Дорожное полотно XXI века.

Министерство Образования Российской Федерации

Муниципальное Бюджетное Общеобразовательное Учреждение

«Средняя Общеобразовательная Школа №52»

КОНКУРС «БУДУЩЕЕ АЛТАЯ»

Секция «Физика. Техника. Астрономия»

тема

Дорожное полотно XXI века.

                                              Выполнил: Мурашкин Вячеслав Дмитриевич,

                                              Ученик 11 «А» класса.

                                              Руководитель: Барейшая Елена Михайловна,

                                              Учитель физики.

г.Барнаул 2013 год.

Краткое содержание.

В России есть очень большая проблема, которая требует решения. Это - дорога. Точнее состояние дорожного полотна в России. Все мы являемся участниками дорожного движения, и рассказывать в каком состоянии находится дорожное полотно магистралей, трасс, городов, сел и др. элементов дорог России. Не имеет смысла. Тут все и так понятно. С начало я решил разобраться, почему дороги стали именно такие. Я начал прослеживать историю создания дорог, как в мире, так и в России.

При подготовке к походу на Новгород в 1014 году князь Владимир Святославич приказал «теребить путь и мостить мосты». Для этого специально готовились и высылались вперед сборные отряды, в состав которых входили мастеровые по строительству и мостовым работам.

До XVIII века в России сухопутные дороги имели второстепенное значение по сравнению с водными путями (летом сообщение осуществлялось с помощью водного транспорта, зимой — по льду).  Первыми сухопутными дорогами в Киевской Руси стали дороги из Киева в Краков, Прагу и Южную Германию, затем возникли дороги из Киева в низовья Дона (Залозный путь) и Крым (Соляной путь). К окончанию периода татаро-монгольского ига важнейшими дорогами стали из Москвы и Владимира в Тверь и Новгород и в Золотую Орду (Муравский шлях, Ногайский шлях).

В XVII веке центром дорожной сети в России окончательно стала Москва. Из неё выходили следующие основные дороги:

на север (Великий Устюг, Холмогоры и Архангельск) через Переяславль, Ростов, Ярославль, Вологду;

на Нижний Новгород через Владимир;

на Рязань и Тамбов через Коломну;

на Тулу и Курск через Серпухов, далее продолжалась Муравским шляхом в сторону Перекопа;

на Киев через Калугу;

на Вязьму и Смоленск через Можайск;

на Ржев через Волоколамск;

на Новгород через Тверь, Торжок и Вышний Волочёк;

на Кашин, Бежецк и Устюжну через Дмитров.

Аналогичные сети складывались вокруг крупных городов. Из Переяславля выходили дороги на Кашин, Романов, Углич и Юрьев-Польский. Из Троице-Сергиева монастыря — на Дмитров, Кашин, Углич, Александровскую слободу.

Присоединение Сибири потребовало строительство дорог в восточную часть страны за Урал, первой из которых стала Бабиновская дорога через Урал из Европейской части России в Сибирь от Европейской части до Верхотурья. Дорога открыта в 1597 году, утратила своё значение после открытия в 1763 году Сибирского тракта.

В 1574—1711 и 1720—1730 годах регулярными дорожными перевозками заведовал Ямской приказ.

Активно развиваться дорожное строительство в России начало при Петре I. В 1705 году началось строительство дороги из Петербурга в Москву. Дорога была грунтовой, в отдельных участках покрывалась бревенчатыми настилами. Мощение щебнем дороги началось только в 1817 году. В 1820 году по этой дороге прошёл первый рейсовый экипаж (дилижанс). С 1834 года дорога стала называться Московским шоссе.

В Российской империи на дорогах устанавливались верстовые столбы для указания расстояний и сооружались почтовые станции для предоставления ночлега и смены лошадей, осуществлявшейся по чину согласно Табели о рангах.

В 1913 году в России насчитывалось 726 тыс. верст дорог, в том числе в европейских губерниях — 469 тыс. верст (из них 16 тыс. верст шоссейных и 4,6 тыс. прочих мощёных), в Сибири — 109 тыс. верст (шоссейные отсутствовали), остальная протяжённость дорог приходилась на Польшу, Кавказ, Среднюю Азию.

В 1837 году в России появилась первая железная дорога общего пользования: Петербург — Царское Село — Павловск. Вскоре после её сооружения началось строительство железной дороги из Петербурга в Москву, законченное в 1851 году. Во второй половине XIX века в России наступил железнодорожный бум, проложены железнодорожные магистрали до всех крупных городов. В результате дороги для конного транспорта утратили своё прежнее значение и стали второстепенными подъездными путями к железнодорожным станциям. Обязанности по поддержанию дорог в хорошем состоянии были переданы земствам, что привело из-за их ограниченных средств к ухудшению состояния и способствовало отсталости России в дорожном хозяйстве.

