Warum sollte eine salzige, feuchte Straße rutschiger sein als dieselbe Straße, die nur feucht ist?

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Ich bin heute Morgen * auf einer Straße abgefahren, die ich jeden Tag bei jedem Wetter fahre. Die letzte Nacht war frostig, so dass die Straße gesalzen / gestreut wurde, aber es gab keinen sichtbaren Frost in der Nähe, sie hatte sich vom Übernachtungsminimum erwärmt, und die Straße ist ziemlich stark befahren, sowohl erwärmt als auch das Salz in die Oberfläche gemahlen. Aber die Straße war feucht.

Also warum ein salziges würde, dämpfen Straße schlimmer sein als die gleiche Straße nur feucht?

Weitere Informationen, nur für den Fall, dass es von Interesse ist:

Ich bin nur ungefähr 20 km / h gefahren und habe diese Kurve bei Nässe schneller genommen, mit denselben Reifen, als ich zu spät für meinen Zug gefahren bin. Ich folgte einer Rennlinie (von außen nach innen nach außen). Obwohl es eine ziemlich enge Kurve ist, war meine Linie nicht eng.

Ich glaube nicht, dass ich gerade einen öligen Fleck getroffen habe. Es fühlte sich unter den Füßen rutschig an ( begehbare SPDs ), als ich mich aufrichtete, nachdem ich ein wenig gerutscht war. Außerdem nehme ich jeden Tag so ziemlich die gleiche Linie.

Es war ungefähr 8,9 km in diese Fahrt .

* Mir geht es gut, und dem Fahrrad auch.

safety road Chris H.
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Vielleicht Glatteis - die Sorte, die Sie nicht sehen können? Sie haben gesagt, es sei feucht und daher nicht trocken.
Criggie
Ich vermute, es war am Bahnhof? Ist es möglich, dass etwas anderes als Wasser + Salz unterwegs war?
Criggie
Ich würde vermuten, dass entweder Glatteis oder Sie auf dem Sand ausgerutscht sind (je nachdem, wo Sie sich befinden, legen sie den Sand unterschiedlich ab; in einigen Bereichen kann es sein, als würden Sie auf losem Sand fahren). Auf jeden Fall sollten Sie wahrscheinlich nicht so fahren, als würden Sie auf einer kalten (möglicherweise vereisten) feuchten Straße fahren. Das ist nur ein Rezept, um etwas zu verschütten.
Batman
@Batman Ich würde 20 km / h nicht als Rennen bezeichnen (ich hätte weniger geraten, aber das GPS sagt etwas mehr als 20). Wenn alle anderen Dinge gleich sind, ist eine Rennlinie bei allen Geschwindigkeiten am sichersten, da sie die Kurve begradigt. Deshalb benutze ich sie, wenn ich sanft fahre.
Chris H
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@Criggie hier verwenden sie Steinsalz, also ist dort Sand, aber es ist rau.
Chris H

Antworten:

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Es stellt sich heraus, dass hinter Reibung in Gegenwart von Wasser und Salz tatsächlich eine ziemlich interessante Wissenschaft steckt. Verschiedene Modellsysteme zeigen, dass Salzlösungen wirklich bessere Schmiermittel sind als normales (destilliertes) Wasser zwischen Gummi und anderen Materialien und ausreichend wichtig sind.

Leider wurde wenig oder gar nichts an der Reibung zwischen echtem Gummi und echten nassen Straßen in Gegenwart von Salz gearbeitet. Es wurden jedoch einige Arbeiten an idealisierten Systemen durchgeführt. Eines der klarsten Ergebnisse stammt aus Experimenten zur Schmierung von rohem Naturkautschuk E.L. Ong und AD Roberts J. nat. Rubb. Res ,, 1 (1), 41 & ndash; 50 (1986). Tabelle 5 (unten) ist besonders interessant. Zwischen rohem Naturkautschuk und Plexiglas verringerte sich der Reibungskoeffizient von 4,1 im trockenen Zustand auf 2,6 im nassen Zustand und 1,5 im nassen Zustand mit Salzlösung. Ein ähnlicher Trend wurde bei der Gummi-auf-Gummi-Reibung beobachtet. Mit anderen Worten, in diesem System gibt es in Salzwasser etwa 60% des Griffs im Vergleich zu sauberem Wasser. Aus der Beschriftung: "Stickslip-Bewegung trat tendenziell auf und war maximal Reibungskoeffizienten werden mit "(meine Betonung) angegeben. Es ist nicht klar, ob dies für alle Fälle oder nur für die im vorhergehenden Satz genannten Salzlösungen gilt.

