Дороги и дорожное дело

Дороги и дорожное дело

Дорожное дело - искусство построения и эксплуатации сухопутных безрельсовых дорог, т. е. дорог, служащих для передвижения по ним конных повозок, самодвижущихся экипажей (автомобилей, тракторов и т. п.) и пешеходов. В последнее время дорожное дело становится, и во многих своих частях уже стало, на научную основу, обоснованную, с одной стороны, математическими и механическими дисциплинами, а с другой - почвенными, геологическими и геофизическими данными и экономическими факторами. Иногда безрельсовые дороги именуют обыкновенными, в отличие от железных дорог. Дорога, не покрытая каменной или иной прочной одеждой, называется грунтовой. Дороги, покрытые одеждой, носят название шоссе и мостовых (мощеные дороги). Одеждой шоссе служит измельченный в щебень каменный материал, уплотненный катками (см. Дорожные машины) для придания одежде монолитности. Если в состав одежды входят только щебень, высевки и вода как простейшее вяжущее вещество, то имеем дело с обычным шоссе (waterbound macadam - связанный водой макадам). Если одежда обычного шоссе устроена на каменном основании, то ей иногда придают название «тельфорд».

Профиль и план дороги

Ширина проезжей части зависит от габарита (очертания) движущихся повозок, грузонапряженности дороги и качества одежды. В среднем, при конной тяге, ширина одежды b0 = 4,5 м, при автомобильной тяге b0 = 5—6 м. На старых шоссе можно встретить более широкую проезжую часть.

При автомобильной тяге ширина одежды определяется из условия возможности встречи двух экипажей с оставлением зазора между ними (например, 0,4 м) и зазоров по краям одежды (например, 0,2 м). В последнее время учитывают и возможность поперечного скольжения автомобиля. На пригородных участках и на городских улицах ширина одежды определяется из условия пропуска нескольких рядов повозок, удобства их стоянки возле домов и возможности укладки трамвайных путей. Чем каменный материал мягче и легче изнашивается, тем одежда должна быть шире. Ширина обочин, т. е. промежутков между кромкой (кантом) одежды и бровкой земляного полотна, делается 1—3 м. Назначение обочин: а) давать упор проезжей части при проезде экипажей; б) представлять экипажам возможность разъезда и вне пределов проезжей части; в) служить местом складывания ремонтных материалов. Полная ширина полотна дороги между бровками м. б. принята в 7,5, 8,5, 9,5 м. Полотно дороги помещается в середине дорожной полосы, или полосы отвода. По обе стороны полотна до границ отвода остаются обрезы одинаковой или неодинаковой ширины. Во время сооружения дороги на обрезах берется земля для насыпей («закладываются резервы») и отваливается излишняя земля выемок («в кавальер» или «на вымет»), а также складываются строительные материалы. При эксплуатации дорог на обрезах ставят защиты для предохранения полотна от снежных заносов; вблизи городов и промышленных центров проводят узкоколейные железные дороги и трамваи.

Если дорога покрыта каменной одеждой, то по обрезу часто проводят летний путь в форме грунтовой дороги, по которой сельские экипажи обычно предпочитают передвигаться в сухое время года. Наконец, в военное время по обрезам часто идет кавалерия, оставляя полотно для войск других родов оружия. По декрету от 1 сентября 1924 г. установлена ширина полосы отвода на дорогах РСФСР в открытых местах: для дорог государственных - 65 м, губернских - 43 м, уездных - 34 м, волостных и сельских - 6,5 м, полевых и специального назначения не более 21 м. В лесистых местах ширина полосы отвода увеличивается. Фактически ширина дорожной полосы колеблется от 6 до 60 м. Проезжая часть в поперечном направлении м. б. очерчена по пологой дуге круга или параболы, а также по двум наклонным к горизонту прямым, сопряженным кривой. Средний поперечный уклон одежды i0 тем меньше, чем ровнее и глаже поверхность одежды и чем значительнее продольный уклон i дороги (см. табл. 1).

Зависимость поперечного уклона одежды от продольного уклона дороги

Для грунтовых дорог, на которых следует избегать образования продольных струй, i0 тем больше, чем больше i. При назначении поперечного уклона надо считаться с возможной скользкостью одежды. Применение значительных продольных подъемов дает экономию в земляных работах по устройству дороги, но удорожает перевозки. Для достижения возможно большей нагрузки на двигатель, на равнинных дорогах не применяют больших продольных уклонов; на горных дорогах, наоборот, значительные подъемы и уклоны - обычное явление. Наибольшие допускаемые подъемы и уклоны: а) в ровной местности 4%; б) в холмистой местности 5%; в) в гористой местности 6%, а при исключительно трудных условиях 7%. При проектировании скользких типов одежды эти нормы уменьшаются: например, для клинкерной одежды imax = 4%. На грунтовых дорогах imax = 8—10%. Минимальный уклон imin = 0,3%, в крайнем случае, 0,2%, лучше 0,5%. Горизонтальные участки (i = 0) допускаются только для насыпей по болотам и для высоких дамб по разливам рек, просыхание которых происходит быстро, а также для дорог в водопроницаемых грунтах.

Горизонтальные участки в выемках не допускаются. По нашим техническим условиям переход от подъема i1 к уклону i2, или наоборот, д. б. смягчен, если i1 + i2 > imax; смягчение производится или прямой (горизонтальной или с уклоном в 1%) вставкой длиной 50 м (фиг. 1, прямая пунктирная) или же плавной кривой, радиус кривизны которой ϱ ≥ 800 м.

Dorogi 2

Длина дуги s = ϱ (i1 + i2); понижение d = s(i1 + i2)/8. На заграничных дорогах сопряжение разноименных уклонов +i1 и —i2 производится гораздо чаще, чем это допускается нашими техническими условиями; можно встретить и сопряжения одноименных уклонов. В плане хорошо устроенная дорога состоит из прямых и кривых участков. Кривые обычно описываются по дуге круга или по другой плавной кривой с увеличением величины радиуса кривизны от середины кривой к точкам касания с прямыми участками. Минимальный радиус закругления Rmin лучше не делать менее 50 м; на современных автострадах Rmin равен 300 м. При совпадении крутого продольного уклона i с закруглением малого радиуса R эти 2 величины связываются условием i = R/n, где по нашим техническим условиям n = 10; за границей же применяются и более значительные величины n (например, 20—30). На кривизнах малого радиуса проезжую часть уширяют и делают не двускатной, а односкатной, причем переход от двускатного профиля к односкатному производится постепенно. Такое устройство называется виражом. Поперечный уклон i'0 односкатного профиля не делается больше 6—8%. Теоретически величина этого поперечного уклона м. б. определена по формуле

Величина поперечного уклона односкатного профиля

в которой: v - скорость движения в м/сек; g - ускорение силы тяжести в м/сек2; ϱ - радиус кривизны в м; k - дробь, указывающая, какая часть веса передается на ведущую ось автомобиля (обычно принимают k = 2/3); μ - коэффициент трения покрышек о дорогу (среднее значение его на чистых сухих мостовых μ = 0,4, в сырую погоду μ = 0,3, для обледенелых поверхностей μ = 0,15 и менее). Переход от двускатного профиля к односкатному делается при помощи особой переходной кривой (отгон или отвод виража). Если направления двух прямолинейных участков пересекаются под острым углом, то закругление иногда делается не внутри угла, а вне его (серпентина, фиг. 2).