К 2008 году протяжённость автомобильных дорог в России составляла 940 тыс. км, в том числе 754 тыс. км с твёрдым покрытием. Эксплуатационная протяжённость железных дорог составила 86 тыс. км

        Сейчас технология строительства дорожного полотна не настолько проста как раньше. Для строительства используют новые материалы и технологии. Например используют асфальт (от греч.- горная смола) — смесь битумов (60-75 % в природном горном асфальте, 13-60 % — в искусственном) с минеральными материалами: гравием и песком (щебнем или гравием, песком и минеральным порошком в искусственном асфальте). Асфальт может быть природного и искусственного происхождения. Часто словом асфальт называют асфальтобетон - искусственный каменный материал, который получается в результате уплотнения асфальтобетонных смесей. Классический асфальтобетон состоит из щебня, песка, минерального порошка (филера) и битумного вяжущего (битум, полимерно-битумное вяжущее; ранее использовался дёготь, однако он в настоящее время не применяется). Так же у дорог появились классы, которые зависят от задач, поставленных перед дорогой и, следовательно, придаваемой ей прочности. Пять основных типов дорог.

На основе этих шести типов дорожного полотна я постарался разработать собственное дорожное полотно. Это новая инновационная технология, решающая большинство проблем современных дорог.

Введение.

Человек 21 века не может представить свою жизнь без транспорта, а практически весь транспорт не может пока что обойтись без дорог. Но состояние наших дорог, оставляет желать лучшего, старые технологии изжили себя. Они не подходят под ритм современной жизни. Долгая установка, ремонт и маленький срок годности делает их дорогостоящими и не эффективными. И смотря на все это, я решил создать собственный тип дорожного полотна, который бы решил все эти проблемы.

Предметом моего исследования стало современное дорожное полотно.

Объектом решение проблем современного дорожного полотна.

Для рассмотрения темы, мною были поставлены следующие задачи:

- определить проблемы современного дорожного полотна, и причины их возникновения.

- найти все существующие способы решения этих проблем.

- на основе найденной информации предложить собственное решение.

Что бы решить поставленные задачи, я изучил определённое количество литературы, как в печатном варианте, так и используя «Интернет». Сначала я изучил историю создания дорог, как в мире, так и в России.

Литература:

Ю.Г.Бабаскин. Технология строительства дорог.изд.МинскБНТУ

Н.В.Горельшев .Технология и организация строительства автомобильных дорог. Изд. «Транспорт»

М.В.Садило, Р.М.Садило Автомобильные дороги. Строительство и эксплуатация. Изд.Стройиздат

Н.А.Шумейко, И.М.Юрковский Автомобильные дороги России. Состояние и перспективы, МАДИ, М. 2007,с268

Сборное покрытие автомрбильных дорог под ред.Могилевича (пособие для ВУЗов)М., Высшая школа ,1972, с 384

Общероссийский отраслевой журнал Строительная орбита

Журнал Транспортное строительство

Журнал Дороги и мосты

info@time-innov.ru |  ДЕЛОВОЙ ЖУРНАЛ "ВРЕМЯ ИННОВАЦИЙ"

ardis@mail.linkey.ru, ardis@d-c.spb.ru\

План:

-Историческая справка

-Описание существующих типов дорог

-Представление инновационного дорожного полотна

-Плюсы и минусы инновационного дорожного полотна

Дорога — путь сообщения для передвижения людей и транспорта, составная часть транспортной (дорожной) инфраструктуры

Древние времена

Наиболее древние дороги относятся к IV тысячелетию до н. э. К началу данного тысячелетия относятся дорога, найденная у города Ур в Месопотамии и дорога, найденная рядом с английским городом Гластонбери. Одна из наиболее древних дорог в Европе, названная Свит-Трек, обнаружена на острове Великобритания. К древнейшим мощёным дорогам относят дороги, найденные на острове Крит. Критские дороги покрыты известняковыми плитами толщиной до 15 см и датируются III тысячелетием до н. э. Кирпич для мощения дорог впервые был использован в древней Индии около 3000 лет до н. э.

Развитие дорожной сети связано с появлением вьючного и колёсного транспорта. В государствах древнего мира строительство дорог имело очень большое значение из-за необходимости осуществлять завоевательные походы и организовывать торговлю. Дороги с каменным покрытием существовали в Хеттском царстве, Ассирии, империи Ахеменидов. В составе ассирийской армии имелись специальные подразделения, занимавшиеся строительством мостов и выравниванием дорог для боевых колесниц. В Ахеменидской империи при Дарии I (522 —486 до н. э.) была построена царская дорога из Эфеса в Сарды и Сузы длиной 2.6 тыс км. На царской дороге были установлены дорожные столбы с указанием расстояний, станции на расстоянии дневного перехода с гостиницами, конюшнями для смены лошадей, продовольственными складами и гарнизонами.

Во время правления основателя китайской династии Цинь — Цинь Шихуана (221–210 до н. э.) — сеть дорог общей длиной 7.5 тыс км опоясывала страну; дороги были шириной 15 м с тремя полосами, причём центральная полоса предназначалась для императора.

К началу нашей эры в Европе и Азии сложилась достаточно развитая дорожная сеть, включавшая трансконтинентальные дорожные пути. К таким дорогам относятся Великий шёлковый путь, морской путь между Египтом, Анатолией иМесопотамией, царский путь между Египтом и Персией, ладанный путь между Аравийским полуостровом и средиземноморскими странами, оловянный путь между полуостровом Корнуолл в Великобритании и Средиземноморьем, янтарный путь между Средиземным морем и Прибалтикой, лазуритовый и нефритовый пути.

