Evaluation of DASR-IC parameters and their influence on the fatigue life of asphalt mixtures

Authors

  • Jardel Andrade de Oliveira University of Ceará, Ceará – Brazil
  • Jorge Barbosa Soares University of Ceará, Ceará – Brazil
  • Luis Alberto Herrmann do Nascimento University of Ceará, Ceará – Brazil https://orcid.org/0000-0003-0885-0272

DOI:

https://doi.org/10.14295/transportes.v29i4.2017

Keywords:

Asphaltic pavements, Mixtures, Fatigue, Damage, Modeling

Abstract

Among the most common distresses in pavements are rutting and fatigue cracking of HMA (Hot Mixture Asphalt) used in surface courses. These defects still lack simple and consistent laboratory methodologies capable of indicating HMA characteristics for higher performance. There are theories that contribute, still in the design phase, to the selection of aggregate gradation and other parameters, to produce HMAs with greater capacity to withstand field distresses. The DASR-IC (Dominant Aggregates Size Range, considering Interstitial Components) is a promising gradation selection methodology. The present work aims to evaluate the capacity of 6 HMAs, evaluating whether those that meet the criteria of the investigated methodology have superior performance with respect to fatigue cracking. Mixtures from a database of 54 HMAs were selected, so that the first mixture did not meet any of the mentioned criteria and, gradually, the investigated parameters met the required criteria. After laboratory tests and fatigue life simulations, it was concluded that HMAs that met most of the parameters from the DASR-IC methodology presented greater fatigue resistance.

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References

AASHTO T 342 (2011) Standard Method of Test for Determining Dynamic Modulus of Hot Mix Asphalt (HMA). Washington, D.C.-USA.

AASHTO TP 107 (2018) Method of Test For Determining the Damage Characteristic Curve of Asphalt Mixtures From Direct Ten-sion Cyclic Fatigue Tests. American Association of State Highway and Transportation Officials. Washington, D.C.-USA.

Almeida, F. J. P. (2019) Modelagem Computacional de Misturas Asfálticas com Utilização do Método dos Elementos Finitos e da Teoria do Dano Contínuo. Tese (doutorado). Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Transportes, Universidade Federal do Ceará (UFC). Fortaleza-CE. Disponível em: <http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/40405> (acesso em 18/08/2021).

ASTM E1823 (2013) Standard Terminology Relating to Fatigue and Fracture Testing, ASTM International. Pennsylvania-USA.

Babadopulos, L. F. A. L. (2014) A Contribution to Couple Aging to Hot Mix Asphalt (HMA) Mechanical Characterization Under Load-Induced Damage. Dissertação (mestrado). Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Transportes, Universida-de Federal do Ceará (UFC). Fortaleza-CE. Disponível em: <http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/11164> (acesso em 18/08/2021).

Babadopulos, L. F. A. L; J. B. Soares e V. T. F. Castelo Branco (2015) Interpreting Fatigue Tests in Hot Mix Asphalt (HMA) Using Concepts from Viscoelasticity and Damage Mechanics. Revista Transportes, v. 23, n. 2, p. 85–94. DOI: 10.14295/transportes.v23i2.898

Chun, S. e K. Kim (2016) Effectiveness of Dominant Aggregate Size Range – Interstitial Component Criteria For Consistently En-hanced Cracking Performance of Asphalt Mixtures in the Field. Canadian Journal of Civil Engineering, v. 43, p. 523–531. DOI: 10.1139/cjce-2015-0517

CNT (2018) Pesquisa CNT de Rodovias 2018: Relatório Gerencial. CNT, SEST, SENAT. Distrito Federal – Brasília.

DNIT 031 (2016) Pavimentos Flexíveis – Concreto Asfáltico. Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes, Institu-to se Pesquisas Rodoviárias. Rio de Janeiro-RJ.

DNIT 183 (2018) Pavimentação Asfáltica - Ensaio de Fadiga por Compressão Diametral à Tensão Controlada. Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes, Instituto De Pesquisas Rodoviárias. Rio de Janeiro-RJ.

Fengler, R. Z. (2018) Caracterização de Ligantes e Misturas Asfálticas Modificados com a Adição de Trinidad Lake Asphalt. Disser-tação (mestrado). Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ). Rio de Janeiro-RJ. Disponível em: <http://hdl.handle.net/11422/13418> (acesso em 18/08/2021).

Ferreira, J. L. S. (2015) Melhoramento da Resistência à Deformação Permanente de Misturas Asfálticas pela Escolha Granulomé-trica a partir da Metodologia da Faixa de Agregados Dominantes. Monografia (iniciação cientifica). Projeto de Graduação Universidade Federal do Ceará, Fortaleza-CE.

Greene, J.; S. Chum e B. Choubane (2014) Enhanced Gradation Guidelines to Improve Asphalt Mixture Performance. Transporta-tion Research Record, v. 2456, p. 3–10. https://doi.org/10.3141/2456-01

Guarin, A. (2009) Interstitial Component Characterization to Evaluate Asphalt Mixture Performance. Tese (doutorado). Universi-dade da Florida. Gainesville-USA. Disponível em: <https://ufdc.ufl.edu/UFE0024951/00001> (acesso em 31/08/2021).

