Инженерное оборудование автодороги

История развития дорог

Транспорт на большие расстояния понадобился, когда люди образовались в общины. Появились волокуши и это настоящая революция. Около 5 тысяч  лет назад, Сорманский период, у Дарданелл произошла катастрофа – воды Атлантического океана прорвались в Чёрное море и появилась большая необходимость в перевозках. Человек изобрёл колесо. Волокуши – это санки, у них трение скольжение. Колесо вызывает трение качения. Трение качения в 5 раз меньше трения скольжения.

Колёсные повозки требуют дороги. Сначала делали маленькие поправки на проезжих местах. Так было 3 000 лет. До нашей эры появилась агрессивная Римская империя. Этой империи противостояли крепости. Поэтому она стала изготавливать тараны, которые нужно было перевозить. По грунтовым дорогам это очень трудно. 2 000 лет назад, Римская империя настроила много дорог. Рабского труда было много, уже научились переносить тяжести, так как были известны блоки, системы блоков. Римские дороги очень прочные, ещё до сих пор сохранились. На автомобиле типа Волга можно ехать со скоростью 120 км/час. Сейчас большие отрезки этих дорог сохранились в Италии, Франции, Бельгии.

Начинали строить из рытья траншей. Существовали технические условия на дороги, требовалась определённая ширина.

 

Верхний слой из камней, очень прочный. Второй слой – плита разрезная, отходы от камней делили на 2 части: 1 часть камни, вторая часть мелочь, типа щебень. Высота конструкции 1,5 м.

Римская империя погибла, отпала идея захвата территорий, ушла необходимость в дорогах, так было до конца 18 столетия – 1750 лет не строили дорог. Затем человечество пришло к торговому капиталу, появилась огромная потребность в дорогах, которые были бы круглогодичными. В середине 18 столетия первыми стали строить дороги французы. Французы повторили римские конструкции, но это уже не подходило. Не нужно рыть глубокую траншею, так как трудно бороться с водой. Инженер Трезаге предложил выкопать траншею не глубокую, но большей ширины.

 

 

Англичанин Джон Лаудон Макадам параллельно с Трезаге предложил не рыть траншею, а наоборот сделать насыпь, что бы вода уходила в сторону., конструкции стали называть макадами.

 

 

Джон Лаудон Макадам (англ. John Loudon McAdam; 21 сентября1756 — 26 ноября 1836 — шотландский инженер-дорожник, который разработал технологию строительства дорог с щебёночным покрытием.

Биография

Родился в городе Эр в Шотландии. В 1770 году вслед за родственниками отправился в США, где заработал довольно значительное состояние на финансовых операциях, первоначально в фирме, принадлежавшей его дяде. В 1783 году вернулся в Шотландию, чтобы воплотить в жизнь свои проекты по улучшению дорожного строительства.

В 1815 году Макадам был назначен инспектором Бристольской дорожной компании. Разработал для неё надёжное дорожное покрытие, состоявшее из дроблёного камня и гравия, которые плотно укладывались толстым слоем, образуя прочное основание дороги, одновременно улучшающее дренаж. Это покрытие в дальнейшем стало называться макадамом по имени изобретателя. Со временем инженеры добавили гудрон для связки камней, и это покрытие приобрело название «тармакадам» (англ. tar — гудрон) или сокращенно «тармак».

В 1823 году разработки Макадама по строительству дорог были приняты после парламентского обсуждения вопроса.

В 1827 году Макадам был назначен главным дорожным инженером Британии.

Умер 26 ноября 1836 года в городе Моффат.

Трое сыновей Макадама, а затем и его внуки продолжили его дело и занимались дорожным строительством. Один из потомков Макадама, Ричард Маккрири (Richard McCreery), был генералом во Второй мировой войне.

В начале 19 столетия многие страны почувствовали, что нужны дороги. В конце 18 столетия возникло высшее учебное заведение – Парижская школа мостов и дорог и в течение 35 лет это было единственное учебное заведение. Французы называли дороги шоссейными – обутая дорога. Дефект таких дорог – малая скорость, 4 км/час., скорость животных. В России в 1820 году появился план строительства шоссейных дорог. Ещё в 1810 году в России открыли второй в мире ВУЗ, институт корпуса инженеров путей сообщения. Принимали в него с 14 лет, учились 4 года, становились военными, условием приёма было обязательное знание французского языка, так как все учебники были французскими. В 1820 году составили план строительства шоссейных дорог 150 000 км. и начали строить. Стали укреплять дорогами западные границы – Польша, Финляндия, Литва. Строились чрезвычайно прочные дороги, некоторые сохранились до сих пор.

Русские подошли к конструкции дороги иначе:

1. Насыпь из грунта

2. Ширина дороги разбита на части – средняя часть для проезда строилось из камня, бока земляные, для остановки транспорта, они стали называться обочинами, таким образом обочины появились в 1820 году.

 

Если проезжая часть делается из нескольких слоёв, то хорошо нагружен только верхний слой. Если принять нагрузку на верхний слой за 1, то на 2-ой слой она составит1/2, а на 3-ий 1/3.

 

 

 Поэтому верхний слой делается из твёрдого камня, второй слой – из слабого камня, ниже песок, так как он хорошо проводит воду, выдерживает большие нагрузки, а затем грунт. Придали название слоям: верхний слой - покрытие, второй слой – основание, а третий – фильтрующий.

