Основные этапы истории дорожного строительства.

1 этап. Пути сообщения существуют столько времени, сколько существует человечество. Древнейшими транспортными артериями были реки, освоенные человеком в эпоху мезолита. Позже, в неолите (VIII-V тыс. лет до н.э.) между племенами, на расстояния до нескольких тысяч километров, были проложены наземные пути, для обмена ценными видами сырья (кремень, обсидиан, лазурит, малахит, морские раковины, слоновая кость). Это были тропы, привязанные к естественному рельефу - речным долинам, горным проходам [251].

От них не осталось вещественных следов, но эти древние пути реконструируются по археологическим находкам из расположенных вдоль них поселений. Древнейшим сухопутным транспортным средством служили вьючные животные - ослы-онагры, одомашненные в Передней Азии к IV тыс. до н.э.

2 этап. Строительство дорог начинается с возникновением государства. Наиболее древние дороги относятся к 4 тысячелетию до нашей эры. К началу данного тысячелетия относятся: дорога, найденная вблизи города Ур в Месопотамии и дорога, найденная рядом с английским городом Гластонбери. Одна из наиболее древних дорог в Европе, названная Свит-Трек, обнаружена на острове Великобритания. Дорога, которая сооружена в XXXIX веке до н. э., состоит из наложенных друг на друга перекладин из молодых ясеня, дуба и липы, и дубового настила поверх них [219].

В Египте была обнаружена древнейшая дорога, она проложена к месту возведения пирамиды фараона Сахуры (III тыс. лет до н.э.) (Рис. 2.1). Полотно дороги шириной около 4 м сооружено из уложенных поперечно каменных блоков. По ней на массивных санях-волокушах, запряженных быками, транспортировали многотонные каменные блоки, при этом дорогу поливали водой, чтобы уменьшить трение полозьев. Его средняя часть сильно изношена. Эти сцены подробно изображены на росписях внутри пирамид.

К древнейшим мощеным дорогам относят дороги, найденные на острове Крит. Критские дороги покрыты известняковыми плитами толщиной до 15 сантиметров и датируются 3 тысячелетием до нашей эры. Кирпич для мощения дорог впервые был использован в древней Индии около 3000 лет до нашей эры.

Древнейшая дорога в Египте, она проложена к месту возведения пирамиды фараона Сахуры (III тыс. лет до н.э.)

Рис. 2.1. Древнейшая дорога в Египте, она проложена к месту возведения пирамиды фараона Сахуры (III тыс. лет до н.э.)

3 этап. Развитие дорожной сети связано с появлением вьючного и колесного транспорта. В государствах древнего мира строительство дорог имело очень большое значение из-за необходимости осуществлять завоевательные походы и организовывать торговлю. Дороги с каменным покрытием существовали в Хеттском царстве, Ассирии, Ахеменидской империи. В составе ассирийской армии имелись специальные подразделения, занимавшиеся строительством мостов и выравниванием дорог для боевых колесниц. В Ахеменидской империи Дарием I была построена царская дорога из Эфеса в Сарды и Сузы длиной 2600 километров. На царской дороге были установлены дорожные столбы с указанием расстояний, станции на расстоянии дневного перехода с гостиницами, конюшнями для смены лошадей, продовольственными складами и гарнизонами [18,219].

К началу нашей эры в Европе и Азии сложилась достаточно развитая дорожная сеть, включавшая трансконтинентальные дорожные пути. К таким дорогам относятся Великий шелковый путь, морской путь между Египтом, Анатолией и Месопотамией, царский путь между Египтом и Персией, ладанный путь между Аравийским полуостровом и средиземноморскими странами, оловянный путь между полуостровом Корнуолл в Великобритании и

Средиземноморьем, янтарный путь между Средиземным морем и Прибалтикой, лазуритовый и нефритовый пути.

