Analisi prestazionale sull'effetto dell'impiego di aggregati artificiali in conglomerati bituminosi per strati di usura

The thesis presents the results of a laboratory investigation on the use of electric arc furnace (EAF) steel slags in bituminous mixtures for the wearing course of road pavements, as a substitute for mineral aggregates. The experimentation includes a preliminary study of the physical and mechanical properties of the aggregates, followed by the mix design and performance characterization through gyratory compactor, stiffness modulus evaluation at various temperatures, indirect tensile strength tests, and rutting tests. The objective of the study is to determine the optimal amount of bituminous binder for mixtures containing $20-25\%$ artificial aggregate, comparing them with a reference mixture made of natural aggregates. Subsequently, the performance of mixtures with varying amounts of slag is compared, using the optimal binder content identified in the first phase. The results indicate that the optimal binder content is 5.0 % relative to the mass of the aggregates, and that the use of EAF slags, particularly coarse slags, improves the mechanical and volumetric properties of the bituminous mixtures, with an improvement in densification of the material but a reduction in workability.

Il lavoro di tesi presenta i risultati di un'indagine di laboratorio sull'impiego delle scorie d'acciaieria da forno elettrico ad arco (EAF) in miscele bituminose per strati di usura di pavimentazioni stradali, come sostituto degli aggregati minerali. La sperimentazione include uno studio preliminare delle proprietà fisiche e meccaniche degli aggregati, seguito dalla progettazione delle miscele e dalla caratterizzazione delle loro prestazioni attraverso compattazione con pressa giratoria, valutazione del modulo di rigidezza a varie temperature, test di resistenza a trazione indiretta e prova di ormaiamento. L'obiettivo è duplice: nella prima fase si mira a determinare il contenuto ottimale di legante nelle miscele bituminose che includono una specifica quantità di aggregato artificiale; nella seconda fase si esegue un'analisi prestazionale sull'effetto dell'impiego di tali aggregati. I risultati indicano che il contenuto ottimale di legante è del 5,0 % rispetto alla massa degli inerti e che l'impiego delle scorie EAF, in particolare quelle grossolane, migliora le caratteristiche meccaniche e volumetriche delle miscele bituminose, con un miglioramento dell'auto-compattazione ma una riduzione della lavorabilità.