빙판길

얼음 도로 또는 얼음^[1][2][3][4] 다리는 얼어붙은 수면 위를 달리는 인간이 만든 구조물입니다.^[5][6][7]빙판길은 일반적으로 겨울 도로의 일부이지만, 두 개의 ^[8][9]해안선을 연결하는 단순한 독립형 구조물일 수도 있습니다.빙판길은 안전하고 효과적인 상태를 유지하기 위해 계획, 건설 및 유지관리할 수 있으며, ^{[1][4][10][11]}이와 관련된 정보와 함께 많은 가이드라인이 발행되었다.예를 들어 ^[4][12]겨울 동안 지역사회의 요구를 충족시키기 위해 얼음 도로가 매년 건설될 수 있다.수력 발전^[13] 프로젝트나 연안 시추 현장 ^[14]등 특정 작업을 공급하기 위해 1년 또는 2년 동안 사용할 수도 있습니다.

얼음 지지력

빙판길은 차량의 중량(또는 차량에 가해지는 다른 하중)을 안전하게 지지할 수 있는 능력(지지력)을 설계, 건설 및 사용할 때 가장 중요한 관심사입니다.일반적으로 수직으로 적재된 얼음 덮개는 1) 가라앉는 것과 2) ^[1][5]구부러지는 두 가지 방식으로 반응합니다.얼음 지지 기준을 충족하기 위해서는 상단 표면이 물줄기 아래로 가라앉지 않아야 하며 적용된 굽힘 응력이 얼음의 굽힘 ^[15]강도를 초과하지 않아야 한다.세 가지 적재 방법을 고려해야 한다. a) 단시간 동안 표준 사용 또는 주차를 위한 최대 중량, b) 장시간 동안 정지된 하중, c) 이동 중인 차량에서 얼음 덮개의 동적 하중.

최대 무게

표준 교통 활동의 경우, 지침은 일반적으로 ^[11][16]빙판길에서 허용되는 최대 차량 중량을 결정하기 위해 간단한 경험 공식을 사용한다.1971년에 ^[17]처음 제안된 이 공식은 종종 Gold의 공식으로 언급된다.

${\displaystyle P=Ah^{2}}$

여기서 P는 하중, h는 두께, A는 압력 단위의 상수입니다.이는 얼음 ^[1]덮개의 이상적인 탄성 반응과 연관될 수 있다.

$displaystyle$$$$CP/h^{2$ $또는{\displaystyle }$ ${\displaystyle \mathrm{CP}}$ $=$ ${\displaystyle {\mathrm{\mu m}}_{}}$ ${\displaystyle {}_{}{}^{}}$ x ${\displaystyle {h2\mathrm{}}^{}}${\$displaystyle$ CP=\$sigma$ _${max}h^{2}}$

여기서 θ는_max 탄성 기초 위에 놓인 무한 얼음판 바닥의 최대 인장 강도이다.파라미터 C는 두꺼운 판의 이론에 기초하고 있습니다.따라서 이 이상적인 제제에서 A는 얼음 피복 인장 강도를 나타낸다.A에 대한 권장 값은 3.5~10kg/cm²(~50-150lbs/in²)이지만 일반적으로 안전 목적으로 사용되는 값입니다.^[11][16] 강철이나 콘크리트와 같은 인간이 만든 재료와 달리 자연 얼음 덮개는 본질적으로 많은 구조적 결함(파편, 물 및 공기 주머니)^[2]을 포함하고 있기 때문에 이러한 보수주의 수준은 정당화된다.게다가 상대적으로 통제되지 않는 공공 도로의 경우, 그러한 접근방식은 돌파구에 대한 높은 안전 요소를 도입하므로 바람직하다.산업 도로의 경우, 기능 요건을 처리하기 위해 설계가 덜 보수적일 수 있습니다. 즉, 전문 ^[4][2]엔지니어의 긴밀한 감독 하에 더 높은 A 값을 사용할 수 있습니다.

최대 로딩 시간

Gold의 공식을 사용할 때, 순수하게 탄력적인 반응을 가정한다. 이는 정의상 순간적이며 로드 시간과 무관하다.그러나 얼음은 자연히 높은 상동 온도, 즉 녹는점 근처에 존재합니다.이러한 조건에서 다른 재료의 경우와 마찬가지로, 하중에 대한 응답은 탄성적일 뿐만 아니라 다음과 ^[18][19]같은 다른 구성 요소를 포함합니다.

1. 시간 의존적인 복구 가능 구성요소 - 이로 인해 미세 균열이 발생하며, 이는 균열로 이어질 수 있으며, 궁극적으로는 돌파구로 이어질 수 있습니다.
2. 시간 의존적인 회복 불가능한 구성요소 - 이것은 일반적으로 크리프라고 불리며 빙하 흐름을 담당하는 메커니즘과 관련이 있습니다.

따라서, 얼음 덮개는 차량을 안전하게 지탱할 수 있지만, 얼음 위에 너무 오랫동안 남아 있으면 미세 균열로 인해 변형이 지속되어 차량 아래의 얼음 덮개가 붕괴될 수 있습니다.이를 ^[11][16]회피하는 방법에 대한 권장사항은 다양합니다.일부 소스는 정지 부하에 ^[20][3][4]대해 최대 2시간을 규정합니다.이것은 Gold가 ^[17]권장하는 것이기도 합니다.다른 사람들은 얼음의 프리보드를 ^{[18][1][2][3]}지표로 사용할 것을 권고하는데, 이것은 구멍을 뚫고 구멍에 있는 물과 얼음 표면 사이의 거리를 관찰함으로써 할 수 있다.물이 구멍의 표면에 도달하기 전에 차량을 제거해야 합니다.프리보드의 양이 중요한 또 다른 이유는 물이 얼음 표면(균열과 균열을 통해)으로 흘러들면 얼음 덮개의 지지력이 급격히 떨어져 돌파가 ^[15][1]가속화될 수 있기 때문이다.장기 부하에 대해서는 전문 엔지니어와 ^[4]상담해야 할 수 있습니다.

동적 부하

차량이 도로를 주행할 때 얼음 ^[1][4]커버에 동적 적재 상태가 작용합니다.특정 속도(임계 속도) 이하에서는 차량 아래의 얼음 덮개가 보트의 용골처럼 차량과 함께 움직이며 주변의 물을 밀어내는 형태의 얼음 덮개를 사용합니다.^[1]임계 속도(및 그 이상)에서 일련의 파도가 차량 앞뒤에 형성됩니다."이러한 파동의 순도가 차량 속도와 같다면, 빙상의 편향과 응력은 진동 시스템의 공명과 유사하게 증폭됩니다." (p. 8-10)^[1]임계 속도는 얼음 두께와 수심에 따라 달라집니다.발생하는 또 다른 문제는 해안선에서 차량으로 이러한 파동이 반사되는 것이다.이로 인해 얼음에 추가적인 스트레스가 발생할 수 있습니다. 즉, 이 문제를 완화하는 한 가지 방법은 90도로 ^[4]해안선에 접근하는 것을 피하는 것입니다.임계 속도는 빙판길을 주행하는 차량의 제한 속도를 결정하는 것입니다.이 제한은 10km/h(6.2mph)에서 35km/h(22mph)^[3][4]까지 낮아질 수 있습니다.얼음 커버의 동적 하중은 차량 ^[4][2]간의 최소 거리를 지시할 수도 있습니다.

이 ^[22][23][24]역학을 더 잘 이해하기 위해 현장 테스트가 수행되었습니다.그러한 파동 패턴에 대한 설득력 있는 증거가 위성 ^[25][21]이미지에 의해 포착되었다.

계획 및 시공

일반적으로 빙판길이 겨울 도로의 일부인 경우, 빙판길의 설계와 건설은 전체 도로 계획, 즉 육로 ^[2]구간과 연계하여 구성된다.어느 쪽이든 건설 전에 해결해야 할 요소는 다음과 같습니다.

