ВВЕДЕНИЕ

Человечество издавна нуждалось в транспорте. Даже в те далекие времена, когда виды транспорта были немногочисленны и просты (конный транспорт, парусные и гребные суда), отсутствие или нарушение сообщений отрицательно отражалось на хозяйственной и культурной жизни народов, их развитии и благосостоянии. Только на оживленных перекрестках транспортных путей вырастали, развивались, богатели крупнейшие города мира.

По мере возникновения промышленности и развития науки технический прогресс изменял все стороны жизни общества. Быстрыми темпами совершенствовался и транспорт. Появились новые виды транспорта (железнодорожный, автомобильный, воздушный, трубопроводный), в нем происходили существенные качественные изменения. Росла скорость перевозок, повышались удобство и безопасность движения, возникали новые формы транспортного обслуживания. Постепенно транспорт сделался необходимым элементом всей хозяйственной и культурной жизни общества.

Современное общество вообще немыслимо без транспорта.

Представьте себе, что остановились поезда, замерли у причалов корабли, недвижимы самолеты в аэропортах, не работает метро, не мчатся по дорогам автомобили... Страну, в которой бездействует транспорт, охватывает паралич.

Нарушается деятельность предприятий и учреждений, рабочие и служащие не могут своевременно попасть на работу, врачи - к больным. Замирает нормальный пульс общества.

Именно такая картина наблюдается во время забастовок транспортных рабочих и служащих в капиталистических странах. Так, в январе 1966 г. жизнь Нью - Йорка была нарушена забастовкой работников городского транспорта. В огромном городе, где общественный транспорт ежедневно перевозил свыше 7 млн. чел., полностью перестали работать автобусы и метро. Резко возросло движение легковых автомобилей, но это вызвало образование гигантских "пробок", так как городские улицы не смогли свободно пропускать возросший транспортный поток. Автомобили двигались настолько медленно, что пассажиры предпочитали идти пешком. Ухудшение работы транспорта отразилось на всей жизни города. Нарушилась работа учреждений и контор. Опустели магазины, кафе, рестораны, кино, театры. Уже через несколько дней городские власти были вынуждены удовлетворить требования бастующих.

В январе 1979 г. в Англии забастовали водители бензовозов и грузовых автомобилей дальнего следования. Бензиновый голод охватил страну и нарушил нормальную жизнь в ряде городов. Например, на улицах Манчестера 7 января не было ни автобусов, ни автомобилей, кроме машин скорой помощи, полицейских и пожарных машин. В городе не работала ни одна автозаправочная станция. Все ощутимее давала себя чувствовать забастовка водителей грузовых автомобилей дальнего следования. На грузовых автомобилях в Англии перевозится 98% продуктов сельского хозяйства, около 88% строительных материалов, 86% химикалий и удобрений, почти 66% железа и стали, 23% угля. Поэтому забастовка водителей грузовых автомобилей нарушила работу заводов и фабрик, морских портов, торговой сети. Промышленные предприятия, на которых иссякали запасы сырья, в значительных размерах сократили производство. Газеты уменьшили свой объем из-за недостатка бумаги в типографиях. Почти замерла жизнь в морских портах, куда не было подвоза грузов. "Хаос на дорогах!", "Разбитая на куски Британия!" - панически кричали заголовки английских газет. Английское правительство даже обсуждало вопрос о введении в стране чрезвычайного положения и привело в боевую готовность воинские части для срыва забастовки водителей грузовых автомобилей, если она затянется.

Для Советского Союза с его огромной территорией значение транспорта особенно велико. Все виды транспорта в СССР образуют единую транспортную систему.

Среди других видов транспорта одно из важнейших мест занимает автомобильный. В СССР автомобильный транспорт перевозит значительно больше грузов, чем все остальные виды транспорта, вместе взятые. Так, в 1979 г. общее количество грузов, перевезенных в нашей стране, составило*: автомобильным транспортом - 23 175 млн. т, всеми другими видами транспорта - 5064 млн. т, в том числе железнодорожным 3688 млн. т.

Эти данные показывают, что автомобильный транспорт перевез в 1979 г. в 4,5 раза больше грузов, чем все другие виды транспорта, в том числе в 6,3 раза больше, чем железнодорожный (рис. 1).

*(ЦСУ СССР. Народное хозяйство СССР в 1979 г.: Статистический ежегодник. М., Статистика, 1980, с. 321-349.)

