P L A C E I N R E T U R N B O X t o r e m o v e t h i s c h e c k o u t f r o m y o u r r e c o r d . T O A V O I D F I N E S r e t u r n o n o r b e f o r e d a t e d u e . M A Y B E R E C A L L E D w i t h e a r l i e r d u e d a t e i f r e q u e s t e d . D A T E D U E D A T E D U E D A T E D U E 5 1 0 8 K : l P r o j / A o c & P r e s / C | R C I D a t e D u e . h d d S E L E C T I O N O F A S P H A L T R E C Y C L I N G M E T H O D S A N D R E C Y C L E D A S P H A L T M I X T U R E P R O P E R T I E S V O L U M E I B y N i c h o l a s J a m e s C e r u l l o A T H E S I S S u b m i t t e d t o M i c h i g a n S t a t e U n i v e r s i t y i n p a r t i a l f u l fi l l m e n t o f t h e r e q u i r e m e n t s f o r t h e d e g r e e o f M A S T E R O F S C I E N C E C i v i l E n g i n e e r i n g 2 0 0 9 A B S T R A C T S E L E C T I O N O F A S P H A L T R E C Y C L I N G M E T H O D S A N D R E C Y C L E D A S P H A L T M I X T U R E P R O P E R T I E S B y N i c h o l a s J a m e s C e r u l l o T h e s o c i o e c o n o m i c g r o w t h o f a c o u n t r y d e p e n d s o n t h e h e a l t h o f i t s t r a n s p o r t a t i o n n e t w o r k . T o m a i n t a i n t h e h i g h w a y p o r t i o n o f t h e n e t w o r k , t h e n e e d s f o r fi x i n g p a v e m e n t s h a s t o c o m p e t e w i t h o t h e r d e m a n d s o n t h e l i m i t e d p u b l i c f u n d s . A s p h a l t p a v e m e n t r e c y c l i n g i s o n e w a y t o s t r e t c h e x i s t i n g r e s o u r c e s a n d i f a d o p t e d p r o p e r l y , i t c a n p r e c i p i t a t e i n s u b s t a n t i a l s a v i n g s i n c o s t , e n e r g y a n d n a t u r a l r e s o u r c e s . I n t h i s s t u d y , m e t h o d o l o g i e s a n d p r o c e d u r e s f o r t h e a d o p t i o n o f a s p h a l t p a v e m e n t r e c y c l i n g i n P a k i s t a n w e r e d e v e l o p e d b a s e d o n fi e l d a n d l a b o r a t o r y i n v e s t i g a t i o n s . T w e l v e a s p h a l t c o n c r e t e ( A C ) p a v e m e n t t e s t s i t e s w e r e s e l e c t e d a n d e a c h t e s t s i t e w a s s u b j e c t e d t o t h e d e t a i l e d fi e l d i n v e s t i g a t i o n s t a t e d b e l o w . I n a d d i t i o n , o n e s o u r c e o f v i r g i n b i n d e r , t w o s o u r c e s o f r e c o v e r e d m a t e r i a l , a n d t w o s o u r c e s o f v i r g i n a g g r e g a t e s w e r e i d e n t i fi e d a n d s a m p l e d . T h e s a m p l e s w e r e s u b j e c t e d t o t h e l a b i n v e s t i g a t i o n s t a t e d b e l o w . T h e fi e l d i n v e s t i g a t i o n c o n s i s t e d o f : d i s t r e s s s u r v e y s , m a t e r i a l s a m p l i n g , l o n g i t u d i n a l a n d t r a n s v e r s e p r o fi l e s , a n d n o n d e s t r u c t i v e d e fl e c t i o n t e s t i n g ( N D ' D . T h e l a b o r a t o r y i n v e s t i g a t i o n c o n s i s t e d o f c h a r a c t e r i z i n g t h e p r o p e r t i e s o f v i r g i n , b l e n d e d a n d r e c o v e r e d m a t e r i a l s . B a s e d o n t h e fi e l d a n d l a b o r a t o r y i n v e s t i g a t i o n s , g u i d e l i n e s f o r h o t i n - p l a c e ( H I R ) , c o l d i n - p l a c e ( C I R ) a n d i n - p l a n t ( I P R ) r e c y c l i n g w e r e d e v e l o p e d . T h e g u i d e l i n e s w e r e i m p l e m e n t e d t o d e t e r m i n e t h e r e c o m m e n d e d r e c y c l i n g m e t h o d s f o r e a c h o f t h e t w e l v e t e s t s i t e s . T O M Y P A R E N T S i i i A C K N O W L E G E M E N T S I w o u l d l i k e t o e x p r e s s m y s i n c e r e s t g r a t i t u d e t o m y a d v i s o r , D r . G i l b e r t B a l a d i a n d c o m m i t t e e m e m b e r D r . S y e d W a q a r H a i d e r f o r b r i n g i n g m e o n b o a r d t h i s p r o j e c t a n d t h e i r e x t e n s i o n o f h e l p a n d g u i d a n c e . I w o u l d a l s o l i k e t o t h a n k c o m m i t t e e m e m b e r D r . K a r i m C h a t t i a n d t h e M i c h i g a n S t a t e U n i v e r s i t y D e p a r t m e n t o f C i v i l & E n v i r o n m e n t a l E n g i n e e r i n g . T h a n k s a r e a l s o e x t e n d e d t o t h e P a k i s t a n r e s e a r c h t e a m f o r p r o v i d i n g a l l t h e fi e l d a n d l a b o r a t o r y d a t a . T h a n k y o u t o m y f a m i l y , g i r l f r i e n d , f r i e n d s a n d f e l l o w c o - r e s e a r c h e r s f o r t h e i r h e l p a n d s u p p o r t . T h i s p r o j e c t w o u l d h a v e n o t b e e n p o s s i b l e w i t h o u t t h e t e c h n i c a l a n d p e r s o n a l g u i d a n c e a s w e l l a s t h e fi n a n c i a l s u p p o r t f r o m t h e a b o v e . T h a n k s a g a i n , a l l y o u r h e l p w a s g r e a t l y a p p r e c i a t e d . i v T A B L E O F C O N T E N T S L I S T O F T A B L E S . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . v i i i L I S T O F F I G U R E S . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . x i C H A P T E R 1 I N T R O D U C T I O N 1 . 1 B A C K G R O U N D . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . l 1 . 2 P R O B L E M S T A T E M E N T . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 1 . 3 O B J E C T I V E S . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 1 . 4 R E S E A R C H P L A N . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 1 . 5 T H E S I S L A Y O U T . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 C H A P T E R 2 L I T E R A T U R E R E V I E W 2 . 1 C o l d P l a n i n g ( M i l l i n g ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 2 . 2 A s p h a l t P a v e m e n t R e c y c l i n g M e t h o d s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 0 2 . 2 . 1 H o t I n - P l a n t R e c y c l i n g . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 0 2 . 2 . 2 H o t I n - P l a c e R e c y c l i n g . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 3 2 . 2 . 3 C o l d I n - P l a n t R e c y c l i n g . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 0 2 . 2 . 4 C o l d I n — P l a c e R e c y c l i n g . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 2 2 . 2 . 4 . 1 A s p h a l t E m u l s i o n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 9 2 . 2 . 4 . 2 F o a m e d A s p h a l t . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 0 2 . 2 . 4 . 3 H y d r a t e d L i m e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 2 2 . 2 . 4 . 4 F l y A s h . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 2 2 . 2 . 4 . 5 C e m e n t . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 3 2 . 3 P a v e m e n t E v a l u a t i o n f o r t h e S e l e c t i o n o f A s p h a l t P a v e m e n t R e c y c l i n g M e t h o d 3 5 2 . 3 . 1 S u r f a c e D i s t r e s s S u r v e y . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 5 2 . 3 . 2 T r a n s v e r s e P r o fi l e ( R u t t i n g ) E v a l u a t i o n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 7 2 . 3 . 3 N o n - D e s t r u c t i v e D e fl e c t i o n T e s t i n g ( B a c k c a l c u l a t i o n o f L a y e r M o d u l i ) 4 2 2 . 4 M a t e r i a l C h a r a c t e r i z a t i o n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 5 2 . 4 . 1 M a t e r i a l S a m p l i n g . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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e r i s t i c s o f R e c y c l e d A s p h a l t M i x t u r e s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 5 0 C H A P T E R 4 D A T A A N A L Y S I S ~ 4 . 1 G e n e r a l . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 6 1 4 . 2 S u m m a r y a n d E v a l u a t i o n o f F i e l d D a t a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 6 2 4 . 2 . 1 S u m m a r y o f D i s t r e s s D a t a ( C r a c k i n g ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 6 2 4 . 2 . 2 P a v e m e n t C o r e s a n d S o i l B o r i n g . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 6 3 4 . 2 . 3 E v a l u a t i o n o f L o n g i t u d i n a l P r o fi l e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 6 3 4 . 2 . 4 T r a n s v e r s e P r o fi l e A n a l y s i s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 6 4 4 . 2 . 5 D e fl e c t i o n D a t a a n d B a c k c a l c u l a t i o n o f L a y e r M o d u l i . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 7 1 4 . 3 L a b o r a t o r y D a t a e v a l u a t i o n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 8 0 4 . 3 . 1 E v a l u a t i o n o f C l i m a t e a n d R e q u i r e d P G G r a d e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 8 1 4 . 3 . 2 A n a l y s i s o f A s p h a l t B l e n d e d B i n d e r . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 8 3 4 . 3 . 3 E v a l u a t i o n o f R e c y c l e d A s p h a l t M i x t u r e s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 9 1 4 . 3 . 3 . 1 V o l u m e t r i c A n a l y s i s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 9 2 4 . 3 . 3 . 2 S P T D a t a A n a l y s i s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 9 9 4 . 4 G u i d e l i n e s f o r t h e S e l e c t i o n o f A s p h a l t P a v e m e n t R e c y c l i n g M e t h o d s . . . . . . . . . . . . . 2 1 1 4 . 5 C a n d i d a t e R e c y c l i n g M e t h o d s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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T a b l e 2 . 