Навигация:
Главная → Все категории → Развитие дорожного строитеьства

Развитие конструкции щебеночных покрытии


Развитие конструкции щебеночных покрытии

Трудности получения каменных материалов, суровость климата и значительное разнообразие климатических условий предопределили творческое развитие в России конструкций щебеночных дорожных покрытий. Видный русский дорожник Егор Головачев писал в 1870 г.: «Нам, при значительном несогласии местных условий, при устройстве шоссейных дорог, зависящих столь много от климата и места, бессознательно подражать той или иной системе непростительно. Во избежание этого нам необходимы рациональные исследования условий страны». В этом можно усмотреть первое высказывание о необходимости разработки «региональных технических условий», идея которых неоднократно всплывает периодически в современной литературе и в скрытом виде осуществляется через дорожно-климатическое районирование в современных нормах проектирования земляного полотна и дорожных одежд.

Существенным отличием конструкций дорожных одежд в России был отказ от обязательного требования Дж. Мак-Адама о создании дорожной одежды из однородного по составу, крупности и прочности щебня.

Средняя полоса европейской части России, где велось строительство щебеночных покрытий, бедна каменными материалами, так как коренные породы покрыты мощными слоями ледниковых отложений. Основным источником получения каменных материалов был сбор на полях валунов. Поэтому вскоре возникла мысль об укладке в нижний слой одежды крупного щебня слабых, но дешевых местных пород. Таким способом построен ряд шоссе в западных губерниях.

Вначале, так же как и Мак-Адам, щебеночным одеждам придавали толщину 25 см (10 дюймов), но потом, убедившись, что хорошее уплотнение щебеночного слоя проездом распространяется только на глубину примерно 10 см, а глубже щебень остается в слабо уплотненном состоянии, перешли постепенно в целях уменьшения расходов к толщине 15 см в уплотненном состоянии. Это оказалось возможным в связи с меньшими нагрузками на конные повозки в России по сравнению с применявшимися в Англии. При неблагоприятных грунтовых условиях, где можно было ожидать пучин, щебеночную одежду утолщали до 9—12 дюймов, но, так как это сильно удорожало строительство, нижнюю часть каменного слоя начали заменять песком. Так было построено шоссе Петербург — Москва.

Рис. 1. Динамика развития конструкции щебеночных дорожных одежд в России:
1 — бескорытный профиль, применявшийся Мак-Адамом; II — корыто с горизонтальным дном; III — корыто с выпуклым дном; IV — покрытия на пакеляже; V—песчаное основание; VI—щебень, укладываемый непосредственно на грунт; VII — замкнутое песчаное основание; VIII—основание с дренажными воронками; IX — сплошной дренажный слой; X — щебеночные одежды с бордюром; XI — щебеночные одежды без бордюра; 1 — период строительства дорожных одежд по типу Мак-Адама; 2 — прекращение строительства корыт с горизонтальным дном; 3 — отказ от пакеляжных оснований; 4 — отказ от замкнутых песчаных оснований; 5—появление дренажных воронок; 6 — отказ от бордюрных камней

На рис. 1, составленном на основе опубликованных в ряде источников поперечных профилей дорог конца XVIII— начала XIX в., показана динамика развития конструкций щебеночных покрытий в России, отражающая творческий подход русских инженеров к их разработке. Каждая точка на графике соответствует опубликованному поперечному профилю и поэтому график в определенной степени отражает распространение разных конструкций дорожной одежды.

Число случаев формального использования в России конструкций по типу, предложенному Дж. Мак-Адамом, было ограниченным. Их строили в 1840—1860 гг., т. е. несколько десятилетий после начала их распространения в Англии. Характерные для России поперечные профили дорог с щебеночными одеждами показаны на рис. 2.

Первые годы щебеночные покрытия строили с обязательным бордюром из крупных камней, отсутствовавшим в конструкции Дж. Мак-Адама, но являвшимся обязательной принадлежностью одежд по типу П. Трезаге и Т. Тельфорда. Поскольку обочины не укреплялись, при отсутствии бордюров на них вскоре от заезда колес повозок образовывались колеи, из которых вода просачивалась в основание дорожной одежды. В 1843 г. для экономии средств устройство бордюров было запрещено на относительно прочном «твердом и неудоборастворимом в ненастное время» грунте. Это запрещение было отменено в 1851 г., но в целях экономии затрат дороги, как правило, продолжали строить без бордюров.

Рис. 2. Характерные поперечные профили дорог с щебеночными покрытиями в России:
а и б — Московско-Варшавское шоссе (1842 г.); в — типовой поперечный профиль (1881 г.)

В период с 1820 по 1840 г. песчаные основания в замкнутом корыте и укладка щебня или гравия в корыте непосредственно на грунт встречались практически одинаково часто. В это время слой песка рассматривали лишь как замену дефицитного каменного материала. Примерно к 1840 г. было понято, что песчаный слой играет в дорожной одежде более важную самостоятельную роль, отводя проникающую воду и снижая опасность пучинообразования. М. С. Волков указывал, что «песчаное основание, имеющее целью не допускать воду до дна ящика, делается иногда не довольно толстым слоем. Толщина его должна бы непременно изменяться сообразно свойству грунта, между тем как она берется постоянной для всего протяжения шоссе». «Чем грунт слабее и более растворяем водою, тем толще должен быть основной слой песку. На грунтах чисто глинистых не лишним было увеличивать среднюю толщину песка до 10 и 12 дюймов тем более, что после осадки дороги часть песка проникает в щебень и в грунт, так что действительная толщина этого слоя значительно уменьшается против предположенной».

Для улучшения отвода воды корыто начали делать с выпуклым дном, по уклону которого вода могла стекать к обочинам, не просачиваясь в грунт. В 1847 г. был утвержден «нормальный поперечный профиль для государственных шоссе», предусматривавший на глинистых грунтах песчаный слой толщиной по оси 10 дюймов и постепенно утончавшийся к откосам земляного полотна до 5 дюймов.

Застаивание воды у краев проезжей части в корыте и разрушение щебеночной коры у кромок из-за переувлажнения грунта основания вызвали распространение в 1840—1860 гг. сплошных песчаных слоев. Однако по экономическим соображениям примерно с 1860 г. начали устраивать песчаные дренажные воронки.

Введение в России в конструкцию дорожной одежды пористого песчаного слоя, который обеспечивал отвод воды и способствовал осушению грунтового основания, почти на 150 лет опередило зарубежную практику. До второй мировой войны в США и европейских странах в дорожных одеждах отсутствовали пористые основания для осушения поверхностного слоя земляного полотна. Укладывавшиеся иногда толстые песчаные или гравийные слои преследовали цель защиты от пучения. Обширные исследования, проведенные в США в конце 60-х годов, выявили значительную роль в разрушениях дорожных одежд гидродинамических напоров, возникающих в переувлажненных грунтовых основаниях дорожных одежд при проезде автомобилей, и необходимость в связи с этим отвода воды из пористых слоев.



Похожие статьи:
Земляное полотно и дорожные одежды

Навигация:
Главная → Все категории → Развитие дорожного строитеьства

Статьи по теме:





Главная → Справочник → Статьи → Блог → Форум