Рис. 1

Однако автомобильный транспорт перевозит грузы на значительно меньшее расстояние, чем железнодорожный. В связи с этим и грузооборот его в СССР меньше, чем железнодорожного. Так, в 1979 г. грузооборот автомобильного транспорта составил 407,9 млрд. ткм, а железнодорожного - 3349,3 млрд. ткм. Доля автомобильного транспорта в общем грузообороте постепенно возрастает: с 1945 по 1979 г. она выросла с 1,3 до 7%.

Автомобильный транспорт в СССР перевозит также в несколько раз больше пассажиров, чем все другие виды транспорта вместе взятые. Например, в 1979 г. только автобусами было перевезено 41,3 млрд. пассажиров, а остальными видами транспорта - 3,86 млрд., или в 10,7 раза меньше.

Рентабельность* автомобильного транспорта не только выше рентабельности других видов транс-

порта, но и превышает средний уровень рентабельности промышленности, а также подрядных строительных организаций. Автомобили могут доставлять грузы непосредственно от места производства до места потребления (от дверей завода до дверей покупателя).

*(Уровень рентабельности характеризуется отношением прибыли к стоимости производственных основных фондов и материальных оборотных средств и выражается в процентах. )

Однако эффективность автомобильного транспорта в значительной мере зависит от наличия и состояния дорог. Широкое дорожное строительство в СССР было начато еще в годы первой пятилетки. Во время Великой Отечественной войны значительная часть автомобильных дорог страны была разрушена. За три с лишним десятилетия, прошедших со времени ее окончания, дорожниками СССР была проделана большая работа. Протяжение дорог с твердым покрытием увеличилось почти на 615 тыс. км, достигнув в 1979 г. 770 тыс. км. Удельный вес дорог с усовершенствованными покрытиями - асфальтобетонными, цементобетонными, а также покрытиями, обработанными вяжущими материалами, - возрос в общем протяжении дорог с твердым покрытием до 48% (вместо 6,5% в 1945 г.).

Темпы строительства дорог росли от пятилетки к пятилетке: в четвертой пятилетке было построено 22 тыс. км дорог с твердым покрытием, а в девятой - 148 тыс. км.

В результате средняя плотность дорожной сети с твердым покрытием (протяжение в километрах на 1000 км² территории) увеличилась в СССР более чем в 4 раза, а протяжение дорог, приходящееся на 1000 жителей, возросло в 2,5 раза. Были построены или реконструированы важнейшие автомобильные дороги Советского Союза: Москва - Ленинград, Москва - Минск - Брест, Москва - Харьков - Симферополь, Москва - Воронеж - Ростов-на-Дону, Москва - Горький - Казань, Москва- Куйбышев, Ленинград - Киев - Одесса, Киев - Харьков - Ростов-на-Дону и др.

Получило надежную круглогодичную связь с общей сетью автомобильных дорог страны подавляющее большинство областных и районных центров, а также значительное количество центральных усадеб колхозов и совхозов.

Несмотря на эти положительные результаты, темпы строительства дорог в нашей стране пока еще отстают от темпов развития автомобильных перевозок. Если протяжение автомобильных дорог с твердым покрытием возросло с 1945 г. в 5 раз, то грузооборот автомобильного транспорта увеличился за то же время в 81,5 раза, а количество перевезенных грузов - в 55 раз. Необходимость усиления дорожного строительства была отмечена газетой "Правда", которая писала в передовой статье от 3 июня 1977 г.: "...было бы ошибочным считать, что дорожное строительство ведется у нас в полную силу. Темпы сооружения новых и реконструкции действующих шоссейных линий пока еще отстают от темпов роста транспортного потока". Наличие разрыва между темпом дорожного строительства и темпом роста автомобильных перевозок привело к тому, что удельная работа по пропуску грузов на автомобильных дорогах СССР значительно выше, чем на дорогах развитых капиталистических стран.

В апреле 1980 г. ЦК КПСС и Советом Министров СССР было принято постановление "О мерах по улучшению строительства, ремонта и содержания автомобильных дорог в стране", которое предусматривает широкую программу по созданию опорной сети магистральных дорог, строительству местных дорог, обеспечению дорожного строительства современными машинами и материалами, повышению транспортно - эксплуатационных качеств автомобильных дорог.

Наряду со строительством новых автомобильных дорог большое значение имеет поддержание дороги в хорошем проезжем состоянии.

