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This paper presents the results of a field study of hoarfrost formation on insulated test sections located in Québec City. It was established that the surface cooling rate increases sharply when all of the granular material placed above the insulating layer is frozen. The absence of latent heat release makes the pavement surface more sensitive to rapidly changing meteorological conditions. It was also shown that hoarfrost formation occurs when the surface temperature is less than the frost point, and it is not related to the dew point, as generally accepted. The paper also discusses the relationship between the hoarfrost index, HFI, and the total thickness of hoarfrost deposits.Key words: frost penetration, pavement, insulation, surface cooling, differential icing, hoarfrost.Cet article présente les résultats d'une étude sur le terrain de la formation de givre sur des sections d'essais de routes isolées dans la Ville de Québec. On a établi que la vitesse de refroidissement de la surface augmente brusquement lorsque tout le matériau granulaire placé au-dessus de la couche d'isolation est gelé. L'absence d'apport de chaleur latente rend la surface du pavage plus sensible aux conditions météorologiques rapidement changeantes. Il a aussi été démontré que la formation de givre se produit lorsque la température de la surface est inférieure au point de gel et n'est pas reliée au point de rosée tel que généralement accepté. L'article discute également de la relation entre l'indice de givre, HFI, et l'épaisseur totale des dépôts de givre.Mots clés : pénétration du gel, pavage, isolation, refroidissement de la surface, glaçage différentiel, givre. [ABSTRACT FROM AUTHOR]

This paper describes the thermal performance of different configurations of trenches using various trench geometries and backfill and insulation materials. A limited number of laboratory tests were conducted to confirm the thermal properties of the backfills reported in the literature. The frost protection of water service is measured in terms of the number of days it takes for the frost front to reach the depth of water service lines under sustained subzero surface temperatures. The study specifically included typical granular materials used within the City of Ottawa (formerly the Region of Ottawa-Carleton), but the findings can be equally applied to other urban areas in Canada where the surficial terrain is rocky. The thermal analyses of the trenches were conducted using the finite element method that appropriately represents phase changes when the temperature falls below the freezing point of water. The analyses indicate that the use of sandwich insulation is ineffective, and that latent heat of backfill and native soils has a great impact on the frost protection of water service lines. A list of possible trench depths with different backfills and their thermal performance is provided.Key words: backfill, thermal performance, frost penetration, water service, finite element analysis.Cet article décrit la performance thermique de différentes configurations de tranchées obtenues en variant les géométries et les matériaux de remblai et d'isolation. Un nombre limité d'essais de laboratoire a été réalisé pour confirmer les propriétés thermiques des remblais rapportées dans la littérature. La protection contre le gel des conduits d'eau est mesurée en fonction du nombre de jours requis pour que le front de gel atteigne la profondeur des lignes de service d'eau à des températures de surface se maintenant sous zéro. L'étude a inclu spécifiquement des matériaux granulaires typiquement utilisés dans la région de Ottawa-Carleton, mais les résultats peuvent être appliqués également à d'autres régions urbaines au Canada où le terrain est rocheux à la surface. Les analyses thermiques des tranchées ont été réalisées par la méthode d'éléments finis qui représente de façon appropriée les changements de phase lorsque la température tombe sous le point de congélation de l'eau. Les analyses indiquent que l'utilisation d'isolant en sandwich est inefficace et que la chaleur latente du remblai et des sols locaux a un impact important sur la protection contre le gel des lignes de service d'eau. On fournit une liste de profondeurs possibles de tranchées avec différents remblais, et on fournit leur performance thermique.Mots clés : remblai, performance thermique, pénétration du gel, services d'eau, analyse par éléments finis.[Traduit par la Rédaction] [ABSTRACT FROM AUTHOR]