Почему грунтовка как стиральная доска

Ученые раскрыли секрет стиральной доски

Британские и канадские ученые открыли тайну образования так называемой «стиральной доски», появление которой на дорогах так досаждает водителям всех стран.

Многим водителям знакома тряска, возникающая при движении автомобиля на заезженной грунтовой дороге. Иногда на грунтовке встречаются строго периодические неровности, которые часто сравнивают со стиральной доской. Многие считают, что дорога становится «рифленой» благодаря тому, что автомобили имеют подвеску, а значит, и собственные частоты, которые влияют на изменение формы поверхности. Это заблуждение опровергли ученые с факультета прикладной математики и теоретической физики Кембриджского университета и их коллеги из университета в Торонто.

Чтобы смоделировать систематическое воздействие машин на грунтовую дорогу, они заставили колесо вращаться по песку, насыпанному слоем в несколько сантиметров по краю крутящегося диска. Опыт показал, что характерные неровности начинают появляться на поверхности песка уже после нескольких оборотов диска. Ученые отметили, что картина изменения поверхности не зависит ни от размера колеса, ни от размера песчинок. Картина не менялась с песчинками размером в 200 микрометров и в 3 мм. Вообще, проявления подобной неустойчивости оказались довольно распространенными. Подобный эффект возникает при долгой эксплуатации рельсов и на заснеженных холмах.

В лаборатории периодические структуры возникали при использовании сухого, мокрого, крупного и мелкого песка, риса, при разных массах колеса и скорости его качения. Последний фактор оказался критичным при образовании «стиральной доски». Оказалось, что песок остается плоским при движении со скоростью, меньшей определенной величины. Для автомобилей эта скорость оказалась порядка 5-8 километров в час.

Для подтверждения полученных выводов была создана компьютерная двухмерная модель, описывающая качение большого цилиндра на поверхности, состоящей из десятков тысяч маленьких, между которыми есть ненулевое трение. В модели за свободно и равномерно вращающимся колесом, как и в эксперименте, оставались ровные, образующие равные промежутки горки.

Исследователи были несколько удивлены тем, что развитие «песчаной неустойчивости» зависит всего от четырех параметров: массы колеса, плотности вещества поверхности, скорости и ускорения свободного падения.

Источник

Гребёнка aka «стиральная доска»

Все, кто выезжал за город и сходил с асфальтовых дорог наверняка не раз встречал грунтовки типа «стиральная доска» (также называют «шифер») — с большим количеством мелких гребней расположенных поперёк дороги. На них велосипед (да и автомобиль) вибрирует всем, чем может, бьёт передом и задом, безжалостно асинхронно трясёт все косточки велосипедиста напоминая тому об испытаниях своего прототипа-прародителя на вибростенде. Сегодня мы откроем тайну мироздания касающуюся образования такой «гребёнки».

Гребёнка на дороге

Иногда такую дорогу ошибочно называют модным в некоторых кругах словом «грейдер». Если не желаете продемонстрировать неграмотность, лучше так не делайте! Грейдер — это тяжёлая дорожно-строительная техника.

В разговорной речи «грейдером» иногда называют также дорогу построенную при помощи этой техники. Большинство же грунтовок, которые ошибочно так именуют, грейдер максимум подравнивал, строили их во времена лошадей и лопат. Называть их от этого «грейдером» столь же разумно, как шоссе — «катком» (каток же укатывал асфальт!). В общем, не надо притягивать чужеродные не точные слова, когда уже есть точные исконные — грунтовка, просёлок.

Прежде чем раскрыть тайну гребёнки безжалостно расправимся с некоторыми заблуждениями.

Встречается мнение, что гребёнка появляется из-за проезда тяжёлой техники или гусеничного трактора. Это не так. Гусеничный трактор вообще утрамбовывает грунт там, где проезжает оставляя характерные мелкие отпечатки соединений траков. Тяжёлая колёсная техника может оставить колеи в т.ч. с характерными отпечатками тракторных покрышек (которые тоже доставляют немало неприятностей велосипедистам), но их вид не будет иметь ни чего общего с «гребёнкой» — просто колеи.

Встречается заблуждение, что это связано с тем, что «машины более-менее похожи, едут примерно с одной скоростью, взлетают примерно на одних и тех же местах, падают выбивая ямки тоже одинаково». Чушь не имеющая ни чего общего ни со здравым смыслом (машины разные, едут по разному) ни с физикой процесса (далее).

