Definicja drogi traktuje ją jako pas ziemi łączący miejscowości lub punkty terenu, przystosowany do komunikacji kołowej. Na przestrzeni lat ukształtowały się różne ich rodzaje, w zależności od powierzchni: twarda lub gruntowa, a także kształtowane przez przepisy prawne: gminna, wojewódzka, rowerowa, jednokierunkowa czy ekspresowa. Podział taki nie jest tworem współczesnych czasów. Już starożytne ludy wiedziały, że w zależności od tego, jak często uczęszczany jest szlak lub czemu służy (np. droga do świątyni lub siedziby władcy), musi być odpowiednio przystosowany do ruchu ludzi i pojazdów. Najważniejsze trakty utwardzano przy pomocy kamieni spajanych na dwa sposoby – asfaltem lub betonem.

Rozróżnia się dwa rodzaje asfaltu: naturalny i ponaftowy. Pierwszy z nich, znany najstarszym cywilizacjom, występuje w przyrodzie w dwóch formach – jako złoża i skały bitumiczne. Złoża bitumiczne zawierają nawet do 98% czystego asfaltu i powstają na skutek kontaktu z tlenem atmosferycznym podczas długotrwałego wypływu ropy naftowej na powierzchnię. Tworzą się w ten sposób jeziora asfaltowe. Najbardziej znane współcześnie to Pitch Lake na wyspie Trynidad oraz Lake Bermudez w Wenezueli. Skały bitumiczne posiadają natomiast do 15% zawartości asfaltu. Przeważnie są to wapienie, dolomity i piaskowce. Najsłynniejszymi tzw. asfaltytami są Gilsonit wydobywany w stanach Utah i Colorado w USA oraz Selenizza z Albanii. Wapienie z domieszką asfaltu występują także w Polsce na Kielecczyźnie, jednak ze względu na niską zawartość bitumu (ok. 0,5%) nie są eksploatowane.

Asfalt ponaftowy, powstały sztucznie na skutek rozwoju przemysłu, to z kolei najcięższa frakcja po destylacji ropy naftowej. W zależności od tego, jakich przeróbek technologicznych się na nim dokonuje, powstają różne odmiany. Drogowy wykorzystuje się przy budowie szlaków komunikacyjnych, natomiast izolacyjny służy do produkcji papy, emulsji i lepików.

Utwardzanie arterii komunikacyjnych znane jest od starożytności. Każdy lud stojący na wysokim poziomie rozwoju miał swoje sposoby na polepszenie mobilności. Korzystanie z ubitych traktów sprzyjało rozwojowi handlu, ułatwiało przemieszczanie wojsk oraz mogło służyć celom religijnym.

Nie dziwi, że pierwsze brukowane drogi powstały w kolebce cywilizacji, w Mezopotamii, w miejscowości Ur. Datuje się je na około 4000 r. p.n.e. Pozostałości po podobnych duktach występują także na Krecie, w okolicach Knossos, będąc dziedzictwem kultury minojskiej. Tam podstawą ich budowy były bloki z piaskowca.

W starożytnym Babilonie budowano natomiast drogi procesyjne, po których wożono na wozach podczas uroczystości religijnych posągi bogów. Pierwsza z nich powstała w okresie panowania króla Nabapolassara, czyli ok. 615 r. p.n.e. Ulice te pokrywano wypalanymi cegłami połączonymi asfaltem.

Naturalna substancja pochodzenia wulkanicznego znana była starożytnym ludom jako skutecznie wiążące spoiwo, które nie poddaje się nawet działaniu wody. Uszczelniano nim więc rury, baseny oraz pokrywano naczynia. Jednym z głównych zastosowań naturalnego asfaltu była także konserwacja zwłok. Persowie, a w ślad za nimi Egipcjanie opanowali te sztukę do perfekcji, dzięki czemu do dziś zachowały się ludzkie szczątki w postaci mumii.

