Tại sao các con đường ở Tây Bắc Thái Bình Dương lại oằn mình dưới cái nóng khắc nghiệt

Trong cuối tuần trước chết người đợt nắng nóng, một số tuyến đường ở Tây Bắc Thái Bình Dương oằn mình. Các công nhân đã mạo hiểm ra ngoài trong điều kiện phồng rộp để đưa bê tông và đường nhựa bị nứt trở lại với nhau. Cầu rút thép là tưới đẫm nước để đảm bảo rằng chúng sẽ không bị đóng lại dưới cái nóng ngột ngạt.

Các mái vòm nhiệt đã ngồi trên khu vực cung cấp một bài kiểm tra căng thẳng tàn bạo của tôiđường ts, một số trong số đó không thể chịu được nhiệt độ kỷ lục trong nhiều ngày. Đó là điều đã xảy ra trước đây, trong Washington, Wisconsin, Nam Dakotavà bất kỳ nơi nào khác trải qua những đợt nắng nóng khắc nghiệt.

“Bạn có thể thiết kế thứ gì đó hoạt động ở nhiệt độ quá nóng hoặc không. Đó không phải là vấn đề. ” Steve Muench, giáo sư kỹ thuật dân dụng tại Đại học Washington cho biết. Vấn đề là sức nóng hiện tại thách thức các kỳ vọng của kỹ thuật. Việc khắc phục vấn đề lớn hơn đó sẽ đòi hỏi kỹ thuật, lập kế hoạch và rất nhiều sức mạnh của công chúng.

Tại sao những con đường này không thể xử lý nhiệt?

Các loại đường khác nhau hoạt động rất khác nhau dưới sức nóng. Ở Mỹ, đường thường được làm bằng một trong hai vật liệu – nhựa đường hoặc bê tông.

Muench nói, đường bê tông thường được làm bằng xi măng poóc lăng. Để tạo ra một cái gì đó giống như đường cao tốc, nó được tạo thành những phiến đá lớn, có thể dài khoảng 15 feet và rộng 4 feet. Khi nhiệt độ dao động, những tấm bê tông lớn này nở ra và co lại. (Mức độ giãn nở hoặc co lại của chúng thường được xác định bởi loại đá dăm nào tạo nên xi măng.)

Tất cả những điều đó là bình thường. Thông thường, chỉ có đủ không gian giữa các tấm để sự giãn nở (trong thời tiết nóng) và co lại (trong thời tiết lạnh hơn) hoàn toàn không bị người lái xe bình thường chú ý. Nhưng khi trời nóng bất thường, một số tấm bê tông đó bắt đầu chạy ra khỏi chỗ trống, đặc biệt nếu các mảnh cát hoặc các mảnh vụn khác lọt vào các vết nứt giữa các tấm.

“Khi nó trở nên thực sự, thực sự nóng bất thường, giống như nó đã không nóng như vậy trước đây trong một thời gian khá dài, nó nở ra nhiều đến mức đâm vào phiến đá bên cạnh. Không còn chỗ để mở rộng, chúng chỉ cần đẩy vào nhau và sau đó chúng bật lên ”Muench nói.

Asphalt là một con thú hoàn toàn khác. “Nhựa đường là một loại vật liệu dẻo, phụ thuộc vào nhiệt độ. Vì vậy, càng nóng, nó càng giống như chất lỏng, ”Muench nói. Nếu trời đủ nóng, một số đường nhựa có thể trở nên mềm hoặc biến dạng như Play-Doh, tạo thành vết nứt khi ô tô và xe tải chạy qua chúng.

Cả đường nhựa và đường bê tông có thể được thiết kế để chịu nhiệt. Muench nói: “Chúng tôi đã biết cách điều chỉnh vật liệu để hoạt động ở những nơi nóng hơn. “Đó là lý do tại sao Phoenix không tan rã – nó không phải là Armageddon ở đó vì nó nóng hơn.”

Vấn đề là khi một số con đường này ở bang Washington đang được thiết kế, việc sử dụng những vật liệu hoặc kỹ thuật thiết kế đó sẽ là quá mức cần thiết – khu vực này thường không nóng như Phoenix, vì vậy không cần phải xây dựng với nhiệt độ quá cao. lí trí. Bây giờ, phép tính đó có thể đang thay đổi.