Ong & Roberts Tabelle 5

Mein Journalzugriff erstreckt sich nicht auf Referenz 3 aus diesem Artikel , Kautschukreibung in wässrigen Lösungen, die Ionen enthalten , TPMortimer & KCLudema, Wear Volume 28, Ausgabe 2, Mai 1974, Seiten 197-206. In der Zusammenfassung dieses letzteren Papiers heißt es jedoch:

Bei der Wasserschmierung von Schwarzkautschuk bei langsamen Geschwindigkeiten und niedrigen Drücken wird gezeigt, dass die Schmierfähigkeit von Wasser durch Zugabe von Elektrolyten zum Wasser verbessert wird. Es wird angenommen, dass sich negative Ionen aus der Elektrolytlösung auf jeder Gleitfläche sammeln, sich gegenseitig abstoßen und die enge Annäherung zweier Gleitflächen verhindern. Somit existiert ein dickerer Wasserfilm zwischen den Gleitflächen als wenn die Ionenschichten nicht existieren würden. Der dickere Film führt zu einer verringerten viskosen Widerstandskraft, die geringer ist als die herkömmliche Hydrodynamik.

Die Verringerung der Reibung um ~ 40% aus der oben angegebenen Tabelle reicht aus, um einen angemessenen Sicherheitsspielraum beim Greifen zu negieren. Wenn ich dies auf meinen Fall anwende, vermute ich, dass auch ein Element des Peches ins Spiel kam: Dass ein winziger Schlupf nicht mehr wiederherstellbar war, weil die Gesamtreibung zu gering war. Dies wäre insbesondere dann der Fall, wenn erwartet wird, dass die dynamische (Gleit-) Reibung geringer ist als die Rollreibung. Daher ist zusätzlicher Grip erforderlich, um einen Skid wiederherzustellen, anstatt ihn überhaupt zu vermeiden.

Weiterführende Literatur:

Chris H.
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Ich hatte den Verdacht, dass es einen echten Effekt gab, als ich die Frage stellte, wusste es aber nicht. Ich würde immer noch gerne einige Referenzen finden, die spezifischer für den Straßenverkehr sind (auch wenn Autos), und die Verlockung des Experimentierens ist groß.
Chris H
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Beeindruckende Arbeit - In meinem Land werden Straßen nie gesalzen, sondern stattdessen asphaltiert.
Criggie
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Ich habe Ihre Referenzen nicht überprüft, aber ich wäre überrascht, wenn "Ihre" Reibung keine Funktion der Konzentration ist, wobei der Sättigungspunkt eine Singularität ist. In Ihrer realen Lebenssituation kennen Sie die Salzkonzentration und ihre Variation entlang der Straßenoberfläche aufgrund vieler Dinge nicht. Ein Wasserschlupf mit einer Salzkonzentration nahe oder jenseits der Sättigung würde sich beispielsweise wie Öl verhalten.
StefG
@StefG das ist ein guter Punkt. Eine der Referenzen enthält einige Datenpunkte, die die Variation mit der Konzentration zeigen, jedoch nicht zur Sättigung führen. Alle Konzentrationen, die sie zeigen, sind reibungsärmer als sauberes Wasser. Sie berücksichtigen auch nicht den eingemischten Straßenschmutz. Mein realer Fall führt tatsächlich zu interessanten Phänomenen, die ebenfalls nicht angegangen werden: NaCl ist hygroskopisch und bildet auf jedem Kristall eine Pulverschicht, wenn es Wasser aus der Luft zieht; Außerdem war die Oberflächentemperatur über Nacht unter den Taupunkt der Luft gefallen und wieder gestiegen, wodurch mehr Wasser zur Verfügung stand.
Chris H
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@ Chris H: Ich habe die Referenzen immer noch nicht überprüft, aber normalerweise stammen solche Daten von idealen Randbedingungen. In Ihrem (unserem) Fall vermute ich, dass ein weiterer Unterschied auf die "Straßengrenze" der Situation zurückzuführen ist: ein (sehr) dünner Film aus Salzwasser-Mix, dh in der Nähe einer 2D-Probe. Im Vergleich zu einer 3D-Probe werden Diffusionsprozesse radikal verändert, was zu einer höheren Variation der Salzkonzentration bis zur "lokalen Sättigung" führt. Ebenso überwiegt der Einfluss der Salzwasser / Luft- oder - / Asphalt-Grenzphänomene - wie Sie es über die Folgen der hygroskopischen Natur erwähnt haben.
StefG