1 T a b l e 2 . 2 T a b l e 2 . 3 T a b l e 2 . 4 T a b l e 2 . 5 T a b l e 2 . 6 T a b l e 2 . 7 T a b l e 2 . 8 T a b l e 2 . 9 L I S T O F T A B L E S S u m m a r y o f c o l d m i l l i n g a n d r e c y c l i n g m e t h o d s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 4 P o t e n t i a l c a u s e s o f t y p i c a l d i s t r e s s e s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 8 C a n d i d a t e r e c y c l i n g t e c h n i q u e s b a s e d o n d i s t r e s s e s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 8 R e q u i r e d t e s t p r o c e d u r e s f o r a s p h a l t b i n d e r ( A I M S - 4 1 9 8 9 ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 2 S u p e r p a v e b i n d e r t e s t e q u i p m e n t a n d p u r p o s e ( A I S P - l 2 0 0 3 ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 3 T y p i c a l s p e c i fi c a t i o n s o f h o t m i x a s p h a l t . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 6 F o r m u l a s f o r p r o p o r t i o n i n g m a t e r i a l s f o r h o t r e c y c l e d m i x t u r e s ( A I M S - 2 0 1 9 8 6 ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 7 R e c y c l e d h o t m i x d e s i g n p r o c e d u r e s ( K a n d h a l & M a l l i c k 1 9 9 7 ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 3 B i n d e r s e l e c t i o n g u i d e l i n e s f o r R A P m i x t u r e s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 6 T a b l e 2 . 1 0 S u m m a r y o f fi n d i n g s i n l i t e r a t u r e o n r e c y c l e d a s p h a l t m i x t u r e s ( H a j j e t a l . 2 0 0 8 ) . . 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d b e d s o i l t y p e a n d e m b a n k m e n t h e i g h t . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1 8 T a b l e 3 . 6 R i d e q u a l i t y i n f o r m a t i o n f o r t e s t s i t e s 1 t h r o u g h 6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 2 0 T a b l e 3 . 7 R u t d e p t h m e a s u r e m e n t s f o r t e s t s i t e 7 , s e c t i o n 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 2 1 T a b l e 3 . 8 S e v e r i t y a n d e x t e n t o f r u t t i n g o n t h e t e s t s i t e s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 2 2 T a b l e 3 . 9 S e n s o r s p a c i n g a n d l o a d l e v e l s o f K U A B F W D . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 2 3 T a b l e 3 . 1 0 M e a s u r e d p a v e m e n t d e fl e c t i o n d u e t o a 9 0 0 0 l b l o a d f o r t e s t s i t e 1 ( N 5 N - l ) , s e c t i o n 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 2 4 T a b l e 3 . 1 1 A v a i l a b l e b i n d e r g r a d e s i n P a k i s t a n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 2 8 v i i i T a b l e 3 . 1 2 T e s t m a t r i x f o r v i r g i n b i n d e r s i n P a k i s t a n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 2 8 T a b l e 3 . 1 3 P e n e t r a t i o n g r a d e v e r i fi c a t i o n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 2 9 T a b l e 3 . 1 4 C o n v e n t i o n a l b i n d e r t e s t r e s u l t s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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. . . . . 1 3 7 T a b l e 3 . 2 5 R e s u l t s f r o m t h e p e n e t r a t i o n t e s t o n t h e b l e n d e d b i n d e r s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 3 8 T a b l e 3 . 2 6 R e s u l t s f r o m t h e d u c t i l i t y t e s t o n t h e b l e n d e d b i n d e r s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 3 8 T a b l e 3 . 2 7 D S R r e s u l t s f o r o r i g i n a l b l e n d e d b i n d e r s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 3 9 T a b l e 3 . 2 8 B B R r e s u l t s f o r b l e n d e d b i n d e r s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 4 0 T a b l e 3 . 2 9 R V t e s t r e s u l t s f o r b l e n d e d b i n d e r s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 4 0 T a b l e 3 . 3 0 G r a d a t i o n o f r e c o v e r e d a g g r e g a t e s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 4 1 T a b l e 3 . 3 1 T r i a l v i r g i n m i x t u r e s b i n d e r c o n t e n t . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 4 2 T a b l e 3 . 3 2 T r i a l m i x e s a t w h i c h G m m w a s m e a s u r e d . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 4 3 T a b l e 3 . 3 3 A C a n d v o l u m e t r i c d a t a f o r M a r s h a l l a n d S u p e r p a v e o p t i m u m v i r g i n m i x e s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 4 6 T a b l e 3 . 3 4 S t a b i l i t y a n d fl o w f o r o p t i m u m M a r s h a l l m i x t u r e s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 4 6 i x T a b l e 3 . 3 5 M a r s h a l l — — v i r g i n m i x t u r e d e s i g n v o l u m e t r i c p r O p e r t i e s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 4 8 T a b l e 3 . 3 6 S u p e r p a v e - v i r g i n m i x t u r e d e s i g n v o l u m e t r i c p r o p e r t i e s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 4 9 T a b l e 3 . 3 7 S P T r e s u l t s f o r t h e o p t i m u m v i r g i n m i x t u r e s a t 8 ° C . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 5 0 T a b l e 3 . 3 8 M a r s h a l l — — b l e n d e d m i x t u r e d e s i g n ( w e a r i n g c o u r s e ) v o l u m e t r i c p r o p e r t i e s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 5 2 T a b l e 3 . 3 9 M a r s h a l l — b l e n d e d m i x t u r e d e s i g n ( b a s e c o u r s e ) v o l u m e t r i c p r o p e r t i e s . . . . . 1 5 4 T a b l e 3 . 4 0 S u p e r p a v e — b l e n d e d . m i x t u r e d e s i g n ( w e a r i n g c o u r s e ) v o l u m e t r i c p r o p e r t i e s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 5 6 T a b l e 3 . 4 1 S u p e r p a v e — b l e n d e d m i x t u r e d e s i g n ( b a s e c o u r s e ) v o l u m e t r i c p r O p e r t i e s . . 1 5 7 T a b l e 3 . 4 2 S u p e r p a v e e s t i m a t e d v o l u m e t r i c d a t a f o r w e a r i n g c o u r s e a t 4 % a i r v o i d s 1 5 8 T a b l e 3 . 4 3 S u p e r p a v e e s t i m a t e d v o l u m e t r i c d a t a f o r b a s e c o u r s e a t 4 % a i r v o i d s . . . . . . . . . 1 5 8 T a b l e 3 . 4 4 S P T r e s u l t s f o r a r e c y c l e d M a r g a l l a - N o w s h e r a w e a r i n g c o u r s e a t 4 ° C . . . . . . . . 1 6 0 T a b l e 4 . 1 S u m m a r y o f f a i l u r e t y p e u s i n g N C H R P r u t t i n g p r o c e d u r e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 7 0 T a b l e 4 . 2 A v e r a g e , s t a n d a r d d e v i a t i o n , m a x i m u m a n d m i n i m u m m o d u l u s v a l u e s f o r t e s t s i t e s 1 t h r o u g h 6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 7 8 T a b l e 4 . 3 A v e r a g e , s t a n d a r d d e v i a t i o n , m a x i m u m a n d m i n i m u m m o d u l u s v a l u e s f o r t e s t s i t e s 7 t h r o u g h 1 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 7 9 T a b l e 4 . 4 B a s e a n d s h i f t e d p e r f o r m a n c e g r a d e s a c c o r d i n g t o t r a f fi c s p e e d a n d v o l u m e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 8 2 T a b l e 4 . 5 C r i t i c a l t e m p e r a t u r e s a n d P G o f v i r g i n a n d b l e n d e d b i n d e r s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 8 6 T a b l e 4 . 6 C a n d i d a t e r e c y c l i n g m e t h o d s b a s e d o n p a v e m e n t e v a l u a t i o n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 2 5 F i g u r e 2 . 1 F i g u r e 2 . 2 F i g u r e 2 . 3 F i g u r e 2 . 4 F i g u r e 2 . 5 F i g u r e 2 . 6 F i g u r e 2 . 7 F i g u r e 2 . 8 F i g u r e 2 . 9 F i g u r e 2 . 1 0 F i g u r e 2 . 1 1 F i g u r e 2 . 1 2 F i g u r e 2 . 1 3 F i g u r e 2 . 1 4 F i g u r e 2 . 1 5 F i g u r e 2 . 1 6 F i g u r e 2 . 1 7 F i g u r e 2 . 1 8 F i g u r e 2 . 1 9 F i g u r e 2 . 2 0 F i g u r e 2 . 2 1 L I S T O F F I G U R E S M a p l e w o o d m e t h o d o f b a t c h p l a n t h o t r e c y c l i n g . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1 R A P i n a p a r a l l e l fl o w d r u m . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 2 P r e h e a t i n g u n i t . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 5 H e a t i n g a n d r e c y c l i n g u n i t . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 5 R u b b e r - t i r e d r o l l e r s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 6 C o n c e p t o f r e m i x i n g m e t h o d . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 8 C o n t i n u o u s p l a n t . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 1 S i n g l e m a c h i n e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 5 M i l l i n g p r o c e s s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 6 M u l t i u n i t r e c y c l i n g t r a i n ( A R R A 2 0 0 8 ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 6 T r a d i t i o n a l a s p h a l t p a v e r . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 7 P r o c e s s o f a s p h a l t f o a m i n g ( K i m , 2 0 0 6 ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 1 P o s i t i v e a n d n e g a t i v e a r e a s i n t h e N C H R P p r o c e d u r e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 9 C o n d i t i o n s f o r d e t e r m i n i n g t h e r u t t i n g s e a t ( N C H R P 2 0 0 2 ) 4 O C o r r e l a t i o n o f t h e t y p e o f f a i l u r e a s a f u n c t i o n o f m a x i m u m r u t d e p t h a n d t o t a l r u t a r e a ( N C H R P 2 0 0 2 ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 1 D y n a t e s t F W D . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 3 E x a m p l e o f t e s t p r o p e r t y c u r v e s f o r h o t - m i x d e s i g n d a t a f o r M a r s h a l l m e t h o d . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 9 F l o w c h a r t f o r m i x d e s i g n o f c o l d r e c y c l e d m i x e s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 1 F l o w c h a r t f o r m i x d e s i g n p r o c e d u r e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 8 A s p h a l t v i s c o s i t y b l e n d i n g c h a r t ( A I M S - 2 0 1 9 8 6 ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 1 M e t h o d A : B l e n d i n g a t a k n o w n R A P c o n t e n t ( v i r g i n b i n d e r g r a d e u n k n o w n ) ( M c D a n i e l & A n d e r s o n 2 0 0 1 ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 9 x i F i g u r e 2 . 2 2 F i g u r e 3 . 1 F i g u r e 3 . 2 F i g u r e 3 . 3 F i g u r e 3 . 4 F i g u r e 3 . 5 F i g u r e 3 . 6 F i g u r e 3 . 7 F i g u r e 3 . 8 F i g u r e 3 . 9 F i g u r e 3 . 1 0 F i g u r e 3 . 1 1 F i g u r e 3 . 1 2 F i g u r e 3 . 1 3 F i g u r e 4 . 1 F i g u r e 4 . 2 F i g u r e 4 . 3 F i g u r e 4 . 4 F i g u r e 4 . 5 F i g u r e 4 . 6 F i g u r e 4 . 7 F i g u r e 4 . 8 M e t h o d B : B l e n d i n g a k n o w n v i r g i n b i n d e r ( R A P c o n t e n t u n k n o w n ) ( M c D a n i e l & A n d e r s o n 2 0 0 1 ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 0 M a p o f P a k i s t a n s h o w i n g t h e l o c a t i o n o f t h e s e l e c t e d A C t e s t s i t e s . . . . . . . . . . 1 1 1 D e t a i l e d s e c t i o n s o f a n a s p h a l t c o n c r e t e s i t e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1 2 H i g h s e v e r i t y f a t i g u e c r a c k i n g , N S S - 6 ( t e s t s i t e 6 ) ( W a z i r a b a d ) . . . . . . . . . . . . . . . 1 1 3 F W D t e s t , c o r i n g a n d b o r i n g l o c a t i o n s f o r a n A C s e c t i o n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1 6 C o r e f r o m t e s t s i t e 4 ( N 5 8 - 4 ) , s e c t i o n 1 ( L W P ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1 7 A M E S p r o fi l o g r a p h . . . . 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t r o l g r a d a t i o n s ( M a r s h a l a n d S u p e r p a v e ) — — 2 5 m m n o m i n a l m a x i m u m a g g r e g a t e s i z e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 3 4 G r a d a t i o n c u r v e o f r e c o v e r e d a g g r e g a t e s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 4 1 A s p h a l t c o n t e n t v e r s u s a i r v o i d s f o r M a r s h a l l M a r g a l l a w e a r i n g m i x t u r e s 1 4 5 T r a n s v e r s e p r o fi l e o f M 2 S - 1 2 s e c t i o n 2 , a t 2 9 5 . 3 f t . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 6 5 C o n d i t i o n s f o r d e t e r m i n i n g t h e r u t t i n g s e a t ( N C H R P 2 0 0 2 ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 6 7 C o r r e l a t i o n o f t h e t y p e o f f a i l u r e a s a f u n c t i o n o f m a x i m u m r u t d e p t h a n d t o t a l r u t a r e a ( N C H R P 2 0 0 2 ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 6 8 D e fl e c t i o n d a t a v s . l o a d l e v e l l i n e a r i t y p l o t f o r t e s t s i t e 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 7 2 D e fl e c t i o n b a s i n o f s e n s o r s D 0 t h r o u g h D 6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 7 3 D e fl e c t i o n b a s i n o f s e n s o r s D 0 , D 1 a n d D 3 t h r o u g h D 7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 7 4 P l o t s u s e d i n d e t e r m i n i n g t h e p r e s e n c e o f a s t i f f l a y e r . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 7 5 V a r i a b i l i t y o f t h e b a c k c a l c u l a t e d A C m o d u l u s f o r t e s t s i t e 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 7 6 x i i F i g u r e 4 . 9 F i g u r e 4 . 1 0 F i g u r e 4 . 1 1 F i g u r e 4 . 1 2 F i g u r e 4 . 1 3 F i g u r e 4 . 1 4 F i g u r e 4 . 1 5 F i g u r e 4 . 1 6 F i g u r e 4 . 1 7 F i g u r e 4 . 1 8 F i g u r e 4 . 1 9 F i g u r e 4 . 2 0 F i g u r e 4 . 2 1 F i g u r e 4 . 2 2 F i g u r e 4 . 2 3 F i g u r e 4 . 2 4 F i g u r e 4 . 2 5 F i g u r e 4 . 2 6 B a s e b i n d e r P G f o r t w e l v e t e s t s i t e s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 8 2 D e t e r m i n a t i o n o f c r i t i c a l h i g h t e m p e r a t u r e f o r M a n d r a 7 0 % . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 8 4 D e t e r m i n a t i o n o f c r i t i c a l l o w t e m p e r a t u r e f o r N o w s h e r a 7 0 % . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 8 5 E f f e c t o f r e c o v e r e d b i n d e r o n t h e c r i t i c a l h i g h t e m p e r a t u r e f o r N o w s h e r a a n d M a n d r a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 8 7 E f f e c t o f r e c o v e r e d b i n d e r o n t h e c r i t i c a l l o w t e m p e r a t u r e f o r N o w s h e r a a n d M a n d r a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 8 7 C r i t i c a l h i g h t e m p e r a t u r e s v e r s u s p r e d i c t e d f o r N o w s h e r a b l e n d s ( a ) a n d M a n d r a b l e n d s ( b ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 8 9 C r i t i c a l l o w t e m p e r a t u r e s v e r s u s p r e d i c t e d f o r N o w s h e r a b l e n d s ( a ) a n d M a n d r a b l e n d s ( b ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 8 9 A i r v o i d s v e r s u s p e r c e n t r e c o v e r e d m a t e r i a l f o r a w e a r i n g c o u r s e r e c y c l e d m i x t u r e w i t h D e e n a a g g r e g a t e s a n d M a n d r a r e c o v e r e d m a t e r i a l ( M a r s h a l l M i x t u r e ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 9 3 A i r v o i d s v e r s u s p e r c e n t r e c o v e r e d m a t e r i a l f o r a w e a r i n g c o u r s e r e c y c l e d m i x t u r e w i t h D e e n a a g g r e g a t e s a n d M a n d r a r e c o v e r e d m a t e r i a l ( S u p e r p a v e M i x t u r e ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 9 4 V M A v e r s u s p e r c e n t r e c o v e r e d m a t e r i a l f o r a w e a r i n g c o u r s e r e c y c l e d m i x t u r e w i t h D e e n a a g g r e g a t e s a n d M a n d r a r e c o v e r e d m a t e r i a l ( S u p e r p a v e M i x t u r e ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 9 5 V F A v e r s u s p e r c e n t r e c o v e r e d m a t e r i a l f o r a w e a r i n g c o u r s e r e c y c l e d m i x t u r e w i t h M a r g a l l a a g g r e g a t e s a n d M a n d r a r e c o v e r e d m a t e r i a l ( S u p e r p a v e M i x t u r e ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 9 5 E s t i m a t e d p e r c e n t b i n d e r v e r s u s p e r c e n t r e c o v e r e d a s p h a l t m a t e r i a l . . . . . . . . 1 9 8 V a r i a b i l i t y o f E * a n d ( 5 f o r t h e s a m e t e m p e r a t u r e a n d f r e q u e n c y f o r w e a r i n g c o u r s e M a r g a l l a + N o w s h e r a ( M W - N ) b l e n d s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 0 1 E * v e r s u s p e r c e n t r e c o v e r e d a s p h a l t m a t e r i a l f o r l o w t e m p e r a t u r e s . . . . . . . . . . 2 0 3 M a s t e r c u r v e f o r t h e M a r g a l l a + N o w s h e r a r e c y c l e d m i x t u r e s . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 0 6 M a s t e r c u r v e f o r t h e M a r g a l l a + M a n d r a r e c y c l e d m i x t u r e s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 0 7 M a s t e r c u r v e f o r t h e D e e n a + N o w s h e r a r e c y c l e d m i x t u r e s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 0 8 M a s t e r c u r v e f o r t h e D e e n a + M a n d r a r e c y c l e d m i x t u r e s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 0 9 x i i i F i g u r e 4 . 2 7 G u i d e l i n e s f o r s e l e c t i n g a p p r o p r i a t e r e c y c l i n g m e t h o d . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 1 5 x i v C H A P T E R 1 I N T R O D U C T I O N 1 . 