Дорожная сеть паутиной накрыла нашу планету, став символом прогресса и свободы. А первый разрушительный вызов дороге бросило автомобильное колесо.

Эта статья была опубликована в журнале OYLA №1(41). Оформить подписку на печатную и онлайн-версию можно здесь.

Одними из первых надвигающуюся автомобильную революцию встретили грунтовые дороги, история появления которых уходит далеко в глубь веков. Растущая интенсивность автомобильного движения и высокие механические нагрузки предъявляли к грунтовкам новые требования. В конце XIX — начале XX века основными инструментами для строительства дорог были грейдеры — специальные тяжёлые машины, оснащённые ножами для срезания верхнего слоя грунта.

Если взглянуть на поперечный срез такой дороги, окажется, что она выпуклая, с канавками по краям для стока воды. Каждый участок грунтовки требовал немалого труда: грейдер формировал его за 10–12 последовательных проходов. Машину тянули за собой от 8 до 14 волов или в лучшем случае паровой трактор. Уплотнение происходило позже благодаря движению автомобилей и регулярному — после дождей — выглаживанию поверхности грейдерами.

Первое время грунтовые дороги сносно выполняли свои функции — автомобили не отличались большим весом, не разгонялись до высоких скоростей и не разрушали грунт. В 1920‑х годах в СССР даже провели масштабное исследование, в ходе которого выяснилось, что оптимальной «формулой» для грунтовки будет 7–15% глины, 20–35% пыли и 55–75% песка. Такая дорога обладала важнейшим качеством — долго не размокала в дождливую погоду. Однако во всём мире проблема сезонности и недолговечности грунтовых дорог оставалась актуальной, и устранить её решили стабилизацией поверхностного слоя.

Идея заключалась в увеличении внутреннего трения грунта за счёт специальных связующих материалов: крупного песка, гравия и щебня. Дорога становилась плотнее: часть воды теперь не впитывалась, а стекала на обочину. Следующим шагом стало смешивание грунта с битумом, каменноугольным дёгтем, гашёной известью и даже портландцементом. Эти эксперименты придавали дорожному покрытию водонепроницаемость и относительную прочность. В СССР и Австралии пробовали даже спекать поверхностный грунтовый слой при температуре около 1350 °С. Были спроектированы и испытаны передвижные установки, которые обжигали дорогу газовым пламенем, но из-за высокой стоимости и низкой эффективности эти программы свернули. А грунтовые дороги в итоге не выдержали возросшей интенсивности автомобильного движения и стали требовать огромных затрат на ремонт. Сейчас грунт под колёсами можно встретить только на дорогах, по которым в сутки проезжает не более 300 машин.

Важным технологическим новшеством стали органические связующие материалы на основе отходов перерабатывающей промышленности — битума и дёгтя. О высокой устойчивости таких покрытий знали задолго до появления первого автомобиля: в 1870‑х годах улицы Вашингтона заливали смесью песка и дёгтя. Но это было исключение из правила повсеместного строительства грунтовых дорог.

Первым твёрдым покрытием в современном понимании слова стала укладка на каменную мостовую европейских столиц щебня с разогретым в котлах битумом. После выравнивания ручным инструментом дорогу укатывали и трамбовали стальными катками. Так получался «укатанный асфальт», вошедший в строительную практику в первые десятилетия XX века. Вместо битума стали применять натуральную асфальтовую породу, представляющую собой вязкие и легкоплавкие фракции нефти. Дорога из асфальта получалась прочная, ровная и непыльная, что увеличило пропускную способность, а также скорость движения транспорта.

Одним из энтузиастов внедрения асфальта в дорожное полотно был швейцарский врач Эрнест Гуглилминетти, который начиная с 1902 года на протяжении 12 лет заливал участок дороги Ницца — Монте-Карло горячим каменноугольным дёгтем. Протяжённость участка составляла 20 километров, интенсивность — 1000 автомобилей и конных повозок в сутки. За своё подвижничество Гуглилминетти получил прозвище «доктор Гудрон», а его наработки послужили основой для дальнейшего распространения асфальта по мировым дорогам.

Появилась целая отрасль, занимающаяся только строительством и эксплуатацией асфальтовых дорог. Строились заводы по производству асфальта. Со временем процедуру смешивания щебня и битума усовершенствовали. В 1913 году специальная литература предлагала действовать следующим образом: «Для того чтобы щебень покрылся как следует смолой, необходимо его предварительно хорошо высушить. Простейшим способом такое высушивание производится на железных листах, уложенных поверх кирпичных стенок и подогреваемых снизу углём или коксом. <…> Сухой и тёплый щебень затем смешивают со смолой, перекидывая его три раза лопатами наподобие того, как приготовляют бетон из цементного раствора. <…> После этого щебень оставляют лежать в штабелях приблизительно в течение месяца, причём щебёнки постепенно оплывают смолой со всех сторон». Спрос на дорожное строительство к 1920‑м годам вырос настолько, что в отрасль пришла механизация и автоматизация. Для соединения щебня и асфальта по­явились мощные смесительные установки, а в 1928‑м на строительство дорог в Германии вышли первые машины — укладчики дорожного полотна. Какое-то время новым дорожным технологиям удавалось сдерживать разрушительный напор автомобилей. Но уже в 30‑е годы тяжёлая автотехника и возрастающий тоннаж перевозок сместили чашу весов в сторону колеса.

