em 1110-3-141 - airfield flexible pavement - mobilization construction-web

8/14/2019 EM 1110-3-141 - Airfield Flexible Pavement - Mobilization Construction-Web

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GI NEER MANUAL

ENGI NEERI NG AND DESI GNA i r f i e l d F l e x i b l e , Pavemen tMo b i l i z a t i o n Co n s t r u c t i o n

DEPARTMENT OF THE ARMYCORPS OF ENGI NEERSOFFI CE OF THE CHI EF OF ENGI NEERS

EM1 11 0- 3 - 1 41A p r i l 1984


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DEPARTMENT OF THE ARMY EM 1 11 0 - 3 - 1 41U . S . Ar my Co r p s o f En g i n ee r sDAEN- ECE- G Wa s h i n g t o n , D . C . 2 0 3 1 4

En g i n e e r Ma n u a lNo . 1 11 0 - 3 - 1 41

FOR THE COMMANDER :

En g i n e e r i n g a n d De s i g nAI RF I ELD FLEX I BLE PAVEMENTMo b i l i z a t i o n Co n s t r u c t i o n1 . Pu r p o s e . Th i s ma n u a l p r o v i d e s g u i d an c e f o r d e s i g n i n g a i r f i e l d f l e x i b l ep a v eme n t f o r U . S . A r my mo b i l i z a t i o n f a c i l i t i e s .2 . Ap p l i c a b i l i t y . Th i s man u a l i s a p p l i c a b l e t o a l l f i e l d o p e r a t i n ga c t i v i t i e s h a v i n g mo b i l i z a t i o n c o n s t r u c t i o n r e s po n s i b i l i t i e s .3 . Di s c u s s i o n . Cr i t e r i a a n d s t a nd ar d s p r e s e n t e d h e r e i n a pp l y t o c o n s t r u c t i o nc o n s i d e r e d c r u c i a l t o a mo b i l i z a t i o n e f f o r t . T h e s e r e q u i r e me n t s ma y b ea l t e r e d when n e c e s s a r y t o s a t i s f y s pe c i a l c o nd i t i o n s o n t h e b a s i s o f g o o de n g i n e e r i n g p r a c t i c e c o n s i s t e n t wi t h t h e n a t u r e o f t h e c o n s t r u c t i o n . De s i g na n d c o n s t r u c t i o n o f mo b i l i z a t i o n f a c i l i t i e s mu s t b e c o mp l e t e d wi t h i n 1 8 0 d a y sf r o m t h e d a t e n o t i c e t o p r o c e e d i s g i v e n wi t h t h e p r o j e c t e d l i f e e x pe c t a n c y o ff i v e y e a r s . Hen c e , r a p i d c o n s t r u c t i o n o f a f a c i l i t y s h o u l d be r e f l e c t e d i ni t s d e s i g n . Ti me - c o n s u mi n g me t h o d s a n d p r o c e d u r e s , n o r ma l l y p r e f e r r e d o v e rq u i c k e r me t h o ds f o r b e t t e r q u a l i t y , s h o u l d b e d e - e mp ha s i z e d . L e s s e r g r a dema t e r i a l s s ho u l d b e s u b s t i t u t e d f o r h i g he r g r a d e ma t e r i a l s when t h e l e s s e rg r a de ma t e r i a l s wo u l d p r o v i d e s a t i s f a c t o r y s e r v i c e a n d wh e n u s e o f h i g he rg r a d e ma t e r i a l s wo u l d e x t e nd c o n s t r u c t i o n t i me . Wo r k i t e ms n o t i mme d i a t e l yn e c e s s a r y f o r t h e a d e q u at e f u nc t i o n i n g o f t h e f a c i l i t y s h o u l d b e d e f e r r e du n t i l s u c h t i me a s t h e y c a n b e c o mp l e t e d wi t h o u t d e l a y i n g t h e mo b i l i z a t i o ne f f o r t .

PAUL F . VVANAUGHCo l o n e l , Co r p s o f En g i n e e r sChi ef St a f f

9 Ap r i l 1 9 8 4


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EM 1 1 10 - 3 - 1 4 1g Ap r 8 4

F i g u r e 1 - 1 . Ty p i c a l f l e x i b l e p a v e me n t a n d t e r mi n o l o gy .1 - 2 . Ty p i c a l a l l b i t u mi n ou s c o n c r e t e p a v eme n t .1 - 3 . Ty p i c a l s t a b i l i z e d b a s e s e c t i o n .

L I ST OF F I GURES

Mi n i mu m b a s e c o u r s e a n d s u r f a c ePa r a g r a p h Page

t h i c k n e s s e s . . . . . . . . . . 5 - 4 5 - 1B a s e c o u r s e g r a d a t i o n a n d t e s t s . 5 - 5 5 - 1B a s e c o u r s e c o mp a c t i o n . . . . . . 5 - 6 5 - 4Pr o o f r o l l i n g . . . . . . . . . . 5 - 7 5 - 4CHAPTER 6 . B I TUMI NOUS MATERI ALS COURSES

Ge n e r a l . . . . . . . . . . . 6 - 1 6 - 1Se l e c t i o n o f ma t e r i a l s . . . 6 - 2 6 - 1De s i g n o f b i t u mi n o us c o n c r e t e mi x 6 - 3 6 - 3Te s t i n g f o r mi x d e s i g n . . . . . . 6 - 4 6 - 6Th i c k n es s o f b i t u mi n ou s c o u r s e s . 6 - 5 6 - 1 0B i t u mi n ou s s p r a y c o a t s . . . . . . 6 - 6 6 - 1 1

CHAPTER 7 . F L EXI B LE PAVEMENT THI CKNESS DESI GNGe n e r a l . . . . . . . . . . . 7 - 1 7 - 1F l e x i b l e p a v e men t d e s i g n c u r v e s . 7 - 2 7 - 1De s i g n r e qu i r e me n t s . . . . . . . 7 - 3 7 - 1Th i c k n e s s d e s i g n . . . . . . . . . 7 - 4 7 - 1De s i g n e x a mp l e s . . . . . . . . 7 - 5 7 - 1 3St a b i l i z ed p a v e me n t s e c t i o n s . . . 7 - 6 7 - 1 6Sp e c i a l a r e as . . . . . . . . . . 7 - 7 7 - 1 7

CHAPTER 8 . SPECI AL SURFACE TREATMENTS AND SPECI ALDETAI L SGe n e r a l . . . . . . . . . . . . . 8 - 1 8 - 1Su r f a c e t r e a t me n t f o r i mp r o v eds k i d r e s i s t a n c e . . . . . . . . 8 - 2 8 - 1Po r o u s f r i c t i o n s u r f a c e c o u r s e . . 8 - 3 8 - 1Pr i o r p r e p a r a t i o n . . . . . . . . 8 - 4 8 - 1Fu e l r e s i s t a n t s u r f a c i n g s . . . . 8 - 5 8 - 1Fu e l r e s i s t a n t s e a l c o a t . . . . . 8 - 6 8 - 2J u n c t u r e b e t we e n r i g i d a n df l e x i b l e p a v e me n t s . . . . . . . . 8 - 7 8 - 2

A PPENDI X A . HO' r - MI X B I TUMI NOUS PAVEMENTS,DESI GN AND CONTROL A- 1APPENDI X B . REFERENCES B- 1


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2 - 1 . Ap p r o x i ma t e i n t e r r e l a t i o n s h i p s o f s o i lc l a s s i f i c a t i o n s a n d b ea r i n g v a l u es .3 - 1 . Pr o c ed u r e f o r d e t e r mi n i n g CBR o f s u b g r a d e s o i l s .6 - 1 . Se l e c t i o n g u i d e f o r a s ph al t c emen t .6 - 2 . As p h a l t p a v i n g mi x d es i g n , t y p i c al mi x .7 - 1 . F l e x i b l e p a v eme n t d es i g n c u r v e s , Ar my Cl a s s Ia i r f i e l d , T y p e B a n d C t r a f f i c a r e as .7 - 2 . F l e x i b l e pa v emen t d e s i g n c u r v e s , Ar my Cl a s s I Ia i r f i e l d , T y p e B a n d C t r a f f i c a r e as .7 - 3 . F l e x i b l e pa v emen t d es i g n c u r v e s , Ar my Cl a s s I I Ia i r f i e l d , T y p e Band C t r a f f i c a r e as .7 - 4 . F l e x i b l e pa v emen t d es i g n c u r v e s , Ai r Fo r c e l i g h t -

l o a d p a v eme n t , Ty p e B a n d C t r a f f i c a r e a s a n do v e r r u n s .7 - 5 ( a ) . F l e x i b l e pa v emen t d es i g n c u r v e s , Ai r Fo r c e med i um-l o a d p a v eme n t , T y p e A t r a f f i c a r e as .7 - 5 ( b ) . F l e x i b l e pa v emen t d e s i g n c u r v es , Ai r Fo r c e med i um-l o a d p a v eme n t , Ty p e B , C, a n d D t r a f f i c a r e a s a n do v e r r u n s .7 - 6 ( a ) . F l e x i b l e pa v emen t d es i g n c u r v e s , Ai r Fo r c e h e a v y -l o a d p a v eme n t , Ty pe A t r a f f i c a r e a .7 - 6 ( b ) . F l e x i b l e pa v emen t d es i g n c u r v e s , Ai r Fo r c e h e a v y -l o a d p a v eme n t , Ty pe B , C , a n d D t r a f f i c a r e asa n d o v e r r u n s .7 - 7 . F l e x i b l e p a v eme n t d e s i g n c u r v e s Ai r Fo r c e s h ou l d e rp a v emen t .7 - 8 . F l e x i b l e pa v emen t d e s i g n c u r v es Ai r Fo r c e s ho r t -f i e l d p a v eme n t , T y p e A t r a f f i c a r e as a n d o v e r r u n s .A- 1 . Si e v e a n a l y s i s .A- 2 . Spe c i f i c g r a v i t y o f b i t u mi n o us mi x c omp o n e n t s .A- 3 . Gr a d a t i o n d a ' , t a f o r h o t mi x d es i g n .A- 4 . Bl e n d i n g o f s t o c k pi l e s amp l e s .A- 5 . Gr a d a t i o n d at a f o r s t o c k pi l e a g g r e g a t e s .A- 6 . Bl e n d i n g o f s t o c k p i l e s amp l e s .A- 7 . Gr a d a t i o n d at a f o r b i n s amp l e s .A- 8 . Co mp u t a t i o n o f p r o p e r t i e s o f a s ph al t mi x t u r e s .A- 9 . As p ha l t p a v i n g mi x d es i g n ( t y p i c al mi x ) .A- 1 0 . Ba t c h p l a n t .A- 1 1 . Co n t i n u ou s mi x p l a n t .A- 1 2 . Dr y e r d r u m mi x i n g p l a n t .A- 1 3 . T y p e s o f h o t p l a nt mi x p a v i n g mi x t u r e d e f i c i e n c i e sa n d p r o b ab l e c a u s e s .A- 1 4 . T y p e s o f h o t p l a nt mi x pa v emen t i mp e r f e c t i o n s a n dp r o b ab l e c a u s e s .

L I ST OF TABLESTa b l e 1 - 1 . Pav emen t l o a d i n g c l a s s i f i c a t i o n s .

2 - 1 . So u r c e s o f i n f o r ma t i o n f o r p r e l i mi n a r y s u bs u r f a c ei n v es t i g a t i o n s .

EM 1 1 1 0 - 3 - 1 4 19 Ap r 8 b


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EM 1 11 0 - 3 - 1 419 Ap r 8 4

2 - 2 . Mi n i mum r e qu i r e me n t s f o r s p a c i n g a n d d ep t h o fe x p l o r a t o r y b o r i n g s .2 - 3 . So i l c ha r a c t e r i s t i c s p e r t i n e n t t o r o a d s a n da i r f i e l d s .3 - 1 . Pr i ma r y f a c t o r s a f f e c t i n g s u b g r a d e e v a l u a t i o n a n ds u i t a b i l i t y .3 - 2 . Ch o i c e o f C$ R t e s t s f o r p a v e men t d e s i g n .3 - 3 . Su b g r a d e c o mp a c t i o n r e qu i r e me n t s .3 - 4 . Co mp a c t i o n e q u i p me n t a nd me t h o d s .

` 3 - 5 . Sp ec i a l c a s e s o f s u b g r a d e t r e a t me n t .4 - 1 . T e s t me t h o d s f o r s u b b a s e a n d b a s e .4 - 2 . Ma x i mum p e r mi s s i b l e v a l u es f o r u n b o u n d s u b b a s e .5 - 1 . B a s e c o u r s e ma t e r i a l s f o r f l e x i b l e p a v e me n t s .5 - 2 . Mi n i mu m s ur f a c e a n d b a s e t h i c k n e s s c r i t e r i a .5 - 3 . Gr a da t i o n o f a g g r e g a t e s f o r g r a d e d c r u s he da gg r e g a t e b a s e c o u r s e .6 - 1 . Sp e c i a l i z e d t e r mi n o l o g y f o r b i t u mi n o us p a v e men t6 - 2 . Te s t s f o r a gg r e g a t e a n d b i t u me n mi x .6 - 3 . Sp e c i f i c a t i o ns f o r b i t umi n o us ma t e r i a l s .6 - 4 . Ag g r e g a t e g r a da t i o n s f o r b i t u mi n o us c o n c r e t e p a v e -me n t s .6 - 5 . Pr o c e d u r e f o r d e t e r mi n i n g o p t i mu m b i t ume n c o n t e n ta nd a d e q u a c y o f mi x f o r u s e wi t h a g g r e g a t e s h o wi n gwa t e r a b s o r p t i o n o f 2 - 1 / 2 p e r c e n t o r l e s s .7 - 1 . F l e x i b l e p a v e men t d es i g n c u r v e s .7 - 2 . CBR f l e x i b l e p av eme n t d es i g n p r o c e d ur e .7 - 3 . Eq u i v a l e nc y f a c t o r s .A- 1 . De s i g n c r i t e r i a f o r u s e wi t h ASTM a p p a r e n t s p e c i f i cg r a v i t y .A- 2 . De s i g n c r i t e r i a f o r us e wi t h b u l k i mp r e gn a t e ds p e c i f i c g r a v i t y .


