🏗️ 1. Principais características da bauxite e base de aplicação em estrada
Melhoria do desempenho físico
Alta dureza e resistência ao desgaste: A dureza Mohs do clínquer de bauxite calcinada é superior a 8, e a densidade volumétrica é aumentada para 2,8-3 g/cm³, o que é significativamente superior aos agregados tradicionais, como o basalto7.
Estrutura porosa: Os microporos internos da bauxite calcinada estão bem desenvolvidos, o que pode aumentar a capacidade de adsorção do asfalto e aumentar a relação óleo-pedra da mistura (necessita de aumentar cerca de 0,3%-0,5%), melhorando assim a adesão entre o asfalto e o agregado1.
Estabilidade química:
após calcinação a alta temperatura, a bauxite perde água cristalina e compostos voláteis, aumentando a sua resistência aos ácidos, álcalis e intempéries. É adequada para pavimentos de aeroportos expostos a ambientes corrosivos, como combustíveis e agentes de degelo, durante um longo período37.
🛣️ 2. Métodos específicos de aplicação em estradas resistentes ao desgaste de alta velocidade em aeroportos
Como agregado de alto desempenho
Camada de desgaste ultrafina (UTFC): A bauxite calcinada (como graus 88#, 75#) substitui parte dos agregados tradicionais (basalto, calcário) para pavimentar uma camada de desgaste com espessura ≤2,5 cm. A sua elevada dureza pode resistir à força de cisalhamento repetida da descolagem e aterragem de aeronaves e reduzir a deformação por sulcos15.
Otimização do design da mistura: Devido à elevada taxa de absorção de água da bauxite, é necessário melhorar o design da mistura (como o método de enchimento de vazios com agregado grosso) e adicionar asfalto modificado com polímero para melhorar a adesão5.
Materiais essenciais para superfícies antiderrapantes
Durabilidade do desempenho de atrito: Três rondas de testes de desgaste acelerado mostraram que, após 50.000 desgastes, o fator de atrito dinâmico (DFT) da mistura de bauxite calcinada 88# ainda se mantinha acima de 0,50 (o basalto era de apenas 0,40) e a diferença na atenuação do atrito a alta e baixa velocidade era inferior a 5%, garantindo a segurança em tempo chuvoso e com nevoeiro1.
Otimização da textura da superfície: as partículas de bauxite têm arestas e cantos afiados, o que pode aumentar a profundidade da macrotextura (MPD) do pavimento, melhorar a drenagem e a resistência ao deslizamento e reduzir o risco de deriva de água18.
Aplicação de modificação composta
Camada antiderrapante de resina epóxi-bauxite: o agregado de bauxite é incorporado na matriz de resina epóxi para formar uma camada de material compósito altamente resistente ao desgaste, que é utilizada em áreas de elevado desgaste da pista (como áreas de aterragem) para prolongar a vida útil em mais de 30%58.
Reforço à base de cimento: A adição de pó fino de bauxite ao betão de alta qualidade pode melhorar a resistência à compressão do pavimento (até 60 MPa ou mais) e a resistência ao congelamento e degelo, o que é adequado para aeroportos com temperaturas muito baixas38.
📊 3. Vantagens técnicas e comparação de desempenho
Indicadores de desempenho Mistura de bauxite calcinada Mistura de basalto tradicional Efeito de melhoria
Estabilidade a alta temperatura Estabilidade dinâmica ≥6000 vezes/mm Cerca de 5000 vezes/mm Melhorado em 20%1
Resistência à derrapagem a longo prazo Após 50.000 vezes de desgaste DFT＞0,50 DFT≈0,40 Taxa de atenuação reduzida em 25%1
Resistência à fissuração a baixa temperatura Deformação por flexão ≥2800με Cerca de 2500με Melhorado em 12%1
Estabilidade na água Relação de resistência à divisão por congelação e descongelação ≥85% Cerca de 80% Melhorado em 5%1
🧪 4. Aplicação e verificação reais de engenharia
Caso 1: camada de desgaste ultrafina SMA-5
A secção de teste do aeroporto doméstico foi pavimentada com bauxite calcinada 88#. Após 2 anos de operação, a profundidade de sulcos era de apenas 3,2 mm (6,5 mm na secção de basalto) e o valor de resistência ao deslizamento BPN foi mantido acima de 55, o que é muito superior ao limite de segurança (BPN≥45)15.
Caso 2: Reconstrução de um Aeroporto em Ambiente de Alta Temperatura.
A pista de um aeroporto do nordeste utiliza uma camada composta por resina epóxi e bauxite. Após 50 ciclos de congelação e descongelação a -30 °C, a superfície não apresenta descamação e a taxa de atenuação do coeficiente de atrito é inferior a 10%, significativamente melhor do que a do betão comum.
⚙️ V. Desafios da Aplicação e Direcções de Otimização
Custo e Adaptabilidade do Processo
O custo da bauxite calcinada é cerca de 30% superior ao do basalto, e o custo do ciclo completo necessita de ser equilibrado pela melhoria da durabilidade da mistura6.
A elevada porosidade requer asfalto modificado de alta viscosidade (como SBS, asfalto borracha) e requisitos rigorosos de controlo da temperatura de construção1.
Sustentabilidade dos recursos
Promover a tecnologia de homogeneização de bauxite de baixo teor, utilizar resíduos para preparar agregados reciclados e reduzir a dependência de matérias-primas (por exemplo, no teste em Jiaozuo, Henan, a adição de resíduos atingiu 40% e ainda cumpriu os requisitos de resistência)56.
💎 Resumo
A bauxite (especialmente o clínquer calcinado) tornou-se um material ideal para estradas de alta velocidade resistentes ao desgaste em aeroportos devido à sua elevada dureza, adsorção porosa e resistência à derrapagem estável. A otimização do projeto da mistura pode melhorar significativamente a durabilidade e a segurança do pavimento. No futuro, deverão ser feitos esforços adicionais para lidar com o controlo de custos e a tecnologia de preparação verde para promover a sua aplicação em larga escala na infra-estrutura de aviação.
