Дороги, построенные из жердей или бревен, уложенных поперек проезжей части, называются гатями (бревенчатыми настилами) из-за их ребристого или рифленого вида. Подобно грунтовым дорогам, их никогда не следует строить там, где возможно достать любой другой хороший материал; но поскольку, как это часто бывает в заболоченных лесистых районах, иной материал недоступен, а без них дорога в определенные времена года была бы абсолютно непроходимой, полезно знать, как их делать. Дороги такого типа должны иметь ширину пятнадцать или шестнадцать футов, чтобы повозки могли разъезжаться друг с другом. Бревна превосходят жерди для этой цели и по возможности должны использоваться. Следующая информация касательно строительства бревенчатых настилов взята из труда Гилмора «Дороги, улицы и покрытия» (Gilmore's Roads, Streets, and Pavements):
"Бревна распиливаются одинаковой длины, равной требуемой ширине дороги, и при их укладке следует проявлять такую заботу о подборе, которая обеспечит наименьшие стыки или зазоры между ними. Чтобы максимально уменьшить сопротивление качению и силу повторяющихся толчков, которым подвергаются транспортные средства на этих дорогах, а также сделать поверхность пригодной для тягловых животных, принято выравнивать промежутки между бревнами с помощью более мелких кусков той же длины, но расколотых на треугольное поперечное сечение. Они вставляются острыми краями вниз в открытые стыки так, чтобы их верхняя поверхность была на одном уровне с верхними сторонами крупных бревен или как можно ближе к этому.
"На подготовленное таким образом основание укладывается слой кустарника толщиной в несколько дюймов, поверх которого насыпается грунт или дерн для закрепления на месте. На этом строительство дороги завершается. Бревна укладываются непосредственно на естественную поверхность грунта, причем бревна одинакового или почти одинакового диаметра держатся вместе, а верхнее грунтовое покрытие вынимается из боковых кюветов.
"Поперечные дренажные канавы на дорогах такого типа обычно можно опустить, так как зазоры между бревнами, даже при самой тщательной укладке, обеспечат более чем достаточный водный путь для стока из кювета с верхней стороны дороги в кювет с нижней ее стороны. Когда необходимо обеспечить преодоление ручья значительного объема, а также в местах, подверженных паводкам, поперечные дренажные трубы или водопропускные трубы сооружаются везде, где это необходимо, путем пропуска двух или более бревен, причем проемы перекрываются досками, колотыми жердями или шестами, уложенными поперек оси дороги и опирающимися на поперечные балки, врезанные в бревна с каждой стороны".
Существенное требование к хорошей дороге заключается в том, чтобы она была прочной и несгибаемой в любое время и при любой погоде, дабы ее поверхность оставалась гладкой и непроницаемой для воды. Грунтовые дороги в лучшем случае не удовлетворяют ни одному из этих требований, если только они не покрыты каким-либо искусственным материалом. На хорошо сделанной гравийной дороге одна лошадь может везти в два раза больший груз, чем на хорошо сделанной грунтовой дороге. На твердой гладкой каменной дороге одна лошадь может везти столько же, сколько четыре лошади на хорошей грунтовой дороге. Если на хороших твердых дорогах можно перевозить бóльшие грузы и развивать лучшую скорость, чем на хороших грунтовых, то площадь и количество людей, получающих от этого выгоду, увеличиваются прямо пропорционально улучшению состояния их поверхности. Более того, очевидно, что ферма, находящаяся в четырех-пяти милях от рынка или пункта отгрузки на твердой дороге или вблизи нее, фактически ближе к рынку, чем та, что расположена всего в двух-трех милях, но на мягкой и податливой дороге. Твердые дороги делятся здесь на три класса: гравийные, ракушечные и каменные.
Хотя для общин непрактично, а во многих случаях и невозможно строить хорошие каменные дороги, гравийное покрытие часто может использоваться с выгодой, давая результаты гораздо лучшие, чем те, которые могут быть достигнуты при использовании одного лишь грунта. Там, где имеются залежи хорошего гравия, это самый простой, дешевый и эффективный способ улучшения сельских дорог.