Серпентин

Серпентины обычно устраиваются в горной местности, когда при развитии линии приходится трассу укладывать зигзагами на косогоре (фиг. 3).

Серпентины обычно устраиваются в горной местности

Грунт дороги

Основанием для полотна и одежды дороги служит грунт, который предварительно д. б. испытан в лаборатории и в поле на отношение к воде, воздуху и нагрузке. Грунт может оказаться и непригодным для данной цели; однако, путем различных добавок к нему иногда возможно получить пригодный материал. Состав оптимальной или стандартной смеси грунтов у нас окончательно еще не установлен; вероятно, он и различен для разных районов страны. По данным Исследовательского бюро Центрального управления местного транспорта (ЦУМТ), смесь должна содержать: глины (т. е. частиц мельче 0,005 мм) от 7 до 15%, пыли (0,01—0,05 мм) - от 25 до 30%, остальное же - более крупные песчаные примеси.

Большое значение для качества грунта как основания имеет его способность образовывать т. н. «пучины», наблюдающиеся, главным образом, в водонепроницаемых пылеватых, а также глинистых грунтах. Если шоссе проходит по такому грунту, пропитанному водой, то весной под действием лучей солнца грунт, находящийся под каменной одеждой, служащей хорошим проводником тепла, начинает быстро оттаивать, в то время как грунт обочин, обладающий меньшей теплопроводностью и прикрытый слоем снега, еще не оттаял. На размягченном грунте, из которого вода не имеет выхода, одежда легко прорезается колесами. Пучины наблюдаются и на грунтовых дорогах. Особого внимания заслуживает грунт как основание дороги в отношении вечной мерзлоты. Испытание грунта в поле может производиться при помощи ударника (динамическая проба). Желательно составление почвенного профиля дороги.

Материал одежды

Естественный камень для дорог получают: а) собиранием валунов на полях и по берегам рек; б) ломкой из каменных карьеров (каменоломен). Валуны, занесенные в ледниковый период из Финляндии и Скандинавии, находятся по преимуществу в северо-восточной части и в центре РСФСР. Наиболее часто встречающаяся в составе валунов порода -  гранит; встречаются также диориты, диабазы, габбро, гнейсы. Валунный камень, более твердый, чем остальные, носит название обойного камня (обой, синяк); он обыкновенно темного цвета и, по-видимому, представляет собою продукт разрушения базальта. При разработке карьера предварительно производится его техническое и экономическое обследование. Следует определить пригодность камня для работ, мощность карьера, характер залегания породы, толщину съема, дальность возки. Особенное значение имеет последний фактор. Открывая карьер, составляют проект его эксплуатации: а) место складывания съема назначают так, чтобы не помешать развитию карьера в будущем; б) намечают отвод воды; в) проектируют транспортные устройства с целью использовать, насколько возможно, силу тяжести. Наилучшим расположением карьера надо считать косогоры. Разработка карьера может вестись по-летнему, т. е. с удалением съема, или же по-зимнему, достигая глубокого промораживания съема через прорытые вертикальные окна. Вывозка камня обычно производится зимой, когда это и удобнее и дешевле. Дорожный камень должен удовлетворять всем требованиям, какие предъявляются к строительным камням вообще, а кроме того должен обладать: а) твердостью, т. е. достаточным сопротивлением истирающим усилиям; б) вязкостью, т. е. достаточным сопротивлением раздроблению при ударе; в) для шоссе еще и способностью цементирования, т. е. отдельные щебенки должны при устройстве шоссе схватываться, образуя монолит. Соответственно этому, специфические дорожные испытания каменного материала следующие: а) испытание на кругах истирания (Беме, Амслера, Баушингера, Дорри); б) испытание на хрупкость на копре Педжа и на удары в барабане Деваля; в) испытание цементирующей способности на копре Педжа, причем образец изготовляется не из камня, а из мелочи, прессуемой при сильном давлении. Камень, предназначаемый для мостовых, обделывается в шашку, бруски или кубики; камень для шоссе разбивается в щебень, что делается вручную или механическими камнедробилками. Применяемые в СССР системы камнедробилок: щековые - Блека, Бекстера, Гудвина, Симсона, Акме и другие; изредка - центробежные. Размеры щебня для обычного шоссе: для мягких пород 25—75 мм, для твердых 20—60 мм. Наилучшей формой щебенки у нас считается близкая к кубу, с острыми кромками. Щебень выставляется по обрезам, а при эксплуатации преимущественно по обочинам в виде призматических или, чаще, конических куч. Современная «восьмушка» есть конус, объемом около 1,25 м3. Количественная приемка конуса производится обмером «в перекидку» двух производящих (2l в табл. 2) и длины окружности по земле (πd).

Размеры щебеночных конусов

Лучше обмерять конуса шаблонами из досок, для построения которых служат данные таблицы (d - диаметр основания конуса, h - высота, α - угол при вершине). Иногда поверку объема призм и конусов производят особыми мерными ящиками.

В местностях, бедных естественным камнем, приходится применять камень искусственный. Одним из видов искусственного камня является клинкер.

Под термином гравий (чура, жвир, грант) подразумевают смесь крупного песка и естественных округлых камней - гальки. Иногда гравием неправильно называют округлый песок. Примесь к гравию до 15% глины может считаться полезной; содержание глины свыше 45% ни в каком случае не допускается. Различают карьерный и речной гравий. Гравий предварительно должен быть отсортирован (галька крупнее 60 мм не допускается) и испытан на барабанах Деваля и копре Педжа.

Песок д. б. крупный, кварцевый, с содержанием глины не свыше 5%. Лишь для мозаиковой мостовой нужна значительная примесь глины (до 1/3 объема). Ненужные землистые частицы удаляются из песка и гравия путем промывки этих материалов в пескомойках и гравиемойках.

Главнейшими органическими вяжущими веществами для устройства дорожной одежды являются: деготь, битум, асфальт.

Деготь (также - гудрон, смола) является продуктом перегонки ископаемого топлива, горючих сланцев и других пород, а равно м. б. получен при переработке жиров. В дорожном деле применяется исключительно каменноугольный деготь. Т. н. приготовленный деготь - praparierter Теег - представляет собою смесь вара с антраценовым маслом. Как вар, так и антраценовое масло также представляют собой продукты перегонки каменного угля. В дорожном деле применяют более жидкий деготь (№ 1) для поверхностной поливки и более густой деготь (№ 2) для внутренней пропитки одежды. При лабораторном испытании дегтя определяют его удельный вес, содержание воды, процентное отношение фракций при разных температурах перегонки, содержание фенолов, нафталина и свободного углерода, а также проникание стандартной иглы на пенетрометре. Нафталин вызывает хрупкость и ломкость застывшего дегтя, свободный углерод плохо влияет на вяжущие свойства. Требования английского министерства транспорта, предъявляемые к дегтю, указаны в табл. 3 (фенол - в объемных, а остальные вещества - в весовых %).

