用の舗装路を作ります。どちらの方法を用いても、両者は開発当時、輸送と商業に大きな影響を与えました。

道路工事でアスファルトがマカダムに取って代わったのはいつ？

アスファルトで舗装された最初の道路は1870年、ニュージャージー州ニューアーク、続いてワシントンD.C.のペンシルベニアアベニューでした。翌年、エドワード・デ・スメットが技術特許を取得。1901年にはマサチューセッツ州に最初のアスファルトプラントが開設。数年以内に、製品需要によりほぼすべてのビチューメンが天然由来ではなく石油副産物から調達されるようになりました。

アスファルト業界は、1956年の州間高速道路法成立で大きな進歩を遂げました。アメリカは道路技術改善に500億ドル以上を投資。大型機材で一度に2車線舗装が可能になり、新機械でアスファルトの圧縮・整平が高速化しました。

なぜ異なるのにアスファルトをマカダムと呼ぶのか？

時々、アスファルトをマカダムと呼ぶことがあります。これは道路舗装の元の名称に遡りますが、現代道路材料について議論する際、二つの用語を交換可能に使う人々がいます。別の一般的な愛称はブラックトップやペイビメント（舗装）です。建設作業員は、マカダムと呼ばれようがアスファルトと呼ばれようが、同じ材料で現代のほとんどの道路を作っています。

アスファルトを使用するメリット

アスファルトは世界中で舗装の定番材料であり、その組成は数十年間ほぼ変わっていません。この信頼性の高い製品には多くの利点があります。

• アスファルトはマカダムやコンクリートと比較して安価な道路材料です。
• 道路工事でアスファルトをリサイクルできます。
• 他の製品と比較して材料加熱に必要なエネルギーが少ないです。
• アスファルト専門の会社を容易に見つけられます。
• 空港滑走路、駐車場、車道、レーストラックなど多様な用途で信頼性があります。
• 道路全体をやり直さず、穴やひび割れを迅速に補修できます。

アスファルトのデメリット

この製品には多くの重要な用途があり、道路材料のトップチョイスであり続けていますが、いくつかの弱点もあります。

• 定期的なメンテナンスが必要 – ブラックトップ表面の清掃は年2回以上必要です。多くの都市では街路清掃車とメンテナンス担当者が道路を維持します。しかし、私有地エリアでは十分な清掃が行われない場合があり、材料の劣化を早める可能性があります。
• 損傷を受けやすい – アスファルト舗装には適切な材料配合と温度が必要です。作業員が正しく舗装しないと劣化します。道路端が崩れ、中央が割れてポットホールが発生することがあります。

アスファルトのリサイクル方法

1970年代のエネルギー危機時に、エンジニアは石油製品を節約したくてアスファルトリサイクル法を開発しました。道路工事で路面の上層を大きな塊に砕いて除去します。建設作業員がこれらの破片をリサイクル施設に運び、より小さな破片に粉砕してアスファルトと混合します。作業員はこの材料を再び道路に使用できます。

路面の塊を除去しない別のリサイクルプロセスもあります。代わりに、作業員が最上層を粉砕し、路床の下層に混ぜ込みます。これにより、新しい表層舗装のための新しい路床が確立されます。このプロセスはコストと天然資源の両方を節約します。