Дорога должна быть ровной, иначе нельзя развить большую скорость. Удары колес автомобиля о неровности, передаваясь через шины и рессоры, вызывают сильные колебания кузова. Установлено, что, если частота колебаний меньше 1,33 в секунду, у пассажиров могут возникнуть ощущения, напоминающие морскую болезнь. Частота колебаний, превышающая 2,33 в секунду, воспринимается как жесткие толчки; длительное воздействие таких колебаний вызывает вредные последствия для организма.

На неровной дороге может также произойти поломка автомобиля или нарушиться устойчивость грузов, уложенных в кузове.

Чтобы обеспечить необходимую ровность дорожных покрытий, проводят специальные измерения при строительстве дорог и во время их эксплуатации. Для измерений используют простые и многоопорные рейки, толчкомеры и передвижные лаборатории с прицепами (рис. 2), имеющие аппаратуру, которая регистрирует ровность покрытий и тормозную силу. Если измерения показывают, что ровность ниже, чем требуется по нормам, то укладывают выравнивающий слой или принимают другие меры для исправления покрытий.

Рис. 2

Весьма опасна скользкая дорога. На такой дороге удлиняется тормозной путь и возможен занос автомобиля. И то, и другое может привести к аварии. Поэтому при строительстве и эксплуатации дорог стремятся придать поверхности покрытия шероховатость для хорошего сцепления колес автомобиля с дорогой (рис.2). Существуют разные способы создания шероховатости; один из них - устройство зернистого коврика из дробленого каменного материала - поверхностная обработка (рис. 3). На участках дорог с хорошо выполненной поверхностной обработкой даже очень быстро движущийся автомобиль (100 км/ч и более) можно остановить на протяжении нескольких десятков метров.

Достаточно прочной должна быть дорожная одежда (слоистая конструкция из камня, бетона и других материалов, уложенная на проезжей части). Автомобили, проезжающие по дороге, оказывают на нее сильное воздействие. Например, колесо автомобиля ЗИЛ-130, соприкасаясь с покрытием, давит на каждый квадратный сантиметр площади контакта с силой в 5 кгс*. Если дорожная одежда недостаточно прочна, то на ней образуются различные деформации: трещины, колеи, просадки, выбоины, волны, сдвиги и т. д.

Рис. 3

*(В Международной системе единиц СИ сила измеряется в ньютонах (Н).)

По мере накопления деформаций износ дорожной одежды усиливается, а при особенно неблагоприятных условиях она может полностью разрушиться. Разрушение дорожных одежд на участках, где прочность их недостаточна, чаще всего происходит весной после оттаивания земляного полотна. Такие разрушенные участки могут иметь значительную длину (до 300-500 м), проезд по ним затруднителен, а последующее восстановление и ремонт обходятся очень дорого.

Чтобы обеспечить достаточную прочность дорожных одежд, советскими учеными разработаны методы расчета, пользуясь которыми проектировщики назначают конструкцию одежды, соответствующую интенсивности движения по дороге и нагрузкам от проезжающих автомобилей. Такая одежда хорошо выдерживает воздействие транспортных средств. Разработаны также методы и приборы, позволяющие измерять фактическую прочность существующей дорожной одежды на любом участке дороги. Рис. 4

Если измерения показывают, что прочность дорожной одежды ниже, чем требуется по условиям автомобильного движения, то ее усиливают укладкой дополнительных слоев или полностью перестраивают.

Современная автомобильная дорога - сложное сооружение. Она должна обеспечивать высокую скорость, безопасность и удобство движения. Из этих соображений определяют ширину дороги, назначают продольные и поперечные уклоны, радиусы поворота, рассчитывают виражи, устанавливают расстояние видимости, т. е. расстояние перед автомобилем, на котором водитель должен видеть дорогу, чтобы, заметив препятствие, осознать его опасность и успеть его объехать или затормозить и остановиться. Скоростные автомагистрали не должны пересекаться в одном уровне с другими автомобильными и железными дорогами. В местах пересечения автомобильных дорог создают так называемые "транспортные развязки", позволяющие съезжать с одной магистрали на другую, не пересекая потоков автомобилей (рис. 4).