Требования английского министерства транспорта, предъявляемые к дегтю

Битумы и асфальты получаются в СССР или из естественных месторождений асфальтового камня (например, сызранский, шугуровский) или из нефти. Нефтяные асфальты в значительном количестве применяются на дорогах Северной Америки (мексфальт, спрамекс); в нашей практике нефтяным асфальтам, зарекомендовавшим себя на опытных работах 1928 г., вероятно, предстоит большое будущее. В настоящее время асфальт, гл. обр. естественный, применяется в городах, и лишь на пробных участках стали устраивать асфальтовые дороги и вне городов. Для городских мостовых применяется так называемый естественный битум, извлекаемый из асфальтового камня и известный в продаже под именем гудрона, и асфальтовая мастика, т. е. асфальтовый известняк, обращенный в порошок, обогащенный битумом и затем отлитый в куски (караваи). Иногда, как делают в Москве, к естественному битуму добавляют нефтяной, например, бинагадинский. Следует указать и на применение мазута и эмульсий, представляющих собою деготь и битум в состоянии дисперсии в жидкости (воде). Эмульгированием не достигается улучшение качества вяжущего вещества, но переводятся в текучую форму в холодном состоянии вещества, которые в этом состоянии не текучи или недостаточно текучи.

Дерево может применяться для устройства городских мостовых (шашки, торцы) и для простейших типов внегородских - дорог. Для мостовых применяется б. ч. мягкое дерево, в частности, у нас - сосна; твердое дерево хотя и более прочно, но хрупко и в жаркую погоду дает трещины. Применяемая для изготовления торцов сосна должна быть мелкослойной, по возможности одной и той же рубки для всей партии, с равными годичными кольцами не менее 8—9 на 2,5 см в радиальном направлении. Торцы, имеющие на поверхности сучья, трещины, сердцевины, загнивания, д. б. отсортированы и могут быть допущены лишь для замощения лотков. Дерево следует испытывать на сжатие под прессом, на удлинение при действии влаги, на хрупкость, на водопроницаемость.

Устройство земляного полотна

Земляное полотно м. б. устроено поперечной возкой (насыпи из резерва, выемки в кавальер) или же продольной возкой и продольным транспортом, когда земля из выемки перевозится в насыпь. Сюда же относится и случай устройства насыпи из удаленных резервов. Типичный поперечный профиль для обыкновенной дороги получается нулевыми работами или обертывающей проектировкой, когда дорога проходит невысокими насыпями (0,3—0,5 м высотой).

Профиль дороги в нулевых работах с трапецеидальными кюветами

На фиг. 4 изображен профиль в нулевых работах с трапецеидальными кюветами, а на фиг. 5 - с треугольными кюветами.

Профиль дороги в нулевых работах с треугольными кюветами

В последнем случае, если f/b = 3…5%, то получается выпуклый профиль с мелкими кюветами, в котором глубина кювета h ≈ 2f/3; ширина проезжей части b0 = 0,6b. При конструировании же выпуклого профиля с глубокими кюветами f/b = 5…7% имеем:

Dorogi 10

Шириной проезжей части b0 надо задаться; q = 3…10; n0 = 1,5…3; i0 - по американской практике, не свыше 0,08; по нашим данным, для выпуклого профиля вообще лучше не делать i0 более 3—4%.

Для устройства земляного полотна под дорогу, покрытую одеждой, применяют два способа работы: а) полотно строится выпуклым, обочины b досыпаются из резерва (фиг. 6);

Dorogi 11

б) полотно делается горизонтальным, обочины досыпаются из ящика (фиг. 7).

Dorogi 12

Подсчет земляных работ производится по таблицам ЦУМТ или НКВД РСФСР, а равно графически.

Поперечные профили НКВД, относящиеся к грунтовым дорогам

На фиг. 8 и 9 изображены поперечные профили НКВД, относящиеся к грунтовым дорогам (см. также табл. 4).

Поперечные профили грунтовых дорог

Отвод воды. Вода отводится вдоль полотна боковыми канавами и резервами в пониженные точки дороги, где устраиваются искусственные сооружения, мосты, мостики, трубы для пропуска воды. Определение отверстий малых искусственных сооружений производится следующим образом: а) определяются площадь бассейна сооружения, его уклоны и в зависимости от этих данных расход воды Q, который можно ожидать в сооружении при некотором расчетном ливне; б) руководясь формулами гидравлики, ощупью подбирают бытовую глубину воды а по данному поперечному профилю лога; в) определяют отверстие сооружения b по формуле Бресса:

Определяют отверстие сооружения по формуле Бресса

где μ - коэффициент расхода, равный 0,90 для мостов с конусами и труб с расходящимися откосными крыльями и 0,75—0,80 для всех остальных случаев; v - допускаемая средняя скорость воды в сооружении, зависящая от характера лотка: при бетонном лотке v = 5 м/сек, при кирпичном v = 4,5 м/сек, при плотной глине v = 1,8 м/сек, при суглинках и супесях v = 0,55—0,95 м/сек. Глубина потока в отверстии η = v2/g . Глубина воды перед входом в отверстие при малой скорости притекания воды к искусственному сооружению у = 1,5η (подпорный горизонт). Формула Бресса неприменима, если η < а. Отверстие b округляется до ближайшего полуметра в трубах и до ближайшего метра - в мостиках. После расчета отверстий намечаются проектные отметки на мостах и над трубами; возвышение низа ферм над подпорным горизонтом должно быть не менее 1 м, на судоходных и сплавных реках - по соглашению с соответствующими учреждениями. Засыпка над трубами - не менее 0,5 м. Проектная отметка бровки дамбы - на 0,7—1 м выше подпорного горизонта; съезды с моста на дамбу не круче 3% на длину не менее 20 м. Вода отводится от дороги также отводными канавами и выходными руслами сооружений; в местности, имеющей поперечный уклон к выемке, текущая вода перехватывается нагорными канавами. Движение вредных для дороги подземных водных потоков регулируется устройством дренажа.

Грунтовые дороги

Способы улучшения грунтовых дорог следующие: а) спрямление траcсы; б) придание дороге поперечного уклона и обрытие ее канавами, где это нужно для отвода воды; в) засыпка низин с устройством в них сооружений для пропуска воды; г) смягчение крутых уклонов; д) покрытие смесями грунтов, гравием и лесными материалами; е) профилирование дороги машинами (машинно-дорожные работы). В частности, песчаная дорога улучшается лесными материалами, смешиванием песка с глиной; применяются также: расстилка глины по песку, расстилка растительной земли (гумуса), укрепление слоем земляного бетона, поливка нефтью и мазутом, торфование песка. Глинистые дороги должны быть, прежде всего, оканавлены; затем можно произвести смешение грунта с песком или только балластировать дорогу; применяются также добавка извести и обжиг глины в полотне дороги. С целью высасывания воды из полотна дороги в канаву применяется закладка хвороста или фашин в полотно дороги. Б. или м. радикального решения вопроса об улучшении черноземных дорог не существует. В общем применяются те же меры, что и на глинистых дорогах: оканавливание, опескование, закладка фашин в тело дороги. На Украине применяют также легкую проборонку дороги и последующее уплотнение проездом. Гравийных дорог известны три типа, изображенных на фиг. 10, а, б и в (на последней n - величина перекрышки верхнего слоя гравия по отношению к нижнему).

Гравийных дорог известны три типа

Вместо гравия могут применяться шлак, ракушки и т. п. Придание грунтовой дороге выпуклого профиля с треугольными кюветами (фиг. 5), а также с трапецеидальными кюветами (фиг. 4) м. б. произведено стругами, утюгами, канавокопателями (см. Дорожные машины). Грунт в канавах предварительно разрыхляется, а затем отодвигается к центру дороги с целью образования выпуклой проезжей части. Профилирование лучше всего производить во влажную погоду, в сыром, но не липком грунте. Спрофилированную дорогу нужно уплотнить пропуском катка и выгладить утюгом. Утюги вместе с канавокопателями применяются и для ремонта дорог выпуклого профиля. Ориентировочная стоимость профилирования при 10-м ширине – 400—800 р. с 1 км.

