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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]

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This paper presents the results of an extensive field investigation of several instrumented road sections in the Province of Quebec, Canada. Falling-weight deflectometer tests, static load tests on embedded plates at different depths, large dynamic cone penetration (DCP) tests, and piezocone tests (CPTU) were performed to study the mechanical response of the pavement. A correlation between elastic deformation modulus inferred from the plate load tests and DCP penetration index was obtained for nine different sites. A correlation between the equivalent elastic modulus of uniform subgrade soils and piezocone tip resistance was also established using data from the falling-weight deflectometer. A procedure for calculating the deflection basin for any pavement system placed over a more complex subgrade stratigraphy was proposed using these correlations. The proposed procedure was validated on two sites and its performance was adequate, since the calculated deflection basins agreed well with the measured deflection basins.Key words: penetration test, piezocone, deflection, pavement, in situ.Cet article présente les résultats d'une étude élaborée sur le terrain de plusieurs sections de route instrumentées dans la Province de Québec, Canada. Des essais au déflectomètre à masse tombante, de chargement statique sur des plaques enfouies à différentes profondeurs, de pénétration dynamique d'un gros cône (DCP), et de piézocône (CPTU) ont été réalisés pour étudier la réponse mécanique de la chaussée. Une corrélation entre le module de déformation élastique déduit des essais de chargement de plaques et l'indice de pénétration DCP a été obtenue pour neuf sites différents. Une corrélation entre le module élastique équivalent des sols de fondations uniformes et la résistance en pointe du piézocône a aussi été établie au moyen des données du déflectomètre à masse tombante. En partant de ces corrélations, on a proposé une procédure pour calculer le bassin de déflexion pour n'importe quel système de chaussée reposant sur une stratigraphie d'infrastructure complexe. La procédure proposée a été validée sur deux sites et sa performance a été adéquate puisque les bassins de déflexion calculés concordaient bien avec les valeurs mesurées.Mots clés : essai de pénétration, piézocône, déflexion, chaussée, in situ.[Traduit par la Rédaction] [ABSTRACT FROM AUTHOR]

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Temperature distribution in the pavement structure, moisture distribution in granular soils, modulus of the asphalt concrete, and fracture toughness of material in the pavement structure strongly influence the propagation and spacing of thermal contraction cracks. Fracture toughness was determined for frozen sand (subbase layer) and frozen crushed stone (base layer) by adapting established fracture mechanics test procedures recommended in American Society for Testing and Materials standard test method E399-83 for metals. It was established that fracture toughness increases with decreasing temperature and increasing volumetric ice content. For a temperature of –5°C, the fracture toughness of frozen crushed stone increased almost linearly from 0.05 to 0.40 MPa·m[sup 0.5] when the volumetric ice content increased from 6 to 14%. For frozen sand, the fracture toughness K[sub IC] in a wedge-opening mode increased from 0.04 to 0.70 MPa·m[sup 0.5] when the volumetric ice content increased from 8 to 28%. It was also established that the fracture toughness of frozen soil decreases with decreasing soil average grain size according to a logarithmic law.Key words: fracture, toughness, experimental, frozen, granular soil, pavement.La distribution de la température dans la structure de la chaussée, la distribution de l'humidité dans les sols granulaires, le module du béton bitumineux et la ténacité de fracture de chaque matériau influencent fortement la propagation et l'espacement des fissures dues à la contraction thermique. La ténacité de fracture a été déterminée pour le sable gelé (couche d'infrastructure) et la pierre concassée gelée (couche de fondation) en adaptant des procédures d'essai de mécanique des structures établies et recommandées dans la norme ASTM E399-83 pour les métaux. Il a été établi que la ténacité de fracture augmente avec la diminution de la température et l'augmentation de la teneur volumétrique en glace. Pour une température de –5°C, la ténacité de fracture de la pierre concassée gelée a augmenté presque linéairement de 0,05 à 0,40 MPa·m[sup 0.5] lorsque la teneur volumétrique en glace augmentait de 6 à 14 %. Pour le sable gelé, la ténacité de fracture dans le mode d'ouverture de coin, K[sub IC] , a augmenté de 0,04 à 0,70 MPa·m[sup 0.5] lorsque la teneur volumétrique en glace augmentait de 8 à 28 %. Il a été aussi établi que la ténacité de fracture du sol gelé diminuait avec la diminution de la grosseur moyenne des grains selon une loi logarithmique.Mots clés : fracture, ténacité, expérimental, gelé, sol granulaire, chaussée.[Traduit par la Rédaction] [ABSTRACT FROM AUTHOR]