The influence of deicing salt on air voids of asphalt mixture under freeze-thaw cycle

Abstract

The extensive use of deicing salt has not only solved the problem of road icing but also had a serious impact on the pavement, reducing its lifespan. In order to deeply understand the impact of deicing salt on the air voids of asphalt mixture in the northwest climate of China, this paper conducted freeze-thaw cycle tests on AC-13 and AC-16 asphalt mixtures under three different deicing salt solutions and three different low-temperature environments, and analyzed the changes in air voids, meanwhile, the Logistic prediction model was used to evaluate the change characteristics of the air voids. The experimental results showed that the air voids of asphalt mixture increased to varying degrees after multiple freeze-thaw cycles; when the temperature was above its freezing point, no frost heave damage occurred, and the air voids increased slowly; when the temperature was below the freezing point, frost heave damage occurred, causing rapid growth and connection of voids in the mixture, and the air voids increased rapidly; the Logistic model showed a good fit with the observed changes in air voids.

Широке використання протиожеледної солі ефективно вирішує проблему ожеледиці на дорогах взимку, але її використання негативно впливає на дорожнє покриття, скорочуючи його термін експлуатації. З метою отримання комплексного розуміння впливу протиожеледної солі на коефіцієнт пористості асфальтових сумішей, в умовах наближених до клімату північно-західного Китаю, було проведено дослідження поперемінного заморожування та відтавання. Дослідження проводились на двох видах асфальтобетонних зразків АС-13 і АС-16 які були насичені у трьох різних розчинах протиожеледної солі та піддавались низькотемпературному впливу при -5, -15 та -25°C. Вивчені та проаналізовані зміни коефіцієнта пористості. Застосована логістична модель прогнозування зміни коефіцієнта пористості, для оцінки характеристик довговічності асфальтобетону. Експериментальні результати свідчать про те, що після кількох циклів заморожування та відтавання в обох видів асфальтобетонних зразків спостерігається зростання коефіцієнта пористості різного ступеня. Коли температура перебуває вище точки замерзання, суміші не піддаються пошкодженню від замерзання, і зростання коефіцієнта порожності відбувається відносно повільно. Однак, при температурі нижче точки замерзання, виникають пошкодження, що призводить до швидкого розширення та з'єднання порожнин всередині сумішей, що призводить до значного збільшення коефіцієнта пористості. Крім того, спостерігається чітка кореляція між логістичною моделлю та зміною коефіцієнта пористості встановленого в результаті проведення досліджень.