Примечание переводчика
Были приложены все усилия для максимально точного воспроизведения этого текста, включая устаревшие и вариативные написания и другие несоответствия. Текст, который был изменен для исправления очевидной ошибки, отмечен в конце этой электронной книги.
СЕРИЯ ПО СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОМУ МАШИНОСТРОЕНИЮ И СТРОИТЕЛЬСТВУ
Э. Б. МАК-КОРМИК, научный редактор
БЫВШИЙ ДЕКАН ИНЖЕНЕРНОГО ОТДЕЛЕНИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО КОЛЛЕДЖА ШТАТА КАНЗАС
АМЕРИКАНСКИЕ СЕЛЬСКИЕ АВТОМОБИЛЬНЫЕ ДОРОГИ
Издательство МакГроу-Хилл
ИЗДАТЕЛЬСТВО КНИГ ДЛЯ Coal Age — Electric Railway Journal Electrical World — Engineering News-Record American Machinist — Ingenieria Internacional Engineering & Mining Journal — Power Chemical & Metallurgical Engineering Electrical Merchandising
Frontispiece
АМЕРИКАНСКИЕ СЕЛЬСКИЕ АВТОМОБИЛЬНЫЕ ДОРОГИ
АВТОР
Т. Р. АГГ, дипломированный инженер
ПРОФЕССОР ДОРОЖНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА АЙОВСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО КОЛЛЕДЖА
Первое издание
ИЗДАТЕЛЬСТВО МАКГРОУ-ХИЛЛ
НЬЮ-ЙОРК: 239 УЕСТ 39-СТРИТ
ЛОНДОН: 6 & 8 БАУВЕРИ-СТРИТ, E. C. 4 1920
АВТОРСКИЕ ПРАВА, 1920 г., ИЗДАТЕЛЬСТВОМ МАКГРОУ-ХИЛЛ
ПРЕДИСЛОВИЕ
Книга «Американские сельские автомобильные дороги» написана в качестве учебника или справочного пособия для курсов по сельским дорогам, предназначенных для инженеров-сельхозников, студентов сельскохозяйственных вузов, а также для краткосрочных и заочных курсов. Предполагается, что читатель знаком с черчением и геодезией, однако текст в первую очередь адаптирован для студентов, не проходящих обучение по программам обычных курсов дорожного или гражданского строительства.
Текст призван ознакомить студента со взаимосвязью между улучшением дорог и национальным прогрессом, обозначить различные проблемы управления дорожным хозяйством и изложить основные методы проектирования и строительства сельских автомобильных дорог с достаточной подробностью для того, чтобы сформировать четкое понимание отличительных характеристик и относительной эксплуатационной пригодности каждого из распространенных типов дорожных покрытий.
Опыт работы с группами, состоящими из студентов сельскохозяйственных специальностей или инженеров-сельхозников, а также со студентами ремесленных училищ, обучающимися дорожному строительству, послужил ориентиром при отборе и компоновке материала. Подробное обсуждение испытаний материалов и теории проектирования в значительной степени исключено как выходящее за рамки курса, для которого предназначена эта книга.
При подготовке книги «Американские сельские автомобильные дороги» использовались ссылки на многие книги по дорожной тематике и на текущую периодическую литературу. В тех случаях, когда из таких источников заимствовались прямые выдержки, в тексте приводятся соответствующие ссылки.
Т. Р. Агг
Эймс, штата Айова 18 августа 1920 г.
