Zgodovina

Zgodovina

Podatki o gradnji cest v starejših obdobjih bivanja človeka na zemlji so zelo skromni. Večino tega, kar je danes znanega o sestavi utrditve cestišč v tistem času, je odkrila arheologija. V začetkih stalne naselitve plemen so jim služile za medsebojno povezavo. Te so sčasoma prerasle v poti, kolovoze in ceste. Cesta-1O gradnji cest je mogoče govoriti šele, ko je človek za to uporabil svoj razum. Potreba po primerno utrjenih površinah za vožnjo, to je o cestah, je nastala šele z izumom kolesa oziroma vozila. Verjetno je bilo to v Mezopotamiji. Najstarejši najdeni ostanki bi lahko bili stari približno 4500 let (iz obdobja okoli leta 2600 pred našim štetjem). Najstarejša poznana pisava, to je sumerska, pa ima tudi že poseben znak za cesto. O gradnji cest v starem Egiptu poroča Herodot. Za gradnjo Keopsove piramide so potrebni material dovažali po posebej za to zgrajeni cesti (okoli leta 2500 pred n. š.). Herodot primerja obseg del za izgradnjo te ceste kar s samo gradnjo piramide. O utrditvi te ceste pa je mogoče samo ugibati. Na Kitajskem je verjetno že pred letom 2000 pred n. š. obstajalo sistematično zgrajeno omrežje cest.

Pregled gradenj cest skozi čas

Visoko razvito gradbeništvo v starem veku v Sredozemlju, vključno ceste, pa dokazujejo izkopanine najstarejših najdenih utrditev cestišč na Kreti okoli leta 1800 pred n. š.

 Cesta na Kreti l .1800 pred n.š.

V stari Grčiji so že v mikenski dobi (okoli leta 1000 pred n. š.) poznali dobre ceste. Homer poroča o trgih, tlakovanih s kamnom. Izkopavanja so potrdila razmeroma kakovostno utrditev takratnih prometnih površin.


Cesta v stari Grčiji l. 1000 pred n.š

Iz poznejšega obdobja Asircev in Babiloncev je najdeno tudi v Mezopotamiji občudovanja vredno stanje v tehniki gradnje cest. Ostanki takrat zgrajenih verskih cest so se – v veliki meri zaradi v porečju Eufrata in Tigrisa že zelo zgodaj poznane asfaltne malte – ohranili v zelo dobrem stanju. Značilen za okolje je prerez utrditve procesijske ceste v Babilonu z dokazano najstarejšo uporabo asfalta v cestogradnji iz obdobja okoli leta 600 pred n. š.


Prerez procesijske ceste v Babilonu l. 600 pred n.š.

Politične in gospodarske razmere pa so narekovale sistematično gradnjo strateških cest. V stari Perziji so gradili tako imenovane “kraljeve ceste” predvsem samo v določenih smereh.

Pri Rimljanih pa je z razraščanjem republike in cesarstva nastalo v obdobju od 4. st. pred do 3. st. po n. š. razvejano omrežje imperijalnih cest, v veliki meri tudi v smereh do takrat le bolj ali manj izhojenih naravnih trgovskih poti in kolovozov (tkim. “jantarskih cest”). Obsežno omrežje rimskih cest iz tistega obdobja je bilo tudi na našem ozemlju.

Iz obdobja okoli 1300 pred n. š. so poznane značilne tlakovane utrditve cestišč glavnih cest, kot so jih v začetkih gradili Rimljani (npr. Via Apia iz Rima v Capuo). Sredi 2. st. po n. š. so imele daljinske ceste rimskega imperija zelo močno in odporno utrditev vozišča (slika 5). Iz tega obdobja so poznani že tudi značilni prečni prerezi daljinskih = glavnih cest (slika 6) in pokrajinskih = stranskih cest.

Posamezni odseki rimskega omrežja cest so bili z izkopavanji odkriti tudi pri nas, predvsem pri gradnjah sodobnih cest. Značilno utrditev cestišča pri premoščanju slabo nosilnih tal, kot so jo uporabljali že Rimljani, je mogoče zaslediti tudi na Ljubljanskem barju.

Z začetkom propadanja rimskega cesarstva proti koncu 3. stoletja našega štetja se prične tudi propadanje razmeroma dobro zgrajenega cestnega omrežja. Le-to je ostalo bolj ali manj zanemarjeno skoraj celih 12 stoletij, ko ga ni praktično nihče vzdrževal niti gradil novih cest. Najprej so zgnili in strohneli leseni mostovi, cestišče je preraslo rastlinstvo, poškodb zaradi erozije ni nihče ustrezno popravljal, stare utrditve cestišč so postale vir gradbenega materiala. Redke na novo zgrajene poti so imele utrjeno samo vrhnjo plast zemljne. le izjemoma tudi utrjeno plast peska. Širina cestišča na novozgrajenih deželnih cestah je znašala samo do 4,90 m, na gorskih cestah pa celo samo 2,70 m. Tovorne poti so bile široke približno 1,50 m.