W przeciwieństwie do asfaltu, beton nie jest surowcem, a materiałem, który człowiek musiał stworzyć, posiłkując się występującymi w przyrodzie składnikami. Mieszanka betonowa nie może istnieć bez wody, kruszywa oraz spoiwa zapewniającego trwałość i jednorodność mieszanki. Współcześnie rolę takiego spoiwa pełni cement. Wcześniej jednak używano do tego celu gipsu, wapna czy popiołu wulkanicznego.

Zastosowanie betonu jest dwojakie. Można z niego tworzyć powierzchnie jednorodne jak posadzki, sklepienia czy ściany. Często stosuje się go również w charakterze łącznika zapewniającego trwałe wiązanie kamieni oraz cegieł.

Zastosowanie asfaltu było domeną ludów żyjących na Bliskim i Środkowym Wschodzie. Wynikało to z faktu, że naturalne złoża tego surowca znajdują się przeważnie w miejscach występowania złóż ropy naftowej. Nie oznacza to jednak, że cywilizacjom tym obcy był beton. Najstarsze ślady jego stosowania pochodzą bowiem z terenu Izraela i datuje się je na 7000 r. p.n.e. Tam w miejscowości Yiftah El w południowej Galilei znaleziono pozostałości budynków, w których podłogi i fragmenty ścian wykonano właśnie z betonu wapiennego.

Największą popularność zyskał beton w Imperium Rzymskim. Tam do budowy słynnych dróg używano kamieni, żwiru i zaprawy wapiennej. Częstym dodatkiem był również pył wulkaniczny pozyskiwany z Wezuwiusza, Etny czy okolic Puteoli. Najstarsza droga w Rzymie, słynna Via Appia, a w ślad za nią także inne trakty komunikacyjne konstruowane były na specjalnie przygotowanym podłożu, mogącym mieć nawet metr grubości. Szosy te są prekursorami dzisiejszych dróg betonowych ze względu na wysoką trwałość.

Niemal cały ten dorobek cywilizacyjny został momentalnie zaprzepaszczony wraz z upadkiem Cesarstwa Rzymskiego w 476 r. n.e. Działania barbarzyńców skupionych na rabowaniu, niszczeniu i mordowaniu, spowodowały że cała wiedza dotycząca budowy m.in. dróg, akweduktów, czy amfiteatrów przepadła na setki lat.

Dopiero rozwój architektury i przejście ze stylu romańskiego do gotyckiego w XII/XIII w. dał impuls do rozwoju. Zastosowano wówczas mieszaninę zaprawy wapiennej z bardzo drobnym piaskiem wykorzystywaną do wykonywania odlewów powtarzalnych elementów dekoracyjnych. Przełomowym okresem był także początek renesansu, gdy starano się powrócić do dorobku cywilizacyjnego starożytności. Odkrycie na początku XV w. manuskryptów opisujących tworzenie mieszanin betonowych wzbudziło ponowne zainteresowanie budowniczych tym materiałem.

Po wiekach niebytu asfalt wrócił do łask we Francji. W 1824 r. bloczki z tego materiału użyto do utwardzenia nawierzchni na paryskich Polach Elizejskich. W tym okresie uważano, że nadaje się on do stosowania wyłącznie na traktach pieszych. W połowie XIX w. w angielskim Nottingham wykonano z niego pierwszy chodnik. Z czasem jednak rozszerzono zastosowanie asfaltu, używając go także przy budowie dróg dla powozów. W tej dziedzinie przodowali Francuzi, ale także Amerykanie przekonali się do nowego rozwiązania. Na kontynencie amerykańskim największe zasługi w tej dziedzinie miał Edward Joseph de Smedt, dzięki któremu wyasfaltowano Pennsylvania Avenue w Waszyngtonie.

Wraz z rewolucją dokonaną w przemyśle w XIX w. nastąpił szybki wzrost mobilności. Postępująca urbanizacja oraz rozwój środków transportu wzbudziły potrzebę budowy nowych dróg. Oprócz szybkości realizacji inwestycji liczyła się także trwałość. Z tego względu asfalt nie zdobył monopolu, gdyż jego właściwości nie zawsze sprawdzały się w ciepłych rejonach świata. Tam dużo lepiej sprawdzały się nawierzchnie betonowe.