Рис. 4

Чтобы уведомить водителей об условиях движения и особенностях того или иного участка дороги, устанавливают дорожные знаки. Они предписывают определенный режим движения, предупреждают водителей об опасности, обязывают их снизить скорость до необходимого предела, извещают об ограничениях при пользовании дорогой, указывают места стоянок, направление движения и т. д. Чтобы такие знаки были видны ночью, их красят особыми красками или покрывают специальными материалами, отражающими свет автомобильных фар (рис. 5).

Рис. 5

В местах, где случайный съезд с дороги может быть опасным (вдоль высоких насыпей, у крутых поворотов, в горах, над обрывами), устанавливают ограждения. Чаще всего это железобетонные тумбы или каменные парапеты, реже - брусья специального профиля, тросы, металлические ленты, укрепленные на столбах. На горных дорогах у крутых поворотов устанавливают зеркала обзора (рис. 6), располагая их так, чтобы можно было увидеть встречные автомобили. Цель всех этих мер - повысить безопасность движения, воспрепятствовать съезду автомобилей с дорожного полотна, предотвратить возможность столкновения встречных машин.

Рис. 6

По современным автомобильным дорогам можно ехать с очень большой скоростью-до 150 км/ч. На такую скорость, например, рассчитана автомагистраль Киев - Борисполь (рис. 7), соединяющая столицу Украины с аэропортом международного значения. Дорога имеет проезжую часть с шестью полосами движения: из них три полосы предназначены для движения в одном направлении и три - в обратном. Широкая разделительная полоса (12,5 м) не только отделяет один поток движения от другого, но и исключает ослепление водителей фарами встречных автомобилей в ночное время. Дорога с обеих сторон имеет ограждение из металлической сетки, препятствующее выходу на дорожное полотно людей и животных. В местах пересечения автомагистрали с другими дорогами построены путепроводы, а на автобусных остановках сооружены подземные переходы под проезжей частью. Рис. 7 Благодаря этому на всем протяжении дороги водителю не приходится опасаться столкновения с пересекающими его путь автомобилями или пешеходами.

Рис. 7

Приятно путешествие по хорошей автомобильной дороге. Широкая серая лента асфальта прорезает поля и леса, пересекает или обходит города и селения, мчится по мостам над серебряной гладью рек. Проносятся мимо придорожные здания, памятники, беседки, павильоны, красиво оформленные родники, декоративные группы деревьев и кустарников. В южных областях вдоль дорог шумят листвой фруктовые сады. А когда дорога вступает в горные районы, она начинает петлять по склонам, нырять в тоннели, спускаться в тенистые ущелья, взбираться на перевалы, где в бирюзовом небе плывут ослепительно белые облака.

Проезжающие по дороге, наслаждаясь скоростью и любуясь окрестностями, часто не представляют себе, какой огромный труд затрачен на ее постройку. Для того чтобы можно было ехать удобно, безопасно, с большой скоростью, строители переместили миллионы кубометров земли, выторфовали болота, взорвали скалы, возвели мосты и защитные галереи, приготовили и уложили сотни тысяч кубометров асфальтобетонных и цементо - бетонных смесей.

Для удобства проезжающих по дорогам построили гостиницы, кемпинги, станции обслуживания и автозаправочные станции, придорожные рестораны, столовые и буфеты.

Однако и после постройки дорога постоянно требует внимания и забот. Не только автомобильное движение, но и силы природы непрерывно воздействуют на дорогу. В течение всего своего существования она подвергается действию воды, ветра, смены температуры и других природных факторов.

Дождевая или талая вода, стекая по поверхности проезжей части, обочинам и откосам, размывает земляное полотно. Даже при слабых дождях бесчисленные мелкие струйки ведут свою разрушительную работу. При ливнях или быстром таянии снега образуются целые потоки, которые мчатся по поверхности дороги, канавам, руслам у искусственных сооружений. Эти потоки вызывают сильные размывы земляного полотна, постепенно уносят с собой большие количества земли, а в местах, где скорость их снижается, откладывают переносимые частицы и заполняют отложениями водоотводные устройства. Потоки воды разрушают не только земляное полотно, но и дорожные покрытия и различные сооружения.

Просачиваясь в земляное полотно, вода насыщает его и делает менее устойчивым; грунт теряет прочность. Например, глинистая дорога в сухую погоду бывает очень твердой - по ней уверенно проезжают автомобили. А после дождя глина размокает и дорога становится совершенно непроезжей. При длительном увлажнении грунт настолько напитывается водой, что может превратиться в полужидкую массу.