Древние государства периода античности уделяли внимание строительству дорог и их безопасности. Обязанностью каждого из многочисленных государств древней Греции была постройка дорог Дороги стандартной ширины (около 3 м) прокладывали по каменистой почве, высекая целые участки в скалах. Дороги считались столь же неприкосновенными, как и храмы. В «Истории» Геродота описана царская дорога, проложенная персидскими властителями в VI в. до н.э. от города Сарды на западе Малой Азии к Сузам в юго-западном Иране. Ее протяженность составляла около 2400 км. Через равные промежутки были построены станции с постоялыми дворами, а в стратегических пунктах, таких, как речные переправы, находились воинские посты и укрепленные ворота.

В Северном Причерноморье, на территории современной России существовали многочисленные древнегреческие города. Их жители владели технологией дорожного строительства, о чем можно судить по открытым археологами мощеным городским улицам (города Пантикапей - современная Керчь, Горгиппия - Анапа, Фанагория и Гермонасса на Таманском полуострове и др.) (Рис. 2.2).

Древнегреческий город Пантикапей

Рис. 2.2. Древнегреческий город Пантикапей

Улицы мостили каменными плитами, положенными насухо без раствора, переулки - щебнем и черепками разбитых сосудов. Вдоль улиц пролегали облицованные камнем водостоки и водопроводы, на перекрестках устраивали колодцы, также облицованные каменными плитами

4 этап. Высочайшим достижением в области транспортных систем древности стали римские дороги.

Первые прочные и благоустроенные дороги появились в 312 г. до н. э. в Великой Римской империи. Их покрытие состояло из обтесанного камня. Первая дорога была длиной 350 км и соединяла города Рим и Капую. Эта дорога была предшественником современных автострад. Протяженность дорожной сети на территории Римской империи достигала 100 тыс. километров [219, 240].

Римское государство уделяло большое внимание строительству дорог, игравших важную военную и гражданскую роль в функционировании огромной империи. Наиболее древняя Аппиева дорога была сооружена в IV в. до н.э., на карте древнего Рима видно, как от центра города звездообразно расходятся многочисленные дороги, связывавшие его с самыми отдаленными провинциями. Римляне стали изобретателями бетона и широко применяли его в дорожном строительстве. Бетон получали из измельченного сланца мягких пород. На мощную, часто многослойную подсыпку из камней и щебня укладывались ровно отесанные каменные плиты, скреплявшиеся раствором. Плиты могли быть прямоугольными или неправильных очертаний. Ширина дорог была стандартной, в центральных провинциях империи она составляла около 5 м, что позволяло разъехаться двум телегам. Вдоль полотна прокладывали кюветы, расстояние отмечали камнями, расставленными через 1 милю. Дороги имели пятислойные дорожные одежды толщиной до 1 метра. Рядом с мощеной частью дороги располагались грунтовые тропы, предназначенные для вьючного и верхового транспорта. Дороги прокладывались длинными прямыми участками, римляне старались не строить объездных дорог, поэтому получались достаточно крутые подъемы. На повороте дорогу расширяли в два раза, поскольку римские двухосные повозки не имели поворачивающейся передней оси. При прохождении дороги через водное препятствие оборудовались каменные броды, через глубокие реки строились арочные мосты или оборудовались паромные переправы, в горах сооружались тоннели.

На римских дорогах стояли мильные камни или миллиарии - цилиндрические каменные столбы высотой от 1,5 до 4 метров и диаметром от 50 до 80 сантиметров, на которых указывалось расстояние до Рима и имя императора. Масса таких столбов достигала двух тонн. Золотой миллиарий, от которого отсчитывалось расстояние до всех прочих, был установлен императором Октавианом Августом у храма Сатурна на римском форуме.

Октавиан Август также ввел систему почтовой службы. Курьеры доставляли почтовые сообщения по всем дорогам Рима. Почтовая служба была настолько хорошо налажена, что при благоприятных условиях курьеры на повозках могли в день проехать около 75 километров. Почтовая служба была опасным занятием, так как курьеры часто становились целью для разбойников и врагов Рима [167, 219].