Укрепление грунтовых дорог лесными материалами имеет место на дорогах Севера и Сибири; оно играет большую роль в военное время. В простейшем случае на песчаных дорогах вырывают корыто, заполняемое хвойными лапками или вереском, с покрытием сверху слоем песка. Иногда грунтовые дороги исправляются хворостяной выстилкой и фашинами, с присыпкой землей и песком (слои по 0,2 м). Насыпь, устроенная из перемежающихся слоев глины и хвороста, часто носит название гати. На фиг. 11 изображено укрепление поверхности дороги накатником (вместо накатника м. б. применены и жерди).

Укрепление поверхности дороги накатником

Накатник укладывается с подборкой и притеской отдельных накатин, под углом около 60° к оси дороги. В прижимах, скрепляющих накатник с лагами, оставляются окна для выпуска воды; само скрепление прижима с лагами производится забивкой кольев (а) с сучьями (в), проволокой, деревянными нагелями и прочим.

Типы каменной одежды

1) Булыжная мостовая устраивается из булыжного камня - кругляка или околотого в шашку; применяется также и камень, который добыт в каменоломнях (рваный камень). Средний размер камня 18 см; подстилающий слой песка тоже 18 см. Булыжная мостовая тряска и шумна, неравномерно садится, образуя ямы и впадины, в которых собирается вода. Мерами к улучшению могут служить: а) тщательное уплотнение основания, по возможности с укаткой; б) тщательная околка и сортировка камня; в) подборка при укладке и совершенное запрещение работать «с прижимом», т. е. с заполнением швов песком до самого верха; г) укатка мостовой. Засыпка мостовой по ее окончании должна иметь толщину всего 1—2 см, для того чтобы песок при поливке или при дожде мог заполнить пустоты, которых при тщательной расщебенке мостовой д. б. минимальное количество. Из 1 м3 камня выходит около 5 м2 мостовой. В Москве узость улиц, выпуклый их профиль и значительные продольные уклоны (пересеченность местности) влекут за собой образование сильных потоков у тротуаров, почему крупный камень подбирается по краям, а мелкий укладывается в середину; в Ленинграде, при широких улицах, часто вогнутых к середине, и при спокойном рельефе, поступают наоборот.

2) Шоссе. На фиг. 12, а и б, изображен поперечный профиль шоссейной одежды без каменного основания, но с песчаным подстилающим слоем (русский макадам, в применении к государственной дороге).

Поперечный профиль шоссейной одежды без каменного основания

Песок и щебень, насыпанные в ящик или корыто (фиг. 6 и 7), укатываются конным, паровым или моторным катком. Коэффициент уплотнения щебня при укатке 1,3—1,4. Кроме щебня, в коре применяются высевки, получающиеся в результате бойки щебня: крупные высевки для заполнения пустот между щебенками (заполняющий материал) и мелкие высевки (мельче 12 мм) - для рассыпки по поверхности окончательно укатанной проезжей части (присыпочный материал). На фиг. 12, а и б, и в табл. 5: b - полная ширина полотна между бровками в м, b0 - ширина проезжей части в м; i0 - средний поперечный уклон проезжей части; i1 - поперечный уклон обочин; с - толщина щебеночной коры в мм.

Характеристика шоссейной одежды

Толщина песчаного слоя d делается 0,15—0,40 м. Песчаный слой делается или во всю ширину полотна или только под одеждой. В последнем случае нужны песчаные воронки, располагающиеся по обочинам в шахматном порядке, на расстоянии 4 м одна от другой. Сечение воронок обычно квадратное (примерно 2/3 d x 2/3 d). Каменное основание под одеждой м. б. в виде обратной мостовой (пакеляж) или в виде горизонтальных рядов.

Текущий (ямочный) ремонт шоссе заключается в заделке ямок и колей на поверхности одежды, что производится ремонтными рабочими (ремонтерами). На обязанности ремонтера, имеющего в своем ведении обход протяжением 3—7 км в зависимости от размеров движения, лежит также и содержание шоссе, т. е. очистка его от грязи и пыли, расчистка канав, планировка обочин. Если ямочный ремонт производится на значительной площади, то делается россыпь щебня картинами, с последующей укаткой катками. Такой способ ремонта представляет собой переход к капитальному ремонту (сплошные россыпи). Если шоссейная кора износилась на толщину 5 см или несколько более, что определяется путем промера толщины коры, то одежда киркуется и укатывается по вновь рассыпанному щебню с добавкой прогрохоченного старого. Существующее шоссе в целях обеспыливания может поливаться водой (пресной или морской), растворами гигроскопических солей (хлористый кальций и даже поваренная соль), минеральными маслами. Укатка шоссе при постройке и ремонте всегда производится от краев одежды к середине. Укатка м. б. разделена на два периода: в первом периоде происходит уплотнение россыпи, сопровождающееся появлением волны перед катком, разравниваемой лопатами; во втором образуется цементирующая корка, что достигается путем рассыпки высевок. В первом периоде и начале второго шоссе поливается водой. Ориентировочное среднее количество щебня для устройства шоссе - около 1000 м3 на 1 км и столько же песка; среднее количество щебня на ремонт 1 км шоссе составляет 30—50 м3 в год. Стоимость шоссе (при 5-м одежде) по современным ценам около 16000, 18000 и до 25000 р. за км. Булыжная мостовая обычно обходится несколько дешевле шоссе.

3) Одежда с неорганическими вяжущими веществами. По данным заграничной дорожной практики, устройство силикатированного шоссе м. б. производимо двумя способами: а) бетон из щебня крупностью 4 см, высевок, силиката натрия и воды приготовляется на стороне, затем расстилается по дороге и укатывается; б) бетон производится смешением на самой дороге. Пропорция бетона: на 1 м3 щебня - 0,35 м3 высевок и 40—45 л силиката; толщина силикатированного слоя около 7—10 см. Кроме указанных двух способов, может применяться обычное устройство и укатка шоссе с последующей поливкой силикатом (30 л на 1 м3). Растворимое стекло получается: а) сплавлением кварцевого песка с солями натрия или калия или обоих вместе; б) в виде побочного продукта при некоторых химических производствах (например, при добывании водорода реакцией кремния с раствором едких щелочей). Концентрация раствора - 35—36° Вѐ, что соответствует удельному весу 1,32—1,33. При комнатной температуре силикат представляет собой вязкую мутную жидкость. Для силикатирования применяются известковый щебень и, во всяком случае, известковые высевки; может применяться и кварцитовый щебень. Сущность твердения объясняется явлениями адсорбции. Ориентировочная дополнительная стоимость силикатирования (сверх стоимости шоссе) около 80—85 к. за 1 м2.

На фиг. 13 изображен поперечный профиль современной бетонной или железобетонной дороги. Толщина одежды - посредине около 15 см, по краям на 50% больше.

