Нанесение битумного вяжущего. — Битумное вяжущее может доставляться в цистернах, что желательно, если работы ведутся вблизи железнодорожного тупика или если для перевозок на большие расстояния имеется достаточный парк цистерн, чтобы простой цистерн не был слишком долгим. Часто целесообразно приобретать вяжущее в бочках и перевозить их к месту работ до начала строительства покрытия.
Битумный материал может наноситься с помощью ручных распределительных лей, которые напоминают обычную садовую лейку, за исключением того, что вместо обычной перфорированной насадки используется насадка с щелью. Если для распределения применяются ручные методы, битумный материал нагревают в открытых котлах, а затем распределяют по поверхности; требуемое количество обычно составляет около половины галлона на квадратный ярд поверхности. Температура вяжущего должна быть достаточно высокой для обеспечения текучести, а дорога во время нанесения должна быть сухой. Как только материал распределен, поверхность отделывают россыпью щебня.
Отделка поверхности. — Для отделки поверхности лучшим материалом является каменный щебень размером примерно от 1 дюйма до одной четвертой дюйма. Однако щебень должен быть из прочного материала, иначе он быстро превратится в пыль. При нанесении он должен быть свободен от пыли, так как присутствие значительного количества пыли мешает правильной отделке поверхности. Каменный щебень укатывают в поверхность, используя количество, достаточное лишь для того, чтобы покрыть ее.
Ямочный ремонт. — Почти всегда случается так, что некоторые небольшие участки оказываются очищенными ненадлежащим образом или по какой-то неизвестной причине покрытие отслаивается с поверхности. Такие места необходимо оперативно ремонтировать, чтобы предотвратить их увеличение под воздействием движения транспорта. Эту работу обычно выполняют дорожные обходчики, которые через частые интервалы времени инспектируют дорогу и выполняют необходимый ремонт. Обходчик оснащен небольшим нагревательным котлом, распределительной лейкой и необходимыми щетками, трамбовками и прочим инструментом, необходимым для ремонтных работ. Участок, подлежащий ремонту, тщательно очищают, покрывают битумным вяжущим и каменным щебнем и трамбуют до плотного и монолитного состояния. Ремонт, выполненный таким образом, чрезвычайно важен тем, что он останавливает разрушение на ранних стадиях и поддерживает высокий уровень эксплуатационной пригодности.
II. Полукапитальный макадам Было построено значительное количество дорог типа макадам, при строительстве которых предпринималась попытка исключить трудности технического обслуживания с помощью метода, предполагающего нанесение битумного вяжущего таким образом, чтобы оно могло проникнуть на глубину два дюйма или более в толщу покрытия. Ожидается, что вяжущее покроет камни в такой степени, которая существенно повысит устойчивость битумного макадама по сравнению с дорогами с обработанной поверхностью. Также ожидается, что при поддержании в рабочем состоянии поверхности из битумного материала и каменного щебня на этом типе дорог возникнет меньше трудностей, чем на макадаме с минеральным вяжущим. Степень реализации этих ожиданий варьируется в значительной степени, и хотя этим методом были построены некоторые отличные покрытия, результаты, как правило, не были ни однородными, ни вполне удовлетворительными. Представляется очевидным, что хороших результатов невозможно добиться, если материалы не являются полностью подходящими, а строительство выполняется без исключительного мастерства.
Основание. — Основание или нижний слой состоит из слоя колотого камня толщиной шесть дюймов, уложенного на хорошо дренированное и тщательно укатанное земляное полотно. В исключительных случаях может применяться основание типа Телфорда.
Нижний слой из колотого камня отделывается так же, как макадам с минеральным вяжущим, с заполнением пустот каменными высевки или мелким гравием с высоким содержанием глины.
Поскольку этот слой в действительности является основанием покрытия, необходимо обеспечить стабильность с помощью соответствующих методов строительства, точно так же, как при строительстве макадама с минеральным вяжущим.
Fig. 21.—Type of Roller used on Gravel and Macadam Roads
Верхний слой, или слой износа. — Слой износа состоит из слоя камня толщиной около двух с половиной дюймов. Камень укладывают и укатывают, а промежутки между камнями частично заполняют подходящим битумным материалом. Битумный материал обычно наносят с помощью механического распределительного устройства, соединенного с автоцистерной. Битумные материалы, применяемые для этого класса строительства, имеют полутвердый характер и должны нагреваться для придания им достаточной для нанесения текучести. Их можно нагревать в автоцистерне, используемой для нанесения, или же их можно нагревать в отдельных емкостях и перекачивать в распределительную цистерну для розлива. Для распределения материала используется та или иная насадка либо группа насадок, благодаря чему он может подаваться в виде факела распыла или, по крайней мере, в виде тонкой веерообразной струи и распределяться достаточно равномерным слоем по камню. Вяжущее будет остывать довольно быстро после нанесения, но тем временем оно стечет в зазоры между камнями и образует поверх камней покрытия пленку небольшой толщины.
Затем поверхность макадама покрывают слоем щебня из прочной горной породы, аналогичного материалу, используемому для окончательной отделки при поверхностной обработке. Его тщательно вметают в зазоры между более крупными камнями с помощью тяжелых щеточных метел. Это чрезвычайно важная часть работы и зачастую весьма пренебрегаемая часть строительства.
Затем поверхность покрывают вторым слоем битумного материала, количество которого несколько меньше, чем требуется для первой обработки, и поверхность снова покрывают каменным щебнем и обметают.
После этого поверхность тщательно укатывают, и она готова к движению транспорта.
Ямочный ремонт. — Как и в случае поверхностной обработки, здесь вероятны места, которые из-за дефектов строительства разрушатся вскоре после открытия движения по дороге. Они быстро увеличатся в размерах, если их не отремонтировать вовремя. Ремонт производится путем разрыхления камня на поврежденном участке, добавления нового камня по мере необходимости и последующей заливки необходимого количества битумного материала для обволакивания камней. Необходимо предусмотреть запас на уплотнение материала трамбованием, чтобы не образовалось углубление. Камни тщательно трамбуют на место и покрывают щебнем, который также трамбуют.
Характеристики. — Полукапитальный макадам представляет собой покрытие, хорошо приспособленное для автомобильного движения, если отдельные транспортные средства не слишком тяжелые. Оно может выдавливаться под воздействием движения грузовых автомобилей, становясь серьезно неровным и неудобным для движения. Его долговечность существенно зависит от применяемых методов строительства.
III. Макадам смешанного типа Слой износа макадама смешанного типа состоит из фракционированного колотого камня или гравия и битумного вяжущего. Обычно перед смешиванием нагревают только битумный материал, но иногда камень также нагревают.
Основание. — Нижний слой, служащий основанием, представляет собой либо макадам из колотого камня, либо гравий, либо бетон.
Там, где используется основание из колотого камня, оно изготавливается из материалов и способом, описанными для основания полукапитального макадама. Довольно часто в качестве основания используется сильно изношенная дорога из макадама или гравия, а новый слой износа обеспечивается добавлением поверхности из макадама смешанного типа. В таком случае старое покрытие перерабатывают так, чтобы восстановить поперечный профиль в достаточной степени и гарантировать его достаточную толщину везде.
Бетон на портландцементе иногда используется в качестве основания для макадама смешанного типа, но нечасто. Обычно, если интенсивность движения такова, что требуется бетонное основание, желательно использовать более качественный слой износа, чем макадам смешанного типа, и применяют тип покрытия из асфальтобетона или литого асфальта. Поверхность бетонного основания необходимо отделать с помощью какого-либо приспособления, которое оставит ее шероховатой для предотвращения сдвига макадама. Часто используется трамбовка с шипами, оставляющая множество неровных углублений диаметром около 2 дюймов и глубиной три четверти дюйма.
Размеры камня. — Для слоя износа обычно используется камень размером от 2 дюймов до одной четвертой дюйма. Если камень хорошего качества, максимальный размер может составлять всего 1,5 дюйма, однако мягкие или даже средние по твердости камни такого размера могут разрушаться под воздействием движения. Камень для базового слоя предпочтительно должен иметь размер до 3 дюймов, но любой доступный размер будет удовлетворительным, если слой хорошо уплотнен и связан. Базовый слой устраивается так же, как макадам с минеральным вяжущим, и любой материал, пригодный для базового слоя макадама, подойдет для базового слоя макадама смешанного типа. Для базового слоя также потребуются высевки с хорошими вяжущими свойствами.
