S T A T E N S V Ä G I N S T I T U T
S T O C K H O L M
R A P P O R T 30
BESTÄMNING AV TJÄLGRÄNS
I MARK MED ENKEL TYP AV
TJÄLGRÄNSMÄTARE
A Frost Depth IndicatorAV
R U N E G A N D A H L
Bestämning av tjälgräns i mark med enkel typ
av tjälgränsmätare
Inneh ållsförteckn in g
Exempel på några typer av tjälm ätningsinstrum ent... 3
Tjälgränsmätarens konstruktion ... 4
Tjälgränsmätarens montering i m a rk e n ... 7
Tjälgränsbestämningens u tfö ra n d e ... 8
Diskussion av m ätnoggrannhet...10
Tolkning av erhållna observationsvärden...14
Planerad komplettering till tjälgränsmätaren ...14
Tjälgränsmätarens användningsom råde...15 För många tekniska problem är tjälens läge i marken av stor betydelse.
Med hänsyn härtill är det av stort värde att under tjälningssäsongen på ett enkelt sätt kunna mäta såväl tjälens nedträngning som avsmält ning i marken samt att vid olika tidpunkter kunna registrera det tjälade lagrets tjocklek och utbredning i marken. I sådant syfte har den i det följande beskrivna tjälgränsmätaren konstruerats. Först skall emellertid något nämnas om andra lösningar av tjälmätnings- problemet.
Exempel på några typer av tjälmätningsinstrument
Vid Statens geotekniska institut har konstruerats en tjälmätare, vars funktion grundar sig på den starkt utpräglade skillnaden i elektrisk ledningsförmåga hos frusen och ofrusen jord. Denna tjälm ätare håller f. n. på att utprovas. I Tyskland har en tjälmätare, »Frostindikator», redan använts under fältförhållanden. Observationsvärden för en vin tersäsong har publicerats och diskuterats (2 och 3).
Den tyska frostindikatorn har som skydd ett betongrör med en inre diameter av 1 dm. I detta befinner sig en insats, som uppdelar betong röret i segment på 1 dm längd. I varje sådant segment finns en indi katorkropp, en med skumgummi och indikatorvätska fylld guinmi- hylsa, vilken genom en stav står i förbindelse med apparatens övre ände. Vid markens tjälning stelnar vätskan i gummihylsan, vilket kan
registreras genom att man uppifrån med fingerkraft försöker trycka ned undervarande stav. Detta är ej möjligt när vätskan stelnat. Indi katorvätskans sammansättning anges icke i den tyska apparatbeskriv ningen, men kan förmodas vara vatten eller någon vattenlösning. Denna tjälmätare uppges ha givit goda värden på tjälzonens vertikala utsträckning i marken.
Tjälgränsmätarens konstruktion
Försöken med den tyska tjälindikatorn gav klara upplysningar om att ett tjälinstrum ent av mycket robust konstruktion, grundad på en enkel princip kunde ge värden på tjäldjup, som i varje fall för prak tiskt bruk var fullt tillförlitliga. Det tyska tillvägagångssättet kan be traktas som en mera direkt mätmetod än den först nämnda metoden och av den anledningen att föredra. Det ansågs sålunda lämpligt att i varje fall i första hand söka lösningen enligt en mätmetod, som närmast överensstämde med den tyska. Den tyska metoden kunde därjämte synbarligen förenklas, vartill kom att mätområdet, som om fattade intervallet 0-10 dm icke var tillräckligt för större delen av vårt land. Mätnoggrannheten hos den tyska metoden ansågs ej heller fullt tillfredsställande. Vid konstruktionsarbetet har eftersträvats att få fram en tjälgränsmätare, som ger för praktiskt bruk tillräckligt noggranna värden, är enkel till sin konstruktion samt lätthanterlig och billig.
