GDDKiA: Z kart historii drogownictwa

Najbardziej charakterystycznym dla pracy drogowca urządzeniem jest walec drogowy. Jego wielkość, napęd i zastosowanie na przestrzeni lat podlegały specjalizacji i udoskonalaniu, a konstrukcje przestarzałe już technicznie, piękne walce z początku XX wieku, niebagatelne kilkunastotonowe bryły żeliwa – pozostają w skansenach i wystawach lub tylko w naszej pamięci.

Wzmianki o pierwszych niewielkich wałkach drogowych wykonanych z pnia drzew twardych ciągniętych przez konie pochodzą ze starożytności, która prawdopodobnie zaczerpnęła z ówczesnej agrotechniki wiele urządzeń, adaptując do potrzeb drogowych. W czasach nowożytnych wspomina historia o angielskich patentach John’a Shotbolte z 1619 roku, jednak na praktyczne zastosowanie walca konnego inne niż doświadczalne musieliśmy poczekać kolejnych 150 lat. Powrót lub odkrycie skutecznego zastosowania dla wałków drogowych ściśle związany jest z opracowaniem metody budowania dróg bitych z kolejnych warstw tłuczonego kamienia ubijanego przez walce pomysłu Pierre’a Tresageut – francuskiego inżyniera, pioniera budowy dróg.

Metodę tą rozwijał kolejno Thomas Telford (m.in. projektant drogi kołowej Warszawa – Brześć), John McAdam, a każde doświadczenie przybliżało do potrzeby prac z wałem. W 1787 roku Louis Cessart zbudował konny żeliwny walec drogowy o szerokości 2,5 m, średnicy 0,9 m i masie 3,5 t. To rozwiązanie funkcjonowało do l. 30 XIX wieku, gdy nastąpiły zmiany rewolucyjne nie tylko w zakresie techniki.

Francja próbowała odbudować swoją potęgę jako państwo. Burzliwe wydarzenia polityczne doprowadziły do rewolucji lipcowej w 1830 roku i osadzenia na tronie Ludwika Filipa I. Oparcie dla jego władzy stanowili bogaci właściciele ziemscy, burżuazja finansowa i przemysłowcy. Nastąpił okres przyspieszonego rozwoju gospodarczego, dający początek francuskiej rewolucji przemysłowej, której przesłaniem ideowo – politycznym popieranym przez państwo było hasło „Bogaćcie się”. Burzliwe wydarzenia polityczne w kolejnych latach nie powstrzymały rozwoju techniki, co odczuł cały świat. Istniała potrzeba postępu, zwłaszcza że w 1830 roku uruchomiono pierwszą linię kolejową w Stanach Zjednoczonych, a w Europie kolejno uruchamiano trasy dla pociągów pasażerskich.  Rozwój wymagał zawsze dobrych dróg, bo one stanowiły element możliwości rozwoju, a kolej w tych czasach jeszcze nie zagrażała pozycji dróg kołowych.

Wszystko zaczęło się od pierwszych prób ze sztucznym ugniataniem nawierzchni drogowej przeprowadzanych od 1830 roku przez francuskiego inżyniera Antoine’a Polonceau wałem ciągnionym przez konie. Konstrukcje walów i technikę ich zastosowania udoskonalano przez ponad 100 lat. Składały się one zasadniczo z lanego bębna żelaznego otwartego lub zamkniętego. Te otwarte stanowiły grupę wałów lekkich, w związku z czym dokładano obustronnie skrzynie drewniane, które napełniano w miarę potrzeby kamieniami – zwiększając ciężar i zarazem go regulując według potrzeb. Częściej używane jednak były wały konne z bębnem zamkniętym, przy czym ich ciężar również mógł być regulowany poprzez wypełnienie wodą lub piaskiem. Z doświadczeniem przyszła wiedza o zależności pomiędzy wagą wału a jakością użytego materiału kamiennego i kolejności użytkowania wałów według ciężkości.

