Salt heaving in the Sahara

Abstract

Salt damage to pavements has been studied on the roads of the Algerian Sahara and particularly on the runway of the old airport of Adrar. Salt damage results from the heaving of the priming coat and the asphalt wearing course by salt whiskers growing vertically from the capillary pores of the base course. Whiskers and thin horizontal layers of mineral particles heaved by whiskers form a finely storeyed structure inside blisters. Blisters are generally centimetric in size and may reach heights of 10–15 cm depending on the pavement thickness. Salt whiskers growing from porous materials show fluted lateral surfaces and are extruded from the capillary voids of the base course. The salt concerned with salt heaving in the Sahara is generally halite (NaCl). This salt is also the most widespread in Nature. Salt crystallization pressure, which increases with temperature and aridity and decreases with the permeability of the base course material, is responsible for the heaving and may easily take values of the order of magnitude of a few tens of bars. Salt heaving shows striking similarity with frost heaving. Methods to prevent salt heaving, such as brooming, embankments, shoulder surfacing, barriers, the use of frost susceptibility criteria and thick impervious surfacings, as well as methods to repair salt damage, are discussed. Des dégradations des chaussées dues aux sels ont été étudiées sur les routes du Sahara Algérien et plus spécialement sur la piste de l'ancien aéroport d'Adrar. Ces dégradations résultent du soulèvement de l'imprégnation et de la couche de roulement en matériaux bitumineux par des trichites de sel qui se développent verticalement sur la couche de base. Ces trichites et ces minces couches horizontales de particules minérales soulevées par les trichites forment une structure finement étagée à l'intérieur des bour-sufflures. Celles-ci ont des dimensions généralement centimétriques et peuvent atteindre une hauteur de 10–15 cm selon l'épaisseur de la couche de roulement. Les trichites de sel qui se forment sur des matériaux poreux présentent des canelures latérales et paraissent avoir subi une extrusion à partir des interstices capillaires de la couche de base. Le sel responsable des soulèvements au Sahara est généralement la halite (NaCl). Ce sel est aussi le sel le plus répandu dans la nature. La pression de cristallisation du sel, qui augmente avec la température et l'aridité, et diminue avec la perméabilité de la couche de base, est responsable du soulèvement et peut facilement prendre des valeurs de l'ordre de grandeur de quelques dizaines de bars. Le soulèvement par le sel présente des analogies frappantes avec le soulèvement par le gel. Les méthodes préventives contre le soulèvement par le sel et les techniques de réparation des dégradations qui en résultent sont discutées.