Naraščajočega – predvsem trgovskega – prometa obstoječe pretežno porušeno oziroma razdejano cestno omrežje ni moglo več zmagovati. Zato je bilo treba graditi nove ceste, primerno pa vzdrževati tudi še obstoječe. O načinih gradnje cest v tem obdobju (okoli 1. 1600 po n. š.) je v splošnem na razpolago že več strokovnih podatkov. Značilnost cestogradenj v tem obdobju so gramozna cestišča, la pa so bila izvedena v različnih državah po različnih postopkih, bolj ali manj prilagojenih krajevnim značilnostim. Vtem razvoju je značilna utrditev cestišča, kot je bila uporabljena okoli leta 1600 v Avstriji.


prečni prerez ceste v Avstriji l. 1600

Šele v začetku 18. st. so začeli predvsem v Franciji in Angliji obravnavati gradnjo cest in njihovo vzdrževanje kot strokovni opravili. Za to je bila leta 1747 ustanovljena v Franciji tako imenovana. “Ecole des Ponts et Chaussees” in uveljavljen nov (francoski) postopek gradnje utrditev vozišč (Tresaguet 1774). Značilnost tega postopka je skoraj 5 % strešni prečni nagib vozišča za zagotovitev dobrega odvodnjavanja površine.

Ko se je cestogradnja v dobi Napoleona ponovno zelo razmahnila, so bile ceste zopet široke, z več prometnimi pasovi za različne namene uporabe . Te ceste (chaussee) so bile graditeljem cest še dolgo časa vzor.

Iz približno istega obdobja izhaja postopek Škota Me Adama: utrditev vozišča sestavlja več plasti razmeroma zelo enozrnatega drobljenca, planum posteljice pa mora biti vsaj 10 cm nad koto talne vode.

Izraz “makadam”, ki se je za postopek uveljavil v praksi, opredeljuje predvsem zelo gospodarno izvedbo utrditve vozišča in enostavno v primerjavi s postopkom Telforda.

Pogojenih enozrnatih zmesi iz tolčenca v tistem času po razpostiranju običajno niso zgoščevali, ampak so to prepustili prometu. Le izjemoma so z nabijači (phanjem) izvršili majhno predzgostitev. Zelo skrbno pa so takšne vozne površine vzdrževali. Tako je Me Adamova utrditev (zmes kvalitetnih drobljenih zrn) omogočala in zagotavljala do takrat nepoznano ravnost vozne površine, ki je dopuščala bistveno večje hitrosti vožnje.

Utrditev, ki jo je predlagal Telford, združuje pozitivne lastnosti zaklinjenega lomljenca v nosilni plasti, ki so bile v prejšnjih postopkih že preverjene in uveljavljene. Nadgrajena plast enozmatega tolčenca ustvarja dobro nosilen skelet, vrhnja plast zmesi zdrobljenih zrn pa zagotavlja zgostitev in zaščito površine utrditve vozišča.

Iz navedenega je razvidno, da so graditelji cest že v 19. stoletju obvladovali bistvena spoznanja, ki so v veljavi pri sodobni gradnji cest tudi še danes. V Nemčiji so, npr., za zelo obremenjene ceste, ki so služile predvsem trgovskemu prometu – na njih pa so se že pojavljali vozovi z nosilnostjo 18 ton – uporabljali značilni prečni prerez cestišča in utrditev vozišča, ki sta se ohranila še dolgo v 20. stoletju in bi bila v pretežnih značilnostih primerna za določeno vrsto cest tudi danes.

Čeprav je bil okoli leta 1800 že poznan phani asfalt ( Val de Travers), je bil za brezprašno utrditev vozišč še dolgo časa pretežno uporabljen kamniti tlak iz (obdelanega) lomljenca.

Leta 1815 je bil na cestah na Trinidadu uporabljen naravni asfalt. Nadaljnji razvoj brezprašnih obrabnih plasti za prometne površine pa je bil zelo hiter:

  • 1829 vgrajen v Lyonu liti asfalt
  • 1830 vgrajen v Parizu, Londonu in Petersburgu phani asfalt
  • 1832 zgrajen v Angliji kot nosilna plast katranski makadam
  • 1865 zgrajeno na Škotskem cementnobetonsko vozišče
  • 1870 uporabljen v New Yorku Trinidad Epure za valjani asfalt1876 namesto naravnega asfalta uporabljen v ZDA za valjani asfal
  • 1876 zgrajena v ZDA penetriranaobrabna plast.

Iz obdobja okoli leta 1900, ko je avto z nepričakovano hitrim razvojem osvojil ceste, so za razvoj cestogradenj v srednji Evropi pomembna prizadevanja švicarskega zdravnika Guglielminettja, imenovanega tudi “dr. Goudron”, da bi s katranom gradili brezprašna vozišča in tako zavarovali zdravje prebivalstva in nadaljnji razvoj turizma (l.1902). Katran je bil takrat – kot odpadni proizvod v plinarnah – v razmeroma velikih količinah na razpolago.


