Kimyasal yol stabilizasyon katkı maddeleri, yol
agregalarının güçlü bir şekilde bağlandığı matriks yapıyı oluşturur. Stabilizör
katkı malzemesi, yol malzemesi ile kimyasal olarak reaksiyona girebilir
(örneğin, kil ile reaksiyona giren kireç katkısı gibi) veya kendi başlarına
reaksiyona girerek agregaların etrafında bir çimentolama bileşiği oluştururlar.
Katkı maddesi, yeterli iyileştirilmiş bir mukavemet sağlamalı ve yola stabilite
kazandırmalıdır. Çok az stabilize edici ajan katkısı, yeterince güçlü bir matris
oluşturmaz ve alt katman, stres ve şekil değiştirmeler altında deforme olur.
Çok fazla stabilize edici madde ise, üstteki kaplamada çatlamaya neden
olabilecek bir yapıyı oluşturur çünkü kırılgan bir alt tabaka oluşturan oldukça
sert bir matris bu üstteki çatlamayı oluşturacaktır.
Yol bağlayıcı stabilizör malzemesi seçerken dikkat edilmesi
gereken en önemli parametre zemin tipine uygun olmasıdır. Zeminin ince veya iri
taneli parçacıklardan oluşması veya yüksek oranda kil, silikat veya organik
içerik içermesi stabilizör malzeme seçiminde belirleyicidir. Ayrıca, hava
koşulları ve mevsimsel değişiklikler, tahmini trafik yükü, yerel yasa ve
yönetmeliklere uygunluk ve bağlayıcının sürdürülebilirliği, yol stabilize edici
madde seçimini etkiler. Yaygın olarak kullanılan bazı stabilize edici maddeler
aşağıda listelenmiştir. Her biri tek başına veya yol temel malzemesini
iyileştirmek için başkalarıyla birlikte kullanılabilir. Bunlar ve diğer yol
stabilizasyon katkı maddeleri hakkında daha kapsamlı analizler de yapılabilir.
Kireç, esas olarak, plastisite indeksi 20 veya daha fazla
olan ince taneli toprakları işlemek için kullanılır. Kirecin kalsiyum oksit
(CaO) bileşeni, plastisiteyi azaltmak için kil parçacıkları ile reaksiyona
girer. Kireç kimyasal olarak reaksiyona girer ve su varlığında sertleşir.
Sementasyon (çimentolaşma-bağlayıcılık anlamında) yavaş gerçekleşir. Yaygın
kireç biçimleri arasında hidratlı yüksek kalsiyumlu kireç, monohidratlı
dolomitik kireç, kalsitik sönmemiş kireç, dolomitik sönmemiş kireç ve kireç
üretiminin bir yan ürünü olan kireç fırını tozu (LKD) bulunur.
Çimento kireci andırır ancak hızlı sertleşmeye neden olan ve
katı, bağlı, geçirimsiz bir tabaka oluşturan puzolanik malzemeler içerir.
Plastisite indeksi 20'nin altında olan ince taneli ve kumlu zeminler çimento
ile kolayca stabilize edilir. Organik içeriği yüksek veya sülfat içeren
topraklarda çimento kullanılmamalıdır. Çimento aşırı rijit bir matris
oluşturabilir ve mevsimsel donmaya maruz kalan yollar için iyi bir seçim
değildir.
Uçucu kül veya kömür külü, toz haline getirilmiş yakıtın
(genellikle kömür) yanmasından kaynaklanan mineral artıklardır. Uçucu kül,
kireç ve su ile karıştırıldığında puzolanik reaksiyon oluşturur ve
çimentoludur. İnce tanecikleri olmayan veya çok az olan iri taneli topraklar,
uçucu kireç külü veya kireçli çimento- uçucu külü kullanılarak stabilize
edilebilir. Çimentoya benzer şekilde, plastisite indeksi 20'nin altında ve
organik içeriği düşük olan topraklarda en iyi sonucu verir.
Kömür katranı, bitümlü emülsiyonlar, köpüklü bitüm ve katbek
bitüm gibi bitümlü malzemeler yol stabilizasyonu için yaygın olarak
kullanılmaktadır. Bitümlü stabilizasyon aslında kimyasal bir stabilizasyon
değildir, çünkü bağlayıcı ile zemin arasında herhangi bir kimyasal reaksiyon
yoktur. Bunun yerine, mukavemet kazanımı, agrega partiküllerinin kaplanmasıyla
elde edilir, hem partikülleri su geçirmez hale getirir hem de adezif bağlamanın
geliştirilmesiyle onları bir araya getirir. Toprak partikülleri ile reaksiyona
bağlı olmadığı için bitümlü stabilizasyon hemen hemen tüm toprak tipleri için
iyi sonuç verir. Bitümün yaşlanması ve oksitlenmesi onu zamanla kırılgan hale
getirebilir.
Lignin bazlı ürünler, ağaçlara sertlik veren selüloz
liflerini doğal olarak bağlayan ligninden türetilen biyopolimerlerdir. Kendiyle
ve toprak parçacıklarıyla fiziksel ve kimyasal bağlar oluşturarak yol
malzemelerini birbirine bağlar. Lignin bazlı ürünler çeşitli yol malzemeleri
için kullanılabilir, ancak en çok yüzde 30'a kadar ince tane içeren ve
plastisite indeksi 8'den büyük olan topraklarda etkilidir. Plastisite indeksi
yüksek olan zeminlerde iyi sonuç vermediği bildirilmektedir (indeksi 20’den
büyük ise). Ürünün hızlı bir şekilde yıkanmasına izin veren kumlu, geçirgen
topraklarda da işe yaramazlar. Yüksek kil içeriğine sahip topraklar için, iyileştirilmiş
toprak biraz hafif derecede plastik kalma eğilimindedir.
Lignin bazlı ürünler, yol stabilizasyonu için
bitüm/çimentoya yeşil bir alternatif olarak kabul edilir. Odun hamuru
üretiminden üretilen Borregaard'dan elde edilen lignosülfonatlar, bu tür lignin
bazlı ürünlerin örnekleridir. Mevcut LCA verileri, lignin bazlı biyopolimer
üretiminin bitüm ve çimentoya kıyasla daha düşük CO2 emisyonuna ve fosil yakıt
tüketimine sahip olduğunu göstermektedir. Bu doğal biyopolimer suda ve karada
yaşayan türlere karşı düşük toksisiteye sahiptir ve bu nedenle yol
stabilizasyonu için kullanıldığında çevre dostu bir alternatif olarak kabul
edilebilir (www.borregaard.com)