CONTENTS
Предисловие
vii
Глава I
НАЗНАЧЕНИЕ И ПОЛЕЗНОСТЬ ДОРОГ
Проблема перевозок — Общенациональный масштаб — Развитие движения — Перевозки от фермы до рынка — Перевозки между фермами — Межгородские перевозки — Межрайонные и межштатные перевозки — Сельское образование — Сельская общественная жизнь — Хорошие дороги и торговля
1–12
Глава II
УПРАВЛЕНИЕ ДОРОЖНЫМ ХОЗЯЙСТВОМ
Тауншипное управление — Окружное управление — Управление на уровне штата — Федеральное управление — Специальные сборы — Зональный метод обложения сборами — Общие налоги — Налоги на транспортные средства — Облигации погашаемого фонда — Аннуитетные облигации — Серийные облигации — Сравнение методов выпуска облигаций — Желательность выпуска дорожных облигаций
13–28
Глава III
ОТВОД ВОД И ОСУШЕНИЕ ДОРОГ
Необходимость отвода воды — Важность проектирования — Поверхностный водоотвод — Стоп — Обычное проектирование канав — Грунтовые воды — Трубчатые дрены — Укладка труб — Водопропускные трубы — Длина водопропускной трубы — Водопропускные трубы на въездах с ферм — Металлические трубы — Глиняные и цементобетонные трубы — Бетонные трубы — Оголовки водопропускных труб — Прямоугольные железобетонные водопропускные трубы — Водопропускные трубы с шахтным водосбросом
29–41
Глава IV
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ДОРОГ
Необходимость планирования — Дорожные планы — Задачи проектирования — Предварительные изыскания — Дорожные изыскания — Трассирование в плане — Пересечения — Вираж — Сопротивление движению — Сопротивление качению — Внутреннее сопротивление — Сопротивление воздуха — Влияние уклонов — Потери энергии из-за уклонов — Дороги с волнистым продольным профилем — Дорожные ограждения — Ширина проезжей части — Поперечный уклон — Борьба с эрозией — Частные въезды — Эстетика
42–62
Глава V
ГРУНТОВЫЕ ДОРОГИ
Различия в свойствах грунтов — Колебания количества осадков — Поперечные уклоны — Автогрейдер — Грейдер Мани — Волокуша — Скрепер Фресно — Работа автогрейдера — Использование грейдера с ножом — Стоимость — Содержание — Ценность грунтовых дорог
63–73
Глава VI
ПЕСЧАНО-ГЛИНИСТЫЕ И ГРАВИЙНЫЕ ДОРОГИ
Вяжущее — Почвогрунт верхнего слоя или естественные смеси — Песчано-глинистая смесь на песчаных дорогах — Песчано-глинистая смесь на глинистых или суглинистых дорогах — Характеристики — Природный гравий — Идеальный дорожный гравий — Допустимый размер гальки — Износостойкость — Использование природных гравийных материалов — Толщина слоя — Подготовка дороги — Метод корыта — Поверхностный метод — Содержание
74–88
Глава VII
ДОРОЖНЫЕ ПОКРЫТИЯ ИЗ ЩЕБНЯ
Проектирование — Свойства камня — Горные породы, используемые для макадама — Размеры щебня — Земляные работы — Основание под макадам — Основание Телфорда — Укладка щебня — Укатка — Распределение высевок — Битумные покрытия — Эксплуатационные характеристики
89–97
Глава VIII
ЦЕМЕНТОБЕТОННЫЕ ДОРОГИ
Разрушающие факторы — Проектирование — Материалы для бетона — Мелкий заполнитель — Соотношения компонентов — Дозирование материалов — Подготовка земляного полотна — Укладка бетона для двухслойной дороги — Уход за бетоном — Деформационные швы — Армирование — Битумные покрытия на бетонных поверхностях — Характеристики — Содержание
98–105
Глава IX
ДОРОГИ ИЗ КЛИНКЕРНОГО КИРПИЧА
Клинкерный кирпич — Дорожный кирпич — Кирпич двойного прессования — Клинкерный волокнистый кирпич — Кирпич с выступами, резанный по проволочной технологии — Испытания на качество — Прочие испытания — Основание — Подстилающий слой из песка — Подстилающий слой из цементно-песчаного раствора — Подстилающий слой из свежеуложенного бетона — Битумные заполнители швов — Мастичные заполнители швов — Краевой бордюр
106–115
Глава X
БИТУМНЫЕ ДОРОЖНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ
Классы битумных материалов — Каменноугольный деготь — Водогазовый деготь — Природный асфальт — Нефтяной асфальт — Смеси — Классификация по консистенции — Дорожные нефтяные битумы — Жидкие асфальты — Асфальтовые вяжущие — Наполнители — Битум — Технические условия — Поверхностная обработка — Нанесение битумного вяжущего — Отделка поверхности — Ямочный ремонт — Пропиточный макадам — Основание — Верхний или износостойкий слой — Характеристики ямочного ремонта — Горячий смешанный макадам — Основание — Размеры щебня — Смешивание щебня для износостойкого слоя — Укладка и устройство износостойкого слоя — Защитный слой — Характеристики — Асфальтобетон — Битулитик или ворренит — Асфальтобетон Топека — Основание — Укладка покрытия — Характеристики
116–129
Глава XI
СОДЕРЖАНИЕ ДОРОГ
Патрульное содержание — Бригадное содержание — Содержание грунтовых, песчано-глинистых, гравийных и щебеночных дорог
130–134
Указатель
135
АМЕРИКАНСКИЕ СЕЛЬСКИЕ АВТОМОБИЛЬНЫЕ ДОРОГИ
Глава I
НАЗНАЧЕНИЕ И ПОЛЕЗНОСТЬ ДОРОГ
Развитие дорожных систем
Проблема перевозок. — Общественные дороги, как и многие другие привычные вещи, используются постоянно, причем мало кто задумывается о том, насколько они незаменимы для ведения дел в масштабах всей страны или как тесно они связаны с повседневной жизнью любой общины. Степень совершенства транспортной инфраструктуры нации или отдельного сообщества служит показателем их промышленного прогресса, а общественные дороги составляют важнейший элемент национальной транспортной системы. Вполне естественно, что рядовой гражданин вспоминает об общественной дороге лишь тогда, когда она затрагивает его собственные интересы, и мало беспокоится о широкой проблеме улучшения дорог, если только она не привлекает к себе пристального внимания посредством налогообложения или огласки, связанной с продвижением конкретных проектов.
Общенациональный масштаб. — Улучшение и расширение дорожной сети имеют общенациональное значение точно так же, как развитие и расширение железных дорог, а согласованные действия в масштабах всей страны являются непременным условием проведения адекватной политики в отношении любой из них. Невозможно представить себе процветание какой-либо общины в государстве без того, чтобы это не принесло пользу многим другим регионам страны. Рост потребления, который всегда сопутствует материальному процветанию, означает рост производства где-то в другом месте, и люди приобретают товары из самых разных источников для удовлетворения своих потребностей. Хорошие транспортные условия вносят значительный вклад в процветание местных сообществ и косвенно в национальное благосостояние, поэтому выгоды от высококачественных общественных дорог носят общенациональный характер. Этот факт признан в Европе, в частности в Англии, Франции и Бельгии, где общественные дороги в значительной мере управляются как объекты общенационального значения.
До недавнего времени дорожное строительство в США отходило на второй план по сравнению с другими, более насущными общественными работами, однако во время Первой мировой войны несостоятельность транспортной системы Соединенных Штатов стала очевидной. Хотя столь беспрецедентная нагрузка на транспортную инфраструктуру может не повториться в течение многих лет, стало очевидно, что необходим более быстрый прогресс в деле улучшения дорог, и теперь в США эта тема, судя по всему, получит внимание, соразмерное ее важности.
Развитие движения. — Характер и масштабы дорожных работ, необходимых в любой местности, полностью зависят от потребностей движения. В малонаселенных районах, особенно полузасушливых или засушливых, интенсивность движения на местных дорогах невелика, и грунтовые колеи или естественные дороги вполне справляются с нагрузкой. Но по мере развития региона — будь то в силу сельскохозяйственного прогресса или создания промышленных предприятий — использование общественных дорог как для коммерческих, так и для личных поездок возрастает, и старые дороги постепенно улучшаются, чтобы удовлетворить, по крайней мере до некоторой степени, новые требования движения. В малонаселенных районах население может подстраивать свое использование дорог под их физическое состояние, и хозяйственная деятельность в большей или меньшей степени регулируется состоянием дорожного полотна. Это не всегда приятно или экономично, но представляет собой единственно возможный вариант. В густонаселенных районах с разнообразной хозяйственной деятельностью становится крайне необходимым иметь пригодные для круглогодичного использования дороги, чтобы с разумной оперативностью вести регулярные дела различных отраслей промышленности. Все, что меньше этого, создаст препятствия для нормального развития местного сообщества.
