Evaluación del efecto de la escoria siderúrgica de horno eléctrico, en el comportamiento mecánico y dinámico de las mezclas asfálticas convencionales

Abstract

La industria siderúrgica produce grandes cantidades de escoria como subproducto de la producción de acero, por ello, se decidió investigar la escoria como agregado para la producción de mezclas asfálticas en caliente, con el objetivo de maximizar el desempeño y utilizar la escoria siderúrgica para la elaboración de mezclas asfálticas reduciendo el impacto ambiental. La investigación consistió en la elaboración de probetas asfálticas con materiales de agregados adicionando ES10%, ES20%, ES30% y ES40% de escoria siderúrgica con el fin de evaluar sus propiedades mecánicas, físicas y su desempeño de las nuevas combinaciones, y así realizar el comparativo con el diseño patrón. Los resultados demostraron que la adición de escoria siderúrgica en ES10% y ES20% a las mezclas asfálticas en caliente puede tener un impacto aceptable en las propiedades mecánicas, volumétricas y un buen desempeño de la superficie pavimentada. Sin embargo, la inclusión del 30% y 40%, se encuentran en condición desfavorable (Fuera del rango de vacíos) y la participación de 50% de escoria se encuentra fuera del uso granulométrico. En general, se encontró que algunas propiedades físicas (vacíos y flujo) se incrementa con el aumento en la cantidad de escoria siderúrgica, así mismo, el ahuellamiento aumenta y los módulos disminuyen conforme se incrementa los porcentajes de inclusión de escoria siderúrgica. Finalmente, los porcentajes de inclusión de Escoria Siderúrgicas del ES10% y ES20% es aceptable y tiene una buena combinación granulométrica para una mezcla asfáltica en caliente. Además, tiende a ser más estable respecto al diseño patrón dado que cumple todos los parámetros que requiere un tránsito pesado (de tipo A), parámetros que se presentan en la Tabla 7.

The steel industry produces large amounts of slag as a byproduct of steel production. Therefore, it was decided to investigate the use of slag as an aggregate for the production of hot mix asphalt, aiming to maximize performance and utilize steel slag for the production of asphalt mixes, thereby reducing environmental impact. The research involved preparing asphalt specimens with aggregate materials by adding ES10%, ES20%, ES30%, and ES40% of steel slag to evaluate their mechanical and physical properties and the performance of the new combinations, and to compare them with the standard design.

The results showed that the addition of ES10% and ES20% steel slag to hot mix asphalt can have an acceptable impact on mechanical and volumetric properties and provide good performance for the paved surface. However, the inclusion of 30% and 40% was found to be in an unfavorable condition (out of the voids range), and the use of 50% slag was found to be outside the granulometric usage. In general, it was found that some physical properties (voids and flow) increase with the amount of steel slag, and similarly, rutting increases and moduli decrease as the percentage of steel slag inclusion increases.

Finally, the inclusion percentages of ES10% and ES20% steel slag are acceptable and have a good granulometric combination for hot mix asphalt. Furthermore, they tend to be more stable compared to the standard design, as they meet all the parameters required for heavy traffic (type A), which are presented in Table 7.