X Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2018

Строительство дорог в нашей стране развивалось несколькими отличными от Запада путями по причине недостатка легкодоступных для разработки каменных материалов. Основными источниками получения камня были сбор валунов на полях и разработка гравия в ледниковых отложениях. Во второй половине XVIII в. сеть только почтовых путей из Москвы достигала около 17 тыс. км. Несмотря на такую протяженность дорог и большие потребности в совершенствовании условий перевозок, техника дорожного строительства в России ограничивалась в то время осушением дорожной полосы и укреплением древесными материалами.

Началом дорожного строительства в России можно считать 1722 г., когда 1 июня был издан указ Сената о постройке дороги между Петербургом и Москвой. Дорогу строили как грунтовую. В указе от 20 мая 1723 г. говорилось: «... А в болотных местах класть фашины и между ими насыпать землею слоями до тех мест, как вышиною будет с натуральною землею ровно и потом мостить, не подкладывая под испод бревен и сверх того мосту насыпать по небольшому земли».

Примитивная технология строительства не способствовала в суровых условиях северо-запада России хорошим результатам. Это привело к тому, что руководители дорожным строительством начали мостить отдельные участки дороги камнем. В декабре 1722 г. Сенат, наконец, решил, что «в нужных местах и где камня довольно есть, из помянутых дорог одну половину, в рассуждении прочности и сбережения лесов, мостить камнем по такому грунту, чтоб камень скоро не опадал и не делалось лощин и не повреждалась бы дорога...». С этого времени в России была принята установка на постройку на магистральных дорогах каменных дорожных одежд.

Развитие в России торговли и промышленности требовало содержания дорог в исправном состоянии. На важнейших государственных магистралях основным типом дорожного покрытия стал щебень.Первоначальная технология не предусматривала какого-либо специального уплотнения дорожного покрытия. Идея отказа от уплотнения щебеночных покрытий движением и перехода к уплотнению катком не сразу получила признание и лишь в 40х годах XIX века стала рассматриваться как обязательная.

В России в 1786 г. для дорог с проезжей частью была утверждена в качестве обязательной двухслойная конструкция дорожной одежды капитана Баранова: нижний слой - щебень размером «малого куриного яйца», а верхний толщиной 2—4 дюйма — из прочного каменного материала, который при постройке надо было «уколотить поплотнее ручными бабами и выровнять катками, железными и каменными». При укатке рекомендовалось употреблять «катки сначала незначительного веса, но увеличивать по мере укатки вес оных». При этом «польза от катка могла только тогда быть, коль скоро тяжесть его постепенно доходила до 300 пудов нагрузкой в ящик камня». Последняя строительная операция рекомендовалась значительно ранее, чем ее ввел в 1830 г. в строительную практику для щебеночных покрытий во Франции Полонсо.

После 1860 г. объем дорожного строительства в России начал сокращаться: до 1861 г. строилось примерно 230 км дорог с твердыми покрытиями в год, а в следующее 20 лет объем строительства сократился до 25—30 км в год. Лишь после 1890 г. в связи с развертыванием строительства стратегических дорог в западных губерниях объемы строительства возросли до 300—350 км. Железных дорог в этот период ежегодно вводилось в эксплуатацию от 730 до 1320 км в год.

В период до II Мировой войны получило распространение строительство дорожных одежд из бетона - для всех стран был типичен поперечный профиль бетонного покрытия из соединенных металлическими штырями плит постоянной толщины 18—24 см, укладываемых на песчаное или гравелистое основание или более толстый «морозозащитный слой», предохранявший от пучения. Предполагалось, что толстая бетонная плита, распределяющая давление от колес автомобилей на большую площадь основания, может компенсировать неоднородность грунта земляного полотна. Однако опыт эксплуатации показал, что различие в прогибах центральной части и краев плит при проезде автомобилей приводит к накоплению остаточных деформаций грунта под поперечными швами и образованию там полости, заполняющейся в дождливые периоды водой, разжижающей грунт земляного полотна. В бетоне плиты, не испытывающей полной поддержки грунтового основания, начинают развиваться усталостные явления, приводящие к образованию трещин.

В России идея повышения связности щебеночного покрытия начала реализовываться лишь после введения искусственного уплотнения щебеночных россыпей катками. Для заполнения пор в верхнем наиболее уплотнявшемся слое начали использовать более мелкий материал — клинец и высевки, вдавливаемые весом катка в незаполненные места между щебенками и создающие расклинивание. В России считалось обязательным использование для этой цели щебня тех же горных пород, что и для основной россыпи, поскольку применение мягких легко дробящихся пород, облегчая закатку, давало малоустойчивое, быстроразрушающееся покрытие.

Особенностью щебеночных покрытий было то, что они нуждались в повседневном надзоре и ремонте, так как от выбитой щебенки начинался быстрый рост дальнейших разрушений.

В 1870 г. было опубликовано первое предложение о методике расчета толщины дорожной одежды. Исходя из представления о передаче в щебеночном покрытий давления от частицы к частице, Е. Головачев пришел к выводу, что «давление колеса, прилагаемое к покрытию через малую прямоугольную площадку... распространяясь в слое щебня под углом естественного откоса...».

Прогресс в строительстве щебеночных покрытий по сравнению с техникой, рекомендованной Мак-Адамом, лучше всего сформулировал в 1870 г. Е. Головачев, писавший, что «...начиная с сороковых годов, когда убедились в полной необходимости изучать не только крепость щебня, но и свойства его пыли, обеспечивающей наибольшую связь между щебнем, прибавлять к щебню мелкий материал для заполнения промежутков, укатывать шоссе искусственно до полно-го уплотнения, чтоб сберечь то количество каменного материала, которое должно было, при прежней системе укатки шоссе проездом, обращаться в пыль и осколки, чтоб заполнить промежутки между щебенками, без чего они не могли получить должной неподвижности и устойчивости, что собственно и обеспечивает прочность щебеночной насыпи, когда для облегчения укатки введена была поливка щебня водой и для лучшего уплотнения щебеночного слоя стали в иных местах вместе со щебнем твердых пород, составляющих основу щебеночной насыпи, применять еще примесь щебня мягких известковых пород.

Использование геосинтетических материалов характерно для дорожного строительства России только в самом конце 20 века, и то в очень ограниченном объеме.

Код для цитирования: Скопировать