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CHAPTER 1I NTRODUCTI ON

EM 1 11 0 - 3 - 1 4 19 Ap r 8 4

1 - 1 . Pu r p o s e a n d s c o p e . Th i s man u a l p r e s c r i b e s t h e s t a n d a r d s t o b eh s e d f o r a i r f i e l d f l e x i b l e p a v eme n t d e s i g n f o r mo b i l i z a t i o nc o n s t r u c t i o n a t Ar my i n s t a l l a t i o n s .

1 - 3 . De f i n i t i o n . F l e x i b l e p a v e me n t s a r e s o d es i g n a t e d d u e t o t h e i rf l e x i b i l i t y u n d e r l o ad a n d t h e i r a b i l i t y t o wi t h s t a nd s ma l l d e gr e e s o fs e t t l e me n t wi t h o u t s e r i o u s d e t r i me n t . Th e d e s i g n o f a f l e x i b l ep a v e me n t s t r u c t u r e i s b a s e d o n t h e r e qu i r e me n t t o l i mi t t h e d e f l e c t i o n su n d e r l o a d a n d t o r e d u c e t h e s t r e s s es t r a n s mi t t e d t o t h e n a t u r a ls u bs o i l . Th e p r i n c i p a l c o mp o n e n t s o f t h e p a v eme n t i n c l u d e a b i t u mi n o u sc o n c r e t e s u r f a c e , a h i g h - q ua l i t y b a s e c o u r s e o r s t a b i l i z e d ma t e r i a l ,a n d a s u b b a s e c o u r s e . F i g u r e 1 - 1 d e f i n e s t h e c o mp o n e n t s a n d t h et e r mi n o l o g y u s e d i n f l e x i b l e p a v e me n t s . Ex amp l e s o f f l e x i b l e p a v e me n t su t i l i z i n g s t a b i l i z e d l a y e r s a r e s h o w n i n f i g u r e s 1 - 2 a n d 1 - 3 .1 - 4 . Us e o f f l e x i b l e p a v eme n t s . Th e u s e o f f l e x i b l e p a v eme n t s o na i r f i e l d s mu s t b e l i mi t e d t o t h o s e a r e a s n o t s u b j e c t e d t o d e t r i me n t a le f f e c t s o f j e t f u e l s p i l l a g e a n d j e t b l a s t . As p h a l t s u r f a c e dp a v e me n t s h av e l i t t l e r e s i s t a n c e t o j e t f u e l s p i l l a g e a n d j e t b l a s t ,a n d t h e i r u s e i s l i mi t e d i n a r e a s wh e r e t h e s e e f f e c t s a r e s e v e r e .F l e x i b l e p a v eme n t s a r e g e n e r a l l y s a t i s f a c t o r y f o r r u n wa y i n t e r i o r s ,t a x i wa y s , s h o u l d e r s , a n d o v e r r u n s . Sp e c i a l t y p e s o f f l e x i b l e p a v eme n t( t h a t i s , t a r r u b b e r ) o r r i g i d p a v eme n t s h ou l d b e s pe c i f i e d i n c r i t i c a }o pe r a t i o na l a r e a s .

1 - 2 . Tr a f f i c c l a s s e s . Ai r f i e l d p a v eme n t a r e as h a v e b e e n c a t e go r i z e da c c o r d i n g t o t h e we i g h t o f t h e u s i n g a i r c r a f t a n d t h e d i s t r i b u t i o n o ft h e t r a f f i c . Cr i t e r i a f o r a i r f i e l d p a v eme n t . c l a s s e s a r e p r e s en t e d i nt a b l e 1 - 1 .


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B I NDER OR I NTERMEDI ATECOURSE' SURFACE COURSE

. ( S01 3 0 0

COMPACTED SUBGRADE

9 ~, 0

- WEARI NG COURSEPRI ME COAT

BASE COURSE

7COMPACTED I N- PL ACE SOI L OR F I L L MATERI A L

MATER I AL 2 I S OF A HI GHER QUAL I T Y THAN MATERI A L I .

SUBGRADE Na t u r a l i n - p l a c e s o i l , o r f i l l ma t e r i a l .

EM 1110 - 3 - 1 4 19 Ap r 8 4

f l o po Q

PAVEMENT Co mb i n a t i o n o f s u b b a s e , b a s e , a n d s u r f a c e c o n s t r u c t e d o ns u b g r a d e .SURF ACE COURSE A h o t mi x e d b i t u mi n o u s c o n c r e t e d e s i g ne d a s a s t r u c t u r a lmember wi t h we a t h e r a n d a b r a s i o n r e s i s t i n g p r o p e r t i e s .Ma y c o n s i s t o f we a r i n g a n d i n t e r me d i a t e c o u r s e s .PRI ME COA T Ap p l i c a t i o n o f a l o w v i s c o s i t y l i q u i d b i t u me n t o t h es u r f a c e o f t h e b a s e c o u r s e . T h e p r i me p e n e t r a t e s i n t o t h eb a s e a n d h e l p s b i n d i t t o t h e o v e r l y i n g b i t u mi n o u s c o u r s e .SEAL COAT A t h i n b i t u mi n o u s s u r f a c e t r e a t me n t c o n t a i n i n g a g g r e g a t eu s e d t o wa t e r p r o o f a n d i mp r o v e t h e t e x t u r e o f t h e s u r f a c e

c o u r s e .Uppe r p a r t o f t h e s u b g r a d e wh i c h i s c o mp a c t e d t o a d e n s i t yg r e a t e r t h a n t h e s o i l b e l o w .

T ACK COAT A l i g h t a p p l i c a t i o n o f l i q u i d o r e mu l s i f i e d b i t u me n o n a ne x i s t i n g p a v e d s u r f a c e t o p r o v i d e a b o n d wi t h t h e s u p e r -i mp o s e d b i t u mi n o u s c o u r s e .

U . S . A r my Co r p s o f En g i n ee r sF I GURE 1 - 1 . TYPI CAL F L E XI BL E PAVEMENT AND TERMI NOL OGY

1 - 3

t -zWWQaOWzYVF -JHOH


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EM 1 11 0- 3 - 1 419 Ap r 8 4

U . S . Ar my Co r p s o f En g i n ee r s

F I GURE 1 - 2 . TYPI CAL AL L B I TUMI NOUS CONCRETE PAVEMENT


11/102

HzWWa

SURFACE COURSES

. s ; v WSUBBASE

U . S . Ar my Co r p s o f En g i n e e r s

CEMENT- STAB I L I ZED, L I ME-STAB I L I ZED OR BI TUMEN-STAB I L I ZED BASE

SUBGRADE

FI GURE 1 - 3 . TYP I CAL STABI L I ZED BASE SECTI ON

EM 1 1 1 0 - 3 - 1 4 19 Ap r 8 4


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CHAPTER 2PREL I MI NARY DESI GN DATA

EM 1 1 1 0 - 3 - 1 419 Ap r 8 4

2 - 1 . I n v es t i g a t i o n . Be f o r e c omme n c i n g wi t h t h e d es i g n, c o mp l e t ei n v es t i g a t i o n s o f t h e c l i ma t i c c o n d i t i o n s , t o p o g r a p h i c a lc on d i t i o n s , s u b gr a d e c on d i t i o n s , b o r r o w a r e as , d i s p o s a l a r e as , an ds o u r c e s o f s ub b a s e, b a s e , p a v i n g a gg r e ga t e s , a n d o t h e r p a v i n gma t e r i a l s o f c on s t r u c t i o n s ho u l d b e made .a . Pr e v i o u s i n v e s t i g a t i o n s . Pr e v i o u s s ub s u r f a c ei n v es t i g a t i o n s , p a v emen t e v a l u a t i o n r e p or t s , c on s t r u c t i o n r e c o r d s ,a n d c o n d i t i o n s u r v e y s f r o m d i v i s i o n , d i s t r i c t , s t a t i o n f i l e s , a n dl o c a l p a v i n g a ge nc i e s s ho u l d b e u t i l i z e d t o t h e max i mum a d v an t a ge

p os s i b l e .b . Pu b l i c a t i o n s . Pu b l i c a t i o n s a n d o t h e r i n f o r ma t i o n f r o mg o v e r n me n t a l a g e n c i e s and p r o f e s s i o n a l s oc i e t i e s a s we l l a s s t a t ea ge nc i e s t h a t ma y d e f i n e s u r f a c e a n d s u b s u r f a c e c on d i t i o n s a n dd r a i n a g e p a t t e r n s s h o u l d b e o b t a i n e d . ( Se e t a b l e 2 - 1 ) .

Ta b l e 2 - 1 . So u r c e s o f I n f o r ma t i o n f o r Pr e l i mi n a r y Su bs u r f a c eI n v es t i g a t i o n sAv a i l a b l e Ma t e r i a l So u r c e

Ge o l o g i c maps ; t o p og r a p h i c ma p s ; U . S . Ge o l o g i c a l Su r v e y ( USGS) .maps o f s u r f a c e ma t e r i a l ; a e r i a l Se e " USGS I n de x t o Pu b l i c a -p h o t o g r a p hs t i o n s , " Su p e r i n t e nd en t o f Doc ume n t s , Wa s h i n g t o n , DC 2 0 4 0 2So i l maps ; r e p o r t s ; a e r i a l U . S . De p a r t me n t o f Ag r i c u l t u r ep h ot o g r a p hs ( USDA) . Se e " Bu l l e t i n 2 2 - RTr a n s p o r t a t i o n Re s ea r c h Bo a r d "f o r l i s t i n g sAe r i a l p h ot o g r a p hs ; t o p o g r a p h i c Na t i o n a l Oc e a n i c a n d At mo s p he r i c

f e a t u r e s o f c o as t a l a r e as Ad mi n i s t r a t i o n ( f o r me r l yU . S . C&GS) , Ro c k v i l l e , MD 2 0 8 5 2

Bu l l e t i n s ; p a p e r s o n g eo l o g i c a l Ge o l o g i c a l So c i e t y o f Ame r i c as ub j e c t s ( GSA) P . O . Box 1 7 1 9 , Bo u l d e r ,CO 8 0 3 0 2 . Co n s u l t i n d ex t o GSAc . F i e l d r e c on na i s s a nc e . A f i e l d r e c on na i s s a n c e wi t h t h ea v a i l a b l e t o p o g r a p h i c a l , g e o g r a p h i c a l , a n d s o i l maps ; a e r i a lp h o t o g r a p hs ; me t e o r o l o g i c a l d at a ; p r e v i o u s i n v es t i g a t i o n s ;c on d i t i o n s u r v e y s ; a n d p a v e me n t e v a l u a t i o n r e p o r t s s h o u l d b e ma d e .

Th i s s t e p s h o u l d p r e c ed e a n e x p l o r a t o r y b o r i n g p r o g r am .


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EM 1 11 0 - 3 - 1 4 19 Ap r 8 4

2 - 2 . Ex p l o r a t o r y b o r i n g s . Ex p l o r a t o r y b o r i n g s a c c o r d i n g t o t h es p a c i n gs a n d d e p t h s g i v e n i n t a b l e 2 - 2 s h ou l d b e c o n du c t e d . T h e s e a r emi n i mu m v a l u e s a n d s h ou l d b e s u p p l e me n t e d wi t h a d d i t i o n a l o r d e e p e rb o r i n g s t o c o v e r u n u s u a l f e a t u r e s . Se e f i g u r e 2 - l and t a b l e 2 - 3 f o rt y p i c a l s oi l p r o f i l e s a n d s oi l c h ar a c t e r i s t i c s . Us e f i g u r e 2 - 1 f o ra p p r o x i ma t e r e l a t i o n s h i p s b e t we e n s oi l c l a s s i f i c a t i o n s a n d s oi ls t r e n g t h v a l u e s w h e n a c t u a l t e s t r e s u l t s o r e x i s t i n g i n f o r ma t i o n i s n o ta v a i l a b l e .

