Halkfysik för gående och fordon

Slät och glatt is ger så dåligt grepp att små lutningar får gående på fall. Vägar blir oframkomliga för fordon om inga dubbdäck ruggar upp isen.

Särskilt lurigt är det om det halkskyddande gruset har smält ned under ytan i den genomskinliga isen som på videon nedan.

Att gå på ett buckligt isunderlag utan broddar kan vara omöjligt utan att halka. De lokala lutningarna behöver inte vara större än någon procent för att en odubbad sula ska börja glida.

Glider foten mer än cirka en decimeter faller även en ung frisk person vid normal gång. Det konstaterade vi i mitt forskarlag genom biomekaniska kraft- och rörelsemätningar på gående försökspersoner:
Hon testar skor på halkbana [VIDEO]

För att få fram krafter som motverkar glidrörelsen måste något bryta vattenfilmen, som uppstår när friktionsvärmen smälter isen i kontaktytan. Det gäller för både skosulor och dubbfria fordonsdäck.

Eftersom gående alltså inte klarar längre glidsträckor än någon centimeter, krävs broddar som förhindrar glidning.

För fordonshjul, däremot, behöver inga problem uppstå därför att det förekommer små glidrörelser under den tid som ett däcksegment är i kontakt med underlaget.

Däckgummit måste då få ‘orma sig’ omkring uppstickande fasta istoppar för att friktionskrafter ska kunna uppstå.

De så kallade friktionsdäcken för vinterbruk är därför mjuka med viskoelastiska egenskaper, som inte är önskvärda på barmark.

Men på en glatt isyta finns inget att drapera sig omkring. När smältvattenskiktet skiljer däckgummits molekyler från den fasta isens, uteblir därför friktionskrafterna. Det kan ingen materialutveckling ändra på:

Extrem ishalka för alla om ingen har dubbdäck [TV]
[TV-demo 2] [TV-demo 3]

Se också mina artiklar i ämnet på Newsmill och här med halka som sökord eller etikett.

Mjuka sulor och däck draperar sig alltså omkring underlagets ojämnheter. På barmark kan det minska friktionen på grund av så kallad elastohydrodynamisk separation.

I gånglabbet bekräftades fenomenet av mätresultaten. Av två skotyper med omönstrade sulmaterial kunde den hårdare typen ge större friktionskrafter än den mjukare.

Det är kanske inte så krångligt i praktiken som ordet antyder. Men låt mig återkomma med ett försök till förklaring, när vintersäsongen närmar sig sitt slut och vinterdäcken ska tas av.

Nu har ishalkan drabbat många människor i de senaste väderväxlingarna:

Onsdag 22 februari GP ber om tips
Många gående skadade i halkolyckor (DN, SvD)
E20 blockerad efter blixthalka (DN, GP, SR, SvD, SVT)
Halkkaos i Stockholmstrakten (DN, SvD)
Två allvarligt skadade i krock (GP, GT)

Måndag 20 februari
Förrädiskt på vägarna med växelvädret (SvD)
LÖGN: 20-tal lastbilar blockerar E6 (DN, HD, SvD)

Söndag 19 februari
Polisen och SMHI varnar för ishala vägar (GP)
Långa köer drabbar fjälltrafiken (DN, GP, SvD)
Hala småvägar i Stockholm (SvD)

Lördag 18 februari
Många avåkningar i blixthalka – SMHI varnar
(Olika TT-urval av DN, GP, SvD, SVT)

Fredag 17 februari
Nytt snöoväder i helgen (DN, GP 14:56, GP 15:00)
Helgens oväder följer sportlovsfirare (SVT)

Torsdag 16 februari
En person omkom i lastbilskrock (DN, SVT)
Varning för halka på vägarna (GP)
Kvinna svårt skadad i trafikolycka (DN)
Svåra trafikolyckor i Dalarna och Norrbotten (SVT)

Författare: Lennart Strandberg

Professor (emeritus) vid Linköpings universitet; Oberoende haveriutredare och olycksanalytiker i eget företag stop.se; Körkort A BE CE DE; Tävlingsförare i svenska bileliten och på mc i enduro; Experimentell och epidemiologisk forskning om trafikantbeteende, biomekanik och kördynamik i kritiska situationer; Professor i teknisk olycksfallsforskning vid tidigare Arbetsmedicinska institutet.

5 reaktioner till “Halkfysik för gående och fordon”

  1. Tack Stefan för intressant incidentrapport!

    Bilens halkande åt vänster som du nämner kan ha flera förklaringar.

    Din korta beskrivning gav mig intrycket att det var framvagnen som gled åt vänster utan tendenser till (bakvagns)sladd.

    Då räcker det med sidvind eller väglutning åt vänster för att luft- eller tyngdkrafterna ska bli större än vad framhjulens sidgrepp kan motverka.

    Sidgreppet minskar vid motorbromsning och vid ökande drivkraft.
    Större drivkraft krävs om farten ska ökas eller bibehållas vid vindbyar, motlut, etc.

    Lutade vägbanan åt vänster, eftersom du skriver *inåt* mot den andra körbanan?

    Körde du med farthållaren inkopplad?
    Då ökar drivkraften automatiskt vid ökat luftmotstånd eller uppförsbacke.
    Har bilen dessutom automatväxling, växlar automatiken ned om drivkraften annars inte räcker till för att hålla farten.

    Bilmärke och årsmodell? Antispinn? Antisladd?

    Klokt att gå över till dubbdäck, men se till så att du får stort utstick (minst en millimeter) och kör in däcken på barmark, så att dubbarnas flänsar får skära sig fast i gummit.
    På is greppar dubbarna bättre än omgivande gummi och rör sig därför i borrhålet, om inte flänsen hunnit fastna.

    Med framhjulsdrift bör du också kolla skillnaden i utstick mellan fram- och bakhjul.

    Eftersom barmarkskörningen sliter gummit mer på framhjulen (både styrande och drivande), brukar dubbutsticket bli större fram efter en tid.

    Då kan bilen lätt bli instabil och sladda med bakvagnen. Livsfarligt och svårt att häva!

    Skifta i så fall hjul fram-bak utan att byta sida (behåll samma rotationsriktning).

    Lycka till!

  2. Vi körde på raksträcka 19 Februari Uppland, det var halt och vi har
    friktionsdäck och framhjulsdriven bil. Plötsligt började vi halka åt
    vänster, inåt mot den andra körbanan. Läskigt om vi kommit längre och fått
    mötande…

    Förstår dock inte hur vi kunde glida så rakt ut åt vänster på raksträcka…

    Från och med nu blir det dubbdäck… Har redan beställt nya.

Dina insikter och konstruktiva förslag: