В современном дорожном строительстве щебень заслуженно претендует на статус ключевого строительного материала, в первую очередь из-за «весомости» своей доли в основаниях дорог. Применение щебня для покрытий дорожных одежд ограничено дорогами только IV и V категорий. Но при этом «дороги с покрытием переходного типа» (щебёночным, гравийным и т.д.) составляют у нас в стране ещё более 25% всех дорог общего пользования (15 лет назад, когда разрабатывалась «Национальная программа модернизации и развития автомобильных дорог Российской Федерации до 2025 года» их доля достигала 30%), при доле грунтовых дорог менее 10% [1].  Более того, те же 15 лет назад, «покрытия переходного типа» имели около 8% федеральных автодорог России (в 2002 году – 3707 км из 46850 км) [1].

При ретроспективном взгляде на щебень, как дорожно-строительный материал, можно обратить внимание на некоторые достаточно «любопытные» подробности.

Считается, что первая дорога с искусственным покрытием была построена в 312 году до н. э. Аппием Клавдием Цеком между Римом и Капуей. Она получила название по имени своего создателя Via Appia (Аппиева дорога) и стала «праматерью» знаменитых римских Via Publicae —общественных дорог, построенных по технологиям, пережившей тысячелетия.

Римская технология дорожного строительства уже подразумевала многослойную конструкцию дорожной одежды:

На подстилающий слой укладывался Statumen (с лат. —  «подпора, устой») — слой из больших необработанных каменных блоков, толщиной от 20 до 50 см.

Следующий слой Rudus (с лат. — «обломки камней, щебень») представлял собой массу битого камня, соответствующего современному крупнообломочному щебню. Толщина этого слоя составляла около 20 см.

Далее следовал Nucleus (с лат. — «ядро, твердая сердцевина»), слой более мелких обломков камня, а чаще кирпича и керамики, толщиной около 15 см.

Верхний слой дорожной одежды Summum dorsum (досл. лат. «верхняя поверхность») назывался ещё и Pavimentum, что на латыни означало как «каменную мостовую», так и «утрамбованный щебень».

Естественно, мостовые были «дорогим удовольствием» и полностью вымощенной осталась только Апиева Дорога. Остальные римские дороги мостились только на участках вблизи городов. А на большей части своей протяженности они представляли собой именно щебёночную конструкцию.

Такие дороги можно встретить в наше время не только на Апеннинском полуострове. Важнейшая римская военная дорога (Via Militaris) в юго-западном Крыму,  соединявшая римский военный лагерь Харакс на мысе Ай-Тодор c Херсонесом, сохранилась в Байдарской долине, при том на некоторых участках – в очень хорошем состоянии.

В средние века уровень дорожного строительства в лучшем случае приближался к римскому, а чаще можно было говорить о регрессе. Только в Новое Время, с развитием новых общественно-экономических отношений, стали появляться инновации, направленные на увеличение эффективности строительства и эксплуатации. Но лишь в 1816 году произошел прорыв – когда шотландский инженера Джон Лоудон Мак-Адам выпустил свой труд «Заметки о современной системе дорожного строительства», в котором он привёл всю совокупность существующих знаний к стройной теории и придал ей мощный практический импульс.

Предложенная новая конструкция дорожной одежды отличалась от классической римской меньшей ценой (в первую очередь за счёт отказа от Statumen (слоя крупных каменных блоков в основании) и механизации дробления и рассева щебня) и большей технологичностью.  В отличие от массово практиковавщейся тогда отсыпки дорожного полотна гравием, Мак-Адам обосновал предпочтение применения колотого каменного материала (т. е. – щебня, щебня из гравия), обеспечивающего за счёт лучшей адгезии (сцепляемости) зёрен большую прочность конструкции и её «самоукатываемость». Важнейшим для повышения связности щебеночного материала нововведением стало применение искусственного уплотнения щебеночных россыпей катками. Для заполнения пор в верхнем наиболее уплотнявшемся слое начали использовать более мелкий материал — «клинец» и высевки, вдавливаемые весом катка в незаполненные места между щебенками и создающие расклинивание.

Предложения Мак-Адама  оказались на столько эффективными, что быстро получили признание в Европе и Америке, где к концу XIX века большинство основных дорог были построены в соответствии с его идеями. А конструкция, метод и сими дороги получили название «макадам», широко применяемое по настоящее время.

Однако в России такое название не прижилось. Ещё какую то сотню лет назад дорогу, чьё «полотно … укреплено щебеночной корой» [2] называли у нас не «макадамом», а «шоссе» (шоссейной дорогой).

В отличие от «мощеных дорог», к которым относили тогда не только «каменные», но и « сплошные цементные, бетонные и асфальтовые мостовые» [2].        

Щебеночные шоссейные (они же – улучшенные) дороги начали строить в России не на много позже, чем в Англии - уже в 1817 году. Но достаточно скоро стали проявляться отличия, обусловленные природными и экономическими особенностями.

С одной стороны, развитие сильно ограничивалось трудностями добычи необходимых материалов. Средняя полоса европейской части России, где велось строительстве щебеночных покрытий, бедна каменными материалами, т.к. коренные породы покрыты мощными слоями ледниковых отложений. Основным источником получения каменных материалов был сбор на полях валунов.

С другой стороны, убедившись, что хорошее уплотнение щебеночного слоя проездом распространяется только на глубину примерно 10 см, а глубже щебень остается в слабо уплотненном состоянии, перешли постепенно в целях уменьшения расходов к толщине 15 см в уплотненном состоянии, в отличии от 25 см (10 дюймов) предлагаемых Мак-Адамом. «При неблагоприятных грунтовых условиях, где можно было ожидать пучин, щебеночную одежду утолщали до 9—12 дюймов, но, так как это сильно удорожало строительстве, нижнюю часть каменного слоя начали заменять песком».

Примечательно, что соотношение щебёночных и «мощёных» дорог сотню лет назад была примерно такое же, как в наше время (в 1913 году – те же 25 на 75 %) [3]. (Кардинально изменилась только доля «дорог с твёрдым покрытием»  в дорожной системе страны: с «1/99» на «92/8») [3]

Список литературы:

1. «Национальная программа модернизации и развития автомобильных дорог Российской Федерации до 2025 года». - Москва, 2004
2. «Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона» : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). - СПб., 1890—1907.
3. «Шоссейные, замощенные и грунтовые дороги. Россия 1913 год».  Статистико-документальный справочник, Российская Академия Наук Институт Российской истории, - Санкт-Петербург, 1995
4. http://www.biblewalks.com/Info/RomanRoads.html
5. http://www.electricscotland.com/history/other/macadam_john.htm
6. http://istmat.info/node/15976

Ведущий инженер ГБУ «ЦЭИИС» П.М. Мамаев