Навигация:
ГлавнаяВсе категории → Развитие дорожного строитеьства

Грунтовые дороги


Грунтовые дороги

Трудоемкость и значительная стоимость постройки дорог с твердыми покрытиями предрасполагали в странах с слабо развитой дорожной сетью (США, Аргентине, Австралии, Канаде, России и др.) в условиях постепенно возрастающей автомобилизации к первоочередному улучшению условий движения по грунтовым дорогам. Получили распространение грейдеры (струги) — машины, приспособленные к тому, чтобы за несколько последовательных проходов, сочетавших зарезание грунта в боковых канавах с перемещением его на середину дороги, формировать характерный выпуклый поперечный профиль дороги с треугольными боковыми канавами, с которого во время дождя быстро стекала вода, и он быстро просыхал. Поперечный профиль создавали за 10—12 последовательных проходов, выполняемых в соответствии со схемой профилирования. Уплотнение грунта осуществлялось проездами автомобилей и систематическим выглаживанием поверхности дороги после дождей — «утюжкой». Просыхавший грунт образовывал прочную поверхность, которой проезды автомобилей придавали дополнительное уплотнение.

В условиях хуторского хозяйства США грунтовые подъездные пути, которые, как говорили в Америке, вели «от фермы к рынку», долгое время удовлетворяли потребностям сельского хозяйства. Их супесчаные грунты достаточно зещ0 выдерживали легкое автомобильное движение. Д-р Страхан ^г Strahan), исследовавший в США с 1906 г. проезжаемость грун-овых дорог, выдвинул понятие об «оптимальных грунтах». Их механический состав он определял на основе испытания образцов грунтов которые брал с участков грунтовых дорог, значительно отличавшихся от соседних своей беспыльностью в сухую и малой колейностью В дождливую погоду.

Позднее, в 1923 г., в период начала развертывания строительства грунтовых дорог в СССР Н. Н. Иванов и Л. В. Пашков предложили составы оптимальных грунтов для условий СССР на основе теоретических соображений и лабораторных экспериментов, а также анализа грунтов с хороших участков дорог в самых разнообразных районах страны. Было установлено, что наилучшими для грунтовых дорог являются грунты, содержащие 7—15% глины, 20—35% пылеватых частиц и 55—75% песка.

В сыром климате содержание глины рекомендовалось ближе к нижнему пределу.

Дороги на грунтах, не соответствующих оптимальным, улучшались добавками соответственно песка или глины. В условиях США, где климат штатов, граничащих с Канадой, примерно соответствует условиям севера Украины, а южных — сухим субтропикам, такие дороги обеспечивали при регулярном хорошем содержании движение до 300—500 авт/сут.

Опыт механизированного строительства грунтовых дорог в США вскоре стал известен в России. В 1913 г. вблизи от Киева были проведены под руководством проф. Г. Д. Дубелира первые опыты профилирования грунтовой дороги, во время которых грейдер работал на прицепе 8—14 волов и парового трактора (60 л. с.) фирмы Кейс. Позднее опыт механизированного строительства и ухода за грунтовыми дорогами был описан в нескольких брошюрах.

Механизированные способы улучшения проезда по дорогам привлекли к себе внимание В. И. Ленина, который, придавая большое значение созданию транспортной системы России, указывал в статье «О продовольственном налоге» на преобладание патриархальщины, обломовщины и полудикости в обширных районах России, «где десятки верст проселка — вернее: десятки верст бездорожья — отделяют деревню от железных дорог…». В тяжелые годы гражданской войны и иностранной интервенции В. И. Ленин предвидел большое значение развития дорожной сети. Писатель Г. Уэллс с чувством удивления писал после беседы с ним, что «он видит, как новые шоссейные дороги прорезают всю страну». В тетради записей поручений В. И. Ленина, которую вел управляющий делами СНК Н. П. Горбунов, 31.09.1921 г. была сделана запись — обрать сведения об американских машинах для быстрого проведения шоссейных дорог…

Рис. 1. Двенадцатипроходная схема профилирования грунтовой дороги последовательными проходами грейдера

Опыты механизированного строительства грунтовых дорог продолжались в ограниченном объеме военно-дорожными отрядами в годы гражданской войны, а в 1923—1924 гг. Центральное управление местного транспорта НКПС провело обширные эксперименты в Московской, Ленинградской, Смоленской, Киевской, Оренбургской и Казанской областях, которые дали достаточный материал для развертывания систематических работ по профилированию грунтовых дорог в системе совхозов Зернотреста. Дорожным отделом Зернотреста была разработана стандартная двенадцатипроходная схема профилирования тяжелыми 12-футовыми грейдерами.