Själva mätinstrumentet utgöres av ett plastglasrör med yttre dia metern 15 mm och längden 2 eller 2,5 m. Inuti röret mellan dess änd punkter, som är slutna, är en gummislang inspänd. Utrymmet mellan gummislang och insida av plastglasrör är fyllt med indikatorvätska, som utgöres av destillerat vatten blåfärgat med metylenblått eller annat liknande färgämne. Plastglasröret är graderat i 5 cm intervall. Det skyddas, då det är i funktion, av ett grövre foderrör av plastglas. När mätaren med foderrör monteras i exempelvis en vägkropp bör den skyddas i sin övre del av en tät dosa med skruvlock, vilket bör ligga i nivå med slitlagrets överyta. För att förankra dosan i vägen bör dosan vara försedd med vingar, platta el. dyl. Förutom själva det konstruktiva utförandet har valet av material i mätarens olika delar stor betydelse för mätarens noggrannhet. Värmeutbyte mellan mätare och mark skall ske i horisontalled. Mätröret bör sålunda icke vara bättre värmeledare än omgivande jord, ty i sådant fall skulle risk förefinnas att kölden trängde ned hastigare längs mätaren, varvid denna skulle ge för högt värde på tjälzonens tjocklek. Värmelednings- koefficienter för olika jordarter samt för plexiglas (plastglas) och
1 a
Fig. 1 a. Tjälgränsmätaren isärtagen. De olika delarna ut
göres av A) instrumentröret eller den egentliga tjälgräns mätaren, B) foderrör, G) förankring, D) markskyddets skyddsrör, E) markskyddets skruvlock med fäste för in strumentröret, F) markskyddets överdel. Skala: foder rörets längd är 150 cm.
Fig. 1 b. Tjälgränsmätaren monterad för användning i väg.
Vid montering i åkermark erfordras som skydd endast foderröret (Fig. 1 a B).
andra material anges i tabell I. Tabellvärdena ha benäget ställts till förfogande av fil. lic. E. Saare.
Som framgår av tabellen synes plastglas med hänsyn till att dess värmeledningsförmåga är mindre än jordens vara ett lämpligt material för tjälgränsmätare i jord. Såväl luft som vatten har låga värden och kan sålunda inte förorsaka några felkällor. Isens goda värmelednings förmåga gör den jämförbar med naturliga jordmaterial. Emellertid
Ta b e l l I.
Material Torr volymvikt Vattenhalt% Värmelednings- koefficient kcal/m • h • °G Sandigt grus 2,0 3 2,0 Grovmo 1,6 9 1,1 Mjäla 1,5 25 1,2 Lätt mellanlera 1,2 51,4 1,18 Styv » 1,03 65 0,88 Styv lera 1,3 34,8 1,1 Moränlera 1,8 16 2,0 Is — 10°C — — 1,98! Vatten — — 0,50* Luft — — 0,020! Plexiglas (plastglas) — — 0,16 1 Från Be s k o w (1), omräknade värden.
bör anmärkas att tabellvärdena gäller icke tjälad jord. Frusen jords värmeledningsförmåga är nämligen högre än de värden, som anges i tabellen, varför icke heller isen i mätaren kan förorsaka några större fel i mätarangivelsen. På grund av att luft såväl som vatten är inne slutet i långa trånga rum i mätaren kan icke heller någon värmetrans port i störande mängd ske genom konvektionsströmning.
För att möjliggöra observation skall instrumentröret därjämte vara genomskinligt och även denna fordran uppfylles väl av plastmaterialet. Den gummislang, som är inspänd mellan rörets båda ändar medför, att vattnets volymsutvidgning vid isbildning kan äga rum utan risk för rörets söndersprängning. Till gummislangens uppgifter hör även att reducera vätskevolymen i röret, vilket medför, att instrumentets känslighet för vertikala variationer hos tjälgränsen ökas, på grund av att relativt ringa värmeutbyte mellan mark och indikatorvätska er fordras för att överföra vatten till is och tvärtom. Under tjällossningen kan gummislangen dessutom få den funktionen, att den fixerar kvar varande isbildning i mätaren. Denna is strävar på grund av sin i för hållande till vatten lägre specifika vikt att röra sig uppåt under senare delen av tjällossningen, då den rådande marktemperaturen ligger vid 0°C och isen tinat upp närmast rörväggarna, och sålunda kontakten där kan ha upphört.
Destillerat vatten fryser till is vid 0°C. Den ringa mängd av metylen- blått färgämne, som är tillsatt vattnet, förändrar icke märkbart lös ningens fryspunkt. Vid frysning övergår vid 0°C vattenmolekylerna till iskristaller. Dessa förmår icke i sig innesluta, ockludera, de stora
färgämnesmolekylerna, men likväl koncentreras färgämnet i sådan mängd i sprickor och andra håligheter i isen att vid upptining det frigjorda färgämnet ånyo kan blåfärga vattnet. I detta sammanhang kan nämnas, att gummislangen har ytterligare en funktion utöver tidigare nämnda, nämligen på så sätt, att den tjänar som avsättnings plats för det färgämne, som vid frysning av indikatorvätskan icke blivit inneslutet i isen. Effekten är sålunda den, att i den del av mäta ren, i vilken temperaturen är under 0°C, ger mätaren ett färglöst utslag, och i den del där den är över 0°C ett blåfärgat utslag. På så sätt kan tjälmätaren betraktas som en enkel termometer.
Instrumentröret skyddas, då det är nedfört i mätläge i marken, av ett grövre plastglasrör, som tjänar som foder. Till foderrör kan även användas annat material än plastglas, under förutsättning att värme ledningsförmågan hos materialet icke väsentligt överstiger jordmate rialets ledningsförmåga. Plastmaterialet, som uppfyller denna fordran, är emellertid lämpligt för nämnda ändamål även ur den synpunkten, att det är relativt lätt böjligt och därför icke så lätt brister till följd av markrörelserna.
Tjälgränsmätarens montering i marken
Mätaren bör lämpligen anbringas i mätläge i marken, innan tjäl- ningen påbörjats. Montering går i princip så till, att i marken upp- sondas ett hål med sådan diameter att foderrör med instrumentrör nätt och jäm t kan nedskjutas. Man bör ej upptaga hål i marken genom grävning eller borrning med grövre borr, enär återfyllnadsmassorna då ej kommer att representera naturlig lagring, vilket förhållande kan orsaka missvisande värden.
Den metod, som kommer till användning för uppsondning av erfor derligt hål i marken, är beroende av jordartstypen. För vissa jordar av sedimenttyp såsom vattenrik finmo och lera kan en enkel sondstång (spett e. d.) användas, som ofta kan neddrivas för hand. I steniga jordar, ex. morän, måste någon typ av borrmaskin med lämpligt dimensionerat borrstål användas. Vid de försök, som hittills utförts, har hålen uppsondats med användande av specialgjorda spetsar, som varit något grövre än själva borrstängerna. I vägar har steniga-sandiga lager på detta sätt penetrerats med hjälp av en enkel, bärbar borr maskin. Det erbjuder i allmänhet inga större svårigheter att komma ned i marken med sondverktygen, däremot kila dessa ofta fast vid uppdragning, varför i stenig och grusig mark en borrlyft har använts.
Efter det hålet i marken färdigställts, nedstickes foderrör med tjäl- gränsmätare. Den för vägar erforderliga skyddsdosan monteras sedan
2 3
Fig. 2. Sondning av hål för montering av tjälgränsmätaren. Vägbanan har först
uppbrutits och underliggande överbyggnad genomgrävts. Vid montering i åkermark bestående av sediment jordar kan uppsondn ingen ske manuellt med hjälp av enkla sondverktyg.
Fig. 3. Tjälgränsmätaren nedföres i markskydd och foderrör och markskyddslocket
tillskruvas. Utgrävda jordmassor återföras och packas väl intill mätaren. Ovanpå markskyddsplåten anbringas ev. asfaltm assa. Efter utförd montering synes endast markskyddets skruvlock, vars diameter är ca 3 cm.
kring apparatens överände. Vid montering i vägar kan det även vara nödvändigt att förankra foderröret så, att det under tjällyftning och tjälåtergång behåller sitt läge i marken och icke »fryser upp» och där igenom skadas av trafiken. Om tjälgränsmätaren placeras i åkermark eller liknande bör mätaren antingen sticka upp över markytan så högt, att den icke kommer att täckas av den kommande vinterns snötäcke, eller också förses med en enkel förlängning samt skyddas av en trä trumma eller liknande.
Figurerna 1-5 visar tjälgränsmätaren, några moment vid montering samt mätare uppdragen ur foderröret i och för observation.
Tjä l gränsbestämn in g en s utförande
Utom vid de tillfällen då observation av mätaren utföres, skall in strumentet vara helt nedsänkt i foderröret och tillhörande skydds
Fig. 4. Tjälgränsmätaren är uppdragen för observation. Tjäldjupet synes vid ob
servationstillfället vara ca 50 cm.
anordningar i funktion. Skyddsdosans lock skall vara tillslutet och väl infettat för att hindra smältvatten att tränga in i mätaren. Om avsikten är att undersöka tjälförhållandena i exempelvis åkermark eller på en plats för jordarbeten, måste noga tillses att snöförhållan dena icke ändras vid mätaren genom trafik eller på annat sätt. Ned trampas snön i närheten av mätaren, kommer tjälen nämligen här att tränga djupare ned i marken än eljest skulle ha skett på grund av att snön är mindre värmeisolerande i komprimerat än i luckert tillstånd.
Bestämning av tjälzonens gränser sker på så sätt, att instrumentröret uppdrages ur sitt foderrör, varefter på skalan observeras utsträck ningen av den ofärgade delen, dvs. den frusna delen av indikatorlös ningen. Efter avläsning nedföres instrumentröret åter i marken. För en viss lokal kan under vinterns köldperiod mätarröret ha avfärgats exempelvis mellan 0 och 100 cm, vilket innebär att tjälen sträcker sig från markytan och ned till 100 cm under denna. När tjällossningen sedan inträder på våren blåfärgas den övre delen av m ätarröret exem pelvis delen 0-25 cm antydande det upptinade skiktet av marken, medan delen 25-100 cm fortfarande är färglös och sålunda anger att denna zon i marken fortfarande är frusen. Gränsen mellan färglös (tjälad) och färgad (otjälad) vätska i mätaren blir synnerligen distinkt
Fig. 5. Närbild av tjälgränsmätaren uppdragen för observation. Tjäldjupet var vid
observationstillfället 141 cm.
i någorlunda fuktiga jordar. I tämligen torrt stenigt grus och liknande kan en diffus övergångszon på ca 5 cm med delvis frusen indikator vätska uppstå, sannolikt beroende på att kylans nedträngning i nämnda grovkorniga materialtyp med relativt stora öppna porer icke sker med en jämn, väl markerad tjälgränsyta utan med en ojämn frontyta. Vid avläsning bör denna övergångszon icke medräknas i det tjälade skiktet.
När mätaren varit i bruk under en vintersäsong och tjälen gått helt ur marken, kan en del luft ha anrikats i övre änden av in strumentröret. Detta avhjälpes genom att ny metylenblålösning på- fylles med en härför särskilt avsedd påfyllnadsflaska.
Diskussion au mätnoggrannhet
Jordpartiklarna åstadkommer en fryspunktsnedsättning hos jordvatt net. Härom framhåller Be s k o w (1, sid. 19 6 ) sammanfattningsvis: »För
-T a b e l l II.
Jordart
Tj älgränstemperatur — °G
Gränser Genomsnitt
Mellansand (endast »fuktig» = 6 % H20) 0,015-0,02 __
Moig morän, Enebyberg, Stockholm 0,02 -0,08 0,05
Finmo, S. Sunderbyn, Norrbotten 0,15 -0,2 —
Lätt mellanlera, Ram vik, Västernorrland © o 0,5
ryckande och tillbakaryckande tjälen i det närmaste densamma, och blott obetydligt under 0°C. För tjälskjutande jordar råder en avsevärd skillnad mellan tjälgränstemperaturen vid frysning och smältning: den tillbakaryckande (smältande) tjälens gränstemperatur är 0°C eller endast ytterst obetydligt därunder, medan vid pågående tjälning tem peraturen vid tjälgränsen är avsevärt nedsatt, mer ju finkornigare jordarten är eller ju hastigare tjälningen sker.»