Смешивание и слой износа. — При смешивании слоя износа применяется несколько методов. Самый простой заключается в смешивании вручную с помощью лопат. Заполнители нагревают в импровизированных нагревателях, которые могут представлять собой не что иное, как металлическую трубу диаметром два или три фута, вокруг которой наложен камень. Платформа для смешивания обычно представляет собой металлическую плиту, иногда устроенную так, что ее можно нагревать с помощью огня снизу. Битумный материал нагревают в котлах. Для некоторых смесей камень не нагревают, но битумный материал нагревают всегда. Порцию камня помещают на смесительную платформу, добавляют битумный материал и материалы перемешивают вручную.
Машинное смешивание применяется гораздо шире, чем ручное, так как оно и более быстрое, и более дешевое. Смеситель похож на бетономешалку за исключением того, что барабан устроен так, что его можно нагревать. Горячий камень и битумное вяжущее загружают в барабан и смешивают в течение необходимого времени. Иногда камень смешивают в холодном состоянии, нагревая только битумный материал.
Укладка слоя износа. — Горячую смесь подвозят на дорогу и распределяют до такой толщины, чтобы после укатки слой износа был толщиной не менее двух дюймов. Горячую смесь выгружают, а затем распределяют лопатами до примерной толщины и завершают распределение с помощью грабель. Затем поверхность укатывают либо тандемным, либо трехколесным катком до полного уплотнения.
Защитный слой. — После завершения укатки поверхность покрывают горячим битумным вяжущим, отделывают мелким гравием или каменным щебнем и снова укатывают. Движение транспорта может быть разрешено через двадцать четыре часа.
Характеристики. — Макадам смешанного типа представляет собой несколько упругое покрытие с отличными ровными качествами и значительной долговечностью при умеренной интенсивности движения. При воздействии тяжелых нагрузок оно склонно сдвигаться и становиться неровным. Защитный слой изнашивается за два-три года и требует замены.
IV. Асфальтобетон Асфальтобетон — это название, данное дорожной поверхностной смеси, которая состоит из фракционированного камня, фракционированного песка и асфальтового вяжущего. Этот тип называется асфальтобетоном из-за аналогии смеси с бетоном на портландцементе.
Асфальтобетон делится на два основных типа, известных соответственно как битулитик (или уорренит) и топекский асфальтобетон, причем различия заключаются в природе смеси.
Битулитик или уорренит. — Камень, применяемый для этих типов, фракционирован от размера, составляющего примерно половину толщины слоя износа, и обычно спецификациями предписывается камень, проходящий через сито с ячейкой 1,25 или 1,5 дюйма. От максимального размера камни градируются до мельчайших частиц, производимых дробилкой. Диапазон размеров камня варьируется в зависимости от источника поставок, и для достижения желаемой плотности в смеси к колотому камню добавляются в различных количествах фракционированный песок и минеральная пыль, такая как молотый известняк или портландцемент. Обычно получаемая смесь содержит менее пятнадцати процентов пустот, и к этому тщательно подобранному минеральному заполнителю добавляется достаточное количество асфальтового вяжущего для скрепления частиц вместе.
Топекский асфальтобетон. — В этом типе асфальтобетона минеральный заполнитель состоит из смеси тщательно подобранного песка и колотого камня такого размера, при котором весь он проходит через сито с ячейкой в полдюйма, с уменьшением размеров вплоть до мелкой пыли, производимой дробилкой. К этой смеси добавляется около девяти процентов портландцемента или известняковой пыли. Пустоты в смеси составляют обычно около двадцати пяти процентов.
Можно видеть, что существенные различия между битулитиком и топекским типом заключаются в следующем: топекский тип содержит больший процент пустот и камень меньшего максимального размера, чем битулитик. Оба типа широко применялись для мощения городских улиц, но типы битулитик и уорренит также в некоторой степени использовались для сельских дорог. Тоpeкский тип для сельских дорог использовался мало.
Основание. — Основанием для асфальтобетона может служить старая дорога из макадама, базовый слой из колотого камня или бетона на портландцементе, причем последний используется гораздо шире, чем любой из других типов.