Ta b l e 2 - 2 . Mi n i mu m Re q u i r e me n t s f o r Sp a c i n g an d De p t h o f` Ex p l o r a t o r y Bo r i n gsI t e m Sp ac i n g Re q u i r e me n t s

Runways a n d t a x i wa y s l e s s t h an 2 0 0 t o 3 0 0 f e e t o n c e n t e r2 0 0 f e e t wi d e l o n g i t u d i n a l l y , ona l t e r n a t i n g s i d e s o f t h ec e n t e r l i n e

Ru n wa y s 2 0 0 f e e t wi d e o r , t wo b o r i n g s e v e r y 2 0 0 t o 3 0 0g r e a t e r f e e t l o n g i t u d i n a l l y , o n eb o r i n g 5 0 f e e t o n e a c h s i d eo f t h e c e n t e r l i n ePa r k i n g a p r o ns a n d p a d s on e b o r i n g p e r 1 0 , 0 0 0 - s q u a r e f o o ta r e a

I t e m De p t h Re q u i r e me n t sCu t a r e a s t o a mi n i mu m o f 1 0 f e e t b e l o wf i n i s h e d g r a d eSh a l l o w f i l l ( a r e a s wh e r e n o t t o a mi n i mu m o f 1 0 f e e t b e l o wmo r e t h an 6 f e e t o f f i l l wi l l e x i s t i n g g r o un d s u r f a c eb e p l a c e d)Hi g h f i l l a r e a s t o 5 0 f e e t b e l o w e x i s t i n gg r o un d s u r f a c e o r t o r o c k2 - 3 . So i l c l a s s i f i c a t i o n a n d t e s t s .

a . So i l c l a s s i f i c a t i o n . Al l s o i l s wi l l b e c l a s s i f i e d i n a c c o r d an c ewi t h t h e Un i f i e d So i l Cl a s s i f i c a t i o n S y s t e m . Th e r e h a v e b e e n i n s t a n c e swh e r e t h e u s e i n c o n s t r u c t i o n s p e c i f i c a t i o n s o f s u c h t e r ms a s " l o a m, "" g umb o mu d , " a n d " mu c k " h a v e r e s u l t e d i n mi s u nd e r s t a n d i n gs . T h e s et e r ms a r e n o t s p e c i f i c a n d a r e s u b j e c t t o d i f f e r e n t i n t e r p r e t a t i o n st h r o u g h o u t t h e Un i t e d S t a t e s . S u c h t e r ms wi l l n o t b e u s e d u n l e s sp r o p e r l y i d e n t i f i e d . Su f f i c i e n t i n v e s t i g a t i o n s wi l l b e p e r f o r me d a t ap ar t i c u l a r s i t e s o t h a t a l l s o i l s t o b e u s e d o r r e mo v e d d u r i n gc on s t r u c t i o n c a n b e d e s c r i b e d i n a c c o r d an c e wi t h t h e Un i f i e d So i l

2 - 2


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CAL I FORNI A BEARI NG RAT I O - CB R

EM 1 11 0 - 3 - 1 4 19 Ap r 8 4

PCA So i l Pr i me r ( EB0 0 7 . 0 6 8 ) , W t h Pe r mi s s i o n o f t h e Po r t l a n d Cemen tAs s oc i a t i o n , Sk o k i e , I L .U . S . A r my Co r p s o f En g i n e e r s

F I GURE 2 - 1 . APPROXI MATE I NTERRELAT I ONSHI PS OF SOI LCL A SSI F I CA TI ON AND BEARI NG VALUES

2 - 3

Z 3 4 3 6 7 8 9 1 0 1 3 2 0 2 5 3 0 4 0 3 0 . 6 0 7 0 8 0 90

,NI F I ED SOI LCLASSI F I CA TI ON i d~t i l ~F

AASHTO CLASSI F I CAT I ON

_ d . . Q . Emu_"EDERAL A V I A T I O NADMI NI STRAT I ONSOI L CL ASS I F I CATI ON

( I I I I

1 0 0I

1 5 0I MODUL US OF S OI L

2 0 0REACT I ON- k ( p c i )

5 0 0 6 0 0 7 0 0

CAL I FORNI A BEAR I NG RATI O - CB R

2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 1 6 2 0 2 5 3 0 4 0 . 8 0 6 0 7 0 8 0 9 0 1


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EM 1 11 0- 3 - 1 419 Ap r 8 4

0 ow cO A

0 1 0 0 u "' 1 0

00 -

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FOR REFERENCE ONLY

U . S . A r my Co r p s o f En g i n e e r s

7 - 1 0

F I GURE 7 - 6 b . F L EX I B L E PAVEMENT DES I GN CURVES,AI R FORCE HEAVY- L OAD PAVEMENT,TYPES B , C, AND D TRAFF I C AREAS AND OVERRUNS .

r 00

000m0D


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M

N

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OL0 1 N O0 m r - 0 a V ' M N( ' N I ) SS3 N) I 3 I HlFOR REFERENCE ONLYU . S . A r my Co r p s o f En g i n ee r s

F I GURE 7 - 7 . F L EXI BL E PAVEMENT DES I GN CURVESAI R FORCE SHOULDER PAVEMENT

7 - 1 1

EM 1 1 1 0 - 3 - 1 4 1" 9 Ap r 8 4


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EM 1 11 0- 3 - 1 41g Ap r 8 4

4 0

M

N

0

mss , WANW s Mr~rm~~r~,~,~r~. `AX ' ! ' ! .~-XX\WAI VAMWAA----~_XNa%r--~--W49 6

RL \0FOR REFERENCE ONLY


F I GURE 7 - 8 . F L EXI BL E PAVEMENT DES I GN CURVES * ORCESHORTF I ELD PAVEMENT, TYPE A T RAF F I C AREAS AND OVERRUNS

7 - 1 2

s e a )3 Ym s s 'F -a

M

N


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d e t e r mi n ed . Th e s e t h i c k n e s s e s t o g e t h e r wi t h t h e mi n i mu m t h i c k n e s s esf o r s u r f a c e a n d b a s e c ou r s e s p r o v i d e t h e b a s i s f o r pa v emen t s ec t i o nd e s i g n . Us e t a b l e 5 - 2 f o r mi n i mu m t h i c k ne s s o f b a s e a n d s u r f a c ec o u r s e . Se e t a b l e 7 - 2 f o r a n o u t l i n e o f t h e f l e x i b l e p a v emen tt h i c k ne s s d es i g n p r o c ed u r e . I n a d d i t i o n , c o ns i d er t h e f o l l o wi n g :

a . CBR v a l u e s l e s s t h a n 3 . No r ma l l y s i t e s wh i c h i n c l u d e l a r g ea r e as o f t h e n at u r a l s ub g r a de wi t h CBR v a l u es o f l e s s t h a n 3 a r e n o tc o ns i d er e d a d eq u a t e f o r a i r f i e l d c o n s t r u c t i o n . Howe v e r , CBR v a l u es o fl e s s t h a n 3 a r e a c c e p t a b l e f o r o c c a s i o na l i s o l a t e d we a k a r e as .b . F r o s t a r e a s . Pa v eme n t s e c t i o n s i n f r o s t a r e a s mus t b e d es i g ne da n d c o n s t r u c t e d wi t h n o n - f r o s t - s u s c e p t i b l e ma t e r i a l s o f s u c h d ep t h t op r e v e n t d e s t r u c t i v e f r o s t p e n e t r a t i o n i n t o u n d e r l y i n g s u s c ep t i b l ema t e r i a l s . De s i g n f o r f r o s t a r e as s h o u l d b e i n a c c o r d an c e wi t h EM1 11 0 - 3 - 1 38 .c . Ex p a ns i v e s u b g r a de . De t e r mi n e i f mo i s t u r e c on d i t i o n o fe x pa ns i v e s u b g r a de i s c on t r o l l e d a n d i f a d eq u a t e o v e r b u r d en i sp r o v i d e d . ( Se e t a b l e 3 - 5 ) .d . L i mi t e d s ub g r a de c o mp ac t i o n . Wh e r e s ub g r a d e c omp a c t i o n mu s tl i mi t e d f o r s p e c i a l c o n d i t i o n s ( s e e t a b l e s 3 - 3 a n d 3 - 5 ) , p r o v i d ep a v eme n t t h i c k n e s s i n c o n f o r ma n c e wi t h r e du c ed d e n s i t y a n d CBR o f t h e

p r e p a r e d s ub g r a d e .e . Ra i n f a l l a n d wa t e r t a b l e . I n r e g i o n s wh e r e t h e a n n u a lp r e c i p i t a t i o n i s l e s s t h a n 1 5 i n c he s a nd t h e wa t e r t a b l e ( i n c l u d i n g

1 5 f e e t b e l o w t h e f i n i s he ds u b g r a d et h es en o td e t e r mi n ed2 0

p e r c h e d wa t e r t a b l e ) wi l l b e a t l e a s tpa v emen t s u r f a c e , t h e d a n g e r o f h i g h mo i s t u r e c o n t e n t i n t h ei s r e du c e d . Whe r e i n - p l a c e t e s t s o n s i mi l a r c o n s t r u c t i o n i nr e g i o n s i n d i c a t e t h a t t h e wa t e r c o n t e n t o f t h e s u b g r a d e wi l li n c r e a s e a b o v e t h e o p t i mum, t h e t o t a l p a v eme n t t h i c k n e s s , a sb y CBR t e s t s o n s o a k e d s amp l e s , may b e r e du c ed b y a s much a sp e r c e n t .

EM 1 11 0- 3 - 1 419 Ap r 8 4

f . Pa v eme n t s ec t i o n c omp a r i s on . Compa r e d es i g n p a v eme n t s ec t i o n swi t h f i e l d b eh av i o r o f s i mi l a r p a v emen t s ec t i o n s o n c o mp a r a b l e s o i lc o n d i t i o n s ; a s s e s s t h e t r a f f i c o n s i mi l a r p a v eme n t - s ec t i o n s wi t h t h ed es i g n t r a f f i c l o a d i n g .7 - 5 . De s i g n e x amp l e s . Th e e x a mp l e s a r e n o t t o b e u s e d a s d es i g nc r i t e r i a . T h e y a r e i n t e n d e d s o l e l y t o i l l u s t r a t e h o w t h e c r i t e r i at h i s manua l wo u l d b e u s e d i n a n a s s ume d s i t u a t i o n . An y a t t e mp t t oa r b i t r a r i l y a p p l y t h e s e e x amp l e s t o a c t u a l d e s i g n p r o b l e ms wi t h o u tc o mp l e t e d e s i g n a n a l y s i s , f o l l o wi n g t h e p r o c ed ur e s o u t l i n e d i n t h i sma n u a l , ma y r e s u l t i n f a u l t y pa v emen t d es i g n .

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EM 1 1 1 0 - 3 - 1 419 Ap r 8 4Ta b l e 7 - 2 . CBR F l e x i b l e Pa v e me n t De s i g n Pr o c e d u r e

I t e m Pr o c ed u r eTo t a l t h i c k n e s s 1 . De t e r mi n e d e s i g n CBR o f s u b g r a d e ( s e ec h ap t e r 3 )

T h i c k n e s s o f s u b b a s e 6 . Su b t r a c t t h i c k n e s s o f s u r f a c e a n d b a s ec o u r s e f r o m t h e t o t a l t h i c k n e s s t o o b t a i n t h er e q u i r e d t h i c k ne s s o f s u b b a s e .


2 . En t e r t o p o f f l e x i b l e p a v eme n t d es i g nc u r v e ( f i g u r e 7 - 1 t o f i g u r e 7 - 8 ) wi t hd es i g n s u b g r a d e CBR a nd f o l l o w i td ownwa r d t o i n t e r s ec t i o n wi t h a p p r o p r i a t eg r o s s we i g h t c u r v e , t h e n h o r i z o n t a l l y t oa p p r o p r i a t e a i r c r a f t p a s s e s c u r v e , t h e ndown t o r e q u i r e d t o t a l p av eme n t t h i c k n e s sa b o v e s u b g r a d e .T h i c k n e s s o f s ur f a c e 3 . De t e r mi n e d e s i g n CBR o f s u b b a s e ma t e r i a la n d b a s e c o u r s e ( s e e c h ap t e r 4 ) .

4 . En t e r t o p o f c u r v e a t d e s i g n CBR o fs u b b a s e , f o l l o w p r o c e du r e i n p r o c e du r e 2a b o v e t o o b t a i n r e q u i r e d t h i c k n e s s o fb a s e a n d s u r f a c e a b o v e s u b b a s e c o u r s e .

5 . De t e r mi n e t h e r e q u i r e d mi n i mu m t h i c k ne s so f b a s e a n d s u r f a c e f r o m t a b l e 5 - 2 . 'I n c r e a s e c omb i n e d t h i c k ne s s o f b a s e a n ds u r f a c e t o r e qu i r e d mi n i mum, i fn e c e s s a r y .

7 . I f l e s s t h a n 6 i n c h es , c o n s i d e ri n c r e a s i n g t h i c k n e s s o f b a s e c o ur s e .Su b g r a d e Co mp a c t i o n 8 . Se e t a b l e 3 - 3 f o r r e q u i r e d c o mp a c t i o n o fs u b g r a d e .


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a . De s i g n e x a mp l e 1 .( 1 ) De s i g n a n a i r f i e l d , T y p e B t r a f f i c a r e a f o r a s i n g l e - wh e e lt r i c y c l e g e a r a i r c r a f t wi t h a g r o s s l o ad o f 2 5 - k i p s f o r 1 , 0 00 , 0 00p a s s e s . Su b g r a d e i s a p o o r l y g r a d e d s a n d wi t h a d e s i g n CB R o f 1 6 ;i n - p l a c e d e n s i t y o f t h e s u b g r a d e i s 9 0 p e r c e n t t o a d e p t h o f 1 0 f e e t .( 2 ) F r o m f i g u r e 7 - 1 t h e t o t a l p a v e me n t s ec t i o n r e q u i r e d i s 1 0i n c h e s .( 3 ) F r o m t a b l e 5 - 2 t h e mi n i mu m r e q u i r e d s u r f a c e a n d b a s et h i c k n e s s e s a r e 2 i n c h es a n d 6 i n c h es r e s p e c t i v e l y , f o r a - t o t a l o f 8i n c h e s .( 4 ) Us e a 1 0 - i n c h p a v e m e n t s ec t i o n c o n s i s t i n g o f 2 i n c h e s o fa s p h a l t c o n c r e t e s u r f a c e a n d 8 i n c h es o f 1 0 0 CBR b a s e o n s u b g r a d e t op r o v i d e t h e 1 0 i n c h e s r e q u i r e d a b o v e t h e s u b g r a d e .( 5 ) De t e r mi n e t h e c o mp a c t i o n r e qu i r e me n t s f r o m t a b l e 3 - 3 . T h ed e s i g n s e c t i o n i s a s f o l l o ws :

b . De s i g n e x a mp l e 2 .

1 B a s e a n d s u b b a s e c o mp a c t e d t o 1 0 0 p e r c e n t .Si n c e t h e e x i s t i n g s u b g r a de h a s a n i n - p l a c ec o mp a c t i o n o f t h e 8 i n c h u p p e r l a y e r o f t h emo i s t e n i n g a n d c o mp a c t i n g i n p l a c e .

t o p o f s u b g r a d e1 0 0 p e r c e n t c o mp a c t i o n9 5 p e r c e n t c o mp a c t i o n( c o h e s i o n l e s s s u b g r a d e)9 0 p e r c e n t c o mp a c t i o n

EM 1 1 1 0 - 3 - 1 4 19 Ap r 8 4

d e n s i t y o f 9 0 p er c e n t , t h es u b g r a d e ma y b e a c h i e v ed b y

( 1 ) De s i g n a h e a v y l o a d p a v e me n t t o a c c o mmo d a t e a 4 8 0 - k i p g r o s sl o a d t wi n t wi n g e a r a s s e mb l y a i r c r a f t i n a T y p e B t r a f f i c a r e a f o r1 5 , 0 0 0 p a s s e s . De s i g n CB R o f t h e . l e a n c l a y s u b g r a d e i s 1 3 , t h e n a t u r a li n - p l a c e d e n s i t y o f t h e c l a y i s 8 7 p e r c e n t e x t e nd i n g t o 1 0 f e et . T h ea n a l y s i s t h a t f o l l o ws a s s u me s t h a t s u b gr a d e d o e s n o t r e q u i r e s p e c i a lt r e a t me n t a n d f r o s t p e n e t r a t i o n i s n o t a p r o b l e m .7 - 1 5


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EM 1 1 1 0 - 3 - 1 4 19 Ap r 8 4

( 2 ) En t e r f i g u r e 7 - 6 ( b ) a t CBR = 1 3 d own t o 4 8 0 - k i p GROSS WEI GHTc u r v e t h en r i g h t t o t h e 1 5 , 0 0 0 A I RCRAFT PASSES c u r v e t h en c e d own t o t h er e q u i r e d t h i c k n e s s o f p a v eme n t , 2 8 i n c h es .

( 3 ) Th e d es i g n CBR o f t h e - s u b b a s e ma t e r i a l h a s b e e n d e t e r mi n edt o b e 3 0 . En t e r f i g u r e 7 - 6 ( b ) a t CBR 3 0 a n d f i n d t h a t t h e r e q u i r e dt h i c k n e s s o f b a - s e a n d s u r f a c e i s 1 5 i n c h e s f o r t h e d es i g n a i r c r a f t .F r o m t a b l e 5 - 2 , t h e r e q u i r e d mi n i mu m t h i c k n e s s o f t h e s u r f a c e c o u r s e i s4 i n c h e s a n d o f t h e b a s e , 9 i n c h es . Us e 4 i n c h a s p h a l t c o n c r e t es u r f a c e a n d 1 1 i n c h es o f 1 0 0 CBR b a s e t o p r o v i d e t h e 1 5 i n c h e s r e q u i r e da b o v e t h e 3 0 CBR s u b b a s - e .( 4 ) Th e r e q u i r e d t h i c k n e s s o f s u b b a s e i s 1 3 i n c h es ( 2 8 i n c h esl e a s 1 5 i n c h es ) .( 5 ) F r o m t a b l e 3 - 3 i t i s d e t e r mi n ed t h a t f o r c oh e s i v e s u b g r a des o i l s , 9 5 p e r c e nt c o mp a c t i o n i s r e q u i r e d t o 3 f e e t b e l o w p a v em e n ts u r f a c e a n d 9 0 p e r c e nt c o mp a c t i o n t o a 4 - 1 / 2 - f o o t d ep t h .( 6 ) Th e d es i g n s ec t i o n i s i l l u s t r a t e d b e l o w :

4 - i n . AC s u r f a c e l ( Ty p e B t r a f f i c a r e a )2 f t . - 4 i n .1 1 i n . 1 0 0 CBR b a s e l1 3 i n . 3 0 CBR s u b b a s , e l

t o p o f s u b g r a d e9 5 p e r c e nt c o mp a c t i o n

8 i n .( c o h es i v e s u b g r a d e )9 0 p e r c en t c omp a c t i o n

1 f t - 6 i n .

l Ba s e a n d s u b b a s e c o mp a c t e d t o 1 0 0 p e r c e nt .

7 - 1 6

7 - 6 . St a b i l i z ed p a v eme n t s ec t i o n s . St a b i l i z ed l a y er s ma y b ei n c o r p o r a t e d i n t h e p a v eme n t s ec t i o n s i n o r d e r t o make u s e o f l o c a l l ya v a i l a b l e ma t e r i a l s wh i c h c a n n o t o t h er wi s e meet t h e c r i t e r i a f o r b a s ec o u r s e o r s ub b a s e c ou r s e . Th e s t r e n g t h a n d d u r a b i l i t y o f t h es t a b i l i z ed c ou r s es mu s t b e i n a c c o r d a nc e wi t h r e qu i r eme n t s o f c h a p t e r s4 a n d 5 . ( Se e r e qu i r eme n t s EM 1 1 1 0 - 3 - 1 3 7 ) .

a . Eq u i v a l e nc y f a c t o r s . Th e u s e o f s t a b i l i z ed s oi l l a y er s wi t h i n af l e x i b l e p a v eme n t p r o v i d e s t h e o p p o r t u n i t y t o r e du c e t h e o v er a l l


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EM 1 1 1 0 - 3 - 1 4 19 Ap r 8 4

t h i c k ne s s o f p a v em e n t s t r u c t u r e r e q u i r e d t o s u p p o r t a g i v e n l o a d . T h i si s a c c o mp l i s h e d t h r o ug h t h e u s e o f t h e e qu i v a l e n c y f a c t o r s p r e s e n t e d i nt a b l e 7 - 3 . Fa c t o r s a r e s h o wn f o r r e p l a c e me n t o f b a s e a n d s u b b a s ema t e r i a l a n d i n d i c a t e t h a t 1 i n c h o f s t a b i l i z e d ma t e r i a l i s e q u i v a l e n tt o t h e n umbe r o f i n c h e s o f u n b o u n d ma t e r i a l s s h o w n i n t h e t a b l e . T h a ti s , 1 i n c h o f c eme n t - s t a b i l i z e d g r a v e l s o r s a n d s i s e qu i v a l e n t t o 1 . 1 5i n c h es o f b a s e - c o u r s e ma t e r i a l a n d 2 . 3 i n c h es o s u b b a s e ma t e r i a l . An ys t a b i l i z e d s o i l u s e d t o r e p l a c e a b a s e o r s u b b a s e must mee t t h er e qu i r e me n t s d e s c r i b ed i n EM 1 1 1 0 - 3 - 1 3 7 .b . De s i g n . T h e d e s i g n o f a p a v e me n t h a v i n g s t a b i l i z e d s o i l l a y e r si s a c c o mp l i s he d t h r o u g h t h e a p p l i c a t i o n o f e qu i v a l e n c y f a c t o r s t o t h ei n d i v i d u a l u n b o u n d s o i l l a y e r s o f a p a v e m e n t . A c o nv e n t i o n a l f l e x i b l e

p a v em e n t i s f i r s t d es i g n ed , t h e n t h e b a s e a n d s u b b a s e a r e c o n v e r t e d t oa n e q u i v a l e n t t h i c k n e s s o f s t a b i l i z e d s o i l . T h i s c o nv e r s i o n i s made b yd i v i d i n g t h e t h i c k ne s s o f u n b o u n d ma t e r i a l b y t h e e q u i v a l e n c y f a c t o r .Fo r e x a mp l e , a s s um e t h a t a c o n v e n t i o n a l p a v em e n t h a s b e e n d es i g n edc o n s i s t i n g o f 4 i n c h e s o f AC, 1 0 i n c h es o f b a s e , a n d . 1 5 i n c h es o fs u b b a s e f o r a t o t a l t h i c k n e s s a b o v e t h e s u b g r a d e o f 2 9 i n c h es . I t i sd e s i r e d t o r e p l a c e t h e b a s e a n d s u b b a s e wi t h c eme n t - s t a b i l i z e d GWma t e r i a l . T h e e q u i v a l e n c y f a c t o r f o r t he b a s e - c o u r s e l a ye r i s 1 . 1 5 ;t h e r e f o r e , t h e t h i c k n e s s o f s t a b i l i z e d GW t o r e p l a c e 1 0 i n c h es o f b a s ec o u r s e i s 1 0 / 1 . 1 5 o r 8 . 7 i n c h es . Th e e q u i v a l e n c y f a c t o r f o r t h es u b b a s e l a y e r i s 2 . 3 , a n d t h e t h i c k ne s s o f s t a b i l i z e d GW t o r e p l a c e t h e1 5 - i n c h s ub b a s e i s 1 5 / 2 . 3 o r 6 . 5 i n c h es . T h e t h i c k n e s s o f s t a b i l i z e dGW n e e d e d t o r e p l a c e t h e b a s e a n d s u b b a s e wo u l d b e 1 5 . 2 i n c h es .c . Us e o f e q u i v a l e n c y f a c t o r s . T o d e s i g n a p a v em e n t wi t h a na l l - b i t u mi n o u s c o n c r e t e s ec t i o n , t h e t o t a l t h i c k n e s s o f a c o n v e n t i o n a lp a v eme n t s ec t i o n a n d t h e t h i c k n e s s o f t h e s u r f a c e c o u r s e s a r e f i r s td e t e r mi n ed a s o u t l i n e d i n t a b l e 7 - 2 . L e t u s a s s ume t h a t t h e t o t a lt h i c k ne s s f o r a c o n v en t i o n a l p a v eme n t s e c t i o n i s 2 8 i n c h e s a n d t h er e q u i r e d t h i c k n es s f o r t h e s u r f a c e c o u r s e s i s 4 i n c h es . Mi n i mu mt h i c k ne s s r e qu i r e me n t f o r t h e b a s e c o u r s e i s 6 i n c h es . Th e i n d i c a t e dt h i c k n e s s f o r a n u nb ou nd s u b ba s e i s 2 8 i n c h es mi n u s 4 i n c h es o fa s p h a l t i c c o n c r e t e s u r f a c e c o u r s es a n d 6 i n c h e s o f a l l - b i t u mi n o u s

c o n c r e t e b a s e o r 1 8 i n c h es . T h e e qu i v a l e n c y f a c t o r f o r t h e s u b b a s ec o u r s e l a y e r i s 2 . 3 . Th e r e q u i r e d t h i c k ne s s f o r t h e a l l - b i t u mi n o u sc o n c r e t e b o t t o m l a y e r i s 1 8 i n c he s / 2 . 3 o r 7 . 8 i n c h es ( u s e 8 i n c h es ) .T h e t o t a l t h i c k n e s s o f t h e a l l - b i t u mi n o u s c o n c r e t e s ec t i o n i s 1 8i n c h es .7 - 7 . Sp e c i a l a r e a s . A r e a s s u c h a s o v e r r u n a r e as , a i r f i e l d a n dh e l i p o r t s h o u l d e r s , b l a s t a r e as , a n d r e du c e d l o a d a r e as r e q u i r e s p e c i a lt r e a t me n t a s d e s c r i b e d b e l o w .

a . Ov e r r u n a r e as . P a v e o v e r r u n a r e as f o r t h e f u l l wi d t h o f t h er u n wa y e x c l u s i v e o f s h o u l d er s , a n d f o r a l e n g t h o f 2 0 0 f e e t o n e a c h e n do f Cl a s s I , I I ; a n d I I I r u n wa y s . Su r f a c e t h e o v e r r u n a r e as wi t h d o u b l eb i t u mi n ou s s u r f a c e t r e a t me n t e x c e p t f o r t h a t p o r t i o n ( 1 50 f e e t l o n g x

7 - 1 7


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EM 1 1 1 0 - 3 - 1 4 1

1 No t u s e d a s b a s e c o u r s e .

7 - 1 8

2 Ce me nt i s l i mi t e d t o 4 p e r c e n t b y we i g h t o r l e s s .U . S . A r my Co r p s o f En g i n e e r s

9 Ap r 8 4 T a b l e 7 - . 3 . E q u i v a l e n c y

Ma t e r i a l

F a c t o r sE q u i v a l e n c yB a s e F a c t o r sS u b b a s e

Un b o u n d Cr u s h e d St o n e 1 . 0 0 2 . 0 0

U n b o u n d Ag g r e g a t e 1 1 . 0 0As p h a l t - St a b i l i z e d

A l l - B i t u mi n o u s Co n c r e t e 1 . 1 5 2 . 3 0GW, GP , GM, GC 1 . 0 0 2 . 0 0SW, SP , SM, SC 1 1 . 5 0

Ce me n t - St a b i l i z e dGW, GP , SW, SP 1 . 1 5 2 2 . 3 0GC, GM 1 . 0 0 2 2 . 0 0ML , MH, CL , CH 1 1 . 7 0SC, SM ' 1 1 . 5 0

L i me - St a b i l i z e dML , MH, CL , CH 1 1 . 0 0SC, SM, GC, GM 1 . 1 0

L i me , Ce me n t , F l y As h St a b i l i z e d

ML , MH, CL , CH1 1 . 3 0

SC, S M , GC, GM - 1 1 . 4 0


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r u n wa y wi d t h ) a b u t t i n g t h e r u n wa y p a v e me n t e n d wh i c h wi l l h a v e we a r i n gs u r f a c e o f 2 i n c h e s . o f d e n s e g r a d e d a s p h a l t i c c o n c r e t e f o r b l a s t

l An y 8 0 CB R t y pe b a s e c o u r s e l i s t e d i n c h ap t e r 5 .2 Mus t mee t a l l r e q u i r e me n t s f o r 5 0 CB R s u b b a s e ma t e r i a l sl i s t e d i n c h ap t e r 4 .