Гравийная дорога возле Дома ветеранов (Soldiers' Home), округ Колумбия
В связи со строительством и содержанием гравийных дорог важнейшим вопросом для рассмотрения является выбор подходящего материала. Небольшая доля глинистого песка, глинистых или земляных примесей, содержащихся в некотором гравии, позволяет ему легко уплотняться и консолидироваться под воздействием движения транспорта или дорожного катка. Морской и речной гравий, состоящий обычно из оглаженных, обкатанных водой галек, непригоден для покрытия дорог. Мелкие камни, из которых они состоят, не имея угловатых выступающих частей или острых граней, легко перемещаются или скользят относительно друг друга и не связываются между собой, и даже при смешивании с глиной могут свободно проворачиваться, из-за чего вся поверхность становится рыхлой, подобно содержимому встряхиваемого сита.
Низкие сорта гравия иногда могут использоваться для фундаментов; однако там, где возникает необходимость применять такой материал даже для этой цели, целесообразно подмешивать ровно столько песчаного или глинистого суглинка, чтобы прочно связать его воедино. Для изнашиваемой поверхности или верхнего слоя галька по возможности должна быть сравнительно чистой, твердой, угловатой и прочной, чтобы она легко уплотнялась и не подвергалась легкому истиранию движением в пыль и грязь. Они должны быть крупными, варьируясь по размеру от половины дюйма до полутора дюймов.
Там, где можно достать синий гравий или плотную глину (оплотнение) и чистый карьерный гравий, хорошую дорогу можно построить, смешав их вместе. Ямный гравий или гравий, добытый из земли, как правило, содержит слишком много земельных примесей. Тем не менее, их можно удалить путем просеивания. Для этой цели необходимы два сита, через которые следует пробрасывать гравий. Ячейки одного сита должны быть диаметром полтора или два дюйма, в то время как ячейки другого должны составлять три четверти дюйма. Всю гальку, которая не пройдет сквозь полутора дюймовые ячейки, следует отбраковать или расколоть так, чтобы она прошла. Весь материал, просыпающийся через ячейки в три четверти дюйма, следует забраковать для дороги, но его можно использовать при строительстве пешеходных дорожек. Прекрасная дорога, которую можно построить из материалов, подготовленных таким образом, настолько превосходит дорогу из природного глинистого материала, что затраты и хлопоты по просеиванию окупаются многократно.
Лучший гравий для дорожного строительства стоит в карьерах вертикально; то есть, когда карьер разработан, оставшаяся часть держится компактно и прочно и не может быть сдвинута с места иначе как с помощью киркомотыги, а при обрушении падает крупными глыбами или сплошными массами. Такой материал обычно содержит прочный угловатый гравий с достаточными цементирующими свойствами, позволяющими ему легко спрессовываться и уплотняться, и не требует никакой иной обработки, кроме правильной укладки на подготовленное дорожное основание.
Некоторые грунтовые дороги можно значительно улучшить, покрыв поверхность слоем гравия в три-четыре дюйма, а иногда даже более тонкий слой может оказаться весьма полезным при условии поддержания его в надлежащем исправном состоянии. Однако подпочва такой проезжей части должна быть хорошо дренированной или иметь легкую и пористую природу. Дороги, проложенные по глинистым почвам, требуют слоя гравия толщиной не менее шести дюймов. Гравий должен быть достаточной глубины, чтобы предотвратить вдавливание поверхностного материала под воздействием веса транспорта в слабые места лежащей под ним глины, а также не допустить просачивания поверхностных вод и размягчения глины, ведущего к разрушению всей проезжей части.
Вследствие недостатка знаний о строительстве, безразличия или небрежности при возведении или улучшении дороги из гравия часто оказываются гораздо хуже, чем следовало бы. Некоторые из них создаются простым сбросом материала в колеи, грязевые ямы или углубления, похожие на кюветы, либо на необустроенное основание и оставляются в таком виде для уплотнения транспортом, в то время как другие изготавливаются путем покрытия поверхности низкосортным материалом без уделения какого-либо внимания основополагающим принципам водоотвода. В результате столь бездумных и хаотичных методов дорога обычно становится еще более неровной и сплошь покрытой ямами, чем прежде.
При строительстве гравийной дороги дорожное основание должно быть сначала доведено до надлежащего уклона. Обычно затем производится выемка грунта на глубину от восьми до десяти дюймов с изменением ширины в зависимости от требований движения. Для фермы или фермерского сообщества ширина может не превышать десять или двенадцать футов. Проезжая часть, которая является слишком широкой, не только бесполезна, но и избыточная ширина приносит прямой вред. Любая ширина сверх необходимой для движения является не только пустой тратой денег при строительстве дороги, но и причиной бесконечных расходов на ее содержание. Поверхность дорожного основания предпочтительно должна иметь уклон от центра к краям, аналогичный тому, который придается готовой дороге, и по возможности должна быть тщательно укатана и уплотнена до совершенной гладкости и твердости.