Hou, T.; B. S. Underwood e Y. R. Kim (2010) Fatigue Performance Prediction of North Carolina Mixtures Using the Simplified Viscoelastic Continuum Damage Model. Asphalt Paving Technology: Association of Asphalt Paving Technologists-Proceedings of the Technical Sessions, v. 79, p. 35–73.

Kim, S. (2006) Identification and Assessment of the Dominant Aggregate Size Range of Asphalt Mixture. Tese (doutorado). Uni-versidade da Florida. Gainesville-USA. Disponível em: <https://ufdc.ufl.edu/UFE0013464/00001> (acesso em 31/08/2021).

Kim, Y. R.; M. N. Guddati; B. S. Underwood; T. Y. Yun; V. Subramanian; S. Savadatti e S. Thirunavukkarasu (2009) Development of a Multiaxial Viscoelastoplastic Continuum Damage Model for Asphalt Mixtures. Publication FHWA-HRT-08-073, U.S. De-partment of Transportation, Federal Highway Administration.

Monismith, C. L. (1998) Asphalt Concrete: An Extraordinary Material for Engineering Applications. Thirtieth Henry M. Shaw Lecture in Civil Engineering. Department of Civil Engineering, College of Engineering North Carolina State University Ra-leigh. North Carolina State University. North Carolina, USA.

Nascimento, L. A. H. (2015) Implementation and Validation of the Viscoelastic Continuum Damage Theory for Asphalt Mixture and Pavement Analysis in Brazil. Tese (doutorado). Universidade Estadual da Carolina do Norte.

Raleigh-EUA. Disponível em: < https://repository.lib.ncsu.edu/handle/1840.16/10651> (acesso em 31/08/2021).

Nascimento, L. A. H. (2016) Apresentação Realizada no Departamento de Engenharia de Transportes na Universidade Fede-ral do Ceará. Data: 21 de dezembro de 2016, Fortaleza-CE.

Nascimento, L. A. H. (2018) Apresentação Realizada no CT-Asfalto N/NE na Universidade Federal do Ceará. Data: 12 de dezembro de 2018, Fortaleza-CE.

Nukunya, B.; R. Roque; M. Tia e B. Birgisson (2001) Evaluation of VMA and Other Volumetric Properties as Criteria for the Design and Acceptance of Superpave Mixtures. Journal of the Association of Asphalt Paving Technologists, v. 70, p. 38 – 69.

Portela Neto, M. G. (2018) Avaliação da Porosidade Marginal da Faixa de Agregados Dominantes em Misturas Asfálticas. Disser-tação (mestrado). Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Transportes, Universidade Federal do Ceará (UFC). Fortaleza-CE. Disponível em: <http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/49901> (acesso em 18/08/2021).

Santiago, L. S.; L. F. A. L. Babadopulos e J. B. Soares (2019) Desenvolvimento de Função de Transferência para Previsão de Área Trincada em Pavimentos Asfálticos por Meio da Simulação do Dano por Fadiga Utilizando Modelo S-VECD e Análises Elásticas. Revista Transportes v. 28, n. 3, p. 121–136. https://doi.org/10.14295/transportes.v28i3.1900

Santiago, L. S.; S. A. T. Silva e J. B. Soares (2018) Determinação do Dano em Pavimentos Asfálticos por Meio da Combinação do Modelo S-VECD com Análises Elásticas. Revista Transportes v. 21, n. 2, p. 31 – 43. https://doi.org/10.14295/transportes.v28i3.1900

Sengoz, B. e A. Topal (2007) Minimum Voids in Mineral Aggregate in Hot-Mix Asphalt Based on Asphalt Film Thickness. Journal of Building and Environment v. 42, p. 3629 – 3635. https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2006.10.005

Underwood, B. S.; H. E. T. Hou e Y. R. Kim (2009) Application of Simplified VECD Modeling to the Fatigue Prediction of Asphalt Concrete Mixtures. 7th International RILEM Symposium on Advanced Testing and Characterization of Bituminous Materials. Rhodes-Greece.

WHO (2018) Global Status Report on Road Safety – World Health Organization. CC BYNC-SA 3.0 IGO. Genebra-Suíça.

Zhou, F.; S. Hu e T. Scullion (2006) Integrated Asphalt (Overlay) Mixture Design Balancing Rutting and Cracking Requirements. Texas Department of Transportation and Federal Highway Administration Report 0-5123-1. Disponível em: <https://static.tti.tamu.edu/tti.tamu.edu/documents/0-5123-1.pdf> (acesso em 18/08/2021).

Published

2021-02-12

How to Cite

de Oliveira, J. A. ., Soares, J. B., & do Nascimento, L. A. H. . (2021). Evaluation of DASR-IC parameters and their influence on the fatigue life of asphalt mixtures. TRANSPORTES, 29(3), 2017. https://doi.org/10.14295/transportes.v29i4.2017

Issue

Section

Artigos