Низкий технический уровень состояния дорожной сети к началу первой пятилетки и еще малое количество автомобилей в стране выдвигали на первое место улучшение состояния дорог для конного движения. В 1931 г. из общей учтенной протяженности дорог в СССР 1583 тыс. км 92% представляли собой неблагоустроенные грунтовые дороги и лишь 3% имели щебеночные и гравийные покрытия или булыжные мостовые.

Специфические условия дорожной сети зерновых совхозов, по которой интенсивные перевозки выполняли преимущественно автомобили по накатанной проездом уплотненной грунтовой поверхности, обеспечивающей проезжаемость при кратковременных летних дождях, создали представление, что постройка профилированных грунтовых дорог может решить дорожную проблему СССР, тем более что несложные машинно-дорожные отряды позволяли быстро улучшать проезжаемость грунтовых дорог. Это предопределило значительный объем строительства грунтовых дорог в планах первой и второй пятилеток, база для чего была создана началом выпуска оте- ! чественной промышленностью с 1926 г. машин для строительства и содержания грунтовых дорог — утюгов и канавокопателей, а с 1932 г.— тяжелых прицепных грейдеров с ножами длиной 3,6 м. Грунтовая дорога «являлась первым техническим шагом к созданию новых дорожных направлений, отвечающих новому размещению производительных сил страны, и к реконструкции существующей дорожной сети».

В связи с недостаточным количеством средств механизации в строительстве грунтовых дорог в 30-е годы широкое участие прини- | мало местное население. В привлечении внимания общественности к проблемам автомобилизации и дорожного строительства большую роль сыграл Автодор — добровольное общество содействия развитию автомобильного транспорта, тракторного и дорожного дела, организованное в 1927 г. и просуществовавшее до 1935 г. В этот период начали получать распространение массовые выходы населения на строительство новых дорог. Почин был положен Чувашской автономной республикой, в которой за первую пятилетку было построено свыше 10 тыс. км благоустроенных дорог с придорожными насаждениями, в том числе более 300 км с простейшими твердыми дорожными одеждами. Ликвидация бездорожья и создание сети дорог, обеспечивавшей автомобильные и гужевые перевозки того периода, способствовали быстрому подъему народного хозяйства и культуры республики, за который Чувашия была награждена в 1935 г. орденом Ленина.

Массовые выходы населения на строительные работы приобрели особенно большой размах после того, как колхозники Средней Азии в 1938 г. за 45 дней построили Большой ферганский канал протяженностью 270 км. Ферганский метод был перенесен и в дорожное строительство. Газета «Правда» от 13.01.1940 г. писала: «Инициатива масс, осознанная ими необходимость строить дороги и горячее желание принять в этом непосредственное участие — налицо».

Организация труда большого числа неквалифицированных рабочих, выходивших с своими простейшими инструментами и оборудованием (лопаты, кирки, ломы, мотыги, носилки, плуги, неприспособленные для перевозки грунта конные повозки), была трудной задачей. На строительстве дороги Орел — Ливны протяженностью 197 км работало более 6000 человек и 3000 лошадей. Маршрут делили между районами. Каждому сельсовету и колхозу выделяли определенный участок, на котором они должны были полностью осуществить все работы, начиная от заготовки материалов и кончая обору-тованием дороги. Для организации строительства создавали штабы, обычно возглавлявшиеся областным руководством. Техническое руководство работами осуществляли сотрудники дорожных организаций.