Бывает, пытаются связать «гребёнку» с наличием или отсутствием подвески у автомобилей (качается, вот волны и выдавливает), размером колёс, давлением в покрышках или тем, на какие колёса автомобилей осуществляется привод. Всё это к делу отношения не имеет. Как не имеет отношения и количество тактов ДВС, и используемая передача.

Правдоподобным на первый взгляд кажется сравнение образования «гребёнки» на дороге с образованием рельефа речного дна и барханов в пустыне. Но только на первый — это абсолютно разные процессы. Даже если их конечные результаты имеют некоторое сходство. Очевидно, что воздействие ветра дующего в любую сторону и способного перенести лишь мелкие песчинки образующие бархан не сравнимо с воздействием колеса легко перемещающего камни и направленного всегда в одну сторону (или в две, как на большинстве просёлков).

Иногда обвиняют природные явления: дескать ручейки вымыли, ветер выдул, песок с глиной чередуется. ага, с такой чёткой закономерностью. Или во всём винят нарушение дорожных технологий. ну «какой-такой технология» на дороге от деревни к деревне, что ещё телегами накатывали?

Некоторые утверждают, что всё дело в плохой утрамбовке подсыпки (подсыпка — такой своеобразный способ «ремонта» дорог, когда на хреновую дорогу высыпают песко-шлако-гравийную смесь надеясь заровнять колдобины) или дрожи отвала выравнивающего авто-грейдера. Это ближе к первопричине, но вообще говоря, также не принципиально.

Хватит перечислять глупости и заблуждения, пора переходить к отгадке.

Причина возникновения «стиральной доски» на дороге кроется в использовании сыпучих материалов для ремонта по методу «подсыпки». Действительно, на глинистой грунтовой дороге «гребёнка» не образуется: глина — пластичный не сыпучий материал. Именно использование сыпучих материалов в поверхностном слое дорожного покрытия гарантирует обязательное появление «гребёнки» не зависимо от размеров колес проезжающих автомобилей, нагрузки на покрытие или степени его исходного уплотнения. Такова физика воздействия на сыпучие материалы.

В лабораторном эксперименте колесо из жесткой резины (без покрышки, без амортизации) катали по исходно абсолютно ровной песчаной поверхности.

Не зависимо от размера колеса или размера гранул в сыпучем покрытии дороги через некоторое время возникали волны. А вот масса колеса имела значение. Кстати, заблокированное не вращающееся колесо создавало те же самые волны, что и катящееся — это разрушает гипотезы о причастности турбулентности или инерции вращения.

Эксперименты показали, что при движении со скоростью до 8км/ч «гребёнка» не образуется, а при движении с большими скоростями она появился обязательно. Хотя момент перехода от стабильного движения к нестабильному ещё не вполне ясен.

Размер частиц также не принципиален — не происходит разделения по фракциям, крупные и мелкие частицы как были исходно перемешаны, так перемешаны и остаются (в отличие, от барханов).

Колесо движущееся со скоростью больше критической гонит перед собой «волну» из частиц покрытия, как только соберёт достаточно большую волну, перескакивает через неё выбивая углубление и создавая основу следующей волны. Причём такое поведение наступает при превышении критической скорости движения, до того «волна» не образуется.

Способов борьбы с проблемой два: регулярно устранять неизбежно возникающую гребёнку выравниванием дорожной поверхности или сразу делать дороги с твёрдым/пластичным покрытием чтобы гребёнка не возникала вовсе (не использовать «ремонт подсыпкой»).

Источник

Почему грунтовка как стиральная доска

Почему на дороге появляется «стиральная доска»?

Сообщение shtepsel_ » Пт июл 19, 2013 12:01 pm

Re: Почему на дороге появляется «стиральная доска»?

Сообщение iguana01 » Пт июл 19, 2013 12:07 pm

Re: Почему на дороге появляется «стиральная доска»?

Сообщение Серый » Пт июл 19, 2013 12:07 pm

наливай..

— 19 июл 2013 13:13 —

а потом обсудим отчего трава зелёная,и вода мокрая..

Re: Почему на дороге появляется «стиральная доска»?

Сообщение Lady Isabel » Пт июл 19, 2013 15:35 pm

Re: Почему на дороге появляется «стиральная доска»?

Сообщение TANKER » Пт июл 19, 2013 15:44 pm

Re: Почему на дороге появляется «стиральная доска»?

Сообщение Серый » Пт июл 19, 2013 16:05 pm

от многих знаний-многие печали!

— 19 июл 2013 17:07 —

Re: Почему на дороге появляется «стиральная доска»?

Сообщение Lady Isabel » Пт июл 19, 2013 16:14 pm

Re: Почему на дороге появляется «стиральная доска»?

