Huidige stand van het onderzoek naar de toepassing van vliegas in de wegenbouw

De toepassing van vliegas in de fundering van wegdekken concentreert zich hoofdzakelijk op twee aspecten: met vliegas (kalk en vliegas) gestabiliseerde materialen en met cement-vliegas gestabiliseerde materialen. Deze twee materialen zijn opgenomen in nationale normen, de technologie is relatief volwassen en er zijn veel praktische toepassingen. De toepassing van vliegas op wegdekken betreft voornamelijk asfaltmengsels en cementbeton. Jiao Hua van de Chang'an Universiteit toonde in zijn masterscriptie aan dat wanneer vliegas al het erts in AC-16 asfaltmengsel vervangt, het een slechtere scheurweerstand bij lage temperaturen en een betere stabiliteit bij hoge temperaturen heeft dan wanneer het met erts wordt gemengd. De waterbestendigheid is verbeterd, maar het effect is niet uitzonderlijk. Xie Jun, Wu Shaopeng en anderen onderzochten het effect van oppervlaktebehandeling met vliegas en een koppelingsmiddel op vochtschade aan asfaltmengsels. De combinatie van vulstof met een koppelingsmiddel en vliegas wordt een composiet vliegasmodificator genoemd. De eigenschappen van de composiet vliegasmodificator werden voornamelijk gekarakteriseerd met behulp van scanningelektronenmicroscopie en Fourier-transformatie-infraroodspectroscopie. Het effect van vliegas als vulmiddel op de vochtgevoeligheid van asfaltmengsels werd geëvalueerd door middel van indirecte treksterktemodulusproeven, statische kruip en indirecte trekvermoeidheidsproeven. De resultaten tonen aan dat het asfaltmengsel met de samengestelde vliegasmodificator een hoge indirecte treksterkte en treksterkteverhouding heeft tijdens vorst en een uitstekende vochtgevoeligheid vertoont. Bovendien vertoonde het met de samengestelde vliegasmodificator gemodificeerde asfaltmengsel een betere stijfheidmodulus, weerstand tegen permanente vervorming en vermoeiingslevensduur na een specifieke behandeling tegen vochtschade. Conclusie: De samengestelde vliegasmodificator kan de vochtgevoeligheid van het asfaltmengsel effectief verbeteren.

Taluds van vliegas worden ook veel gebruikt in de wegenbouw, met name in weggedeelten met een zachte bodem. Het lichte gewicht van vliegas kan optimaal worden benut om het eigen gewicht van het talud en de extra spanning van de zachte bodem te verminderen, waardoor de totale zetting wordt beperkt en de stabiliteit van het talud wordt verbeterd. Op dezelfde manier kan het vullen van de brugkop met vliegas in combinatie met een vulgrond de verschuiving van de brugkop, veroorzaakt door de zetting als gevolg van het eigen gewicht van de vulgrond, verhelpen. Liu Tiejun onderzocht de mechanische eigenschappen van vliegas als taludvuller en kwam tot de volgende conclusies: de droge dichtheid van vliegas vertoonde een trend van eerst toenemen en vervolgens afnemen met een toenemend vochtgehalte, waarbij de maximale droge dichtheid bij een vochtgehalte van 19% werd bereikt; de permeabiliteitscoëfficiënt van vliegas neemt exponentieel af met een toenemende droge dichtheid. Wanneer de droge dichtheid van vliegas lager is dan 1,35 g/cm³, heeft de droge dichtheid vrijwel geen invloed op de permeabiliteitscoëfficiënt. De cohesie van vliegas neemt toe met het watergehalte. Wanneer het vochtgehalte van vliegas toe- en afneemt, is de afname langzaam bij een vochtgehalte lager dan 26%, daarboven neemt deze sneller af. Bij een toename van 1% in het vochtgehalte van vliegas neemt de interne wrijvingshoek met ongeveer 0,25° af. De cohesie van vliegas neemt lineair toe met de verdichtingsgraad, terwijl de interne wrijvingshoek van vliegas exponentieel toeneemt met de verdichtingsgraad. Hoe dichter het vochtgehalte van vliegas bij het optimale vochtgehalte of bij 100% verdichting ligt, hoe kleiner de afname van de cohesie en de interne wrijvingshoek bij een toename van het aantal trillingen, en hoe gemakkelijker het is om in de beginfase van de trilling een stabiele toestand te bereiken. Chen Yunyong en Gao Liang hebben ook laboratoriummodelproeven uitgevoerd op versterkte vliegasdijken. Volgens het principe van gelijkenis schaalden de twee mannen de werkelijke taludconstructie op een schaal van 1:8 en gebruikten ze bidirectioneel geogrid als wapeningsmateriaal. Vervolgens voerden ze experimenteel onderzoek uit naar de spanning en vervorming van de met vliegas versterkte taludconstructie. De resultaten tonen aan dat de ongelijkmatige zetting van de vliegastaludconstructie aanzienlijk kan worden verminderd door de geogrid-wapening en dat het draagvermogen van de taludconstructie aanzienlijk kan worden verbeterd.

Bron: Fly Ash Industry Alliance