EM 1 1 1 0 - 3 - 1 4 19 Ap r 8 4

b . Pa v e d s h o u l d e r s . Sh o u l d e r a r e a s wi l l b e p a v e d t o s u pp o r t t h ea i r c r a f t o ut r i g g e r g e a r a n d f o r p r o t e c t i o n a ga i n s t j e t b l a s t . T h ewe a r i n g s u r f a c e wi l l b e 2 i n c h e s o f d e n s e g r a d e d a s p h a l t i c c o n c r e t e ;d e s i g n t h e p a v e me n t t h i c k n e s s i n a c c o r d a n c e wi t h f i g u r e 7 - 7 .c . Sh o u l d e r s . De s i g n s h o u l d e r s a d j a c e n t t o h a r d s t a n d a n d a pr o na r e a s t o s u s t a i n t r a f f i c o f s u pp o r t v e h i c l e s . De s i g n t h e p a v e me n tt h i c k n e s s o f s h o u l d e r a r e as i n a c c o r d a n c e wi t h f i g u r e 7 - 7 . Us e ad o u b l e b i t u mi n o u s s u r f a c e t r e a t me n t o n a mi n i mu m 6 - i n c h b a s e c o n s i s t i n go f 4 0 CB R ma t e r i a l o r b e t t e r .d . Ov e r r u n a r e a s a n d o t h e r s h o u l d e r a r e a s . C o m p a c t s u r f a c e o fo v e r r u n a r e a s a n d s h o u l d e r a r e a s , e x c e p t s h o u l d e r s a d j a c e nt t o a p r o n sa n d h a r d s t a nd s , t o 9 0 p e r c e n t ma x i mu m d e ns i t y f o r a d e p t h o f 6 i n c h e s .St a b i l i z e t h e s h o u l d e r s f o r d u s t a n d e r o s i o n c o n t r o l a g a i n s t b l a s t o fmo t o r b l a de s . Pr o v i d e v e g e t a t i v e c o v e r , a nc h o r e d mu l c h , c o a r s e g r a d e da g g r e g a t e , l i q u i d p a l l i a t i v e s , o r a d o u b l e b i t u mi n o u s s u r f a c et r e a t me n t . Wh e n a d o u b l e b i t u mi n o u s s u r f a c e t r e a t me n t i s s pe c i f i e d ,p r o v i d e a 4 - i n c h b a s e o f 4 0 CB R ma t e r i a l o r b e t t e r .

p r o t e c t i o n . Mi n i mu m b a s eDe s i g n - L o a d i n g

c o u r s e CB R v a l u e s a r e a s f o l l o ws :Mi n i mu m Ba s e Co u r s e CB R

Cl a s s I I I 8 0 1Cl a s s I I 8 0 1Cl a s s I 5 0 2


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SPECI AL SURFACE TREATMENTS AND SPECI AL DETAI L S8 - 1 . Ge n e r a l . Th i s s e c t i o n c o v e r s s u r f a c e t r e a t me n t s f o r i mp r o v e me n to f s k i d r e s i s t a n c e , r e d u c t i o n o f h y d r o p l a n i n g t e nd e nc y , a n d r e s i s t a n c et o f u e l s p i l l a g e .

Some d i s a d v a n t a ge s i n c l u d e :

CHAPTER 8

8 - 2 . Su r f a c e t r e a t me n t f o r i mp r o v e d s k i d r e s i s t a n c e . I mp r o v e d s k i dr e s i s t a n c e a n d t h e e l i mi n a t i o n o f t h e t e n d en c y t o h y d r o p l a n e may b ea c c o mp l i s h e d b y p r o pe r d r a i n ag e a n d p r o p er a gg r e ga t e s e l e c t i o n o r b ya p p l i c a t i o n o f a p o r o u s f r i c t i o n c o u r s e o r b y - g r o o v i n g t h e p a v eme n ts u r f a c e . Th e s e s u r f a c e t r e a t me n t s a r e a p p l i c a b l e t o r u n wa y s a n d h i g hs p e e d t a x i wa y s .8 - 3 . Po r o u s f r i c t i o n s u r f a c e c o u r s e . Po r o u s f r i c t i o n s u r f a c e c o u r s ec on s i s t s o f a n o p e n g r a d ed b i t u mi n o u s c on c r e t e c o n t a i n i n g a l a r g ep r o p o r t i o n o f o ne - s i z e d c o a r s e a gg r e g a t e . Th e l a r g e v o i d c o n t e n tp e r mi t s wa t e r t o d r a i n t h r o u g h t h e l a y e r l a t e r a l l y o u t t o t h es h ou l d e r s . Po r o u s f r i c t i o n c o u r s e s a r e a l s o d e s c r i b ed a s " o pe n g r a d edmi x , " " p l a n t mi x s ea l , " a nd ' " p o p c o r n mi x . " I n a d d i t i o n t o i mp r o v i n gs k i d r e s i s t a n c e a n d p r e v e n t i n g h y d r o p l a n i n g , p o r o u s f r i c t i o n c o u r s e sp r o v i d e t h e f o l l o wi n g a d d i t i o n a l a d v a n t a g e s :

- I mp r o v e d v i s i b i l i t y o f p a v eme n t ma r k i n g .- R e d u c e d t i r e s p l a s h a n d s p r a y .

Su s c e p t i b i l i t y t o f u e l s p i l l s .Su s c e p t i b i l i t y t o c l o g g i n g b y mud, b l o w s a n d , a n d r u b b e r .

8 - 4 . Pr i o r p r e p a r a t i o n . Po r o u s f r i c t i o n c o u r s e s a n d g r o o v i n g s h ou l do n l y b e a p p l i e d t o s t r u c t u r a l l y a d eq u a t e s e c t i o n s c a p a b l e o f s u p p o r t i n ge x i s t i n g a n d f u t u r e a i r c r a f t t r a f f i c . Th e p a v eme n t s u r f a c e s h o u l d b ec h e c k e d f o r p r o pe r s u r f a c e d r a i n ag e ; t r a n s v e r s e g r a de s s h ou l d b e ami n i mu m o f 1 p e r c e n t . Pa v eme n t s wh i c h a r e u nd e r s t r e ng t h , h a v ei n s u f f i c i e n t s l o p e f o r d r a i n ag e , c on t a i n d ep r e s s e d ' a r e a s , o r a r ec r a c k e d , s h ou l d b e s t r e ng t h e n ed a n d s ho u l d h a v e d e f i c i e n c i e s c o r r e c t e dp r i o r t o a p p l y i n g a p o r o u s f r i c t i o n c o u r s e o r g r o o v i n g .8 - 5 . F u e l r e s i s t a n t s u r f a c i n g s . J e t f u e l - r e s i s t a n t b i t u mi n o u ss u r f a c i n g s may b e u s e d i n n e w c o n s t r u c t i o n , wh e r e e x p e d i e n t , o r a so v e r l a y s . Se e a pp en d i x A f o r c r i t e r i a o n f u e l r e s i s t a n tr u b b e r i z e d - t a r mi x e s . De s i g n f u e l r e s i s t a n t f l e x i b l e p a v eme n t a so u t l i n e d i n c h a p t e r 7 f o r c o nv e n t i o na l p a v e me n t , e x c e p t t h a t t h es u r f a c e wi l l c o n s i s t o f a t a r o r a s p h a l t b i n d e r t o p p ed wi t h ami n i mu m o f 1 - 1 / 2 i n c h e s o f r u b b e r i z e d t a r we a r i n g c o u r s e . J o i n t s

EM 1 1 1 0 - 3 - 1 419 Ap r 8 4


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EM 1 11 0 - 3 - 1 4 19 Ap r 8 4

i n t h e we a r i n g c o u r s e a r e p a r t i c u l a r l y c r i t i c a l a n d c a r e mus t b e t a k e ni n b on d i n g t h e j o i n t s t o p r e v e n t l e a k ag e wh i c h wo u l d r e s u l t i nd e t e r i o r a t i o n o f t h e a s p h a l t b e l o w .8 - 6 . F u e l r e s i s t a n t s e a l c o a t . St r u c t u r a l l y a de q u at e a s p h a l t i cp a v e me n t s i n g o o d c on d i t i o n s u b j e c t t o f u e l s p i l l a g e may b e p r o t e c t e db y a r u b b e r i z e d - t a r s l u r r y s e a l . Ru bb e r i z e d- t a r s l u r r y s e a l p r o v i d e s af i n e g r a i n e d , s l i p p e r y s u r f a c e wh i c h i s r e s i s t a n t t o f u e l s p i l l a g e .B e c a u s e o f t h e s l i p p a g e s u r f a c e i mp ar t e d b y t h i s t y p e s e a l , i t i s n o tt o b e u s e d o n r u n wa y s an d t a x i wa y s .8 - 7 . J u n c t u r e b e t we e n r i g i d a n d f l e x i b l e p a v e me n t s . Ex p e r i e n c e h a ss h o w n t h a t o b j e c t i o n ab l e r o u g h n e s s o f t e n d e v e l o p s a t t h e j u n c t u r e o f ar i g i d an d f l e x i b l e p a v e me n t u n d e r a i r c r a f t t r a f f i c . Th i s r o u g h n e s sg e n e r a l l y t a k e s t h e f o r m o f s u bs i d e n c e o r s h o v i n g . Fo r d e t a i l s o n t h i sj u n c t u r e , s e e EM 1 1 1 0 - 3 - 1 4 2 .


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AI . Ge n e r a l .

APPENDI X AHOT - MI X BI T UMI NOUS PAVEMENTS, DESI GN AND CONTROL

EM 1 11 0 - 3 - 1 419 Ap r 8 4

A l - 1 . Pr o c e d u r e s a n d c r i t e r i a . Pr o c e du r e s a n d c r i t e r i a i n t h i sa p p e n d i x a p p l y t o d es i g n a n d c on t r o l o f h o t - mi x b i t u mi n o u s p av e me n t su s i n g p e n e t r a t i o n g r a de s o f a s p h a l t c e me n t , t a r c eme n t , o r r u b b e r i z e dt a r .A l - 2 . A l t e r n a t i v e a p p r o a c h e s . I t i s a n t i c i p a t e d t h a t u n d e rmo b i l i z a t i o n c on d i t i o n s , b i t u mi n o u s p a v eme n t ma t e r i a l s wi l l b e s up p l i e db y e s t a b l i s h e d l o c a l s o u r c e s . I n most c a s e s t h e s e s o u r c e s h a v e b e e nu t i l i z e d b y Fe d e r a l o r s t a t e a ge n c i e s i n t h e p a s t a n d h a v e a p p r o v edd e s i g n mi x e s a v a i l a b l e t o meet t h e n e e d s a s o u t l i n e d i n t h i s man ua l .Re v i e w o f t h e a v a i l a b l e mi x r e s u l t s a l o n g wi t h t h e a s s o c i a t e d ma t e r i a lt e s t r e s u l t s a n d s u p p l e me n t e d b y f i e l d i n s p e c t i o n s a n d t e s t i n g o fp r e s en t ma t e r i a l s s h ou l d s u p p l y s u f f i c i e n t i n f o r ma t i o n t o p r o c e e d wi t hd e s i g n a n d c on s t r u c t i o n . .A l - 3 . De s i g n r e q u i r e me n t s . Th e f o l l o wi n g d i s c u s s i o n i s p r e s en t e d t op r o v i d e t h e d e s i g n e r wi t h d e s i g n r e qu i r e me n t s a s a n a i d t o e v a l u a t i n ga v a i l a b l e ma t e r i a l s a n d t o p r o v i d e i n f o r ma t i o n o n me t h o d s o f o b t a i n i n gd e s i g n d a t a i f n o t l o c a l l y a v a i l a b l e .A2 . De s i g n .A2 - 1 . Su r v e y o f ma t e r i a l s . A s u r v e y o f ma t e r i a l s a v a i l a b l e i ns u i t a b l e q u a n t i t i e s f o r u s e i n c o n s t r u c t i o n o f t h e p a v e me n t i s t h ef i r s t s t e p i n t h e d es i g n o f a p a v i n g mi x t u r e . Ma t e r i a l s n o r ma l l yr e q u i r e d f o r t h e p a v i n g mi x t u r e a r e c o a r s e a g g r e g a t e , f i n e a g g r e g a t e ,mi n e r a l f i l l e r , a n d b i t u me n .A2 - 2 . Sa mp l i n g . Su f f i c i e n t q u a n t i t i e s o f ma t e r i a l s a r e t o b e o b t a i n edt o p r o v i d e f o r l a b o r a t o r y p a v e me n t d e s i g n t e s t s s u b s e qu en t l yd e s c r i b e d .

a . F i n e a n d c o a r s e a gg r e g a t e . Sa mp l i n g o f f i n e - a n d c o a r s e a gg r e g a t ewi l l b e i n a c c o r d a n c e wi t h ASTM D 7 5 .b . Mi n e r a l f i l l e r . Sa mp l i n g o f mi n e r a l f i l l e r wi l l b e i n a c c o r d a nc ewi t h ASTM C 1 8 3 .c . As p h a l t c e me n t , t a r c eme n t , a n d r u bb e r i z e d t a r . Sa mp l i n g o f a l lb i t u mi n ou s ma t e r i a l s wi l l b e i n a c c o r d a n c e wi t h ASTM D 1 4 0 .


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EM 1 1 1 0 - 3 - 1 4 19 Ap r 8 4

A 2 - 3 . T e s t i n g o f p a v e me n t - ma t e r i a l s .a . T e s t s o n a g g r e g a t e s . A g g r e g a t e s f o r u s e i n b i t u mi n o u s p a v e me n t ss h o u l d b e c l e a n , h a r d , a n d d u r a b l e . A g g r e g a t e s t h a t a r e a n g u l a r i ns h a p e g e n e r a l l y p r o v i d e mo r e ' s t a b l e p a v e me n t s t h a n d o r o u n d e d o n e s . I nm o s t c a s e s , a g g r e g a t e s wi l l b e s u p p l i e d f r o m e s t a b l i s h e d s o u r c e s wh e r el a b o r a t o r y t e s t i n g h a s t a k e n p l a c e . E x i s t i n g l a b o r a t o r y t e s t s s h o u l db e u t i l i z e d t o t h e g r e a t e s t e x t e n t p o s s i b l e i n p r o v i d i n g d e s i g n d a t a .

( 1 ) Si e v e a n a l y s i s . A s i e v e a n a l y s i s o f t h e a g g r e g a t e sc o n s i d e r e d f o r u s e i n a p a v i n g mi x i s o f v a l u e i n s e v e r a l r e s p e c t s . A ne x p e r i e n c e d e n g i n e e r c a n o b t a i n g e n e r a l i n f o r ma t i o n f r o m t h e g r a d i n gc u r v e a s t o t h e s u i t a b i l i t y o f t h e a g g r e g a t e f o r a p a v i n g mi x , t h eq u a n t i t y o f b i t u me n r e q u i r e d , a n d wh e t h e r o r n o t mi n e r a l f i l l e r s ho ul db e a d d e d . A l s o , a s i e v e a n a l y s i s i s r e q u i r e d i f . t h e a g g r e g a t e i s t o b eu s e d i n l a b o r a t o r y t e s t s f o r p a v i n g mi x d e s i g n , a s d es c r i b e d l a t e r .Si e v e a n a l y s e s o f f i n e a n d c o a r s e a g g r e g a t e s a r e t o b e i n a c c o r d a n c ewi t h A S T M C 1 3 6 . F i g u r e A - 1 i s a f o r m s u g ge s t e d f o r u s e i n r e c o r d i n ga n d c a l c u l a t i n g d a t a o b t a i n e d f r o m s i e v e a n a l y s i s . Me c h a n i c a l a n a l y s i sd a t a f o r t y p i c a l c o a r s e a g g r e g a t e , f i n e a g g r e g a t e , s a n d , a n d mi n e r a lf i l l e r u s e d i n a p a v i n g mi x t u r e a r e s h o w n i n f i g u r e A- 1 .( 2 ) Sp ec i f i c g r a v i t y . Sp e c i f i c g r a v i t y v a l u e s f o r a g g r e g a t e su s e d i n a p a v i n g mi x a r e r e q u i r e d i n t h e c o mp u t a t i o n o f p e r c e n t v o i d st o t a l mi x a n d p e r c e nt v o i d s f i l l e d wi t h b i t u me n i n t h e c o mp a c t e ds p e c i me n s . Cr i t e r i a h a v e b e e n e s t a b l i s h e d t o f u r n i s h l i mi t i n g v a l u e s

f o r t h e s e f a c t o r s . Ho we v e r , s p e c i f i c g r a v i t y v a l u e s mu s t b e d e t e r mi n e dwi t h c a r e a n d i n a c c o r d a n c e wi t h s p e c i f i e d p r o c e d u r e s i n o r d e r t h a ta p p l i c a t i o n o f t h e c r i t e r i a wi l l b e v a l i d . T wo d i f f e r e n t s p e c i f i cg r a v i t y d e t e r mi n a t i o n s a r e ; p r o v i d e d , a n d t h e s e l e c t i o n o f t h ea p p r o p r i a t e t e s t p r o c e d u r e s d e p e n d s o n t h e wa t e r a b s o r p t i o n o f e a c ha g g r e g a t e b l e nd .( a ) A ST M a p p a r e n t s p e c i f i c g r a v i t y . A p p a r e n t s p e c i f i cg r a v i t y o f t h e f i n e a n d c o a r s e a g g r e g a t e n e e d b e u s e d o n l y wi t ha g g r e g a t e b l e nd s s h o wi n g wa t e r a b s o r p t i o n o f l e s s t h a n 2 . 5 p e r c e n t .

T h e a p p a r e n t s p e c i f i c g r a v i t y i s t o b e d e t e r mi n e d i n a c c o r d a n c e wi t hA S T M C 1 2 7 f o r c o a r s e a g g r e g a t e , A S T M C 1 2 8 f o r f i n e a g g r e g a t e , a n dA S T M C 1 8 8 o r D 8 5 4 ( wh i c h ev e r i s a p p l i c a b l e ) f o r mi n e r a l f i l l e r .F i g u r e A - 2 i s a f o r m s u g g e s t e d f o r u s e i n r e c o r d i n g d a t a f r o m t h es et e s t s . T y p i c a l d a t a h a v e b e e n s u p p l i e d i n t h i s f o r m a s a n i l l u s t r a t i o no f i t s u s e . Pr o p e r l y we i g h t e d v a l u es , b a s e d o n t h e a m o u n t o f e a c h t y p eo f ma t e r i a l i n a g i v e n b l e nd , s h o u l d b e u s e d i n c o mp u t a t i o n ss u b s e q u e n t l y d i s c u s s e d .

( b ) Bu l k - i mp r e g n a t e d s p e c i f i c g r a v i t y . F o r a g g r e g a t e b l e n d ss h o wi n g wa t e r a b s o r p t i o n t o b e 2 . 5 p e r c e n t o r g r e a t e r , t h eb u l k - i mp r e g na t e d s p e c i f i c g r a v i t y . i s t o b e u s e d . T h i s s p e c i f i c g r a v i t ywi l l b e d e t e r mi n e d i n a c c o r d a n c e wi t h t h e p r o c e d u r e o u t l i n e d i n Me t h o d1 0 5 , MI L - ST D- 6 2 0 .

A - 2


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U . S . Ar my Co r p s o f En gi n ee r sFI GURE A- 1 . SI EVE ANALYSI SA- 3

EM 1 11 0- 3 - 1 419 Ap r 8 4

SI EVE ANALYSI SJ OB NO : PRI ) JECT : TYPI CAL MI X DATE :STOCKPI LE SAMPLES DRY GRADATI ON

SAMPLE No . Cr u s h e d Coa r s e r e a t e SAMPLE N0 . Cr u s h e d Fi n e Ag gr e ga t eU S . STANDS I EVE NO . WEI GHTRETAI NED zRETAI NED zPASS U S .

STAND .S I EVE NO . WEI GHTRETAI NEDz

RETAI NED zPASS

344 _ 100 _ 3 / 4_ 1/ 2 - . - 2 2 5 . 9 - 30 . 7 0 . 0 1 / 2 1 0 03 / 6 2 6 7 . 3 3 5 . 5 3 4 . 5 3 / 8 , 1 0 . 2 9 9 . 8

NO . 4 2 3 7 . 2 3 1 . 5 3 . 0 NO . 4 ' 5 3 . 9 9 . . 8 9 0 . 0NO . 8 2 2 . 6 3 . 0 No . S 1 0 4 . 6 1 9 . 0 7 1 . 0NO . 1 6 NO- 1 1 0 4 . 6 19 . 0 5 2 . 0NO . 30 NO . 30 9 6 . 3 1 7 . 5 3 4 . 5No . 5 0 No . s o 8 2 . 5 1 5 . 0 1 9 . 59 D . 1 0 NO . 100 6 0 . 5 1 1 . 0 8 . 5NO . 20b No " 3 0 . 5 . 5 3 . 0

- 2 00 / m~OTAL 7 5 3 . /WEI GHT ORI GI NAL SAMPLE WE I GHT ORI GI NAL SAMPLE

WASHED GRADATI ONSAMPLE No . Na t u r a l Sand SAMPLE No . L i mes t o ne Fi l l e r

U. S . STANDS I EVE NO . WEI GHTRETAI NED zRETAI NED zPASS U. S .STAND .SI EVE NO . WEI GHTRETAI NED zRETAI NED zPASS

3 / 4 3 / 41 / 2 1 / 23 / 8 3 / 8

NO . 4 5 0 . 49 0 . g NO . 8NO . 1 6 NO . 16NO . 30 100 NO . 30NO . 5 0 9 . 4 4 . 5 9 5 . 5 No . 5 o 1 0 0NO . 100 5 4 . 6 2 6 . 0 6 9 . 5 No . 100 2 . 3 2 . 0 " 09 0 " 200 1 2 4 . 9 5 9 . 5 1 0 . 0 NO . 200 9 . 8 . 0 9 0 . 0_ 200TOTAL

( T ) 2 1 . 020 9 . 9

0 5MZ Z MA V V I A 1 4 5 ,NA( A ) WEI GHT ORI GI NAL SAMPLE 2 9 . 2 G H( B ) WEI GHT AFTER WASHED J . I am( C) WASH LOSS ( A - B GM( S ) - 2 00 FROM SI EVI NG GK( T ) TOTAL - 2 00 C +

---GM

USE " T " TO CALCULATE PERCENTAG S

( A ) WEI GHT ORI GI NAL SAMPLE 1 1 7 . 4-B ) WEI GHT AFTER WASHED 1 8 . 9( C) WASH LOSS ( A - B) 9 8 . 5 GH( S ) - 2 00 FROM SI EVI NG 6 . 8( T ) TOTAL - 2 00 0 C + S 1 0 5 . 3

USE " T " T O CALCULAT E PERCENTAGESI

TESTED BY : COMPUT ED By . - T-HECKED BY :


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EM 1 11 0- 3 - 1 419 Ap r 8 4

U . S . Ar my Co r p s o f En gi n ee r sFI GURE A- 2 . SPECI F I C GRAVI T Y OF BI TUMI NOUS

MI X COMPONENTSA- 4

SPECI F I C GRAVI TY OF $ I TUMI NOUS MI X COMPONENTS DATE

PROJ ECT J OBTYPI CAL MI X

COARSE AGGREGATEMATERI AL PASSI NG JWSI EVE AND RETAI NED ON ' SI EVE UNI TS

SAMPLE NUMBER Coa r s e a r e a t e1 . WEI GHT OF OVEN - DRY AGGREGATE GM. r t2 . WRI GHT OF SAXURATt D AGGREGA I N WATER GM.3 . DI FFERENCE . - 2 . GM. E ) r -

APPARENT SPECI F I C GRAv I TY, G - 2 . 7 5 5F I NE AGGREGATE .

MATEBI & PASSI NG NUMBER 3 ~STEVE UNI TSSAMPLE NUMBER Na t u r a l s a n4 . WEI GHT OF OVEN - DRY MATERI AL G l ( . [ ~5 . WEI GHT OF FLASK FI L L2D AT 2 0 - C GM.6 . SUM ( 4 . + 5 . ) REM7 . WEI GHT OF FLASK + AGGREGATE +WA a ' GM.8 . DI FFERENCE ( 6 . - 7 . ) GM. 8

APPARENT s pa c i r z c GEAv i T Y, G 4 . 2 . 6 6 0FI 1 LER UNI TS

_SAMLE NUMBER9 . WEI GHT OF OVEN - DRY MATERI AL M10 . WEI GHT o f FLASK F I L L ED WI TH W AT 2 0 - C i1 1 . Su m ( 9 . + 10 . ~1 _ ; ~k j1 2 . WEI GHT OF FLASK + AGGREGATE + T 0 - C mww13 . DI FFERENCE ( 11 . - 1 2 . ) ~/MX]

APPARENT SPECI F I C GRAVI TY, G - ( 1 3 2 . 7 64BI NDER UNI TS

SAMPLE IMER 6 8 7 314 . WEI GHT OF PYCNOMETER c + ~ w aWATER GM. 915 . WEI GHT OF EMPTY PYCN0METER ~cKA&1 6 . WEI GHT OF WATER ( 14 . - 1 3 . )

_17 . WEI GHT OF PYCNOMBTER + BI NDER1 8 . WEI GHT o f BI NDER 1 7 . - 1 5 . GM. 91 9 . WEI GHT OF PYCNOMETHR + BI NDER + W TER 1 2 F PYCNOMLTER2 0 . WRI GRT OF WATER To F I I . L PYC L - j : : j : - - ~ ( 1 9 . - 1 7 . ) GM. 7 . 8 62 1 . WEI GHT OF WATER DI SPLACED BY BI ND GM . 7 42APPARENT SPECI F I C GRAVI TY, G - ( 2 E ~ 1 . 0 2 0

TECHNI CI AN ( Si g n a t u r e ) CO " ~ ~D BY ( Si g n a t u r e ) CHECZED BY ( Si g n a t u r e )


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( 3 ) Wea r r e qu i r e me n t s f o r c o a r s e a gg r e g a t e . T h e d e t e r mi n at i o no f p e r c e n t a ge o f wear f o r c o a r s e a gg r e ga t e s may n o t b e n e c e s s a r y i f t h ea gg r e ga t e h as b e e n f o u n d s a t i s f a c t o r y b y p r e v i o u s t e s t s . Howe v e r ,c o a r s e a g g r e g a t e s o b t a i n ed f r o m n e w o r d o u b t f u l d e p o s i t s mu s t b e t e s t e df o r c o n f o r ma n c e t o s p e c i f i c a t i o n r e q u i r e me n t s u s i n g ASTM C 1 3 1 .

