Прогресс в строительстве земляного полотна и дорожных одежд
XVIII в. характеризовался попытками точного учета свойств грунтов в строительстве. Это отмечал М. В. Ломоносов в написанном в 1757—1759 гг. трактате «О слоях земных», указывая, что «строитель внимает твердости земли во рвах для основания». Он классифицировал грунты по составу и свойствам, деля их на чернозем, «глину разных родов», «сродной глинам ил или тину». Учитывалась крупность грунтовых частиц — «из воды отделяющиеся земляные иловатые частицы», пески, «которые в рассуждения величины зерен разнятся бесконечное, хрящ и бечевник — «превосходящие крупностью с горох камешки».
В рассматриваемый период времени начали получать распространение мостовые, по конструкции почти не отличавшиеся от современных. Предъявлялись определенные требования к их качеству. Колотый булыжный камень должен был иметь размеры 7—8 дюймов и суживающуюся вниз клинообразную форму. Требовалось перевязка швов, «чтобы в продольном направлении не было совпадающих швов, которые колеса повозок могли бы раздвигать». В основание укладывали слои песка толщиной от 6 до 8 дюймов желательно речного и гравелистого, а не карьерного, который очень пылеват. В книге Х. Людера указывалось, что при мощении с обеих сторон дороги в грунт ставят большие камни, а дальше вкладываются все более мелкие. Для повышения прочности мостовой Х. Готье предлагал устраивать через два туаза (1,82 м) поперечные ряды («страверсы») из более крупных булыжных камней высотой 10—13 дюймов с тем, чтобы если мостовая начнет разрушаться, повреждение не распространялось за этот ряд. Мощение клетками получило повсеместное распространение.
В конце XVIII в., когда темпы дорожного строительства начали возрастать, наибольшее распространение получили дорожные одежды на основании из пакеляжа — камней, устанавливаемых широкой стороной на грунтовое или песчаное основание и расклиниваемых который в дальнейшем начали заменять щебнем «крупностью в орех из камня твердых пород», который распределяли слоем 8 см. Однако дорожные одежды на пакеляжных основаниях не удовлетворяли требованиям механизированного строительства, а опыт эксплуатации показал, что они не выдерживали движения тяжелых автомобилей, многократные проходы которых сосредоточивались на узкой полосе наката и вызывали продольные просадки покрытий.
П. Трезаге существенно уменьшил толщину дорожной одежды, снизив ее до 24—27 см по сравнению с толщиной одежд ранее строившихся дорог, которая по оси достигала 50 см. Дорожную одежду устраивали в вырытом в земляном полотне корыте, выпуклое дно которого имело средний поперечный уклон около 60%о• При связных грунтах это способствовало частичному стоку просочившейся через дорожную одежду воды, а также позволяло придать дорожной одежде постоянную толщину по всей ширине проезжей части. Не меньшее значение имела выпуклость дна корыта для более экономного расходования каменного материала. Нижний слой (основание) дорожной одежды толщиной 10 дюймов устраивали из установленных на ребро на дно корыта камней, так чтобы ни один камень не возвышался над другим. Камни трамбовали ручной трамбовкой. Поверх них укладывали слой толщиной 8-ю см менее крупных камней, которые дробили на месте и уплотняли трамбованием. Частично проникая в промежутки между камнями, они расклинивали крупные камни. Сверху укладывали 10 см гравия.
Следующий этап развития техники дорожного строительства — переход к дорожным одеждам только из щебня, к так называемому «щебеночному шоссе», которое обычно связывают с именем шотландского дорожника Дж. Мак-Адама.
Мак-Адам (McAdam) Джон Лаудон (1756-1836), шотландский инженер, которому приписывается изобретение дорожного покрытия макадам. Предложил поднять дороги над окружающей территорией, образовывая основание из крупных камней, затем слой камней поменьше и скрепить их вместе мелким гравием. Мак-Адам применил эти идеи на практике, когда его назначили главным инспектором дорог в Бристоле в 1815 г. Дороги оказались надежными в эксплуатации, и его идеи по строительству дорог были повсеместно приняты после парламентского обсуждения вопроса в 1823 г. Мак-Адам был назначен главным дорожным инженером Британии в 1827 г.
Метод Мак-Адама получил широкое распространение потому, что был прост, дешев и отвечал требованиям времени. Начав с 1806 г. брать подряды на дорожное строительство, Дж. Мак-Адам разработал собственную систему постройки и ремонта дорог и, приняв на себя в 1816 г. заведование трестом Бристольского округа, наибольшего в Англии, начал энергично внедрять эту систему в практику. Предложенные им методы содержания дорог оказались весьма эффективными и экономичными.
Макадам – это название дорожного покрытия из щебня. Сущностью обустройства дорожного полотна макадам является укладка и утрамбовка слоя щебня крупной фракции, расклиниваемой впоследствии щебнем мелкой фракции, так же тщательно утрамбовываемой. Кстати, существительное английского языка macadam переводится как щебень, щебеночное покрытие, так же появившееся после применения этим инженером колотой горной породы в дорожном строительстве.
Дж.Макадам предложил и разработал технологию укладки на подготовленную дорожную подушку слоя крупного колотого камня, в последствии щебня, который насыпался небольшим слоем и тщательно утрамбовывался. Полив водой горной породы, во время этой утрамбовки, увеличивал плотность укладки камней и, соответственно, прочность обустраиваемого покрытия. В качестве трамбовки уже можно было использовать тяжелый каток, но чаще все же щебень уплотняли ручными трамбовками и ударами деревянных колотушек, молотков, заимствованных из технологии укладки подготавливаемого, мостового камня. Затем поверх утрамбованной крупной фракции насыпался слой мелкого щебня, отсева, который так же проливался, связываясь водой, уплотняясь и расклинивая камни нижнего слоя, делая поверхность не только прочной, но и ровной. Естественно, первые дороги макадам не были рассчитаны на автомобильную нагрузку, но это уже были дороги, когда не нужно было укладывать каждый камень отдельно, как в мостовой, а можно было обустраивать твердое покрытие индустриально, поточно, используя не квалифицированную рабочую силу.