На магистральных дорогах для частных лиц были построены гостиницы, а для официальных лиц - станции, на которых меняли лошадей, можно было получить ночлег и питание, содержали станцию жители близлежащего селения.

Вдоль дорог для духовной поддержки путников также сооружались храмы, в основном в честь богов, защищающих путешественников, - Меркурия, бога торговли и покровителя путешественников и Диане, защитнице дорог. Также возле дорог императорами и состоятельными гражданами сооружались памятники, прославлявшие императоров, военачальников, победы римских войск.

Для поездки послов, военачальников и чиновников, доставки посланий, оружия, строительных материалов, осуществления государственных пассажирских и грузовых перевозок необходимо было предъявить подорожную, подписанную наместником провинции от имени императора.

Общая длина римских дорог (с учетом грунтовых и гравийных) к IV веку н. э. составила 300 тысяч километров. В этот период функционировало 372 магистральных дороги, из которых 29 сходились у Рима. Дороги сыграли роль в падении Западной Римской империи, облегчив вторжение варваров на территорию Рима. Отдельные римские дороги сохранились до настоящего времени.

В этот период существовало множество разновидностей экипажей - грузовых телег с бычьей упряжкой, боевых и спортивных колесниц, повозок различных размеров и типов с навесами или закрытых, предназначенных для дальних путешествий. Для обозначения каждого типа экипажа существовали специальные термины.

Крушение Римской империи в IV в. н.э. под ударами варварских племен и наступление периода Средневековья означало утрату многих достижений цивилизации, в том числе разрушение сети дорог.

В Америке развитую дорожную сеть для вьючных лам и бегущих посменно гонцов построили инки, общая длина которой составляла 16 тысяч километров. Дороги инков охватывали всю империю Инков, расположенную на территории современных Перу, Эквадора, Колумбии, Боливии, Чили и Аргентины. Дороги соединяли центры провинций, а главные пересекались в городе Куско. Протяженность самой длинной дороги составляла 6600 километров. На каждой дороге были сооружены постоялые дворы через определенные промежутки, также на дорогах были установлены столбы с указанием расстояний [219, 241].

5 этап. После падения Западной Римской империи дорожная сеть в Европе пришла в упадок. Дорожные работы в Средневековье в основном заключались в ремонте грунтовых дорог и строительстве мостов. Монашеский орден «Братьев-мостостроителей» за время своего существования (XII-XVI века) построил около 1700 мостов [149, 219, 241]

В странах Западной Европы возобновление дорожного строительства первое время шло по пути подражания конструкциям римских дорог. Однако, изменившиеся хозяйственные условия - невозможность использования для дорожного строительства, как в Древнем Риме, дешевой рабочей силы и необходимость ее замены трудом только местного населения, привлекаемого к дорожным работам в порядке обязательной дорожной повинности или за плату вынуждали облегчать конструкции дорожных одежд на магистральных дорогах, оставляя местные дороги практически без какого-либо улучшения и содержания.

В VIII веке активно строились дороги в Арабском халифате. Наиболее качественно были сооружены дороги, ведущие в Багдад [33, 219].

В Италии дорожное строительство начало вновь развиваться в XV-XVI века, построены дороги, ширина которых рассчитана на проезд двух экипажей.

6 этап. Возрождение строительства дорог в Европе в основном связано с формированием государств с абсолютной монархией, правителям которых были нужны дороги для эффективного централизованного управления. Во Франции при Генрихе IV появилось управление по строительству дорог и мостов. Первой крупной дорогой, появившейся во Франции, стала дорога из Парижа в Орлеан длиной 256 километров. Чтобы ускорить сооружение дороги, был издан королевский указ, по которому поставщики вина из Орлеана в Париж на обратном пути должны были захватить с собой камни и привезти в указанное место [17, 94, 219, 242].

