Roads and Bridges - Drogi i Mosty
18, 3, 2019, 211-226

Load bearing capacity of a national road with base course made of mineral-cement-emulsion mixture after 12 years of exploitation

Stefan Firlej Mail
Lublin University of Technology, Faculty of Civil Engineering and Architecture, 40 Nadbystrzycka Str., 20-618 Lublin
Jerzy Kukiełka Mail
Lublin University of Technology, Faculty of Civil Engineering and Architecture, 40 Nadbystrzycka Str., 20-618 Lublin
Published: 2009-10-01

Abstract

The paper presents analysis of pavement structural performance on the section of national road DK 19 in 2000. FWD tests and analysis of elastic deflections were made after the first and thirteenth year of exploitation. The pavement stiffness moduli were calculated using author’s programmes SF-PL and ELMOD, adopting two- and three-layer elastic half-space models. The evaluation of stiffness moduli of base course made of mineral cement-emulsion mixture (MCEM) with addition of 5% (m/m) cement and 3% (m/m) asphalt emulsion was carried out. Statistical analysis of calculations and traffic analysis were made to determine the load-bearing capacity of the pavement construction and to estimate fatigue damage. It was found that the results of calculations with the three-layer elastic half-space model are characterized by a large variation, about 2-fold higher than in the case of the of the two-layer model. The calculated mean values of stiffness moduli at average surface temperature of 22°C in 2001 and 2013 were 6,191 MPa and 4,584 MPa respectively in the model of a double-layered elastic half-space.

Keywords


elastic deflections, load-bearing capacity, mineral-cement-emulsion mixture, stiffness module.

Full Text:

PDF PDF PDF

References


Pavement Recycling Guidelines for State and Local Governments FHWA-SA-98-042, Washington 1997

Sybilski D., Mechowski T., Zawadzki J., Matras J.: Warunki techniczne wykonania warstw podbudowy z mieszanki mineralno-cementowo-emulsyjnej (MMCE). Wydanie II uzupełnione. IBDiM, Seria „S”, Zeszyt 61, Warszawa 1999

Guide Technique Retraitement des Chaussées et Recyclage des Matériaux Bitumineux de Chaussées, Service d’Études Techniques des Routeset Autoroutes, Juillet 2004

A Guide to the Use and Specification of Cold Recycled Materials for the Maintenance of Road Pavements. TRL Report 611Crowthorne, UK 2004

Merkblatt für Kaltrecycling in situ im Straßenoberbau. Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen Arbeitsgruppe Mineralstoffe im Straßenbau, Köln, 2005

Pavement Recycling Guidelines. PIARC Committee C7/8 - ”Road Pavements”, 2003

Manual no. 198, Cold Base Course Mixes. Public Roads Administration, NRRL, Oslo, 2000

Yoshida T., Noda E.: Technical Guidelines For In-Situ Recycling Of Base Course In Japan. 1st International Symposium on Subgrade Stabilization and in situ Pavement Recycling Using Cement, Salamanca, Spain 2001, paper 93, 1-13

Jian Xu, Songchang Huang, Yongchun Qin, Feng Li: The Impact of Cement Contents on the Properties of Asphalt Emulsion Stabilized Cold Recycling Mixtures. International Journal of Pavement Research and Technology, 4, 1, 2011, 48-55

Bocci M., Grilli A., Cardone F., Graziani A.: A Study on The Mechanical Behaviour of Cement-Bitumen Treated Materials. Construction and Building Materials, 25, 2, 2011, 773-778

Iwański M., Chomicz-Kowalska A.: The Effects of Using Foamed Bitumen and Bitumen Emulsion in the Cold Recycling Technology. Environmental Engineering The 8th International Conference May 19-20, 2011, Vilnius, Lithuania, 1089-1096

Judycki J., Dołżycki B., Hutnik K., Stienss M.: Weryfikacja zasad projektowania mieszanek mineralno-cementowo-emulsyjnych. Zlecenie GDDKiA 2005. Praca naukowo-badawcza Politechniki Gdańskiej, 2006 r.

Chomicz-Kowalska A., Stępień J.: Recykling głęboki na zimno z zastosowaniem mieszanek mineralno-cementowo-emulsyjnych przy przebudowie istniejącej nawierzchni asfaltowej. Logistyka, 6, 2014, 2626-2635

Kuźniewski J.: Wpływ wybranych parametrów na moduły sztywności mieszanek mineralno-cementowo-emulsyjnych. Drogownictwo, LXV, 11, 2010, 365-373

Kuźniewski J.: Porównanie wyników badań statycznego i dynamicznego modułu sztywności mieszanek MCE, uzyskanych przy zastosowaniu różnych procedur badawczych. Drogownictwo, LXVIII, 9, 2013, 277-282

Jabłoński K.: Historia nawierzchni autostrady A4 na odcinku Wrocław - Strzelce Opolskie. Część 2. Realizacja inwestycji. Drogownictwo, LXXIII, 4, 2018, 111-117

Kukiełka J., Firlej S., Kukiełka J.: Odkształcalność podbudów z mieszanek mineralno-cementowo emulsyjnych (MCE). VIII Międzynarodowa Konferencja Trwałe i bezpieczne nawierzchnie drogowe, Kielce 7-8 maja 2002, 367-374

Kukieka J., Sybilski D.: Durability of Base Courses with Mineral-Cement-Emulsion Mixes. 2018 IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng. 356 012006. Konferencja Nowoczesna Diagnostyka i Naprawy Nawierzchni Drogowych. Trwałe i Bezpieczne Nawierzchnie Drogowe. 8-9 maj 2018, Kielce

Kukiełka J.: Trwałość podbudów z mieszanek mineralno-cementowo-emulsyjnych (MMCE). Zeszyt naukowy WIBiS PL „Budownictwo i architektura”, 1, 1, 2007, 45-56

Instrukcja projektowania i wbudowywania mieszanek mineralno-cementowo-emulsyjnych. Politechnika Gdańska. Generalna Dyrekcja Dróg Krajowych i Autostrad, Warszawa 2014

Dołżycki B., Jaczewski M., Szydłowski C.: The influence of binding agents on stiffness of mineral-cement-emulsion mixtures. Modern Building Materials, Structures and Techniques MBMST 2016. Procedia Engineering, 172, 2017, 239-246

Zieliński P.: Problemy oceny własności mieszanek mineralno-cementowo-emulsyjnych (MCE). Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury, 63, 1/II, 2016, 383-392

Collop A.C., Cebon D.: Stiffness Reductions of Flexible Pavements due to Cumulative Fatigue Damage. Journal of Transportation Engineering, 122, 2, 1996, 131-139, DOI: 10.1061/(ASCE)0733-947X(1996)122:2(131)

Sangghaleh A., Pan E., Green R., Wang R. , Liu X. , Cai Y.: Back Calculation of Pavement Layer Elastic Modulus and Thickness with Measurement Errors. International Journal of Pavement Engineering, 15, 6, 2014, 521-531, DOI: 10.1080/10298436.2013.786078

Pożarycki A., Górnaś P., Zalewski P.: The Influence of Cracks on Changes in Stiffness Moduli of Asphalt Mixtures Based on in Situ Tests. Roads and Bridges - Drogi i Mosty, 14, 4, 2015, 257-270, DOI: 10.7409/rabdim.015.017

Pożarycki A., Górnaś P., Sztukiewicz R.: Application of Mechanical and Electromagnetic Waves in an Integrated Determination of Pavement Bearing Capacity. Roads and Bridges - Drogi i Mosty, 16, 2, 2017, 101-114, DOI: 10.7409/rabdim.017.007

Batrakova A.G., Batrakov D.O., Antyufeyeva M.S.: Pavement Deterioration Model Based on GPR Datasets. Roads and Bridges - Drogi i Mosty, 17, 1, 2018, 55-71, DOI: 10.7409/rabdim.018.004

Rozporządzenie Ministra Transportu i Gospodarki Morskiej w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać drogi publiczne i ich usytuowanie. Dz. U. Nr 43, poz. 430. z 1999 r.

Firlej S.: Wyznaczanie parametrów modelu nawierzchni drogowej z dynamicznych badań FWD. Monografie Politechniki Lubelskiej, Lublin 2015 r.

Firlej S.: Wykorzystanie kryterium Chauveneta do oceny wyników badań. Drogownictwo, LXIII, 6-7, 2008, 201-204

Katalog Przebudów Nawierzchni Podatnych i Półsztywnych. GDDKiA, IBDiM, Warszawa 2013 r.

Katalog Typowych Nawierzchni Podatnych i Półsztywnych. Załącznik do zarządzenia Nr 31 Generalnego Dyrektora Dróg Krajowych i Autostrad z dnia 16.06.2014 r., GDDKiA, Politechnika Gdańska, Katedra Inżynierii Drogowej, Warszawa 2014 r.


Load bearing capacity of a national road with base course made of mineral-cement-emulsion mixture after 12 years of exploitation

  
Firlej, Stefan; Kukiełka, Jerzy. Load bearing capacity of a national road with base course made of mineral-cement-emulsion mixture after 12 years of exploitation. Roads and Bridges - Drogi i Mosty, [S.l.], v. 18, n. 3, p. 211-226, oct. 2009. ISSN 2449-769X. Available at: <>. Date accessed: 15 Dec. 2019. doi:http://dx.doi.org/10.7409/rabdim.019.014.