Be s k o w anger i tabell II tjälgränstemperaturer för några olika
jordarter.
Av vikt för uppskattning av tjälgränsens och 0°-isotermens inbördes läge är att känna den i marken rådande temperaturgradienten. Be s k o w
framhåller sammanfattningsvis därom i nyss citerade arbete: »Vid tjälningens början är gradienten vid tjälgränsen ca 0,1°C/cm, men avtager med under vinterns lopp retarderad hastighet, och är vid års skiftet ca 0,05°C/cm, vid vinterns slut ca 0,02-0,03°C/cm.» Dessa värden gäller mellansvenska terränger. I Norrland blir gradientvär- dena lägre.
Om tjälningstemperaturen för en lätt mellanlera sättes till -0,5° C och temperaturgradienten under tjälgränsen till 0,05°C/cm gäller att för tiden omkring årsskiftet skulle 0°-isotermen komma att ligga 10 cm lägre än själva tjälgränsen i leran. Vid tiden för maximalt tjäldjup skulle motsvarande skillnad bli 20 cm, om temperaturgradienten då antages vara 0,025° C/cm.
Det i ovanstående överslagsberäkning använda värdet på tempera turen vid tjälgränsen har empiriskt bestämts av Be s k o w vid labora-
torieförsök. Det innefattar i sig summan av temperatursänkningen på grund av fryspunktsnedsättning och underkylning. Be s k o w har gjort
en sammanställning i diagramform (1 sid. 38), som åskådliggör frys- punktsnedsättningens beroende av jordens vattenhalt för ett flertal jordar från fraktionsmaterialet 0,05-0,02 mm till mycket styv lera. Jordpartiklarnas fryspunktsnedsättande verkan sjunker med ökad
vat- Tjäl-gränser enl. mätare cm Tjäl- gränser i marken cm Jordart Fuktighetshalt
% mellan uppSkillnad mätt och observerad tjälgräns, cm Anm. ovanför tj älgräns tjälgränsunder 0 - 40 0 - 40 mjälig finmo 74,1 39,6 0 0- 64 0 - 62 finmoig grovmo 27,4 7,9 + 2 0- 56 0 - 57 » » 8,6 13,3 - 1 > borrning 0- 68 0 - 68 mjälig finmo 57,6 41,6 0 0-100 0-100 finmoig grovmo 21,8 15,4 0 0- 99 0- 98 » » 15,9 17,5 + 1 71-111 72-110 » » — — + 1; +1 64-128 64-128 » » — — 0; 0 61-136 60-137 » » __ __ + 1; - 1 uppgrävning 0- 43 0- 40 styv lera 19,8 16,1 + 3 0- 44 0- 40 » » 18,0 21,4 + 4 0- 37 0- 34 » » 19,3 19,6 + 3
tenhalt. Vid 40 % vattenhalt i lera, vilket för våra svenska leror av styvare typ icke är ovanligt, understiger fryspunktsnedsättningen 0,1° C. Denna nedsättning är emellertid icke tillräcklig för att förklara de av B e s k o w experimentellt funna värdena på vissa jordarters tjäl-
gränstemperaturer. Orsaken anger Beskow vara, att under tjälnings- processen underkylning råder.
Man får i detta sammanhang skilja mellan lera, som tjälar första gången, och en redan tidigare tjälad lera. Den förut icke tjälade leran saknar på större djup (inom såplerzonen) de små heterogeniteter, hål rum i form av sprickor, maskhål, rotkanaler o. d., som kan tjäna som begynnelsepunkter för iskristallisationen. En tidigare tjälad lera har genom tjälningsprocessen (samt uttorkning m. m.) förändrat sin sprickstruktur mot ett tätare spricknät, och markvattnet i detta är icke utsatt för någon större fryspunktsnedsättande verkan eller under kylning. Här bör sålunda 0°-isoterm och tjälgräns nära överens stämma. Det stora avståndet mellan 0°-isoterm och tjälgräns på 20 cm, som erhållits enligt teoretiska beräkningar med användande av värden från laboratorieförsök, bör gälla för tjälning i förut icke tjälad mark. Man torde icke erhålla differenser av dylik storleksordning i fält.
För att kontrollera hur de värden, som observeras med tjälgräns mätaren, förhåller sig till de värden på tjältjocklekar, som uppmätes direkt i marken i tjälgränsmätarens omedelbara närhet, har prov borrningar med tjälborr och provgrävningar utförts. Några resultat framgår av tabell III.
Man kan icke räkna med att utföra exakta jämförelser mellan en med instrument uppmätt tjälgräns och observerad tjälgräns i marken. Tjälgränsmätaren ger för de flesta jordar ett entydigt utslag för tjälen i marken. Vid makroskopisk bestämning av tjälgräns i mark stöter man ofta på stora svårigheter på grund av att denna gräns är mycket diffus och sålunda övergången från tjälad till otjälad jord i m ark profilen kan sträcka sig över flera cm. I starkt fuktiga någorlunda grovkorniga jordar (sand-finmo) är gränsen välmarkerad och håll fastheten stor inom tjälade partier och låg inom otjälade. Tämligen torra, grusiga och sandiga jordar tjälar utan att hållfastheten ökar nämnvärt. I heterogent tjälande jordar, dit alla leror hör, anrikas isen skiktvis medan jorden mellan skikten kan vara ofrusen och mjuk. Den nedre tjälgränsen i leror är inte skarp. De närmast gränsen längst ned i tjälzonen förekommande isanrikningarna består i en normal styv torrskorpelera av enstaka iskristaller i hålrummen dvs. i sprickor, rotkanaler o. d. I jämförelse med 0°-isotermen kommer nedre tjäl gränsen att ligga högre i markprofilen. Avståndet mellan tjälgräns och 0°-isoterm bestämmes av ett flertal faktorer, varav lerans styvleksgrad, struktur (spricksystemets uppbyggnad) och vattenhalt är några av de viktigare. I de leror, i vilka kontrollobservationer utförts, var vatten halten låg och i sprickorna fanns inget vatten i nivå med tjälgränsen. Om de provade lerornas spricksystem hade varit vattenfyllda, vilket för provlokalen i fråga är fallet efter sen och stor höstnederbörd, skulle vattnet i sprickorna under tjälningen ha frusit till is och där igenom bättre överensstämmelse ha uppträtt mellan observerbar tjäl gräns i marken, 0°-isoterm och med mätaren registrerad tjälgräns. De jämförande provningarna har skett, dels genom att borrhål upptagits genom tjälskorpan, dels genom att en provgrop uppgrävts intill tjälgränsmätaren. Den senare metoden ger större möjligheter till en exakt jämförelse. Borrningarna måste nämligen ske ett stycke ifrån mätaren, 0,5-1,0 m, varvid vid jämförelse mellan tjälgränserna en viss osäkerhet inkommer på grund av markytans och tjälgränsytans ojämna form. Emellertid torde man av de redovisade kontrollerna kunna dra den slutsatsen, att den största avvikelsen som man behöver räkna med är + 5 cm för de normala, styva torrskorpelerorna och ingen för ren grovmo och grovkornigare jordar. För mellanjordarterna, jordar av finmo- och m jälakaraktär, torde avvikelsen icke överstiga + 1 cm. För gruppen lättlera och mellanlera torde felet ligga mellan -f- 1 och -f- 3 cm. Fortfarande pågår dessa jämförande undersökningar, varvid särskilt intresse ägnas lerorna.
I många sammanhang är det inte tjäldjupet man är direkt intresse rad av. Det för byggnadsverksamheten så betydelsefulla »frostfria»
dju-pet är icke detsamma som maximala tjäldjudju-pet, utan snarare frys- djupet, dvs. det djup under vilket vatten, i ledningar o. d., icke fryser. Tjälgränsmätaren kan sålunda även betecknas som en frysgränsmätare och i så fall ge exakta upplysningar om frysrisker för vattenledningar o. d. i marken.
Tolkning av erhållna observationsvärden
Värmen strömmar från områden med högre temperatur till områden med lägre temperatur, eller om man ser saken från motsatt synpunkt sker köldströmmen från punkter med låg temperatur till punkter med högre temperatur. Tjälgränsmätaren kommer således vintertid normalt att avkylas tillsammans med marklagren med början från markytan och nedåt. Den hastighet och det djup, till vilket kölden tränger ned, är beroende av ett flertal faktorer bl. a. av värmeledningsförmåga och värmekapacitet1 hos jordmaterialet. Dessa faktorer är beroende av jordartens typ och vattenhalt, varför köldnedträngningen blir beroende av markens aktuella status. För en heterogen mark av exempelvis stenig moränkaraktär eller ett i sidled växlande sediment gäller, att kölden tränger ned med olika hastighet vid olika markpunkter, som ligger horisontalt förskjutna i förhållande till varandra. Detta innebär, att även när markytan är plan och horisontell, kommer 0°-isotermen att ligga på varierande djup inom ett visst fältavsnitt. En uppmätning av tjäldjup på en punkt kommer alltså icke att ange det verkliga tjäldjupet på andra punkter inom samma heterogena område. I än högre grad blir detta fallet om på vissa punkter isoleringar i markytan i form av vegetation, snötäcke etc. hindrar värmeutbytet mellan at mosfärens luft och marken. Tjälgränsm ätarna bör därför utplaceras på representativa lägen och i erforderligt antal, och vid inter- eller extrapolering för uppritning av tjälgränsytorna måste hänsyn tagas till markbetäckning och markuppbyggnad.
Planerad komplettering till tjälgränsmätaren
Med tjälgränsmätaren erhålles, som framgår av det ovan sagda, nöjaktigt noggranna värden på tjälskiktets tjocklek och läge i marken. Ett i samband med tjälgränsmätningar ofta förekommande önskemål är, att kunna mäta även tjällyftning och återgående tjälrörelser. För närvarande provas olika tillsatser till tjälgränsm ätaren för att åstad komma denna komplettering. Hittills gjorda försök visar, att tjälgräns mätaren kan utformas på sådant sätt, att man med hjälp av densamma kan avläsa tjällyftningns storlek samtidigt med att tjäldjupet noteras.
Tjälgränsmätarens användning sområde
Med tjälgränsmätaren kan man observera, när tjälen börjar ned tränga i marken, hur snabbt den tränger ned och till vilket djup. Man kan vid vilken tidpunkt som helst avläsa tjälskiktets tjocklek och läge i markprofilen. Det är möjligt att studera tjällossningsförloppet och man kan med stor noggrannhet bestämma den tidpunkt, när tjälen definitivt gått ur marken, — allt av betydelse såväl ur praktisk-teknisk som rent forskningsmässig synpunkt. Följande exempel på några användningsområden kan nämnas:
Studium av tjälens nedträngning i olika jordarter med hänsyn till inverkande faktorer såsom temperatur och snötäcke.
Bestämning av maximalt och tillfälligt tjäldjup (frysdjup), för olika delar av landet.
Studium av perenn tjäle i vissa delar av nordliga Sverige. Observation av tjälförhållanden i vägar och flygfält.
Observation av tjälning och tjälåtergång i åker- och skogsmark. Notering av tjällossningens slut vid byggnadsplatser, ex. damm byggnader.
Refererad litteratur
1. B e s k o w , G u n n a r , Tjälbildningen och tjällyftningen, med särskild hänsyn
till vägar och järnvägar, Statens väginstitut, Meddelande 48, Stock holm 1935.
2. Neue Baumaschinen und Geräte, Frostindikator, Strasse und Autobalin, Februar 1954, Heft 2.
3. K u b le r , G e o r g , Die Anzeigegenauigkeit des Frostindikators, Ein Beitrag
zum Studium des Frostverlaufs im Boden, Strasse und Autobalin, September 1954, Heft 9.