Наиболее развитая сеть дорог сложилась в Древнем Риме.

Римские дороги

К самым древним дорогам Рима относятся Аппиева дорога (312—244 годы до н. э.) и Фламиниева дорога (220 год до н. э.). Римские дороги строились с целью увеличения скорости передвижения войск и торговых караванов. Дорожная сеть в Риме разрасталась вместе с ростом самой империи: после завоевания новых территорий к Риму начиналось строительство легионерами магистральной дороги, связывавшей новую провинцию со столицей империи. Строительство таких дорог осуществлялось на государственные деньги, а также на деньги жителей городов и собственником земель, по которым проходила дорога. Каждая магистральная дорога получала имя либо в честь цензора, которым была построена или отремонтирована, либо по области назначения. В дальнейшем дорожная сеть в данной провинции развивалась усилиями римских граждан, которые получали наделы и в процессе колонизации создавали местные дороги, примыкавшие к магистральной.

Ширина римских дорог составляла обычно около 3,5 м, дороги также имели пятислойные дорожные одежды толщиной до 1 м. Иногда дороги оборудовались колеёй для повозок. Рядом с мощёной частью дороги располагались грунтовые тропы, предназначенные для вьючного и верхового транспорта. Дороги прокладывались длинными прямыми участками, римляне старались не строить объездных дорог, поэтому получались достаточно крутые подъёмы. На повороте дорогу расширяли в два раза, поскольку римские двухосные повозки не имели поворачивающейся передней оси. При прохождении дороги через водное препятствие оборудовались каменные броды, через глубокие реки строились арочные мосты или оборудовались паромные переправы, в горах сооружались тоннели.

На римских дорогах стояли мильные камни или миллиарии — цилиндрические каменные столбы высотой от 1,5 до 4 м и диаметром от 50 до 80 см, на которых указывалось расстояние до Рима и имя императора. Масса таких столбов достигала двух тонн. Золотой миллиарий, от которого отсчитывалось расстояние до всех прочих, был установлен императором Октавианом Августом у храма Сатурна на римском форуме.

Октавиан Август также ввёл систему почтовой службы. Курьеры доставляли почтовые сообщения по всем дорогам Рима. Почтовая служба была настолько хорошо налажена, что при благоприятных условиях курьеры на повозках могли в день проехать около 75 км. Почтовая служба была опасным занятием, так как курьеры часто становились целью для разбойников и врагов Рима.

На магистральных дорогах для частных лиц были построены гостиницы, а для официальных лиц — станции, на которых меняли лошадей, можно было получить ночлег и питание, содержали станцию жители близлежащего селения.

Вдоль дорог для духовной поддержки путников также сооружались храмы, в основном в честь богов, защищающих путешественников, — Меркурия, бога торговли и покровителя путешественников и Диане, защитнице дорог. Также возле дорог императорами и состоятельными гражданами сооружались памятники, прославлявшие императоров, военачальников, победы римских войск.

Для поездки послов, военачальников и чиновников, доставки посланий, оружия, строительных материалов, осуществления государственных пассажирских и грузовых перевозок необходимо было предъявить подорожную, подписанную наместником провинции от имени императора.

Общая длина римских дорог (с учётом грунтовых и гравийных) к IV веку до н. э. составила 300 тыс. км. В этот период функционировало 372 магистральных дороги, из которых 29 сходились у Рима. Дороги сыграли роль в падении Западной Римской империи, облегчив вторжение варваров на территорию Рима. Отдельные римские дороги сохранились до настоящего времени.

Дороги инков

В Америке развитую дорожную сеть для вьючных лам и бегущих посменно гонцов построили инки, общая длина, которой составляла 16 тыс. км. Дороги инков охватывали всю империю Инков, расположенную на территории современных Перу, Эквадора, Колумбии, Боливии, Чили и Аргентины. Дороги соединяли центры провинций, а главные пересекались в городе Куско. Протяжённость самой длинной дороги составляла 6600 км. На каждой дороге были сооружены постоялые дворы через определённые промежутки, также на дорогах были установлены столбы с указанием расстояний.

Дороги в Средние века

После падения Западной Римской империи дорожная сеть в Европе пришла в упадок. Основным становится внутреннее водное сообщение, например, в Киевской Руси важное значение имел торговый путь «из варяг в греки». Дорожные работы в Средние века в основном заключались в ремонте грунтовых дорог и строительстве мостов. Монашеский орден «Братьев-мостостроителей» за время своего существования (XII—XVI века) построил около 1700 мостов.

В VIII веке активно строились дороги в Арабском халифате. Наиболее качественно были сооружены дороги, ведущие в Багдад.