  1820 году начали, а в 1835 году бросили строить такие дороги. Построили 50 000 км. Причиной этого стало изобретение паровоза – ракеты Стефенсона, скорость 35 км в час, в 8 раз быстрее. 19 столетие – бум строительства железных дорог. В 1854 году построили железную дорогу Москва – Петербург, скорость 100 км/час, кроме того, железные дороги значительно дешевле, коэффициент качения на железных дорогах ещё меньше. К концу 19 столетия строительства железных дорог по существу прекратилось. Изобрели двигатель внутреннего сгорания, появился автомобиль, и шоссейные дороги стали называться автодорогами. 1900 год. Кроме того, в конце 19 столетия Уайт изобрёл паровую машину и появился каток для щебня, что дало возможность его укатывать и тем самым повысить прочность дороги. Стали приспосабливать те дороги, которые уже существовали. Русские типы автодорог начали применять во всём мире и с1820 года стали называть русскими макадамы. В 1862 году в России открылся 2 ВУЗ, в котором обучали дорожников. Построили 110 000 км железных дорог и 50 000 км шоссейных дорог.

 

«Автомобильной дорогой называется инженерное сооружение, обеспечивающее круглогодичное, непрерывное (мосты), безопасное движение автомобилей с заданной скоростью»

Если не соответствует,  хоть одному требованию, это уже не автодорога.

Автомобильная дорога: комплекс конструктивных элементов, предназначенных для движения с установленными скоростями, нагрузками и габаритами автомобилей и иных наземных транспортных средств, осуществляющих перевозки пассажиров и (или) грузов, а также участки земель, предоставленные для их размещения.

 

Одновременно с русскими макадами появились булыжные мостовые. На севере – западе (Беларусь, Ленинградская область, Латвия) много камня, принесённого ледниками, они обкатаны и поэтому предложен второй тип дорог

 

 

К концу 19 столетия строительства железных дорог по существу прекратилось. Изобрели двигатель внутреннего сгорания, появился автомобиль. Стали приспосабливать те дороги, которые уже существовали. Человек стал бояться следующего:

1. Переувлажнённый грунт оказался очень не прочным. Вода злейший враг дороги!

2. При движении по круговой кривой на железных дорогах было замечено, что шпалы выдвигаются в одну сторону под действием центробежной силы. Центростремительная сила должна уравновешиваться центробежной силой, но она не уравновешивается, так как сила приложения мгновенная. Необходимо, что бы она постепенно нарастала. Поэтому на автомобильных дорогах применяют переходные кривые.

3. Устройство насыпи. Нашли угол естественного откоса и стали строить насыпи, но это хорошо только для верхних слоёв насыпей. Наш инженер Терцаги и швед Фелениюс обратили внимание, как сползают набережные и сделали вывод, что нижняя часть откоса насыпи должна быть более пологой.

 

Инженерное оборудование автодороги

В автодороге выделяют:

1. Земляное полотно и дорожная одежда

2. Инженерное оборудование.

3. Искусственные сооружения

земляное полотно: конструктивный элемент, служащий основанием для размещения дорожной одежды, а также технических средств организации дорожного движения и обустройства автомобильной дороги.

Оно может быть в виде насыпи, выемки или проходить в нулевых отметках.

насыпь: инженерное земляное сооружение из насыпного грунта, в пределах которого вся поверхность земляного полотна расположена выше уровня земли (подстилающего грунта).

выемка: инженерное земляное сооружение из грунта расположена ниже уровня земли.

дорожная одежда: конструктивный элемент автомобильной дороги, воспринимающий нагрузку от транспортных средств и передающий ее на земляное полотно.

Дорожная одежда состоит из покрытия, основания и подстилающего слоя.

покрытия: верхний слой дорожной одежды, устраиваемый из наиболее прочных материалов.

основание дорожной одежды: несущая прочная часть дорожной одежды, обеспечивающая совместно с покрытием перераспределение и снижение давления на расположенные ниже дополнительные слои основания или грунт земляного полотна.

подстилающий слой является выравнивающим и дренирующем слоем.

 

обочина: Элемент дороги, примыкающий непосредственно к проезжей части и предназначенный для обеспечения устойчивости земляного полотна, повышения безопасности дорожного движения, организации движения пешеходов и велосипедистов, а также использования при чрезвычайных ситуациях.
дренаж: геотехническая конструкция, служащая для перехвата и отвода подземных или поверхностных вод.

 

дорожное ограждение: Устройство, предназначенное для обеспечения движения транспорта с наименьшими рисками столкновений и съездов с дорог, предотвращения переезда через разделительную полосу, столкновения с встречным транспортным средством, наезда на массивные препятствия и сооружения, расположенные на обочине в полосе отвода дороги, на разделительной полосе, снижения риска возможности падения пешеходов с дороги или мостового сооружения, а также для упорядочения движения пешеходов и предотвращения выхода животных на проезжую часть.

 

К инженерному оборудованию относится:

1. Система информации

2. Защита

3. Обслуживание участков движения

4. Обслуживание транспортных средств

Целевая функция инженерных сооружений – это создания оптимальных условий движения транспортного потока: скорость, безопасность, комфортность.

1. Система информации участников движения заключается в обеспечении информацией для выбора оптимальных решений. Информация подаётся либо зрительным, слуховым способом или контактом. Средства: дорожные знаки, разметка, сигнальные устройства, освещение. Телефонная связь, радио, шумовые полосы на опасных участках.

2. Система защиты заключается в защите транспортного потока от неблагоприятных действий внешней среды и снижение тяжести происшествий. Делятся на защиту участников и дороги. Участников защищают с помощью ограждений для пешеходов и машин. Дорогу – противолавинные сооружения.

3. Система обслуживание участков движения предназначена для обеспечения сохранения работоспособности водителей, транспортных средств, дороги. Используются остановки, площадки отдыха, автозаправочные станции, ГАИ и т. д.

4.   Система обслуживание транспортных средств заключается в слиянии или разделении транспортного потока с помощью устройства примыканий, пересечений, переездов и т. д.