Experimenteren met kalkbehandeling van de afdeklaag van dijken

Hierbij is grond die normaal niet geschikt is voor het toepassen als afdeklaag van de dijk vermengd met een kalkmengsel. “We onderzoeken of het mogelijk is om deze grond door vermenging met kalk toch te kunnen gebruiken als afdeklaag”, zeggen Kristof  Verelst, onderzoeker bij het Waterbouwkundig Laboratorium van het Departement Mobiliteit en Openbare Werken, en Gontran Herrier (Lhoist nv). Het verbeteren van de hydraulische eigenschappen, in het bijzonder de erosieweerstand, om zo grond geschikt maken als afdeklaag werd in Vlaanderen nooit eerder uitgevoerd.

Scheldedijken in Vlaanderen bestaan uit een zandige kern, voor de stabiliteit, met daarrond een afdeklaag waarmee de dijk waterdicht, waterkerend zo je wil, wordt gemaakt. Deze afdeklaag (inclusief vegetatie) moet aan een aantal specifieke eisen voldoen met betrekking tot waterdoorlatendheid en erosiebestendigheid. Vaak zit die vervat in de vereiste plasticiteitsindex (Ip) groter dan 15. Op de ringdijk van het gecontroleerd overstromingsgebied Vlassenbroek is door de Vlaamse Waterweg nv (DVW) en Lhoist nv een proefvak aangelegd waarbij de afdeklaag met kalk behandeld is. Grond die niet voldoet aan de specifieke eisen voor een afdeklaag van de dijk is hierbij vermengd met kalk om zo de eisen wel te behalen. Toevoeging van kalk aan grond (typisch tussen 2 tot 4 % in massa) is een techniek die op grote schaal wordt gebruikt voor de aanleg van weg- en waterbouw constructies (wegen, spoorwegen, autowegen, platforms …). “Deze techniek biedt de mogelijkheid om op de bouwlocatie aanwezige grond te hergebruiken en na compactering de mechanische eigenschappen (draagvermogen, stabiliteit) te verbeteren”, zegt Kristof Verelst. “Zo wordt kalkbehandeling van het kernmateriaal vaak toegepast. Het verbeteren van hydraulische eigenschappen, in het bijzonder de erosieweerstand, om zo de grond geschikt maken als afdeklaag werd in Vlaanderen nooit eerder uitgevoerd.”

Het proefvak met een totale lengte van 46 m is eind oktober 2019 aangelegd. In dit proefvak zijn twee stukken van de ringdijk met een lengte van 21 m voorzien van een met kalk behandelde afdeklaag. In het noordelijk gedeelte van het proefvak bestaat de afdeklaag uit aangevoerde lemige grond (Jette leemgrond), behandeld met 2% ongebluste kalk (Proviacal® DD). In het zuidelijke gedeelte bestaat de aangelegde afdeklaag uit zandige grond afkomstig uit het gebied zelf, behandeld met een 3 % geformuleerde kalk. De met kalk behandelde afdeklaag is aangelegd aan de GOG-zijde (gecontroleerd overstromingsgebied-zijde) van de ringdijk en is opgebouwd uit vier lagen met een dikte van 30 cm. “Een bijkomende innovatie van de experimentele proefvakken was de verdichting die langs het transversale profiel (hellingen) werd uitgevoerd. Op deze wijze wordt een totale dikte van de afdeklaag van 110 cm verkregen na het trimmen”, aldus Gontran Herrier.

In mei 2020 is het gras op het proefvak ingezaaid. “We hebben verschillende types grassoorten ingezaaid”, zegt Kristof Verelst. “Vijf jaar lang onderzoeken we de invloed van de bijmenging met de beide types kalk op de groei van de verschillende grassoorten, en ook de verschillen tussen de beschouwde grasmengsels.” In elk van de beide delen van het proefvak is een zone met vruchtbare toplaag en Italiaans raaigras/ruw beemdgras ingezaaid, een zone met Italiaans raaigras/ruw beemdgras direct op de kalkbehandelde afdeklaag en een zone met grasmengsel B1, zoals toegepast op Nederlandse dijken, ook direct op de kalkbehandelde afdeklaag. Ter vergelijking zijn dezelfde grassoorten ook ingezaaid op een gedeelte van de dijk met een klassieke afdeklaag naast het proefvak. 

het proefvak zal de komende jaren een uitgebreide monitoring uitgevoerd worden. De monitoring is onmiddellijk na aanleg gestart en wordt halfjaarlijks tot jaarlijks herhaald gedurende een periode van ongeveer 5 jaar na de aanleg. De afdeling Geotechniek (GEO) en de afdeling Algemene Technische ondersteuning (ATO) van het Departement Mobiliteit en Openbare Werken (DMOW) meten respectievelijk de doorlatendheid van de afdeklaag op en bepalen de zettingen van de dijk aan de hand van topografische opmetingen.

In opdracht van Lhoist, worden door INRAE uit Frankrijk JET-erosietesten uitgevoerd om de erosiebestendigheid van de afdeklaag na te gaan en worden door het OpzoekingsCentrum voor de Wegenbouw (OCW) PANDA-testen uitgevoerd om de verdichting van de afdeklaag te bepalen. Opvolging van de vegetatie (bedekking, doorworteling, soortenrijkdom …) gebeurt door het Instituut voor Natuur en Bosonderzoek (INBO). Wanneer het gras volgroeid is en voldoende sterkte heeft, wordt de erosiebestendigheid van de grasmat bepaald aan de hand van in situ overloopproeven door het Waterbouwkundig Laboratorium. Het Waterbouwkundig Laboratorium en De Vlaamse Waterweg nv staan in voor de coördinatie van dit project. Het uiteindelijke doel is te weten te komen wat de mogelijkheden van de kalkbehandelingstechniek zijn.