Работы проводились в ограниченный период времени между окончанием весеннего сева и началом уборки урожая. Работающие жили в специально оборудованных полевых станах, обеспечивались питанием.

ферганские методы строительства начали получать все большее распространение. В 1940 г. было построено 5000 км дорог, на 1941 г. намечалось построить 10 000 км. Однако работы были прерваны разразившейся войной. После окончания Великой Отечественной войны ферганские методы строительства дорог не возобновлялись в сколько-нибудь широком масштабе как в связи с необходимостью сосредоточить усилия на восстановлении сельского хозяйства, так и с переходом на преимущественное строительство дорог с твердыми покрытиями и развитием дорожного машиностроения, обеспечивавшего возможность строительства с меньшими затратами человеческого труда.

Создание автомобильной промышленности в СССР и рост автомобильного парка, который с 1931 по 1934 г. увеличился с 35 100 автомобилей примерно до 180 тыс., показал, что грунтовые дороги, обеспечивавшие движение в сухую летнюю погоду, быстро выходили из строя в дождливые периоды и могли рассматриваться лишь как первый этап улучшения и развития дорожной сети. Кроме того, в период увлечения строительством профилированных грунтовых дорог часто забывали, что они нуждаются в тщательном содержании, устраняющем застои воды и колейность. Проф. Г. Д. Дубелир предупреждал еще в 1934 г. во время массового строительства грунтовых дорог о необходимости учитывать «всем тем, кто придает профилированным дорогам преувеличенное значение и ждет чуда от прохода машин по дороге…, что само по себе профилирование без последующего систематического и непрерывного ремонта никакой пользы не приносит, а на некоторых грунтах может даже ухудшать естественную накатанную дорогу.

Возникла идея поисков способов сохранения в периоды переувлажнения тех свойств грунтов, которые они имеют в сухое время года, путем укрепления грунтов — так называемой «стабилизации грунтов». По определению проф. М. М. Филатова, целью стабилизации было «сделать дорожный грунт достаточно сопротивляющимся сдвигу и стиранию». Стабилизация должна была предотвращать вредное воздействие увеличения влажности грунта, уничтожающей в нем связность. Для повышения сцепления в грунт вводили устойчивые к воздействию воды связующие материалы органического и неорганического происхождения или скелетные добавки — крупнозернистый песок, гравий или щебень, увеличивающие внутреннее трение грунта.

В первом случае связность повышалась путем физико-химического взаимодействия между вяжущими и коллоидными составляющими грунта при смещении грунта с битумом, каменноугольным дегтем, гашеной известью, портланд-цементом, хлористым кальцием и магнием, побочными продуктами сахарной и бумажной промышленности (дефекационная грязь и сульфитоцеллюлозная барда) и другими материалами.

При обработке грунтов битумами и подобными им органическими вяжущими веществами в грунте образуются «особые поглотительные соединения «битум — глина», которые стягивают гранулометрические элементы грунта в агрегаты», связанные эластичными пленками, образующими в массе грунта своеобразную водонепроницаемую сетку. При обработке грунта гидравлической известью происходит химическое взаимодействие с поглощающим комплексом, в результате которого образуются структурные агрегаты. Цемент, смешанный с грунтом, затвердевая, образует твердую массу. Однако эффект введения вяжущих во многом определяется однородностью получаемой смеси. Применявшиеся для этой цели грейдеры и бороны, а позднее фрезы не могли полностью размельчить грунт, в котором остаются мелкие комочки и структурные агрегаты. При проникании в обработанный грунт влаги необработанные комочки размокают и окружающая их сетка физико-химически объединенных грунта и вяжущего разрушается. Это предопределяет использование укрепленных цементом грунтов только в конструктивных слоях земляного полотна, защищенных от увлажнения и непосредственного воздействия колес.

Преобладавшее на первых этапах работ использование для укрепления грунтов органических вяжущих веществ в дальнейшем сменилось применением цементов. Причиной была трудность объединения грунтов с битумами и дегтями и зависимость результатов от влажности грунта.