Chuẩn bị cho một tương lai không giống quá khứ

Khi các kỹ sư thiết kế đường, họ có thể xem xét các bản ghi thời tiết lịch sử cho một khu vực và tìm ra điều gì là bình thường. Nơi này nhận được bao nhiêu mưa? Cực nóng hay cực lạnh là gì? Khả năng con sông gần đó sẽ ngập trong 50 năm tới là bao nhiêu? Tất cả những thông tin đó có thể cho biết các kỹ sư chọn vật liệu và thiết kế nào. Nhưng nó có thể không còn đủ nữa.

“Với biến đổi khí hậu, bạn sẽ phải suy nghĩ rất kỹ về điều đó và đi: ‘Tôi thực sự có nên thiết kế thứ gì đó dựa trên thông tin trong quá khứ có thể không còn phù hợp nữa không? Hay tôi nên thiết kế nó dựa trên những gì chúng tôi dự tính cho tương lai? ‘”Muench nói.

Con đường tồn tại trong một thời gian dài, vì vậy việc xây dựng cho tương lai bắt đầu có ý nghĩa rất nhiều. Các kỹ sư có thể sử dụng các mô hình khí hậu để dự đoán mọi thứ có thể thay đổi như thế nào theo thời gian và xây dựng cho một tương lai nóng hơn, ẩm ướt hơn hoặc khô hơn bất cứ điều gì được thấy trong hồ sơ thời tiết trong quá khứ.

Ngay cả những con đường được phát triển dựa trên những mô hình đó cũng sẽ không hoàn hảo. “Bạn không thể thiết kế cho mọi thứ. Một số thứ chỉ phá vỡ cơ sở hạ tầng của bạn, ”Muench nói. Khi một cơn bão lớn hoặc một trận động đất hoặc bất kỳ thảm họa nào khác ập đến, một số thứ sẽ bị vỡ, bất kể chúng được thiết kế tốt đến mức nào. Tại thời điểm đó, Muench nói, câu hỏi đặt ra là làm thế nào để bạn phục hồi nhanh chóng sau đó. Điều đó đòi hỏi các nguồn lực và kế hoạch khác nhau, chẳng hạn như đảm bảo nguyên vật liệu có sẵn và đội ngũ nhân lực được đào tạo để đáp ứng ngay lập tức. Những kế hoạch dự phòng đó rất quan trọng trong các thảm họa lớn để khi điều tồi tệ nhất xảy ra, một cộng đồng sẵn sàng đối mặt với nó.

Cả hai đều có thể xây dựng cho tương lai và chuẩn bị cho các trường hợp khẩn cấp trong tương lai. Chúng tôi có thông tin và công nghệ để biến điều đó thành hiện thực. Câu hỏi lớn hơn, Muench nói, là liệu mọi người có sẵn sàng bỏ tiền và nguồn lực vào cơ sở hạ tầng có thể chống chọi với những cơn bão sắp tới hay không, theo cả nghĩa đen và nghĩa bóng. “Tôi hy vọng rằng chúng ta sẽ đi qua cây cầu đó – không có ý định chơi chữ – để đến nơi chúng ta có thể sẵn sàng bỏ ra một chút công sức, thời gian và tiền bạc cho những thứ này,” Muench nói.

Hiện tại, nhiều bộ phận vận tải trên khắp đất nước đã phải đối phó với việc ngân sách bị thu hẹp khi họ cố gắng duy trì cơ sở hạ tầng cũ kỹ được xây dựng cho một môi trường khác nhau. Việc lập kế hoạch trong tương lai là quan trọng nhưng thường lùi bước trước những mối quan tâm trước mắt hơn, như xu hướng đi đến những con đường có nhiệt độ cao khi chúng thắt lại. Các phi hành đoàn đi ra ngoài, sửa chữa các tấm bê tông hoặc nhựa đường, và đưa xe cộ lưu thông trở lại. Nó không phải là một bản sửa lỗi vĩnh viễn.

Muench nói: “Đó chỉ là việc chờ đợi một thứ gì đó bị hỏng và sau đó sửa chữa nó khi nó bị hỏng. “Giải pháp lớn hơn là cố gắng đi trước đường cong và suy nghĩ về những gì sắp xảy ra trong tương lai.”