Первые попытки улучшения дорог были описаны в опубликованном в 1607 г. в Лондоне трактате Томаса Проктера «Полезные для всего королевства важные работы по ремонту всех дорог...». Автор отмечал: «Как показывает повседневный опыт, главная причина плохих и грязных дорог - это то, что дождевая или всякая иная вода, задерживающаяся на неправильно построенной дороге, при проездах колес проникает глубже в дорогу и все более и более размягчает, и разрушает ее». Для предотвращения этого предлагалось отрывать сбоку от дороги канаву глубиной 3 фута (0,9 м) и шириной 4 фута (1,2 м), распределяя вынутую землю по ширине дороги слоем средней толщиной в один ярд (0,91 м), причем в середине на 2 фута выше, чем по краям. При этом ширина дороги должна быть достаточна для разъезда двух повозок. При слабых грунтах на дороге предлагалось устраивать одежду из гравия, камня, шлака, железной руды, обрубков дерева или вязанок хвороста, уложенных в деревянные рамы из бревен длиной 18 футов и окружностью 10... 14 дюймов, скрепленных между собой деревянными нагелями. Сверху это основание следовало засыпать слоем гравия, крупного песка или щебня [107].

Существовали также и другие конструкции дорожных одежд, созданных разными авторами. Технология строительства изменялась практически с каждым последующим поколением как в связи с накоплением опыта, так и с изменением предъявляемых требований. Вначале считали, что искусственное уплотнение трамбованием менее эффективно, чем уплотнение в течение двухтрех месяцев, однако к концу столетия, это мнение изменилось, и, например, И. С. Гергардт указывал, что при отсыпке насыпи из земли, вынутой из боковых канав, «никогда не должно поднимать дороги вдруг выше 4 вершков; и по сравнении земли убивать ее нужно накрепко. Сию работу повторять должно при каждой новой насыпке земли».

В 1621 году в Англии были установлены ограничения на движения по дорогам, включавшие предельный вес повозки, а также предписание экипажам двигаться, с одной стороны. В 1747 году в Париже было открыто первое высшее учебное заведение для подготовки специалистов по транспорту под названием «Школа мостов и дорог». В дальнейшем оно получило мировую известность [76, 106].

В Англии в XVII веке строительство дорог было возложено на местные власти, что привело к неудовлетворительному их состоянию. В целях исправления ситуации появились дорожные тресты, первый из которых создан в 1706 году, для строительства хороших дорог и взимания платы с проезжающих. К XIX веку в Англии появилось 1100 трестов, построивших 36800 километров дорог. «Бунты Ребекки» в Кармартеншире в 1839-1844 годах привели к распаду системы дорожных трестов [20, 78].

X. Эксшаке в 1787 г. рекомендовал строить гравийные покрытия толщиной не менее 10 дюймов в уплотненном состоянии, укладывая гравий в два слоя. Гравий должен быть крупностью «с орех и не менее боба, не загрязненный и не пылеватый» [94].

Постепенное совершенствование повозок в XVI-XVII веках, начало технического прогресса привели к необходимости совершенствования дорожного строительства, улучшения дорожной сети. Появились экипажи с кузовом, подвешиваемыми на ремнях, затем на деревянных рессорах, а позднее на стальных. Для них существующие дороги из крупных камней с неровным покрытием и отсутствием водоотвода были неудобны. В конце XVIII века в Западной Европе для дорожного покрытия стали использовать пакеляж - камни в форме усеченной пирамиды, которые устанавливались вплотную друг к другу основанием конуса на грунтовое и песчаное основание (рис. 2.3). В отличие от традиционного подхода, при котором камни ставились острием вниз, при пакеляже проезд повозок обеспечивал уплотнение основания. Во Франции пакеляж внедрял П. Трезаге, в Великобритании - Т. Телфорд. Подобное покрытие просуществовало до 1930-х годов, пока не выяснилось, что оно непригодно для автомобильного транспорта [77, 150].

