Стиральная доска
Стиральная доска или гофра [1] Это образование периодической поперечной ряби на поверхности гравийных и грунтовых дорог . Стиральная доска происходит на сухом, гранулированном дорожном материале. [2] при повторяющемся движении, движущемся со скоростью выше 8,0 километров в час (5 миль в час). [3] Стиральная доска создает неудобную езду для пассажиров движущихся транспортных средств и создает опасные условия вождения для транспортных средств, которые едут слишком быстро, чтобы сохранить сцепление с дорогой и контроль. [4]
Механизм
[ редактировать ]Стиральная доска или гофрирование дорог представляет собой серию ряби, которая возникает при прохождении колес, катящихся по грунтовым дорогам со скоростями, достаточными для того, чтобы вызвать подпрыгивание колеса на первоначально не рифленой поверхности и принять вид стиральной доски для стирки . Большинство исследований стиральной доски относятся к сыпучим материалам, включая песок и гравий . [1] [5] Однако другие работы предполагают, что это явление может возникнуть в материале, который имеет некоторое связывание частиц, например, в глинистых почвах . [6]
Эксперты дорожного управления в середине 1920-х годов знали, что интенсивность движения и скорость были основными причинами образования рифлений на гравийных дорогах, и в качестве одного из факторов указывали на роль ведущих колес, выбрасывающих материал. [7] [8]
В лабораторных исследованиях этого явления обычно используется колесо или лезвие, которое буксируется за точкой поворота, прокладывая круговой путь через чашку исследуемого материала. В этих исследованиях изучались различные гранулированные и вязкие, даже жидкие материалы. [1] [6] В лаборатории стиральная доска изучалась по ряду параметров, включая толщину и размер зерна материала для колес различных размеров, форм и масс. Эксперименты показали пульсацию для каждого параметра, превышающую пороговую скорость, когда колесо (или лопасть) начало подпрыгивать. [1] Эксперименты также показывают, что узор может двигаться как против направления движения, так и по направлению движения. Они также показывают, что пассивного, неведущего колеса достаточно для создания гофров и что доминирующим механизмом является смещение материала, а не выброс. [1]
В нескольких статьях о реальной стиральной доске на дорогах цитируется специальный бюллетень № 29 Программы помощи местному транспорту Южной Дакоты (LTAP) «Борьба со стиральной доской», написанный Кеном Скорсетом. [2] [9] Эти источники объясняют возникновение стиральной доски тремя причинами: сухими гранулированными материалами, скоростью транспортных средств и качеством гранулированного материала. Другие упомянутые факторы включают скорость транспортного средства, интенсивность движения, а также резкое ускорение или торможение. Источники также утверждают, что легкие транспортные средства чаще вызывают стирание досок, чем тяжелые грузовики. [9]
- Примеры гофрирования на разных типах почвы
Мелкозернистые частицы почвы на песчаной дороге в Нижней Калифорнии
Полусвязкая почва на дороге в национальном парке Калбарри , Западная Австралия.
Крупнозернистые частицы почвы на гравийной дороге во Фримонте, Калифорния.
Обслуживание
[ редактировать ]Руководство дорожного департамента предполагает, что выбор гравия может стать ключом к уменьшению риска возникновения стиральной доски. Они ссылаются на тесты «ситового анализа» , в которых используется ряд сит или сит для определения размеров частиц, содержащихся в образце гравия. В инструкциях дорожного департамента предлагается диапазон размеров частиц от камней размером до 1 дюйма (25 мм), смешанных с постепенно более мелкими частицами, включая небольшую фракцию мелких частиц, которые связывают более крупные частицы вместе. Они также упоминают роль оборудования, которое может повторно смешивать и сглаживать гофрированные поверхности.
В 1925 году Департамент автомобильных дорог штата Невада выступил за смягчение гофрирования с помощью измельченного гравия, выбрасываемого из карьеров, используя материал размером 1 дюйм (25 мм) и меньше, включая только мелочь от дробления. [7] Тогдашний совет из Колорадо заключался в том, чтобы использовать гравий хорошего качества, не превышающий 1,25 дюйма (32 мм) и включающий 25–40% мелких частиц, проходящих через сито 0,25 дюйма (6,4 мм), но не более 5%, проходящих через сито № 10 ( 2,0 мм) [10] сито. [11] Совет по техническому обслуживанию из Колорадо заключался в том, чтобы часто перетаскивать или выравнивать дорогу, нанося небольшие объемы нового гравия с минимальным содержанием песка и обеспечивая хороший дренаж с помощью коронки. Тот же источник советует снизить скорость движения. [8]
Руководство основано на Специальном бюллетене LTAP Южной Дакоты № 29 и руководстве FHWA (2000 г.) из того же источника. [12] предполагает, что поверхностный гравий «должен представлять собой смесь камня, песка и мелких частиц, которые уплотняются в плотную, плотную массу с почти непроницаемой поверхностью ». Подчеркивает правильную градацию гравия — 100%. [12] прохождение через сито 0,75 дюйма (19 мм)) - чтобы расколовшийся камень «сцепился» и штраф 4–15%. [12] прохождение #200 (75 мкм) [10] сито [11] действовать как связующее и создавать связность гравия; также рекомендуется замена других связующих веществ, например глины. В качестве альтернативы можно включить регенерированный асфальт в смесь пополам с добытым гравием для улучшения связующих свойств поверхности. Для существующих поверхностей, покрытых стиральной доской, бюллетень рекомендует использовать грейдер, чтобы разрезать и смешать существующий материал на глубину один дюйм или более ниже нижней части сегмента, покрытого стиральной доской, а затем добавить новый материал в верхний слой. К полезному оборудованию относится отвал с вращающимися режущими зубьями или сменная режущая кромка долотого типа, прикрепленная к отвалу землеройного оборудования. [9]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с д и Таберле, Николя; Моррис, Стивен В.; МакЭлвейн, Джим Н. (2007). «Дорога к стиральной доске: динамика зернистой ряби, образуемой катящимися колесами» (PDF) . Физ. Преподобный Летт . 99 (6): 068003. arXiv : 0711.3872 . Бибкод : 2007PhRvL..99f8003T . doi : 10.1103/physrevlett.99.068003 . ПМИД 17930868 . S2CID 15865804 .
- ^ Jump up to: а б Центр трансфера транспортных технологий Невады (лето 2002 г.). «Причины и способы лечения стиральной доски» (PDF) . Уличный . Университет Невады . Проверено 26 ноября 2014 г.
- ^ Ремейер, Дж. (18 августа 2007 г.). «Дорожные неровности: почему на грунтовых дорогах образуется поверхность стиральной доски» . Новости науки . 172 (7). Science Service, Inc.: 102. doi : 10.1002/scin.2007.5591720708 . Архивировано из оригинала 31 марта 2002 г. Проверено 25 декабря 2014 г.
- ^ Служба новостей ФРС США (2010). «Автомобилисты предупреждают о застиранных поверхностях на гравийных дорогах в отдаленных районах» . The Associated Newspapers of Ceylon Ltd. Архивировано из оригинала 31 марта 2002 г. Проверено 25 декабря 2014 г.
{{cite journal}}: Для цитирования журнала требуется|journal=( помощь ) - ^ Битбол, А.-Ф.; Таберлет, Н.; Моррис, С.; МакЭлвейн, Дж. (2017), «Масштабирование и динамика дороги со стиральной доской», Phys. Rev. E , 79 (6): 061308, arXiv : 0903.4586 , Bibcode : 2009PhRvE..79f1308B , doi : 10.1103/physreve.79.061308 , PMID 19658502
- ^ Jump up to: а б Хьюитт, Ай-Джей; Балмфорт, Нью-Джерси; МакЭлвейн, Дж. Н. (2012), «Гранулированные и жидкие стиральные доски» (PDF) , J. Fluid Mech. , 692 , Издательство Кембриджского университета: 446–463, Бибкод : 2012JFM...692..446H , doi : 10.1017/jfm.2011.523 , S2CID 6162288 , получено 25 декабря 2014 г.
- ^ Jump up to: а б Ханистил, Польша (1925), «Постоянные автомагистрали» , Четвертый двухгодичный отчет Департамента автомобильных дорог - 1923–1924 , Карсон-Сити: штат Невада, стр. 85–87.
- ^ Jump up to: а б Хинкль, AH (ноябрь 1924 г.), «Предотвращение гофрирования» , Colorado Highways , vol. 3, стр. 7, 11
- ^ Jump up to: а б с Скорсет, Кен (2004). «Стиральная доска» (PDF) . Мы уже здесь? . Департамент транспорта Южной Каролины.
- ^ Jump up to: а б Подкомитет: E29.01 (2013). «Номинальные размеры, допустимые отклонения для проволочной сетки стандартных контрольных сит (США)» (PDF) . АСТМ Е11-13 . АСТМ Интернешнл . Проверено 28 декабря 2014 г.
{{cite web}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка ) - ^ Jump up to: а б Подкомитет: E29.01 (2013). «Стандартные спецификации для ситовой ткани из плетеной проволоки и тестовых сит» . АСТМ Е11-13 . АСТМ Интернешнл. п. 9.
{{cite web}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка ) - ^ Jump up to: а б с Скорсет, Кен; Селим, Али А. (ноябрь 2000 г.), Руководство по техническому обслуживанию и проектированию гравийных дорог (PDF) , FHWA, Программа помощи местному транспорту Южной Дакоты, стр. 20–21.
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Езда по дороге, покрытой стиральной доской (замедленная съемка)
- Даннинг, Брайан (8 марта 2022 г.). «Скептоид № 822: На дорогах с стиральной доской» . Скептоид . Проверено 14 мая 2022 г.