Поперечный профиль современной бетонной или железобетонной дороги

Одежда устраивается однослойной и двуслойной; во втором случае верхний слой (слой износа), толщиной 5 см, делается жирнее нижнего (например, состава 1:2:3 или 1:1,5:2,5 - верхний слой; 1:2:4 или 1:2,5:5 - нижний). Плита обычно разделяется на части поперечными швами, на взаимном расстоянии 7—10 м и более; применяется также и продольный шов; швы, толщина которых около 0,5—1 см, заполняются битумным материалом или другими заполнителями, легко удаляющимися из шва при расширении плиты и заполняющими шов при сжатии. Металлическая арматура весом от 3 до 15 кг/м2 состоит из сеток или металлических прутьев и располагается в верхней части плиты (5 см от дневной поверхности), иногда в нижней. В швах помещаются стыковые стержни, способствующие совместной работе двух смежных участков (диаметр около 12 мм, взаимное расстояние 0,5—1,5 м, длина 0,6—1,5 м); одна половина стыкового стержня выкрашена и смазана салом. Бетон приготовляется в бетономешалке, расстилается по основанию, уплотняется и выглаживается отделочной машиной (например, системы Lakewood). Стоимость железобетонной одежды дороги при 6-м ширине, по германским данным 1927 г., около 60000 марок за км. Разновидности железобетонных одежд: солидитит, на основе специального патентованного цемента; сталебетон (патент Клейнлогеля) из металлических опилок и обрезков, и др.

4) Одежда с органическими вяжущими веществами («черные» дороги) устраивается тремя основными способами: а) поверхностная поливка; б) внутренняя пропитка или способ проникания; в) способ смешения. Для поверхностной поливки применяются нефтяные масла (Road Oil - Северная Америка), дегти и битумы. Одежда д. б. отремонтирована, очищена от грязи и пыли, после чего производится разливка дегтя распределительными машинами, из которых вяжущее вещество выливается под действием тяжести или под давлением. Деготь разливается подогретым до 100—130°в количестве 1—3 л/м2. Поверхность одежды посыпается крупным песком или высевками слоем до 15 мм, в количестве 1 м3 на 100—150 м2 одежды, причем м. б. произведена укатка легким катком, весом 0,5—5 т. В течение первого года при сильном движении поливка производится 2 раза в год, а затем 1 раз в год. При внутренней пропитке одежду устраивают в один или два слоя, которые и поливаются вяжущим веществом 2—3 раза; количество вяжущего вещества в среднем 1,25 л/м2 на каждый см толщины одежды в плотном теле.

Тармакадам - бетон из щебня, мелочи и дегтя (способ смешения); приготовляется в горячем виде и м. б. пущен в дело горячим же или охлажденным (например, через несколько недель лежания в штабелях). Укладка бетона, при толщине слоя в 5—10 см, производится по заранее приготовленному основанию и укатывается катком 8—10 т весом. Укатанный слой посыпается мелочью, которая предварительно обволакивается пленкой дегтя; затем рассыпается такой же песок и производится укатка. В одном из немецких тармакадамов четыре слоя: пилений TIV - щебенки 3—5 см, толщина слоя 4,5 см; слой TIII - щебенки 1,5—3 см, толщина - 3,5 см; слой ТII - мелочь 0,5—1,5 см, толщина - 1,5 см; ТI - мелочь до 0,5 см, толщина 1 см. Каждый слой укатывается отдельно. К числу тармакадамов относятся системы Эберли, Брейнинга и др. По французским техническим условиям 1921 г., размеры щебня: 60% размером 5—6 см, 30% размером 3—4 см, 10% размером 1—2 см. На 1 м3 такого материала требуется около 60 кг дегтя. Одежда с применением дегтя часто носит название гудронированного шоссе. Дегтевые и битумные материалы м. б. применены холодным способом при помощи эмульсий дегтя или битума в воде. Эмульсии (Китона, Маньона и др.) могут применяться и во влажную погоду, чего горячий способ не допускает. Крупнощебенистая одежда устраивается из крупного щебня в 10 см и пропитывается эмульсиями; после высыхания применяется поверхностная поливка догтем. При применении вместо дегтя асфальта можно различать четыре разновидности работ (по терминологии Studiengesellschaft fur Automobilstrassenbau): а) асфальтовый макадам, устроенный внутренней пропиткой; б) щебеночный асфальт без заполнителя (Steinschlagasphalt); в) асфальтовый бетон и асфальтовый раствор, оба с заполнителем; американский шит-асфальт (Sheetasphalt), представляющий собой асфальтовый раствор (тесто); г) песчаный асфальт (Sandasphalt): песок, заполнитель, битум. Термин «укатанный асфальт» (Walzasphalt) выходит из употребления.

Городские асфальтовые мостовые бывают двух типов: из прессованного асфальта и литого асфальта. В первом случае измельченный в порошок асфальтовый камень, нагретый до 120°, развозится в особых повозках, снабженных топками, рассыпается по заранее приготовленному бетонному основанию, трамбуется и выглаживается горячими трамбовками и утюгами, после чего укатывается легким катком. Литой асфальт наиболее применим в СССР. Состав, принятый в Москве: асфальтовой мастики 53,5%, естественного гудрона (битума) 2%, нефтяного гудрона 2%, гравия и речного песка 42,5%. Расплавленная в котлах смесь расстилается по приготовленному бетонному основанию и разравнивается под шаблон, после чего производится посыпка песком, песком с цементом, песком с известью и затирка. Содержание гудрона не везде одинаково: на севере оно больше. Толщина слоя асфальта 5 см.

5) Усовершенствованные мостовые: а) из естественного камня; б) из искусственного камня (клинкер); в) деревянные.

а) Размеры брусков естественного камня (для московских мостовых) приведены в табл. 6.

Размеры брусков естественного камня (для московских мостовых)

Первые три типа укладываются на прочном основании (бетон, пакеляж, песок и т. д.) рядами, перпендикулярными к оси дороги, и отделяются от тротуара или обочины бордюрными камнями, параллельными оси дороги. Московская и ленинградская брусчатка (диабаз) гл. обр. привозится с Онежского озера. Мозаичная мостовая на прочном основании с обязательной прослойкой из несколько глинистого песка укладывается по дугам круга или с беспорядочными швами. Швы всех мостовых из естественного камня заполняются песком или, лучше, цементом или асфальтом.

б) Укладка клинкерной мостовой производится в СССР по слою песка в 25—30 см. Ряды клинкера или перпендикулярны к продольной оси дороги или наклонены под углом в 45° (в елку). Вдоль обочин мостовая окаймляется бордюрами из клинкера же в 2—3 ряда, параллельно оси шоссе. За границей клинкер укладывается по бетонному основанию в 15 см с песчаной прослойкой в 5 см между бетоном и клинкером. Лом, получающийся при фабрикации клинкера и при перестройке мостовой, м. б. перебит в щебень, из которого возможно устроить шоссе.

в) Деревянная мостовая устраивается с толстыми швами до 8 мм и с тонкими швами («со швами» и «без швов»). В первом случае швы заполняются цементным раствором 1:2 или 1:3 или же смесью вара с антраценовым маслом. Мостовая посыпается слоем песка. Ленинградская торцовая мостовая устраивается из шестиугольных сосновых торцов, уложенных по деревянному полу на лагах, или же по бетонному основанию. Диаметр описанного круга торца 25 см, высота 13—14 см и более.

