레미콘 차량이 현장에 도착하자 구경하던 주민들의 호기심은 더욱 커졌다. 팽창 방식의 탄소섬유 튜브는 마치 장난감처럼 생겼지만 가드너는 이 물건을 골격 삼아 튼튼한 신세대 교량을 건설할 것이라고 주민들에게 설명해 주었다.
미국의 교량 가운데 4분의 1 정도는 보수 및 신축이 필요하며, 여기에는 무려 1,400억 달러가 필요하다. 하지만 메인 대학의 엔지니어들이 설계한 팽창 방식의 교량 시스템을 사용하면 이 작업을 더욱 저렴하고 빠르게 할 수 있다.
작업자들이 더플 백에서 양말처럼 말린 탄소섬유 튜브를 꺼내 팽창시킨 후 레진을 사용해 단단한 아치를 만들고, 그 속에 콘크리트를 부어넣는 것이다. 그리고 그 위에 모래와 아스팔트를 발라 굳히면 바로 통행할 수 있다. 이는 기존 교량 건설 과정에 비해 원자재와 중장비가 덜 필요하며, 초기 건설비용의 20%를 줄일 수 있다.
올 여름 가드너의 팀은 이 기술로 길이 8.4m짜리 다리를 불과 11일 만에 완공시켰다. 기존 공법이라면 두 달이나 걸리는 일이다. 콘크리트는 탄소섬유 튜브로 외기(外氣)에서 보호된다. 이 때문에 다리의 수명은 기존 다리의 2배에 달하는 100년이나 된다. 그리고 콘크리트에 균열이 생기더라도 탄소섬유 튜브가 바로 무너지는 것을 막아준다.
메인 대학의 공학자인 하브비 다거는 이렇게 말한다. "여러 개의 아치 가운데 하나에 문제가 생기면 곧바로 붕괴되는 것이 아니라 천천히 가라앉습니다. 그러면 대피할 시간을 벌 수 있습니다."
이 시스템의 라이선스를 가지고 있는 어드밴스트 인프라스트럭처 테크놀로지스사는 뉴잉글랜드의 작은 지류 위에 있는 8개의 다리를 교체하는 계약을 체결했다. 이 회사는 내년 봄 이 공법으로 폭이 21m인 고가도로용 아치를 건설할 수 있을 것으로 예상하고 있으며, 이 방식으로 건물을 건설하는 방법도 연구 중이다.
팽창 방식의 교량 건설 메커니즘
제1단계: 아치 형성
작업자들이 길이 9.6m짜리 탄소섬유 튜브를 풀어 공기펌프로 팽창시킨다. 그리고 이곳을 프레임에 얹어 아치형으로 굽힌다. 굽힌 튜브에 레진을 발라 4시간 동안 굳히면 강철의 두 배에 달하는 강도를 갖게 된다.
제2단계: 설치
작업자들이 개당 31.78kg짜리 아치형 탄소섬유 튜브를 수작업으로 설치한 다음 그 위에 섬유강화 고분자 수지 골판을 덮는다. 이 골판은 통행차량의 무게를 아치에 전달하게 된다.
제3단계: 강화
작업자들이 구멍을 통해 아치형 탄소섬유 튜브에 콘크리트를 채운다.
제4단계: 포장
며칠 후 아치형 탄소섬유 튜브와 골판 위에 모래와 아스팔트를 덮는다. 이 같은 공정은 구(舊)교량의 철거 과정을 합쳐도 11일 밖에 걸리지 않는다.
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