Иногда асфальтобетон используется для устройства нового покрытия поверх дорог из макадама с минеральным вяжущим или гравийных дорог, когда интенсивность движения возрастает до точки, при которой стоимость содержания макадама с минеральным вяжущим становится чрезмерной. Существующее покрытие ремонтируют и восстанавливают поперечный профиль, возможно, несколько сглаживая его.
Укладка покрытия. — Камень, песок и асфальтовое вяжущее нагревают до требуемой температуры, соединяют в надлежащих пропорциях и затем тщательно перемешивают с помощью механического смесителя. Смесь доставляют непосредственно на дорогу, выгружают и распределяют с помощью грабель. Затем ее тщательно укатывают в горячем состоянии, причем наиболее удовлетворительным является трехколесный каток. После укатки по поверхности распределяют защитный слой из горячего асфальтового вяжущего и покрывают горячим каменным щебнем размером около 0,25 дюйма. Дорогу можно открывать для движения сразу после завершения устройства покрытия.
Характеристики. — Асфальтобетонное покрытие обладает отличными ровными качествами, легко поддается ремонту и имеет умеренную долговечность. Это особенно желательное покрытие для езды на легковых автомобилях и для гужевого транспорта.
Глава XI
СОДЕРЖАНИЕ ДОРОГ
Надлежащее содержание дорог имеет столь же важное значение, что и правильное строительство. Почти для всех типов дорожного строительства потребность в содержании возникает вскоре после открытия движения по покрытию и продолжается в дальнейшем непрерывно. Характер и объем работ по содержанию сильно различаются для разных типов покрытий, и организация, пригодная для дорожной сети, будет в значительной степени зависеть от видов покрытий, которые необходимо содержать.
Уход за дорогой можно условно разделить на два вида: (1) работы, имеющие отношение к слою износа и земляным обочинам или бермам, по которым осуществляется движение транспорта, и (2) работы, имеющие отношение к боковым канавам и водопропускным сооружениям, а также поддержанию придорожной полосы в надлежащем состоянии. Оба вида работ обычно выполняются одной и той же организацией, но если характер работ, указанных в пункте (1), будет изменяться в зависимости от типа слоя износа и всех колебаний интенсивности движения, то работы, указанные в пункте (2), будут почти постоянными в любой местности.
Организация содержания
Содержание дорог предпочтительно находится под управлением того же органа, что и строительство, и когда улучшение осуществляется под юрисдикцией Государственного департамента дорожного строительства, завершенный объект обычно содержится под государственным управлением. Если работы выполняются окружными властями, содержание также осуществляется под управлением округа.
Характер организации дорожно-эксплуатационных подразделений зависит от видов обслуживаемых дорог и неизбежно должен варьироваться в каждом конкретном случае по мере необходимости. Как правило, привлекаются либо ремонтные бригады, либо дорожные обходчики, а часто на одной и той же дорожной сети используются и те, и другие.
Обходное содержание. — Там, где эта система действует, дорожная сеть делится на обходные участки протяженностью от шести до восемьнадцати миль дорог, и за каждым участком закрепляется один обходчик. Он обеспечивается всеми необходимыми инструментами и материалами, требующимися на его участке, и выполняет все работы, необходимые для обычного ухода за дорогой. Он должен работать под руководством окружного инженера или окружного инженера государственного дорожного департамента, поскольку его работа связана с использованием материалов и процессов, требующих технического надзора.
Бригадное содержание. — Ремонтная бригада может привлекаться для некоторых типов дорожных покрытий вместо обходчика или же для других типов покрытий может использоваться в дополнение к работе обходчика. Ремонтная бригада состоит из трех-десяти человек и снабжается всеми инструментами и материалами, необходимыми для конкретного вида выполняемых ими работ. Обычно бригада проходит по закрепленным за ней дорогам один раз за сезон и выполняет те ремонтные операции, которые требуют больше работы, чем обходчик может успеть сделать. Работа ремонтной бригады, как и работа обходчика, должна находиться под техническим надзором.
Содержание грунтовых, песчано-глинистых, гравийных и макадамовых дорог. — Обычный уход за грунтовыми, песчано-глинистыми, гравийными и макадамовыми покрытиями проще всего осуществляться методом обходчиков, так как для поддержания дорог в состоянии максимальной эксплуатационной пригодности требуется постоянный уход.
Инструменты, необходимые каждому обходчику, могут включать следующее: