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TitreEvaluation of threshold freezing conditions for winter road construction over discontinuous permafrost peatlands, subarctic Canada
AuteurSladen, W E; Wolfe, S A; Morse, P D
SourceCold Regions Science and Technology vol. 170, 102930, 2019 p. 1-11, https://doi.org/10.1016/j.coldregions.2019.102930
Année2019
Séries alt.Ressources naturelles Canada, Contribution externe 20180329
ÉditeurElsevier
Documentpublication en série
Lang.anglais
DOIhttps://doi.org/10.1016/j.coldregions.2019.102930
Mediapapier; en ligne; numérique
Formatspdf; html
ProvinceTerritoires du Nord-Ouest; Nunavut
SNRC85I/09; 85I/10; 85I/11; 85I/12; 85I/13; 85I/14; 85I/15; 85I/16; 85P/01; 85P/02; 85P/03; 85P/04; 85P/05; 85P/06; 85P/07; 85P/08
RégionTibbitt Lake; Cameron River; Gordon Lake; Tibbitt to Contwoyto Winter Road
Lat/Long OENS-114.0000 -112.0000 63.5000 62.5000
Sujetspergélisol; glace fossile; caractéristiques périglaciaires; dépôts organiques; tourbières; concentration de glace; épaisseur de la glace; neige; inondations; temperature; températures au sol; techniques de diagraphie; analyses thermiques; eaux de surface; lacs; Bouclier Canadien; construction routière; sécurité routière; géologie des dépôts meubles/géomorphologie; géophysique; Nature et environnement; Sciences et technologie; Transport
Illustrationscartes de localisation; tableaux; séries chronologiques; profils; graphiques
ProgrammeGéosciences de changements climatiques, Pergélisols
Diffusé2019 11 02
Résumé(disponible en anglais seulement)
Winter roads provide an important transportation service in northern regions. The Tibbitt to Contwoyto Winter Road (TCWR), traversing subarctic Canada, is the busiest heavy-haul road in the world with as many as 10,900 truckloads per season. In addition to lake-ice thickness, trafficability on the TCWR depends upon adequate freezeback of overland portages, which are primarily peatlands underlain by discontinuous permafrost. We investigate threshold requirements for the initiation of winter road operations in this region and assess the use of a recommended 305 °C-day air-freezing index (FDD305a) value as an operational predictor of ground freezing at 30 cm depth, the desired depth to allow winter road construction to commence. Snow compaction and flooding were found to enhance freezeback of portages with early winter overland flow having a similar effect. The majority of winter road portages were not adequately frozen to a depth of 30 cm by FDD305a. Our results indicate that for drained and wet peatlands in this discontinuous permafrost environment, an FDDa threshold of 1100 °C-days is more appropriate than the 305 °C-day threshold. However, TCWR winter road operators presently plan the construction of the winter road by a calendar date rather than by evaluation of the air-freezing index. This practice results in a conservative approach to the start of the construction season, close to 1100 °C-days with a higher percentage of sites frozen to 30 cm depth than would be if the 305 °C-day air-freezing index was used as a guideline. In addition, the use of low-pressure vehicles for snow compaction during the start of the construction season is an effective adaptation practice to accelerate freezing penetration.
Sommaire(Résumé en langage clair et simple, non publié)
Les routes d'hiver sont aménagées saisonnièrement pour desservir des communautés éloignées et des sites d'exploitation des ressources dans le nord du Canada. Dans des endroits autrement impassables, la glace de lac et le sol gelé fournissent des surfaces stables pour la circulation des véhicules. Les lignes directrices exigent que le sol soit gelé à 30 cm de profondeur afin de supporter le poids des machineries lourdes, et que le seuil de 305 degré-jour de gel de l'air (DJG305a) soit atteint avant de commencer la construction d'une route d'hiver. Cet article examine les conditions thermiques du sol à une profondeur de 30 cm dans les tourbières de pergélisol discontinu situées sur l'emprise et à l'extérieur de l'emprise de la route d¿hiver de Tibbitt à Contwoyto (TCWR). Au cours de la période d'étude, le seuil DJG305a était insuffisant pour permettre la pénétration du gel à une profondeur de 30 cm dans les tourbières humides typiques du Bouclier canadien subarctique. Le seuil de date calendaire actuellement utilisé par le TCWR permet suffisamment de temps pour une pénétration du gel adéquate.
GEOSCAN ID313314