Новинкой последнего предвоенного десятилетия стал асфальтобетон. Помимо щебня, песка и битума в его состав входил тонкий минеральный порошок размерностью частиц менее 0,1 мм. Этот порошок — смесь отходов производства цементных и металлургических предприятий, золы и шлака — заполнял поры между крупными песчаными частицами, заметно уплотняя структуру дорожного покрытия. Характерным свойством асфальтобетонной дороги является прочность вкупе с упругой эластичностью, увеличивающей стойкость к воздействию колеса. Асфальтобетон стал основным покрытием автомобильных дорог, пешеходных дорожек, а также взлётно-посадочных полос аэропортов.

Широкое распространение получили бетонные дороги из квадратных или прямоугольных плит. Преимущество такого покрытия в быстроте строительства — нет необходимости разравнивать и утрамбовывать асфальтовую смесь. Если предельно упростить, строителям достаточно насыпать земляную подушку, выровнять её и уложить рядами железобетонные плиты. По этой причине с 1933 года в Германии все стратегические дороги, получившие название автобанов (Autobahn), сооружались из бетона. Фашистское руководство страны уже тогда готовилось к войне на западном и восточном фронтах, а оперативную переброску войск можно было организовывать только по дорогам с твёрдым покрытием.

Виадук на немецком высокоскоростном шоссе

До 1942 года в Германии было построено более 3 тыс. км прекрасных четырёхполосных дорог — по ним до сих пор ездят. А прообразом знаменитых автобанов стала гоночная трасса «Авус» (Automobil-Verkehrs und Übungs-Straße, AVUS), которую начали строить на окраине Берлина в 1913‑м, а закончили из-за Первой мировой только в 1920‑х и долгое время использовали для испытаний автомобильной техники. Это была прямая дорога длиной 9,8 км с четырьмя полосами движения без разделительной полосы. Что самое важное, она не имела пересечений. Автомобили могли развивать на ней высокую скорость, не опасаясь транспорта со второстепенных дорог. Так происходило зарождение автомагистралей — дорог, предназначенных исключительно для автомобильного движения.

Вообще-то, первой магистралью считается итальянская дорога, соединившая в начале 1920‑х годов курортный район близ озера Маджоре с городами Миланом, Комо и Варезе. Протяжённость дороги составила 84 км, скорость для машин с пневматическими шинами ограничили 40 км/ч, а автомобилям со сплошными шинами и вовсе разрешили разгоняться лишь до 20 км/ч. Гораздо более плотные шины из сплошной резины на больших скоростях были безжалостны к бетонному покрытию. Трасса получила название «автострада», что в переводе с итальянского означает всего лишь «автомобильная дорога». На ней не было перекрёстков, а это одна из главных отличительных черт автомагистралей.

Опыт итальянцев настолько всем понравился, что в мире одну за другой стали прокладывать автострады. Например, в США в 1925 году построили «супермагистраль» из Детройта в Понтиак, которая имела разделительную полосу шириной в 21 метр. А спустя всего два года в штате Нью-Джерси соорудили первую в мире многоуровневую транспортную развязку, с высоты птичьего полёта похожую на лист клевера.

Пересечение шоссе US 131, M-6 и 68‑й улицы в Вайоминге (штат Мичиган, США) демонстрирует множество решений, характерных для современного проектирования дорог: полосы для движения в противоположных направлениях разделены барьером, нет пересечений на одном уровне и возможности непосредственного съезда.

Широкие многополосные магистрали с разделительной полосой позволяют автомобилям развивать высокие скорости — до 120–130 км/ч. Этим объясняется запрет на передвижение по таким дорогам людей и любых других видов транспорта, кроме автомобиля.

Вторая половина XX века стала временем бурного роста автомагистралей — сегодня все развитые страны буквально опутаны сетью скоростных автодорог, и с каждым годом их становится всё больше. В будущем такие трассы станут частью глобальной системы беспилотного транспорта, и первые шаги в этом направлении уже сделаны. В Германии часть автобана А9 между Мюнхеном и Берлином переоборудуется для движения автомобилей в автономном режиме. На дороге появятся сенсоры, а также системы для связи с искусственным интеллектом автомобиля.

Шоссе 401 в Онтарио самое загруженное в Северной Америке

Две бесценные вещи сделала дорога для человека — сократила время и расстояние. Эволюционируя на протяжении многих веков, она стала одним из ярчайших символов прогресса.