Evaluation of the use of steel slag in micro surfacing

Pedro Bastos de Castro, Bruno Tiago Angelo da Silva, Suelly Helena de Araújo Barroso

Resumo


Micro surfacing (MS) is a type of bituminous coating frequently applied in the surface of pavement structures in order to prevent the occurrence of common distress and/or as a maintenance procedure. Micro surfacing has successfully been used in some states of Brazil as well as in many countries all over the world. Local aggregates used for micro surfacing composition are in some cases scarce and/or expensive. Therefore, the main objective of the present research is to verify the technical, financial and environmental viability of using steel slag aggregate (SSA) in micro surfacing applications. To reach the main objective, a procedure was developed in four steps. In the first step it was made the characterization of conventional (granitic) and alternative aggregates (steel slag) and polymer-modified emulsified asphalt. In the second step, mix design, surface abrasion resistance and setting time tests were performed. In the third step, the micro surfacing mechanical performance was analyzed using a laboratory traffic simulator to observe accumulated permanent deformation; surface wear; micro texture and macro texture. In the fourth step, a comparative study of costs concerning micro surfacing application using conventional mineral aggregate (MS-MA) and alternative aggregates (MS-SSA) were performed. The laboratory procedure results indicated that the steel slag studied has the potential to be used in micro surfacing applications with more rutting resistance and better durability. The cost analysis showed for medium transport distances bigger than 60 km, the MS-SSA will be cheaper than MS-MA solution.

Palavras-chave


Pavement, Micro Surfacing, Steel Slag, Laboratory Traffic Simulator.

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Referências


ABEDA (2010) Manual Básico de Emulsões Asfálticas. Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos. Rio De Janeiro, RJ.

Apparoa, G.; Kumar, R; Amar, D.D.; Ryntathiang, T.L. (2013). Green Road Approach for the Sustainable Development in India. European Journal of Sustainable Development. pp 165-176. Londres. Inglaterra.

Austroads (2003). Sprayed Sealing Guide. Austroads. Sydney, Australia, 2003a. C. Guidelines and Specification for Bitumi-nous Slurry Surfacing. Austroads Publication No. AP–T26/03, Sydney, Australia, 2003.

Bae, A.; Stoffels, S. M. (2007). Economic effects of microsurfacing on thermally cracked pavements. KSCE Journal of Civil Engineering, pp. 177–185. Seoul, Coréia do Sul.

Broughton, B; Lee, S. J.; Kim, Y. J. (2012). 30 Years of Microsurfacing: A Review. ISRN Civil Engineering. 7p. Nova Iorque. Estados Unidos.

California Department of Transportation (CALTRANS) (2009). Maintenance Technical Advisory Guide Volume 1: Flexible Pave-ment Preservation. 2ª ed. California Department of Transportation. California. Estados Unidos.

Castelo Branco, V. T. F. (2004). Caracterização de Misturas Asfálticas com o Uso de Escória de Aciaria como Agregado. Disserta-ção de Mestrado. Rio de Janeiro, Brasil. Universidade Federal do Rio de Janeiro.

Castro, P. B. (2011). Avaliação de Agregados da Região Metropolitana de Fortaleza para Aplicação em Microrrevestimento Asfáltico a Frio. Monografia. Fortaleza, Ceará, Brasil. Universidade Federal do Ceará.

Cavalcante, F. C. I. T.; Pereira, S. L. O.; Barroso, S. H. A. (2010). Aproveitamento de resíduos provenientes da indústria siderúrgica para construção de pavimentos econômicos do estado do Ceará. Livro comemorativo 2010: compilação dos melhores projetos. Odebrecht Construtora. Rio de Janeiro, Brasil.

Ceratti, J. A. P. e Reis, R. M. M. (2011). Manual de Microrrevestimento Asfáltico a Frio. Instituto Pavimentar. Rio de Janeiro.

Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes (DNIT) (2008). Aplicação de escória de aciaria produzida na Arcelor Mittal-Tubarão com redução de expansão, com ou sem adição de argila em base e sub-base rodoviária. Relatório Final, Volume 1. Rio de Janeiro, Brasil.

FHWA (1994) Surface Rehabilitation Techniques: State of the Practice Desing, Construction and Performance of Micro-Surfacing. Washington. Estados Unidos.

Hein, D.; Olidis, C.; Darter, M.; Quintus, H. V. (2003). Impact of Recent Tecnology Advancements on Pavement Life. Annual Conference of the Transportation Association of Canada. St. John´s, Newfoundland and Labrador. Canadá. 24p.

Hick, R. G.; Moulthrop, J.S.; Daleiden, J. (1999). Selecting a Preventive Maintenance Treatment for Flexible Pavements. Transportation Research Board. pp. 1–12 Washington, Estados Unidos.

ISSA (2010) A-143 Recommended Performance Guideline for Micro Surfacing. International Slurry Surfacing Association. Annapolis, MD. Estados Unidos.

Ji, Y.; Nantung, T.; Tompkins, B.; Harris, D. (2013). Evaluation for microsurfacing as pavement preservation treatment. Journal of Materials in Civil Engineering, pp.540–547. Reston. Estados Unidos.

Loiola, P. R. R. (2009). Estudos de Agregados e Ligantes Alternativos para Emprego em Tratamentos Superficiais de Rodovias. Dissertação de Mestrado. Fortaleza, Ceará, Brasil. Universidade Federal do Ceará (UFC).

National Cooperative Highway Research Program (NCHRP) (2010).

Microsurfacing, a Synthesis on Highway Practice. Transportation Research Board. Washington. Estados Unidos.

Parente, E. B.; Boavista, A. H.; Soares, J. B. (2003). Estudo do comportamento mecânico de misturas de solo e escória de aciaria para aplicação na construção rodoviário na Região Metropolitana de Fortaleza. XVII Congresso de Pesquisa e Ensino em Transportes (ANPET). Rio de Janeiro, Brasil.

Pedrosa, R. A. A. (2010). Estudo de Viabilidade Técnica e Econômica do Uso de Agregados de Escória de Aciaria em Concreto Betuminoso Usinado a Quente. Dissertação de Mestrado. Ouro Preto, Minas Gerais, Brasil. Universidade Federal de Ouro Preto.

Pereira, S. L. O. (2013). Avaliação dos Tratamentos Superficiais Simples, Duplo e Triplo de Rodovias Através do Emprego de Diferentes Agregados da Região Metropolitana de Fortaleza. Dissertação de Mestrado. Fortaleza, Ceará, Brasil. Universida-de Federal do Ceará.

Pires, P. M.; Teixeira, J. E. S. L.; Nepomuceno, D. V; Furieri, E. C. Laboratory and Field Evaluation of KR Slag-Stabilized Soil for Paving Applications. (2019). Journal of Materials in Civil Engineering. v. 31, p. 04019182.

Reis, M. (2005) Um Estudo da Influência da Granulometria dos Agregados no Desempenho do Microrrevestimento Asfáltico a Frio quanto ao Deslocamento Lateral e Vertical. Dissertação de Mestrado. Universidade Estadual de Campinas, UNICAMP. Campinas, SP.

Rocha, F. L. L. (2011). Utilização do Agregado Siderúrgico (Escória de Aciaria) em Revestimento Asfáltico Tipo Tratamento Superficial. Dissertação de Mestrado. Ouro Preto, Minas Gerais, Brasil .Universidade Federal de Ouro Preto.

Rohde, L. (2002). Escória de Aciaria Elétrica em Camadas Granulares do Pavimento – Estudo Laboratorial. Dissertação de Mestrado. Porto Alegre, Rio Grande do Sul, Brasil. Universidade Federal do Rio Grande do Sul.

Santo, N. R. E.; Reis, R. M. M. (1999) Microrrevestimento Asfáltico a Frio. Uma Inovação Tecnológica para Tratamentos de Superfície.

Santos Neto, P. F. (2007). Estudo do Uso da Escória de Aciaria em Camadas de Pavimentos na Região Metropolitana de Fortaleza. Projeto de Graduação. Fortaleza, Ceará, Brasil. Universidade Federal do Ceará.

Silva, E.A.; Mendonça, R. L. (2001). Brésil: Laitier d’aciérie à tous lês étages. Laitiers Sidérurgiques. pp.11-24. Marselha. França.

Silva, R. G. O. (2010). Estudo Laboratorial do Desempenho Mecânico de Misturas Asfálticas com Resíduos Industriais de Mi-nério de Ferro. Dissertação de Mestrado. Ouro Preto, Minas Gerais, Brasil. Universidade Federal de Ouro Preto.

Tavares, D. S. (2012). Avaliação Laboratorial de Mistura Asfáltica do Tipo SMA com Agregado Siderúrgico. Dissertação de Mestrado. Rio de Janeiro, RJ, Brasil. Universidade Federal do Rio de Janeiro.

Teixeira, J. E. S. L.; Schumacher, A. G.; Pires, P. M.; Castelo Branco, V. T. F.; Martins, H. B. (2019). Expansion Level of Steel Slag Aggregate Effects on Both Material Properties and Asphalt Mixture Performance. Transportation Research Record: Journal of the Transportation Research Board. pp. 506-515. Washington. Estados Unidos.

Ulhman, B. (2010). Eco-Efficiency of Microsurfacing – proceedings. AEMA-ARRA-ISSA Annual Meeting. 56p Miami. Estados Unidos.

Vale, A. F. (2003); Estudo e Aplicação de Microrrevestimento Asfáltico a Frio (MRAF). Dissertação de Mestrado. Escola Politécnica da Universidade de São Paulo, POLI-USP. São Paulo, SP.

Vale, A. F.; Suzuki, C. Y. (2004); Desempenho do Microrrevestimento Asfáltico. 35ª ABPv, Reunião Anual de Pavimentação. Rio de Janeiro, RJ.

Vasconcelos, M. A. G. (2013). Estudo sobre o Emprego do Cape Seal em Revestimentos Rodoviários do Estado do Ceará. Dissertação de Mestrado. Fortaleza, Ceará, Brasil. Universidade Federal do Ceará.




DOI: https://doi.org/10.14295/transportes.v28i2.1909

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