Конструкция массивной дорожной одежды середины XVIII в

Рис. 2.3. Конструкция массивной дорожной одежды середины XVIII в.:

  • 1 - уплотненный грунт; 2 - гравий крупностью 25 мм;
  • 3 - пакеляж; 4 - песчано-гравийная смесь

К концу XVIII в. при проложении трассы на местности начали применять некоторые геодезические инструменты. Астролябия с буссолью появилась в половине XVI в., уровень с воздушным пузырьком был изобретен в 1661 г. На его основе в 1680 г. был предложен нивелир. При трассировании применяли уклономеры [168, 298].

В 1806 году шотландский инженер Джон Мак-Адам предложил покрытие толщиной 25 сантиметров, состоящее из двух слоев щебня: более крупного - внизу, мелкого - вверху. При этом покрытии воздействие колес также обеспечивало уплотнение основания. Впоследствии Мак-Адам стал главным инженером Британии. В 1828 году для укатки щебеночного покрытия ввели катки, в 1859 году появились паровые катки.

Метод Мак-Адама получил широкое распространение потому, что был прост, дешев и отвечал требованиям времени. Начав с 1806 г. брать подряды на дорожное строительство, Дж. Мак-Адам разработал собственную систему постройки и ремонта дорог и, приняв на себя в 1816 г. заведование трестом Бристольского округа, наибольшего в Англии, начал энергично внедрять эту систему в практику. Предложенные им методы содержания дорог оказались весьма эффективными и экономичными [169, 219].

Сущность идей Мак-Адама, разбросанных по разным местам книги, сводится к следующему:

  • 1. Прочность дороги обеспечивается грунтовым основанием. До тех пор не удастся строить дороги, не подверженные влиянию сезонных и погодных факторов, «пока не будут полностью осознаны, признаны и проведены в жизнь следующие принципы, а именно, что нагрузка от движения фактически воспринимается естественным грунтом... этот естественный грунт должен быть предварительно осушен».
  • 2. Роль дорожной одежды сводится в основном к предохранению подстилающего грунта от размокания. «Опыт показывает, что, если вода проникает через дорогу и насыщает естественный грунт, одежда дороги... разрушается на куски». Мак-Адам полагал, что для любой нагрузки достаточна толщина одежды 10 дюймов в плотном теле.
  • 3. Дорожная одежда должна возвышаться над поверхностью земли и не быть уложенной в отрытом в ней корыте. «Первым действием при постройке дороги должен быть отказ от отрывания корыта. Дорожная одежда не должна быть погружена ниже уровня окружающего грунта... Это может быть достигнуто или путем устройства дрен для понижения уровня воды или, если это неосуществимо в связи с особенностями местности, грунт должен быть приподнят на несколько дюймов над уровнем воды».
  • 4. Дорожная одежда должна быть ровной, связной и водонепроницаемой.
  • 5. Для устройства одежды следует применять одномерный чистый щебень или гравий. «Размер камней, используемых для дороги должен быть пропорционален месту, занимаемому колесом обычных размеров на гладкой ровной поверхности. Каждая щебенка, уложенная в дорогу, которая в каком- либо измерений превысит эту величину, является вредной».
  • 6. Прочность щебеночной коры, по мнению Дж. Мак-Адама, обеспечивается взаимной заклинкой щебенок. Поэтому дорожные одежды следует устраивать из чистого щебня. «Каждая дорога должна строиться из дробленого камня, без примеси земли, глины, мела или каких-либо других материалов, впитывающих воду и подверженных воздействию мороза. Не следует ничего добавлять к чистому щебню для придания связности. Щебень будет объединяться благодаря своей угловатости в гладкую плотную поверхность, на которую не влияют превратности погоды или смещающее воздействие колес, которые будут проходить по ней без подскакивания, не вызывая повреждений». Одежда должна быть однородной на всю толщину.