Основы расчета одежды

Сопротивление движению (в кг) повозки, в частности автомобиля, выражается формулой:

Сопротивление движению повозки, в частности автомобиля

где Р - вес автомобиля в кг, f - коэффициент сопротивления движению, i - подъем, выраженный в виде отвлеченного числа (тангенс угла наклона к горизонту); коэффициент k = 0,07, если лобовая поверхность автомобиля s выражена в м2, а скорость v в м/сек; g - ускорение силы тяжести (в м/сек2); j - фактическое ускорение (в м/сек2), ξ - коэффициент, учитывающий влияние инерции вращающихся масс и равный 1,05 для легковых автомобилей и 1,10 для грузовиков. Коэффициент сопротивления движению на шоссе f = 0,03; на булыжной мостовой f = 0,05; на грунтовой дороге, в зависимости от ее состояния, f = 0,05—0,10 и более; на усовершенствованных типах одежды f < 0,03, например, на асфальте f = 0,01. Для движения повозки на ободе ведущих колес д. б. приложена сила тяги F, равная W. Эта сила, как видно из формулы (1), во время движения меняет свою величину; т. о., горизонтальная сила, действующая на дорогу, во время движения повозки переменна. Кроме того, продольной горизонтальной силой, действующей на одежду, является сила торможения. Поперечная горизонтальная сила возникает, например, при действии центробежной силы. Теория влияния горизонтальных сил на дорогу (истирание и сдвиг) недостаточно разработана. Вертикальные силы, действующие на одежду, тоже непостоянны: а) вследствие влияния продольных и поперечных уклонов, центробежной силы и вращающего момента колеса происходит перегрузка той или иной оси, того или другого колеса, которая приблизительно достигает 30% статической нагрузки; б) вследствие приложения нагрузки с известной скоростью и прыжков автомобиля динамическое действие нагрузки Р эквивалентно действию статической нагрузки kР, где k есть динамический коэффициент. По опытам Американского бюро общественных дорог (U. S. Bureau of Public Roads), при скорости 26 км/ч для пневматических шин, k = 1,75; для сплошных шин k = 4—5, для сплошных шин с прослойками воздуха (cushion tyres) - k ≈ 3. След, оставляемый покрышкой на поверхности одежды, может считаться эллиптическим; при пневматических шинах давление распространяется равномерно по площади следа; при сплошных шинах наибольшее давление (в 1,75—2 раза больше среднего) получается в центре эллипса касания. Подбор материала одежды м. б. произведен по величине удельного давления и данным о прочном сопротивлении сжатию имеющихся под руками материалов. Например, можно считать, что трехтонный грузовик на двойных сплошных шинах 1050 х 140 мм оказывает давление на одежду, доходящее почти до 40 кг/см2, такое давление могут выдержать далеко не все виды одежды, а только лучшие естественные камни, лучший клинкер, жирный бетон (не ниже 1:6), твердое дерево. Часто принимают, что давление в щебеночной одежде (и в песке) передается во все стороны под углом 45° к вертикали. В качестве рабочей гипотезы считают, что при равномерном давлении на верхнюю грань одежды по прямоугольнику со сторонами а и b нижняя поверхность этой одежды, при толщине одежды h, передает равномерное же давление на основание по прямоугольнику (a + kh)·(b + kh). Здесь k - некоторый коэффициент, равный ~3 для укатанного щебня. Чем кора хуже укатана, тем коэффициент меньше; для неукатанного щебня k = 1; для песчаного слоя k = 2,4. В действительности, если восставить перпендикуляры к нижней плоскости основания и по ним отложить вверх величины давления на квадратную единицу, то получим тело вращения, в разрезе напоминающее кривую ошибок (фиг. 14).

Dorogi 23

Допускаемая нагрузка на грунт не м. б. принята по тем нормам, какие применяются при проектировании оснований и фундаментов сооружений. Сопротивление основания под одежду сильно уменьшается под действием мороза и большой влажностью на поверхности. По американским и французским данным, допускаемая нагрузка при прочном грунте 2,0—2,4 кг/см2, при слабом 0,3—0,7 кг/см2. Одежда м. б. рассчитана, как плита, находящаяся под действием вертикальных сил и реакции основания; строго говоря, при учете динамического коэффициента следует принять во внимание и продолжительность действия груза, т. е. рассматривать динамику деформации одежды. При больших скоростях колебания на рессорах и давление на одежду менее значительны, чем при некоторой критической скорости (около 22 км/ч). В практике шоссейная одежда не рассчитывается, и лишь в редких случаях определяют величину давления на грунт. Что касается бетонной одежды, то известно несколько способов ее расчета.

Деформации и износ одежды. При проходе автомобиля на шоссейных дорогах происходят по преимуществу упругие, на грунтовых - остаточные деформации. Автомобильное движение влечет за собой образование больших количеств пыли. Горизонтальные силы истирают одежду в мельчайший порошок, который и высасывается в пространство сзади шины, где последняя расправляется после сдавливания об одежду. Если бы за колесом был абсолютный вакуум, то и напряжение высасывания было бы около 1 кг/см2; принимают, что это напряжение = 0,5 кг/см2. Частицы дорожной одежды, не выдерживающие такого высасывающего напряжения, будут вырваны. Суммарное влияние резиновых шин, потоков воздуха под автомобилем и газов, выходящих из мотора, обычно влечет обнажение средней полосы шоссе, и покрытие слоем пыли канав и обрезов. На дорогах с пластичной проезжей частью, а также и на гравийных, появляются волнообразные деформации. Гребни волн располагаются обыкновенно поперек проезжей части; длина волны 0,4—0,6 м, глубина - около 1 см. Образование волн до настоящего времени удовлетворительно не объяснено; можно думать, что волнообразные деформации образуются в связи с неоднородностью коры и ритмическими действием проходящих автомобилей. Сезонные деформации - выпучивание одежды зимой и обратная осадка весною; суточные деформации наблюдаются в бетонной одежде: выпуклый вид днем и вогнутый ночью. Износ одежды м. б.: а) не зависящий от движения (действие воды, ветра, изменений температуры); б) зависящий от движения и увеличивающийся при повышении грузонапряженности. Приблизительно считают, что число (n) лет службы одежды и грузонапряженность (р) в тоннах обратно пропорциональны, т. е.

Dorogi 24

Грузонапряженность (р) в городах относится к 1 суткам или, как делают в заграничных городах, к 1 часу; на загородных дорогах обычно рассматривают годовую грузонапряженность (брутто для износа, т. е. включая вес повозок; грузонапряженность нетто играет роль в дорожной экономике). Значение постоянной в уравнении (2) зависит от местных условий. Для часового значения (р) величина постоянной ≈2000 т (прессованный асфальт, дерево - по германским данным). Продолжительность срока службы каменных мостовых (брусчатка, мозаика), по германским данным, 60 лет; по московским данным, срок службы мостовой от ее устройства до капитального ремонта: брусчатка - 15 лет, мостовой камень на бетоне - 20 лет, литой асфальт и деревянные торцы - 8 лет, булыжная мостовая - 5 лет, щебеночное шоссе - 3 г., асфальтовый бетон - 10 лет. Саксонское дорожное управление, по наблюдениям с 1910 года, исчисляет годовой расход щебня в м3 на 1 км и на 1 м ширины щебеночной одежды по формуле (а+b·р) (где р относится к суткам) и приходит к следующим числам:

Dorogi 25

Специальные дороги

Испытательные дорожки. Лабораторное исследование материала для одежды д. б. дополнено исследованием одежды как таковой в полулабораторной или полевой обстановке. Образцом испытательной дорожки полулабораторного характера может служить узкая круговая дорожка при Теддингтонской физической лаборатории возле Лондона. Диаметр дорожки 11 м, ширина 0,82 м. По дорожке катятся колеса, приводимые в движение электромоторами. В пределах СССР имеется опытная дорожка ЦУМТ в Ленинграде (длина 100 м). Наиболее известные опытные дороги: в Бейтсе, в Питтсбурге, в Арлингтоне (Северная Америка), Нюрбургское кольцо и Брауншвейгская дорога (в Германии).