В Италии дорожное строительство начало вновь развиваться в XV—XVI века, построены дороги, ширина которых рассчитана на проезд двух экипажей

Дороги в Новое время

Возрождение строительства дорог в Европе в основном связано с формированием государств с абсолютной монархией, правителям которых были нужны дороги для эффективного централизованного управления. Первоначально проводили восстановление римских дорог, соединяя их уцелевшие участки, затем перешли к строительству новых. Во Франции при Генрихе IV появилось управление по строительству дорог и мостов. Первой крупной дорогой, появившейся во Франции, стала дорога из Парижа в Орлеан длиной 256 км. Что бы ускорить сооружение дороги, был издан королевский указ, по которому поставщики вина из Орлеана в Париж на обратном пути должны были захватить с собой камни и привезти в указанное место. В 1621 году в Англии были установлены ограничения на движения по дорогам, включавшие предельный вес повозки, а также предписание экипажам двигаться с одной стороны. В 1747 году в Париже было открыто первое высшее учебное заведение для подготовки специалистов по транспорту под названием «Школа мостов и дорог». В дальнейшем оно получило мировую известность.

В Англии в XVII веке строительство дорог было возложено на местные власти, что привело к неудовлетворительному их состоянию. В целях исправления ситуации появились дорожные тресты, первый из которых создан в 1706 году, для строительства хороших дорог и взимания платы с проезжающих. К XIX веку в Англии появилось 1100 трестов, построивших 36,8 тыс. км дорог. «Бунты Ребекки» в Кармартеншире в 1839—1844 годах привели к распаду системы дорожных трестов.

Постепенное совершенствование повозок в XVI—XVII веках, начало технического прогресса привели к необходимости совершенствования дорожного строительства, улучшения дорожной сети. Появились экипажи с кузовом, подвешиваемыми на ремнях, затем на деревянных рессорах, а позднее на стальных. Для них существующие дороги из крупных камней с неровным покрытием и отсутствием водоотвода были неудобны. В конце XVIII века в Западной Европе для дорожного покрытия стали использовать пакеляж — камни в форме усечённой пирамиды, которые устанавливались вплотную друг к другу основанием конуса на грунтовое и песчаное основание. В отличие от традиционного подхода, при котором камни ставились остриём вниз, при пакеляже проезд повозок обеспечивал уплотнение основания. Во Франции пакеляж внедрял П. Трезаге, в Великобритании — Т. Телфорд. Подобное покрытие просуществовало до 1930-х годов, пока не выяснилось, что оно непригодно для автомобильного транспорта.

В 1806 году шотландский инженер Джон Мак-Адам предложил покрытие толщиной 25 см, состоящее из двух слоёв щебня: более крупного — внизу, мелкого — вверху. При этом покрытии воздействие колёс также обеспечивало уплотнение основания. Впоследствии Мак-Адам стал главным инженером Британии. В 1828 году для укатки щебёночного покрытия ввели катки, в 1859 году появились паровые катки.

Дороги в Новейшее время

В XX веке ситуация в дорожном хозяйстве кардинально изменилась в связи с появлением автомобильного транспорта. Использование автомобилей выдвинуло новые требование к дорожному покрытию. Ещё в XIX веке на городских улицах пытались внедрить новый тип покрытия — беспыльное покрытие из трамбованного асфальта, (разогретого в котлах щебня из природных известняков или песчаников, пропитанных битумом, который уплотнялся на каменном основании). В 1902—1914 годах на дороге из Ниццы в Монте-Карло швейцарским врачом Э. Гуглильминетти проведена поливка каменноугольным дёгтем и засыпка песком. В дальнейшем дорожное покрытие связано с применением вяжущих материалов, наиболее удачным из которых стал новый тип покрытия — асфальтобетон.

Изменились также методы прокладки дорог: от длинных прямых дорог, которые были характерны ещё для римских дорог, перешли к клотоидным трассам — кривым с плавно меняющейся кривизной с короткими прямыми участками.

История дорог в России

При подготовке к походу на Новгород в 1014 году князь Владимир Святославич приказал «теребить путь и мостить мосты». Для этого специально готовились и высылались вперед сборные отряды, в состав которых входили мастеровые по строительству и мостовым работам.

До XVIII века в России сухопутные дороги имели второстепенное значение по сравнению с водными путями (летом сообщение осуществлялось с помощью водного транспорта, зимой — по льду).  Первыми сухопутными дорогами в Киевской Руси стали дороги из Киева в Краков, Прагу и Южную Германию, затем возникли дороги из Киева в низовья Дона (Залозный путь) и Крым (Соляной путь). К окончанию периода татаро-монгольского ига важнейшими дорогами стали из Москвы и Владимира в Тверь и Новгород и в Золотую Орду (Муравский шлях, Ногайский шлях).

В XVII веке центром дорожной сети в России окончательно стала Москва. Из неё выходили следующие основные дороги:

на север (Великий Устюг, Холмогоры и Архангельск) через Переяславль, Ростов, Ярославль, Вологду;

на Нижний Новгород через Владимир;

на Рязань и Тамбов через Коломну;

на Тулу и Курск через Серпухов, далее продолжалась Муравским шляхом в сторону Перекопа;

на Киев через Калугу;

на Вязьму и Смоленск через Можайск;

на Ржев через Волоколамск;

на Новгород через Тверь, Торжок и Вышний Волочёк;

на Кашин, Бежецк и Устюжну через Дмитров.