«Единственное средство избежать движения камней в дороге - это использовать в ней до самого низа камни одинакового размера».

  • 7. В период уплотнения движением каменного материала за дорогой необходим усиленный уход. «После укладки гравия на дорогу ежедневно нанимают рабочих для засыпки колей и одновременного удаления граблями с поверхности камней, слишком мягких или неправильной формы, вроде длинных кремней или слишком больших». При уплотнении щебеночной россыпи в основном проездом транспортных средств Дж. Мак-Адам отмечал, что «для первой осадки гравия с успехом можно применять тяжелый железный каток диаметром от 4 до 5 футов (1,2... 1,5 м) не менее.
  • 8. Поперечный уклон дороги должен быть не слишком крутым. «Я полагаю, что дорога, обеспечивая сток воды, должна быть возможно более плоской... Я обычно делаю дорогу в середине на 3 дюйма выше, чем по краям, при ширине 18 футов... Если дорога сделана плоской, едущие не будут придерживаться только ее середины, как делают при чрезмерной выпуклости». В результате многократных попыток улучшения проезда по дорогам россыпью новых материалов на них образовывались толстые слои каменной наброски. Эти слои разбирали и заменяли щебеночными покрытиями, для которых в стороне от дороги дробили удаленный с дороги крупный камень. Поэтому перестройка дорог по методу Мак-Адама, для которой не требовался новый камень, вытеснила трудоемкую и более дорогую перестройку дорог с устройством одежды по типу Т. Тельфорда. Объем выполнявшихся работ ограничивался необходимый минимумом и поэтому Дж. Мак-Адам подчеркивал, что «на каждой дороге я был вынужден изменять способ работ в зависимости от местных условий, а часто от финансирования».
  • 7 этап. Обычно в литературе искусственную укатку щебеночных одежд связывают с именем французского инженера Полонсо, применившего в 1829 г. вместо трамбования щебеночной россыпи 20-килограммовой трамбовкой, «которая уплотняла только поверхность», укатку 3-тонным катком, массу которого при последних проходах увеличивали до 4,5 т [199]. Каток был сделан из дубовых брусьев, окованных железными обручами, диаметр вальца составлял 2,1 м, ширина - 1,6 м. Брусья имели в середине вогнутость, равную 3,2 см, предназначенную для того, чтобы при укатке формировалась цилиндрическая поверхность покрытия, а щебень не выжимался из-под катка в сторону. В боковых дисках катка были предусмотрены отверстия, через которые каток можно было заполнять песком или гравием, увеличивая его массу с 1,2 до 6 т.

Расширению применения укатки способствовало появление паровых катков. В 1859 г. был выпущен каток Лемуана, имевший три вальца, расположенные один за другим. Передний и задний вальцы были меньшего диаметра, чем средний ведущий. Каток Баллезона был двухвальцовым. Начиная с катков Эвелинга и Портера, перешли к обычной трехвальцовой схеме. Оптимальная масса катков была найдена не сразу.

В Швейцарии в 1721 г. близ г. Невшатель и в 1810 г. около г. Сейсель были открыты месторождения асфальтовых горных пород - известняков и песчаников, пропитанных битумом. Их начали разрабатывать для приготовления мастики для гидроизоляционных работ. Вскоре было замечено, что упавшие на дорогу во время перевозки куски асфальтовой породы при уплотнении проездом образуют твердый однородный слой. Это навело на мысль о постройке асфальтовых покрытий. В 1829 г. в г. Сейселе была построена пешеходная дорожка, а в 30-х годах сделаны первые попытки постройки асфальтовых покрытий [243].

Соссени (Зоззепу) начал устраивать асфальтовые покрытия, нагревая асфальтовый известняк в котлах до температуры 150... 170 °С и добавляя к нему до 60 % просушенного речного песка. Получаемую пластичную смесь разравнивали по прочному каменному основанию и уплотняли трамбованием. Международную известность получили первые покрытия, уложенные в Париже на площади Согласия и на террасе Зимнего Дворца в Петербурге [219].

