Плохие дороги – сущее бедствие не только для России. Во многих странах с обширной и сравнительно слабо заселенной территорией, покрытой редкой сетью грунтовых дорог, вездесущие колдобины являются главной причиной аварий и быстрого разрушения транспорта. Ученые и инженеры давно пытаются найти способ борьбы с ухабами, но все безуспешно. Даже не очень понятно, почему и как колдобины образуются. И ничего, кроме регулярного и дорогого выравнивания дороги бульдозером, пока никто не придумал.
Но теперь, возможно, дело сдвинется с мертвой точки. С колдобинами решили разобраться ученые из Кембриджа вместе с коллегами из Франции и Канады. Прежде всего, была изготовлена простая экспериментальная установка, которая позволила понять закономерности образования ям. По краю круглого стола насыпали ровный слой песка, стол крутили, катя по песку резиновое колесо, и наблюдали за поверхностью песка. С дюжину оборотов песок оставался ровным, но потом в одном месте возникала выбоина, которая быстро росла и множилась, пока вся «дорога» не становилась похожей на стиральную доску.
Оказалось, что процесс образования колдобин зависит лишь от плотности материала дороги, скорости движения колеса и его удельного давления. Разный песок и даже замена песка длиннозерным рисом ничего не меняли. Более тяжелые автомобили приводят к образованию более коротких и невысоких колдобин. Существует критическая скорость, выше которой ровная поверхность дороги становится внутренне неустойчивой и неизбежно покрывается выбоинами. Для автомобилей это всего-навсего восемь километров в час. Выводы экспериментаторов вскоре подтвердились численным моделированием.