Prace wałem rozpoczynano od typu lekkiego, a w miarę postępu robót używano coraz cięższych. Im materiał gorszy i miększy tym ciężar wałka mniejszy by zapobiec powstawaniu błota i miału. Zaobserwowano, że ciężki wał użyty na świeżo rozsypanym materiale wskutek nadmiernego ucisku wywołuje tworzenie się większych fal powodujących „ruch” w materiale i przeszkadzających wzajemnemu klinowaniu się kamieni. Wały konne miały średnicę 1,2-1,6 m, szerokość 1,1-1,3 m. Pierwotnie konstruowano wałki z płaszczem mającym krzywiznę wygiętą ku wnętrzu, dostosowując się do kształtu przyszłej nawierzchni. Praktyka wskazała bardziej racjonalną konstrukcję wybrzuszenia na zewnątrz oraz zakładanie do wałków dyszli obrotowych, albo co najmniej możliwość przełożenia dyszla wraz z zaprzęgiem w obu kierunkach wałowania. Siłą pociągową były konie. Wielkość zaprzęgu liczono na każdą 1 t pełnego wałka – jeden koń. Praktyczna granica dochodziła do 4 par koni. Dawało to średnią szybkość ruchu od 0,5-0,75 m/s. Początkiem XX wieku droga wywałowana wałem konnym nie stanowiła już nawierzchni należycie odpornej dla ruchu pojazdów. Rozpoczęła się era wałów motorowych – parowych i kolejno spalinowych.

Choć Anglia uznawana jest często za kolebkę maszyn parowych i tam w 1842 roku powstał pierwszy silnik parowy, to w zasadzie pierwszy walec parowy narodził się w 1859 roku we Francji, a po kilku modyfikacjach firma Gellerat et Cie w Paryżu rozpoczęła produkcję w 1864 roku. Napęd stanowił silnik o mocy 3,5 kW. W Anglii dopiero w 1965 roku firma „Aveling & Porter” (nazwa od spółki Thomasa Aveling’a and Richarda Porter’a) podjęła próby konstrukcji walców i dwa lata później produkcję skutecznych modeli walców parowych. Już w początkach XX wieku był to lider, największy producent walców parowych drogowych na świecie.

Pierwsze walce charakteryzowały się dwoma wałami o zupełnie identycznych wymiarach, wahających się w granicach 1,4-1,5 m, średnicy 1,2-1,5m i ciężarze urządzenia 17-24 t. Przy pierwszych wałach francuskich skrętny był wał tylny. Konstrukcja ta miała wiele wad i została udoskonalona przez Anglików. Typ angielski oparty został na lokomotywie drogowej, gdzie zamiast kół zastosowano ciężkie wały cylindryczne. Ich cechą charakterystyczną była różnica średnic wałów przednich i tylnych. Praktyka mieszała oba style konstrukcyjne nie znajdując naukowego uzasadnienia różnicowania średnic wałów tworząc typ tandemowy. Nowocześniejsze wały parowe miały usytuowany dość nisko środek ciężkości całej konstrukcji dając bardziej stateczny ruch, zwiększając zwrotność tak potrzebną przy pracach na większych krzywiznach. Większa dynamika miała ogromne znaczenie dla nawierzchni bitumicznych. Zwłaszcza w chwili zmiany kierunku jazdy, by wał nie stal zbyt długo na jednym miejscu. Walce parowe osiągały prędkość 3-6 km/h. W Polsce konstrukcją i produkcją parowych urządzeń wałujących zajmowały się firmy: H. Cegielski – Poznań, Warszawska Spółka Akcyjna Budowy Parowozów – Warszawa, Pierwsza Fabryka Lokomotyw w Chrzanowie. Nie brakowało również innych sprowadzanych maszyn na licencjach zagranicznych.

Wały parowe należały do grupy urządzeń ciężkich, a technika budowy zakładała, że najwłaściwszym jest użycie w początkach budowy wałów lekkich i zwrotnych. Po raz pierwszy do napędu walca parowego zastosowano silnik spalinowy w 1902 roku w Anglii. Pojawienie się wałów spalinowych zadośćuczyniło potrzebom, jednak jeszcze długo pozostawały one w cieniu walców parowych. Na początku napędzane były motorem wybuchowym, następnie silnikiem diesla. Wykazywały one przede wszystkim wyższość nad walcami parowymi w czasie gotowości do pracy. Tańszą i łatwiejszą obsługą oraz oszczędnością materiałów pędnych – zużywanych tylko w okresie pracy. W odróżnieniu od walów parowych których gotowość uzależniona była od stałego utrzymywania urządzenia „pod parą”, a kocioł nie był wygaszany. Wspólną cechą obu typów wałów motorowych była potrzeba mniejszych napraw oraz wykwalifikowanego personelu. By istniała możliwość szybkiej realizacji napraw, a w okolicy niezabudowanej zabezpieczyć nocleg w pomieszczeniu, walec był wyposażany w urządzenia dodatkowe. Do niezbędnego wyposażenia walca należały: wóz mieszkalny i rekwizytowy, wóz na węgiel, beczkowóz, pompa, winda.

Beczkowóz zazwyczaj o pojemności około 1000 l, służył do podwożenia wody do zasilania kotła walca parowego, a jednocześnie do polewania niektórych wałowanych materiałów: gruntu, podłoża, żwiru lub tłucznia nawierzchni drogowego. Składał się ze zbiornika żelaznego lub drewnianego osadzonego na stosownym podwoziu. Woda wydostawała się na zewnątrz z przytwierdzonej z tyłu rury podziurkowanej. Od beczkowozu wymagano by był zaopatrzony w odpowiedni mechanizm umożliwiający skrapianie przez woźnicę np. poprzez osadzenie korby wentylu przy koźle.

Nie należy zapominać o windzie, która często przy przejeżdżaniu po drogach i mostach gorszych technicznie, w wypadku osiadania wałka była niezbędna.

Wóz mieszkalny stanowiło pomieszczenie na zwykłym podwoziu czterokołowym. Nadwozie jego stanowiło kryte pudło, przedzielone ścianką na dwie części z których jedna była mieszkalna dla kierowcy i palacza, zaś druga małym podręcznym warsztatem mechanicznym zazwyczaj z dwoma szafkami na narzędzia i smary. Pod ramą między kołami przymocowana była skrzynia na zapas węgla. Dzięki stałej obecności przy walcu nie było potrzeby wygaszać kotła po dniu pracy i na jego rozpoczęcie rozpalać. Przez noc pracownicy utrzymywali temperaturę wody i ogień w kotle. Możliwości transportowe i sprzętowe w miarę rozwoju gospodarki drogowej i upływu lat doprowadziły do szerokiego wykorzystywania prostej konstrukcji ciągnionej barakowozu. Zaletą była m.in. mobilność oraz możliwość szybkiej zmiany użytkowej. Jego stosunkowo niewielka powierzchnia mogła służyć za pomieszczenie laboratoryjne, punkt sanitarny, warsztat ruchomy (wyposażony w podstawowe narzędzia), pomieszczenie socjalne, świetlicę, biuro. Konstrukcja nie była dowolna, choć prosta co do zasady i najczęściej wykonywana z drewna lub płyt wiórowych. Dla konkretnych potrzeb określano rozmiary oraz ergonomie urządzania wnętrza. Barakowóz zdefiniuje prawo budowlane jako tymczasowy obiekt budowlany, przeznaczony do czasowego użytkowania w okresie krótszym od jego trwałości technicznej, przewidziany do przeniesienia w inne miejsce lub rozbiórki, a także niepołączony trwale z gruntem (art. 3 pkt 5 prawa budowlanego).

Zabytki techniki są dokumentami kultury narodowej, świadczącymi o tradycjach myśli technicznej i dokumentujące jej rozwój. Narody chlubią się zabytkami, znajdując w nich świadectwo swych dziejowych tradycji, swoją historyczną legitymację. W roku 1974 kierownictwo Ministerstwa Komunikacji Centralnego Zarządu Dróg Publicznych, mając na uwadze, że rok 1975 ogłoszono międzynarodowym rokiem ochrony zabytków – podjął się zadania opracowania katalogu zabytków z zakresu budownictwa drogowego i mostowego. Rozpoczął gromadzenie zbiorów w tym zakresie. W kolejnych latach zintensyfikowano działania, dając liczne wytyczne i mierząc efekty. Do końca lat 80 XX wieku w jednostkach drogownictwa, głównie w rejonach dróg publicznych istniało ponad 30 izb tradycji. Stanowiły osobne pomieszczenia na terenie biur lub baz technicznych, gdzie w stałych ekspozycjach znajdowały się księgozbiory, narzędzia, dokumenty, maszyny, urządzenia. Powstały znaczne zbiory maszyn, narzędzi i urządzeń służących niegdyś do budowy i utrzymania dróg oraz obiektów mostowych. Stopniowo utworzono z nich skanseny w pomieszczeniach lub na zapleczach tych zakładów. Ogółem w jednostkach drogowych zarządzanych przez GDDP zorganizowano 8 skansenów techniki drogowej. Nie przetrwały one wszystkie okresu transformacji, jednak to co pozostało stanowi bezcenny skarb techniczny. Kilkadziesiąt zachowanych walców konnych, parowych, spalinowych, beczkowozów i innych maszyn pod ochroną GDDKiA stanowi unikatowy zbiór na skalę światową.