Upload
others
View
14
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Prof. Dr. Eng Shafik Jendia
Lectures of 11. Week
Prof. DR. Eng. Shafik Jendia
Islamic University of Gaza
2016
Chapter 3
Pavement Layers
Prof. Dr. Eng Shafik Jendia
References
- Jendia, S.: Highway Engineering – Structural Design, (Published in
Arabic). Gaza, Palestine, 2000.
- Velske, S.; Mentlein, H.; Eymann, P.: Strassenbau, Strassenbautechnick.
Werner Verlag, Koeln Germany 2008.
- Bomag : Basic Principles of Asphalt Compaction. Bomag GmbH,
Boppard, Germany, 2009.
- Superpave Mixture Design, WesTrack Forensic Team Consensus Report.
Washington, DC , 2001.
- Wirtgen Road Construction Manual Internal Training Brochure for Sales
Managers and Service Engineers, Germany, 2002.
- Internet Sites:
https://www.fhwa.dot.gov/publications/research/infrastructure/pavements/ppu
b/01052/1052.pdf, accessed 13.02.2016.
Prof. Dr. Eng Shafik Jendia
Pavement Layers
Prof. Dr. Eng Shafik Jendia
Sub Base (unbound) طجمخ األعبط اإلضبـ
Gravel Road Base
(aggregate or unbound base course)
انضنطخطجمخ األعبط
Crushed Rock Road Base
(aggregate or unbound base course)
طجمخ أعبط كغش انصخس
Asphalt Road Base
(bound base course)
طجمخ األعبط اإلعفهتخ
Cement Road Base
(bound base course)
طجمخ األعبط اإلعتخ
(Road Base)طبقات األساس
تمغى إنى عذح أاع رنك طجمب نهاد انذاخهخ ـ إشبئب، حث تى اختبس أي ع يب ـ
: انشصفخ تجعب نتاـش ز اناد يحهب، أ طجمب نب تطهج انشصفخ أيب أاع ز انطجمبد ـ
Road Base Layers
Prof. Dr. Eng Shafik Jendia
الشروط العامة إلنشاء طبقات األساسلجم انششع ـ إشبء طجمخ األعبط جت انتأكذ ي تاـش كم ي انثجبد
االعتمشاس لح انتحم االعتاء انل انعشضخ انطهثخ ـ انطجمخ انغفهى
.أ تشثخ األعبط رنك حغت اناصفبد
أثبء إشبء طجمخ األعبط جبت انحبـةبخ عهبى نباصو انصبشؾ انببئ انصبشؾ
انصح أبثت يب انششة ؼشب ثحث تك صبنحخ ؼش يعشضخ نالغبذاد
.انخ…أ انكغش
ـ حبنخ امطبع عهخ انشصبؿ نهطجمببد انتب تعهب طجمببد األعببط جبت اتخببر
.اإلجشاءاد انالصيخ نلبخ طجمخ األعبط ي انتأثشاد انجخ انغئخ
نضب تفز انششع طجمب نهاصفبد جت إجشاء ـحصبد انجدح انالصيخ:
ـحصبد صالحخ اناد انغتخذيخ نهششع.
(.انجخ انفزح)ـحصبد انشالجخ انذسخ أثبء انتفز
(.انجخ انبنكخ)ـحصبد انشالجخ انذسخ أثبء انتفز
Road Base Layers
Prof. Dr. Eng Shafik Jendia
جببت إشبببء انحبـببخ نهشصببفخ ـبب انطببشق انخهببخ كببب بب يضبب أدببب ، يبب االنتببضاو
ثإشبببء انببل انجبجببخ نهحبـببخ رنببك نحبببخ انشصببفخ أثبببء عشببب االـتشاضبب يبب
أيبب . انتعشخ ن تغشة انبء داخم انطجمبد( deformation)انتشكم انكبك
ـ حبنخ انطشق انحضشخ انت تتطهت أسصفخ نخذيخ انجس لاد نتصشؿ يب
(.curb stones)األيطبس تى اعتخذاو أحجبس انججخ
Road Base Layers
Prof. Dr. Eng Shafik Jendia
Road Base Layers (Unbound)
Sub baseطبقة األساس اإلضافي
تعتجببش أضببب طجمببخ أعبببط بب تمببو ثبعببتعبة جببضء يبب انجببد انبب ثشح يبب
.انطجمبد انعهب لجم تأثشب عهى تشثخ األعبط
صنطببخ سيهببخ : تغببتخذو نببب خالئببظ حصببخ يثببم(sandy gravel) أ سيهببخ
(.crushed gravel sand)أ انكغشح يب (gravelly sand)صنطخ
جبببت أال تضبببذ غبببجخ انببباد انبعبببخ( 0.06أصبببؽش يببب mm ) ـببب انخهبببظ
.%7انحصي ع
جت أ تتاـش لح انتحم انطهثبخ نهطجمبخ طجمبب نتجشثبخCBR أ EV2 طجمبب
انمببى انتبب تببى أخببزب ثعبب االعتجبببس أثبببء ( Plate Loading Test)نتجشببخ
(.CBR <30)انتصى، جت أال تجبص يغة انطجمخ انذيكخ ع انغة انطهة cm)2 + )
Prof. Dr. Eng Shafik Jendia
تلؿ بب اختببس انخهبظ انحصبي أضبب
عهببى عببك انطجمببخ أ انشالببخ انذيكببخ كببب
. يض ـ انجذل
أقصى حجم حبييب للخليط
احلصوي
للطبقة/ أقل مسك للراقة
32mm 12cm
45mm 15cm
56mm 18cm
63mm 20cm
Road Base Layers (Unbound)
Prof. Dr. Eng Shafik Jendia
