Susceptibility to moisture damage in asphalt mixes with blast furnace dust as aggregate

• Ricardo Ochoa-Díaz ^[1] ; Gloria Elizabeth Grimaldo-León ^[2] ; Carlos Hernando Higuera-Sandoval ^[1]
  1. [1] Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia

     Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia

     Colombia

     
  2. [2] Universidad de Boyacá

     Universidad de Boyacá

     Colombia

     
• Localización: DYNA: revista de la Facultad de Minas. Universidad Nacional de Colombia. Sede Medellín, ISSN 0012-7353, Vol. 91, Nº. 232, 2024, págs. 149-158
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Susceptibilidad al daño por humedad en mezclas asfálticas con polvo de alto horno como agregado
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• Resumen
  • español

    Uno de los desafíos constantes que enfrenta la ingeniería es reducir el deterioro de la infraestructura vial debido al agua en las mezclas asfálticas. La presente investigación busca evaluar la incidencia del polvo de horno alto, un subproducto del proceso del acero, en el daño por humedad en las mezclas asfálticas. Se diseñaron tres mezclas asfálticas bajo la metodología Marshall: una está compuesta por agregados convencionales triturados, las otras sustituyendo el 50% y 100% del agregado fino convencional por polvo de horno alto. Se llevaron a cabo los procedimientos de caracterización de materiales respectivos y la caracterización química del polvo de horno alto. Una vez verificado y analizado el cumplimiento de los requisitos establecidos para los materiales, se evaluó la susceptibilidad al agua utilizando una prueba de tracción indirecta para diferentes contenidos de vacíos. Del mismo modo, y aprovechando el compactador giratorio Superpave, se determinaron algunos índices de compactación y así se estimó el comportamiento de compactación de cada mezcla. Basándose en los resultados, el uso del polvo de horno alto en una mezcla asfáltica es satisfactorio debido a sus contribuciones para mejorar la resistencia a la tracción, lo que resultó en una reducción del daño por humedad en la mezcla asfáltica, así como un mejor comportamiento en la compactación. Además, se contribuyó a reducir el impacto ambiental causado por el proceso del acero, donde se acumulan grandes cantidades de este residuo.

  • English

    One of the ongoing challenges in engineering is mitigating the degradation of road infrastructure caused by water in asphalt mixes. This study aims to assess the impact of blast furnace dust, a byproduct of the steel manufacturing process, on moisture-induced damage in asphalt mixes. Three asphalt mixes were developed following the Marshall methodology: one comprising conventional crushed aggregates, while the others substituted 50% and 100% of the conventional fine aggregate with blast furnace dust. Material characterization procedures and chemical analysis of the blast furnace dust were conducted. Once compliance with the specified material requirements was verified and analyzed, water susceptibility was evaluated through an indirect tensile test across various void content levels. Similarly, leveraging the Superpave gyratory compactor, several compaction indices were determined to estimate the compaction behavior of each mix. Based on the findings, the inclusion of blast furnace dust in an asphalt mix proved satisfactory due to its contributions in enhancing tensile strength, consequently leading to a reduction in moisture-induced damage within the asphalt mix, as well as exhibiting improved compaction behavior. Additionally, this utilization contributed to diminishing the environmental impact linked to the steel production process, where substantial quantities of this residue accumulate.