Сообщение shtepsel_ » Пт июл 19, 2013 17:06 pm

Lady Isabel спасибо большое 🙂

2олл: Когда человек задает себе вопросы и ищет ответы на них — он развивается.

Re: Почему на дороге появляется «стиральная доска»?

Сообщение BT878A » Пт июл 19, 2013 17:21 pm

Прочитал статью, 3 раза перечитал, но так и не нашел внятного объяснения механизма возникновения гребенки.

Все «объясняется» расплывчатой фразой: When a mixture of grains of different sizes is shaken, for instance, grains of similar sizes tend to gather. (Когда смесь зерен различных размеров взбалтывают, например, зерна одинакового размера имеют тенденцию собираться.)

Это все равно что объяснить «вот дождичек с неба капает потому что дождичек» Подход не только не научный, но и даже не научно-популярный, впрочем видимо так задумано. незачем знания народу.

Автору топика рекомендую более грамотную статью, явление несколько другое, но на мой взгляд механизм обоих явлений тот же — воздействие равномерной силы на поверхностный слой сыпучей поверхности.

По изложению материала надеюсь разница очевидна?

Re: Почему на дороге появляется «стиральная доска»?

Сообщение Странник » Пт июл 19, 2013 17:28 pm

Re: Почему на дороге появляется «стиральная доска»?

Сообщение Андрей К. » Пт июл 19, 2013 18:00 pm

Re: Почему на дороге появляется «стиральная доска»?

Сообщение Lady Isabel » Пт июл 19, 2013 18:38 pm

Re: Почему на дороге появляется «стиральная доска»?

Сообщение Странник » Пт июл 19, 2013 19:08 pm

Re: Почему на дороге появляется «стиральная доска»?

Сообщение Lomonosov24 » Пт июл 19, 2013 19:34 pm

Раз тут уже многие блеснули своей хоризмой присоединюсь к довыдам, по мне кажеца:
-Что :
1) Автомобиль движется с помощью колёс которые через трансмиссию приводятся в движение ДВС зачастую 4-х тактными, а по их принципу работы вспоминаем, что рабочий такт из них ОДИН!, 3 остальных вспомогательные, так вот всю силу двигатель выдаёт именно за этот ОДИН такт.Вспоминаем опять что 4-х, что 6-8 и далее цилиндровые ДВС, работают зачастую по принципу 2-х противоположных по рабочим тактам двигателей(ССОРИ за формулировку), у таких ДВС Получается Что когда у одной группы цилиндров происходит наполнение у другой рабочий такт и наоборот.. Опять же из двигателестроение помним что Рабочая энергия от горения топлива вытесняет поршень и с помощью шатуна придаёт вращение Коленвалу, теперь смотрим что получается 4 такта происходят за 2 оборота К.В., но групп цилиндров 2, тогда из всего этого видно что рабочий такты проворачивают к.в. только каждые пол-оборота, другие пол-оборота происходят от инерции кот.создаёт маховик, однако его вес не особо высок, чтобы давать более менее равную инерцию, надеюсь доходчиво объяснил причину дёргания в движении.
вот это я зануда. поехали дальше.
2) Теперь проведём опыт возьмём обычную детскую игрушку (машинку Р.У.) и благо сейчас лето и живём не на полюсе, чтобы принести её взять ребёнка и жену оттащить из ОК и махнуть на речку (Как я жалею что волга ещё не на ходу. ) так вот берём машинку и ставим её нет не в речку! а достатый СОБСТВЕННЫМИ ВОТ ЭТИМИ-ВОТА!! РУКАМИ из речки мокрый песок, и прям быстренько выстраиваем из него дорожку под упрёки жены, под контроллем ребёнка и матерные вопли других «соседей» по купанию ставим машинку и дергая прерывисто рычажёк управления отвечающий за движение вперёд и проехав этот тестовый участок под плачь ребенка ПАП ДАЙ Я. смотрим на дорожку и О ЧУДО она тоже волнами от колёс.

+ не забываем про турбулентность воздуха кот. проходит по снегу зимой в ВЕТРЯННЫЙ ДЕНЬ, а точнее ночь после тёпловатого дня и оставляет после подморозки такие же застышие волны на стегу,
Вспомним дюны пустыни какую фактуру они имеют? Кто не вспомнил-Якут! Без обид Якуты дорогие!

Господина Пукина не обижай он изо всех сил пытается делать вид что они борятся с организованной шайкой разворовывающей нашу страну в кот. он попал чисто случайно .

Источник