Początki użycia betonu do utwardzania szlaków komunikacyjnych widać w Prusach i Austro-Węgrzech. Na szerszą skalę użyto betonu dopiero w 1893 r. w stanie Ohio w Stanach Zjednoczonych, gdzie powstała Court Avenue w Bellefontaine. Największą popularność zdobyły jednak drogi betonowe w Niemczech w latach 30. XX w. Wówczas po dojściu do władzy Adolfa Hitlera przystąpiono do budowy sieci autostrad. Drogi tego typu miały nie tylko ułatwić przemieszczanie pomiędzy największymi miastami, ale posiadały także znaczenie wojskowe. Betonowe trakty przewidziano bowiem do wykorzystania w planowanej wojnie przy szybkim przerzucaniu pojazdów opancerzonych. Dzięki mobilizacji dużej liczby robotników (również tych przymusowych) do początku lat 40. oddano do użytku niemal 4000 kilometrów autostrad.

Adolf Hitler pomysł budowy sieci dróg szybkiego ruchu zaczerpnął od swojego sojusznika Benito Mussoliniego, którego doświadczenia w tej materii sięgały połowy lat 20. XX w. Wówczas we Włoszech otwarto pierwszą autostradę łączącą Mediolan z Varese. Drogę tę nazwano Autostrada dei Laghi, czyli Autostradą Jezior, ponieważ ułatwiała dojazd ze stolicy Lombardii nad brzegi Como, Lugano oraz Maggiore. W zamyśle swojego twórcy, Piero Puricelliego, trasa od początku miała być płatna. Koszt przejazdu wynosił 20 lirów.

Długowieczność betonowego rozwiązania widać dobitnie na przykładzie kilku legendarnych torów wyścigowych. Takie obiekty, jak angielski Brooklands czy hiszpański Terramar oraz słynne pochylone zakręty na starej części włoskiej Monzy uwidaczniają, że nawet po stu latach nawierzchnia nadaje się do użytku. Niegdyś budowano obiekty sportowe z betonu, właśnie ze względu na dużą trwałość takiego rozwiązania. Mniej istotna była przyczepność generowana przez nawierzchnię. Chcąc osiągnąć znaczne prędkości w zakrętach pochylano łuki pod dużymi kątami. Dopiero później zrozumiano, że nie tędy droga.

Wraz z rozwojem aerodynamiki, opon i wzrostem znaczenia przyczepności pojazdów wyścigowych, zaczęto używać asfaltu w konstrukcji torów. Wynika to przede wszystkim ze zjawiska tarcia adhezyjnego. Polega ono na wytworzeniu lepkości nawierzchni i opony na poziomie molekularnym. Ciepło powstające na skutek tarcia asfaltu i gumy sprawia, że jedno i drugie staje się bardziej lepkie, a wpływa na wzrost przyczepności auta do podłoża.

Obiekty sportowe podlegają mniejszemu natężeniu ruchu niż drogi publiczne, dzięki czemu kwestia ewentualnego koleinowania i zwiększonego zużycia nawierzchni asfaltowej względem betonu jest w tym przypadku mniej istotna. Znacznymi plusami jest natomiast możliwość łatwej i tańszej naprawy asfaltowej nitki.

Przewagą betonu okazała się również mniejsza tendencja do nasiąkania olejem. Dziś charakterystyka taka pomocna jest szczególnie przy wypadkach i utracie płynów eksploatacyjnych z pojazdów. W czasach, gdy rodziły się wyścigi, także doceniano te zaletę. Auta posiadały wówczas układy centralnego smarowania, które powodowały ściekanie oleju na nitkę toru. Dodatkowo sytuacji nie poprawiało luźne spasowanie bloków z cylindrami i przelotowe układy wydechowe „plujące” olejem na tor. Beton oraz pochylenie zakrętów powodowały szybsze ściekanie płynów eksploatacyjnych, doprowadzając do „samoczyszczenia” się nawierzchni betonowej.