• 일정 및 운영 기간:작업 시작(즉, 현장 승무원이 작업을 시작할 때)은 자연적으로 달성되는 얼음 두께(일반적으로 눈 덮인 곳)에 따라 달라진다.그 두께는 눈 덮개를 제거하는 데 사용되는 경량 장비의 무게를 견딜 수 있을 정도로 충분해야 한다.이 눈은 단열재 역할을 하며, 제설된 눈은 얼음-물 경계면(얼음 덮개 바닥을 따라)에서 얼음의 성장을 가속화한다.
• 트래픽 유형 및 볼륨:이는 운영 시즌의 운송 요건(예: 장비, 공급품, 연료)과 해당 물질을 운반하기 위한 수단(예: 차량 유형, 중량, 교통량)을 결정하는 것이다.
• 도로 우선 통행:이는 교통량을 수용하기 위해 필요한 도로 폭을 말합니다.이 범위는 30m(98ft)~60m(200ft)입니다.이상적으로는, 양쪽이 눈보라와 눈보라를 위한 공간을 확보할 수 있을 정도로 넓어야 하며, 눈과 실제 이동 경로 사이에 여분의 공간을 두어야 한다.
• 환경요건 및 규제요건: 라이선스와 허가는 관할구역에 따라 다릅니다.예로는 시간 제한 토지 이용 허가와 (호수와 강의 보호를 위해) 상수원 접근이 포함될 수 있다.

루트 선택에서 고려해야 할 요소는 다음과 같습니다.^[2][3][12]

• 동적 하중과 관련된 문제를 피하기 위해 수심이 깊은 것이 바람직하다.해안선을 따라 그리고 해안선 위의 얼음은 깨지기 쉽다.
• 물살이 강한 곳이나 작은 강이나 하천 하구 근처는 피한다.얼음-물 계면의 온도는 0°C(32°F)이며, 약간 높은 온도에서 물의 흐름이 해당 계면을 열적으로 잠식하여 ^{[citation needed]}얼음 두께를 감소시킵니다.
• 예를 들어 댐에 의해 조절되는 수역의 상류 등 수위 변화의 영향을 고려한다.
• 현지 지식과 위성 사진을 사용하여 과거의 얼음 상태를 검토하면 얼음 제거와 같은 반복적으로 문제가 있는 영역을 해독하는 데 도움이 될 수 있습니다.

얼음에 처음 접근하기 전에 다음 요소를 ^[2][4][3]고려해야 합니다.

• 충분한 주의가 필요합니다.부상 장치, 적절한 훈련, 2인 1조로 작업 등 적절한 PPE(Person Protection Equipment)가 여기에 포함됩니다.
• 안전을 더욱 최적화하기 위해 장비 및 부속품에는 양방향 라디오, 수륙양용 차량, 바퀴 달린 차량의 윈치가 포함되어야 한다.
• 얼음 두께는 얼음 조절기, 필요한 거리 간격 또는 지상 투과 레이더(GPR)를 사용하여 측정할 수 있다.얼음 덮개는 수백 미터에서 두께가 70%까지 달라질 수 있으며, 얼음 ^[4]덮개 전체의 지지 용량을 결정하는 데 최소 얼음 두께가 사용되기 때문에 이것은 중요합니다.
• 시추공은 예를 들어 흰 얼음 대 투명한 ^[12]얼음의 내부 구조를 평가하기 위해 얼음의 코어를 수집하기 위해 사용될 수 있다.

제설작업은 빙판길 건설계획의 ^{[2][3][12][26]}첫 번째 주요 작업이다.이 작업은 얼음 두께가 작업에 사용된 기계를 지지하기 위해 안전한 경우에만 시작할 수 있습니다.사용 가능한 장비와 해당 도로의 실행 상태에 따라 두 가지 방법이 있습니다.하나는 제설층을 트랙 차량이 있는 얇은 층으로 포장함으로써 제설층의 밀도를 높이고 단열성을 감소시키는 것이다.다른 하나는 일반적으로 제설기가 장착된 차량에서 완전히 제거하는 것입니다.

얼음이 목표 두께에 도달하면(눈의 단열 효과를 제거한 후 가속 성장을 통해), 도로 건설 자체가 시작될 수 있다.그 시점에서 얼음은 그 단계에 필요한 무거운 기기를 안전하게 지지할 수 있다.이것은 대부분 펌프나 분무 ^[2][5]시스템을 이용한 인위적인 증식으로 이루어진다.빙판길이 열렸을 때 예상되는 가장 무거운 차량에 필요한 두께까지 두께를 올리는 것이 목적이다.

사용방법 및 유지보수

빙판길을 달리는 차량에는 일반 자동차와 다양한 크기와 중량의 트럭이 포함된다.표준 겨울용 타이어로도 충분합니다. 즉, 스파이크와 타이어 체인이 노면을 ^[12][26]손상시킬 수 있습니다.그러나 타이어 체인은 비상 ^[2][4]시 차량에 보관할 수 있습니다. 타이어 체인은 육로 ^[2]구간에서 8% 이상의 급경사로 겨울철 도로를 주행할 때 유용합니다.표지판은 예를 들어 최대 25km/h(16mph)의 속도 제한과 12,500kg(27,600lb)^[2][4]을 초과하는 하중의 경우 차량 간 간격을 나타낼 수 있습니다.이러한 제한은 얼음 덮개의 손상 위험을 줄이기 위한 것으로, 얼음 덮개가 설계된 중량을 지탱하는 능력을 손상시킬 수 있습니다.

유지보수는 다음 두 가지 ^{[3][4][2][12]}주요 작업으로 구성됩니다.

• 얼음 두께 모니터링:이것은 드릴 홀 또는 지반 투과 레이더(GPR)를 사용하여 수행할 수 있습니다.
• 트래픽빌리티 모니터링:얼음 표면은 사용 시 악화될 수 있습니다.또한 일반적으로 급격한 공기 온도 변화에 의해 유발되는 리딩 및 균열과 같은 자연 작용에 의해 손상될 수 있습니다.

도로 폐쇄

빙판길은 일반적으로 빙판 ^[4]붕괴 위험이 있기 전에 주행 또는 작동 표면의 열화로 인해 폐쇄됩니다.표면 열화는 얼음 표면이 너무 부드러워지거나 얼음 ^[3][26]표면에 녹은 물의 양이 너무 많기 때문에 발생할 수 있습니다.한철 도로 폐쇄는 비슷한 이유와 ^[3][12]눈보라와 같은 악천후로 인해 발생할 수 있다.빙판길이 겨울 도로의 일부인 경우 육로 세그먼트가 서비스를 할 수 없게 되어 폐쇄될 수도 있습니다.

미디어 레퍼런스

• 2008년 영화 프로즌 리버는 캐나다로부터 미국으로 불법 이민자들을 밀매하는 데 관여한 두 여성의 차를 타고 얼어붙은 세인트로렌스 강을 건너는 가상의 이야기를 담고 있다.

• 캐나다와 알래스카의 빙판길은 역사 채널의 리얼리티 시리즈인 아이스 로드 트럭커스에서 두드러지게 다루어졌다.

• 2021년 스릴러 영화 얼음길은 트럭 운전사들이 광산에서 폭발한 후 보급품을 배달하기 위해 캐나다 북부를 운전할 때 눈에 띄게 얼음길을 특징으로 한다.

「 」를 참조해 주세요.

• 겨울길
• 눈길
• 얼음 부두
• 아이스 레이싱

레퍼런스

외부 링크

• NWT 교통부 정부 - 얼음길/얼음교/겨울길
• NWT 고속도로 상황 보고서
• 캐나다의 Epic Ice Road, Popular Mechanics 기사 작성.
• 1959년 존 데니슨의 얼음길 NWT 역사 연대표, 프린스오브웨일스 북부 유산 센터