Появление механического транспорта в Соединенных Штатах привело к значительному росту использования общественных дорог в сельскохозяйственных районах, даже в тех из них, которые заселены редко, поскольку автомобиль крайне удобен как для пассажирских, так и для грузовых перевозок. Вероятно, более 90 процентов тоннажа, перевозимого по сельским дорогам в Соединенных Штатах, транспортируется автомобильным транспортом. Этот вид движения фактически только что сформировался, и никто не может предсказать, каким он станет через десять лет, однако он уже привнес в дорожную проблему элемент, который произвел революцию в методах строительства и содержания.
Иная дорожно-транспортная ситуация складывается в тех частях Соединенных Штатов, где крупные территории отведены главным образом под промышленное производство, а развитие сельского хозяйства имеет второстепенное значение. Общественные дороги, соединяющие промышленные центры, являются неотъемлемым дополнением к деловой инфраструктуре в таких регионах и обычно подвергаются воздействию очень больших объемов и тоннажей движения, состоящего главным образом из автомобилей. Дороги, выбираемые для улучшения в первую очередь, будут служить не сельскохозяйственным интересам округа, а скорее промышленным центрам. Для таких условий движения необходимы межгородские дороги высокой прочности и относительно большой стоимости.
Нередко транспортные потребности требуют создания системы как межгородских, так и сельских дорог в пределах одного сообщества. В США почти нет районов, где полностью отсутствует развитие сельского хозяйства. Очевидно поэтому, что характер дорожных систем и административная структура, в рамках которой они строятся и обслуживаются, будут различаться в разных штатах или регионах в зависимости от характера их сельскохозяйственного и промышленного развития. При планировании улучшений дорожных систем признается, что можно столкнуться с одной или несколькими группами транспортных потоков и что масштаб и характер дорожных работ должны отвечать требованиям всех категорий движения, причем в первую очередь удовлетворяются потребности наиболее значимых из них, а менее важных — по мере поступления финансовых средств.
Виды движения на общественных дорогах
Местные перевозки, или перевозки от фермы до рынка. — В сугубо сельскохозяйственных регионах основное использование дорог связано с аграрной деятельностью, и большая его часть приходится на сообщения между фермой и наиболее удобным рыночным центром. В обычном штате число сельских семей составляет в среднем не более шести-восьми на квадратную милю, но в некоторых районах оно может достигать двадцати семей на квадратную милю. Поездки из окрестностей рыночного центра будут зарождаться в этом сравнительно малонаселенном районе и сходиться к нескольким главным дорогам, ведущим на рынок. Второстепенные или подводящие дороги будут использоваться лишь немногими семьями, однако плотность движения возрастает по мере приближения к рыночным центрам, и, следовательно, дороги ближе к городу будут иметь гораздо большую интенсивность движения, чем удаленные. Очевидно поэтому, что могут существовать значительные различия в типах дорожных конструкций, пригодных для различных участков дороги, где основным фактором является сельскохозяйственный транспорт. Это движение состоит из гужевых повозок, перевозящих сельхозпродукцию, а также гужевого и моторного пассажирского транспорта, причем на автомобильный транспорт приходится 80 и более процентов объема движения и большая доля тоннажа. В настоящее время для сбыта сельскохозяйственной продукции в определенных масштабах используются грузовые автомобили, и там, где созданы дороги с твердым покрытием, этот вид движения вытесняет гужевой транспорт.
