Page 15 - MODELING OF ASPHALT CONCRETE

Contents xiii

Mechanistic-Empirical Rutting Models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 318
Subgrade Rutting Models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 318
Permanent Strain Models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 319
Permanent to Resilient Strain Ratio Models . . . . . . . . . . . . . . . . . 322
Regression Models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 325
Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 326
Advanced Constitutive Models for Rutting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 326
Linear Viscoelasticity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 327
Viscoplasticity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 328
Continuum Damage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 332
Model Validation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 336
Simple Performance Test for Mixture Rutting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 338
Static Creep Permanent Deformation Test . . . . . . . . . . . . . . . . . . 339
Repeated Load Permanent Deformation Test . . . . . . . . . . . . . . . . 340
Testing Issues . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 342
Experimental Program . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 342
Mix Design Criteria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 344
Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 346
Acknowledgments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 347
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 347

Part 5 Models for Fatigue Cracking and Moisture Damage

12 Micromechanics Modeling of Performance
of Asphalt Concrete Based on Surface Energy . . . . . . . . . . . . . . . . . 355
Abstract . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 355
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 355
Fundamental Theories . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 357
Schapery’s Fundamental Law of Viscoelastic
Fracture Mechanics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 357
Surface Energy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 357
Adhesion and Cohesion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 358
Micromechanics Modeling of Fatigue and Healing
of Asphalt Mixtures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 359
Moisture Damage Prediction Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 363
Measurement of Surface Energy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 366
Surface Energy of Asphalt Binder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 366
Surface Energy of Aggregate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 372
Validation of the Fatigue and Healing Models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 377
Cohesive and Adhesive Bond Energies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 377
Cohesive Fatigue and Healing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 378
Adhesive Fatigue and Healing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 380
Moisture Damage Modeling and Its Mechanistic Validation . . . . . . . 382
Stripping Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 384
Accelerated Moisture Damage Testing on
Asphalt-Aggregate Mixtures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 385