v KX © ) eQkg:f 2 CU ss Sv! eclå iN0347-6049 å % z 2 k f y r de2063 i343 , KX P- u fackla d attt ha > 4 Lä s y f i 5 Mins i 3 K 3 f k å * $ Dnshu f ' 9» 8 _
National Road&Traffic Research
Z 3 kli $ & i $ 23 å & % 3 ä 8 $ ä 3 k s 5 i 4 © 0 $ deti % f t 3 % d . $ kr A sir s 5 - S 3 ke. 3 t 1 YoBs t äv tlvie 3 45 ' k) i 3 2 4 fe" i 3 4 al ä i i i åt nå i i sv Slide ke i % 3 Å, P ke k A k i F 7 ä gel S i "10 f 3 4 $ 3 * each so _$-58101 Linköping - Sweden k å i $ % kö 3 + ie 20 + # * i X 23 $ x k % å Söke 3 mir s * 22 s % $ r ig 4 a s # ä i ä o 3 i - f ; K * > 2 $4 ä ou jk x x$ i Te pl sk lv stt 4 2 + f äe ler Na: 5
2 3 i . © % 2 4 j i i
Nr 238 - 1980 Statens väg- och trafikinstitut (VTI) ° 581 01 Linköping
ISSN 0347-6049 National Road 8: Traffic Research Institute - S-581 01 Linköping - Sweden
Temperaturförhållanden i vägar sommartid
Mätningar vid provfält Linköping 1976
under juni-augusti 1978
FÖRORD
Vid Statens Väg- och trafikinstitut (VTI) byggdes 1976 ett halkprovningsfält, kallat Halkfält Linköping 1976, med syfte att studera halka på olika överbyggnader. Vid fältet finns ett flertal olika överbyggnadstyper representerade. Fältet har beskrivits i VTI Meddelande nr 27 och halkundersökningar har redovisats i VTI Med-delande nr 56, 144 och 207.
Efter önskemål om att även undersöka temperaturer på och i olika vägöverbyggnader sommartid, utfördes mät-ningar vid halkfältet under juni - augusti 1978. I
föreliggande rapport redovisas resultat från dessa mät-ningar.
Undersökningarna vid halkfältet bedrivs som egen forsk-ning med bidrag från Statens Vägverk.
Linköping i november 1980
INNEHÅLLSFÖRTECKNING SAMMANFATTNING
1. INLEDNING
2. TEORETISKA ASPEKTER
2.1 Strålning
2.2 Värmetekniska egenskaper hos Vägbyggnads-material
3. PROVFÄLT LINKÖPING 1976. UPPBYGGNAD OCH INSTRUMENTERING
4. RESULTAT AV MÄTNINGAR JUNI - AUGUSTI 1978
5.
Yttemperaturens variation på olika Väg-överbyggnader
Yttemperaturens fördelning sommartid
Temperaturer i överbyggnaden SAMMANFATTANDE KOMMENTARER LITTERATURFÖRTECKNING BILAGOR VTI MEDDELANDE 238 sid 13 13 22\ 22 30 32
Temperaturförhâllanden 1 vägar sommartid.
Mätningar vid provfält Linköping 1976 under juni-augusti 1978.
av Kent Gustafson
Statens väg- och trafikinstitut (VTI)
581 01 LINKÖPING
SAMMANFATTNING
Hösten 1976 anlades ett provfält med ett flertal olika
vägkonstruktioner vid Statens väg- och trafikinstitut,
VTI, i Linköping. Under juni-augusti 1978 undersöktes temperaturförhållanden i vägkonstruktioner sommartid vid provfältet, och i meddelandet redovisas resultat från mätningarna.
Provfältet har 34 olika väguppbyggnader som represen-terar både konventionella vägtyper och olika värme-isolerade vägsektioner. Fältet är rikligt instrumente-rat för automatisk registrering av bl a lufttempeinstrumente-ratur, yttemperatur, temperaturer i marken och
strålnings-balans.
Resultatet av mätningarna vid provfältet under juni-augusti har visat följande.
1) Strålningsbalansen påverkar yttemperaturen starkt och vid klart väder är yttemperatur-skillnaderna stora mellan dag och natt.
2) Yttemperaturen är i allmänhet högre än luft-temperaturen och vid stor solinstrålning kan
skillnaden inte sällan uppgå till ca ZOOC.
3) Värmeledningstalet hos materialen nära ytan på-verkar yttemperaturen. Material med relativt låg värmeledningsförmåga, t ex bergkross, ger upphov till högre maxtemperatur och lägre
4)
5)
6)
7)
II
temperatur än vad som är fallet för material med högre Värmeledningsförmåga, t ex grus och
sand.
Största temperatursvängningarna på ytan upp-kommer för värmeisolerade sektioner med isole-ringslagret placerat nära ytan.
Isolerade överbyggnader har något högre yttempe-ratur än motsvarande oisolerade p g a
isoler-skiktets inverkan.
Temperatursvängningarna på olika nivåer i en väg är förskjutna i tiden. Svängningarna är ock-så dämpade nedåt i överbyggnaden och dygnsvaria-tionen når ned till ca 30-40 cm djup för en
oisolerad uppbyggnad.
I en värmeisolerad överbyggnad är temperaturerna i allmänhet högre ovanför och lägre under iso-leringen vid jämförelse med motsvarande nivåer
under oisolerade förhållanden.
III
Thermal conditions in roads in summer. Measurements at
Test field Linköping 1976 during june - august 1978. by Kent Gustafson
The National Swedish Road and Traffic Research Insti-tute (VTI)
Fack
8-581 01 LINKÖPING
SUMMARY
During the autumn of 1976 a test field, called Linköping 1976, was built at the National Swedish Road and Traffic Research Institute (VTI) in Linköping. The field was
primary built with the aim of studying icing on different roadbases, but during the months june, july and august of 1978 temperature conditions in roads in summer were studied; In this report some results from these measure-ments are given.
The test field COHSiStS'Of 34 sections, which all have
a surface area of approximately 1.5 m2. In the field
conventional roadbases as well as roadbases insulated
with plastic foam are represented, see figure 1.
The test field has been instrumented for the purpose of measuring surface temperatures, temperatures in the roadbase, air temperature, air humidity and net radia-tion. Measurement data were recorded automatically every hour by a data acquisition system.
A brief summary of the results and some comments follow
below.
1) The radiation balance has a very strong influence on the surface temperature. When the solar radiation is high; there is7a big daily variation in surface .
' temperatüres:Surfaée7temperáturés betwééh + 1.00c " *
and + 60.50C have been recorded.IV [Conventional roadbases
...'I \ M* 45"' 5:1' _'o't'ifüf .6131. A 5 p 0 o ' . . . . : _ . . . : . .. l:||<' Ål ,' . .0.0 0 _ . . . . A 0.'.v. 'U' . H.: 7 , i? ...I'll-Iliållllll niin-III-:ÄI--IIJ 3 4 5.1".5' . . . . 742-714: 9 m thicknesseSJOf insulation 4 _r * 4'le '4.1. 'k '421.' 4'. M*
n ' " m 'lll'tOtll'l'lllll
Asphalt concrete Cmshed stone Sand
MHHPIastic foam
C:j Bitmmen bound gravel sin Base course gravel E:JTMacadam.
Figure.l. Roadbase types at the test field
VTI MEDDELANDE 238
0 I . i . 13 m . I c . . 'HHDUIIII'II'I'I Uninsulatedlsection .with a fhick layer of ihitümen Hound gravel7-' *. - r'
-4-'.l .
2) The surface temperature is generally higher than the air temperature and temperature differences of ZOOC have not seldom been recorded during clear days.
3) During the summer of 1978 air temperatures between_w 2.7 and 30.00C have been measured 2,0 m over the roadsurface. During the same period the surface temperature on for instance section 1, constructed of gravel, Varied between 8.00C and 49.50C.
4) The thermal conductivity of the road materials,
especially of those placed near the surface, affects the surface temperature. Materials with relatively low thermal conductivity, for instance crushed stone, causes higher maximum and lower minimum temperatures than materials with higher thermal conductivity, for instance gravel and sand.
5) The maximum daily temperature variation on the sur-face (1.0_- 60.50C) has been measured on section 5, insulated 4 cm under the pavement surfaCe.
6) Insulated roadbases have somewhat higher surface temperatures than corresponding uninsulated road bases, due to the insulating layer.
7) The daily temperature variations reaches about
30 - 40 cm into a conventional roadbase.
8) The temperatures are generally higher above and lower under the insulation in an insulated roadbase compared with corresponding levels in an uninsulated
roadbase.
1. INLEDNING
Hösten 1976 anlades ett provfält vid Statens väg- och trafikinstitut (VTI) i Linköping, se karta i bilaga 1. Syftet med undersökningarna vid fältet var att studera halka på olika vägöverbyggnader vintertid och fältet har därför fått namnet Halkfält Linköping 1976. Byggan-det och instrumentering av fältet har beskrivits i VTI Meddelande 27, Gustafson, K 1977. Halkundersökningar, bl a temperaturmätningar och friktionsmätningar, har
utförts vintersäsongerna 1976/77-1979/80 och resultat
har beskrivits i VTI Meddelanden 56, 144 och 207, Gustafson,.K 1977, 1979 och 1980.
Under juni-augusti 1978 undersöktes temperaturförhållan-den i vägkonstruktioner sommartid vid provfältet. I
_detta meddelande redovisas resultatet av dessa tempera-turmätningar. Då undersökningarna inte gäller någon form av halka betecknas inte fältet för halkfält, utan kallas i detta meddelande för provfält.
Provfältet har ett stort antal olika sektioner som representerar både konventionella vägtyper och olika värmeisolerade överbyggnadskonstruktioner. Fältet är rikligt instrumenterat för automatisk registrering av bl a lufttemperatur, yttemperatur och strålningsbalans.
Resultaten från provfältsmätningarna sommaren 1978 be-skriver hur temperaturen varierar på ytan av och i olika vägöverbyggnader. Min-, max- och medelvärden av yttemperaturen redovisas och inflytelsen.av olika väg-byggnadsmaterial och Vägkonstruktioner kommenteras.
2. TEORETISKA ASPEKTER
Temperaturförhållandena i en vägkropp och på vägbe-läggningen styrs av energibalansen på ytan. Energi-' balansen vid vägytan uttrycks vanligen med ekvationen
QS = QT o (1 - a) - QL+ + QL+ = : QG : QH i QLE (1)
I fig 1 har energibalansens olika komponenter uppritats och den helt dominerande faktorn är strålningsbalansen QS, som därmed har stor betydelse för temperaturen på vägen. Strålningen utgörs av en kortvågig del QT (1 - a) och en långvågig del QLT och QL+7 Övriga komponenter i energibalansen är värmeutbytet med underliggande mark-lager (QG), värmeutbytet med luften genom ledning och konvektion (QH), latent värme vidavdunstning eller kondensation samt värmeutbyte vid nederbörd (QLE).
2.1 Strålning
Strålningsbalansen QS, varmed avses den resulterande strålningsenergi per ytenhet som vägytan absorberar eller avger under en viss tid, består av flera kompo-nenter, se fig 1. Strålningen delas upp beroende på ,våglängd i kortvågig resp långvågig strålning.
Kort-vågig strålning har en våglängd som ligger i iñêêêäâilét
0,3 till 4 um medan långvågig strålning har en våglängd
mellan 4 och 50 um.
Qs = QTW'H " 0 ""QL+5;<QL+
-i
'
(2)
Mot vägytan infaller kortvågig strålning i form av direkt solstrålning och diffus himmelstrålning. Den direkta solstrålningen infaller från klar himmel, medan den diffusa himmelstrålningen uppkommer genom
spridning då solstrålningen passerar gasanhopningar, moln eller liknande. Den direkta solinstrålningen och
VTI MEDDELANDE 238
Figur 1. Energibalansen på en vögyta.
(Efter Noss,1975)
Värmeutbyte med under...
liggande marklager
Qo-.den diffusa himmelstrålningen brukar gemensamt kallas för globalstrålnin
g
QT-Av den infallande globalstrålningen kommer en del att reflekteras av vägytan medan övrig strålningsenergi absorberas och övergår till värme. Hur stor del av den
infallande strålningen som absorberas beror främst av ytans absorbtionsförmåga, strålningens infallsvinkel och dess våglängd. Ytors reflektionsförmåga för kort-Vågig strålning betecknas albedo och denna är till största delen beroende av ytans färg. Generellt kan sägas att ljusa ytor reflekterar mycket mer än mörka. En svart asfaltyta absorberar därför mer kortvågig strålning än en ljus betongyta. Viss inverkan på ytans albedo har också fuktighetsförhållanden på ytan och ytmaterialet. Nedan i tabell 1 har några.olika ytors
albedo sammanställts.
VTI MEDDELANDE 238
Tabell 1. Absorbtions- och emissionskoefficienter för några olika ytor (efter Heiersted, 1976)
kortvågig
'långvågiq
albedo = d 1 - d e
_Asfalt 0.02-O.15 0.85°Oe98 0.98 3
Betong
0.2 -0.4
0.60-0.80 0.95 (0.71-0.88*)
Grus 0.1 -O.3 0.70-O.9O 0.92 Is, smältande 0.4 -O.7 0-30-O.60 0.97
Nysnö
0.75-0.95
0.05-0.25 0.82-0.99
'Gammal snö 0.4 -0.7 O.30-O.60 0.89 Rimfrost 0.95 0.05 0.99
Vit målning (ZnO) 0.82
' 0418
0.95
Vatten 0.05-O.1 .0.90-O.95 0.96 (* enl Sellers, Physical Climatology)
Värmeutstrålningen (QLÃ) från en vägyta är långvågig och kan beräknas enl Stefan Bolzmans lag:
4
QLå = sOTo
(3)
där TO-= ytans absoluta temperatur, K
8 = emissionskoefficient för långvågig strålning
0 = Stefan Bolzmans konstant 5.77 ° 10-8 W/m2K4
Emissionskoefficienten s är också lika med ytans absorbtionskoefficient för långvågig strålning och i tabell 1 har även denna sammanställts för några olika ytor. Alla ytor har hög emissions- och absorbtionsför-måga för långvågig strålning och är i det närmaste oberoende av färgen på ytan. Den enda yta som skiljer sig något från övriga är som synes torr betong, som har lägre emissionsförmåga.
In mot vägytan faller också långvågig strålning QL+ atmosfärisk tillbakastrålning, som är utstrålning från gaser (vattenånga, CO2 etc) i den nedersta delen av atmosfären..Storleken på QL+ kan beräknas enl formel av Ångström (Geiger, 1975) och gäller för molnfri himmel
Q
L+-
= 0T 4 (a'-*b310'ce)w
Le
*
w
.
H
(4)
där TL »= absoluta lufttemperaturen uppmätt i ' termografbur, K
a, b, c = konstanter aWJO.82 bn10.25
CWJO.13 (enl Geiger 1975) e = vattenångtrycket, mm Hg
a, b, c är empiriska konstanter och varierar för olika platser. Andra empiriska formler för beräkning av QL+
finns; t ex Brunts ekvation och Swinbanks ekvation, men
Ångströms formel är den mest
använda-Med (3) och (4) insatt i strålningsbalansen (2) får denna utseendet
Q
S
= QT
(1 - d) + EGT 4'(a -"b"* 10*ce)'+le0T 4.(5).-L
0
-w
Strålningen inverkar olika på en ljus och en mörk väg-yta,.vilket kan avläsas ur tabell 1. En mörk yta absor-berar mer av den kortvågiga globalstrålningen än en ljus yta, och den maximala yttemperaturen blir därför högst på den mörka ytan. Någon direkt skillnad i ytornas minimitemperatur blir det dock inte eftersom både en ljus och en mörk yta har mycket lika absorb-tions- och emissionsförmåga för långvågig värmestrål-ning.Nattetid är QT noll och strålningsbalansen på ytan blir därvid
-ce 4 (6)
_
4
_
QS - EUT (a b 10 ) eoTO
L
Den första delen (QL+) i (6) kompenserar endast delvis den andra komponenten (QL+) i (6) och totalt sett har vi utstrålning från vägytan. Storleken på utstrålningen beror bl a av luft och yttemperatur.
Ekvationerna (4) och (6) gäller som påpekats vid moln-fri himmel, men olika samband har provats för att gälla även under molniga förhållanden. I Norge (Noss, 1975) har man funnit god överensstämmelse med följande sam-band
2 CW = 1 + 0,27 N
GW är återstrålningens förändring vid olika
faktor N där 0 g N § 1.'EkvationåtÄTNkan därmed uti" gig*
tryokas som
-ce
sv_
4
_
o
2
QLL- oTL
(a
b
10
)
(1 + 0,27 N )
2.2 Värmetekniska egenskaper hos Vägbyggnads-" material
Ehergibalansen, främst strålning, styr yttemperaturens
variation på en Vägyta. Genom i första hand ledning .sker Värmetransport i Vägkroppen, och värmeströmning"
sker från högre temperatur till lägre temperatur. Upp-komna temperaturer i VägkrOppen är.bl a beroende av de ingående materialens värmeledningsförmåga och Värme-kapacitet. Dessa egenskaper skall här kortfattat be-skrivas för några olika vägbyggnadsmaterial.
Nedan i tabell 2 anges varmeledningsförmågan för några
olika mineraliska material och värmeisolerande material.
Tabell 2. Densitet och Värmeledningsförmåga hos några Vägbyggnadsmaterial. (Ur Frost i Jord nr 17,
1976)
Material
DensitEt ."W
Värmelednings-kg/dm3 förmåga (W K)m Å ofruset Bergkross 1.65 i 0-15 1.1 i 0.4 Grus, medel 1.95 i 0.15 1.5 i 0.5 Sand, medel 1.85 i 0.15 1.65 i 0.55 Lera .1.4 i 0.2 1.15 i 0.25 Asfaltbetong - 1.4 i 0.4 Betong - 2.5 i 1.0 Cellplast 0.04 0.03 (Styrofoam HI) g
;Ovanstående Värdenkan betraktas som typiska för varje materialslag, men p g a t ex mineralsammansättning, g
och vatteninnehåll (för jordarter), bitumeninnehåll, hål-rumsvolym och ledningsförmåga hos stenmaterialet (för asfaltbetong), samt fuktinnehåll (för isolering) kan variationerna i värmeledningsförmågan i Vissa fall vara
större eller mindre.
För mineraliska material beror värmeledningsförmågan till stor del på materialets densitet, vattenhalt och 'de ingående mineralens ledningsförmåga. Material med
låg densitet har lägre ledningsförmåga genom att antalet kontaktpunkter där värmeledning kan ske är mindre. ökat vatteninnehåll ger ökad ledningsförmåga..Bergkross, som har låg densitet och innehåller mycket lite vatten har därför lägre värmeledningsförmåga än t ex grus och sand.
Material med relativt låg värmeledningsförmåga, som, placeras nära vägytan påverkar yttemperaturen något olika vid positiv resp negativ strålningsbalans. Vid instrålning medför låg ledningsförmåga att mindre
-värme strömmar nedåt i konstruktionen och ytlagret blir därför mer uppvärmt med högre yttemperatur som följd. Vid utstrålning avkyls konstruktionen däremot mer och
lägre yttemperatur uppkommer p g a att mindre mängd värme strömmar upp till ytan för att kompensera ut-strålad energi.
Extremfallet av ovanstående resonemang är material med mycket lågt värmeledningstal, d v 5 värmeisolerande material. Cellplast är ett material som används för att bromsa tjälens nedträngning i vägöverbyggnad och undergrund. Materialets extremt låga värmeledningstal,
Å=M 0,03 W/mK, gör att det inte kan placeras alltför nära ytan p g a avkylningseffekten vid utstrålning under höst och vinter. Vid cellplastisolering placeras därför lagret vanligtvis på ca 50 cm djup och ovanför-liggande lager är av grus- och sandmaterial för att tjänstgöra som en Värmebuffert.
Yttemperaturen är också beroende av värmekapaciteten hos överbyggnadsmaterialen. Torra material uppvisar relativt små skillnader i värmekapacitet, medan vatten-halten har stor betydelse hos fuktiga material. Ett
fuktigt och finkornigt material har exempelvis större
värmekapacitet än ett torrt och grovkornigare material. Hög värmekapacitet hos material nära vägytan innebär att temperatursvängningarna på ytan blir mindre än för material med låg värmekapacitet. Vintertid har
'detta förhållande avgörande betydelse för halkuppkomst. Vid utstrålning beror avkylningens storlek på hur
snabbt värme kan ledas upp för att kompensera utstrålad energi, d v 5 beroende av värmeledningsförmågan och hur stor värmemängd som finns tillgänglig, d v 5 värme-kapaciteten. Värmemängden tas till stor del från ned-kylning och frysning av vattnet i materialet.
3. PROVFÄLT LINKÖPING 1976. UPPBYGGNAD OCH IN-STRUMENTERING
Provfältet Linköping 1976 byggdes under sommaren och hösten 1976 och bestod från början av 34 sektioner med olika uppbyggnad. Fältet har senare kompletterats med ytterligare överbyggnadskonstruktioner. Mätningarna under sommaren 1978 och bearbetningen av dessa omfattar dock de ursprungliga 34 sektionerna.
Sektionerna byggdes i en grav som schaktats vid VTI's provvägshallar, se fig 2. För att eliminera
värme-strömning mellan de olika sektionerna har varje sektion isolerats med 5 cm cellplast på sidorna.
Alla material packades väl med jordstamp och på fältet lades därefter en konventionell Ab-beläggning med as-faltläggare. För att erhålla en beläggningsyta som efterliknar en yta som varit utsatt för trafikbelast-ning, sandblästrades fältet. Tre av sektionerna, 31 - 33
försågs därefter med enkel ytbehandling, Y1.
Fi ur 2. Provfältets byggande
Varje sektion har en yta som är ca 1,5 m2. I bilaga 2 är alla sektioner uppritade med material- och mått-angivelser. Följande typer av överbyggnadskonstruktioner finns representerade vid fältet
Sektion 1 - 4, 34 Konventionella oisolerade över-byggnader. 1 - 3 och 34 är grus-bitumenöverbyggnader, GBÖ och sektion 4 är en bergbitumen över-byggnad, BBÖ.
Sektion 5 - 14 Sektioner isolerade med 5 cm cell-plast på olika djup. Sek 5 - 9 är utförda utan bitumenstabiliserat grus (BG) medan sek 10 - 14 har BG-lager.
Sektion 15 - 22 Sektioner isolerade med 3 cm resp 8 cm cellplast.
11
Sektion 23 - 26 Sektioner isolerade med 5 cm cell-plast på 50 cm djup. Sektionerna har varierande bärlagermaterial.
Sektion 27 - 28 Isolerade sektioner med bärlager av sand resp makadam.
Sektion 29 - 30 Isolerade bergbitumenöverbyggnader.
Sektion 31 - 33 Samma överbyggnad som sek 1,8 och 29. Till skillnad från övriga sek-tioner har dessa seksek-tioner en YI-beläggning.
Instrumenteringen av provfältet âskâdliggöres schema-v
tiskt i figur 3.
vv I " § ' ' 1= Ytümnperafur 2 = Temperatur '1 vögöverbyggnod 3= Lufttemperotur 4: LUfikaüghei 5= Nettostrålning6= Regisfreringsutruswing
(dofctoggen hålremssfans) Figur 3. Provfältets instrumentering.12
Yttemperaturen (1 i fig 3) på alla de olika sektionerna mäts med resistiVa temperaturgivare (Pt 100) av folie-typ. Givarna är klistrade på ytan för att god termisk kontakt skall uppnås, och eftersom de tunna givarna har mycket liten massa kan differensen mellan den upp-mätta temperaturen och den faktiska yttemperaturen an-ses vara mycket liten.
Temperaturen på olika nivåer i vägöverbyggnaden (2 i fig 3) mäts i sektionerna 1 - 4, 8, 12, 14 och 29. I bilaga 3 visas placeringen av de resistiva temperatur-givarna, som är kapslade och av typ Pt 100.
Lufttemperaturen (3) mäts på två nivåer, 0,1 och 2,0 m över markytan. Mätningarna utförs med resistiva tempe-raturgivare, typ Pt 100. Lufttemperaturen mäts på två nivåer bl a för att undersöka skillnaderna mellan , temperaturen uppmätt på den iåkiiñägsammanhang vanligeny använda nivån 2,0 m och nivån alldeles ovanförbelägg-ningsytan.
Relativa luftfuktigheten (4) mäts liksom lufttempera-. turen på nivåerna 2,0 och 0,1 m över markytan. Fuktig-hetsmätaren är en elektrisk hygrometer.
Strålningsbalansen eller nettostrålningen är skillnaden mellan inkommande och utgående strålning oavsett vilken våglängd strålningen har. Strålningsbalansen över prov-fältet (5) uppmäts med en strålningsbalansmätare av typ CSIRO.CN1 Radiometer. 1
Uppmätning och registrering av temperaturer, luftfuktig-het och-strålningsbalans sker med ett.automatiskt
data-insamlingssystem, en datalogger (6)..Registreringen av mätvärden sker på hålremsa och intervalltiden har valts till 1 timma. Bearbetning av hålremsorna har därefter utförts med hjälp av institutets dator NorD 10.
13
4. 'RESULTAT AV MÄTNINGAR JUNI - AUGUSTI 1978
Mätningarna vid provfältet har omfattat tidsperioden 1978-06-01 - 08-30, och registrering av mätdata har gjorts varje timma. På grund av bl a semestrar och instrumentfel har ett visst bortfall av mätningar
förekommit och detta har uppgått till ca 30 % av tids-perioden ovan.
Temperaturförhållanden på och i en vägöverbyggnad beror av ett flertal faktorer. Man kan bl a särskilja logiska och vägbyggnadstekniska faktorer.Iill de meteoro-logiskafaktorerna hör de olika komponenterna (strål-ningsbalans, nederbörd, lufttemperatur etc) som ingår i energibalansen på vägytan. Vid provfältet har kli-matets inverkan på de termiska förhållandena studerats och yttemperaturens variation med strålningsbalans och lufttemperatur har bl a undersöktsf*
Vägbyggnadstekniska faktorer som påverkar temperaturerna i en väg är t ex överbyggnadskonstruktionen, värmetek-niska egenskaper hos vägbyggnadsmaterialen och belägg-ningens färg. Undersökningarna vid provfältet har bl a visat hur temperaturerna varierar i en vägöverbyggnad beroende på
- typ av vägöverbyggnad
värmeisolerad - icke värmeisolerad)grusbitumen - resp
bergbitumenöverbyggnad
- bärlagermaterialet
bärlagergrus, bitumenstabiliserat grus BG, bergkross
4.1 Yttemperaturens variation på olika vägöver-byggnader *
Medelvärden och extremvärden av yttemperaturen har
14
räknats för månaderna juni - augusti 1978 för ett antal sektioner vid provfältet. Medelvärdet är beräknat som
medelvärde av månadens dygnsmedelvärden, som i sin tur
beräknats enl 5 = l ä? 1%. där Ti = temperaturen
dygn 24 1:1 timme i
Maxvärdet under en månad är det största dygnsmaxvärdet under aktuell månad. Maxvärdet under ett dygn är den högsta temperatur som avlästs under dygnet. Ett dygn har vid dessa extremvärdesbestämningar antagits gälla
mellan tiderna kl 1900 - 1900, vilket är det vanliga
intervallet vid SMHI's bestämningar av ett dygns max-och mintemperatur. Minvärdet under en månad har bestämts på motsvarande sätt.
I tabell 3 redovisas medel- och extremvärden för yt-temperaturen-under juni, juli och augusti. Motsvarande värden för lufttemperaturen har beräknats och redovisas
också.
Skillnaderna i yttemperatur under en månad är stora. Den högst uppmätta yttemperaturen är + 60,50C på den högt isolerade sektion 5 under juni månad och den lägsta
är i 0,0 (OC) på samma sektion under augusti månad.
När det gäller de oisolerade sektionerna 1, 2, 3, 4 och 34 har de största dygnsvariationerna förekommit på den bergkrossuppbyggda sektion 4. Denna överbyggnad har någon grad lägre månadsminvärde och ca 2 - 30C 'högre maxvärde än övriga oisolerade sektioner. Orsaken
är bergkrossens lägre värmeledningstal. Vid instrålning är värmeströmningen nedåt i vägöverbyggnaden mindre i bergkrosSfallet än för t ex bärlagergurs och BG, och
lagret närmast ytan uppvärms därför mer. Vi får en högre maxtemperatur. Vid negativ strålningsbalans, ut-strålning, avkyls bergkrossen mer än bärlagergruset p g a att den lägre värmeledningsförmågan försvårar kompensationen av värme från underliggande lager, jfr broar och värmeisolerade vägar. Mintemperaturen blir
Tabell 3. Provfält Linköping1976. Medel-, min- och maxvärden av
yttemperaturen på några sektioner och lufttemperaturen
under tiden juni - augusti 1978
Sek juni juli augusti
;min medel max min imedel max min medel max
1
, 8,0
25,6
49,5
11,2 24,6
48,6
8,5
21,0
42,1
2
7,6
25,1
48,6
10,2 23,8 '47,7
8,1
20,5
41,1
3
7,5
25,5
50,0
10,8 24,5
49,1
8,1
20,8
42,6
4
7,0
26,0-
52,0
10,3 25,0
51,2
7,5
21,1
44,3
5
1,0
25,4
60,5
5,2 24,7
57,8
0,0
20,1
49,7
6
9,5
26,7
49,2
11,7 25,1
48,8
7,5
21,1
40,6
7
9,7
26,0
49,2
11,5 24,7
47,8
8,0
20,8 , 40,8
8
8,5
26,2
49,7
11,6 25,1
49,5
8,6
21,3
42,8
9 9,0 25,9 49,8 11,7 24,8 49,0 8,6 21,1 å 42,510
7,2
26,3
51,1
10,3 25,1
50,0
6,7 ' 20,8 2 41,7
11 ' 8,5 _ 25,9 A50,7' 10,7; 24,6 : 49,1
7,0
20,5 i 41,8
12
8,2 ' 26,6 fs1,2 ; 11,3 25,4-5 50,8
8,5 1 21,6'7'44,2J
1
§
,
13
8,2 26,2 52,0 3 11,2 25,1
50,3 8,1
21,2 43,8g
14
'8,3
26,4 50,6 11,5 25,4 - 50,7 8,6 21,6 _ 44,01
34 7,8 24,9 49,8 10,8 24,2 48,3 8,1 15,2 i 42,1 Lufttemp å-
l
ä
O,1m.öun3,8
17,9
32,3
7,6
17,8
32,0
3,5
15,2 5 30,0
2,0m.ö m2,7
16,9
30,0
7,0 17,2
30,0
2,8
30,0 g 25,0
enl SMHI station Malmslätt
Luft juni juli augusti
'
1
temp min medel max mini medel max min medel max
Zkaö.m4,1
15,3
28,7
6,5 15,2
28,0
1,2 I 14,8
28,5
16
därmed lägre på den bergkrossuppbyggda sektion 4 än på övriga oisolerade vägsektioner. Även bergkrossens lägre värmekapacitet, bl a ppg a låg vattenhalt, medverkar till att yttemperatursvängningarna blir större på denna
sektion.
På den bergkrossuppbyggda sektionen har temperaturer mellan 7,0 » 52,00C uppmätts under de aktuella sommar-månaderna. På övriga oisolerade sektioner har yttempera-turen varierat mellan 7,5 - 50,00C. Enligt samma resone-mang som ovan har sektioner med BG något större tempera-turområde än bärlagergrus, p g a BG'ns något lägre
värmeledningstal och värmekapacitet.
Skillnaderna i extremtemperaturer sommartid mellan
värmeisolerade och Oisolerade sektioner är relativt små, men ett undantag finns. Som visats tidigare har den toppisolerade sektion 5 markant lägre mintemperatur och
likäSå markant högre maXEêñPeratur än dejövriga
sek-tionerna. Det värmeisolerande skiktet hindrar värme att strömma nedåt under dagtid och upp till ytan natte-tid, jfr bergkrossen.
De isolerade sektionerna, dock inte extremkonstrukmr tionerna 5 och 10, har, som framgår av tabell 3, i allmänhet något högre min- och maxtemperatur än de oisolerade sektionerna. Isolerskiktet i kombination <med lagren ovanför detta, medför att det under dagtid
byggs upp en värmebuffert i lagren ovanför isoleringen. Denna buffert medverkar till att avkylningen blir
mindre under natten och därmed att mintemperaturen blir något högre.
I tabell 3 har också medel- och extremvärden medtagits för lufttemperaturen uppmättvid provfältet och vid - SMHI's närmast belägna mätstation. De mätvärden som
angivits från provfältet är något högre än de av
17
SMHI publiserade (Månadsöversikt över väderlek och vattentillgång i Sverige 1978, SMHI Årsbok Band 60
(1978) Del 1). Orsakerna är flera. Bortfallet av mät-värden är större från provfältsmätningarna, och för-farandet vid medelvärdesberäkningen liksom max- och minvärdesbestämningen är något olika. Den största
orsaken är dock förmodligen skillnaden i mätplats. An-givna värden från provfältet är uppmätta 0,1 och 2,0 m över en svart asfaltyta, medan uppmätningen vid SMHI'S station Malmslätt sker på nivån 2,0 m ovanför en gräs" yta. En svart asfaltyta och en gräsyta ger upphov till skillnader i strålningsbalans p g a olikheter i t ex färg, struktur och material.
Temperaturskillnaderna mellan vägytan och luften är som synes avsevärda. Yttemperaturen har som tidigare visats i allmänhet varierat mellan ca 7 - SOOC medan lufttemperaturens variationsomrâde varit ca 3 - 300g, Störst är m a 0 skillnaden i maxtemperatur. Den svarta asfaltytan absorberar största delen av solinstrâlningen och beläggningsytan uppvärms därför mycket kraftigt. Under en solig dag kan skillnaden mellan lufttemperatur och yttemperaturen på en konventionell väguppbyggnad vara upp till ca ZOOC.
Strålningsbalansen styr i hög grad temperaturen på en
vägyta. I fig 4 och 5 visas exempel på yttemperaturens
dygnsvariation på de oisolerade sektionerna 1 - 4 till-sammans med lufttemperaturens variatiOn samt strålnings-balansen. Figurerna visar två dygn, 1978-06016--17 och
1978-07-30--31, med mycket stor solinstrâlning och där-med där-med höga yttemperaturer. Yttemperaturen följer
mycket väl strålningsbalanskurvan i de två figurerna. Dock föreligger en tidsförskjutning av ca 1 - 2 timmar mellan kurvorna. Strålningsbalansen är t ex maximal omkring kl 1200 - 1300, medan yttemperaturen når
maximum vid 14-tiden.
F
i
?EHPEHHFUH HT) Uf. H NE T (USTHGI-.NINE L W m2
-12.03 E.DO uH.OO Dale: H.UC ?.03 12.53 18 00 ?L " 2H GC 2 .ü '2 33 3% UC 43.33 4H.CÖ 48.03 52.88
1_ \ ._l ... l, nu " ' _ a . E; I I I* (3 *155.3 *ICO C - F 503 HK) C \ .'|
nu; . v 1 ur 4 -.,_ V T I M E D D E L A N D E 23 8 H S S
HQ
L
. + _ Y mm K F åL . L.. 0 18 T T ;T E TUFT
T
bn. b ( 1 x) F | M I L. L _ . ' 1 p i p 2 B 3 [2 -a n U U V '1 ' V ! I , 'P I 3 I . . I L'Y T T E N P E R G T U R Mp 2 M 1 'B B R Q T U 3 *h r* tub -u-,2 , N (I) (I) C') ...1 FU'W S E K T :4.H ZLi CC-t-wq 0-»4 4..._ rara (3 Å_- Ä... .. .-i . n u OR -"1 : " . . . 5 A . ' L
2?
YT
TE
MP
ER
AT
UR
SE
KT
IO
N
3
1
4
P.) -'* 101: -! I ' _ \ . 18Am .3 C . n.. ...i ll... :J .6 J H. nuwy. . n... u.. FJ au w nu .nu . *ns \ Ii. .. H.. I '1 0. 0. ] nu_ nu w? . Fu Cult.. ..13 U1 -F w h 1h ...d . . MJ \ ?JOK 3 a. mA» . _.r. ...L 2 ...1 w 3 .h nu MC I.L 10 2 .J . b, 20 . Ä0 .. .. .L)l sJ L U S C 12 .3 3 r l 8 an an nr un ru) nc n Nf rr us ra nL NI Nc iüäâ '4 .0 .3 *V * + T p. r... F -H 03 D a l a äs 03 83 C' ( \-8 . L-_ 1
500 ..an Emm :mom Mmmm_ man Nunn mxnn om om man om
-4 I (J
§59 :DEF: <2. gizmzmnm Eäéfäio
.|$Y| zmqaamqmbrzwzm
|JWI. 4Hamznmmnacm xaamxnmmnacmm
m
|$+| *aamxnmmnacm mmxaHmz
m
nu .1 50-4 (#3 (. O N -* r n X 4 3-4 C3 17_ .L ILfl aaamxnmmnacm ILYI chaamxmmmmac:Al, I. I \ ä .. .. . Q \ \ tw«. .o 5.7..) D 9 V ...2. .2.u . . Vagn .. . . o. . . a b ... . ... . . M Q D 4 N N .. . .. . u n I!l"i--l-,l ) )
20%
P g a det klara vädret är temperaturskillnaderna stora mellan dag och natt i fig 4_och 5, De maximala yttempe-raturerna är relativt lika i de båda fallen. Minitempe-raturerna under natten skiljer sig däremot ganska
mycket, trots att strålningsbalansen underde båda dygnen är mycket lika. Orsaken är att det under som-marens gång byggs upp ett Värmemagasin i vägkroppen eftersom man sommartid har ett nettoöverskott i energi-balansen. P g a det uppkomna värmemagasinet blir min-temperaturerna därför högre i slutet av sommaren (fig
5) än i början (fig 4).
Under 78-06-16 (fig 4) har strålningsbalansen varierat något under eftermiddagen. Fluktuationen beror på att moln förekommit och eftersom de uppritade värdena är .momentanvärden vid varje hel timma kan enstaka moln
förorsaka en nedgång i strålningsbalansen. I detta fall rör det sig dock om mer än enstaka moln eftersom luft-och yttemperatur påverkats av variationen i strålningen.
Skillnaderna i yttemperatur mellan de konventionella,
oisolerade sektionerna är relativt små. Högst har
temperaturen varit på den bergkrossuppbyggda sektion 4, vilket beskrivits tidigare i detta avsnitt. I fig 4 och 5 framgår också tydligt de skillnader som före-ligger mellan yttemperatur och lufttemperatur och som kommenterats tidigare.
I fig 6 har yttemperaturens variation uppritats för några iSolerade sektioner och den oisolerade sektion 34 under dygnet 1978-08420--21. Skillnaderna i temperae
tur mellan de olika sektionerna är relativt små, men i
allmänhet är temperaturen högre på de isolerade sek-tionerna p g a det värmeisolerande skiktets inverkan.
21 48 .03 J
HH 83 /l TB K 36 03 98 .3 8 E 2 D' D: ng QD ;Zen:4:: 22-8 ád :3 ca :.21 5% % är å 4% i 4%* § 4* 4% 3 4%* å ä* 1 . 603 1333 1233 H33 1533 1803 2833 2233 ZHGC 233 §83 503 893 13::
Figur 6. HQLKFGLT VTI, MäTNINGQH 1978-08-20--21, YTTEHPEHQTUH
em '8 ,
Pâ SEK1
1' [ij :+
,10
+ 11
+ 12
+ 3%
w _ _ __-I|III f (2;XI' 'j rrl, _vztbfA' .. a '.. ° -: ' . 8 10 11 34 VTI MEDDELANDE 23822
4.2 -Yttemperaturens fördelning sommartid
Yttemperaturens fördelning för ett antal sektioner vid provfältet har beräknats för juni - augusti 1978.
Temperaturen har indelats i klasser med klassvidden SOC. Resultatet redovisas i tabellform i bilaga 4. Beräkning har skett för sektionerna 1 - 4, 8,10 - 12, 34 och för lufttemperaturen på nivån 0,1 m.
Skillnaderna i temperaturfördelningen är inte stora och i diagramform redovisas därför endast två sektioner samt lufttemperaturens fördelning. I fig 7 redovisas fördelningen för den oisolerade sektion 1, den norm-enligt isolerade sektion 12 och lufttemperaturen.
'Skillnaderna är relativt små mellan sektion 1 och 12 i diagrammen. Man kan dock se att den isolerade sektionens fördelning är förskjuten något mot högre temperaturer. D v 5 högre temperaturer har i allmänhet uppmätts
på den isolerade överbyggnaden jämfört med den oiso" lerade. I bilaga 4 kan man se att samma förhållande gäller för den bergkrossuppbyggda sektion 4 vid jäm-förelse med övriga oisolerade sektioner.
AV fördelningsdiagrammen i fig 7 framgår också mycket
klart skillnaden mellan vägyte- och lufttemperatur. Som tidigare visats är yttemperaturen i allmänhet
'. högre än lufttemperaturen sommartid.
4.3 J'Temperaturer i överbyggnaden
Energibalansen på en väg ger som resultat vägytans temperatur. Temperaturer i vägens olika materiallager och i undergrund beror förutom av yttemperaturen, också av bl a jord- coh vägmaterialens termiska egenskaper, fasändringar i materialen och värmetransport i jorden genom t ex fuktvandring. Teoretisk beräkning av
tim tim
500' 500'
400- 1.00 - '-7
300' ' 'ft 'l'- 300'* _-D
200- i Sektion 1 200' i_- Sektion 12
100n 100' 0 10 20 30 1.0 50(°C) o 10' 20 30 1.0 50 (°c thnl 500' 400' 300- Lufttemp'eratur
TotGL möttid: 1568 (tim) 20%
HD'
0
'-1
0
10
20
30t°c1
Figur 7. Provfält Linköping 1976. Yttemperaturens fördelning för sektionerna 1 och 12 samt lufttemperaturens fördelning juni-augusti 1978.
24
temperaturer blir mycket kompliceradePoChfüppmätning av vägtemperaturer i fält är därför av Vikt.
Temperaturen på olika nivåer i vägöverbyggnaden mäts vid några av provfältets sektioner. I fig 8 och 9 visas exempel på hur temperaturen varierar på olika nivåer under ett varmt sommardygn. Kurvorna gäller för dygnet
1978-07-30--31 och har uppritats för den oisolerade sektionen 3 och den normenligt isolerade sektionen 12.
Av fig 8 ser man att de olika temperaturkurvorna är förskjutna i tiden. Exempelvis inträffar maxtemperatur ca kl: 1400 på ytan, medan maximum redan på 3,5 cm djup, d v 5 direkt under Ab-lagret, är förskjutet till
kl. 160O. Maxtemperaturen på lägre liggande nivåer
in-träffar ytterligare något senare. Man kan säga att då
-v-v .A
"Värmevågen" fortplantas hédât i överbyggnadenisäér7ênw
viss tidsförskjutning.
I fig 8 och 9 kan man också se att temperaturvariation-erna blir mindre längre ned i väg-överbyggnaden. I det oisolerade fallet, sektion 3, går dygnsvariationen ned till ca 25 cm djup. På nivån 45 cm och därunder är
temperaturen nästan konstant oohçförändringarna-ärui'
mycket långsamma.
I den isolerade överbyggnaden är temperaturförhållan-dena likartade. Dock är temperaturnivåerna något högre ovanför isoleringen p g a detta lagers inverkan. Av samma skäl är temperaturerna något lägre och nära nog konstant under det isolerande lagret och indikerar där-med isoleringen effektivitet.
Temperaturens variation på olika nivåer sommartid . åskådliggöres också med temperaturprofiler för några sektioner i fig 10 och 11. Temperaturprofiler har upp-ritats för de tillfällen då yttemperaturen varit
25 VTI MEDDELANDE 238
ê
U:2
C'cm
4
3 D
2-: a*
:fc-J... J .x .. .z .3 4 En.. :um'bg
.5-8
93-8.
8.
ena 133: 12:: IHGS :saa :ena 223: 22:: 25:: 2:: Hål 50: :3::
Figur 8.
HRLRERET VTI, MRTNINGQR 1978-07-30-31
+ SEK. 3, TENR. 80 EN UNDER WRN
...-_45_ SEK. 3, TEHP. %5 EN UNDER YTQN ;[31
_4._ SEK. 3. TENR. 25 cm UNDER YTQN
_D_ SEK. 3, TEMP. 13 :N UNDER YTQN
._;
_5,_ SEK. 3. TENR. 3,5 cm UNDER YTQN
IC ) C3 C] (3 .4 N T E M F E H H T U H 26 12 .3 0 16 00 8. 03 VTI MEDDELANDE A L L . A ALM: ;AL LL HU'UUVU VUUUU i . J_ J L 1 1 \ 1 I I 1 .L 7 1 r 1 ä r* 1 I I Y 1833 1283 IHSC 1503 1803 2333 2232 2%83 233 983 553 808
RRLNFRET VTI, MRTNINGFB 1978-07-30-431
_E5_. SEN 12, TENR 80 CM UNDER YTRN
4
_E*_. SEK 12, TENR 55 EN UNDER YTQN
wszx-n.
__E_ SEK 12, TENR SD CN UNDER YTRN
_
_EE_ SER 12, TENR 25 CN UNDER YTHN
._EE_ SEK 12, TENR 3.5 cm UNDER YTQN
_EE_ YTTEMP,RQTUR
238
ICC:
27
mal resp minimal varje månad. Som exempel har valts
sektionerna 1 och 12.
-Temperaturprofilerna för de olika månaderna är relativt lika. Temperaturgradienten är som störst närmast ytan och under dagtid kan temperaturen variera upp till ca .1OOC mellan ovan- och undersida av en Ab-beläggning som
är ca 4 cm tjock. Temperaturvariationen mellan dag och natt är ca 4OOC på ytan sommartid, medan temperaturen på nivån 70 cm under ytan är nästan konstant och ca
+ 20°c.
Temperaturprofilen för den isolerade sektionen 12 skiljer sig till en del från det oisolerade fallet. Ovanför isoleringslagret är temperaturerna något högre än för en oisolerad överbyggnad p g a det isolerande skiktets inverkan. Temperaturgradienten över cellplast-lagret är relativt stor och det innebär att isolerings-lagret bromsar värme under sommaren och kyla under
vintern från att tränga ned under cellplastlagret. Under isoleringen är därför temperaturen sommartid något lägre än på motsvarande nivå utan ett isolerande lager.
28
0
0
20-
40-60_
-...
_uu-n 78-06-17 kl 04.00
_____ - -
4.
(cm) 80_
78 07 22 kl 0 00
....____ 78-08-26 kl 04.00
Figur 10. Temperaturfördelning i överbyggnad.1 vid
Linköping 1976.
provfölt
VJII MEDDELANDE 23878-06-16
1100
78-07-30 13.00
78-08-20 kl13.00
29
0
0
20-
40-.77,5/ --- 78-06-16 kl 1100
51
- - - - 78-07- 30 kl 13.00
,
,
.
60_
B 1
78-08- 20 kl 13.00
i! I . o o,
;i 1
l: | . o o o;3 .
n n
:z 1 O O 0[Q I
i, i . o o i(cm) 80 '
i '
.. - - - 78-06-17 kl 04.00
_---- 78-07-22 kl 0400
78-08-29 kl 02.00
Figur 11. Temperaturfördelning i överbyggnad 12
vid
provfölt Linköping 1976.
30
5 .
SAEUiANFATTANDE KOMMENTARER
Temperaturförhållanden på och i en vägöverbyggnad styrs av meteorologiska faktorer som strålningsbalans, luft-temperatur, nederbörd etc, men påverkas dessutom av materialen i vägkroppen. Vägytans färg, materialens värmeledningsförmåga och värmekapacitet är exempel på egenskaper som påverkar temperaturerna på och i en väg. Utifrån mätningarna vid provfält, Linköping 1976 kan följande sammanfattande synpunkter ges på vägars
tempe-raturförhållanden sommartid.
a) Strålningsbalansen påverkar yttemperaturen starkt. Vid klart väder är yttemperaturskillnaderna stora mellan.dag och natt. Vid molnigt väder och
neder-börd blir variationerna mindre.
b) Vid stor solinstrålning är skillnaden mellan luft-och yttemperatur stor luft-och inte sällan upp till ca
0 20 C.
c) Värmeledningstalet hos materialet nära ytan påverkar yttemperaturen starkt. Lågt värmeledningstal Å inne-bär vid instrâlning att värmeströmmen nedåt i kon_
struktionen försvåras, med hög yttemperatur som följd. Vid utstrålning försvåras kompensationen av värme nedifrån och mintemperaturen på ytan blir låg. Bergkross har lägre Å-värde än t ex grus och sand och temperatursvängningarna blir därför större på enbergkrossöverbyggnad än på en grusöverbyggnad. Extremfallet är att man har ett värmeisolerande material nära ytan och i ett sådant fall (t ex
sektion 5 vid provfältet) uppkommer markant lägre mintemperaturer resp högre maxtemperaturer.
g)
31
Isolerade överbyggnader har något högre yttempera-turer än motsvarande oisolerade, beroende på
isoler-skiktets inverkan.
Temperatursvängningarna på olika nivåer i en väg är förskjutna i tiden. Om maxtemperatur t ex infaller vid middagstid på vägytan kommer temperaturmax redan' på ca 4 cm nivå (under beläggningen) att inträffa någon eller några timmar senare.
Temperatursvängningarna dämpas nedåt i vägöver-byggnaden och dygnsvariationen når endast ned till ca 30 - 40 cm under ytan.
För en värmeisolerad sektion är temperaturgradienten relativt stor över isoleringslagret och värmeström-ningen uppåt resp nedåt i konstruktionen försvåras. Sommartid uppkommer därför något högre temperaturer ovanför och något lägre temperaturer under iso-leringen jämfört med oisolerade förhållanden.
'
LITTERATURFÖRTECKNING
Geiger, R: The climate near the ground. Harvard Univer-sity Press, Cambridge Massachusetts, 1975:
Gustafson, K: Halkfält Linköping 1976. I. Halkfältets uppbyggnad. VTI Meddelande 27, 1977. . Gustafson, K: Halkfält Linköping 1976. II. Halkunderê' sökningar feb - april 1977. VTI Meddelande 56, 1977. Gustafson, K: Halkfält Linköping 1976..III. Halkunder-sökningar september 1977 - april 1978. VTI Meddelande - 144, 1979.
Gustafson, K: Halkfält Linköping 1976. IV. Halkunder-sökningar okt - dec 1978. VTI Meddelande 207, 1980. Heiersted, R C: Klimatdata till frostsikring. Frost i jord nr 17. Oslo, 1976.
Noss, P M: The relationship between meteorological
factors and pavement temperature. Symposium on FROST
ACTION ON ROADS Oslo 1 - 3 okt 1973. OECD, Paris, 1973. Sellers, W D: Physical Climatology, The University of Chicago Press, Chicago & London, 1972.
BILAGOR
1. Provfältets belägenhet
2. Provfältets uppbyggnad
3. Provfält Linköping 1976. Temperaturgivarnas placering.
4. Tabell över yttemperaturfördelningen för några
sektioner och lufttemperatur vid provfält Linköping, 1976 under tiden juni - aug 1978.
_°;_;1__.--.-;Jé4å WE
"7 1"vr-5 _ Bilaga 1
N Oxelösu: '_'Ö N10 ?18516 51 5 .rssân(i)
212 Norrköping 210 Söderköpi
Skara 47 186 Falkö ng
15
'roll'ndiicn
Mjölby
k.
W.
L. 32 'lab' Gränna180 _ \..Tranås Env' 182 46
?#5
Jön A1ingsâs 180 83 40 Ulrice hamn 42 öp ng Boråsarshamn u /. \ .Ao/'L' Ljungby
;Hairnsia
E4
120.1 " r Mama. v 4. _/ J 23
Ka'imcur' '1\\ 117
°8 24
21 . 108 .117 109\. N,9 H)_ 105EF'
122 Rönneb15 108 1
23
08
.17 13 §53 1 .' OTC
_)
13 \.
0 1,4
04 5104 4 12. :rs
'Malmö
12 Simrishamn
onör Herbo 0 _____._ "9 0 10 20 30 40 50 60 70 80 901ka ' = - . 4 . i . 1
ñ_V__ __. - .-1
U -v--_ H... ._M 1- -( - . _.
Statens Väg- och trafikinstitut -" 5 _;3__ '«,, __Ärçww-_mwv, Vägavdelningen __4976906-17 ' 1" <*- ' Bilaga 2 F0 ing K Gustafson/ch Rev 1977á02-15' -W,' sid 1 (5)
Rev 1977-12-1zx- ' Rev 1980-05-27
Överbqunadstvper vid Halkfält, Linköpinq 1976. 1. Konventionella överbyggnader.
1 _ 2 . 3 4
III...I||.I||* 1---r III-IIIIIIIII Fun-.I--nunq'
- - ' . . -1. 0 .v A. 1. - '5. - ._ . . ,.
. o.
' Ä -
":LLJ-'!L_
Vi
Ål
Ä]
.'
VBV
v
h
Ab . 40m Ab 2,5 cm Ab - 3,5cm Ab 3,5 cm Bär1.gr-c16cm BG V 5 om BG * 9,5cm BG 5 om Sand 50cm 'Bä'rl:;.gri.'12,50m Bär1.gr.12 'om Bergkross 51,5 cm Sand 50 cm Sand._ 55 cm Sand 20 om2. Överbyggnader med cellplast. Varierande läggningsdjup.
5 6 7 8
aaiaiiiiaaii IIIIIIIIIIIIW FIIIIIFIII!II IIFIIFIIIFI . .p- -4 'P , " 7 V ' . ' . V. . 5. 'i' - - An .". 4 .
t f 54|{ 5
4
.Å _'
x
-_
!T
0 " k ' Q f ' b _ 9 a l .- ( i. i Ab 4 cm Ab 4 cm Ab 4 om Ab 4 cm StYrO- Bär1.gr,16 om Bäf1,gr,16 om Bärlggrl6 om foam 5 cm Styro- Sand 15 om Sand 30 om Bärl.gr.16cm foam 5 om Styro-Styro-Sand 45 cm Sand 45 cm foam 5 om foam 5 cm Sand 30 om Sand 15 cm
VTfWMEDDELANDEfz38
Biiaga 2 * VTI MEDDELANDE 238 sid 2 9 10 ll
IIIIIIIIIIII
Fun-...ulnnuq
'
Å '
_
- l
..
4.7.0375 s'
:4 V: $*j .| nruqzxpwu ' l I '2 .6 L . ' f . ,v . o.maaanaanmur
L' .
f
.
Ab 4 cm Ab 3,5 cm Ab 3,5 Bärl.gL16 om BG 9,5 cm BG 9,5 Sand 50 om Styro- Bärl.gr.12Styro- foam 5 cm Styro-foam 5 cm Bärl.gn12. cm. foam 5 Sand 10 cm Sand 50 cm Sand 50
13 14 553: , . I . i' _ . . JVJV 'anTQ
ns! 'i'm
a
. __
.
rvvvq_ , Ab 3,5 cm Ab 2,5 cm BG 9,5 cm BG 5 cmBärl-gr;12 cm
Bärl.gr.12 cm
Sand 40 cm Sand ' 30,5 cm Styro- Styro-foam 5 cm foam _5 cm Sand '10 cm Sand 25 om om Om om om 12('v Z'M's'
Ab 3,5 BG 9,5 Bärl.g112 Sand 25 Styro-foam 5 Sand 25 cm om om CIII om omBilaga 2 sid 3
3. Överbyggnad med cellplast. Varierande tjocklek på cellplastlagret.
\ 15 16 'IIIIIIIIIIFH 'Hllpllqllllg
,'i, 'i b
1 Yi,_ -A
Ab 4 cm Ab 4 cm Bärl.gn16 cm >Bärl.gr 16 cm Styro- Styro-foam 3 cm foam 8 cm Sand 47 cm Sand 42 cm '19 1IIIIIIIIIIII Ab 4 om Ab 4 cm Bärlgr.16 cm Bärl.gr.16 cm Sand 30 cm Sand 30 cm Styro- Styro-foam 3 cm foam 8 cm Sand 17 om ASand 12 cmw'VTI MEBDELANBE 238;
Ab 3,5 cm BG 9,5 cm Bär1.gr. 12 cm Styro-foam 3 cm Sand 4 52 cm 21'II-Illllllll
7 '4,5 :4 4 A. \ Ab 3,5 cm BG A9,5 cm Bärl.gr.12 cm. Sand 25 cm Styro-foam 3 cm *Sand 27 cm 18 ?III-IIII--I 2,. 1... 1.'5' Ab 3,5 cm BG 9,5 cm Bär1.gn 12 cm Styro-foam 8 cm Sand 47 cm 22 III-IIIIIIII 4' 'i lll4 l l .( t 'Ab 3,5 cm BG 9,5 cm Bär1.gr.212 cm Sand 25 cm Styro-foam 8 cm Sand 22 cmBilaåa 2
sid 4
4. överbyggnad med cellplast. Olika material i bärlager.
23 _ 24 25 26 _ _ _ N . o , r \ ,»
7.'41-4
'.A-.4_4
^p., :4
H15!
.- \ 3 r_ 1- , .. . q . W AW Ab - 4 cm Ab \_9 4 cm Ab 1 4 cm Ab _ 4 cmFinkørn .'-.;,Ãb_är1 . -_
Finkorn ,ggçbärl . gr . Grovkorn ...härlx
Grcvkorn .Bärl . gr .
gr2(åsgrUé)16 cm (bérgkrossn6 cm gf:(åsgru3)l6 cm. (bergkrøSs) 16 cm Sand 30 cm Sand 30 cm - Sand 30 cm Sand 30 cm Styrofoam 5 cm Styrofoam 5 cm Styrofoam 5 cm Styrofoam 5 cm Sand 15 cm Sand 15 cm Sand 15 cm Sand 15 cm
27 28
LK_ .'
V iii*
4
r - v ' t * Ab "314 cm Ab 4 cm Sand ' 16 cm Makadam 16 cm _ Styrofoam 5 cm Styrofoam 5 cm _Sand 45 cm Sand 45 cm AjVTTMMEDDELANDE*2385. överbyggnad med cellplast och bergkross.
29
,
p> V :4
V'
V' [7
V 17 (7
Ab.
3,5 :
BG 5 cm Bergkross 51,5 cm. Styrofoam 5 cm Sand' ' 15 cm' Sand lOVarierande beläggningsyta.
Ytbehandling Ab 4 cm Bär1.gr. 16 cm Sand 50 cm AÄ/Lqu/^ Ytbehandling Ab 4 Bärl.gr. 16 Sand 30 Styrofoam 5 Sand 15Överbyggnad med tjock BG.
34 IIIIIIIIIIIIl I _ . . '
2."ff r
Ab ' 4 cm BG 18 cm Bär1.gr. 20 cm _ Sand 38 cmVTI MEDDELANDE 238
om om om cm cm 30' IIIIIIIIIIII?47'
VVV
717
Ab 3,5 cm ; BG " 5 cm Bergkross 51,5 cm Sand - 20 cm Styrofoam 5 om om Bilaga 2 sid 5 33 IIIIIIIIIIIIV V 4
P"[7
V V' V
HLR/UD Ytbehandling Ab 3,5 cm BG 5 cm Bergkross 51,5 cm Styrofoam 5 cm Sand 15 cmStatens Väg- och trafikinstitut Vägavdelningen Fo ing K Gustafson/rn 1977-02-15 Bilaga 3 sid 1
(2)
Halkfält, Linköping 1976.
Temperaturgivarnas placering. l i_ Ab 4cmjr.'/° 'l' Bär-'lo
. I. .13- 4'
grus 16m
0 ' . Sand 50cm 3 III-I!,IIIII IH) 3,5cm C, BG_ 9,5cm V' 1,57: vi. Barl.12 cm.
grus
"I
O"
Sand 55
cm
8Ab
40m
'I' 7 , Earl.l6cmC
grus
' '.-O-'..
Sand 30cm
:2222228212212 StYrofoamåcm
-:-°;.-,'-f Sand lScm axx. VTI MEDDELANDE 238 Ab 3,5Cm BG 5 çm Barl.12'Escm grus Sand 50 cm Ab 3,50m BG 5 cm Berg-kross Sl'scm Sand 20 cm Ab 3,50m BG 9,5cm Barl. cm grus Sand 25 cm Styrofoam 5cm Sand 25 cmBilaga'3 sid 2 14 29 Ab 2r5cm _L_ Ab 3:5CIT1
..36
5
Cm
C
BG
5
cm
...ålägfç Bärl.gr. 12
cm
4
A
,1 ' .': ' Sand 30 Scm D 67 <7 Bergkross 51,5cmW. Styrofoam 5 cm
4
b
,' Sand
25 cm
Hmmm Styrofoam 5 cm
" ;"
:.:A-'gy' Sand
15 cm
VTI MEDDELANDE 238, V T I M E D D E L A N D E 2 3 8
Tabell A. Yttemperaturfördelning för några sektioner och lufttemperatur
vid provfält, Linköping 1976 under tiden juni - augusti 1978. 1568 (tim)
Total mättid:
Sektion Antal timmar, (procent) Temperatur (OC) 5.1 < 5.0 10.0 25.020.1 25.130.0 35.140.0 45.150.0 60.1 < 10 11 12 34
