Co powoduje, że drogi z tarką?

Dec 01 2009

Jeśli kiedykolwiek jechałeś polną drogą, być może zauważyłeś dziwny efekt falowania, który powoduje, że samochód podskakuje w górę iw dół. Doświadczenie znane jest jako droga do tarcia – jak one się zdarzają?

SSLA W
jaki sposób Twój samochód przyczynia się do wycierania dróg?

Czy zdarzyło Ci się kiedyś jechać boczną drogą i nagle poczułeś się, jakbyś właśnie przejechał przez serię progów zwalniających? Czy zastanawiałeś się, co robią na drodze, która wydaje się być w szczerym polu?

Zjawisko, którego doświadczyłeś, to tak zwana „droga do prania”. Kiedy samochód porusza się po nieutwardzonej drodze, ostatecznie powstanie falisty wzór. Na początku tworzą się małe zmarszczki, a następnie stają się większe, gdy przejeżdża nad nimi więcej samochodów. Niezależnie od tego, czy podróżujesz po drogach Australii, Afryki, Południowej Dakoty czy Południowej Kalifornii, drogi z tarką – z falistym wzorem przypominającym staromodną metalową tarkę – są częstym zjawiskiem.

W przyszłym

Jak działają pojazdy terenowe
O ile ciężej ciężarówki pracują na ranczo?
Discovery.com: Wypadek w wyścigu terenowym

Chociaż drogi z tarką są dobrze znane kierowcom na drogach krajowych na całym świecie, zjawisko to występuje w innych dziedzinach nauki i techniki. Za każdym razem, gdy siła boczna działa na plastyczną powierzchnię, pojawiają się zmarszczki. Być może widziałeś tę samą małą falę na piasku napędzanym wiatrem lub wodą na plaży oraz na muldach, które rozwijają się na stokach narciarskich. Rowery motocrossowe i skutery śnieżne również powodują powstawanie zmarszczek w ziemi i śniegu. Niewielkie nierówności na stalowych torach kolejowych są również wynikiem zjawiska tarcicy.

Drogi do zmywania często są więcej niż uciążliwe, ponieważ mogą zachęcać do niebezpiecznych prędkości jazdy, uszkadzać układy zawieszenia i zwiększać koszty utrzymania dróg. Stwarza to również problem bezpieczeństwa, ponieważ samochód lub ciężarówka, które nie mają pełnego kontaktu z podłożem, może nie być w stanie prawidłowo zahamować. Więc co powoduje, że drogi z tarką?

Fizyka formowania dróg z tarcicy

Stockbyte/ Getty Images
Koła pojazdu odpychają brud, który z czasem gromadzi się w małe wzniesienia.

Niektórzy eksperci zajmujący się utrzymaniem dróg gruntowych twierdzą, że problem powoduje układ zawieszenia w Twoim samochodzie, który w rzeczywistości próbuje wygładzić nierówności na drodze [źródło: US Forest Service ]. Gdy koło porusza się po wyboju, układ zawieszenia pochłania wstrząsy, a następnie odpycha się od nawierzchni drogi. Na miękkiej nawierzchni, takiej jak droga gruntowa, odpychanie albo pakuje, albo przemieszcza brud, na który uderza. Z biegiem czasu, w miarę jak coraz więcej samochodów pokonuje wyboje, rozwija się wzór tarki.

Jednak latem 2009 roku fizycy z Kanady, Francji i Wielkiej Brytanii opublikowali nowe badanie na temat fizyki formowania się dróg z tarki. Odkryli, że powstaną zmarszczki, nawet po wyeliminowaniu sprężystego zawieszenia samochodu i toczenia się koła [źródło: Amerykańskie Towarzystwo Fizyczne ].

Zbudowali pojazd eksperymentalny, zastępując koło zawieszeniem toczącym się po drodze prostym lemieszem skośnym, bez sprężyny i zawieszenia, wleczonym po podsypce suchego piasku. Fale pojawiają się, gdy pług porusza się powyżej określonej prędkości.

Po zaobserwowaniu wyników porównali to zjawisko do fizyki przeskakiwania kamieni: Kamień musi zostać rzucony z określoną prędkością, aby mieć wystarczającą siłę do odbicia się od powierzchni. Podobnie jest z pługiem tarkowym, z tym, że piaszczysta powierzchnia zapamiętuje swój kształt, a efekt jest wzmocniony.

Doszli do wniosku, że nieuniknione jest tworzenie się wzoru na tarce. Krawędzie będą się formować, nawet jeśli zmieni się średnica koła, zawieszenie lub powierzchnia. Jedynym sposobem na uniknięcie skutków drogi z tarką jest utrzymanie się poniżej określonej prędkości, ale jest to niepraktyczne: zwykle musiałbyś jechać z prędkością 3 mil na godzinę (4,83 km na godzinę), aby całkowicie wyeliminować problem.

Pewnego dnia takie odkrycia mogą doprowadzić do udoskonalenia systemów zawieszenia lub lepszych nawierzchni dróg, które wygładzą wyboistą jazdę. W międzyczasie niewiele możesz zrobić z tarką, poza naprężeniem się, pilnowaniem prędkości i trzymaniem się do jazdy.

Przyczyny powstawania dróg z tafli

Tyler Stableford/ Getty Images
Zwalnianie to jeden ze sposobów na uniknięcie efektu przypominającego progi zwalniające na drogach z tarki.

Chociaż drogi z tafli mogą pojawić się wszędzie, najczęściej spotyka się je na gorących, suchych obszarach oraz na drogach piaszczystych, gruntowych lub żwirowych. Co powoduje, że w niektórych lokalizacjach czyszczenie jest gorsze niż w innych? Istnieją trzy główne przyczyny:

Brak wilgoci - Drogi z tarką są szczególnie rozpowszechnione, gdy warunki pogodowe są suche. Częste opady deszczu zmniejszają szanse na pranie.
Ruch drogowy — gwałtowne przyspieszanie lub hamowanie może przyspieszyć wjeżdżanie na deskorolkę, a to pomaga wyjaśnić, dlaczego często widujesz to na skrzyżowaniach, przed i za ostrymi zakrętami, wjazdami do firm, a nawet podjazdami. Jeśli opony samochodu stracą przyczepność do drogi i zaczną się obracać lub ślizgać, część żwiru zostanie przemieszczona. Jeśli zdarzy się to wielokrotnie, żwir zostanie przemieszczony, często równomiernie, i utworzy się wzór tarcicy.
Nawierzchnia złej jakości -- Washboarding występuje najczęściej, gdy jakość nawierzchni drogi jest zła, niezależnie od tego, czy jest to piasek, żwir, czy nawet chodnik. Kiedy duży ładunek wielokrotnie przesuwa się po powierzchni, powstają nieregularności, takie jak wzory na tarce. Dziury są również częstym skutkiem złej jakości powierzchni.

Jeśli często jeździsz po drogach gruntowych, wiesz, że możesz znaleźć idealną prędkość, która ułatwi jazdę. Jest to prędkość, z jaką układ zawieszenia Twojego samochodu popycha samochód w dół, podczas gdy Ty odczuwasz spadek na drodze. Problem polega na tym, że im bardziej opony dociskają, tym gorsze staje się zagłębienie tarczy. To paragraf 22: Twój system zawieszenia zapewnia płynną jazdę, ale sprawia, że problem z tacą jest jeszcze gorszy.

Co powoduje, że drogi z tarką?

Fizyka formowania dróg z tarcicy

Przyczyny powstawania dróg z tafli

Dużo więcej informacji