Аналогичные сети складывались вокруг крупных городов. Из Переяславля выходили дороги на Кашин, Романов, Углич и Юрьев-Польский. Из Троице-Сергиева монастыря — на Дмитров, Кашин, Углич, Александровскую слободу.

Присоединение Сибири потребовало строительство дорог в восточную часть страны за Урал, первой из которых стала Бабиновская дорога через Урал из Европейской части России в Сибирь от Европейской части до Верхотурья. Дорога открыта в 1597 году, утратила своё значение после открытия в 1763 году Сибирского тракта.

В 1574—1711 и 1720—1730 годах регулярными дорожными перевозками заведовал Ямской приказ.

Активно развиваться дорожное строительство в России начало при Петре I. В 1705 году началось строительство дороги из Петербурга в Москву. Дорога была грунтовой, в отдельных участках покрывалась бревенчатыми настилами. Мощение щебнем дороги началось только в 1817 году. В 1820 году по этой дороге прошёл первый рейсовый экипаж (дилижанс). С 1834 года дорога стала называться Московским шоссе.

В Российской империи на дорогах устанавливались верстовые столбы для указания расстояний и сооружались почтовые станции для предоставления ночлега и смены лошадей, осуществлявшейся по чину согласно Табели о рангах.

В 1913 году в России насчитывалось 726 тыс. верст дорог, в том числе в европейских губерниях — 469 тыс. верст (из них 16 тыс. верст шоссейных и 4,6 тыс. прочих мощёных), в Сибири — 109 тыс. верст (шоссейные отсутствовали), остальная протяжённость дорог приходилась на Польшу, Кавказ, Среднюю Азию.

В 1837 году в России появилась первая железная дорога общего пользования: Петербург — Царское Село — Павловск. Вскоре после её сооружения началось строительство железной дороги из Петербурга в Москву, законченное в 1851 году. Во второй половине XIX века в России наступил железнодорожный бум, проложены железнодорожные магистрали до всех крупных городов. В результате дороги для конного транспорта утратили своё прежнее значение и стали второстепенными подъездными путями к железнодорожным станциям. Обязанности по поддержанию дорог в хорошем состоянии были переданы земствам, что привело из-за их ограниченных средств к ухудшению состояния и способствовало отсталости России в дорожном хозяйстве.

К 2008 году протяжённость автомобильных дорог в России составляла 940 тыс. км, в том числе 754 тыс. км с твёрдым покрытием. Эксплуатационная протяжённость железных дорог составила 86 тыс. км

Основная статья: Список стран по длине сети автомобильных дорог

• США — 6 506 204 км
• Китай — 4 106 387 км
• Индия — 3 320 410 км
• Бразилия — 1 751 868 км
• Япония — 1 210 251 км
• Канада — 1 042 300 км
• Россия — 3 803 802 км
• Франция — 951 200 км
• Австралия — 818 356 км
• Испания — 681 298 км
• Германия — 644 480 км

Автомобильная дорога - Термин включающий в себя комплекс функционально связанных конструктивных элементов и искусственных инженерных сооружений, специально предназначенных для обеспечения безопасного движения автомобильных и других транспортных средств с расчётными скоростями, нагрузками и габаритами, с заданной интенсивностью движения в течение длительного времени, а также участки земель, предоставленные для размещения этого комплекса и пространство в пределах установленного габарита. Автомобильные дороги имеют большое количество перекрёстков, пересечений с железнодорожными путями и трубопроводами, и потому проектируются с учётом требований техники безопасности.

Основной материал который используют для строительства дорог – это асфальт.

Асфальт (от греч.- горная смола) — смесь битумов (60-75 % в природном горном асфальте, 13-60 % — в искусственном) с минеральными материалами: гравием и песком (щебнем или гравием, песком и минеральным порошком в искусственном асфальте). Применяют для устройства покрытий на автомобильных дорогах, как кровельный, гидро- и электроизоляционный материал, для приготовления замазок, клеев, лаков и др. Асфальт наивысшего качества используется в живописи и при создании литографий.

Асфальт может быть природного и искусственного происхождения. Часто словом асфальт называют асфальтобетон — искусственный каменный материал, который получается в результате уплотнения асфальтобетонных смесей. Классический асфальтобетон состоит из щебня, песка, минерального порошка (филера) и битумного вяжущего (битум, полимерно-битумное вяжущее; ранее использовался дёготь, однако он в настоящее время не применяется).

Природный асфальт образуется из тяжёлых фракций нефти или их остатков в результате испарения её лёгких составляющих и окисления под влиянием гипергенеза. Встречается в виде пластовых жильных залежей, а также пропитанных проницаемых пластов (т. н. закирований) и озёр в зонах естественного выхода нефти на земную поверхность (содержание в породах от 2-3 до 20 %). Твёрдая легкоплавкая масса чёрного цвета с блестящим или тусклым раковистым изломом. Плотность 1,1 г/см³, температура плавления 20-100 °C. Содержит 25-40 % масел и 60-75 % смолисто-асфальтеновых веществ. Элементный состав (%): 80-85 C, 10-12 Н, 0,1-10 S, 2-3 О. Месторождения асфальта имеются на территории бывшего СССР, в Венесуэле, Канаде, Франции, на о. Тринидад и др. Смешиваясь с минеральными составляющими (песком, гравием и пр.) он превращается в более или менее мощную кору на поверхности больших «нефтяных озёр». Такой асфальт широко распространён в районах неглубокого залегания или выхода на поверхность земли нефтеносных пород и обычно заполняет трещины и каверны в известняках, доломитах и других породах.