Förteckning
över rapporter från Svenska V äginstitutet och Statens V äginstitut
1. Erfarenheter från provvägen vid Bålsta under åren 1932 och 1933, av N. von Matern och S. Hallberg...1933 2. Yägbeläggningar på landsbygdens allmänna vägar i Sverige den 1
januari 1934 ... 1934 3. Yägbeläggningar på landsbygdens allmänna vägar i Sverige den 1
januari 1935. {Utgången)... 1935 4. Hyvelblandning på kustvägen norr om Kalmar år 1935, av N. von
Matern ...1936
5. Yägbeläggningar på landsbygdens allmänna vägar i Sverige den 1
januari 1936 1936
6. Yägbeläggningar på landsbygdens allmänna vägar i Sverige den 1 januari 1937 ... 1937 7. Yägbeläggningar på landsbygdens allmänna vägar i Sverige den 1
januari 1938 ... 1938 8. Yägbeläggningar på landsbygdens allmänna vägar i Sverige den 1
januari 1939 ... 1939 9. Maskinblandning av grusvägbana Södra Åsbo 1938-1939, av G.
Beskow. ( Utgången) ...1939
10. Yägbeläggningar på landsbygdens allmänna vägar i Sverige den 1 januari 1940 ... 1940 11. Möjligheter till ökad användning av sulfitlut i Sverige...1940 12. Bomullsväv som inlägg i bituminösa beläggningar, av S. Hallberg
och A. H je lm é r...1941 13. Vägbeläggningar på landsbygdens allmänna vägar i Sverige den 1
januari 1941 1941
14. Några undersökningar av sulfitlut, av H. A r n f e lt...1941 15. Provväg med olika pågrus vid Derome i Hallands län, av A. Hjelmér
och B. L i l j e q v i s t ...1941 16. Avnötningsmätare på sm ågatstensbeläggningar...1941 17. Vägbeläggningar på landsbygdens allmänna vägar i Sverige den 1
januari 1943. ( Utgången) ... 1943 18. Möjligheter att använda hård rumänsk asfalt till vägbeläggningar,
av S. H a llb e r g ...1943 19. Förslag till enhetlig benämning av bituminösa bindemedel. Uniform
Classification of Bituminous Products According to their Tempera tures at a Viscosity of 500 centistokes, av S. Hallberg. (Omtryckt) . 1945 20. Kalciumkloridens dammbindningsförmåga vid låg temperatur. On
the Dust Binding Capacity of Calcium Chloride at Low Tempera ture, av H. A r n f e l t ...1948
21. Stenkolstjärans lämplighet som tillsats till asfalt vid ytbehandling. Coal Tar as an Admixture to Asphalts for Surface Treatments, av
Sten H allberg... 1948
22. Bestämning av kornstorlek med hydrometer. Analysis of Particle Size with Hydrometer, av Rune Gandahl ...1952 23. Försök med en beläggningssladd. A Multiple-blade-drag for Bitumi
nous Retread Work, av Sten H a llberg ...1953 24. Some Research on Bituminous Materials at the Road Research
Laboratory, Great Britain. Några undersökningar av bituminösa material i England, av A. R. L e e ...1953 25. Vidhäftningen mellan bituminösa bindemedel och stenmaterial och
dess betydelse för vägbeläggningar. A short Treatise on the Adhe sion of Bituminous Binders and Aggregates and its Importance to Road Pavements, av Sten H a llb e rg ... 1953 26. Undersökning av inverkan på asfaltbelagda banor av högt luft
tryck i flygplanringar. Influence of High Tire Inflation Pressure on Runway Asphalt Pavem ents...1954 27. Några problem rörande fri sikt i vägkurvor. Some Problems Con
cerning Sight Distance on Highway Curves, av N. von Matern och
L.-O. A i m ...1954
28. Studier och försök med sandning och saltning på vinterväglag, utförda åren 1953-1956 av statens väginstitut. Sand and Salt Treatments of Snow-Covered and Icy Roads. Test Carried Out by the State Road Institute of Sweden during the years of 1953-1956 . . . . 1956 29. Kort redogörelse för oljebehandling av grusvägar. A Brief Account
of Oil Treatment of Gravel Roads, av Sten Hallberg...1957 30. Bestämning av tjälgräns i mark med enkel typ av tjälgränsmätare.
