L'utilisation des cendres volantes dans les fondations de chaussées se concentre principalement sur deux aspects : les matériaux stabilisés aux cendres volantes (chaux et cendres volantes) et les matériaux stabilisés au ciment et aux cendres volantes. Ces deux matériaux sont normalisés au niveau national, la technologie est relativement mature et de nombreuses applications pratiques existent. L'utilisation des cendres volantes en surface concerne principalement les enrobés bitumineux et les bétons. Les travaux de Jiao Hua, de l'Université de Chang'an, menés dans le cadre de son mémoire de maîtrise, montrent que lorsque les cendres volantes remplacent totalement la poudre de minerai dans l'enrobé bitumineux AC-16, la résistance à la fissuration à basse température est inférieure, mais la stabilité à haute température est supérieure à celle obtenue avec un mélange contenant de la poudre de minerai. La stabilité à l'eau est améliorée, mais l'effet reste modeste. Xie Jun, Wu Shaopeng et leurs collègues ont étudié l'effet du traitement de surface par cendres volantes et agent de couplage sur la dégradation due à l'humidité des enrobés bitumineux. L'association d'une charge, d'un agent de couplage et de cendres volantes constitue un modificateur composite de cendres volantes. Les propriétés du modificateur composite de cendres volantes ont été principalement caractérisées par microscopie électronique à balayage et spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier. Utilisé comme charge, son effet sur la sensibilité à l'humidité des enrobés bitumineux a été évalué par des essais de module de rigidité en traction indirecte, de fluage statique et de fatigue en traction indirecte. Les résultats montrent que l'enrobé bitumineux contenant le modificateur composite de cendres volantes présente une résistance à la traction indirecte et un rapport de résistance à la traction élevés en conditions de gel, ainsi qu'une excellente sensibilité à l'humidité. De plus, après un traitement spécifique contre les dommages causés par l'humidité, l'enrobé bitumineux modifié par ce modificateur composite présente un module de rigidité, une résistance à la déformation permanente et une durée de vie en fatigue supérieurs. Conclusion : Le modificateur composite de cendres volantes améliore efficacement la sensibilité à l'humidité des enrobés bitumineux.
Les remblais en cendres volantes sont largement utilisés en génie routier, notamment sur les tronçons de route reposant sur des sols meubles. Leur légèreté permet de réduire le poids propre du remblai et les contraintes supplémentaires dues au sol meuble, limitant ainsi le tassement total et améliorant la stabilité de l'ouvrage. De même, le remblayage des têtes de pont avec des cendres volantes, combinées à un remblai de grande hauteur, permet de corriger les problèmes de soulèvement de la tête de pont causés par le tassement dû au poids propre de ce remblai. Liu Tiejun a étudié les propriétés mécaniques des cendres volantes utilisées comme matériau de remplissage et a abouti aux conclusions suivantes : la masse volumique sèche des cendres volantes augmente d'abord, puis diminue avec l'augmentation de la teneur en eau, la masse volumique sèche maximale étant atteinte pour une teneur en eau de 19 %. Le coefficient de perméabilité des cendres volantes diminue de façon exponentielle avec l'augmentation de la masse volumique sèche. Lorsque cette dernière est inférieure à 1,35 g/cm³, elle n'a pratiquement aucun effet sur le coefficient de perméabilité. La cohésion des cendres volantes augmente avec leur teneur en eau. Lorsque l'humidité des cendres volantes augmente ou diminue, la diminution est lente en dessous de 26 % d'humidité et plus rapide au-delà. Une augmentation de 1 % de l'humidité des cendres volantes entraîne une diminution d'environ 0,25° de l'angle de frottement interne. La cohésion des cendres de charbon augmente linéairement avec le degré de compactage, tandis que l'angle de frottement interne des cendres volantes augmente de façon exponentielle. Plus la teneur en eau des cendres volantes se rapproche de la teneur optimale ou du degré de compactage (100 %), plus la diminution de la cohésion et de l'angle de frottement interne avec l'augmentation du nombre de vibrations est faible, et plus un état stable est atteint rapidement en début de vibration. Chen Yunyong et Gao Liang ont également réalisé des essais sur modèle réduit en laboratoire de remblais renforcés en cendres volantes. En se basant sur le principe de similitude, les deux chercheurs ont réduit le remblai réel à l'échelle 1:8 et utilisé une géogrille bidirectionnelle comme matériau de renforcement. Ils ont ensuite mené une étude expérimentale sur les contraintes et les déformations du remblai renforcé aux cendres volantes. Les résultats montrent que le tassement différentiel du remblai est considérablement réduit par le renforcement par géogrille, et que sa capacité portante est nettement améliorée.
Source du contenu : Alliance de l'industrie des cendres volantes
Date de publication : 10 juillet 2023