ИнтерСтройЭкспо 2016
04.05.2016
С 20 по 22 апреля 2016 года в Санкт-Петербурге, в КВЦ «ЭКСПОФОРУМ» состоялась 22-я Международная выставка «ИнтерСтройЭкспо», крупнейшая на Северо-Западе России международная выставка строительных, отделочных материалов и строительной техники.
Евроасфальт и Евробитум 2016
29.04.2016
Конгресс, который состоится с 1 по 3 июня в Праге, станет важной вехой в развитии асфальтовой и битумной промышленности Европы. Предоставив возможность ведущим специалистам отрасли подвести итоги проделанной работы и наметить планы на будущее, он послужит полноценной стратегической платформой для ее дальнейшего развития.
 

ПЕРВЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О ПРОЧНОСТИ И РАСЧЕТЕ ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД: ДОРОЖНЫЕ ОДЕЖДЫ ДО ХХ ВЕКА /Дорожная Техника 2012/

Радовский Б.С.
(Internet Laboratories, Inc., США)
Дорожная одежда — основная часть дороги, на которую приходится свыше половины ее стоимости. Она принадлежит к наиболее распространенным строительным конструкциям. Как и другие конструкции, дорожную одежду рассчитывают на прочность под действием внешних нагрузок и колебаний температуры. В представлениях о прочности дорожной одежды фактически сконцентрирована идеология дорожного дела: какие материалы нужно создавать, какие требования надо предъявлять к уплотнению материалов и грунтов, какие толщины слоев нужны для обеспечения заданного срока службы в разных природных условиях, как установить причину разрушений разного вида (колеи, сетки трещин, поперечных трещин), когда и как лучше усилить существующее покрытие и т.п. Совокупность представлений о напряженно-деформированном состоянии и прочности дорожной одежды стали называть механикой дорожной одежды по аналогии с механикой грунтов, сформировавшейся в 1920.х годах.
Мы предполагаем опубликовать серию обзоров, посвященных развитию механики дорожной одежды. В каждом из них эволюция представлений о прочности дорожной одежды будет рассмотрена в комплексе с совершенствованием конструкций дорожных одежд, изменением транспортных нагрузок, появлением новых материалов и технологий и развитием научных основ и методов расчета. Данный обзор является первым и посвящен дорожным одеждам до XX столетия.