Плохие дороги не являлись препятствием для автомобилизации. Однако развитие автомобильного производства ставило в разных странах перед их конструкторами и дорожной службой различные задачи. В Западной Европе, где уже имелась густая сеть дорог с твердыми дорожными одеждами, встала задача учета при содержании дорог требований движения автомобилей с высокими скоростями. В странах с редкой дорожной сетью и преобладанием грунтовых дорог - в России и США - возникла проблема обеспечения проезда по дорогам и приспособления автомобилей к состоянию этих дорог.

Первое направление привело к развитию техники строительства усовершенствованных покрытий, второе - к появлению методов механизированного строительства грунтовых дорог как временного способа пропуска движения малой интенсивности.

Массовое производство автомобилей дало толчок дорожному строительству. В США оно развернулось в 20-е годы, когда число автомобилей превысило 10,5 млн., а дороги с твердыми одеждами составляли лишь 12 % от их общей протяженности.

8 этап. В XX веке ситуация в дорожном хозяйстве кардинально изменилась в связи с появлением автомобильного транспорта. Использование автомобилей выдвинуло новые требования к дорожному покрытию. Еще в XIX веке на городских улицах пытались внедрить новый тип покрытия - беспыльное покрытие из трамбованного асфальта (разогретого в котлах щебня из природных известняков или песчаников, пропитанных битумом, который уплотнялся на каменном основании) [219, 313].

Быстрый прогресс в расширении использования в дорожном строительстве органических вяжущих материалов связан с именем швейцарского врача Э. Гуглилминетти (1862-1943 гг.). В течение 12 лет, начиная с 1902 года, для борьбы с пылью на 20-километровом участке дороги Ницца - Монте-Карло при ежедневном движении почти 1000 автомобилей и большом количестве конных повозок Э. Гуглилминетти успешно применял разогретый каменноугольный деготь газового завода. Деготь использовали для ежегодного восстановления поверхностной обработки щебеночного покрытия с последующей засыпкой песком [33, 219].

В 1902-1914 годах на дороге из Ниццы в Монте-Карло швейцарским врачом Э. Гуглильминетти проведена поливка каменноугольным дегтем и засыпка песком. В дальнейшем дорожное покрытие связано с применением вяжущих материалов, наиболее удачным из которых стал новый тип покрытия - асфальтобетон.

Опыт устройства поверхностных обработок показал, что они не только приводят к обеспыливанию покрытий, но и существенно уменьшают их износ. В результате повторных поверхностных обработок на дорогах образуется своеобразный коврик - тонкослойное асфальтовое покрытие. Первоначально розлив битума и дегтя осуществляли вручную из леек с последующим распределением по покрытию щетками. Затем появились котлы вместимостью 250...350 л на тележках, из которых вяжущее вытекало через отверстия в горизонтальной трубке. Тележку перевозили двое рабочих. Следующим этапом были распределители на конной тяге. Они имели емкости на 1200... 1500 л, из которых битум подавался под давлением до 8 атм. при возможности регулирования количества, подаваемого вяжущего. Распределители на автомобилях - автогудронаторы в СССР начали выпускать с 1931 г.

Положительное влияние битумов и дегтей на прочность дорожных одежд вызвало постепенное на протяжении ряда лет появление новых конструкций. Это было связано как с развитием научных исследований, так и главным образом с совершенствованием выпускаемых дорожных машин. Схематически этот процесс можно описать следующим образом. Поверхностная обработка захватывала только верхний слой покрытия. Расположенный ниже щебень удерживался лишь силами заклинки и поэтому при износе поверхностной обработки возобновлялось быстро прогрессирующее разрушение покрытия. Задача связывания щебня на большую толщину была решена появлением метода пропитки [] 106.