Перевозки между фермами. — При обычном ведении сельского хозяйства неизбежно значительное количество поездок внутри местного сообщества. Фермеры помогают друг другу при выполнении определенных видов работ, обмениваются такими товарами, как семена, техника и сельскохозяйственные животные, а также ходят друг к другу в гости по делу и ради отдыха. Для обслуживания этого движения желательно иметь хорошие местные дороги. Подобное движение не следует по какому-то конкретному маршруту и может до определенной степени приспосабливаться к состоянию дорог без причинения финансового ущерба, хотя неадекватная дорожная инфраструктура может приводить к некоторому дискомфорту и неудобствам. Это движение будет частично автомобильным, а частично гужевым, но доля механического транспорта велика.
Межгородские перевозки. — В чисто сельскохозяйственных районах наблюдается значительный объем поездок между городами как по делам, так и для отдыха. Поездки для отдыха совершаются преимущественно на автомобилях, и значительная часть деловых поездок имеет тот же характер, хотя в некоторой степени используются и гужевые повозки.
В промышленных районах наблюдается большой объем такого движения, состоящего из пассажирских автомобилей, используемых в служебных и личных целях, и грузовых автомобилей, применяемых для общих коммерческих целей. В дополнение к этому неизбежно наличие значительного объема грузовых автомобильных перевозок, связанных с конкретной промышленной деятельностью городов. Там, где промышленные центры соединены качественными дорогами, неизменно наблюдается очень большой объем межгородских перевозок, обусловленный отчасти потребностями промышленности, а отчасти концентрацией населения в промышленных центрах.
Межрайонные и межштатные перевозки. — Автомобильный туризм является популярным средством отдыха, особенно среди жителей городов, хотя им отнюдь не исчерпывается. Движение такого рода следует по маршрутам с наилучшими дорогами и пересекает весь округ, привлеченное каким-либо массовым мероприятием. Часто оно носит межштатный характер и состоит из туристов, направляющихся к отдаленным местам отдыха. В настоящее время такое движение составляет относительно малую долю поездок по общественным дорогам, за исключением определенных благоприятных маршрутов, однако по мере роста благосостояния страны и увеличения числа хороших дорог для путешествий дальние поездки будут расти и со временем потребуют строительства ряда хорошо обслуживаемых национальных магистралей, проложенных с учетом удобства автомобильных туристов.
Общественные дороги и жизнь местного сообщества
Полезно осознавать ту тесную связь, которую общественные дороги имеют с экономическим прогрессом нации. Нормальное развитие всех разнообразных видов деятельности населения в очень большой степени зависит от принятой дорожной политики и от того, поспевает ли фактическое строительство пригодных для эксплуатации дорог за транспортными потребностями.
Сельское образование. — Во время Первой мировой войны стало все более очевидным, что потребность Северной Америки в продовольствии будет становиться все более насущной с течением лет. Потребление в Соединенных Штатах уже вплотную приблизилось к среднему объему производства, и при этом население постоянно растет. Не за горами то время, когда для удовлетворения внутреннего спроса на продукты питания потребуется большая производительность сельскохозяйственных районов Северной Америки, а многие тысячи тонн понадобятся для экспорта. Эта потребность может быть удовлетворена только с помощью агротехнических методов, которые значительно повысят нынешнюю урожайность почв. Внедрению лучших методов ведения сельского хозяйства неизбежно должно предшествовать техническое обучение школьников, которым предстоит стать фермерами следующего поколения, что лучше всего может быть осуществлено в школах с полноценным курсом обучения, хорошо оборудованными лабораториями и должным образом подготовленными преподавателями. Проблема создания таких школ в сельской местности в некоторых случаях решалась путем объединения нескольких сельских школьных округов и строительства хорошо оборудованного здания для размещения учащихся с территории площадью в несколько квадратных миль. Образовательная система такого рода может достичь наибольшей эффективности только тогда, когда качественные дороги облегчают посещение занятий учащимися. Вся тенденция прогресса сельского образования направлена на создание системы, которая базируется на комплексной дорожной политике в районе.