1 B A C K G R O U N D T h e e x t e n s i v e h i g h w a y s y s t e m s o f m o d e r n c i v i l i z a t i o n s o r i g i n a t e i n t h e a n t e d a t e o f r e c o r d e d h i s t o r y . T h e fi r s t h o t m i x a s p h a l t ( H M A ) s u r f a c e d r o a d w a s b u i l t i n t h e M e s o p o t a m i a a r o u n d 3 5 0 0 B C . A n c i e n t c i v i l i z a t i o n s c a m e t o r e a l i z e t h e i m p o r t a n c e o f r o a d s a n d t r a n s p o r t a t i o n s y s t e m s ( B a l a d i & S y n d e r 1 9 9 2 ) . T h e E g y p t i a n s b u i l t g r e a t r o a d s t o a i d i n t h e c o n s t r u c t i o n o f t h e p y r a m i d s , a n d B a b y l o n p a v e d i t s s t r e e t s u s i n g t h e h o t a s p h a l t b i n d e r t h a t w a s o o z i n g o u t o f t h e o i l fi e l d . L a t e r , E g y p t w a s c o n n e c t e d t o B a b y l o n a n d R o m e v i a a s t o n e s u r f a c e d r o a d c o n s t r u c t e d i n t h r e e l a y e r s . R e m n a n t s o f t h i s r o a d c a n b e f o u n d t o d a y t h r o u g h o u t E u r 0 p e , S y r i a , I s r a e l , a n d t h e r e s t o f t h e M i d d l e E a s t c o u n t r i e s . S i n c e t h e b e g i n n i n g o f t h e 2 0 t h c e n t u r y , m o d e m c i v i l i z a t i o n s h a v e w i t n e s s e d s i g n i fi c a n t i n c r e a s e s i n t h e p u b l i c d e m a n d s f o r p a v e d r o a d s a n d r e fi n e d o i l p r o d u c t s . H e n c e , t h e u s e o f H M A i n c o n s t r u c t i n g r o a d s s k y r o c k e t e d . U n f o r t u n a t e l y , a s i s t h e c a s e w i t h a n y n a t u r a l o r m a n u f a c t u r e d p r o d u c t s , h i g h w a y s y s t e m s c a n n o t b e m a d e t o l a s t f o r e v e r . T h e y d e t e r i o r a t e a n d d i s i n t e g r a t e a t a n a c c e l e r a t e d r a t e u n l e s s t h e y a r e p r o p e r l y a n d c o n t i n u a l l y m a i n t a i n e d , r e h a b i l i t a t e d , r e d e s i g n e d a n d r e c o n s t r u c t e d . A c o n s t a n t fl o w o f m o n e y i s r e q u i r e d o n a n a n n u a l b a s i s t o k e e p h i g h w a y p a v e m e n t s o p e r a t i n g i n s a f e a n d a c c e p t a b l e c o n d i t i o n s . T h i s s u m o f m o n e y , h o w e v e r s m a l l , i s n o t a v a i l a b l e t o t h e h i g h w a y a g e n c i e s . L a c k o f f u n d s , c o u p l e d w i t h d w i n d l i n g n a t u r a l r e s o u r c e s a n d h i g h p u b l i c d e m a n d t o r e p a i r t h e h i g h w a y s y s t e m s , m a k e s t h e a g e n c i e s j o b a d i f fi c u l t o n e . T h i s d i f fi c u l t y i s fi n ‘ t h e r c o m p o u n d e d b y s e v e r a l o t h e r f a c t o r s i n c l u d i n g ( B a l a d i & S y n d e r 1 9 9 2 ) : o T h e n u m b e r o f a v a i l a b l e a l t e r n a t i v e s t o r e p a i r t h e h i g h w a y s y s t e m s a n d t h e i r a s s o c i a t e d c o s t s . 0 T h e n u m b e r o f m i l e s o f t h e d i f f e r e n t c l a s s e s o f t h e h i g h w a y p a v e m e n t s t h a t a r e i n n e e d o f r e p a i r . 0 T h e i n c r e a s i n g t r a f fi c v o l u m e a n d l o a d . T h i s d i f fi c u l t y a n d t h e m u l t i d i m e n s i o n s o f t h e p r o b l e m f o r c e d t h e h i g h w a y a g e n c i e s t o r e - e x a m i n e t h e i r r o a d b u i l d i n g p o l i c i e s t o a r r i v e a t c o s t e f f e c t i v e a n d e n v i r o n m e n t a l l y f r i e n d l y s o l u t i o n s f o r r e h a b i l i t a t i n g t h e r a p i d l y d e t e r i o r a t i n g t r a n s p o r t a t i o n i n f r a s t r u c t u r e s . H M A r e c y c l i n g i s o n e o f t h e a l t e r n a t i v e s t h a t i s e v o l v i n g i n t h e r e h a b i l i t a t i o n a n d r e c o n s t r u c t i o n o f fl e x i b l e p a v e m e n t s . R e c y c l e d a s p h a l t p a v e m e n t ( R A P ) i s a w i d e l y a c c e p t e d r e h a b i l i t a t i o n t e c h n i q u e t h a t h a s m a n y b e n e fi t s . F o r t h e h i g h w a y a g e n c i e s , t h e s e b e n e fi t s i n c l u d e s a v i n g o n c o s t s a n d d w i n d l i n g n a t u r a l r e s o u r c e s . R e s e a r c h o n t h e m a t e r i a l c h a r a c t e r i s t i c s o f H M A p a v e m e n t h a s y i e l d e d a b e t t e r u n d e r s t a n d i n g o f i t s b e h a v i o r t h r o u g h o u t i t s l i f e a n d i t s s a l v a g e v a l u e s . I n s o m e d e v e l o p i n g c o u n t r i e s h o w e v e r , s u c h a s i n P a k i s t a n , t h e c h a r a c t e r i s t i c s a n d s a l v a g e v a l u e o f e x i s t i n g H M A p a v e m e n t s a r e m i s u n d e r s t o o d . C o n s e q u e n t l y , d e t e r i o r a t e d H M A p a v e m e n t s w e r e r e m o v e d a n d p i l e d n e x t t o t h e r o a d s a s w a s t e m a t e r i a l s . R e c y c l i n g o f H M A d i d n o t e x i s t i n P a k i s t a n . R e c e n t l y , t h e h i g h w a y a u t h o r i t i e s i n P a k i s t a n b e c a m e a w a r e o f t h e v a l u e o f t h e s e p i l e d a s p h a l t m a t e r i a l s a n d h a v e s t a r t e d r e c y c l i n g t h e m . T o p r o p e r l y d e s i g n a n d r e c y c l e e x i s t i n g H M A p a v e m e n t s i n a c o s t - e f f e c t i v e m a n n e r , t w o m a j o r s t e p s n e e d t o b e t a k e n : 1 . T h e p a v e m e n t m u s t b e s u b j e c t e d t o f u n c t i o n a l a n d s t r u c t u r a l e v a l u a t i o n t o d e t e r m i n e t h e c a u s e s o f d i s t r e s s a n d t h e i n t e g r i t y o f t h e l o w e r p a v e m e n t l a y e r s a n d r o a d b e d s o i l s . I t s h o u l d b e n o t e d t h a t , i n g e n e r a l , p a v e m e n t s d e t e r i o r a t e d u e t o t r a f fi c , e n v i r o n m e n t a l a n d m a t e r i a l f a c t o r s ( A A S H T O 1 9 9 3 ) . 2 . T h e e n g i n e e r i n g a n d p h y s i c a l p r o p e r t i e s o f t h e e x i s t i n g a n d t h e v i r g i n H M A m a t e r i a l s m u s t b e e v a l u a t e d . T h e r e s u l t s w o u l d d e t e r m i n e t h e a p p r o p r i a t e r e c y c l i n g t e c h n i q u e t o b e u s e d a n d t h e p e r c e n t r e c y c l e d m a t e r i a l s t o b e i n c l u d e d i n t h e n e w H M A m i x ( E p p s e t a l . 1 9 7 8 , K a n d h a l & M i l l i c k 1 9 9 7 ) . R e c y c l i n g t e c h n o l o g i e s h a v e e v o l v e d o v e r t i m e . S t a r t i n g a s e a r l y a s t h e 1 9 0 0 ’ s , c o l d r e c y c l i n g w a s a t t e m p t e d o n r o a d w a y s i n t h e U S . I n t h e 1 9 3 0 ’ s t h e fi r s t c a s e o f h o t i n - p l a c e r e c y c l i n g w a s r e c o r d e d ( A R R A 2 0 0 1 ) . I n t h e m i d 1 9 7 0 ’ s , a d v a n c e s i n i n - p l a n t a n d i n - p l a c e r e c y c l i n g e q u i p m e n t a n d c o n s t r u c t i o n o c c u r r e d ( T e r r e l e t a l . 1 9 9 7 ) . T h e c o m b i n a t i o n o f a d v a n c e s i n t h e e q u i p m e n t , c o n s t r u c t i o n a n d r e s e a r c h h a s m a d e i t p o s s i b l e t h a t R A P e x h i b i t s t h e s a m e , i f n o t b e t t e r , q u a l i t i e s t h a n v i r g i n H M A p a v e m e n t . 1 . 2 P R O B L E M S T A T E M E N T I n o r d e r t o c o n t i n u e t h e s o c i o e c o n o m i c g r o w t h i n P a k i s t a n t h e r e n e e d s t o b e a s o l u t i o n t o t h e d e t e r i o r a t i n g t r a n s p o r t a t i o n i n f r a s t r u c t u r e n e t w o r k s c a u s e d b y i n c r e a s e s i n t r a f fi c . R e c y c l i n g a s p h a l t p a v e m e n t s i s o n e o f s e v e r a l c o s t - e f f e c t i v e s o l u t i o n s t o r e h a b i l i t a t e a n d / o r r e c o n s t r u c t a s p h a l t p a v e m e n t s . C u r r e n t l y , P a k i s t a n h a s v e r y l i t t l e k n o w l e d g e o n s e l e c t i n g t h e p r o p e r t e c h n i q u e f o r a s p h a l t p a v e m e n t r e c y c l i n g a n d o n c h a r a c t e r i z i n g t h e r e c y c l e d a n d v i r g i n a s p h a l t m a t e r i a l s . T h e r e s e a r c h a d d r e s s e s t h o s e i s s u e s b y e v a l u a t i n g s e v e r a l e x i s t i n g a s p h a l t p a v e m e n t s i n P a k i s t a n a n d t e s t i n g r e c y c l e d a s p h a l t m i x t u r e s . 1 . 3 O B J E C T I V E S T h e m a i n o b j e c t i v e s o f t h e r e s e a r c h a r e a s f o l l o w s : 0 E s t a b l i s h c r i t e r i a f o r e v a l u a t i n g t h e s t r u c t u r a l a n d f u n c t i o n a l c o n d i t i o n s o f p a v e m e n t s . 0 D e t e r m i n e t h e a p p r o p r i a t e a s p h a l t r e c y c l i n g m e t h o d b a s e d o n t h e p a v e m e n t s t r u c t u r e e v a l u a t i o n . 0 D e t e r m i n e t h e c h a r a c t e r i s t i c s o f r e c o v e r e d , v i r g i n a n d r e c y c l e d H M A m a t e r i a l a n d a n a l y z e w h a t w i l l a f f e c t t h e p r o p e r t i e s o f t h e r e c y c l e d a s p h a l t m i x . 0 D e t e r m i n e p r o p e r H M A m i x t u r e d e s i g n i n v o l v i n g r e c o v e r e d m a t e r i a l . E s t a b l i s h g u i d e l i n e s f o r r e c y c l i n g a s p h a l t p a v e m e n t s . 1 . 