Page 11 - MODELING OF ASPHALT CONCRETE

Contents ix

Characterization of Asphalt Concrete Stiffness . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
Undamaged Stiffness . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
Effects of Microcracks on Stiffness . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
Conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
4 Complex Modulus Characterization of Asphalt Concrete . . . . . . . . 89
Abstract . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
Complex Modulus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
Test Protocols . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
Compressive Axial versus SST-Shear Modulus . . . . . . . . . . . . . . 96
Stiffness as the Asphalt Mix Performance Indicator . . . . . . . . . . 98
Analysis of Cyclic Sinusoidal Test Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
Mastercurve Development . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116
Acknowledgments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116
Endnote . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117

5 Complex Modulus from the Indirect Tension Test . . . . . . . . . . . . . . . 121
Abstract . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121
Theoretical Background . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122
Linear Viscoelastic Solution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122
Dynamic Modulus Testing of HMA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126
Materials . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126
Specimen Fabrication . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
Testing and Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
Comparison of Dynamic Moduli Values . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131
Graphical Comparison . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131
Statistical Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131
Comparison of Phase Angles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134
Poisson’s Ratio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135
Conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135
Acknowledgment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137

6 Interrelationships among Asphalt Concrete Stiffnesses . . . . . . . . . . 139
Abstract . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139
Types of LVE Response Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140
Creep Compliance and Relaxation Modulus . . . . . . . . . . . . . . . . 140
Complex Modulus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141
Determination of LVE Response Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142
Analytical Representation of LVE Response Functions . . . . . . . . . . . . 142
Power-Law Representations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143
Pure Power Law . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143