Затем по подготовленному дорожному основанию следует равномерно распределить слой хорошего гравия, такого как рекомендованный выше, толщиной не более четырех дюймов. Такой материал обычно доставляется на дорогу в тачках или самосвальных тележках, а затем разравнивается ровными слоями граблями, однако новейшим и лучшим приспособлением для этой цели является распределяющая тележка.
Если каток достать невозможно, дорогу открывают для движения до тех пор, пока она не уплотнится в достаточной степени; однако должным образом уплотнить материалы движением транспортных средств по дороге невозможно, и если этот способ применяется, необходим постоянный надзор для предотвращения неравномерного износа и поддержания поверхности гладкой и свободной от колей. Работу можно ускорить и облегчить с помощью конного катка или легкого парового катка; и разумеется, с помощью этого средства можно добиться гораздо лучших результатов. Если гравий слишком сух для легкого уплотнения, его следует поддерживать во влажном состоянии путем полива. Однако его не следует делать слишком мокрым, так как любые земельные или глинистые примеси в гравии могут раствориться.
Как только первый слой будет должным образом уплотнен, насыпается и обрабатывается таким же образом второй, третий и, при необходимости, четвертый слой, каждый толщиной в три или четыре дюйма, пока дорога не будет выстроена до требуемой толщины и поперечного профиля. Толщина в большинстве случаев может не превышать десять или двенадцать футов (дюймов), а уклон от центра к краям не должен быть больше одного фута на двадцать футов и меньше одного на двадцать пять.
Последний или поверхностный слой следует укатывать до тех пор, пока колеса тяжелогруженых повозок, проходящих по нему, не перестанут оставлять видимых следов. Если в верхнем слое не хватает связующего материала и он не уплотняется должным образом, перед началом укатки следует равномерно распределить тонкий слой песка, гравийного суглинка или глины толщиной не более одного дюйма и слегка полить его в сухую погоду. Плотная глина (оплотнение) или каменный отсев предпочтительнее для этой цели, если их удается достать.
Стремление материала расползаться под катком и смещаться к краям можно пресечь путем первоочередной укатки той части, которая находится ближе к кюветам. Чтобы придать поверхности требуемую форму и обеспечить одинаковую плотность, порой необходимо привлекать рабочих с граблями для заполнения любых углублений, которые могут образоваться.
Для поддержания гравийной дороги в хорошем состоянии целесообразно держать кучи гравия вдоль нее через частые интервалы, чтобы у ремонтника была возможность взять материал, не уходя за ним слишком далеко. Как только на поверхности появляются колеи или ямы, следует добавлять этот свежий хороший материал и утрамбовывать его на место или поддерживать разровненным граблями до надлежащего уплотнения.
Если поверхность нуждается в пополнении или выравнивании профиля, как это часто бывает с новыми дорогами после значительного износа, материал следует наносить участками или заплатами, разравнивать граблями и укатывать до твердости и гладкости.
Следует следить за тем, чтобы вода из возвышенных мест не стекала на дорогу и не пересекала ее. Боковые кюветы, водопропускные трубы и дренажные канавы должны содержаться открытыми и свободными от мусора.
Во многих восточных и южных штатах дорожный камень отсутствует; невозможно также достать хороший крупный гравий. Подобный материал нельзя получить иначе как при таких транспортных расходах, которые практически исключают его применение для дорожного строительства. Устричные ракушки можно дешево приобрести в большинстве этих штатов, и при укладке непосредственно на песок или песчаный грунт слоем толщиной в восемь или десять дюймов они образуют превосходные дороги для прогулочной езды и легкого транспорта. Ракушки изнашиваются гораздо быстрее битого камня или гравия хорошего качества, и поэтому дороги из них требуют более постоянного внимания для поддержания в порядке. В большинстве случаев они должны получать полностью обновленную поверхность каждые три или четыре года. При правильном содержании они обладают многими качествами, присущими хорошим каменным или гравийным дорогам, а что касается красоты, то им нет равных.