4 R E S E A R C H P L A N S e l e c t i n g t h e a p p r o p r i a t e r e c y c l i n g m e t h o d a n d c o r r e c t l y d e s i g n i n g R A P m u s t b e b a s e d o n e x t e n s i v e p a v e m e n t e v a l u a t i o n a n d m a t e r i a l t e s t i n g . I n o r d e r t o a c h i e v e t h e a b o v e o b j e c t i v e s t e s t s i t e s n e e d t o b e s e l e c t e d . S i n c e t h i s r e s e a r c h i s i n t e n d e d t o b e u s e d f o r P a k i s t a n , t h e t e s t s s e c t i o n s n e e d t o r e p r e s e n t t h e v a r i a b i l i t y o f p a v e m e n t d i s t r e s s , t r a f fi c a n d c l i m a t e w i t h i n P a k i s t a n . M a t e r i a l t e s t s w e r e c o n d u c t e d i n o r d e r t o d e t e r m i n e h o w t h e a g e d a s p h a l t b i n d e r h a s a n e f f e c t o n t h e R A P p e r f o r m a n c e . T o a c c o m p l i s h t h e o b j e c t i v e s o f t h i s t h e s i s a c o m p r e h e n s i v e r e s e a r c h p l a n w a s d e s i g n e d . T h e r e s e a r c h p l a n i n c l u d e s t h e f o l l o w i n g f o u r t a s k s : T a s k — 1 : L i t e r a t u r e R e v i e w A n e x t e n s i v e l i t e r a t u r e r e v i e w w a s c o n d u c t e d o n H M A a n d R A P p a v e m e n t s . T h e fi r s t p a r t o f t h e r e v i e w f o c u s e s o n f o u r r e c y c l i n g m e t h o d s , h o t i n - p l a c e , c o l d i n - p l a c e , h o t i n - p l a n t a n d c o l d i n - p l a n t r e c y c l i n g . I n t h e s e c o n d p a r t o f t h e r e v i e w , c h a r a c t e r i s t i c s o f H M A m a t e r i a l s a r e d i s c u s s e d . D i f f e r e n c e s i n t r a d i t i o n a l ( M a r s h a l l ) a n d n e w ( S u p e r p a v e ) a s p h a l t m i x d e s i g n s a r e a l s o a s c e r t a i n e d . A l s o a r e v i e w w a s d o n e o n t h e p e r f o r m a n c e o f R A P s f r o m p a s t e x p e r i e n c e s . T a s k — 2 : F i e l d a n d L a b o r a t o r y I n v e s t i g a t i o n T h e fi r s t s t e p i n d e t e r m i n i n g i f t h e p a v e m e n t i s f e a s i b l e f o r r e c y c l i n g i s t o e v a l u a t e t h e c o n d i t i o n o f t h e p a v e m e n t i n q u e s t i o n . P r i o r t o r e s e a r c h d o n e i n t h i s t h e s i s , t w e l v e a s p h a l t c o n c r e t e ( A C ) t e s t s i t e s w e r e s e l e c t e d b y a U S A a n d P a k i s t a n r e s e a r c h t e a m . I n o r d e r t o e v a l u a t e t h e t w e l v e A C t e s t s i t e s , t h e P a k i s t a n r e s e a r c h t e a m a l s o c o n d u c t e d : 0 D i s t r e s s s u r v e y s o C o r i n g / b o r i n g s - L o n g i t u d i n a l / t r a n s v e r s p r o fi l e m e a s u r e m e n t s 0 F a l l i n g W e i g h t D e fl e c t o m e t e r ( F W D ) t e s t s T h e d i s t r e s s a n d t r a n s v e r s e / l o n g i t u d i n a l p r o fi l e i n f o r m a t i o n f o r t h e t w e l v e t e s t s i t e s w a s o r g a n i z e d s o t h a t p a v e m e n t c o n d i t i o n o f t h e t e s t s s i t e s c o u l d b e d e t e r m i n e d . I n o r d e r t o d e t e r m i n e t h e s t r u c t u r a l c a p a c i t y o f t h e e x i s t i n g p a v e m e n t s t h e n o n d e s t r u c t i v e d e fl e c t i o n d a t a n e e d e d t o b e o r g a n i z e d s o t h a t T a s k 3 c a n b e c a r r i e d o u t . F o l l o w i n g t h e p a v e m e n t e v a l u a t i o n , l a b o r a t o r y t e s t i n g w a s c o n d u c t e d b y a P a k i s t a n r e s e a r c h t e a m t o d e t e r m i n e t h e p r o p e r t i e s o f v i r g i n a n d r e c y c l e d a s p h a l t m a t e r i a l . V i r g i n a n d r e c y c l e d a s p h a l t b i n d e r w a s t e s t e d u s i n g c o n v e n t i o n a l a n d p e r f o r m a n c e g r a d i n g t e s t i n g p r o c e d u r e s . V i r g i n a n d r e c y c l e d m i x t u r e s w e r e c r e a t e d u s i n g M a r s h a l l a n d S u p e r p a v e m i x d e s i g n p r o c e d u r e s . T h e l a b o r a t o r y d a t a w a s t h e n o r g a n i z e d s o t h a t T a s k 3 c a n b e c o n d u c t e d f o r t h i s t h e s i s . T a s k — 3 : A n a l y z i n g D i s t r e s s , D e fl e c t i o n a n d M a t e r i a l C h a r a c t e r i z a t i o n D a t a I n t h i s t a s k t h e d a t a t h a t w a s c o l l e c t e d i n t h e fi e l d a n d l a b o r a t o r y i n v e s t i g a t i o n w a s a n a l y z e d . D i s t r e s s m a p p i n g f r o m t h e P a k i s t a n r e s e a r c h t e a m w a s u s e d t o d e t e r m i n e t h e o v e r a l l c o n d i t i o n o f e a c h s i t e . T h e t r a n s v e r s e p r o fi l e s w e r e m e a s u r e d t o a s c e r t a i n i f t h e r e w a s p r e s e n c e o f a l o w e r l a y e r w e a k n e s s . D e fl e c t i o n d a t a w a s u s e d t o d e t e r m i n e t h e s t r u c t u r a l c a p a c i t y o f t h e p a v e m e n t l a y e r s a n d t o c h e c k t h e v a r i a b i l i t y o f t h e p a v e m e n t ’ s c o n d i t i o n a l o n g t h e s i t e . T h e c o m b i n a t i o n o f t h e f u n c t i o n a l a n d s t r u c t u r a l a n a l y s i s o f t h e p a v e m e n t l e d t o d e t e r m i n i n g w h a t r e c y c l i n g m e t h o d i s b e s t f o r t h e s i t e , i f t h e c a s e f o r r e c y c l i n g i s m a d e . W h e n t h e c a s e f o r r e c y c l i n g i s m a d e , a v a r i e t y o f m a t e r i a l c h a r a c t e r i s t i c s n e e d t o b e a d d r e s s e d t o p r O p e r l y d e s i g n t h e m i x o f t h e R A P . T h e l a b o r a t o r y r e s u l t s f r o m T a s k 2 w a s a n a l y z e d i n s u c h a w a y t h a t a p p r o p r i a t e b l e n d i n g c h a r t s o f r e c o v e r e d a n d v i r g i n m a t e r i a l s l e a d s t o a s u i t a b l e m i x d e s i g n s f o r i n - p l a n t r e c y c l i n g . T a s k — 4 : G u i d e l i n e s f o r R e c y c l i n g A s p h a l t P a v e m e n t s T h e a c c o m p l i s h m e n t s i n T a s k 3 l e d t o t h e o b j e c t i v e s i n T a s k 4 . I n t h i s t a s k , g u i d e l i n e s w e r e e s t a b l i s h e d f o r r e c y c l i n g a s p h a l t p a v e m e n t s . T h e g u i d e l i n e s a d d r e s s e d t h e p r o p e r s e l e c t i o n o f a s p h a l t r e c y c l i n g m e t h o d s a n d r e c y c l e d a s p h a l t m i x t u r e d e s i g n . 1 . 5 T H E S I S L A Y O U T T h e t h e s i s l a y o u t fi r s t b e g i n s w i t h t h e i n t r o d u c t i o n c h a p t e r . I n t h i s c h a p t e r , a b a c k g r o u n d t o a s p h a l t p a v e m e n t s a n d r e c y c l i n g a s p h a l t p a v e m e n t s w a s g i v e n . A l s o t h e o b j e c t i v e s a n d t a s k s o f t h e t h e s i s w e r e d e s c r i b e d . F o l l o w i n g t h e i n t r o d u c t i o n i s t h e l i t e r a t u r e r e v i e w c h a p t e r . T h e l i t e r a t u r e r e v i e w d e s c r i b e s v a r i o u s r e c y c l i n g m e t h o d s , p r o p e r t i e s o f r e c y c l e d a s p h a l t m a t e r i a l s a n d t h e r e s u l t s o f r e c y c l e d a s p h a l t p a v e m e n t s f r o m p a s t r e s e a r c h e r s . T h e t h i r d c h a p t e r i s t h e fi e l d a n d l a b o r a t o r y i n v e s t i g a t i o n . T h i s c h a p t e r p r e s e n t s t h e d a t a f o r v a r i o u s p a v e m e n t c o n d i t i o n t e s t s o f t h e t w e l v e a s p h a l t c o n c r e t e ( A C ) t e s t s i t e s . A l s o p r e s e n t e d i n t h i s c h a p t e r t h r e e a r e t h e p r o p e r t i e s o f t h e r e c y c l e d a s p h a l t m a t e r i a l s . T h e f o u r t h c h a p t e r i s t h e d a t a a n a l y s i s . I n t h i s c h a p t e r t h e p a v e m e n t ’ s c o n d i t i o n o f t h e t w e l v e A C t e s t s i t e s w a s d e t e r m i n e d . A l s o t h e r e c y c l e d a s p h a l t m a t e r i a l p r o p e r t i e s w e r e a n a l y z e d i n o r d e r t o d e t e r m i n e c r i t i c a l t e m p e r a t u r e s o f t h e b l e n d e d b i n d e r s a n d m a s t e r c u r v e s o f t h e r e c y c l e d a s p h a l t m i x t u r e s . A l s o a t t h e c o n c l u s i o n o f t h i s c h a p t e r , g u i d e l i n e s w e r e e s t a b l i s h e d f o r s e l e c t i n g t h e a p p r o p r i a t e r e c y c l i n g m e t h o d . U s i n g t h e g u i d e l i n e s , c a n d i d a t e r e c y c l i n g m e t h o d s w e r e s e l e c t e d f o r t h e t w e l v e A C t e s t s i t e s . F i n a l l y , t h e fi f t h c h a p t e r i s t h e s u m m a r y , c o n c l u s i o n s a n d r e c o m m e n d a t i o n s . C H A P T E R 2 L I T E R A T U R E R E V I E W T h i s l i t e r a t u r e r e v i e w w a s c o n d u c t e d b y s e v e r a l p e o p l e a n d i s d i v i d e d i n t o s i x s e c t i o n s a s f o l l o w s : 0 S e c t i o n 2 . 1 c o l d p l a n i n g 0 S e c t i o n 2 . 2 a s p h a l t p a v e m e n t r e c y c l i n g m e t h o d s 0 S e c t i o n 2 . 3 p a v e m e n t e v a l u a t i o n f o r t h e s e l e c t i o n o f a s p h a l t p a v e m e n t r e c y c l i n g 0 S e c t i o n 2 . 4 m a t e r i a l c h a r a c t e r i z a t i o n 0 S e c t i o n 2 . 5 h o t m i x a s p h a l t m i x t u r e d e s i g n c o n t a i n i n g R A P 0 ‘ S e c t i o n 2 . 6 p e r f o r m a n c e o f r e c y c l e d a s p h a l t p a v e m e n t A n e x t e n s i v e r e p o r t c o n d u c t e d b y M i s s J a y a A d h i k a r i w a s u s e d a s a r e f e r e n c e f o r S e c t i o n s 2 . 2 a n d 2 . 3 . A l i t e r a t u r e r e v i e w b y D r . S W . H a i d e r w a s a l s o u s e d a s a r e f e r e n c e f o r S e c t i o n s 2 . 5 a n d 2 . 6 . 2 . 