,Aggregate Road Baseطبقة األساس
or Base Course
نهخهظ حجج حجى ألصى عهى انذيكخ انشالخ أ نهطجمخ عك ألم عتذ
.(انغبثك انجذل ـ كب) انحصي
نكب إسعبن لجم يتجبغخ ثصسح انشطت انخهظ يكبد خهظ جت
ال .انشصؿ أثبء انشح أثبء انتجبظ عهى انحفبظ يشاعبح ي انشصؿ،
جت ثم سصفب، انشاد انطشك جبت عهى تجع أ انخهظ ثإنمبء غ
.انعم يكب إنى انشبحبد صل ـس سصف
ثعبذ ـبشد انخهبظ ديكب جبذا، ( انطهثبخ)جت إضبـخ كخ انبء انبعبجخ
. نعهخ انفشد انشصؿ( finisher)حث غتخذو جبص
Road Base Layers (Unbound)
Prof. Dr. Eng Shafik Jendia
جت أال تمم دسجخ انذيك انت تك -
(degree of compaction Dpr > 95 % ) لذ تطهت أحبب دسجخ ديبك
.، خبصخ حل اثبس أ انبم %100أكثش ي
نذسجبخ انبذيك احببب غب 2.2عب ( Ev2/ Ev1)جبت أال تضبذ انغبجخ -
Plate Loading)نذسجبخ انبذيك، رنبك ـب حبنبخ اعبتخذاو 2.5ثبب تكب
Test) نهكشؿ ع لح انتحم .
جت اال تمم غجخ كبنفسب نهتحم ع(80% CBR.)
جت أال تجبص يغة انطجمبخ انذيكبخ عب انغبة انطهبة ثمبذاس
( 2 cm.)
جببت أ كبب عببط طجمببخ األعبببط يغببتب خبببن يبب انتجبببد، ببتى
عهبى انغبط جهبػ طنبب (straight edge)ـحص رنبك ثضب لبذح يغبتخ
4m ثحث أ ال ضذ انفشاغ ث انمذح عط انطجمخ ع ،(2cm.)
إجشاء ـحصبد انجدح انالصيخ لجم أثبء تفز انششع.
Road Base Layers (Unbound)
Prof. Dr. Eng Shafik Jendia
Crushed road
Base 0/32
Crushed Road
Base 0/45
Crushed road
base 0/56
Sieve Size Passing [%] Passing [%] Passing [%]
[mm] Min Max Min Max Min Max
0.06 0 7 0 7 0 7
0.25 2 20 2 20 2 20
0.71 9 30 7 30 7 30
2.0 18 40 16 40 16 40
5.0 30 55 27 51 27 51
8.0
11.0 48 71 40 64 39 63
16.0
22.4 70 90 58 81 54 77
31.5 90 100 70 90 61 81
45.0 90 100 70 90
56.0 90 100
Grading Requirements for Aggregate Base Materials
(German specifications)
Prof. Dr. Eng Shafik Jendia
Grading Requirements for Aggregate Base Materials
(German specifications)
Prof. Dr. Eng Shafik Jendia
Grading Requirements for Aggregate Base Materials
(German specifications)
Prof. Dr. Eng Shafik Jendia
Grading Requirements for Aggregate Base Materials
(German specifications)
Prof. Dr. Eng Shafik Jendia
Standard Specification for Graded Aggregate Material For
Bases or Subbases for Highways or Airports ASTM D 2940,
Grading Requirement for final Mixtures
Prof. Dr. Eng Shafik Jendia
أمثلة لتدرجات حصوية لطبقات-Sub base Material
-Base course Material
-Surface Course Material
االيشكخ األكثش شعب ـ انعبنى اشت طجمب ناصفبد
AASHTO - Unbound Layers
Prof. Dr. Eng Shafik Jendia
AASHTO – Unbound Layers
Prof. Dr. Eng Shafik Jendia
AASHTO – Unbound Layers
Prof. Dr. Eng Shafik Jendia
Grading Requirements for Aggregate Base and
Subbase Materials (AASHTO Designation M147)
Prof. Dr. Eng Shafik Jendia
Grading Requirements for Aggregate Base and
Subbase Materials (AASHTO Designation M147)
Grading A suitable for road base subbase
Prof. Dr. Eng Shafik Jendia
Grading Requirements for Aggregate Base and
Subbase Materials (AASHTO Designation M147)
Grading B suitable for road base and subbase
Prof. Dr. Eng Shafik Jendia
AASHTO – Subbase Material
Prof. Dr. Eng Shafik Jendia
AASHTO – Unbound Layers
Prof. Dr. Eng Shafik Jendia
AASHTO – Unbound Layers
Prof. Dr. Eng Shafik Jendia
Asphalt Mixtures and Asphalt Layers
Here: Stone = Crushed and Angular Aggregates
Prof. Dr. Eng Shafik Jendia
Example for laying and compacting an asphalt layer using; three finishers and five vibratory rollers (10t). Laying width > 10m; daily output > 3.000t
Asphalt Mixtures and Asphalt Layers
Prof. Dr. Eng Shafik Jendia
Degree of
Compaction (K) =
Field Density(Core) /
Density of
Compacted Mix
(Marshal specimen)
97%
