Frost Heave on maaperän paisuminen ylöspäin, joka johtuu jään muodostumisesta jäätymisolosuhteissa. Se tapahtuu yleensä silloin, kun pakkaslämpötila tunkeutuu maaperään ja muuttaa olemassa olevan kosteuden jääksi, mikä synnyttää maaperässä ylöspäin suuntautuvan liikkeen.

Jäämassan koko kasvaa, koska kapillaaritoiminnan kautta tulee jatkuvasti kosteutta. Maaperän paino saattaa hillitä jään vaikutusta ja synnyttää jäälinssejä. Siitä huolimatta jäälinssit voivat siirtää maakerrosta ylöspäin.

Pakkasrapautuminen aiheuttaa huomattavia vahinkoja teille, kanaville, perustuksille ja myöhemmin päällysrakenteille. Pakkasrapautumisen haitallisten vaikutusten ehkäisemiseksi on ymmärrettävä, miten se toimii, ja tunnistettava sen syntyyn johtavat peruselementit. Sen jälkeen voidaan ryhtyä asianmukaisiin toimenpiteisiin sen ehkäisemiseksi.

Miten se toimii?

Kun pakkaslämpötila tunkeutuu maaperään, se muuttaa maaperän kosteuden jääksi. Kun kosteus jäätymisalueella jähmettyy, vesi maaperän muista osista siirtyy kapillaarisesti kohti jäätymisaluetta. Tämä johtaa jäämassan koon kasvuun. Maaperän paino ja muut yläpuolella olevat kohteet hillitsisivät jään koon kasvua, minkä seurauksena muodostuu jäälinssejä.

Kun jäätymislämpötila tunkeutuu syvemmälle maaperän sisälle, se jättää jälkeensä jäälinssejä. Nämä jäälinssit kasvavat edelleen kohti aluetta, joka menettää lämpötilaa eli kohti maan pintaa.

Jäälinssit pystyvät työntämään maakerrosta ylöspäin. Se synnyttää halkeamia maaperään ja aiheuttaa vaurioita perustuksille ja myöhemmin päällysrakenteille. On raportoitu, että kun kosteus muuttuu jääksi, sen koko kasvaa 9 %.

Hienojakoinen pakkaselle altis maaperä, kosteus, joka syöttää jatkuvasti vettä jäälinsseihin, ja pakkaslämpötila ovat pakkasrapautumisen toiminnan peruselementtejä.

Lämpötilan laskiessa jää sulaa ja rakenne vajoaa takaisin paikalleen painonsa alla. Kun jäätymis- ja sulamisprosessi toistuu, se heikkenee vakavasti ja mahdollisesti romahtaa.

Vaikutukset

1. Kanavien tuhoutuminen pakkaskaudella.
2. Alustan kantavuuden heikkeneminen.
3. Päällysteen epätasaisuudet ja huomattavat vauriot.
4. Vahingoittuneet perustukset ja laatat.

Prevention

Pakkasrapautuminen voidaan yleensä estää poistamalla yksi sen peruselementeistä, joita ovat hienojakoinen maaperä, pakkaslämpötila ja vesi. On olemassa useita toimenpiteitä, joita voidaan harkita pakkasrapautumisen välttämiseksi :

1. Pakkasrapautumista ehkäisevien järjestelmien, kuten vesikiertoisen lämmitysjärjestelmän, tarjoaminen.
2. Jatketaan perustukset, kuten pilarit, pakkasrajan alapuolelle.
3. Täytemateriaalien, kuten soran, tarjoaminen perustusten ympärille, jotta edistetään veden valumista.
4. Käytetään holkkeja, jotka estävät jäätä tarttumasta betoniin.
5. Rakenna perustukset, jotka kestävät ylöspäin suuntautuvan liikkeen.
6. Tienrakentamisessa korvaa hienorakeinen pakkaselle altis maa-aines karkearakeisella maa-aineksella.
7. Käytä kapillaarikatkoja niin, että estät veden liikkumisen kohti jäätymisrintamaa ja siten vähennät pakkasrapautumisen vaikutusta.
8. Vakauta maa-aines.