В древности крупнейшим источником асфальта служило Мёртвое море, вплоть до конца XIX века именуемое Асфальтовым. Когда-то глыбы асфальта в большом количестве всплывали прямо на поверхность со дна моря. В последний раз такой случай был зафиксирован в 60-е годы XX века, причем вес куска был более 1 тонны.

Ассирийцы, финикийцы и египтяне широко использовали гидроизоляционные и связующие свойства асфальта при строительстве зданий и кораблей. Кроме того, египтяне использовали его при мумификации.

Авиценна в своём трактате «Канон врачебной науки» при описании лечебных свойств мумиё упоминает также и асфальт (кафр ал-йахуд, то есть битум иудейский).

В Республике Тринидад и Тобаго широко известным источником природного асфальта является битумное озеро Пич-Лейк на юго-западе острова Тринидад. Как и на востоке соседней Венесуэлы, местные индейцы пользовались этим асфальтом для пропитки своих каноэ. Свидетельства о давнем использовании асфальта («пич» на языке индейцев кумана) сохранились в легендах.

Первые попытки промышленного использования асфальтов Пич-Лейка предприняли испанцы в конце XVIII в., однако только в 1850 г. начинается масштабное освоение богатств Асфальтового озера. В 1888 г. была основана The Trinidad Lake Asphalt Company, которая до сих пор осуществляет добычу природного асфальта. В 1978 г. она была преобразована в национальную государственную компанию Lake Asphalt of Trinidad and Tobago, Ltd. В 1990-х гг. ежегодная добыча компании составляла примерно 200 тыс. т. В настоящее время Пич-Лейк является самым значительным коммерческим месторождением в мире, хотя добыча несколько упала. Около 80 % добычи направляется на экспорт. Стоимость экспорта, например, в 1999 г. составила 30 млн дол.

Поскольку запасы асфальтов в Пич-Лейк оцениваются в 6-10 млн т, при современном уровне добычи их хватит не меньше, чем на 400 лет.

Кроме Пич-Лейк, на о-ве Тринидад выявлено ещё 15 месторождений природных асфальтов. Их суммарные геологические запасы составляют 180 млн т, прогнозные ресурсы — 10,5 млн т.

Сирийский асфальт, добываемый на берегах и со дна Мёртвого моря, является асфальтом наиболее высокого качества. Он твёрд, хрупок и почти не содержит минеральных примесей. Благодаря своей высокой чистоте используется для создания живописных красок и лаков.

Старые мастера использовали сирийский асфальт в качестве краски и для лессировок. Фламандские и голландские живописцы XVII века соединяли асфальт с шеллаком, быстро сохнущим маслом и воском, получая прозрачную краску красивого золотисто-коричневого тона.

При соединении с другими красками сирийский асфальт просачивается наверх, вызывая почернение и растрескивание красочного слоя — кракелюры.

Сирийский асфальт также используется в различных техниках печати гравюр.

Используя свойство асфальта окисляться на свету, делаясь менее светопроницаемым, Жозеф Ньепс в 1816 году начал свои опыты по гелиографии, что позднее привело к изобретению фотографии. В 1826 г. с помощью камеры–обскуры Ньепс получил на оловянной пластине, покрытой тонким слоем сирийского асфальта старейшую из сохранившихся фотографий — вид из окна своей мастерской.

Искусственный асфальт или асфальтобетонная смесь — это строительный материал в виде уплотнённой смеси щебня, песка, минерального порошка и битума. Различают горячий, содержащий вязкий битум, укладываемый и уплотняемый при температуре не ниже 120 °C; тёплый — с мало-вязким битумом и температурой уплотнения 40-80 °C; холодный — с жидким битумом, уплотняемый при низкой температуре окружающего воздуха, но не ниже 10 °C. Асфальтобетон применяют для покрытий дорог, аэродромов, площадок и пр. Также используются модифицирующие добавки, в том числе, которые являются продуктом переработки автомобильных покрышек. Первоначально в XIX веке улицы городов мостились камнями (булыжная мостовая). Начиная с середины XIX века во Франции, Швейцарии и США  и ряде других стран дорожное покрытие начинают делать из битумно-минеральных смесей. В 1876г. впервые в США применили литой асфальт, приготовленный с использованием нефтяных битумов. Впервые асфальтобетонное покрытие было применено для покрытия тротуаров Королевского моста в Париже в 30-х годах XIX столетия. В начале 30-х годов во Франции в департаменте Эн асфальтом были покрыты тротуары на мосту Моран через реку Рону в Лионе. Бурно развивающаяся дорожная сеть требовала новых типов дорожных покрытий, которые можно было так же быстро сооружать, как и земляное полотно.

