Строительство автомобильных дорог

Возникновение путей сообщения относится к довольно раннему периоду существования человеческого общества, когда люди, объединявшиеся для охоты или рыбной ловли, выбирали наиболее удобные и кратчайшие тропы. Приручение животных и перевозка грузов вьюками или волоком на привязанных жердях предъявляли первые требования к пути — обеспечение ширины тропы и высоты свободного пространства над ней, необходимых для прохода животных. На заболоченных местах начали укладывать настилы из хвороста и жердей, делать наброски камней на топких местах при подходах к бродам через ручьи и реки.
В качестве путей сообщения по мере эволюционного развития человеческого общества стали использоваться реки, моря и океаны. Однако дороги на суше всегда являлись важнейшим элементом в жизни общества. Требования к дорогам последовательно определялись гонцом со срочным донесением, купцом с вьюками товаров на спине животных, пешими и конными отрядами воинов, боевыми колесницами, гружеными четырехколесными телегами и, наконец, механизированным транспортом — паромобилем, автомобилем.
Изобретение колеса примерно за 4—5 тыс. лет до н. э. явилось по тем временам большим достижением техники, ускорило развитие транспорта, предъявив одновременно новые требования к путям сообщения.
Техника строительства дорог имеет многовековую историю. Перевозка грузов на колесных телегах стала играть важную роль в выборе направления Дороги, избегания крутых подъемов и не­благоприятных мест с большим сопротивлением движению почв в этих местах.
Особое значение, как средство регулярных сообщений на ближние и дальние расстояния, дороги стали иметь в рабовла­дельческих государствах Древнего мира — Ассирии, Вавилоне, Персии, Римской империи. Чтобы управлять созданными огром­ными империями, вывозить в метрополию подати из завоеванных государств, потребовались благоустроенные дороги, позволявшие иметь связь окраин метрополии с ее центром в любое время года.
Первые дороги с твердым покрытием из каменных плит появ­лялись между городами и на их улицах, по которым происходили различные торжества и религиозные шествия.
Во времена рабовладельческого строя был достигнут высокий уровень в развитии дорожного строительства в Римской империи, которая в период своего наибольшего расцвета занимала террито­рию современной Западной Европы, Балканского полуострова и северо-африканского побережья Средиземного моря. Сеть военных римских дорог, созданная за шесть столетий, достигла 90 тыс. км, из которых только 14 тыс. км были расположены в границах современной Италии. Основные римские дороги строились из прочных каменных покрытий (гравия, булыжного и тесаного камня) с большим расходом материала и огромными затратами человеческих сил. Строительство дорог велось, как правило, по кратчайшим направлениям с преодолением довольно сложных естественных препятствий (от строительства больших каменных арочных мостов через многие реки до пробивки тоннелей в горах).
После распада Римской империи в конце V в. н. э. магистральные пути сообщения Европы, пересекавшие несколько государств, потеряли свое былое значение и, оставшись без ухода, стали разрушаться.
В период натурального хозяйства феодальной эпохи не было нужды в дальних перевозках, как и не было материальной базы для строительства дорог. Возникновение строительства дорог началось лишь на последних этапах существования феодально- крепостнического строя с началом развития промышленности, с расширением рынков сбыта и потребностью в путях для подвоза сырья. В целях улучшения условий перевозки сырья для разви­вающейся промышленности и товаров промышленного производства появилась необходимость строить дороги с твердыми покрытиями. Интенсивное строительство таких дорог началось с конца XVIII в.
Прорывом в технике дорожного строительства можно считать разработку конструкций дорожных одежд с твердым покрытием и внедрение их в практику инженеров — француза Пьера-Мори Жерома Трезаге и шотландца Джона Мак-Адама.
Трезаге предложил строить дорогу в выкопанном в земле утлуб-лении-корыте с поперечными уклонами, обеспечивающими сток просачивающейся сверху воды.
Нижний слой — камни или плиты, поставленные на ребро. Верхний слой — мелкий камень прочных горных пород (рис. 1.1). Толщина каменной дорожной одежды составляла 24-27 см.

Мак-Адам, используя тот же поперечный профиль углубленного в земле корыта, предложил строить дороги из слоя щебня толщиной около 30 см, уплотняемого повозками после его отсыпки (рис. 1.2). Особенно он обращал внимание на надежное сопротивление нагрузкам сухого фунта основания, от которого должна была зависеть прочность дорожной одежды.

В России широкое распространение нашли щебеночные по­крытия по типу Мак-Адама, но с заменой нижнего слоя щебня песком. Это не только снижало стоимость строительства, но и способствовало осушению подстилающего грунта. За границей покрытия такого типа получили название «русского Мак-Адама».
Дороги с твердым покрытием конструкции Мак-Адама, интен­сивно строившиеся в начале XIX столетия в Англии, Франции и в других государствах Европы, вскоре перестали удовлетворять все возрастающие потребности промышленности. Конный транспорт и большое количество извозчиков, занятых на перевозках грузов, стали невыносимыми путами для крупной промышленности.
Появление с середины XVIII в. на дорогах громоздких повозок с паровыми двигателями также не решало задачу перевозок возросшей массы грузов как из-за несовершенства конструкции экипажей, так и из-за неприспособленности дорог для этих перевозок.
Построенная впервые в Англии в 1825 г. Джорджем Стефенсо-ном железная дорога между Стоктоном и Дарлингтоном показала несомненное преимущество нового вида транспорта и опыты с безрельсовыми паровыми экипажами были прекращены.
Поворотным моментом в технике безрельсового транспорта в Европе стало появление автомобилей с легкими (по сравнению с паровыми) двигателями внутреннего сгорания. Возросли скорости передвижения экипажей. Появление автомобилей вновь повысило значение шоссейных дорог как самостоятельных путей сообщения.
Автомобилизация предъявила повышенные требования к дорогам. Высокие скорости вращения ведущих колес и касательные усилия на них нарушали слабую заклинку в щебеночных покрытиях и, таким образом, вызывали их быстрый износ. Разрушению способствовало также использование почти до конца 20-х гг. XX столетия на грузовых автомобилях наряду с пневматическими шинами сплошных массивных резиновых шин.
Помехи, создаваемые на дорогах конным транспортом для быстро развивающегося автомобильного транспорта, вызвали необходимость строительства специализированных дорог, предна­значенных для автомобильных перевозок. Строительство автогу­жевых дорог также продолжалось. Итальянское слово «автострада» в переводе на русский язык означает «дорога для автомобилей». Первая автострада была по­строена в 1924 г. на севере Италии протяженностью 85 км, она соединила города Милан и Варезе. В следующем, 1925 г. были построены автодороги для связи Милана с курортными районами на берегах озер Комо и Маджиоре.
В странах с высокими темпами развития автомобильной про­мышленности, с появлением скоростных автомобилей в начале 30-х гг. XX столетия началось строительство автодорог для дальних автомобильных перевозок. Появился новый тип дорог — авто­мобильные магистрали, на которые не стали допускать медленно движущийся транспорт — гужевые повозки, тракторы, а также пешеходов и велосипедистов. Возросли требования к автомобильным дорогам по обеспечению их пассивной безопасности для движения автомобилей (геометрические параметры продольного и поперечного профилей, качество дорожного покрытия, расстояние видимости дороги на большие расстояния, коэффициент сцепления шин с дорогой и др.). Совершенствование конструкции автодорог и их обустройства, направленное на повышение безопасности и удобства движения, на повышение сроков службы, продолжается и в нынешнее время.
К 1939 г. в Италии было построено примерно 500 км автомаги­стралей. В Германии протяженность автобанов к 1942 г. составляла около 2100 км. После Второй мировой войны автомагистрали строились во Франции и Великобритании. Самое активное строи­тельство велось в США, где к 1974 г. насчитывалось 70 800 км скоростных автомагистралей.