ทำไมถนนเปียกชื้นเค็มจะลื่นกว่าถนนสายเดียวกันชื้น?


9

ฉันออกจากเช้านี้ * บนถนนที่ฉันขี่ทุกวันในทุกสภาพอากาศ เมื่อคืนนั้นหนาวจัดดังนั้นถนนจึงถูกทำให้เค็ม / gritted แต่ไม่มีน้ำค้างแข็งปรากฏอยู่ใกล้ ๆ มันอุ่นขึ้นจากขั้นต่ำข้ามคืนและถนนค่อนข้างถูกใช้อย่างหนักทั้งอุ่นและบดเกลือเข้าสู่พื้นผิว แต่ถนนชื้น

แล้วทำไมถนนสายเค็มและชื้นจะเลวร้ายยิ่งกว่าถนนสายเดียวกันชื้น?

ข้อมูลเพิ่มเติมในกรณีที่เป็นที่สนใจ:

ฉันทำได้แค่ประมาณ 20 กม. / ชม. เท่านั้นและฉันก็ทำการโค้งงอได้เร็วขึ้นในที่เปียกก่อนหน้านี้บนยางเส้นเดียวกันเมื่อวิ่งช้าสำหรับรถไฟ ฉันกำลังติดตามสายแข่ง (นอก - ข้างใน - ข้างนอก) ดังนั้นแม้ว่ามันจะค่อนข้างงอ

ฉันไม่เชื่อว่าฉันเพิ่งโดนปะมัน มันรู้สึกลื่นบนพื้น ( SPD ที่เดินได้ ) เมื่อฉันหยิบตัวเองขึ้นมาโดยเลื่อนไปทางเล็กน้อย นอกจากนี้ฉันยังใช้สายเดียวกันทุกวัน

มันเป็นประมาณ 8.9 กม. ในการขี่นี้


* ฉันโอเคแล้วก็จักรยาน


1
บางทีน้ำแข็งสีดำ - สิ่งที่คุณมองไม่เห็น? คุณบอกว่ามันชื้นและไม่แห้ง
Criggie

ฉันสงสัยว่ามันอยู่ที่สถานีรถไฟเหรอ? เป็นไปได้ไหมที่มีน้ำ + เกลืออยู่บนถนน?
Criggie

ฉันเดาว่าเป็นน้ำแข็งสีดำหรือคุณลื่นบนกรวด (ขึ้นอยู่กับว่าคุณอยู่ที่ไหนพวกมันนอนกรวดแตกต่างกันในบางพื้นที่มันอาจจะเหมือนกับขี่บนหาดทรายหลวม) ไม่ว่าในกรณีใดคุณอาจไม่ควรขี่ราวกับว่าคุณกำลังแข่งรถบนถนนที่ชื้น นั่นเป็นเพียงสูตรที่ต้องมีการหก
แบทแมน

@ แบทแมนฉันจะไม่เรียก 20km / h เหมือนการแข่งรถ (ฉันเดาน้อย แต่จีพีเอสบอกว่ามากกว่า 20) สิ่งอื่น ๆ ที่เท่าเทียมกันกับรถแข่งนั้นปลอดภัยที่สุดในทุกความเร็วเพราะมันทำให้โค้งงอตรงนั่นคือเหตุผลที่ฉันใช้มันเมื่อขี่เบา ๆ
Chris H

1
@ วงกลมรอบนี่พวกเขาใช้เกลือสินเธาว์จึงมีกรวดอยู่ที่นั่น แต่ก็หยาบ
Chris H

คำตอบ:


8

มันกลับกลายเป็นว่ามีวิทยาศาสตร์ที่ค่อนข้างน่าสนใจอยู่เบื้องหลังความไม่ลงรอยกันต่อหน้าน้ำและเกลือ ระบบรุ่นต่างๆแสดงให้เห็นว่าการแก้ปัญหาเกลือเป็นน้ำมันหล่อลื่นที่ดีกว่าน้ำธรรมดา (กลั่น) ระหว่างยางและวัสดุอื่น ๆ และเพียงพอที่จะสำคัญ

น่าเสียดายที่มีงานเล็ก ๆ น้อย ๆ เกี่ยวกับการเสียดสีระหว่างยางจริงกับถนนเปียกจริง ๆ ในบริเวณที่มีเกลือ แต่มีงานบางอย่างในระบบที่เงียบสงบมากขึ้น หนึ่งในผลลัพธ์ที่ชัดเจนที่สุดคือจากการทดลองเกี่ยวกับการหล่อลื่นของยางธรรมชาติดิบ E.L Ong และ AD Roberts J. nat Rubb Res ,, 1 (1), 41-50 (1986) ตารางที่ 5 (ด้านล่าง) น่าสนใจเป็นพิเศษ ทำให้ยางธรรมชาติดิบและ Perspex มีค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานลดลงจาก 4.1 เมื่อแห้งเป็น 2.6 เมื่อเปียกและ 1.5 เมื่อเปียกด้วยสารละลายเกลือ มีการสังเกตแนวโน้มที่คล้ายกันสำหรับแรงเสียดทานระหว่างยางกับยาง กล่าวอีกนัยหนึ่งในระบบนี้ในน้ำเค็มมีด้ามจับประมาณ 60% เมื่อเทียบกับน้ำสะอาด จากคำบรรยายภาพ "การเคลื่อนไหวของ Stickslip มักจะเกิดขึ้นและสูงสุด สัมประสิทธิ์แรงเสียดทานถูกยกมา "(เน้นของฉัน) มันไม่ชัดเจนว่ามันเป็นเรื่องจริงสำหรับทุกกรณีหรือเพียงแค่การแก้ปัญหาเกลือที่อ้างถึงในประโยคก่อน