Drogi zbudowane z betonu traktuje się jako te o wyższej trwałości nawierzchni, aniżeli asfaltowe. <DLACZEGO?> Z danych EUPAVE (Europejskiego Stowarzyszenia Nawierzchni Betonowych) wynika, że około 20% autostrad i dróg ekspresowych w Polsce wykonanych jest właśnie z betonu. W przypadku arterii wojewódzkich, powiatowych i gminnych stanowi natomiast poniżej 1% całości sieci.

Beton, będący mieszaniną kruszywa, cementu i wody, dzięki stosowaniu dodatków i domieszek może nabierać szczególnych właściwości. Najważniejsza jest tu sztywność konstrukcji złożonej z dużych płyt. Podstawą budowy konstrukcji tego typu jest odpowiednia podbudowa. Kolejne warstwy muszą nie tylko przenosić obciążenia generowane przez ruch pojazdów, ale także zapewnić mrozoodporność.

Jedną z podstawowych zalet nawierzchni betonowych jest także odporność na tworzenie się na nich kolein. W przeciwieństwie do asfaltu, beton nie zmienia swojej struktury i twardości na skutek oddziaływania promieni słonecznych i związanej z tym wysokiej temperatury. Dlatego często jest podstawowym wyborem przy konstruowaniu dróg tranzytowych oraz szybkiego ruchu.

Asfalt używany współcześnie przy budowanie dróg jest mieszaniną kruszywa oraz pełniącego rolę spoiwa bitumu. Stosuje się tu surowiec powstały z ropy naftowej, z dodatkiem 5-15% naturalnego asfaltu. Wynika to z faktu, że substancja występująca w przyrodzie jest zbyt twarda, by mogła być stosowana jako samodzielne lepiszcze, a dodana do asfaltów ponaftowych poprawienia ich właściwości. Im większy procent użycia produktu naturalnego, tym większa wytrzymałość. Domieszki rzędu kilkunastu procent stosuje się więc w tunelach, na mostach, rondach, skrzyżowania, zatoczkach autobusowych czy parkingach dla pojazdów ciężarowych.

Dzięki użytym technologiom możliwe jest dopasowanie mieszanki do określonych potrzeb. Istnieją mieszanki umożliwiające szybkie odprowadzanie wody z powierzchni drogi. Wysoka porowatość redukuje wystąpienie zjawiska aquaplaningu i zmniejsza oślepiający spray. Coraz częściej stosuje się także dodatki koloryzujące. Można w ten sposób zwrócić uwagę kierowców na obszary wymagające szczególnej uwagi ze względów bezpieczeństwa.

Duża świadomość społeczna i chęć redukcji oddziaływania na planetę widać również przy konstrukcji dróg. Na przestrzeni lat opracowano metody pełnego recyklingu zarówno nawierzchni betonowych, jaki asfaltowych.

Przyszłość rodzi kolejne wyzwania przed projektantami i wykonawcami dróg. Związane jest to z rozwojem zasilania pojazdów paliwami alternatywnymi, głównie energią elektryczną. Chcąc wykorzystać fakt, że nawierzchnie asfaltowe są czarne i przyciągają promieniowanie słoneczne, podejmuje się próby zatapiania w nich ogniw fotowoltaicznych. Innym pomysłem jest natomiast wtopienie w nawierzchnię drogi ładowarek indukcyjnych, by pojazd mógł być ładowany w trakcie jazdy. Pewne jest, że te i inne pomysły, które narodzą się wraz z rozwojem motoryzacji, spowodują duże zmiany w strukturze nawierzchni dróg – zarówno asfaltowych, jak i betonowych. Dróg, które w swej istocie nie zmieniły się aż tak bardzo od czasów starożytnych.