Так, в 1892 г. в США индустриальным методом была построена первая дорожная конструкция из бетона шириной 3 м, а 12 лет спустя с помощью гудронатора со свободным истечением горячего битума 29 км дороги. Асфальт оказался наиболее подходящим материалом для дорожного покрытия. Во-первых, он становится более ровным, а значит, менее шумным и обладает необходимой шероховатостью. Во-вторых, по уложенному асфальтобетону можно сразу открывать движение и не ждать, пока он затвердеет, в отличие от цементобетона, который набирает необходимую прочность только на 28-й день. В-третьих, покрытие из асфальтобетона легко ремонтируется, моется, убирается, на нём хорошо держится любая разметка.

Летом 1839 г. в Санкт-Петербурге были покрыты тротуары на протяжении 45,5 погонных сажень шириной 5 футов (97,08 × 1,52 м) и часть моста длиной 8,5 и шириной 6,5 футов (2,59 × 1,98 м) у дамбы Тучкова моста. Первым в России наладившим изготовление асфальта был инженер И. Ф. Буттац. Стоимость 1  м² покрытия обходилась в 14 руб. Впервые русский асфальт стали добывать на Сызранском заводе в 1873 г. (на правом берегу Волги выше Сызрани на 20 км).

В 1876 году городская дума Москвы ассигновала 50 тысяч рублей на проведение эксперимента по устройству асфальтобетонного покрытия. На Тверской улице построили несколько участков из нового материала.

В конце XIX — начале XX века на страницах Энциклопедического словаря Брокгауза и Ефрона ей было дано следующее описание: «Асфальтовая краска — приготовляется из асфальта и принадлежит к масляным краскам. По своему прекрасному коричневому цвету, совершенной прозрачности и легкости наведения употребляется преимущественно при глазировке. Краска эта легко смешивается с другими красками, за исключением белой, и при этом сообщает им бархатистость и силу; в слабом же растворе асфальт только оживляет другие краски, как лак. Неудобство употребления А. краски заключается в медленной сушке ее и через то ломке лака; другое неудобство состоит в том, что она со временем чернит все, с чем соединена, поэтому она предпочтительно употребляется в темных сочетаниях, при которых эта особенность ее не может нарушить гармонии красок. Пробовали еще растирать асфальт в алкоголе и применять его в таком виде к акварельной живописи».

Технический лак, в отличие от художественных красок. Представляет собой раствор асфальта с различными добавками в богатых ароматикой растворителях типа бензина. Добавками могут служить канифоль (адгезивная и загущающая), касторовое масло (пластификатор), могут варьироваться используемые сорта битума и количество минеральной пыли, также используют в смеси с алюминиевой пудрой. Благодаря аморфной битумной основе длительное время сохраняет эластичность. Водо- и кислотостоек, однако на свету быстро окисляется, твердея, теряя водостойкость и трескаясь. Термостойкость невелика, до 100-130°С в зависимости от марки. Применяется для защиты металлоконструкций, асбоцементных труб, как травильная маска (офорт, любительское изготовление простых печатных плат, маркировка инструмента). До распространения в 1960-70х годах синтетических лаков широко использовался в электротехнике для пропитки моточных изделий и волокнистой изоляции. Аналогичным лаком покрывались пластины в гелиографии Ньепса.

Существуют пять основных типов дорожного полотна капитального типа:

Но в России используют всего два типа дорожного покрытия.

В ходе анализа современных дорожных покрытий я выявил их следующие недостатки:

Малый срок эксплуатации.

Долгий и трудоёмкий ремонт.

Невозможность ремонта в плохих погодных условиях.

Низкая сейсмоустойчивость.

Неэкологичность.

Сложность при произведении модернизации.

Высокая стоимость.

Пытаясь решить эти проблемы, у меня получилось собственное инновационное дорожное полотно.

1. Мелкозернистый асфальт с резиновой крошкой
2. Крупнозернистый асфальт с волокнами полимеров щебнем и битумом.
3. Резиновая крошка (Из переработанных автомобильных шин)
4. Армированный бетон
5. Битумно-пластиковая смесь
6. Полипропиленовая оболочка

Теперь подробно о каждом слое моего дорожного покрытия.

Первый слой, мелкозернистый асфальт с резиновой крошкой, это один из самых важных слоёв к нему самые высокие требования. Главные требования это износостойкость и не восприимчивость к окружающей среде. Именно для этого я решил добавить в состав привычного мелкозернистого асфальта резиновые волокна. Которые бы решали проблему не восприимчивости  к окружающей среде и повысили бы износостойкость, не влияя на другие важные качества асфальта.

Второй слой,  крупнозернистый асфальт с волокнами полимеров щебнем и битумом, обеспечит поддержку верхнего слоя и защитит весь блок от воды из нутрии блока и крупных вибраций.

Третий слой, слой резиновой крошки, нужен для поглощения всей вибрации и защиты последующих слоёв от разрушения. Использоваться будет резиновая крошка от переработанных автомобильных шин.