Главными препятствиями для строительства хороших каменных дорог в большинстве мест США являются существующие методы строительства и системы управления, из-за которых миллионы долларов ежегодно растрачиваются впустую на ненадлежащее строительство или проведение мелких ремонтов временных сооружений.
Показательная дорога из устричных ракушек
[ В процессе строительства, близ Мобила, штат Алабама ]
Практику использования слишком мягкого, слишком хрупкого или гнилого материала на дорогах нельзя не осуждать самым суровым образом. Некоторые люди, по-видимому, считают, что если камень легко ломается в карьерах, легко раскалывается и без труда уплотняется, то это самый лучший камень для дорожного строительства. Эта практика наряду с укладкой материала на необустроенные основания и оставлением его в таком виде для уплотнения транспортом внесли огромный вклад в подрыв доверия многих людей к каменным дорогам. Нет абсолютно никаких причин, по которым дорога не могла бы простоять века, если она построена из качественного материала и содержится в надлежащем порядке. Если этого не делать, потраченные деньги оказываются более чем растраченными впустую. Как правило, экономичнее доставлять хорошие материалы на большие расстояния по железной дороге или воде, чем использовать низкосортные, добытые поблизости.
Долговечность дорог во многом зависит от способности составляющих их материалов противостоять тем естественным и искусственным силам, которые постоянно действуют на их разрушение. Обломки, из которых они сооружены, подвержены воздействию морозов в холодном климате и воды с ветром во всех климатических зонах. При составлении из камня или гравия частицы постоянно трутся друг о друга и подвергаются ударам шин транспортных средств и копыт животных. Атмосферные факторы также способствуют разложению и дезинтеграции материала. Очевидно, что необходимо проявлять большую осторожность при выборе для дорожного покрытия тех камней, которые наименее подвержены разрушению или разложению под воздействием этих физических, динамических и химических сил.
Кремнистые материалы, состоящие из кремня или кварца, несмотря на свою твердость, хрупки и лишены вязкости. Гранит нежелателен, поскольку состоит из трех материалов различной природы, а именно кварца, полевого шпата и слюды, из которых первый хрупок, второй склонен к быстрому разложению, а третий имеет пластинчатую или чешуйчатую (слоистую) структуру. Некоторые граниты, содержащие роговую обманку вместо полевого шпата, желательны. Чем темнее разновидность, тем лучше. Гнейс, состоящий из кварца, полевого шпата и слюды и имеющий более или менее выраженный сланцеватый характер, уступает граниту. Слюдяные сланцы совершенно бесполезны. Глинистые сланцы создают гладкую поверхность, но она легко разрушается во влажном состоянии. Песчаники абсолютно непригодны для дорожного строительства. Более прочные известняки очень хороши, однако мягкие, хотя они и связываются и создают гладкую поверхность очень быстро, слишком слабы для тяжелых нагрузок; они изнашиваются, размываются и выветриваются очень быстро.
Материалы, используемые для покрытия дорог, должны быть одновременно твердыми и вязкими, а также обязательно обладать цементирующими и повторно цементирующими свойствами. Для южных штатов, где нет необходимости бороться с заморозками, лучшие сорта известняка считаются вполне удовлетворительными в отношении цементирующих и повторно цементирующих качеств, однако в большинстве случаев дороги из этого класса материала не выдерживают износа от движения транспорта так, как те, что построены из траппа, а при воздействии суровых северных зим такой материал дезинтегрирует очень быстро. Фактически, трапповые породы, «черные валуны» (nigger heads), технически известные как диабазы, и диориты большинством дорожных инженеров с большим опытом считаются самыми лучшими камнями для дорожного строительства. Трапповые породы, как правило, обладают всеми качествами, наиболее желательными для дорожного камня. Они тверды и вязки и при правильном измельчении до мелких фракций и тщательной утке цементируются и уплотняются в гладкую, твердую корку, непроницаемую для воды, а раздробленные частицы настолько тяжелы, что нелегко раскалываются или смываются потоками.
К сожалению, самые полезные камни для дорожного строительства труднее всего поддаются подготовке, и поскольку трапповые породы труднее поддаются дроблению, чем любые другие камни, они обычно стоят дороже. Основание или нижние слои могут формироваться из некоторых более мягких пород, таких как гнейс или известняк, но для изнашиваемой поверхности по возможности следует использовать трапп, даже если его приходится доставлять издалека.