concrete pavement construction the facts - ftba · 2013-01-09 · mechanistic empirical pavement...

2010 FDOT Construction Conference

Concrete Pavement

2010 FDOT Construction Conference 

Concrete Pavement Construction – Just the Facts 

Jamshid Armaghani Ph D PEJamshid Armaghani, Ph.D., P.E. 

Florida Concrete and products Association 

Concrete Pavements of TodayDesign –

Optimum and structurally soundEconomicalEconomical

Construction –Almost 100% automation F t d d i i l lFast and paved in a single layerSmooth Quiet

Quality –Innovative testing equipment to assure structural and functional qualityfunctional quality 

Materials –Cement ‐ Locally produced i h h i d h bHigh strength concrete – New construction and Rehab

AASHTO Pavement Design GuideAASHTO Pavement Design Guide

• Empirical methodology based on AASHO Road Test in the late 1950’s

• Several versions:– 1961, 1972, 1986, 1993 (Empirical)M li i i– Many, many limitations

AASHO Road Test (late 1950’s)

(AASHO, 1961)

Limitations: Huge Traffic Extrapolation

Mechanistic Empirical  Pavement Design Guide ( )(MEPDG)

State‐Of‐The‐Art Guide based on fundamental pavement engineeringpavement engineering principles, climatic conditions, traffic volumes & material characteristics. It has been calibrated using over 250 pavement sites pthroughout the country.  

Climate

MEPDG

Traffic

Structure,Joints,

Traffic

DG Inputs Axle load (lb)

Materials & ConstructionReinforcement

DG Process

DG Outputs

stress

age Field Distress

8Damage

Dis

Distress Prediction & ReliabilityMechanistic Response

Damage AccumulationTime

Dam

MEPDG Design Optimization OptionsMEPDG Design Optimization Options Widened lanesSh t J i t iShort Joint spacing Larger size dowelsHi h i hHigher compressive strength Advantage of structural value of support layerslayersBond at Concrete‐asphalt base interfaceFl id Li t ith l C ffi i t fFlorida Limestone with low Coefficient of Thermal Expansion.

MEPDG Output king

 % Crack

Slipform machine (2) 

Curing/tining machine (3) Concrete Spreader (1)

Paving TrainPaving Train

Alignment Sensor

Elevation Sensor 

Stringline

Leica System EquipmentLeica System Equipment

Computer on PaverComputer on Paver

Adjustable Telescopic Frame

Spreader arm

Tie bars basket Dowel bars basket

On‐site Batch Plant 

Concrete mixes can be designed to allow opening lane to traffic from 6 hrs to 36 hours

Maturity Meter 

Tie bars away from the Joint and ends of dowel bars 

Nail dowel basket to AC baseto AC base

Transverse Tiningg

Wide tine spacing can be Noisy Narrow tine spacing (1/2”) produces quieter surface 

Longitudinal Tines Produce quiet pavement q p

Grinding

Smoothness TestingSmoothness Testing 

California Profilograph

Laser Profiler

Narrow Joints produce quiet pavement 

Uncontrolled crack from delayed joint sawing 

Narrow vs. Wide Joints

Narrow joints produce quieter  pavement Joints > ½” Generate Noise  

Joint too wide. Will cause noise.Must be ≤ ¼ “

Replacement slab

Pervious Concrete Edge Drain

Filter Fabric

Asphalt subbase

Graded aggregate gg gdrainage mat beneath curb.

Asphalt baseAsphalt base