Les ponts peuvent se dilater ou se contracter en raison de plusieurs facteurs, tels que la charge de trafic, les matériaux utilisés dans la construction et la température. Par exemple, lorsque la température est chaude, un pont se dilate et lorsque le temps se refroidit, il se contracte. Un rouleau d’expansion permet à un petit pont de construction rigide de s’étendre et de se contracter en longueur en toute sécurité.
Un rouleau d’expansion est un mécanisme intégré au système de support de la poutre d’un pont. La ferme est la structure triangulaire du pont, avec toutes les parties reliées entre elles par des intersections appelées nœuds. Le rouleau d’expansion se compose de joints construits avec des barres qui se déplacent lorsque le pont se dilate. Des rouleaux d’expansion sont inclus dans les ponts de 80 pieds (24.4 mètres) et plus pour assurer la sécurité du pont en tout temps. Bien que l’expansion et la contraction de chaque section du pont puissent être très faibles, à mesure que les ponts s’allongent, cela peut devenir un problème assez important.
Lorsque les températures augmentent, les matériaux utilisés pour construire le pont peuvent se dilater ou augmenter en longueur. Plus la température augmente, plus les matériaux augmenteront. Les rouleaux d’expansion permettent aux sections de se déplacer de sorte que la longueur supplémentaire ne provoque pas le flambage et même la rupture du pont. À mesure que les températures se refroidissent, les matériaux de construction du pont se contractent ou rétrécissent. Dans ce cas, les rouleaux d’expansion permettent aux pièces du pont de se déplacer afin qu’elles s’emboîtent et qu’il n’y ait pas d’espace dans le pont.
D’autres facteurs que les conditions météorologiques peuvent également provoquer l’expansion et la contraction d’un pont. L’expansion et la contraction peuvent être causées par le processus de durcissement du béton, le terrassement et les charges lourdes traversant le pont sur une longue période de temps. Un rouleau d’expansion est une sorte de roulement qui rend ces facteurs autrement dommageables qui ne sont pas nocifs pour le pont.
Les ponts doivent être inspectés et vérifiés régulièrement, comme le reste des infrastructures de transport et des autoroutes. Un rouleau d’expansion peut devenir corrodé et inefficace en raison du sel de voirie, de la poussière et du vieillissement. La corrosion est le dommage le plus courant qui affecte la durabilité et la durée de vie d’un pont. Par exemple, en 2007, le pont Interstate 35 West, à Minneapolis, Minnesota, s’est effondré en raison de rouleaux d’expansion gelés, corrodés et vieux de 40 ans qui ne fonctionnaient pas correctement. Le manque de capacité d’expansion était dû à un rouleau d’expansion endommagé et a conduit à des contraintes accumulées dans le pont ainsi qu’au flambement et à l’effondrement d’une poutre horizontale intégrale.