1 C O L D P L A N I N G ( M I L L I N G ) C o l d p l a n i n g ( C P ) i s t h e c o n t r o l l e d r e m o v a l o f a n e x i s t i n g p a v e m e n t t o a d e s i r e d d e p t h , l o n g i t u d i n a l p r o fi l e , a n d c r o s s - s l o p e , u s i n g s p e c i a l e q u i p m e n t ( m i l l i n g m a c h i n e ) . T h e r e s u l t i n g t e x t u r e d s u r f a c e c a n b e i m m e d i a t e l y u s e d a s a d r i v i n g s u r f a c e . A s p h a l t p a v e m e n t s c a n b e m i l l e d t o a m i n i m a l d e p t h n e c e s s a r y f o r s u r f a c e i m p r o v e m e n t s o r u p t o a d e p t h o f 1 0 i n c h e s ( V a l e n t i n e S u r f a c i n g 2 0 0 9 ) . C P c o u l d a l s o b e u s e d t o r o u g h e n t h e p a v e m e n t s t o r e s t o r e l o w f r i c t i o n n u m b e r s a n d e l i m i n a t e s l i p p e r i n e s s . F u r t h e r m o r e , t h e s u r f a c e c a n b e f u r t h e r t r e a t e d w i t h o n e o f t h e o t h e r a s p h a l t r e c y c l i n g m e t h o d s . O n c e i t i s c l e a n e d a n d t a c k c o a t e d , i t c a n b e o v e r l a i d w i t h H M A o r r e c y c l e d a s p h a l t m i x . T h e m o d e r n c o l d p l a n e r o r m i l l i n g m a c h i n e h a s a l a r g e d i a m e t e r r o t a r y c u t t i n g d r u m w h i c h i s e q u i p p e d w i t h s p e c i a l l y d e s i g n e d r e p l a c e a b l e t u n g s t e n c a r b i d e c u t t i n g “ t e e t h ” o r “ t o o l s ” t h a t r e m o v e o r “ m i l l ” t h e e x i s t i n g p a v e m e n t . M o s t m i l l i n g m a c h i n e s a r e e q u i p p e d w i t h a u t o m a t i c g r a d e c o n t r o l s y s t e m s t o m i l l t o t h e s p e c i fi e d e l e v a t i o n s a n d g r a d e s . T h e R A P g e n e r a t e d d u r i n g t h e C P o p e r a t i o n c a n b e r e m o v e d f r o m t h e s i t e b y l o a d i n g o n t o h a u l t r u c k s . T h e R A P i s t h e n r e c y c l e d u s i n g e i t h e r c o l d o r h o t r e c y c l i n g p r o c e s s . A l s o , t h i s R A P c o u l d b e r e u s e d a s b a s e a g g r e g a t e f o r r o a d w a y c o n s t r u c t i o n a n d w i d e n i n g , d i t c h l i n i n g s , p a v e m e n t r e p a i r s o r a s a d u s t f r e e s u r f a c i n g o f g r a v e l r o a d s ( A R R A 2 0 0 1 ) . T h e u s e s o f C P t e c h n i q u e a n d i t s a d v a n t a g e s i n c l u d e : 0 R e m o v e w h e e l r u t s , d e t e r i o r a t e d p a v e m e n t s u r f a c e s , a n d / o r o x i d i z e d a s p h a l t m i x e s o R e c t i f y l o n g i t u d i n a l p r o fi l e a n d c r o s s — s l o p e 0 R e s t o r e d r a i n a g e 0 R e m o v e t h e t o t a l a s p h a l t l a y e r f o r f u r t h e r r e c y c l i n g o n r o a d w a y r e c o n s t r u c t i o n o r s h o u l d e r w i d e n i n g p r o j e c t s 0 R e m o v e o f e x i s t i n g c r a c k s i n a s p h a l t l a y e r o r s e a l c o a t s p r i o r t o H M A o v e r l a y s 0 I m p r o v e p a v e m e n t s u r f a c e f r i c t i o n 0 P r e p a r e t h e p a v e m e n t s u r f a c e p r i o r t o a n a d d i t i o n a l f o r m o f a s p h a l t r e c y c l i n g 0 C o n s e r v e e n e r g y 0 I n c r e a s e p r o j e c t e f fi c i e n c y a n d r e u s e t h e e x i s t i n g m a t e r i a l s 9 0 R e d u c e u s e r c o s t s t h r o u g h h i g h e r p r o d u c t i v i t y a n d l e s s d i s r u p t i o n t o t r a f fi c 2 . 2 A S P H A L T P A V E M E N T R E C Y C L I N G M E T H O D S A s p h a l t p a v e m e n t s c a n b e r e c y c l e d u s i n g t w o g e n e r a l m e t h o d s , h o t a n d c o l d r e c y c l i n g . F u r t h e r m o r e , h o t o r c o l d r e c y c l i n g c a n b e d i v i d e d i n t o h o t o r c o l d i n - p l a n t r e c y c l i n g , a n d h o t o r c o l d i n - p l a c e r e c y c l i n g . 2 . 2 . 1 H o t I n - P l a n t R e c y c l i n g I n t h i s m e t h o d , t h e r e c o v e r e d m a t e r i a l i s t r a n s p o r t e d t o a p l a n t , w h e r e i t i s m i x e d w i t h r e q u i r e d q u a n t i t y o f v i r g i n a g g r e g a t e s a n d a s p h a l t b i n d e r a n d / o r r e c y c l i n g a g e n t s . T h e m i x i n g i s p e r f o r m e d a t a h i g h t e m p e r a t u r e , t h u s n a m e d h o t i n - p l a n t r e c y c l i n g . R A P c a n b e e i t h e r o b t a i n e d b y m i l l i n g o r c r u s h i n g t h e e x i s t i n g p a v e m e n t . “ S u c c e s s f u l l y — c o m p l e t e d p r o j e c t s a c r o s s t h e U S A . h a v e s h o w n b o t h c o s t e f f e c t i v e n e s s a n d q u a l i t y o f p a v e m e n t p r o d u c e d b y t h i s t i m e - t e s t e d p r o c e s s . R e c l a i m e d a g g r e g a t e s a n d a s p h a l t i c c e m e n t s a r e b r o k e n d o w n t o t h e i r o r i g i n a l s t a t e a n d r e u s e d t o p r o d u c e h i g h q u a l i t y a s p h a l t i c c o n c r e t e , t h e p e r f o r m a n c e o f w h i c h h a s b e e n p r o v e n t o e q u a l t h a t o f c o n v e n t i o n a l m i x e s ” ( A R R A 2 0 0 8 ) . T h e m e t h o d c a n b e u s e d t o c o r r e c t t h e g r a d a t i o n a n d m i x p r o p e r t i e s o f t h e d e t e r i o r a t e d p a v e m e n t s . I t c a n b e a l s o u s e d t o c o r r e c t o r m a i n t a i n t h e h o r i z o n t a l o r v e r t i c a l g e o m e t r i e s o f t h e p a v e m e n t . H o t i n — p l a n t r e c y c l i n g a d v a n t a g e s i n c l u d e : 0 I t c a n b e d o n e r e p e a t e d l y w i t h t h e s a m e m a t e r i a l s 0 I t n e e d s v e r y l i t t l e m o d i fi c a t i o n s i n t h e e x i s t i n g H M A e q u i p m e n t s a n d p l a n t s 0 I t e l i m i n a t e s d i s p o s a l a n d p o l l u t i o n p r o b l e m s 1 0 T h e r e a r e t w o b a s i c c o n s t r u c t i o n m e t h o d s f o r h o t i n — p l a n t r e c y c l i n g , b a t c h p l a n t a n d d r u m p l a n t . T h e r e a r e m a n y m e t h o d s a v a i l a b l e f o r r e c y c l i n g i n a b a t c h p l a n t . T h e m o s t c o m m o n a n d w i d e l y u s e d m e t h o d o f r e c y c l i n g p a v e m e n t i n b a t c h p l a n t i s M a p l e w o o d M e t h o d ( s e e F i g u r e 2 . 1 ) . I n t h i s m e t h o d , v i r g i n a g g r e g a t e s a r e s u p e r h e a t e d t o a d e s i r e d t e m p e r a t u r e w h i c h i s g o v e r n e d b y t h e m o i s t u r e l e v e l o f R A P , a m o u n t o f R A P u s e d a n d t h e fi n a l m i x t e m p e r a t u r e r e q u i r e d . R A P , w h i c h i s s t o r e d s e p a r a t e l y i n b i n s , i s i n s e r t e d i n t h e w e i g h t h o p p e r b y a c o n v e y o r s y s t e m . S u p e r h e a t e d a g g r e g a t e s a r e a l s o i n s e r t e d i n t h e w e i g h t h o p p e r ; h e n c e t h e m e t h o d i s a l s o c a l l e d “ w e i g h t b u c k e t ” b a t c h f a c i l i t y t e c h n i q u e . “ W i t h t h e “ w e i g h t b u c k e t ” m e t h o d o f r e c y c l i n g i n a b a t c h f a c i l i t y , c o l d , w e t R A P i s a d d e d t o t h e w e i g h h o p p e r w h e r e t h e b a t c h c o n t r o l e r w e i g h s R A P a s a n a d d i t i o n a l m a t e r i a l . T h e R A P i s m i x e d w i t h s u p e r h e a t e d v i r g i n m a t e r i a l s , a n d c o n d u c t i v e h e a t t r a n s f e r o c c u r s i n t h e w e i g h b o x a n d t h e p u g m i l l . ” ( N A P A 2 0 0 7 ) S C R E E N V V E G H B O X P U G M R L C O L D F E E D A G G R E G A T E D W E R N B N A G G & S A N D R A P F i g u r e 2 . 1 M a p l e w o o d m e t h o d o f b a t c h p l a n t h o t r e c y c l i n g S o m e m o d i fi c a t i o n h a s t o b e m a d e i n t h e H M A b a t c h p l a n t t o f a c i l i t a t e r e c y c l i n g . A b e t t e r e x h a u s t s y s t e m h a s t o b e m a i n t a i n e d i n t h e a g g r e g a t e d r i e r u n i t , a s s i g n i fi c a n t a m o u n t o f a g g r e g a t e s a r e s u p e r h e a t e d . T h e a s p h a l t b i n d e r f e e d e r n e e d s t o h a v e a s y s t e m 1 1 t o i n t r o d u c e r e c y c l i n g a g e n t i n t h e p u g m i l l o r w e i g h t b u c k e t . I t i s a l s o i m p o r t a n t t o m a i n t a i n p r o p e r e x h a u s t i n t h e p u g m i l l a s m o i s t R A P a n d d r y h e a t e d a g g r e g a t e s p r o d u c e a s i g n i fi c a n t a m o u n t o f s t e a m . O t h e r m o d i fi c a t i o n s m a y a l s o b e n e c e s s a r y . O t h e r b a t c h p l a n t m e t h o d s a r e a v a i l a b l e i n c l u d i n g : B u c k e t E l e v a t e d r e c y c l i n g , P u g m i l l r e c y c l i n g , R A P i n t o d r y e r w i t h b u c k e t e l e v a t e d a n d R A P d r y e r r e c y c l i n g . C e n t e r E n t r y m e t h o d ( M i d d l e D r u m E n t r y m e t h o d ) i s t h e m o s t c o m m o n l y u s e d m e t h o d t o r e c y c l e p a v e m e n t i n a d r u m p l a n t . A p a r a l l e l fl o w d r u m p l a n t , s h o w n i n F i g u r e 2 . 2 , i s u s e d i n t h e m e t h o d . H O ! M I X F i g u r e 2 . 2 R A P i n a p a r a l l e l fl o w d r u m A s a fi r s t s t e p “ A g g r e g a t e s a r e d r i e d a n d h e a t e d c o n v e c t i v e l y w i t h t h e a g g r e g a t e g e t t i n g f e d i n t h e e n d w i t h t h e b u r n e r , a n d t h e e x h a u s t g a s e s t r a v e l l i n g t h r o u g h t h e d r y e r i n t h e s a m e d i r e c t i o n a s t h e a g g r e g a t e - h e n c e t h e t e r m p a r a l l e l fl o w ” . ( N A P A 2 0 0 7 ) . I t i s h e a t e d t o a b o u t 5 0 0 ° F . R A P i s i n s e r t e d i n t h e c e n t e r o f t h e d r u m w h e r e i t i s m i x e d w i t h s u p e r h e a t e d a g g r e g a t e s . I t i s h e a t e d b y c o n d u c t i o n f r o m a g g r e g a t e s a n d a v e i l o f 1 2 a g g r e g a t e p r e v e n t s d i r e c t c o n t a c t o f fl a m e a n d R A P . H o w e v e r e m i s s i o n o f h y d r o c a r b o n s f r o m a s p h a l t b i n d e r i n t h e g a s s t r e a m i s a m a j o r p r o b l e m i n t h i s m e t h o d . I t d e p e n d s o n t h e a m o u n t o f R A P , a m o u n t o f fi n e s i n t h e R A P , m o i s t u r e c o n t e n t o f a g g r e g a t e s a n d t h e e x p o s u r e t i m e t o d i r e c t h e a t . T h u s s e v e r a l m o d i fi c a t i o n s a r e m a d e t o t h e d r u m p l a n t t o c o n t r o l e m i s s i o n s . “ I n p r a c t i c e , c o n v e n t i o n a l b a t c h p l a n t s ( w i t h s u i t a b l e m o d i fi c a t i o n s ) c a n h a n d l e u p t o 1 5 — 2 0 % R A P . A b o v e t h i s l e v e l , p r e h e a t i n g o f t h e R A P m a y b e r e q u i r e d . W h e r e a s d r u m m i x p l a n t s c a n h a n d l e u p t o 7 0 % R A P ” ( W i d y a t m o k o 2 0 0 6 ) . H M A p a v e r s a n d c o m p a c t o r s c a n b e u s e d t o l a y a n d c o m p a c t t h e h o t r e c y c l e d m i x f r o m t h e p l a n t s . “ N o s p e c i a l t e c h n i q u e s o r e q u i p m e n t a r e r e q u i r e d f o r l a y d o w n o r c o m p a c t i o n w h e n u s i n g r e c y c l e d m i x e s . H o w e v e r r e c y c l e d m i x e s a r e f r e q u e n t l y p l a c e d a t s l i g h t l y c o o l e r t e m p e r a t u r e s t h a n v i r g i n m i x e s i n a n e f f o r t t o r e d u c e t h e n e g a t i v e e f f e c t o f s u p e r h e a t e d t e m p e r a t u r e s o n t h e f a c i l i t y e q u i p m e n t ” ( N A P A 2 0 0 7 ) . 2 . 2 . 2 H o t I n - P l a c e R e c y c l i n g T h i s i s a n o n s i t e , i n - p l a c e r e c y c l i n g m e t h o d . I n t h i s m e t h o d , t h e e x i s t i n g p a v e m e n t i s h e a t e d a n d s o f t e n e d a n d t h e n m i l l e d o r s c a r i fi e d t o a d e s i r e d d e p t h . S i n c e i t i s a n i n - p l a c e m e t h o d , t h e h a u l i n g e x p e n s e s i s r e d u c e d a n d t h u s r e s u l t s i n c o n s i d e r a b l e c o n s t r u c t i o n c o s t s a v i n g s . A n y p a v e m e n t w i t h s u r f a c e d i s t r e s s e s a n d a s t a b l e b a s e c a n b e a c a n d i d a t e f o r h o t i n - p l a c e r e c y c l i n g . T h i s m e t h o d c a n n o t b e u s e d t o c o r r e c t b a s e o r s u b b a s e p r o b l e m s a n d d i s t r e s s e s d u e t o s t r u c t u r a l i n a d e q u a c y . T h i s m e t h o d g e n e r a l l y r e c y c l e s t h e a s p h a l t s u r f a c e t o d e p t h s o f 3 / 4 t o 2 i n c h e s . I t c a n b e u s e d f o r t h e f o l l o w i n g p u r p o s e s : 0 E l i m i n a t e s u r f a c e c r a c k s l 3 0 C o r r e c t r u t t i n g p r o b l e m 0 R e j u v e n a t e a g e d a s p h a l t 0 M o d i f y a s p h a l t c o n t e n t a n d a g g r e g a t e g r a d a t i o n - I m p r o v e d r a i n a g e a n d p a v e m e n t g e o m e t r y 0 C o r r e c t o t h e r s u r f a c e d i s t r e s s e s l i k e s t r i p p i n g , r a v e l i n g , s h o v e s a n d h o l e s . 0 I m p r o v e s u r f a c e f r i c t i o n H o t i n - p l a c e r e c y c l i n g c a n b e p e r f o r m e d i n a s i n g l e p a s s o r m u l t i p l e p a s s . I n s i n g l e p a s s o p e r a t i o n , t h e v i r g i n m a t e r i a l a n d R A P a r e m i x e d a n d p l a c e d a s a s i n g l e l a y e r . I n m u l t i p l e p a s s o p e r a t i o n , t h e R A P i s r e - c o m p a c t e d a n d t h e n a n e w w e a r i n g c o u r s e i s l a i d . T h e c o n s t r u c t i o n m e t h o d s a n d a d d i t i v e s a r e d e t a i l e d i n t h e f o l l o w i n g p a r a g r a p h s . A c c o r d i n g t o A s p h a l t R e c y c l i n g a n d R e c l a i m i n g A s s o c i a t i o n ( A R R A ) , f o r h o t i n - p l a c e r e c y c l i n g , t h e p a v e m e n t s h o u l d h a v e t e m p e r a t u r e e q u a l o r g r e a t e r t h a n 5 0 ° F , a n d i t s h o u l d b e f r e e f r o m s t a n d i n g w a t e r . T h e p a v e m e n t s h o u l d a l s o h a v e a g o o d b a s e a n d a r o a d w a y w i d t h o f a t l e a s t 2 0 f e e t . H o t i n - p l a c e c o n s t i t u t e s t h e f o l l o w i n g b a s i c s t e p s : 1 . H e a t a p p l i c a t i o n o f a b o u t 3 5 0 ° F t o 2 2 5 ° F f o r s o f t e n i n g t h e p a v e m e n t 2 . M e c h a n i c a l r e m o v a l o r s c a r i fi c a t i o n o f t h e s o f t e n e d p a v e m e n t 3 . M i x i n g o f R A P w i t h r e c y c l i n g a g e n t s a n d / o r v i r g i n m a t e r i a l 4 . P a v i n g o f t h e r e c y c l e d m i x T h e m a i n m e t h o d i s s u b d i v i d e d i n t o t h r e e s u b m e t h o d s , n a m e l y , s u r f a c e r e c y c l i n g , r e p a v i n g a n d r e m i x i n g . V i r g i n a g g r e g a t e i s a d d e d o n l y i n r e p a v i n g a n d r e m i x i n g . T h e c o n s t r u c t i o n o f t h e s e t h r e e m e t h o d s v a r i e s s l i g h t l y a s d e t a i l e d b e l o w . S u r f a c e r e c y c l i n g i s g e n e r a l l y u s e d t o r e m o v e c r a c k s a n d o t h e r i r r e g u l a r i t i e s f r o m t h e p a v e m e n t s u r f a c e . G e n e r a l l y t h e d e p t h o f t h i s o p e r a t i o n i s 3 % : t o 1 i n c h e s . T h i s 1 4 m e t h o d i n v o l v e s a s i n g l e o r d o u b l e p a s s . I f t h e n e w o v e r l a y i s c o n s t r u c t e d i n a s e p a r a t e o p e r a t i o n , i t i s c a l l e d d o u b l e p a s s , o t h e r w i s e s i n g l e p a s s . A f t e r c o m p a c t i n g t h e r e c y c l e d l a y e r , a s e a l c o a t , m i c r o s u r f a c i n g o r t h i n o v e r l a y c a n b e l a i d i f r e q u i r e d . F i g u r e 2 . 3 t o 2 . 5 s h o w s d i f f e r e n t c o n s t r u c t i o n u n i t s , a p r e h e a t i n g u n i t , a h e a t i n g a n d r e c y c l i n g u n i t a n d a r o l l e r . T h e b a s i c c o n s t r u c t i o n s t e p s f o r t h e p r o c e s s a r e g i v e n b e l o w : 1 . P r e h e a t i n g t h e p a v e m e n t 2 . H e a t i n g t h e p a v e m e n t 3 . S c a r i fi c a t i o n o r m i l l i n g 4 . C o l l e c t i o n o f R A P a n d m i x i n g i t w i t h p r e d e t e r m i n e d q u a n t i t y o f r e c y c l i n g a g e n t 5 . P l a c e m e n t o f r e c y c l e d m i x a n d c o m p a c t i o n P r o p a n e g a s t a n k H e a t d e fl e c t o r s S c a r i f y i n g t e e t h ( n o t u s e d ) R a d i a n t h e a t e r M e t a l w h e e l F i g u r e 2 . 3 P r e h e a t i n g u n i t P r o p a n e g a s t a n k H e a t S p r a y b a r t o a p p l y d e fl e c t o r s r e j u v e n a t o r R a d i a n t H e a t e / r S c a r i f y i n g , / t e e t h A u g e r t o d i s t r i b u t e m i x t u r e F i g u r e 2 . 4 H e a t i n g a n d r e c y c l i n g u n i t 1 5 F i g u r e 2 . 5 R u b b e r — t i r e d r o l l e r s T h e p r e h e a t i n g u n i t , s t a r t s h e a t i n g t h e p a v e m e n t . T h i s i s f o l l o w e d b y h e a t i n g a n d r e c y c l i n g u n i t , w h i c h h e a t s t h e p a v e m e n t t o a b o u t 3 5 0 ° F t o 2 2 5 ° F . G e n e r a l l y t w o s e t s o f h e a t e r a r e u s e d f o r t h e p r o c e s s . T h i s u n i t a l s o s c a r i fi e s t h e h e a t e d p a v e m e n t w i t h t h e h e l p o f m u l t i p l e l o a d e d s p r i n g m o u n t e d s c a r i fi e r s . R e j u v e n a t o r s a r e g e n e r a l l y a d d e d d u r i n g t h e p r o c e s s ; h o w e v e r , n e w a g g r e g a t e s a r e n o t a d d e d . A f t e r s e a r i fi c a t i o n , a g e d a n d o x i d i z e d b i n d e r c a n b e r e s t o r e d b y a d d i n g r e j u v e n a t i n g a g e n t s d u r i n g t h e m i x i n g p r o c e s s . S o m e t i m e s t h e y a r e a l s o a d d e d b e f o r e s c a r i fi c a t i o n , i n s u c h c a s e s t h e s c a r i fi e r s , s c a r i fi e s a s w e l l a s m i x e s t h e a d d i t i v e s u n i f o r m l y . I n r a r e c a s e s , a d d i t i v e s a r e a d d e d l i k e f o g c o a t a f t e r c o m p a c t i o n o f t h e r e c y c l e d p a v e m e n t . T h e r a t e o f t h e a p p l i c a t i o n o f t h e r e j u v e n a t i n g a g e n t s g e n e r a l l y r a n g e s f r o m 0 t o . 6 g a l l o n s / s q . y a r d . A f r e e fl o a t i n g s c r e e d a t t a c h e d t o h e a t i n g a n d r e c y c l i n g u n i t i s u s e d t o p l a c e a n d l e v e l t h e r e c y c l e d m i x a s s h o w n i n F i g u r e 2 . 4 . M o d i fi e d H M A p a v e r s c a n b e a l s o u s e d f o r t h e s a m e p u r p o s e . T h e r e c y c l e d m i x i s fi n a l l y c o m p a c t e d w i t h t r a d i t i o n a l c o m p a c t o r s o r r o l l e r s . T h i s c o m p l e t e s t h e c o n s t r u c t i o n p r o c e s s o f s u r f a c e r e c y c l i n g , a n d t r a f fi c c a n r e s u m e a s s o o n a s t h e p a v e m e n t c o o l s d o w n . T h e r e p a v i n g m e t h o d i s v e r y s i m i l a r t o s u r f a c e r e c y c l i n g . T h e o n l y d i f f e r e n c e i s t h a t i n r e p a v i n g , n e w H M A o v e r l a y i s l a i d s i m u l t a n e o u s l y w i t h s u r f a c e r e c y c l i n g . T h i s m e t h o d c a n b e u s e d t o c u r e m i n o r r u t t i n g , r a v e l i n g a n d / o r c r a c k i n g . T h e c o n s t r u c t i o n s t e p s a r e t h e s a m e a s s u r f a c e r e c y c l i n g ; t h e o n l y a d d i t i o n i s t h e p l a c e m e n t o f a n e w H M A l a y e r a f t e r s u r f a c e r e c y c l i n g . T h e p a v e m e n t i s h e a t e d t o a b o u t 3 7 0 ° F a n d t h e t e m p e r a t u r e o f t h e p a v e m e n t a t t h e t i m e o f o v e r l a y i n g i s a b o u t 2 0 0 ° F . T h e c o n s t r u c t i o n c a n b e d o n e i n s i n g l e o r m u l t i p l e p a s s e s . I n s i n g l e p a s s m e t h o d , t h e l a s t e q u i p m e n t w h i c h i s h e a t i n g u n i t , a l s o p l a c e s n e w H M A o v e r l a y o v e r t h e r e c y c l e d m i x . T h e n e w H M A i s c o n v e y e d b y s t a n d a r d t a n d e m a x l e h a u l t r u c k . B o t h l a y e r s a r e t h e n c o m p a c t e d s i m u l t a n e o u s l y . I n c a s e o f m u l t i p l e p a s s e s , a s e p a r a t e u n i t p a v e s t h e o v e r l a y . T h e p a v i n g o f n e w H M A i s d o n e a c c o r d i n g t o H M A c o n s t r u c t i o n p r o c e d u r e . T h e n a s a fi n a l s t e p b o t h l a y e r s a r e c o m p a c t e d . S p e c i a l m i x , l i k e p o l y m e r m o d i fi e d m i x e s c a n b e a l s o u s e d i n s t e a d o f H M A o v e r l a y . T h e m e t h o d c a n s u c c e s s f u l l y c o n s t r u c t r e c y c l e d l a y e r a n d o v e r l a y l a y e r s , e a c h o f 1 — 2 i n c h t h i c k . R e p a v i n g c a n b e u s e d w h e n c o n v e n t i o n a l H M A i s n o t f e a s i b l e o r w h e n a v e r y t h i n H M A o r s p e c i a l t y m i x i s r e q u i r e d . H M A w e a r i n g c o u r s e o f 0 . 