A
AK
'
Asphalt Mixtures and Asphalt Layers
Prof. Dr. Eng Shafik Jendia
Asphalt Mixtures and Asphalt Layers (German and European Specification)
Type of
Asphalt Mix
Asphalt Layer
(Course)
Bitumen
Content
(% of weight)
Average Air
Voids Content
in Marshal
Specimen (%)
Thickness
(cm)
Asphalt
Concrete (AC)
Wearing
Binder
Base
6.0 – 7.0
4.2 – 4.6
3.8 – 4.0
1.0 – 4.5
2.5 – 6.5
4.0 – 10.0
2.0 – 5.0
5.0 – 10.0
> 8.0
Stone Mastic
Asphalt (SMA)
Wearing 6.6 – 7.4 1.5 – 3.0 2.0 – 4.0
Mastic Asphalt
(MA) (void less)
Wearing 6.8 - 7.5 0 2.0 – 4.0
Porous Asphalt
(PA)
Wearing > 5.5 22 - 28 Ca. 4.0
Prof. Dr. Eng Shafik Jendia
Asphalt concrete Asphalt concrete is, as indicated by the name, a
mineral mix based on the concrete principle. It
contains all types of particle sizes from zero up to
the respective larger particle size in an
appropriately adjusted ratio.
The mean crushed aggregate content is approx. 50
weight-%.
Asphalt Mixtures and Asphalt Layers (German and European Specification)
Prof. Dr. Eng Shafik Jendia
Stone mastic asphalt (SMA) Stone mastic asphalt is a special type of asphalt for wearing
courses. It is a mineral mix with a higher bitumen and stone
content. It has a high content of the coarsest particles of each
fraction. The binders used normally are road construction
bitumen types or, for exceptionally heavy traffic loads, polymer
modified bitumen types with stabilizing additives.
The mineral composition follows the principle of gap-grading.
This results in a self-supporting chipping skeleton the cavities of
which are to a large extent filled with mastic like mortar. Due to its
special composition this mix is highly wear resistant, deformation
and fatigue proof. However, for
It is difficult to compact and should therefore preferably be
compacted with heavy rollers (8 - 10 t) at high temperatures.
Asphalt Mixtures and Asphalt Layers
(German and European Specification)
Prof. Dr. Eng Shafik Jendia
Aggregate Gradation Aggregates usually are categorized as crushed rock, sand, and
filler. The rock material is predominantly coarse aggregate
retained in a No. 8 sieve, sand is predominantly fine aggregate
passing the No. 8 sieve, and filler is predominantly mineral dust
that passes the No. 200 sieve. It is customary for gradations of
the combined aggregate and the individual fractions to be
specified. The following Table gives suggested grading
requirements of aggregate material based on the ASTM
Designation 3515. The first phase in any mix design is the
selection and combination of aggregates to obtain a gradation
within the limits prescribed. This sometimes is referred to as
mechanical stabilization (Chapter 4).
Asphalt Mixtures and Asphalt Layers (American Specification ASTM D 3515)
Prof. Dr. Eng Shafik Jendia
Asphalt Mixtures and Asphalt Layers (American Specification ASTM D 3515)
Prof. Dr. Eng Shafik Jendia
Grading for Dense Mixture D-5 (1/2 in)
Suitable for Asphalt Wearing ASTM D3515
Sieve Size (12.5mm"1/2 in")
Sieve Size (mm)
% Passing
Min Max
19 100 100
12.5 90 100
4.75 44 74
2.36 28 58
0.3 5 21
0.075 2 10
Prof. Dr. Eng Shafik Jendia
Sieve Size (19mm "3/4in")
Sieve Size (mm)
% Passing
Min Max
25 100 100
19 90 100
9.5 56 80
4.75 35 65
2.36 23 49
0.3 5 19
0.075 2 8
Grading for Dense Mixture D-4 (19 mm - 3/4 in)
Suitable for Asphalt Binder ASTM D3515
Prof. Dr. Eng Shafik Jendia
Mixture D-4 (19 mm - 3/4 in)
and Mixture D-5 (1/2 in)