Dok su na putu, vozači verovatno više razmišljaju o svom odredištu nego o trotoaru preko kojeg se voze. Ali izgradnja puteva zahteva mnoštvo inženjerskih poduhvata, od razvoja pravih materijala za kolovoz do upotrebe teške opreme za njihovo postavljanje. Što su bolje izgrađeni, putevi duže traju i vozači moraju da trpe manje kašnjenja u izgradnji.
Inženjeri koji istražuju materijale koji se koriste u putevima rade na razvoju materijala koji mogu učiniti puteve jačim i dužim trajanjem. Oni istražuju različite metode i materijale kako bi poboljšali konstrukciju puteva i osigurali njihovu dugotrajnost.
Jednostavan odgovor na pitanje od čega su putevi zaista napravljeni je da su napravljeni od tipičnih građevinskih materijala kao što su agregati — zemlja i stene — kao i asfaltno vezivo i portland cement, koji deluju kao lepak i sve to spajaju.
Asfaltno vezivo se rafiniše od sirove nafte. Iz sirove nafte rafinerije prvo vade benzin, kerozin i naftu, a ono što ostane na dnu postaje asfalt. Portland cement se proizvodi od nekoliko različitih sastojaka, uključujući krečnjak, pesak, glinu, silicijum dioksid i glinicu.
Inženjeri sabijaju mešavinu asfaltnog veziva i agregata zajedno na povišenoj temperaturi, oko 150°C, čime se agregati spajaju u finalni proizvod, nazvan asfaltni beton.
Ako za lepljenje agregata koriste portland cement, a ne asfaltno vezivo, inženjeri leče mešavinu cementa i agregata vodom kroz proces koji se zove hidratacija.
Hidratacija povezuje cement sa agregatima kako bi proizvod, nazvan Portland cementni beton, postao jači. Sa ovim procesom, nije uključeno spoljašnje grejanje.
Asfalt betonska kolovozna konstrukcija obično ima tri glavna sloja: osnovni sloj, srednji sloj i površinski sloj.
Inženjeri postojeću podlogu na kojoj ide trotoar nazivaju podlogom. Povrh podloge ide novi sloj nevezane zemlje i kamena, gde agregati nisu zalepljeni. Ovo se zove podbaza ili nevezana agregatna baza.
Osnovni sloj može biti ili kamenje upakovano zajedno bez vezivnog sredstva ili kombinacija kamena i asfaltnog veziva.
Kada graditelji puteva naprave podlogu, vreme je za izgradnju slojeva asfalt-betona: osnovnog sloja, međusloja i površinskog sloja. Svi ovi slojevi sadrže agregate — komade stene i peska — koji su na neki način zalepljeni zajedno sa asfaltnim vezivom.
Inženjeri određuju koliko slojeva da se izgrade i koliko debljine da se svaki sloj napravi tako što utvrđuju koliko će saobraćaja voziti preko puta. Što je veći promet, to treba da bude deblji trotoar. Na primer, na međudržavnim autoputevima, kombinovana dubina slojeva može biti 20 inča (51 centimetar) ili više.
Graditelji puta postavljaju materijal na put pomoću mašine za asfaltiranje koja se zove finišer. Operater pokreće finišer, koji uzima materijal iz kamiona i postavlja ga na put. Nakon toga, čvrsti valjci ga sabijaju, čine ga čvrstim i pripremaju ga za vozila.
Za jak i izdržljiv put, inženjeri prvo biraju najbolju podlogu ili mesto na čijem vrhu će izgraditi trotoar. Ako je podloga preslaba, put može popucati i propasti – čak i ako se za trotoar koriste najbolji materijali.
Prvo, graditelji puteva koriste valjke da spakuju podlogu. Kada zbijeju podlogu, postavljaju kamene agregate direktno na podlogu i sabijaju ih. Ova agregatna osnova na podlozi obezbeđuje čvrstu osnovu za slojeve asfalta.
Ako graditelji puteva ne koriste odgovarajuće materijale, ili ih ne sastavljaju kako treba, ili ne projektuju kolovoznu konstrukciju za očekivani saobraćaj, put može popucati, izlupati i propasti.
Pukotine se javljaju ili na ekstremno niskim temperaturama ili od teških kamiona i autobusa koji se stalno voze preko puta. Kolozanje, koje se odnosi na uočljive otiske na površini puta, javlja se uglavnom tokom letnjih vrućina ispod teških kamiona ili na raskrsnicama puteva.
Rupe su veliki problem na putu koji ste verovatno već videli. Često se pojavljuju u proleće nakon što se voda zarobljena u trotoaru zamrzne tokom zime, a zatim se topi u proleće. Ovaj proces topljenja slabi put, čineći ga lomljivijim. Zatim, kada vozila pređu preko njega, mogu napraviti rupe.
Pre nego što se put izgradi, materijali se podvrgavaju testiranju u laboratoriji kako bi bili sigurni da mogu izdržati opterećenja od saobraćaja i okoline.
Inženjeri u laboratoriji izlažu materijale za kolovoz i smrzavanju i veoma visokim temperaturama kako bi bili sigurni da mogu da izdrže sve vremenske prilike. Oni takođe izlažu materijale za kolovoz vodi kako bi bili sigurni da se materijali neće raspasti ako padne kiša ili poplava.
U Penn State laboratoriji za kolovoz, njihov tim testira asfaltne mešavine u koje su dodali supstance koje se zovu modifikatori. To uključuje posebne polimere i vlakna koja bi mogla da učine put jačim.
Sledeći put kada budete na putu, zapamtite da je potrebna dobra količina inženjeringa i ogromnog timskog rada da biste stvorili glatku površinu trotoara po kojoj vozite.