Polivanje makedamskega vožišča z bitumnom.

Postopek “polivanja” prašnih (makadamskih) vozišč s katranskim vezivom seje izredno hitro uveljavil in iz njega razvila – po svetu še danes v veliki meri uporabljena – površinska obdelava (prevleka), ki je bila prvo resnično uspešno sredstvo v boju proti prahu na cestah.

V istem času je bil uporabljen tudi postopek izvedbe cementnega makadama. Ker so bile razpoke, ki so na tej obrabni plasti nastale, razmeroma uspešno zalite z vročim bitumnom, ki je ostajal pri destilaciji nafte, je nastal nov postopek – bitumenizirani makadam. Kmalu zatem se je uveljavilo tudi mešanje zmesi zrn in bituminoznih veziv. Zmes je dobila naziv bitumenski (asfaltni) beton oziroma topeka. Razvoj avtomobilske industrije je morala tesno spremljati tudi cestna infrastruktura. Tako so že leta 1913 v ZDA odprli prvo avtocesto, ki je Times Square v New Yorku povezovala z Lincoln Parkom v San Franciscu.

Lincoln Highway in Wyoming, l. 1920

Ime avtoceste je “Lincoln Highway” in je bila dolga nekaj manj kot 5.500 kilometrov. Danes obstajajo le še posamezni deli te dolge avtoceste, ki jo je nadomestila nova, sodobna.

Leta 1924 je bila zgrajena prva avtocesta v Evropi in sicer na odseku Milano-Varese v Italiji.


Prva AC v Evropi, Italija l. 1924


Prva AC v Evropi, Italija l. 1924

V obdobju 1930 – 1940 so bile tudi v Sloveniji zgrajene sodobne ceste. Na prvih mestih, je bila vgrajena samo asfaltna obrabna plast (phani asfalt), nekoliko pozneje pa na državnih cestah tudi cementnobetonska krovna plast.

Cementni in bitumenski beton sta ustvarila pogoje za postopke utrditve vozišč za sodobno gradnjo cest. Napredek v strojegradnji je omogočil vedno gospodarnejše delo: počasno ročno delo je zamenjalo hitrejše strojno. Vezane plasti materialov v utrditvah vozišč zagotavljajo potrebno nosilnost in odpornost proti zunanjim učinkom. To velja tudi za sicer manjvredne ali celo odpadne materiale. Uporabnost potrebam vedno bolj prilagojenih postopkov pa povečujejo tudi razpoložljiva vedno boljša veziva (2. generacija bituminiziranih veziv).

Razvoj pa je omogočil tudi izgradnjo trajnejših nosilnih plasti s postopki, poznanimi pod nazivi polpenetrirani in penetrirani makadam, zasipani makadam in mešani makadam. Pri nas so bili takšni sistemi utrditev vozišč uporabljani še okoli leta 1965 (prerez načrtovane utrditve vozišča na cesti “Bratstva in enotnosti” na odseku Ljubljana-Bregana iz leta 1955.

Od leta 1960 se pri nas – poleg obrabnozapornih plasti iz bitumenskega betona – v vedno večji meri gradi tudi nosilne plasti iz vezanih materialov: asfaltne zmesi so pripravljene v asfaltnih bazah po vročem postopku, stabilizacijske mešanice kamnitih materialov z anorganskimi vezivi (cementom ter elektrofilterskim pepelom in apnom) pa z mešanjem na mestu vgrajevanja ali v centralnih mešalnih napravah.

Okoli leta 1970 so vedno večje prometne obremenitve pogojevale močnejše utrditve vozišč. Za ceste z največjimi prometnimi obremenitvami (nad 1200 težkih tovornih vozil z nosilnostjo nad 5 ton na dan).


Prva AC v Sloveniji na odseku Vrhnika – Postojna, 1972

Podobna asfaltna utrditev, kot je na sliki 24, vendar prilagojena predvidenim pogojem uporabe, je bila načrtovana tudi na prvi avtocesti pri nas, to je na odseku Vrhnika – Postojna. Izkušnje in gospodarske razmere pogojujejo v zadnjih letih gradnjo nekoliko spremenjenih voziščnih konstrukcij: grobozrnate (to je bolj deformacijsko stabilne) asfaltne zmesi v potrebnih (čim debelejših) nosilnih plasteh so praviloma nadgrajene samo s tanko (začasno) obrabnozaporno plastjo bitumenskega betona. Gradnja cementnobetonskih vozišč, ki se je pri nas pričela sicer že pred 2. svetovno vojno ter v manjši meri nadaljevala po njej in s katero imamo tudi dobre izkušnje, se v večjem obsegu zaenkrat še ni uspela uveljaviti. Razlogi, zaradi katerih so bili doslej pomisleki proti taki gradnji upravičeni (predvsem izgradnja celotne voziščne konstrukcije naenkrat, višji stroški zaradi majhne izkoriščenosti razmeroma drage opreme, neravnine na stikih plošč), v spremenjenih svetovnih gospodarskih razmerah vse bolj izgubljajo na teži.