콘크리트

1950년대 미국에서 대규모로 시행된 주간(interstate)도로 건설 프로젝트의 성공여부는 도로와 교량 건설 재료인 콘크리트의 강도와 수명에 주로 달려있었다. 1824년에 포틀랜드 시멘트라는 이름으로 처음 생산되고 1877년에 프랑스인 Joseph Monier 에 의해 강화 콘크리트로 특허등록된 이 시멘트는 시멘트 반죽이 입자들과 다른 강화물 사이 빈 공간을 채우는 복잡한 화학반응으로 인해 천천히 굳는 단점이 있다. 그래서 시멘트의 수명과 강도는 시멘트 제조 공정을 얼마나 신중하게 조절하느냐에 달려있다. 초기 콘크리트 혼합물에 다른 화합물을 가함으로써 수축을 감소하고 부식 저항성(corrosion resistance)을 높일 수 있다.

아스팔트(asphalt)

아스팔트는 경비와 내구성의 잇점이 있으므로 인기있는 도로 건설재료이다. 1595년에 발견된 천연 아스팔트는 콜타르와 섞지 않은채 1902년까지 도로건설에 사용되었다. 정유 공정에서 얻어지는 고형 또는 반고형 찌꺼기인 bitumen 은 도로건설에 천연 아스팔트를 대체하였다. 최근에 합성 고분자들이 아스팔트의 성능과 내구성을 개선하기 위해 첨가되어 사용되고 있다. Superpave (Superior Performing Asphalt Pavement 의 약자로서 우수한 성능의 아스팔트 도로포장재료를 의미)는 통행량이 많고 불리한 날씨 조건을 견디는 우수한 아스팔트를 제조하는데 사용되는 기술이다.

강철과 합금

강철은 무게가 가볍고 강도, 내구성이 뛰어나며 보수와 건설이 간편하고 건설 단가가 낮고 지진과 같은 자연재해에 강하기 때문에 교량 건설을 위한 주요한 구조 재료로 사용되어왔다. 1990년대에 도입된 새로운 고성능 강철은 우수한 강도와 부식 저항성을 가진다. 교량건설에 사용된 강철을 보호하는 또 다른 기술은 금속화(metalizing)라고 알려진 기술이다. 이것은 알루미늄 또는 아연을 깨끗한 강철 표면에 분사하여 30년 정도 강철 표면을 보호하는 코팅 기술이다.

유지와 보수 기술

도로의 기반시설은 각종 기후조건 하에서 오랜 기간동안에도 심각한 파손없이 유지되어야한다. 건설과 보수 재료의 혁신으로 오랜 기간 도로를 재시공하는 불편이 없게되었다. 콩크리트, 아스팔트와 강철을 연결해주는 밀봉재는 도로 수명을 늘리는데 중요하다. 다른 화학 물질과 고분자 물질들은 결합 첨가제로서 아스팔트 도로의 성능 향상에 기여한다. 예로, 스타이렌-부타디엔-스타이렌 수지는 도로 표면이 흠이 가거나 부서지는 것이 덜 일어나도록 한다.