SURFACE TEMPERATURES CALCULATION METHOD FOR HIGH ALBEDO ROAD SURFACES IN PERMAFROST REGIONS

Simon Dumais, Guy Doré

In the proceedings of: GeoQuébec 2015: 68th Canadian Geotechnical Conference & 7th Canadian Permafrost Conference

Session: Embankments and Dams in Cold Regions / Remblais et barrages en régions nordiques

ABSTRACT: High albedo road surfaces can be used to reduce heat absorption in order to limit the degradation of the permafrost under paved embankments. A method is proposed to calculate the surface temperature pavements in permafrost regions. First, several practical methods to determine the albedo of the pavement are presented. Second, the required climatic data to use the model are discussed. A method to calculate the incoming solar radiation is presented. Then, an albedo based model using a simplified energy balance at the surface of the pavement is used to calculate the radiation index and surface temperature of the pavement. Finally, an index based on Stefan equation is proposed to assess the effectiveness of high albedo surfaces for the mitigation of permafrost degradation. Two working examples are also presented for Beaver Creek, Yukon and Iqaluit, Nunavut.

RÉSUMÉ: Les surfaces à albédo élevé permettent de réduire l™absorption de chaleur afin de limiter la dégradation du pergélisol sous-jacent aux remblais routiers revêtus. Une méthode est proposée afin de calculer la température superficielle de la chaussée en contexte nordique. Tout d™abord, les méthodes pouvant être utilisées afin de déterminer l™albédo de la chaussée sont présentées. Par la suite, la collecte des données climatiques nécessaires à l™utilisation du modèle ainsi que le calcul du rayonnement solaire incident sont discutés. Ensuite, un modèle se basant sur le bilan d™énergie à la surface de la chaussée est utilisé pour le calcul de l™indice de radiation et de la température superficielle de la chaussée. Finalement, un indice se basant sur l™équation de Stefan est proposé afin d™évaluer les bénéfices liés à l™utilisation des revêtements à albédo élevé comme technique de mitigation de la dégradation du pergélisol. Deux exemples d™utilisation de la méthode de calcul seront aussi présentés pour Beaver Creek, Yukon et Iqaluit, Nunavut.

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