Автодромы. Близко к испытательным дорогам стоят автодромы для движения автомобилей с большой скоростью. Главные составные части автодрома: а) основная дорожка, обычно в форме двух параллельных прямых, сопряженных плавными кривыми с виражами; длина этой дорожки в различных автодромах колеблется от 1,6 до 5 км; отношение длины контура к ширине ориентировочно равно 2,5—3; б) дорожка для испытания автомобилей на прохождение ими б. или м. значительного расстояния в 10—12 км, состоящая из чередующихся прямых и кривых, причем некоторые из них снабжены виражами; в) трибуны для зрителей, обычно железобетонные, вместимостью, например, в 10000 чел.; г) судейский павильон, в котором помещается жюри, следящее за состязанием. Кроме этих основных элементов, автодром может включать и целый ряд вспомогательных сооружений. Первый автодром построен в 1907 г. в Бруклине (Англия); известны автодромы: в Монца (Италия), Барселоне (Испания), Мирамас и Монлери (Франция), Оттаве, Чикаго, Union Town, Ascot Park, Beverley Hill (Сев. Америка). Совокупность сооружений, предназначаемых для гонок мотоциклов, носит название мотодрома. Подобным образом, трек, или велодром, есть совокупность сооружений для велосипедных гонок. Наконец, ипподромы предназначаются для конских состязаний - бегов и скачек.

Дорога зимою. Движение в зимнее время производится: а) или по тем же дорогам, по которым оно совершается летом, известным образом расчищаемым и содержимым; б) или по специальным зимним дорогам. В первом случае с осени производят заготовку и ремонт щитов для ограждения дороги в местах снежных заносов и ставят вехи по дну канав для того, чтобы легко было найти канаву весной; перед заморозками производят ремонт одежды и закрывают ветвями или хворостом отверстия искусственных сооружений, что делается во избежание забивки снегом. Очистка дороги от снега производится треугольниками из досок, поставленных на ребро; треугольник, перемещаемый 2 или 4 лошадьми острием вперед, отбрасывает снег в обе стороны. Для расчистки снега могут применяться также струги. В Северной Америке расчистка снега механизирована и производится особыми скребками или снежными V-образными плугами, соединенными с трактором. Известны снегоочистители с вращающимся ротором, отбрасывающие снег на обрезы. Американская снегоочистительная служба находится в контакте с Бюро погоды в Вашингтоне, которое по телефону сообщает о приближающихся выпадах снега; постоянная очистка дорог от снега позволяет поддерживать зимнее автомобильное движение вне городов. Снежные заносы особенно часты в ровной степной местности и по водоразделам. При постановке щита в точке А (фиг. 15) снег откладывается за ним и перед ним.

Dorogi 26

После того как высота вала AD достигнет ~ ¾ АВ, щит переносят в В', затем в В" и т. д. Вместо щитов применяются постоянные заборы и хвойные посадки вдоль дороги. Зимние дороги м. б. проложены по льду реки или озера или же промяты трассы в обход трудных участков. При зимних перевозках леса устраивают специальные снежные или ледяные дороги (фиг. 16), в которых особой машиной нарезают колеи для полозьев саней, причем тяга производится трактором.

При зимних перевозках леса устраивают специальные снежные или ледяные дороги

Земляных работ на таких дорогах пытаются избегать, заменяя их эстакадами из местного леса. Ширина расчистки около 6 м; расстояние между колеями 1,2—2,4 м; глубина колей 8—15 см; ширина 17—22 см; на кривых колеи уширяются. Толщина ледяной корки на ледяных дорогах около 5 см; при расчете количества воды принимают, что вода при замерзании увеличивается в объеме на 8,5%; во время эксплуатации заботятся об уборке лишнего снега и производят дополнительную поливку. Коэффициент сопротивления движению полозьев на хорошей ледяной дороге - 0,01 и меньше.

Дорога весною. С наступлением весны открывают искусственные сооружения, очищают их отверстия, прочищают канавы, принимают меры к удалению снега и грязи. Меры борьбы с пучинами: прорытие в обочинах поперечных канавок или воздушных воронок (лучше с осени); застилка одежды хворостом; улучшение условий водоотвода, в частности - тщательная очистка канав и устройство дренажей; перестройка шоссе. При проходе высоких вод производятся наблюдения за их горизонтом и разрушениями, ими причиняемыми, особенно за подмывами опор сооружений.

Дороги в горной местности. Трасса горной дороги или пересекает горный хребет или идет б. или м. параллельно хребту, по склонам его. Перевалы через хребты проходят б. ч. выемками или тоннелями; проход по склону обычно совершается полунасыпью-полувыемкой (фиг. 17).

Проход по склону обычно совершается полунасыпью-полувыемкой

Для того чтобы наибольший уклон горной дороги не превзошел заранее заданной величины i, приходится искусственно увеличивать длину дороги, или, как говорят, развивать линию, часто с устройством зигзагов и серпентин. При больших поперечных уклонах местности для поддержания откосов полотна устраивают подпорные стенки. При проходе дороги вдоль реки или озера выступающие мысы приходится прорезать тоннелями; при весьма прочных породах удается пройти и полутоннелями, т. е. в нависающей скале. Если существует опасность снежных обвалов или каменных вывалов, то дорогу проводят в крытой галерее; в последнее время галереи делают железобетонными; известны также деревянные и каменные галереи. Особенностью горных дорог являются сильные водные потоки во время и после ливней, несущих массы грязи (сели, селевые потоки) и каменные выносы; такое загромождение русла следует иметь в виду при проектировании искусственных сооружений.

Проектирование дорог

Экономические изыскания. Для правильного проектирования дороги нужно располагать ее экономической эпюрой, из которой можно было бы получить следующие данные: а) грузонапряженность нетто (густоту движения), т. е. количество грузов, проходящих в каждой данной точке дороги в год; б) направление движения грузов; в) сезонность движения грузов (имея в виду, что зимнее движение гораздо менее разрушительно действует на дорогу, чем летнее). Грузонапряженность зависит: а) от величины района тяготения грузов к дороге и б) количества грузов, притекающих к дороге (или уходящих от нее) с единицы площади района. Границы района тяготения определяют или чисто геометрическим путем, проводя биссектрисы углов, образуемых соседними дорогами, или, что гораздо правильнее, путем обследования вопроса о том, куда население возит свои грузы; последнее можно сделать рассылкой анкет, посылкой экспедиций, непосредственным наблюдением и т. д. Следует отметить, что районы тяготения для ввозимых и вывозимых грузов м. б. различны; равным образом м. б. неодинаковы районы тяготения для разных грузов. Зная характер земледелия, промышленности и торговли в районе тяготения, можно определить количество грузов, которое данный район может подать на дорогу или принять с нее. Одним из основных грузов, движущихся по дорогам, являются крестьянские грузы. При обследовании дорог определяют средние нормы вывоза (продажи) и ввоза (купли) на один крестьянский двор или меновую часть крестьянского бюджета и умножают эту норму на число крестьянских дворов в районе тяготения, причем получают общую величину искомой грузонапряженности дороги. Число дворов берется или по отдельным селениям (поселенный подсчет) или по волостям (поволостной подсчет). Бюджет крестьянина м. б. выражен в весовых единицах или в рублях. При исчислении меновой части бюджета нужно обследовать, не продает ли крестьянин продуктов своего производства поздней осенью или зимой с тем, чтобы весной или летом, до урожая, вновь купить их на рынке. Следует учесть также хозяйственные грузы (возка дров, вывозка в поле навоза и пр.), а равно внутрикрестьянский оборот, или сделки в пределах одного и того же селения. Лесные, торговые и промышленные грузы также должны быть приняты во внимание. Кроме описанного косвенного способа, грузонапряженность может быть определена путем непосредственного учета движения. Дорожная сеть разбивается на отдельные, характерные по густоте движения, участки; в тех же пунктах, где можно ожидать максимумов, минимумов или резких изменений движения, ставятся наблюдатели-счетчики. В Московском округе местного транспорта в 1924—25 годах один счетчик приходился на 17 км обследуемой сети. Учет ведется по карточке, в которой каждый экипаж; отмечается в соответствующей графе черточкой; неграмотным счетчикам выдается ящик с отделениями, в которые они опускают палочки по мере прохождения экипажей. Сводка разнородных элементов движения к одному общему измерителю производится путем применения эквивалентов: по французчким данным, если груженую одноконную подводу (collier - хомут) принять за единицу, то порожняя подвода соответствует коэффициенту 0,5, автомобили на пневматиках 2—3, грузовики и автобусы 7—8, мотоциклетка 0,5, лошадь не в упряжке и рогатый скот 0,2. Учет движения производится не постоянно, а только в некоторые дни, однако, с таким расчетом, чтобы эти дни характеризовали движение в течение круглого года; например, в Московском округе местного транспорта подсчет движения в 1924—25 гг. производился 28 раз в год через 13 дней.

Экономическое проектирование. По ординатам экономической эпюры, соответствующим летним грузам, - вернее, грузам, идущим на колесах, а не по санному пути - подбирается техническая категория дороги, т. е. решается вопрос, остается ли дорога грунтовой или покрывается одеждой; в последнем случае - каков именно д. б. тип (техническая категория) этой одежды и ее ширина. Можно считать, что при летней грузонапряженности в 8000 т (т. е. 16000—17000 т в год, если летних грузов 50%) требуется каменная одежда; летняя грузонапряженность около 40000 т в год заставляет думать о железных дорогах с организованными автосообщениями. В промежутке между этими предельными величинами летней грузонапряженности размещаются другие технические категории дорог. Указанный способ является приблизительным; правильнее задаваться различными техническими категориями дорог и остановиться на той из них, которая соответствует наименьшей стоимости перевозок, учитывая погашение основного капитала, проценты и эксплуатационные расходы. Вместо стоимости перевозок иногда определяют ежегодную стоимость км дороги, с учетом всех перечисленных расходов. По Эггу (Agg), периодом экономической службы одежды является такой период, по истечении которого стоимость поддержания одежды столь велика, что выгоднее перестроить ее или с сохранением старого типа или же с применением нового. Годовая стоимость единицы длины дороги определенной ширины, по Эггу:

Годовая стоимость единицы длины дороги определенной ширины, по Эггу

где М - стоимость ремонта и содержания единицы длины одежды в год в период экономической службы; I - строительная стоимость единицы длины одежды; S - остаточная стоимость той же единицы в конце периода экономической службы; e - коэффициент ежегодного погашения; R - ставка процента; IR - процентные деньги за один год на вложенный в дорогу капитал. Если по истечении срока экономической службы ежегодная стоимость ремонта и содержания М1 > М, то годовая стоимость единицы длины одежды:

Dorogi 30

Величины М и М1, при остальных равных условиях, зависят от грузонапряженности.

При проектировании не отдельного направления, а целой сети дорог следует иметь в виду, что в большей части случаев сеть уже имеется и лишь подлежит улучшению. Проектирование сети состоит: а) из выбора дорог, подлежащих постройке или улучшению, с изменением трассы, если это нужно; б) из выбора технической категории (типа) дорог; в) из установления очередности работ. Дороги переводятся в высшую техническую категорию не целиком, а по участкам, в зависимости от ординат экономических эпюр, которые в совокупности образуют по отношению к сети карту грузовых потоков. Лучше всего сходные улучшенные участки соединить между собой в небольшое число групп (например, три группы: дороги с сильным, средним и слабым движением) и для каждой назначить техническую категорию и ширину одежды и полотна. При проектировании сети необходимо иметь в виду, что все виды путей сообщения (железнодорожные, водные пути, безрельсовые дороги) должны не конкурировать между собой, а сотрудничать; поэтому для приступа к проектированию сети необходимо составление тщательной карты-каталога всех путей района. В общем, как и по отношению к отдельной дороге, выбор наивыгоднейшего начертания дорожной сети определяется наименьшей стоимостью всей сети в течение года. При проектировании часто приходится ограничивать размеры работ финансовыми возможностями; отступление от принципа проектирования на основании объективных экономических признаков допускается лишь в исключительных случаях (например, стратегические дороги).

Технические изыскания. Технические изыскания дороги разделяются на рекогносцировочные и окончательные (подробнее). Трасса намечается на карте в двух-трех вариантах; делается объезд местности с производством в особо трудных местах инструментальной рекогносцировки (частичное вешение линии, приблизительный промер, нивелировка по характерным точкам, иногда барометрическое нивелирование). Окончательные изыскания включают в себя: а) выбор направления на местности (трассировку); б) измерение избранного направления (пикетаж); в) нивелировку; г) иногда съемку поперечных профилей; д) съемку планов бассейнов и планов в горизонталях в трудных местах; е) определение характера почв и грунтов путем осмотра, бурения и шурфования. При изысканиях, предшествующих частичному улучшению дороги, изыскательская работа обычно производится только на протяжении участков, которые имеется в виду подвергнуть улучшению. Перед началом постройки дороги производят восстановление линии, т. е. измерительные действия для постановки в натуре новых изыскательских знаков взамен утерянных, причем строитель принимает меры к улучшению плана и профиля дороги. Технические изыскания обязательно должны сопровождаться изучением гидрологических условий местности; равным образом изыскатель должен хорошо освоиться с климатом местности, который во многих случаях является решающим фактором при выборе типа одежды и сооружений (геофизические факторы проектирования).

В результате рекогносцировки составляется предварительный, или эскизный, проект, а в результате подробных изысканий - окончательный проект, куда входят следующие документы: а) карта с нанесением окончательной трассы и вариантов; б) продольный профиль по главной трассе и вариантам (причем масштабы берутся следующим образом: горизонтальный 1:5000, а вертикальный 1:500); в) нормальные поперечные профили и поперечные профили в определенных характерных местах, с нанесением проектировки (здесь горизонтальный и вертикальный масштабы одинаковы - 1:100); г) планы и профили бассейнов (их площади, уклоны и длины) и определение отверстий искусственных сооружений; д) ведомость водотоков и описание существующих на них вблизи дороги мостов, мельниц, плотин; е) ведомость грунтов; ж) ведомость реперов; з) ведомость смежных с дорогой земельных участков (с планами); и) ведомость и описание карьеров камня и песка; к) ведомость справочных цен; л) подсчет земляных работ; м) подсчет количества укреплений земляного полотна; н) типовые чертежи и подсчет количества работ тех сооружений, которые выполняются не по типам; о) смета на производство работ с выводом окончательной стоимости работ, общей и на км. При представлении проекта на утверждение все чертежи, профили и планы д. б. сложены в формат полулиста писчей бумаги (20 х 33 см), одинаковый с форматом всех ведомостей и записок.

 

Источник: Мартенс. Техническая энциклопедия. Том 7 - 1929 г.