MAA
Õhutemperatuur alla 0 ⁰ C
Külmunud
Teekate
Pinnase poorides olev vesi jäätub külmumispiiril.
Alus
Jää Külmumata
Külmunud pinnas
Külmunud
Külmumispiirist allpool olev vesi liigub kapillaarjõudude toel üles ja liitub juba jäätnud veega.
Külmumispiir
Külmumata Vee liikumine
Kapillaartõus
Külmumata pinnas
Külmunud
Jäätumine jätkub, moodustades jääläätse. Mahumuutus põhjustab külmakerke.
Külmakerge
Jäälääts
Joonis 1. Külmakergete tekkemehhanism
Vee liikumine Külmumata
Allikas: J. P. Mahoney 1984. The Evaluation of Frost Related Effects on Pavements. Final Report. Washingtoni osariigi transpordiministeerium.
Pinnase külmakerkelisuse hindamine Olgugi et külmakerked on pakkunud ehitusinseneridele peamurd- mist juba aegade algusest, on nende täpne tuvastamine jätkuvalt keeruline. Eri riikides ja teadustöödes on välja pakutud rohkelt mee- todeid, kuid need põhinevad kohalikul kogemusel ja on küsitava täpsusega. Head universaalset lahendust ei ole senini. Tänapäeval saab külmakerkelisuse hindamise meetodid jagada laias laastus kaheks – otsesed ja kaudsed. Otseste meetoditega mõõdetakse külmakerget kas konkreetsel teelõigul või laboris. Objektil hinnatakse tee või ebatasasuse kõrguse muutust teatud ajavahemike tagant geodeetiliselt, viimasel ajal aina enam 3D-ska- neerimisega. Laboris luuakse pinnases soodsad tingimused külma- kerke tekkeks ja selle ulatust hinnatakse peaasjalikult silindrilise proovikeha kõrguse kasvu põhjal. Otsesed meetodid on tihtipeale aeganõudvad ja kallid ning nõuavad eriaparatuuri, mis seab kohe piirid nende laialdasemaks kasutami- seks praktikas, näiteks tee all oleva või tööde käigus kasutatud materjali kontrollimiseks. Üldiselt ongi selliste meetodite eesmärgid pigem akadeemilised, et hankida valdkonnast uusi teadmisi ja luua täpsemaid seoseid kaudsete meetoditega. Kaudsed meetodid on palju lihtsamad ja väiksema ajakuluga ning seetõttu tihti rakendatavad. Samas on need ka ebatäpsemad või liiga diskrimineerivad, liigitades külmakerkeliseks ka pinnase, mis
Kolmandaks peab pinnas olema külmakerkeohtlik. Mitte iga pinnas ei osutu kahe esimese tingimuse täitumisel külmakerkeliseks. Üldi- selt on külmakerkeohutud nn puhtad liivad ja kruusad (mölli sisal- dusega alla 5%). Mölli (osised alla 0,063 mm) ja savi (osised alla 0,002 mm) sisalduse kasvuga muutub pinnas eri määral külma- kerkeohtlikuks. Suure mölli- ja saviosiste sisaldusega pinnas käitub kui pesukäsn, imades endasse niiskust. Sellise pinnase kuivamisaeg on samuti võrdlemisi pikk. Lisaks mõjutavad mölli- ja saviosised pinnase pooride suurust ja kuju selliselt, et vesi saab paremini kapil- laarjõudude toimel liikuda. Kuidas külmakerge tekib? Teekonstruktsiooni pinnase poorides sisalduva vee jäätumisel tekivad nn jääläätsed: läätsekujulised külmunud massiivid. Nende horisontaalne läbimõõt võib tee all ulatuda lausa paari meetrini. Edasisel külmumisel jätkub jääläätsede kasv külmumisega samas suunas (peamiselt vertikaalselt), mis on tingitud külmumispiiri eda- siliikumisest ja kapillaarjõududest – pinnases olev vesi liigub jää- läätse poole, liitub sellega ning muutub osaks jääläätsest. Jääläätse kasvades suureneb ka tee külmakerge. Erijuhtudel võib külmakerke- lise materjali kihi paksus kasvada lausa 70% – seda põhjustavad mitu kihiti asetsevat läätse pinnases. Jääläätse kasv lõpeb, kui vesi saab otsa või teekonstruktsiooni temperatuur ei ole enam sobiv jäätumise jätkumiseks (saavutatud on maksimaalne külmumissügavus).
64
TEEJUHT / NR 3
Powered by FlippingBook