Sintered Calcined Clay as an Alternative Coarse Aggregate for Asphalt Pavement Construction

Abstract

The aim of this study is to search for a substitute for the natural coarse aggregate in various regions of the world, such as Amazon-Brazil, where this type of material is lacking. The asphalt binder AC 50/70 is mixed with an aggregate obtained from the sinterization of a calcined clay (SACC) as a possible alternative to coarse aggregate material for the construction of asphalt pavements in tropical zones. The dynamic modulus |E * | of this mixture was measured under strain control mode and in tension control mode. The results are compared with those obtained from AC 50/70 mixed with pebbles, which is currently used as the coarse aggregate in this region. For pavements that work at high temperatures, such as 40˚C, and low frequencies, the mixture with SACC appears to be a viable alternative to coarse aggregate material for the construction of asphalt pavements in tropical zones.

Estudo viscoelástico de misturas asfálticas frescas e envelhecidas com agregado sinterizado de argila calcinada

“…O módulo complexo foi desenvolvido para medir tanto a viscoelasticidade quanto as propriedades elásticas de misturas asfálticas [4,5,9]. De acordo com KING (2004) [18], o ensaio de módulo complexo consiste na aplicação de pulsos senoidais de carga, induzindo-se deslocamentos axiais no corpo-de-prova, em que σo e εo são, respectivamente, as amplitudes de tensão e deformação (equação 1), ω está associada à frequência de aplicação de carga e é o ângulo de fase, que representa a defasagem de tempo entre os picos de tensão e deformação, dada a característica viscoelástica do material [17], ilustrados na Figura 1a.…”

“…Investigando contidamente a Tabela 2, constata-se que o módulo de rigidez dinâmico |E*| aumenta com a frequência e diminui com o acréscimo de temperatura. Comportamento semelhante foi assinalado por [5], [12] e [25] embora tenham sido empregadas metodologias distintas. Em relação ao estudo de [3], salienta-se a diferença na ordem de grandeza dos valores de módulo de rigidez dinâmico, principalmente quando se confrontam as temperaturas de 25 e 30 °C.…”

“…Diante do retrospecto deficitário relativo à disponibilidade de jazidas de material pétreo superficial para composição de misturas asfálticas com capacidade suficiente de suporte, observa-se na majoritária porção da região amazônica, os elevados dispêndios com o transporte de tal matéria-prima. Como consequência, destaca-se o notável esforço de pesquisadores na produção e desenvolvimento de estudos em prol da substituição dos agregados graúdos convencionais de misturas asfálticas produzidas a quente pelo agregado sinterizado de argila calcinada (ASAC), como é o caso de FROTA et al (2006) [1], SILVA et al (2013) [2], SILVA (2014) [3], Silva et al (2015aSilva et al ( , 2015b [4,5], Silva et al (2016) [6], e mais recentemente, CABRAL (2017) [7] e CUNHA et al (2018) [8], com o objetivo de se produzir pavimentos asfálticos mecanicamente satisfatórios, bem como oferecer apropriada durabilidade frente às solicitações dinâmicas de tráfego e eventos climáticos.…”

Efeito da temperatura no comportamento mecânico de misturas asfálticas com agregados sinterizados de argila calcinada (ASAC)

“…Nesse contexto, mostram-se promissores materiais como o agregado sinterizado de argila calcinada (ASAC), para emprego como agregado graúdo. A literatura apresenta diversos estudos que apontam sua viabilidade técnica [15][16][17][18][19][20] e econômica para uso na massa asfáltica. SILVA e FROTA [21] assinalam ser viável a produção em larga escala do ASAC, com potencial para atender toda a demanda por agregado graúdo na região amazônica.…”

“…Destaca-se, dentre diversos estudos comparativos já realizados com o ASAC, o trabalho de SILVA [20], que obteve o módulo dinâmico uniaxial (tração/compressão com deformação controlada e tração com tensão controlada) de uma mistura com o agregado alternativo e de outras com seixo rolado (agregado convencional), apontando que os módulos dinâmicos das misturas com ASAC apresentaram-se superiores aos das misturas com seixo para baixas frequências de aplicação de carga e altas temperaturas de ensaio, mostrando que as mesmas, nessas condições que melhor retratam a situação dos pavimentos locais, estão menos susceptíveis às deformações permanentes, como afundamentos de trilhas de roda. Ressalta-se também que as misturas com o material alternativo se mostraram menos suscetíveis às variações de temperatura que as misturas com seixo rolado, tendo em vista que para baixas temperaturas e altas frequências, o processo se inverteu e as misturas com seixo passaram a apresentar maiores valores de |E*| que as misturas com ASAC.…”