9 этап. Следующим этапом развития техники постройки усовершенствованных дорожных покрытий явилось применение битумных и дегтевых эмульсий и разжиженных битумов, которые в СССР были впервые испытаны в 1928 и 1930 гг. Битумные и дегтевые эмульсий, состоящие примерно на 50 % из воды, включали 2 % эмульгатора и диспергированный битум или деготь. Они давали возможность выполнять работы при более низких положительных температурах и влажном щебне. Распадаясь при соприкосновении с поверхностью каменного материала, они оставляли прилипшую к нему битумную пленку [167, 219].

Вяжущие материалы, разжиженные летучими растворителями, также легче проникали в пространства между щебенками, связывая пыль с поверхностью каменных частиц. Особенно широкое применение жидкие битумы получили при устройстве гравийных покрытий на дорогах низших категорий методом смещения на дороге, поскольку гравийные материалы, содержащие большой процент пылеватых и песчаных частиц, можно было перемещать на полотне дороги малым числом проходов грейдера или дисковой бороны только с маловязким материалом. Широкое применение такие методы находили в США и в СССР перед второй мировой войной при создании низовой сети автомобильных дорог в условиях быстрого роста автомобилизации [17].

Рост интенсивности движения и появление на дорогах тяжелых автомобилей потребовали дальнейшего повышения прочности дорожных покрытий по сравнению со щебеночными покрытиями, обработанными вяжущими материалами. В дорожном строительстве начали получать распространение асфальтовый и цементный бетоны. Асфальтобетон возник как развитие щебеночных покрытий из материалов, обрабатываемых вяжущими в специальных установках. Коренным отличием асфальтобетона от щебня, обработанного вяжущим, явилось обязательное наличие в его составе тонкого минерального порошка крупностью менее 0,1 мм. На первом этапе проектирования составов асфальтобетона ему предписывалась роль заполнения пор между песчаными частицами, откуда и родилось его первоначальное наименование «заполнитель», впоследствии замененное термином «минеральный порошок» [17, 219, 240]. В зависимости от соотношения минерального порошка и вяжущего покрытие оказывалось слишком хрупким или слишком пластичным, особенно в жаркую погоду, когда на нем оставались следы от колес и возникали сдвиги при торможении. Одежды с малым содержанием вяжущего быстро разрушались.

В настоящее время. Во всех странах задачи дорожного строительства включают пять основных направлений [17, 18, 33, 79, 169, 199, 219]:

  • - создание сети опорных автомобильных магистралей;
  • - строительство дорог во вновь осваиваемых промышленных и сельскохозяйственных районах;
  • - строительство сети внутрихозяйственных дорог в сельских районах;
  • - реконструкция и совершенствование дорог существующей сети;
  • - городское дорожное строительство.

Поскольку автомобильные магистрали являются наиболее дорогим типом дорог их сеть создается последовательно путем постройки четырехполосной проезжей части с разделительной полосой на наиболее загруженных участках маршрутов в первую очередь вблизи больших городов. На перегонах строится двухполосная дорога с тем, чтобы при дальнейшем росте интенсивности движения пристраивать к ней вторую проезжую часть.

Для последнего 20-летия характерна устойчивая тенденция к поискам путей уменьшения стоимости дорожного строительства, вызванная как подорожанием материалов и энергий, так и уменьшением ассигнований на дорожное хозяйство. Выход ищут в снижении нормативов на элементы трассы и поперечного профиля дорог, а также в некотором понижении расчетного уровня обслуживания и надежности дорожных одежд - в сокращении планируемых межремонтных сроков. Находят применение широкий круг отходов промышленности - шлаки, горелые сланцы отвалов каменноугольных шахт, мел из расположенных поблизости выемок, камень и кирпич из разбираемых зданий, золы уноса и др. В Германии широко используют для возведения земляного полотна золошлаки от печей, в которых сжигают в городах бытовые отбросы.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >