История российских дорог
Строительство дорог в нашей стране развивалось несколькими отличными от Запада путями по причине недостатка легкодоступных для разработки каменных материалов. Основными источниками получения камня были сбор валунов на полях и разработка гравия в ледниковых отложениях. Во второй половине XVIII в. сеть только почтовых путей из Москвы достигала около 17 тыс. км. Несмотря на такую протяженность дорог и большие потребности в совершенствовании условий перевозок, техника дорожного строительства в России ограничивалась в то время осушением дорожной полосы и укреплением древесными материалами.
Указ о постройке дороги Петербург — Москва
Началом дорожного строительства в России можно считать 1722 г., когда 1 июня был издан указ Сената о постройке дороги между Петербургом и Москвой. Дорогу строили как грунтовую. В указе от 20 мая 1723 г. говорилось: «. А в болотных местах класть фашины и между ими насыпать землею слоями до тех мест, как вышиною будет с натуральною землею ровно и потом мостить, не подкладывая под испод бревен и сверх того мосту насыпать по небольшому земли».
Примитивная технология строительства не способствовала в суровых условиях северо-запада России хорошим результатам. Это привело к тому, что руководители дорожным строительством начали мостить отдельные участки дороги камнем. В декабре 1722 г. Сенат, наконец, решил, что «в нужных местах и где камня довольно есть, из помянутых дорог одну половину, в рассуждении прочности и сбережения лесов, мостить камнем по такому грунту, чтоб камень скоро не опадал и не делалось лощин и не повреждалась бы дорога. ». С этого времени в России была принята установка на постройку на магистральных дорогах каменных дорожных одежд.
Развитие в России торговли и промышленности требовало содержания дорог в исправном состоянии. На важнейших государственных магистралях основным типом дорожного покрытия стал щебень.
Первоначальная технология не предусматривала какого-либо специального уплотнения дорожного покрытия. Идея отказа от уплотнения щебеночных покрытий движением и перехода к уплотнению катком не сразу получила признание и лишь в 40х годах XIX века стала рассматриваться как обязательная.
Конструкция капитана Баранова
После 1860 г. объем дорожного строительства в России начал сокращаться: до 1861 г. строилось примерно 230 км дорог с твердыми покрытиями в год, а в следующее 20 лет объем строительства сократился до 25—30 км в год. Лишь после 1890 г. в связи с развертыванием строительства стратегических дорог в западных губерниях объемы строительства возросли до 300—350 км. Железных дорог в этот период ежегодно вводилось в эксплуатацию от 730 до 1320 км в год.
Времена СССР
Если проследить хронологию развития дорог СССР и западных стран, легко увидеть, что отставание технологии составляло 10-20 лет. Например, учитывая ведущуюся фашистской Германией подготовку к нападению, в России приступили к постройке автомобильной магистрали Москва — Минск, резко отличавшейся по своим техническим параметрам от ранее строившихся дорог. Магистраль была рассчитана на скорость 120 км/ч. Ее проезжая часть была еще без разделительной полосы шириной 14 м предусматривала движение автомобилей в два ряда в каждую сторону. По техническим характеристикам она соответствовала магистралям США 30х годов и законченной к тому времени строительством в Германии дороге Кельн — Бонн.
Прорыв щебеночного покрытия
В России идея повышения связности щебеночного покрытия начала реализовываться лишь после введения искусственного уплотнения щебеночных россыпей катками. Для заполнения пор в верхнем наиболее уплотнявшемся слое начали использовать более мелкий материал — клинец и высевки, вдавливаемые весом катка в незаполненные места между щебенками и создающие расклинивание. В России считалось обязательным использование для этой цели щебня тех же горных пород, что и для основной россыпи, поскольку применение мягких легко дробящихся пород, облегчая закатку, давало малоустойчивое, быстроразрушающееся покрытие.
Особенностью щебеночных покрытий было то, что они нуждались в повседневном надзоре и ремонте, так как от выбитой щебенки начинался быстрый рост дальнейших разрушений.
В 1870 г. было опубликовано первое предложение о методике расчета толщины дорожной одежды. Исходя из представления о передаче в щебеночном покрытий давления от частицы к частице, Е. Головачев пришел к выводу, что «давление колеса, прилагаемое к покрытию через малую прямоугольную площадку. распространяясь в слое щебня под углом естественного откоса. ».
Использование геосинтетических материалов характерно для дорожного строительства России только в самом конце 20 века, и то в очень ограниченном объеме.
Как появились дороги в россии
История развития автомобильных дорог берет свое начало в далеком XVII в. Строительство дорог в нашей стране развивалось несколькими отличными от Запада путями по причине недостатка легкодоступных для разработки каменных материалов. Основными источниками получения камня были сбор валунов на полях и разработка гравия в ледниковых отложениях. Во второй половине XVIII в. сеть только почтовых путей из Москвы достигала около 17 тыс. км. Несмотря на такую протяженность дорог и большие потребности в совершенствовании условий перевозок, техника дорожного строительства в России ограничивалась в то время осушением дорожной полосы и укреплением древесными материалами. Поэтому датой начала дорожного строительства в России наиболее приближенного к сегодняшнему методу можно считать 1722 г.
1 июня 1722 г. был издан указ Сената о постройке дороги между Петербургом и Москвой. Дорогу строили как грунтовую. В указе от 20 мая 1723 г. говорилось: «. А в болотных местах класть фашины и между ими насыпать землею слоями до тех мест, как вышиною будет с натуральною землею ровно и потом мостить, не подкладывая под испод бревен и сверх того мосту насыпать по небольшому земли». В связи с неблагоприятными погодными условиями северо-запада страны была принята установка на постройку на магистральных дорогах каменных дорожных одежд.
После 1860 г. объем дорожного строительства в России начал сокращаться: до 1861 г. строилось примерно 230 км дорог с твердыми покрытиями в год, а в следующее 20 лет объем строительства сократился до 25—30 км в год. Лишь после 1890 г. в связи с развертыванием строительства стратегических дорог в западных губерниях объемы строительства возросли до 300—350 км. Железных дорог в этот период ежегодно вводилось в эксплуатацию от 730 до 1320 км в год.
На сегодняшний день методика асфальтирования Российских дорог значительно отличается от прошлых. Одним из главных способов создания идеально ровной дорожной поверхности, но и при этом максимально защищенной от разрушений считается использование асфальтобетонной крошки в горячих смесях. По словам многих экспертов, в мире сейчас больше всего асфальтобетонную крошку используют в США и Европе. О России данных нет, так как тот маленький опыт, который есть, не афишируется. В США самый богатый опыт этой технологии уже более 30 лет и ежегодно там используется примерно 90 млн тонн асфальтобетонной крошки при среднем добавлении ее в размере 20%.
Основной вопрос теперь – как повысить процент использования крошки в смесях без ущерба для качества. Национальный центр асфальтобетонных покрытий США провел специальную исследовательскую работу для изучения асфальтобетонных покрытий с 30-процентным содержанием крошки. Исследования показали, что самое эффективное использование асфальтовой крошки —добавление ее в асфальтобетонную смесь. При этом смесь приготавливается методом «горячего рисайклинга на заводе» на асфальтобетонных установках. Дороги отслеживались с циклом от 6 до 16 лет. Оказалось, что покрытие с 30-процентным содержанием асфальтобетонной крошки служит фактически также, а иногда даже лучше, чем асфальтобетонное покрытие без нее.
Сейчас в России активно пытаются найти способ применения асфальтобетонной крошки в горячих смесях, не забывая о экспертизах каменного и битумного материала развивая при этом нормативную базу. Основной проблемой решения этой нелегкой задачи является отсутствия опыта Российских специалистов, а также недостаток лабораторного и производственного оборудования. С каждым месяцем, а может и неделей появляются новые решения и новые идеи создания менее затратного и максимально долговечного дорожного покрытия. Возможно совсем скоро мы будет строить дороги на века и ремонтировать дорожные покрытия навсегда.