Ong & Roberts Table 5

การเข้าถึงบันทึกประจำวันของฉันไม่ขยายไปถึงการอ้างอิง 3 จากบทความนี้ความเสียดทานยางในสารละลายที่มีไอออน , TPMortimer & KCLudema, ปริมาณการสึกหรอ 28, ฉบับที่ 2, พฤษภาคม 1974, หน้า 197-206 แต่นามธรรมของกระดาษหลังนี้ระบุ:

ในกรณีของการหล่อลื่นน้ำของยางสีดำที่ความเร็วต่ำและแรงดันต่ำความสามารถในการหล่อลื่นของน้ำจะเพิ่มขึ้นโดยการเติมอิเล็กโทรไลต์ลงไปในน้ำ มันคิดว่าไอออนลบจากสารละลายอิเล็กโทรไลติคจะถูกรวบรวมบนพื้นผิวเลื่อนแต่ละอันผลักกันและป้องกันไม่ให้เข้าใกล้พื้นผิวเลื่อนทั้งสอง ดังนั้นฟิล์มน้ำที่หนากว่าจะอยู่ระหว่างพื้นผิวเลื่อนกว่าถ้าชั้นไอออนไม่มีอยู่ ฟิล์มหนาขึ้นส่งผลให้แรงลากหนืดลดลงต่ำกว่าความสามารถในการอุทกพลศาสตร์แบบดั้งเดิม

แรงเสียดทานที่ลดลงประมาณ 40% จากตารางที่กล่าวถึงข้างต้นนั้นเพียงพอที่จะลบล้างค่าเผื่อความปลอดภัยที่เหมาะสมเมื่อมาถึงการยึดเกาะ การใช้สิ่งนี้กับเคสของฉันฉันสงสัยว่าองค์ประกอบของความโชคร้ายก็เข้ามามีบทบาทด้วยเช่นกัน: การลื่นเล็ก ๆ บางอย่างนั้นไม่สามารถกู้คืนได้เนื่องจากความเสียดทานโดยรวมต่ำเกินไป ดังนั้นการยึดเกาะเป็นสิ่งจำเป็นในการกู้คืนการลื่นไถลเมื่อเทียบกับการหลีกเลี่ยงในตอนแรก

อ่านเพิ่มเติม:


ฉันสงสัยว่ามีผลจริงเมื่อฉันโพสต์คำถาม แต่ไม่รู้ ฉันยังต้องการค้นหาข้อมูลอ้างอิงบางอย่างที่เฉพาะเจาะจงกับการใช้ถนน (แม้ว่ารถยนต์) และการล่อลวงของการทดสอบนั้นแข็งแกร่ง
Chris H

3
งานที่น่าประทับใจ - ถนนในชนบทของฉันไม่เคยเค็ม
Criggie

1
ฉันไม่ได้ตรวจสอบการอ้างอิงของคุณ แต่ฉันจะประหลาดใจถ้าแรงเสียดทาน "ของคุณ" ไม่ใช่ฟังก์ชั่นของความเข้มข้นโดยมีจุดอิ่มตัวเป็นเอกฐาน ในสถานการณ์จริงของคุณคุณไม่ทราบถึงความเข้มข้นของเกลือและการเปลี่ยนแปลงตามพื้นผิวถนนเนื่องจากหลายสิ่ง เช่นใบของน้ำที่มีความเข้มข้นของเกลือใกล้หรือเกินความอิ่มตัวจะทำตัวเหมือนน้ำมัน
StefG

@StefG เป็นจุดที่ดี การอ้างอิงหนึ่งรายการให้จุดข้อมูลจำนวนน้อยที่แสดงความแปรปรวนกับความเข้มข้น แต่ไม่ไปสู่ความอิ่มตัว ความเข้มข้นทั้งหมดที่แสดงมีแรงเสียดทานต่ำกว่าน้ำสะอาด พวกเขายังไม่ได้คำนึงถึงสิ่งสกปรกบนท้องถนนที่ผสมในกรณีจริงของฉันนำไปสู่ปรากฏการณ์ที่น่าสนใจซึ่งยังไม่ได้รับการจัดการ: NaCl เป็นอุ้มน้ำและก่อให้เกิดชั้นแป้งในแต่ละคริสตัลเมื่อดึงน้ำออกจากอากาศ นอกจากนี้อุณหภูมิพื้นผิวก็ลดลงต่ำกว่าจุดน้ำค้างของอากาศค้างคืนและเพิ่มขึ้นอีกครั้งทำให้มีน้ำมากขึ้น
Chris H

1
@Chris H: ยังไม่ได้ตรวจสอบข้อมูลอ้างอิง แต่โดยปกติแล้วข้อมูลดังกล่าวมาจากเงื่อนไขขอบเขตที่เหมาะสม ในกรณี (ของเรา) ฉันสงสัยว่าอีกความแตกต่างเกิดจาก "ขีด จำกัด ถนน" ของสถานการณ์: ฟิล์มบาง (มาก) ผสมเกลือน้ำคือใกล้เคียงกับตัวอย่าง 2 มิติ เมื่อเปรียบเทียบกับตัวอย่าง 3 มิติกระบวนการแพร่จะเปลี่ยนไปอย่างรุนแรงทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของความเข้มข้นของเกลือที่สูงขึ้นจนถึง "ความอิ่มตัวของท้องถิ่น" ในทำนองเดียวกันอิทธิพลของปรากฏการณ์น้ำเค็ม / อากาศหรือ - / แอสฟัลท์ปรากฏการณ์ขอบเขตกลายเป็นเด่น - เหมือนสิ่งที่คุณพูดเกี่ยวกับผลกระทบของธรรมชาติดูดความชื้น
StefG
โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.