Mechanical evaluation of asphalt-aggregate mixtures prepared with fly ash as a filler replacement

摘要

The objective of this study is to investigate the effect of fly ash as a filler replacement on the mechanical properties of asphalt-aggregate mixtures. Utilization of fly ash, which is the by-product of coal-fired power generation, is of great importance from an environmental and economical point of view. In this study, a dense bituminous mixture composed of calcareous aggregate was selected as the reference mixture. It was observed that there was a definite increase in Marshall stability and decrease in flow values, especially when calcareous filler was replaced by Soma-type fly ash, which was one of the three types of fly ashes used. The mechanical properties, namely elastic strain, elastic modulus, and permanent strain, of the asphalt mixtures were determined by carrying out fatigue tests with a UMATTA tester for three types of fly ashes, portland cement, lime, and control specimens. The changes in mechanical properties are important in the sense that they affect the behavior of asphalt concrete pavement under applied loads. This mechanism can be explained basically by bitumen extension. The fatigue life of fly ash specimens, especially Soma fly ash, was found to be considerably higher than that of calcareous filler specimens. Based on this study, it is demonstrated that fly ash can be used effectively in a dense-graded wearing course as a filler replacement.%L'objectif de cette étude était d'examiner l'impact des cendres volantes comme matière de charge de remplacement sur les propriétés mécaniques des mélanges asphalte-granulats. L'utilisation des cendres volantes, le sous-produit des centrales thermiques alimentées au charbon, est d'une grande importance environnementale et économique. Dans la présente étude, un mélange bitumineux dense, composé d'agrégat calcaire, a été choisi comme mélange de référence. La stabilité Marshall a définitivement augmentée et une diminution des valeurs d'écrasement a été remarquée, surtout lorsque la matière de charge calcaire était remplacé par les cendres volantes de type Soma, l'un des trois types de cendres volantes utilisés. Les propriétés mécaniques, dont la déformation élastique, le module élastique et la déformation plastique des mélanges asphaltiques ont été déterminées en effectuant des essais de résistance à la fatigue par un UMATTA pour trois types de cendres volantes, du ciment Portland, de la chaux et des échantillons témoins. Les changements aux propriétés mécaniques sont importants en ce qu'ils ont un impact sur le comportement du revêtement en béton asphaltique sous les charges qui y sont appliquées. Ce mécanisme peut être expliqué à la base par l'extension du bitume. La longévité à la fatigue des échantillons de cendres volantes, surtout la cendre de type Soma, s'est avérée considérablement plus élevée que celle des échantillons comportant des matières de charge calcaires. La présente étude a démontré que les cendres volantes peuvent être utilisées de manière efficace comme matière de charge dans une couche d'usure de catégorie dense.