Делались попытки воздействия на коллоидную часть грунта высокими температурами. Для этой цели наряду с простейшими напольными печами, которые складывали на дороге из комьев глинистого грунта, в Австралии и в СССР были сконструированы передвижные газогенераторные установки, создававшие температуру до 1350 °С. Метод не получил распространения из-за низкой производительности и малой экономичности, поскольку, помимо тепла, расходуемого на спекание поверхностного слоя грунта, значительное его количество расходовалось на прогревание расположенного ниже грунтового массива.

Для исследования работы грунта в полотне грунтовых дорог и в земляном полотне в 1923 г. в Петрограде было создано Дорожное исследовательское бюро, из которого в дальнейшем вырос основной центр дорожной науки СССР — Всесоюзный научно-исследовательский институт (Союздорнии). Удачное объединение в нем почвоведов (профессора П. А. Земятченский, Н. И. Прохоров) и инженеров-дорожников (Н. Н. Иванов, Б. П. Жерве и др.) дало возмож-петь изучать сопротивление грунтов нагрузками в связи с геофизическими и климатическими условиями района строительства и обусловит» глубокий научный подход к вопросам конструирования земляного полотна и укрепления грунтов. Продуктивность такого метода бЫпа признана в 1927 г. на Международном почвенном конгрессе в Вашингтоне, где основоположник механики грунтов проф. К. Тер-цаги заявил, что «русский метод изучения грунтов имеет свои преимущества» и «можно избежать неудач и напрасного труда, если аетально познакомиться с работой русских исследователей».

Первые успехи стабилизации грунтов в период малых интенсив-ностей движения вызвали появление лозунга «грунт не как основание, а как одежда». Предлагалось «основным материалом для дорожной одежды принять грунт — вездесущий грунт, но взять его не в естественном или механически улучшенном состоянии, а обратив его путем различных физико-химических и технологических процессов и воздействий в массу, достаточно эластичную и прочную для проезда». При этом верхний слой грунта нужно было «сделать водонепроницаемым, так как при увлажнении и размокании грунта естественная дорога от проезда разрушается и теряет способность сопротивляться движению».

С ростом интенсивности движения и увеличением в его составе автомобилей дорожные одежды из стабилизированных грунтов не оправдали возлагавшихся на них надежд из-за малой прочности и недостаточного сопротивления износу. В планах дорожного строительства все большее место начали занимать дороги с твердыми покрытиями — щебеночные, гравийные, из доменных шлаков, а затем и усовершенствованные покрытия разных типов. Работы по стабилизации легли в основу разработки методов «укрепления грунтов» — направленных поисков коренного изменения свойств грунтов в целях использования их в слоях оснований дорожных одежд. В связи с несовершенством дорожных машин, не обеспечивающих однородного перемешивания грунтов с органическими вяжущими материалами, основным направлением укрепления грунтов стало использование цемента, создающего в обработанном грунте прочный твердый каркас.

Совершенствование сети дорог в условиях непрерывно возрастающего движения привело к разработке метода постепенного их совершенствования путем «стадийного строительства» — «заранее продуманных и постепенно проводимых мероприятий по повышению технического типа дороги». Геометрические элементы трас-сы и земляное полотно назначаются на достаточно длительную перспективу, а тип дорожной одежды — применительно к интенсивности движения через небольшой промежуток времени, не превышающий нескольких лет, после чего на дорогу укладывается новое покрытие с использованием существующей одежды как основания. ;?тот прием широко использовался в США на дорогах низовой сети. Однако при снижении размеров единовременных затрат, требовалось проведение на дорожной сети непрерывных строительных работ, поскольку даже относительно небольшой прирост движения резко увеличивал объем ремонтных работ и вызывал необходимость очередного усиления дорожной одежды.

Идея стадийного строительства сохранилась и до настоящего времени. При конструировании дорожных одежд с расчетом на существенно большие сроки службы предусматривается повышение капитальности покрытий таким образом, чтобы при усилении существующая одежда служила основанием.





Похожие статьи:
Земляное полотно и дорожные одежды

Навигация:
ГлавнаяВсе категории → Развитие дорожного строитеьства

Статьи по теме:





Главная → Справочник → Статьи → БлогФорум