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道路に沿った堤防勾配の故障のリスクを減らす

道路と高速道路は国のライフラインです。米国には、州間高速道路システムを含む400万マイル以上の公道があります。米国内の広大な輸送インフラストラクチャの寿命をサポートするために、損傷を防止し、道路や高速道路を維持することが重要です。 その取り組みに向けて、テキサスA＆Mの研究者は最近、数値モデリングや実験室テストなどのさまざまな方法を使用して、テキサス高速道路堤防の崩壊した勾配の法医学的調査に関するJournal Transportation Geotechnicsのレポートを発表しました。 「堤防の斜面の失敗は毎年非常に一般的です」と、ザックリー環境環境工学部の教授であるアナンド・パペラ博士は述べています。 「これらの障害を修復するには、特に高速道路が都市の真ん中にある場合、たとえば途方もない量の作業が含まれます。たとえば、私たちの研究では、堤防の斜面の失敗の理由と、そのような損害を修復する最良の方法を調査しました。」 連邦高速道路局によると、堤防は、土壌、岩、骨材などの圧縮された土の材料で作られた構造です。それらは、既存の周囲の地表のレベルを上回る道路を上げて、構造的なサポートを提供し、洪水を防ぎ、定義された経路を通って水を向けることにより道路からの排水を改善します。 しかし、大雨、雪解け、地震活動、建設上の欠陥のため、堤防でさえ時間の経過とともに失敗する可能性があります。これらの障害は、生命の損失と財産の損害につながる可能性があります。重い材料で作られた高速道路の堤防は、しばしば柔らかい地面に建てられており、これは時々堤防の定住と不安定性につながる可能性があります。 「たとえば、テキサスの堤防のほとんどは、地元の粘土質の土壌で建てられています」とPuppala氏は述べています。 「圧縮された粘土質土壌で作られた堤防の斜面は非常に問題があります。天候の自然な影響とともに10〜15年の継続的な使用の後、堤防は故障する傾向があります。」 彼らの研究のために、研究者はヒューストンの崩壊した高速道路堤防の斜面を選択しました。彼らは、現場のサイト調査を実施し、コアリングバレルを使用して土壌標本を収集し、試験と分析のために検体を実験室に輸送しました。ここで、チームは、土壌のせん断強度を決定するために、基本的な土壌の特性評価や実験室実験など、さまざまなテストを実施しました。 次に、彼らは、堤防勾配の安定性を分析できる数値モデルのパラメーターとして、土壌強度などのこれらのテストの結果を使用しました。さらに、彼らはモデルを使用して、堤防斜面の極端な降雨のシナリオを探索しました。 「このモデルは、たとえば24時間の降雨または極端な洪水イベントが上面に地下水面の開発につながる可能性があることを伝えていました。これにより、一般的に斜面の故障が生じます」 「テキサスの土壌は、濡れや乾燥サイクルに基づいて体積を増加させて減少させる非常にプラスチックである傾向があるため、水分の変化を受けやすくなります。」 彼らの発見に基づいて、研究者は、この研究で調査された堤防斜面の崩壊を妨げる可能性のある実用的な解決策があると指摘しました。彼らの推奨事項には、セメントなどの安定化剤を使用して、水分の影響を減らし、穴あきパイプの配置を迅速に排出することが含まれます。 この研究は、特定の堤防斜面の故障の根底にある理由に関する法医学的分析ですが、研究者は、異なる斜面や天気シナリオについて同様の包括的な分析を実施できると指摘しました。 したがって、この研究は、全国の道路や高速道路を維持することを任されている輸送労働者に役立つ可能性があります。 「この研究は良いチームワークの結果です」とPuppala氏は述べています。 「私たちは幸運にも、TXDOTヒューストン地区の職員から適切なサンプルを取得し、堤防の故障が発生した場所に私たちを向けてくれました。将来の故障を防ぐためにさまざまな交通機関が使用できるリハビリテーション戦略を提供することを願っています。」 この研究への貢献者には、マサチューセッツ大学のNripojyoti Biswasと、テキサス州運輸省のテキサス材料およびテスト部門のベナマルメバルキアが含まれます。 この研究は、テキサス運輸省のヒューストン地区によってサポートされていました。 テキサスA＆Mユニバーシティカレッジオブエンジニアリング #道路に沿った堤防勾配の故障のリスクを減らす