История строительства дорог в России
Путь, который прошла технология дорожного строительства в нашей стране, заметно отличался от западного. Одна из ключевых причин заключается в недостатке легкодоступных каменных материалов. Естественным следствием этого стало широкое использование древесных материалов, которые господствовали в деле строительства дорог вплоть до XVIII в. – до этого времени строительство дорог сводилось главным образом к осушению дорожной полосы и ее укреплению с помощью древесных материалов. Тем не менее, даже при таком примитивном подходе дорожная сеть была весьма разветвленной, а ее общая протяженность превышала 15 000 км.
Началом настоящего дорожного строительства можно считать 1722 г. – в этом году был издан указ Сената о постройке дороги между Петербургом и Москвой. Дорога была задумана и изначально строилась как грунтовая, но эта примитивная технология оказалась совершенно неприменима в условиях сурового климата и болотистой почвы северо-запада России. В результате новая дорога на отдельных участках была вымощена камнем, и такой подход был признан вполне перспективным. Так и был взят курс на постройку каменных дорожных одежд на магистральных дорогах. Основным типом дорожного покрытия со временем становится щебень, причем изначальная технология не предусматривала целенаправленного уплотнения дорожного покрытия с помощью катка. Только в 40-х годах XIX века уплотнение стало обязательным этапом строительства дорог.
С 1786 г. для дорог с проезжей частью была утверждена обязательная двухслойная конструкция дорожной одежды капитана Баранова: нижний слой состоял из крупного щебня, верхний – из прочного каменного материала, который уплотнялся и выравнивался с помощью катков. Следует отметить, что тогда же в эксплуатацию была введена технология использования нескольких катков с возрастающей массой – в Европе эта технология была введена в практику значительно позже, в 1830 г.
Во второй половине XIX века объем дорожного строительства в России значительно сократился. До 1861 г. за год строилось около 230 км дорог в год, в то время как в последующие 20 лет объем строительства упал почти в 10 раз. Только после 1890 г., в связи с развертыванием строительства стратегических дорог в западных губерниях, объемы строительства вновь возросли, превысив даже прежние показатели – до 300-350 км в год.
После революции и вплоть до 30-х годов XX века российские технологии строительства дорог заметно отстали от западных. Это было связано не только с общественно-политическими переменами в стране: по-прежнему сложным оставалось получение каменных материалов в достаточном количестве; накладывали свой отпечаток такие факторы, как суровый климат и разнообразие климатических условий в России. Все эти и обусловило поиск собственного, творческого подхода к строительству дорог.
Так, одним из самых существенных отличий в технологиях того периода стал отказ от непременного соблюдения однородности щебня по составу, крупности и прочности; возникает идея использования щебня слабых, но дешевых местных пород для нижнего слоя дорожной одежды. Впоследствии произошло уменьшение толщины щебеночного слоя – от 25 до 15 см, поскольку на практике было установлено, что уплотнение щебеночного слоя распространяется на глубину примерно 10 см, а ниже щебень остается в слабо уплотненном состоянии.
Только в конце XX века в российском дорожном строительстве стали применять геосинтетические материалы, причем в весьма ограниченном объеме. Одним из первых геосинтетических материалов, примененных в строительстве дорог, был нетканый геотекстиль («Дорнит»), игравший роль разделительного слоя и фильтрующей прослойки. Со временем применение геосинтетиков становится все более распространенным. На первых порах развитие технологий и применение геосинтетических материалов целиком зависело от производителей, позднее вопросами изучения их свойств и применения стали заниматься специализированные организации.
История строительства первой железной дороги в России
11 ноября 1837 года (30 октября по старому стилю) состоялось торжественное открытие первой в России железной дороги от Санкт‑Петербурга до Павловска, положившей начало строительству в России сети железных дорог.
В тот день в газете «Ведомости» появилась заметка: «Была суббота, горожане стекались к старой полковой церкви Введения у Семеновского плаца. Они знали, что открывается необычная железная дорога и «стальной конь, везущий сразу много‑много карет» впервые отправится в путь. Однако не всем удалось увидеть первый поезд. К самой станции, возведенной совсем недавно, простолюдинов не пускали. Ровно в 12 часов 30 минут крохотный локомотив дал пронзительный свисток, и восемь вагонов с благородной публикой отправились по маршруту Петербург ‑ Царское Село».
Это была первая железная дорога общественного пользования в России (до открытия в 1851 году Николаевской железной дороги), единственная в стране и шестая в мире. Она была построена для обеспечения железнодорожного сообщения между Царскосельским вокзалом Санкт‑Петербурга, Царским Селом и Павловском.
1 мая 1836 года началось строительство железной дороги от Павловска. В июле уже была готова платформа под навесом для приезжающих и заложен фундамент здания гостиницы. 10 сентября заложили вокзал и паровозное депо с поворотным кругом в Царском Селе. К 30 сентября рельсы уложили на расстоянии 22 верст от Павловска. В конце сентября провели пробные поездки (несколько вагонов) на конной тяге от платформы в Павловске до Царского Села.
3 ноября 1836 года состоялась первая обкатка паровоза. Его доставили в разобранном виде морем из Англии в Кронштадт, а оттуда по заливу, Обводному каналу и на лошадях в Царское Село, где была проведена его сборка и проверка.
Первый поезд состоял из 8 вагонов и трехосного паровоза, построенного на заводе Стефенсона в Англии. В составе поезда были вагоны четырёх классов. Самыми комфортабельными были кареты, называвшиеся «берлинами»: это были вагоны с крытыми кузовами и мягкими сиденьями для восьми человек. Вместимость вагонов остальных классов составляла 10 пассажиров. «Дилижансами» называли мягкие крытые вагоны большей вместимости. Следующие классы были представлены открытыми повозками («линейками»): повозки с крышами назывались «шарабаны», без крыши ‑ «вагоны». Вагоны не имели отопления и освещения.
По требованию Герстнера, паровозы должны были иметь мощность в 40 лошадиных сил и быть в состоянии везти несколько вагонов с тремястами пассажирами со скоростью 40 вёрст в час.
Чтобы повысить провозную способность дороги, Герстнер решил использовать подвижной состав шириной колеи 1829 мм, а не 1435 мм, которая была принята на железных дорогах в Англии.
В первые полгода эксплуатации на дороге использовалась конная тяга и только по воскресеньям или праздникам — паровая. Полный переход на «пар» произошёл в апреле 1838 года, а в мае движение поездов было открыто на участке Санкт‑Петербург — Павловск.
В первые годы стоимость проезда для пассажиров первого и второго класса составляла 2,5 и 1,8 рубля соответственно, третьего и четвертого ‑ 80 и 40 копеек.
В 1837 году для первой в России железной дороги между Санкт‑Петербургом и Царским Селом был построен вокзал. По плану Герстнера железнодорожный вокзал в Петербурге должен был находиться на набережной реки Фонтанки, однако выделенных на строительство денег хватило только на сооружение самой железной дороги и строительство вокзала в Царском Селе. Тогда было решено построить временную деревянную станцию чуть в стороне от отведенного под вокзал места. Так был построен самый старый вокзал России — Витебский. В 1849‑1852 годах по проекту архитектора Константина Тона построено каменное здание, просуществовавшее до начала XX века.
Современное здание вокзала построено в 1904 году в стиле «модерн» (архитекторы Станислав Бржозовский, Сима Минаш).
История дорожного строительства: с начала времен и до наших дней
Проторенные тропы
Создание первых дорог сложно назвать строительством. Скорее, это было протаптывание троп по кратчайшему пути – через болота и овраги. Такие относительно постоянные пути появились еще раньше, чем первые города. Однако без более надежных дорог было сложно развивать общество, поэтому люди довольно рано занялись совершенствованием системы дорожного строительства.
Самые ранние из сохранившихся дорог расположены в Великобритании. Например, Свит-Трек в Сомерсете был построен примерно в 3807-3806 гг. до н.э. Это мощено-насыпная дорога, длина которой когда-то составляла около 2 км. Она была сделана из перекладин из молодых деревьев, покрытых дубовым настилом.
В целом, в те времена, когда торговля была еще плохо налажена, людям приходилось использовать для строительства подручные материалы. Где-то это были деревья, где-то – песок, а где-то – камень. Главными инструментами оставались примитивные топоры, лопаты и руки рабочих.
Дорога на Рим
Дороги долгое время строились небольшие, местного «назначения». Ситуация изменилась, когда начали формироваться огромные империи. Для захвата и удержания новых территорий нужны были развитые дорожные сети. Так, в Китае строились настолько прочные дороги, что ими можно было бы пользоваться и сегодня. Китайские мастера использовали легкие, упругие материалы (такие как утрамбованный щебень), которые хорошо выдерживают температурные колебания.
В Древнем Египте проходило строительство пирамид, а для этого нужно было переправлять глыбы. По свидетельствам Геродота, около 100 000 человек в течение 10 лет строили дорогу от Нила до пирамиды Хеопса. Каменные плиты везли на деревянных санях, но основная работа по-прежнему выполнялась руками людей.
Помимо Великого шелкового пути, существовали и другие значимые дороги. Например, Путь ладана соединял страны Средиземноморья с Аравийским полуостровом. Три Королевские дороги соединяли Таиланд и Камбоджу, Персидский залив со Средиземным морем, Египет и Сирию. Чайный путь связывал Китай с Южной Азией, а Соляная дорога проходила от устья Тибра во внутренние районы Апеннинского полуострова.
Однако главные достижения в области дорожного строительства принадлежали римским мастерам. Перед выкладкой дороги размечали будущий маршрут. Переносные солнечные часы позволяли определить направление, грома (шест с горизонтальной перекладиной) использовался для начертания прямых углов, а хоробат (длинная негнущаяся линейка) помогал определить уклон в местностях с неровным рельефом. Дорога обычно укладывалась в четыре-пять слоев, и всю тяжелую работу выполняли либо рабы, либо солдаты.
Потерянное наследие
После падения Римской империи европейская дорожная система пришла в упадок. Все-таки главной ценностью римлян была возможность использовать бесплатный или совсем дешевый ручной труд за счет владения огромными территориями. В Средневековье таких ресурсов уже не было.
Многие страны веками использовали старые римские дороги, и только в XII-XIII вв. в Италии – главной наследнице великой империи – началась дорожная революция. Парой веков позже начали «подтягиваться» другие страны Западной Европы. Там тоже активно прокладывались новые пути, однако строительные инструменты особенно не развивались. Поэтому средневековые дороги были грунтовыми, немощеными и часто больше походили на тропы, которые легко размывало дождем.
Русский путь
В России строительство дорог всегда было проблематичным. Во-первых, до наших земель не дошло богатое дорожное наследие римлян. Во-вторых, строительство дорог тормозили суровый климат и наличие таких препятствий, как леса и болота. Поэтому наши предки долгое время пользовались тропами или, реже, грунтовыми дорогами.
В Древней Руси существовало выражение «великая гостиница». Так называли многопроезжую дорогу, на которой пропадали все следы. Поэтому если преступники использовали «великую гостиницу», чтобы скрыться, их переставали искать.
После объединения земель важность дорожного строительства возросла. Но развития технологий все еще не наблюдалось. Из-за этого дорог стало больше, но они были в основном грунтовыми, иногда с деревянным покрытием, и их качество оставляло желать лучшего. Только в XVIII веке на отдельных участках дорог начали выкладывать камни.
Важным событием стало создание Петербургско-Московской магистрали под руководством Петра I. Для прочности в фундамент дороги укладывались бревна, а поверх них – глина. Однако желаемого результата добиться на удалось: от частых дождей грунт превращался в грязь. В итоге дорогу так и не привели в порядок – она осталась в том же плачевом состоянии, что и остальные пути в стране.
«Дорожное» возрождение
В XVII в. в Европе начался новый виток дорожного строительства. Европейские мастера пытались подражать римским, но без широкого доступа к дешевой рабочей силе на воспроизведение тех сложных конструкций уходили бы долгие годы. Поэтому часто римские технологии упрощались. Так, дорожная одежда – верхний слой, на который приходится нагрузка от транспорта, – становилась тоньше, а сами пути – менее прочными.
Впрочем, в это же время появлялись первые наработки в области улучшения дорожных технологий. Например, чтобы покрытие не разрушалось водой, вдоль дорог вырывались канавы. При слабом грунте выкладывали одежду из гравия, камня, шлака, железной руды, обрубков дерева или вязанок хвороста.
Настоящим прорывом стало открытие первых месторождений асфальтовых пород. В 1830-е годы были предприняты первые попытки покрыть дорогу асфальтом. В этом рабочим помогали катки. Поначалу использовались их древние прототипы, которые работали на животной силе. Зато уже в 1859 году был изобретен первый паровой каток, и в 1866 году машину начали использовать на дорогах Англии.
Бетонная смесь, максимально похожая на современную, впервые была использована для покрытия площади Согласия в Париже и террасы Зимнего Дворца в Петербурге.
Эра машин
В том же 1866 году на помощь рабочим пришли грейдеры – машины для планировки и выравнивания площадей. На самом деле, изобретение грейдера произошло еще в 1795 году. Машина состояла из металлического каркаса на колесах, который тащила лошадь. Но популярность пришла к грейдерам только спустя 70 лет. Со временем в них установили паровые двигатели, а затем двигатели внутреннего сгорания.
В начале XX в. появились бульдозеры на гусеничном ходу. Сначала кто-то (до сих пор неизвестно, кто) придумал присоединить отвал к трактору, затем к машине добавили гусеничную ленту. Первые бульдозеры работали на пару, но уже в 1931 году появились модели с дизельным двигателем, а всего 4 года спустя начали применять гидравлику.
Еще одна машина, без которой невозможно представить современное дорожное строительство, впервые была построена в 1836 году. Это был экскаватор, который прозвали «Лопатами Отиса» по имени изобретателя Уильяма Отиса. Первые модели выполняли работу, равную усилиям 120 человек. Паровые двигатели постепенно вытеснялись дизельными и электрическими, но для развития экскаваторов гораздо важнее было оснащение гидравлическим приводом. Промышленный выпуск таких моделей начался в 1950 году.
Сегодня строительные машины продолжают совершенствоваться. Они отличаются высокой надежностью, производительностью и точностью выполнения задач. Так, при оснащении грейдеров и бульдозеров системами нивелирования можно добиться точности высотной отметки до 1 см. Современная техника все чаще оснащается системами, упрощающими работу машиниста. Например, с 2022 года грейдеры John Deere могут оснащаться коробкой передач PowerShift Plus, которая обеспечивает автоматическое переключение передач во всем диапазоне скоростей и позволяет изменять направление движения машины без остановки. Кроме того, машины обладают отличной маневренностью, а некоторые модели даже могут свободно передвигаться по дорогам общего пользования, поскольку укладываются в дорожный габарит по ширине.
Машины для дорожного строительства активно применяются на всех этапах работы, включая стабилизацию, смешивание смеси, уплотнение и последующий ремонт. На помощь строителям также приходят высокие технологии. Например, телематическая система JDLink позволяет проводить удаленный мониторинг техники: следить за передвижениями машин, просматривать данные о времени работы и расходе топлива, проводить удаленную диагностику. В результате повышается эффективность и рациональность работы техники на площадке.
Сегодня у людей есть возможность строить прочные, удобные дороги, о которых наши предки не могли и мечтать. Но с каждой новой разработкой процесс строительства становится все более совершенным. Так что в будущем, скорее всего, человеку будут доступны еще более впечатляющие технологии.