Не одна лишь поверхностная вода действует на дорогу. Под земной поверхностью по водоносным горизонтам движется грунтовая вода. Она питает колодцы и скважины, а поднимаясь по капиллярам, имеющимся в грунте, увлажняет корни деревьев, кустарников и остальной растительности. Однако дороге грунтовая вода порой наносит существенный вред.

Чтобы не допустить переувлажнения грунтового основания, возводят насыпи соответствующей высоты, в теле земляного полотна укладывают различные изолирующие прослойки, уровень грунтовых вод понижают дренажами.

Изменения температуры также сильно воздействуют на дорожную одежду. При нагреве в жаркую погоду дорожная одежда увеличивает свой объем, а при охлаждении сжимается. Трение о грунт препятствует свободному расширению и сжатию дорожной одежды. В ней возникают напряжения, вызывающие образование трещин. Поэтому в цементобетонных покрытиях, наиболее подверженных образованию трещин при изменении температуры, устраивают швы сжатия и расширения.

Но особенно сильно воздействуют на дорогу лавины, метели, обвалы, оползни и другие грозные явления природы. Масштабы воздействия грозных явлений природы весьма велики, что объясняется природными условиями нашей страны.

Советский Союз - самое большое государство в мире. Его площадь превышает 22 млн. км², составляя приблизительно одну шестую часть суши земного шара. Территория СССР пролегла на 10 тыс. км с запада на восток и на 5 тыс. км с севера на юг. Берега СССР омывают 12 морей, принадлежащих бассейнам трех океанов: Северного Ледовитого, Атлантического и Тихого. В крайних точках территории Советского Союза на западе и па востоке разница во времени составляет 11 ч.

Природные условия на этой огромной территории чрезвычайно разнообразны. Зимой морозы в Якутской АССР (Оймякон) доходят до - 70°С, а в этот же период на юге Средней Азии держится температура +20°С, поднимаясь летом до 40 - 50°С. Годовое количество осадков в Западном Закавказье достигает 1000 - 1500 мм, а в пустынных районах Туранской низменности составляет всего 50 мм. Могучие реки катят свои воды с севера на юг и с юга на север. Они текут среди высоких гор, по бескрайним степям, через дремучие леса, по холодной тундре. Зимой воют метели, реки сковывает ледяной покров, дымится пар над наледями, в горах обрушиваются лавины. Весной реки ломают лед, тает снег, затопляются поймы и низменности, в горах бушуют селевые потоки. Все это оказывает свое воздействие на дороги.

Зимой снег и лед могут сделать самую лучшую дорогу непроезжей, образовав на ней заносы или гололедицу. Весной ледоход и половодье могут разрушить мосты. В горных районах обвалы и снежные лавины угрожают безопасности проезжающих. В пустынях проезд по дороге может быть прерван песчаными заносами. В районах с суровым климатом, особенно на Крайнем Севере, образуются наледи, покрывающие дороги толстым слоем льда.

В настоящее время в стране происходит изменение географического размещения производительных сил. На XXVI съезде КПСС товарищ Леонид Ильич Брежнев говорил:

"Характерная особенность 70-х годов - крупные перемены в размещении производительных сил. В соответствии с решениями XXV съезда КПСС идет формирование территориально-производственных комплексов в европейской части РСФСР, на Урале, в Сибири, на Дальнем Востоке, в Казахстане и Таджикистане.

...Перемещение энергетики и сырьевой базы на Восток требует ускорить развитие дорог, трубопроводов, аэропортов в Сибири и на Дальнем Востоке".

Решающим шагом в этом отношении является строительство БАМа. Наряду с этим будет продолжено строительство сети автомобильных дорог с твердым покрытием, в первую очередь в Сибири, па Дальнем Востоке, а также в Нечерноземной зоне РСФСР. Большая часть этих дорог будет строиться в районах с суровыми природно-климатическими условиями.

Но где бы не проходили дороги - транспортные артерии нашей страны - они должны работать бесперебойно.

Перерыв проезда по дорогам с интенсивным движением наносит большой ущерб народному хозяйству. Требуется не только обеспечить проезд, но и сделать его удобным и безопасным. Поэтому дорожникам постоянно приходится вести борьбу с грозными явлениями природы. Порой эта борьба бывает чрезвычайно трудна и опасна. И всегда она требует глубоких инженерных знаний, большого опыта, хороших технических средств, энергии, смелости и инициативы. Об этой суровой борьбе и рассказывается в нашей книге.