1. Конструкции

Технология дорожного строительства развивалась постепенно по мере развития общества. После изобретения колеса (примерно 4.тыс. лет до н. э.) и появления колесниц и конных повозок дорожное строительство стало важным видом человеческой деятельности. Широкая панорама развития техники дорожного строительства дана в прекрасной книге (В..Ф. Бабков, 1988).
Считают, что первые протяженные дороги с твердым покрытием появились в Карфагене (на территории теперешнего Туниса) примерно в 6.м веке д. н. э. и идею их строительства в военных целях переняли победившие Карфаген (в 146 г. до н. э.) римляне, которые, впрочем, приступили к их строительству задолго до этой победы. Римская империя в период расцвета имела 86 тыс. км основных дорог с твердым (каменным) покрытием, связывавших Рим с Британией, Галлией, Испанией и другими ее провинциями, и, кроме того, около 200.тыс. км гравийных и грунтовых дорог (Tillson, 1900). Протяжение римских дорог с твердым покрытием превышало современное протяжению американской Национальной системы межштатных магистральных дорог (Interstate Highway System — 76.тыс. км).
Типичная конструкция дорожной одежды римской дороги включала четыре слоя (рис. 1). Эта дорожная одежда была построена в Британии, вблизи г. Редстока (Collins, H. J. and C..A. Hart, 1936). Римляне завоевали Британию в 43 году н. э., а ушли из нее в 406 году, т.е. дорога была построена более 1600 лет назад. Всего на территории теперешней Англии римляне построили 4100 км дорог, соединявших военные лагери, отстоявшие на 30.км друг от друга — на расстоянии однодневного пешеходного марша. Нижний слой представляет собой два или три ряда крупных камней, уложенных плашмя на известковом растворе. Над ним находился подобный бетону слой из камней размером «с кулак» также в известковом растворе. Еще выше располагался аналогичный подобный бетону слой, но на менее крупном заполнителе — камнях размером «с орех». Покрытие представляло собой квадратные или многоугольные плиты из прочного известняка или песчаника, нижняя часть которых была заглублена в подстилающий слой. Применявшийся римлянами вяжущий раствор состоял из 1 части извести, 3 частей пуццоланы (продуктов извержения вулкана) и примерно 3 частей песка. Толщина дорожной одежды — 88 см.
По римскому стандарту «12 Таблиц», обычная ширина проезжей части — 2,4 м, а на поворотах — 4,8 м, но некоторые дороги были шире. Так, Аппиева дорога Рим — Капуя (Via Appia) первоначально длиной 212 км, построенная в 312 году до н. э., имела ширину 3,9 м, что позволяло разминуться двум встречным экипажам, и ее покрытие было выложено из базальтовых плит. Квадратные плиты с размерами 0,9х0,9 м, 1,2х1,2.м или 1,5х1,5 м доставляли из каменоломен на расстоянии свыше 160.км (Blanchard and Drowne, 1914). Вблизи Рима ее ширина увеличивалась до 10.м. Отдельные участки этой дороги сохранились до наших дней.
Общая толщина дорожной одежды на римских дорогах составляла от 90 до 120 см. Такие дороги были очень дорогими. Так, по оценкам A..C. Rose (Rose, 1935) дорожная одежда на маршруте Рим — Капуя, подобная представленной на рис. 1, в ценах, проиндексированных в дальнейшем на 2000 год, стоит примерно 2.млн долл. за км (Gillette, 1906, р. 1; Rose, 1935), т.е. порядка 500 долл. за квадратный метр. Капитальность римских дорожных одежд явно превосходила требования транспортных нагрузок и интенсивности движения в ту эпоху.
Нет записей о соображениях, которыми руководствовались римляне при выборе конструкции дорожной одежды и назначении толщин слоев. Тем не менее, такие соображения были. Так, на многих римских дорогах покрытие имело поперечный уклон для обеспечения поверхностного стока воды и боковые канавы, а в ряде случаев — дренажные трубы.
После того, как римская империя рухнула под ударами «варваров», наступил продолжительный период упадка дорожного строительства, длившийся более тысячи дет. Римская технология строительства базировалась на неограниченном рабском труде, дававшем возможность строить массивные каменные дорожные одежды. Спустя тысячелетие дорожные работы стало возможно выполнять только силами местного населения, привлекаемого на барщину в ущерб сельскохозяйственным работам. Сохранившиеся римские дороги постепенно разрушались. Началось строительство грунтовых дорог, в редких случаях с гравийными покрытиями и мостовыми. Источниками камня был ручной сбор валунов на полях и разработка гравия в отложениях древнего ледника. В XVI–XVIII веках появление мануфактур и разделение труда привели к зарождению элементов капиталистических отношений, и потребность в перевозках резко возросла. Централизация власти в крупных государствах повысила роль дорог в обеспечении связи, торговли, управления и военной мощи. К началу XIX столетия во многих странах начался период повышенного внимания к строительству дорог. Потребовалась разработка новых конструкций и методов строительства дорожных одежд, которые бы соответствовали потребностям движения и изменившимся с римских времен условиям обеспечения рабочей силой. В начале XIX века такие конструкции появились.
Естественно, по сравнению с римскими дорожными одеждами толщиной 90–120 см, одежды, строившиеся в XIX веке (спустя 1400–1700 лет после римских), были значительно менее капитальными. Так, в начале 1800.х благодаря деятельности инженеров Пьера Трезаге (P. Tresaguet) во Франции и Томаса Тельфорда (T. Telford) в Англии развернулось широкое строительство дорожных одежд на основаниях из пакеляжа — камней высотой до 18.см и шириной около 10.см, широкую часть которых устанавливали на грунт земляного полотна или на песчаный слой, а затем вручную заполняли пространство между камнями щебнем с максимальным размером 6,5.см и расклинивали им эти камни с помощью молотка. Щебень под действием колес в дальнейшем дополнительно уплотнялся. Поверхность покрытия имела поперечный уклон, а поверхность земляного полотна во Франции, по предложению Трезаге, устраивали выпуклой так, что ее средний уклон составлял 6 %, что способствовало водоотводу. Наконец, самый верхний слой толщиной 2,5 см — 4 см был из гравия. Общая толщина дорожной одежды конструкций П. Трезаге и Т. Тельфорда составляла 35–45 см.

  

Файлы для скачивания:

 Читать материал полностью, файл PDF

< Назад

 

Поиск

Автор
Год выпуска
РОССИЙСКИЙ РЫНОК ЛЕГКОЙ ДОРОЖНО-СТРОИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ /Дорожная Техника 2003/
Во всех случаях, когда применение тяжелой дорожно-строительной техники не оправдано, на помощь приходит легкая техника. Одна из ее основных задач – обеспечение норм плотности дорожно-строительных материалов – показателя, от соблюдения которого напрямую зависят качество и срок службы дорожного полотна.
  © 2008 Славутич Разработка сайта Vitrum-Media