Четвертый слой самый важный слой, армированный бетон, это скелет конструкции. На него ложится очень много задач. Обеспечение прочности всей конструкции, удерживание всех слоёв на своих местах. Так же придание необходимого веса конструкции.

Пятый слой, битумно-пластиковая смесь, этот слой аналогичен песчаной подушке. Он выполняет задачу морозостойкого слоя и поглощает все вибрации исходящие от земли.

И шестой слой самый интересный, полипропиленовая оболочка, она исполняет роль контейнера, в которой находятся все слои. И делает их полностью не восприимчивыми к окружающей среде. А так же решает все основные проблемы. Такие как долгий и трудоёмкий ремонт, невозможность ремонта в плохих погодных условиях, низкая сейсмоустойчивость, сложно производить модернизации. В производстве будет использоваться полипропилен, который будет добываться из переработанных пакетов и бутылок.

Таким образом дорога будет состоять из своеобразных «ячеек». А «ячейки» блоки соедины между собой. Скрепление происходит за счет замка и троса, который находится в натяжении.

Система крепления блоков.

Натяжение, которое не даёт разрушать блокам себя и делает полотно единым, является одним из самых важных факторов. А оболочка из полипропилена защищает блоки от разрушения и делает их мобильными.

Полипропилен, термопластичный полимер пропилена, [—CH2—CH (CH3)—] n; бесцветное кристаллическое вещество изотактической структуры, молекулярная масса   300—700 тыс., максимальная степень кристалличности 73—75%, плотность 0,92—0,93 г/см3 при 20 °С, tпл 172 °С. Для П. характерны высокая ударная прочность (ударная вязкость с надрезом 5—12 кдж/м2, или кгс×см/см2), высокая стойкость к многократным изгибам, низкая паро- и газопроницаемость; по износостойкости он сравним с полиамидами. П. — хороший диэлектрик (тангенс угла диэлектрических потерь 0,0003— 0,0005 при 1 Мгц), плохо проводит тепло. Он не растворяется в органических растворителях, устойчив к воздействию кипящей воды и щелочей, но темнеет и разрушается под действием HNO3, H2SO4, хромовой смеси. П. обладает низкой термо- и светостойкостью, поэтому в него вводят специальные добавки — стабилизаторы полимерных материалов.

П. получают полимеризацией мономера в растворе или массе; перерабатывают литьём под давлением и экструзией. Из П. изготавливают волокна и плёнки, сохраняющие гибкость при 100—130 °С пенопласт, детали машин, профилированные изделия, трубы (для агрессивных жидкостей), различную арматуру, контейнеры, бытовые изделия и др.

Система креплений блоков:

1. Винтовая крышка

2. Замок

3. Трос

4. Рычаг для натяжения троса

Винтовая крышка прочно закрывает замок, не давая проникнуть туда грязи и пыле. Замок берет на себя нагрузку идущего транспорта, уменьшая нагрузку на тросе. Трос держит блоки в натяжении и не даёт им двигаться, делая их единым целым. Рычаг держит трос в постоянном натяжении.

Плюсы и минусы:

Плюсы:

Благодаря системе «Ячеек» ремонт дорожного полотна будет проводиться в считанные часы, в любых погодных условиях и, не требуя больших сил и средств. Путем замены всего блока. Старый блок вынимается, заменяется новым, а затем старый блок отправляется на завод, где его ремонтируют и снова отправляют на дорогу. Таким образом блоки долгое служат и экономят деньги дорожников.

Так же в блоках использовано втор. сырьё, это старые автомобильные шины, переработанные бутылки и салафановые пакеты и т.д. делая моё дорожное полотно экологичным.

Срок годности дорожного полотна увеличивается из-за того что блок герметичен и износостоек. Внешние факторы очень медленно разрушают его, а износ асфальтного покрытия происходит дольше. Срок годности будет 50 – 65 лет.

Так как блоки герметичны ремонт дороги может производиться в любых погодных условиях: в дождь, снег, сильный ветер и в жару, и холод.

Из-за высокой прочности и крепкого соединения между блоками дорога очень сейсмоустойчива.

Если наладить производство, то блоки будут обходиться очень дешево дорожникам, а так как срок эксплуатации достаточно велик замены блоков будут производиться редко. Экономя деньги дорожников. Так же ремонт частично изношенных блоков существенно удешевляет эту технологию.

Модернизация дорожного полотна внедрение новых технологий или просто расширения проезжей части не составит большого труда.

Минусы:

Высокая начальная стоимость проекта.

Потребность создания целого цикла производства, заводов, бригад по ремонту и замене.

ВЫВОД:

Инновационное дорожное полотно, это будущие дорог. Конечно, в моём дорожном полотне есть много недочетов и пробелов, пока еще в разработке определенные расчеты по коэффициенту трения, по силе натяжения отдельных соединяющих частей полотна, в работе расчет денежных затрат и их сравнение с современными, просчет ГОСТовских норм, раздел экологии мест проложения, исследование верхнего слоя полотна на разрушение шипами зимней резины автомобилей. Но со временем они решатся и может быть когда -нибудь, эта технология будет иметь право на существование.