( 4 ) S o u n d n e s s t e s t . T h e s o u n d n e s s t e s t i s u s e d wh e r e damagef r o m f r e e z i n g i s e x pe c t e d t o b e a p r o b l e m . I t i s n o t n e c e s s a r y t oc o n d u c t t h e s o u n d n e s s t e s t o n a gg r e g a t e t h a t h a s b e e n f o un ds at i s f a c t o r y b y p r e v i o u s t e s t s . Howe v e r , a g g r e g a t e o b t a i n e d f r o m n e wo r d o ub t f u l d e p o s i t s wi l l b e t e s t e d f o r c o n f o r ma n c e t o s pe c i f i c at i o nr e q u i r eme n t s u s i n g ASTM C 8 8 .( 5 ) Swe l l t e s t . Ex p e r i e nc e h a s i n d i c a t e d t h a t b i t u mi n o u sp a v eme n t s p r o d u c e d f r o m c l e an , s o u n d s t o n e , s l a g , o r g r a v e l a gg r e ga t e sa n d f r o m mi n e r a l f i l l e r p r o d u c e d f r o m l i me s t o n e wi l l s h o w v a l u es i n t h es we l l t e s t o f l e s s t h a n 1 . 5 p e r c e n t . Ho we v e r , a g g r e ga t e s c o n s i d e r e d t ob e o f d o u b t f u l c h a r a c t e r wi l l b e t e s t e d f o r c o n f o r ma nc e t os pe c i f i c a t i o n r e q u i r e me n t s f o r p e r c e n t a ge o f s we l l i n a c c o r d an c e wi t hAASHT O T 1 0 1 .

EM 1 1 1 0 - 3 - 1 4 19 Ap r 8 4

( 6 ) I mme r s i o n - c o mp r e s s i o n t e s t . T h i s t es t s h o u l d b e c o n d u c t e do n a l l p av i n g mi x e s c o n s i d e r e d f o r c o n s t r u c t i o n o f p a v eme n t s . ( Se eMe t h o d 1 0 4 , MI L - ST D- 6 2 0 ) .b . T es t s o n mi n e r a l f i l l e r . So me mi n e r a l f i l l e r s h a v e b e e n f o u n dt o b e mo r e s a t i s f a c t o r y i n a s p h a l t p av i n g mi x t u r e s t h an o t h er s . F o re x a mp l e , f i n e s a n d s an d c l a y s a r e n o r ma l l y l e s s s ui t a b l e f i l l e r s t h anl i me s t o n e f i l l e r o r p o r t l a n 4 cemen t . We l l - g r a d e d ma t e r i a l s a r e mo r es u i t a b l e t h an p o o r l y g r a d e d ma t e r i a l s . A l i mi t e d amoun t o f l a b o r a t o r ywo r k h as i n d i c a t e d t h at mi n e r a l f i l l e r s o f r e as o n a b l y u n i f o r m g r a d a t i o na n d f a l l i n g wi t h i n t h e l i mi t s s e t f o r t h i n p a r a gr a ph A2 - 3 . f .h er e i n a f t e r , a r e g e n e r a l l y s a t i s f a c t o r y . Sa t i s f a c t o r y p a v eme n t s may b ed es i g ne d u s i n g c o mme r c i a l f u l l e r s t h a t c o n f o r m t o AST M St a nd ar d s . T h es p e c i f i c g r a v i t y o f t h e mi n e r a l f i l l e r i s r e q u i r e d i n v o i d c omp u t a t i o n .I t wi l l b e d e t e r mi n ed i n a c c o r d an c e wi t h ASTM D 8 5 4 , o r a l t e r n at i v e l y ,

ASTM C 1 8 8 , e x c e p t t h at when t h e b u l k - i mp r e g na t e d s p e c i f i c g r a v i t y i su s e d , t h e mi n e r a l f i l l e r i s t o b e i n c l u d e d i n t h e b l e nd ed a gg r e g at e( Se e Me t h o d 1 0 3 , MI L - ST D- 6 2 0 ) . F i g u r e A- 2 i s a f o r m s u g ge s t e d f o rt a b u l a t i o n a n d c o mp u t a t i o n o f t h es e d a t a ; t y p i c a l d a t a h a v e b e e ne n t e r e d i n t h i s f o r m t o i l l u s t r a t e i t s u s e .c . T es t s o n b i t u me n . T e s t r e qu i r eme n t s f o r a s ph a l t c eme n t , t a r f o rr u b b e r i z ed - t a r b l e nd s , r u b b e r i z ed - t a r b l e n d s , a n d t a r a r e o u t l i n e d i nt h e mo b i l i z a t i o n s pe c i f i c a t i o n s . F i g u r e A- 2 i s a f o r m s u g ge s t e d f o ru s e i n d e t e r mi n i n g s p e c i f i c g r a v i t y o f b i t u me n ; t y p i c a l d a t a a r ei n c l u d e d i n t h i s f o r m .d . Se l e c t i o n o f ma t e r i a l s f o r mi x d es i g n . T h e f i r s t s t ep i n t h ed e s i g n o f a p av i n g mi x i s t h e t e n t a t i v e s el e c t i o n o f ma t e r i a l s . T h e

A- 5


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EM 1 11 0 - 3 - 1 4 1g Ap r 8 4

b i t u me n u s e d i n t h e l a b o r a t o r y t e s t s mu s t b e t h e same a s t h a t wh i c hwi l l b e u s e d i n f i e l d c on s t r u c t i o n . Th e s e l e c t i o n o f a gg r e ga t e s a n dmi n e r a l f i l l e r f o r t h e p a v i n g mi x i s mo r e i n v o l v e d t h an t h e s e l e c t i o no f t h e b i t u me n . Ag g r e ga t e s a n d mi n e r a l f i l l e r s t h a t d o n o t meet t h er e qu i r e me n t s o f t h e s p e c i f i c a t i o n s p r e v i o u s l y d i s c u s s e d s h o u l d b ee l i mi n a t e d f r o m f u r t h e r c o n s i d e r a t i o n . Th e r e ma i n i n g a gg r e ga t e s a n df i l l e r mu s t t h e n b e e x a mi n e d f r o m b o t h t e c h n i c a l a n d e c o n o mi c a lv i e wp o i n t s . Th e f i n a l o b j e c t i v e i s t o d e t e r mi n e t h e most e c o n o mi c a lb l e n d o f a gg r e ga t e s a n d mi n e r a l f i l l e r t h a t wi l l p r o du c e a p a v e me n tme e t i n g t h e e n g i n e e r i n g r e qu i r e me n t s s e t f o r t h i n t h i s manua l . I ng en er a l , s e v er a l b l e n d s s h o u l d b e s e l e c t e d f o r l a b o r a t o r y mi x - d e s i g nt e s t s . Th e mi x - d e s i g n g r a d a t i o n ( i . e . , j o b - mi x f o r mu l a ) p l u s o r mi n u sj o b - mi x t o l e r a n c e s must f a l l wi t h i n t h e g r a d a t i o n t o l e r a n c e s s p e c i f i e di n t h e a p p r o p r i a t e g u i d e s p e c i f i c a t i o n .

e . Co mb i n i n g a gg r e ga t e s . I n t h e p r o d u c t i o n o f p a v i n g mi x e s , i t i sg e n e r a l l y n ec e s s a r y t o c o mb i n e a gg r e ga t e s f r o m t wo o r mo r e s ou r c es .Ma t h e ma t i c a l e qu a t i o ns a r e a v a i l a b l e f o r ma k i n g s u c h c o mb i n a t i o n s , b u tt h ey a r e n o t p r e s e n t e d h e r e i n b e c a u s e t h ey a r e l e n g t h y a n d n o r ma l l y i ti s e as i e r t o u s e t r i a l - a n d - e r r o r p r o c e d u r e s . Me t h o d s a n d p r o c ed u r e sd e s c r i b e d h e r e i n wi l l p e r mi t d e t e r mi n a t i o n o f t h e mo s t s u i t a b l ea gg r e ga t e o r b l e nd a v a i l a b l e , a n d wi l l p r e s c r i b e t h e p r o p e r b i t u me nc o n t e n t f o r t h e p a r t i c u l a r a g g r e g a t e b l e n d d e t e r mi n e d t o b e t h e mosts u i t a b l e . Whe ne v e r a p a v i n g mi x wi l l n o t me e t e s t a b l i s h e d c r i t e r i a , a ss u bs e qu en t l y o u t l i n e d , i t i s n ec e s s a r y e i t h e r t o i mp r o v e t h e g r a d a t i o no f t h e a gg r e ga t e b ei n g u s e d o r t o u s e a no t h e r a gg r e ga t e . Th e c h o i c e a st o i mp r o v e me n t o f g r a d a t i o n o r t h e u s e o f a no t h e r a gg r e ga t e i s a ma t t e ro f e n g i n e e r i n g j u d g me n t i n v o l v i n g a n a n a l y s i s o f t h e a v a i l a b l ea gg r e ga t e s u p p l i e s a n d v a r i o u s e c o n o mi c c o n s i d e r a t i o n s .

f . Ad d i t i o n o f mi n e r a l f i l l e r . Th e f i l l e r r e qu i r e me n t s o f e a c ha gg r e ga t e b l e nd mu s t b e e s t i ma t e d a f t e r t h e b l e nd s t o b e t e s t e d i n t h el a b o r a t o r y h a v e b e e n s e l e c t e d . Co ns i d e r a t i o n s s h o u l d b e g i v e n t o t h ei t e ms d i s c u s s e d i n p a r a g r a p h A2 - 3 . b . i n s e l e c t i n g t h e mi n e r a l f i l l e r t ob e u s e d . Th e q u a n t i t y o f mi n e r a l f i l l e r t o b e a d d e d d e p e n d s o n s e v e r a lf a c t o r s , a mo ng wh i c h a r e t h e amoun t o f f i l l e r n a t u r a l l y p r e s en t i n t h ea g g r e g a t e , d e s i r e d r e d u c t i o n i n v o i d s , t h e e x t e n t t o wh i c h a d d i t i o n a li n c r e me n t s o f f i l l e r wi l l d ec r e a s e t h e o p t i mu m b i t u me n c on t e n t o f t h emi x t u r e , t h e e x t e n t t o wh i c h i t may b e n ec e s s a r y t o - i mp r o v e t h es t a b i l i t y o f t h e mi x t u r e , a n d t h e c o s t o f t h e f i l l e r . Th e a d d i t i o n o fmi n e r a l f i l l e r r e du c e s t h e q u a n t i t y o f b i t u me n r e q u i r e d f o r t h e p a v i n gmi x t u r e . Th e a d d i t i o n o f e x c e s s i v e amo u n t s o f f i l l e r i s n o te c on omi c a l , a s a l i mi t i s r e ac h e d a t wh i c h n o f u r t h e r r e d u c t i o n i no p t i mu m b i t u me n c o n t e n t o c c u r s wi t h a n i n c r e a s e i n f i l l e r . I t a l s o h a sb e e n i n d i c a t e d t h a t t h e a d d i t i o n o f a s a t i s f a c t o r y mi n e r a l f i l l e rwi t h i n p r a c t i c a l l i mi t s i n c r e a s e s t h e s t a b i l i t y o f a p a v i n g mi x t u r e .Ex c es s i v e amoun t o f f i l l e r , h o we v e r , may d ec r e as e t h e d u r a b i l i t y o f t h ep a v i n g mi x t u r e . Th er e f o r e , wh i l e - t h e a d d i t i o n o f some mi n e r a l f i l l e ri s n o r ma l l y b e n e f i c i a l t o t h e p a v i n g mi x t u r e , t h e a d d i t i o n o f l a r g eq u a n t i t i e s o f f i l l e r n o t o n l y i s u ne c o no mi c a l , b u t may a l s o b e

A - 6


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A2 - 4 . L ab or a t o r y t e s t i n g f o r mi x d es i g n .

A- 7

EM 1 1 10 - 3 - 1 419 Ap r 8 4

d e t r i me n t a l t o t h e p a v i n g mi x t u r e . Ex p e r i e n c e h a s i n d i c a t e d t h a tf i l l e r c o n t e n t s s h o u l d n o t e x c e e d a b o u t 1 0 p e r c e n t f o r b i t u mi n ou sc o n c r e t e s a n d a b o u t 20 p e r c e n t f o r s a n d a s p h a l t s . Pr a c t i c a lc o n s i d e r a t i o n s u s u a l l y wi l l d i c t a t e q u a n t i t i e s o f a b o u t 5 p e r c e n tf i l l e r f o r b i t u mi n ou s c o n c r e t e a n d 1 0 p e r c e n t f o r s a n d a s p h a l t s . Wh e nt h e r e h a s b e e n n o p r e v i o u s e x p e r i e n c e wi t h a p a r t i c u l a r a gg r e g a t e , i tmay b e d e s i r a b l e t o c o n d u c t l a b o r a t o r y t e s t s a t mo r e t h an o n e f i l l e rc o n t e n t i n o r d e r t h a t t h e b e s t mi x t u r e c a n b e s e l e c t e d .

a . Ge n e r a l p r o c e d u r e . L ab o r a t o r y t e s t i n g wi l l i n d i c a t e t h ep r o p e r t i e s t h a t e a c h b l e n d s e l e c t e d wo u l d h a v e a f t e r b e i n g s u b j e c t e d t oa p p r e c i a b l e t r a f f i c . A f i n a l s e l e c t i o n o f a gg r e g a t e b l e n d a n d f i l l e rwi l l b e b a s e d o n t h e s e d a t a wi t h d u e c o n s i d e r a t i o n t o r e l a t i v e c os t s o ft h e v a r i o u s mi x e s . T h e p r o c ed u r e s s e t f o r t h i n t h e f o l l o wi n gp a r a g r a p h s a r e d i r e c t l y a p p l i c a b l e t o a l l mi x e s c o n t a i n i n g n o t mo r et h an 1 0 p e r c e n t o f a gg r e g a t e r e t a i n e d o n t h e 1 - i n c h s i e v e . T h ep r o c e d u r e t o f o l l o w w h e n a mi x c on t a i n s mo r e t h an 1 0 p e r c e n t a gg r e ga t ee x c e e d i n g t h e 1 - i n c h - ma x i mu m s i z e i s o u t l i n e d i n Me t h o d 1 0 3 ,MI L - ST D- 6 2 0 .

b . Pr e p a r a t i o n o f t e s t s p e c i me n s . T h e s e l e c t i o n o f ma t e r i a l s f o ru s e i n d es i g n i n g t h e p av i n g mi x wa s d i s c u s s e d i n p a r a g r a p h 6 - 2 . Fo rp u r p o s e s o f i l l u s t r a t i o n , s u p p o s e t h at i t h a s b e e n d e t e r mi n e d t h a t a na gg r e g a t e g r a d a t i o n f o r a h o t - mi x d e s i g n s h o u l d b e t h e me d i a n o f t h el i mi t i n g g r a d a t i o n c u r v e s i n f i g u r e A- 3 . T h i s i s t h e b l e n d o n wh i c hd es i g n d a t a a r e r e qu i r e d . T h e i n i t i a l p a v eme n t mi x d es i g n t e s t s wi l lu s ua l l y b e made i n a c e n t r a l t e s t i n g l a b o r a t o r y . T h e i n i t i a l t e s t swi l l b e c o nd uc t e d o n s a mp l e ' s o f s t o c k p i l e ma t e r i a l s s u b mi t t e d b y t h eCo n t r a c t o r . Pa r a g r a p h ( 1 ) b e l o w o u t l i n e s t h e p r o c e d u r e f o rp r o p o r t i o n i n g s t o c k p i l e s amp l e s t o p r o d uc e a b l e nd o f ma t e r i a l s t o meeta s p e c i f i e d g r a d a t i o n . T h e f i n a l mi x wi l l b e b a s e d o n b i n s a mp l e st a k e n f r o m t h e b i t u mi n o u s p l a n t ; i n t h i s s t e p , i t wi l l a ga i n b en e c e s s a r y t o d e t e r mi n e wh a t p r o p o r t i o n s o f t h e b i n ma t e r i a l s wi l l b er e q u i r e d t o meet a s p e c i f i e d g r a d a t i o n . T h e f i n a l mi x d es i g n wi l lu s ua l l y b e ma d e i n a f i e l d l a b o r a t o r y n e a r t h e p l a n t , o r t h e b i ns a mp l e s ma y b e s e n t t o t h e c en t r a l l a b o r a t o r y t h a t c o nd uc t e d t h ei n i t i a l d e s i g n t e s t s o n t h e s t o c k p i l e s a mp l e s . Pa r a g r a p h ( 2 ) b e l o wo u t l i n e s t h e p r o c e d u r e f o r c omb i n i n g p r o c e s s e d b i n s a mp l e s t o meet as p e c i f i e d g r a d a t i o n .

( 1 ) Pr o p or t i o n i n g o f s t o c k p i l e s a mp l e s . As a p r e l i mi n a r y s t e pi n mi x t u r e d es i g n a n d ma n uf a c t u r e , i t i s n e c e s s a r y t o d e t e r mi n e t h ea p p r o x i ma t e p r o p o r t i o n s o f t h e d i f f e r e n t a v a i l a b l e s t o c k p i l e d ma t e r i a l sr e q u i r e d t o p r o d uc e t h e d e s i r e d g r a d a t i o n o f a gg r e g a t e . T h i s i sn e c e s s a r y i n o r d e r t o d e t e r mi n e wh e t h e r a s u i t a b l e b l e nd c a n b ep r o d uc e d a n d , i f s o , t h e a p p r o x i ma t e p r o p o r t i o n o f a gg r e g a t e s t o b e f e df r o m t h e c o l d f e e d i n t o t h e d r y e r . Si e v e a na l y s e s a r e r un o n ma t e r i a lf r o m e a c h o f t h e s t o c k p i l e s a n d t h es e d a t a e n t e r e d i n a f o r m a s


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A- 9

EM 1 1 1 0 - 3 - 1 4 19 Ap r 8 4

i l l u s t r a t e d a t t h e t o p o f f i g u r e A- 4 . Th e d a t a a r e s h o wn g r a p h i c a l l yi n f i g u r e A- 5 . T h e s e f r a c t i o n s mus t b e c o mb i n e d t o p r o du c e t h e d e s i r e db l e n d . Th e p e r c e n t a g e o f e a c h f r a c t i o n r e q u i r e d t o p r o du c e t h i s b l e n di s e n t e r e d i n t h e f o r m a t t h e mi d d l e o f f i g u r e A- 4 ; t h es e p e r c e n t a g e sa r e mos t e a s i l y d e t e r mi n e d b y t r i a l - a n d - e r r o r c a l c u l a t i o n s .

( 2 ) Pr o p o r t i o n i n g o f b i n s a mp l e s . Once i t i s d emo n s t r a t e d t h ata s u i t a b l e b l e n d c a n b e p r e p a r e d f r o m t h e a v a i l a b l e ma t e r i a l s , t h e ns a mp l e s o f t h e s e ma t e r i a l s c a n b e p r o c es s e d f o r u s e i n t h e l a b o r a t o r yd es i g n t e s t s . Si e v e a n a l y s e s mu s t b e c o n du c t e d f o r e a c h b a t c h o fp r o c e s s e d a g g r e g a t e . Th e p r o c es s e d a g g r e g a t e s a r e c o mp a r a b l e t o t h o s eo b t a i n e d i n t h e h o t b i n s o f a n a s p h a l t p l a n t . Re s u l t s f r o m t h es e s i e v ea n a l y s e s s h o u l d b e e n t e r e d i n a f o r m a s i l l u s t r a t e d a t t h e t o p o ff i g u r e A- 6 . Th e d a t a a r e s ho wn g r a p h i c a l l y i n f i g u r e A- 7 . A s t u dy o ft h e d a t a f r o m t h e s i e v e a n a l y s i s o f t h e p r o c es s e d s a mp l e s i n d i c a t e st h a t , o f t h e ma t e r i a l p r o c es s e d t o p a s s t h e 3 / 4 - i n c h s i e v e a n d b er e t a i n e d o n 3 / 8 - i n c h s i e v e , 7 6 p e r c e n t wa s r e t a i n e d o n t h e 3 / 8 - i n c hs i e v e . Th e d e s i r e d b l e nd r e q u i r e s 1 8 p e r c e n t t o b e r e t a i n e d o n t h e3 / 8 - i n c h s i e v e ; a n d s i n c e a l l o f t h e 3 / 4 - t o 3 / 8 - i n c h f r a c t i o n i n t h ed e s i r e d b l e nd wi l l c o me f r om t h i s 3 / 4 - t o 3 / 8 - i n c h f r ac t i o n , i n t h ef i r s t t r i a l , 1 8 p e r c e n t o f t h e 3 / 4 - t o 3 / 8 - i n c h wa s u s e d . Th ep e r c e n t a g e d a t a a r e e n t e r e d i n t h e s e c o n d c o l u mn ( p e r c e n t u s e d ) o f t h ec e n t e r p o r t i o n ( t r i a l No . 1 ) o f f i g u r e A- 6 a s i l l u s t r a t e d . T h e s ep e r c e n t a g e f i g u r e s a r e t h en u s e d t o d e t e r mi n e t h e p r o p o r t i o n a l p a r t o fe a c h a g g r e g a t e s i z e i n e a c h o f t h e s e p a r a t e d f r a c t i o n s . I f t h ec o mb i n e d b l e n d s c o n t a i n e d 1 8 p e r c e n t o f t h e 3 / 4 - t o 3 / 8 - i n c h f r a c t i o n ,t h en 1 8 . 0 , 9 . 0 , 4 . 3 , 1 . 3 , a n d 0 . 2 p e r c e n t o f t h e t o t a l b l e n d wo u l d p a s st h e 3 / 4 - , 1 / 2 - , 3 / 8 - i n c h , No . 4 s i e v e s , r e s p e c t i v e l y . Th e samer e as o n i n g i s u s e d f o r t h e 3 / 8 - i n c h t o No . 8 f r a c t i o n . Th e d a t ai n d i c a t e 9 0 p e r c e n t r e t a i n e d o n t h e No . 8 s i e ve , a n d t h e d e s i r e d b l e n dc a l l s f o r 2 9 p e r c e n t o f t h e 3 / 8 - i n c h t o No . 8 f r a c t i o n t o b e r e t a i n e do n t h e No . 8 . Ne a r l y a l l o f t h i s f r a c t i o n wi l l c o me f r o m t h e 3 / 8 - i n c ht o No . 8 f r a c t i o n b i n ; t h e r e f o r e , 3 4 p e r c e n t h a s b e e n u s e d a s a t r i a l .T h i s p r o c e du r e i s t h en f o l l o we d f o r t h e o t h e r f r a c t i o n s , t h e d a t a b e i n ge n t e r e d i n f i g u r e A- 6 a s i n d i c a t e d , a n d t h e g r a d i n g o f t h e c o mb i n e db l e n d i s d e t e r mi n e d b y t h e a d d i t i o n ' o f a l l p e r c e n t a g e s u n d e r e a c hs c r e e n - s i z e h e a d i n g . T h e g r a d i n g o f t h i s r e c o mb i n e d b l e nd i s t h enc he c k e d a g a i n s t t h e d e s i r e d g r a d i n g ( f i g A- 6 ) . On e o r t wo t r i a l s a r eu s ua l l y s u f f i c i e n t t o p r o du c e a c omb i n a t i o n o f t h e d e s i r e d g r a d i n gwi t h i n t h e a l l o wa b l e t o l e r a n c e s .

c . Bi t u me n c o n t e n t s f o r s p e c i me n s . Th e q u a n t i t y o f b i t u me nr e q u i r e d f o r a p a r t i c u l a r a g g r e g a t e i s o n e o f t h e mos t i mp o r t a n tf a c t o r s i n t h e d e s i g n o f a p a v i n g mi x t u r e ; i t c a n b e d e t e r mi n e d b yp r o c ed u r e s d e s c r i b ed i n t h e f o l l o wi n g p a r a g r a p h . Ho we v e r , a n e s t i ma t ef o r t h e o p t i mu m amou n t o f b i t u me n b a s e d o n t o t a l we i g h t o f mi x mus t b emade i n o r d e r t o s t a r t t h e l a b o r a t o r y t e s t s . L a b o r a t o r y t e s t s n o r ma l l ya r e c o n du c t e d f o r a mi n i mu m o f f i v e b i t u me n c o n t e n t s t wo a b o v e , t wob e l o w, a n d o n e a t t h e e s t i ma t e d o p t i mu m c o n t e n t . On e p e r c e n ti n c r e me n t a l c h a n g e s o f b i t u me n may b e u s e d f o r p r e l i mi n a r y wo r k ;


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EM 1 11 0 - 3 - 1 4 19 Ap r 8 4

U . S . A r my Co r p s o f En g i n e e r sFI GURE A- 4 . BLENDI NG OF STOCKPI LE SAMPLES

A- 1 0

BI TUMI NOUS MI X DESI GNTRI AL METHOD)J OB No . : PROJ ECT TYPI CAL MI X DATE :

RADATI ON OF MATERI ALSI EVE PERCENT SI EVE SI Z E - PERCENT PASSI NGSI Z E USED 1 3 / 4 1 ' 2 3 / 8 4 8 1 6 3 0 5 0 1 0 0 2 0 0Cr C A 1 0 0 1 0 0 7 0 . 0 3 4 . 5 3 . 0

Cr F, A 1 0 0 1 0 0 1 0 9 9 . 8 9 0 . 0 7 1 . 0 5 2 . 0 3 4 . 5 1 9 . 5 8 . 5 3 . 0Sand 1 0 0 1 0 0 10 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 9 5 . 5 6 9 . 5 1 0 . 0LSF 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 9 8 . 0 9 0 . 0COMBI NED ON FOR BLEND - TRA I L NO . 1

SI EVE PERCENT SI EVE SI Z E " PERCENT PASSI NGSI Z E USED 1 3 / 4 1 / 2 3 / 8 4 8 1 6 3 0 5 0 1 0 0 2 0 0Cr C A 2 7 . 0 2 7 . 0 1 8 ' . 9 9 . 3 0 . 8Cr F A 6 3 . 0 6 3 . 0 6 3 . 0 6 2 . 9 5 6 . 7 4 4 . 7 3 2 . 8 2 1 . 7 1 2 . 3 5 . 4 1 . 9Sand 8 . 0 8 . 0 8 . 0 8 . 0 8 . 0 8 . 0 8 . 0 8 . 0 7 . 7 5 . 6 0 . 8LSF 2 . 0 2 . 0 2 ' . 0 2 . 0 2 . 0 2 . 0 2 . 0 2 . 0 2 . 0 2 . 0 1 .

BLEND 1 0 0 9 1 . 9 8 2 . 2 6 7 . 5 4 2 . 8 3 1 . 7 2 2 . 0 1 2 -A 4 . 5DESI RED 1 0 0 8 9 . 0 8 2 . 0 6 7 . 0 4 1 . 0 3 1 . 0 2 2 . 0

_1 3 . 0 4 . 5

COMBI NED T I ON FOR BLEND - TRAI L N0 .SI EVE PERCENT SI EVE SI Z E - PERCENT PASSI NGSI Z E USED 1 3 / 4 1 / 2 3 / 8 4 8 1 6 3 0 5 0 1 0 0 2 0 0

BLENDDESI REDCOMPUTED BY : CBE= BY :


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321/2

IV

1

em 1110-3-141 - airfield flexible pavement - mobilization construction-web

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