5 i n c h c a n b e a l s o a c h i e v e d b y t h e m e t h o d . T h e fi n a l m e t h o d , r e m i x i n g , i s u s e d w h e n a d d i t i o n o f v i r g i n a g g r e g a t e a n d / o r n e w H M A i s n e e d e d . R e m i x i n g c a n i m p r o v e a s p h a l t b i n d e r c o n t e n t , a g g r e g a t e g r a d a t i o n a n d o t h e r m i x p r o p e r t i e s . T h e r e m i x e d l a y e r c a n f u n c t i o n a s a w e a r i n g c o u r s e a s w e l l . T h i s m e t h o d i n c l u d e s t h e f o l l o w i n g c o n s t r u c t i o n s t e p s : 1 . P r e h e a t i n g t h e p a v e m e n t 2 . H e a t i n g t h e p a v e m e n t 1 7 3 . S c a r i f y i n g o r m i l l i n g 4 . C o l l e c t i n g t h e R A P a n d m i x i n g i t w i t h p r e d e t e r m i n e d q u a n t i t y o f r e c y c l i n g a g e n t , v i r g i n a g g r e g a t e s a n d / o r b i n d e r i n t h e p u g m i l l 5 . P l a c i n g t h e r e c y c l e d m i x a n d c o m p a c t i o n T h e p r o c e s s i s s e q u e n t i a l l y d e p i c t e d i n F i g u r e 2 . 6 . F i r s t m i x e r R e j u v e n a t o r R o l l e r S c a r i fi e r . N e w m i x L P G i n f r a r e d _ h e a t e r S e c o n d m i x e r H e a t i n g S c a r i f y i n g R e j u v e n a t i n g M i x i n g L e v e l i n g C o m p a c t i n g F i g u r e 2 . 6 C o n c e p t o f r e m i x i n g m e t h o d T h e b a s i c c o n s t r u c t i o n u n i t s a r e t h e s a m e a s s u r f a c e r e c y c l i n g . T h e p a v e m e n t i s h e a t e d t o a t e m p e r a t u r e o f a b o u t 1 8 5 ° F t o 2 1 9 ° F . T h i s m e t h o d c a n b e p e r f o r m e d i n s i n g l e o r m u l t i p l e p a s s e s . I n s i n g l e p a s s , t h e h e a t e d p a v e m e n t i s s c a r i fi e d t o a d e p t h o f a b o u t 1 t o 2 i n c h e s , w h e r e a s i n m u l t i p l e p a s s e s , t h e p a v e m e n t i s h e a t e d a n d s c a r i fi e d i n l a y e r s . G e n e r a l l y i n m u l t i p l e p a s s e s , s c a r i fi c a t i o n i s d o n e i n t w o t o f o u r l a y e r s o f d e p t h s o f a b o u t 1 . 5 t o 3 i n c h e s . T h e s c a r i fi e d m a t e r i a l i s c o l l e c t e d . R e c y c l i n g a g e n t s a n d v i r g i n a g g r e g a t e s a n d / 0 r b i n d e r i s a d d e d t o R A P i n p r e d e t e r m i n e d q u a l i t y . I t i s m i x e d i n a p u g m i l l o r d r u m m i x i n g p l a n t . A l l t h e a d d i t i v e s a r e a d d e d b e f o r e t h e m a t e r i a l s e n t e r s t h e p u g m i l l , a n d t h e 1 8 r e c y c l i n g a g e n t i s a d d e d fi r s t , t o a l l o w g o o d m i x i n g t i m e . “ T h e r a t e o f m i x i n g r e c y c l i n g a g e n t c a n v a r y f r o m 0 t o 0 . 5 g a l l o n / s q . y a r d a n d t h e a d m i x a d d i t i o n i s l i m i t e d t o 3 0 % b y w e i g h t o f t h e r e c y c l i n g m i x . O f t e n , 1 5 - 2 5 % f r e s h a s p h a l t m i x i s a d d e d t o a c c o u n t f o r r u t s , b u t a d d i t i o n s i n t h e r a n g e o f 0 - 5 0 % a s p h a l t m a t e r i a l h a v e b e e n r e p o r t e d , ” ( R o b e r t 2 0 0 6 ) T w i n s h a f t p u g m i l l o r r o t a r y d r u m m i x e r s a r e s u g g e s t e d b y A R R A t o o b t a i n a g o o d u n i f o r m m i x . T h e m i x t u r e f r o m t h e p u g m i l l o r r o t a r y d r u m i s t h e n l a i d a s a h o m o g e n e o u s m i x w i t h e i t h e r f r e e fl o a t i n g s c r e e d o r s e p a r a t e a s p h a l t p a v e r . T h e t e m p e r a t u r e o f p a v e m e n t a t t h e t i m e o f p a v i n g i s a b o u t 1 1 0 ° F t o 1 3 0 ° F , a n d o f t h e m i x i s a b o u t 2 3 0 ° F t o 2 5 6 ° F , t h i s f o r m s a t h e r m a l b o n d b e t w e e n b o t h l a y e r s . A l s o t h e w i d t h o f h e a t i n g b e d i s e x t e n d e d b e y o n d s c a r i fi c a t i o n w i d t h , s o t h a t w h i l e p a v i n g , a t h e r m a l b o n d c a n b e d e v e l o p e d f o r b e t t e r s t a b i l i t y o f l o n g i t u d i n a l c o n s t r u c t i o n j o i n t . P r e v i o u s l y d i r e c t fl a m e w a s u s e d t o h e a t t h e p a v e m e n t ; h o w e v e r , r e c e n t l y i n f r a r e d h e a t i n g a n d i n d i r e c t r a d i a n t h e a t i n g i s m o r e c o m m o n l y u s e d . “ T h e m e c h a n i s m o f i n f r a r e d h e a t e r c a n b e e x p l a i n e d a s i n f r a r e d h e a t i s c r e a t e d b y h e a t i n g m e t a l p l a t e s u n t i l t h e y r e a c h s u f fi c i e n t l y h i g h t e m p e r a t u r e s . T h e h e a t f r o m t h e m e t a l p l a t e s i s t h e n r a d i a t e d d o w n o n t o t h e s u r f a c e o f t h e p a v e m e n t , ” ( K a r l s s o n & I s a c s s o n 2 0 0 6 ) . A i r h e a t e r s a r e a l s o b e i n g u s e d . M a r t e c r e c y c l i n g c o r p o r a t i o n u s e s a i r h e a t i n g i n t h e i r e q u i p m e n t . A r e c y c l i n g p r o j e c t w a s c a r r i e d o u t o n M i s s i s s i p p i i n t e r s t a t e u s i n g t h i s t y p e o f e q u i p m e n t a n d i t w a s c o n c l u d e d t h a t “ a l t h o u g h c o n s t r u c t i o n p r o b l e m s w e r e e n c o u n t e r e d , i t h a s b e e n s h o w n t h a t t h i s e q u i p m e n t c a n a d e q u a t e l y h e a t a n e x i s t i n g H M A p a v e m e n t t o p e r m i t h o t i n p l a c e r e c y c l i n g t o a d e p t h o f 5 0 m m ( 2 i n c h ) ” ( C r a w l e y 1 9 9 9 ) . T h e p r o b l e m w i t h H I R h a s b e e n h e a t a n d s m o k e e m i s s i o n s . T h e g a s e o u s h y d r o c a r b o n a n d p a r t i c u l a t e e m i s s i o n s m a y d i s t u r b t h e s u r r o u n d i n g a i r q u a l i t y . H o w e v e r 1 9 n e w e q u i p m e n t s a r e a v a i l a b l e t h a t s o l v e t h e p r o b l e m . F o r e x a m p l e P y r o p a v e r 3 0 0 E H I R s y s t e m h a s b u i l t i n e m i s s i o n c o n t r o l s y s t e m . E q u i p m e n t s f r o m o t h e r m a n u f a c t u r e r s a r e a l s o a v a i l a b l e w i t h s i m i l a r f e a t u r e s , f o r e x a m p l e A R 2 0 0 0 S u p e r R e c y c l e r o f M a r t e c r e c y c l i n g c o r p o r a t i o n , E n v i r o P a v e r R 1 0 1 5 o f P a t t e r s o n . T h e s e e q u i p m e n t s u s e a f t e r b u r n e r s , t o b u r n t h e h y d r o c a r b o n s a n d p a r t i c u l a r s e m i t t e d a n d t h u s s o l v e t h e e m i s s i o n p r o b l e m . Q u a l i t y c o n t r o l i n c o n s t r u c t i o n i s a l s o v e r y i m p o r t a n t f o r t h e s u c c e s s o f t h e r e c y c l i n g p r o j e c t . “ Q u a l i t y c o n t r o l f o r H I R c o n s t r u c t i o n s h o u l d b e s i m i l a r t o t h a t u s e d f o r c o n v e n t i o n a l h o t m i x a s p h a l t c o n s t r u c t i o n ” ( B u t t o n e t a 1 . 1 9 9 0 ) . 2 . 2 . 3 C o l d I n - P l a n t R e c y c l i n g C o l d i n — p l a n t a s p h a l t r e c y c l i n g i s a n i n - p l a n t m e t h o d t o r e c y c l e p a v e m e n t w i t h o u t t h e a p p l i c a t i o n o f h e a t . I t i s p e r f o r m e d i n a c o l d c e n t r a l p l a n t h e n c e t h e n a m e d c a l l e d c o l d i n - p l a n t r e c y c l i n g ( C I P R ) . C o l d i n - p l a n t i s u s e d w h e n t h e p r o j e c t s r e q u i r e h i g h r a t e s o f p r o d u c t i o n a n d / o r c l o s e c o n t r o l o f t h e m i x d e s i g n . T h e m e t h o d m a y a l s o b e u s e d w h e n c o l d i n - p l a c e r e c y c l i n g i s n o t f e a s i b l e a n d / o r g o o d q u a l i t i e s o f R A P s t o c k p i l e s a r e a v a i l a b l e . T h e m e t h o d i s u s e d t o c o r r e c t d i s t r e s s e s i n t h e s u r f a c e a n d / o r b a s e l a y e r s s u c h a s r i d e q u a l i t y a n d r e fl e c t i v e c r a c k i n g . H o w e v e r i t i s c o m m o n l y u s e d i n c a s e o f b a s e l a y e r d e fi c i e n c i e s . T h e m e t h o d c a n a l s o b e u s e d f o r p a v e m e n t w i d e n i n g o r t o l o w e r t h e p a v e m e n t p r o fi l e . G e n e r a l l y a f r e s h s u r f a c e c o u r s e i s c o n s t r u c t e d a f t e r r e c y c l i n g . T h e b a s i c c o n s t r u c t i o n s t e p s a r e a s f o l l o w i n g : 1 . R e m o v a l o f e x i s t i n g p a v e m e n t 2 . C r u s h i n g a n d s t o c k p i l i n g 3 . M i x i n g 4 . L a y i n g , a e r a t i o n a n d c o m p a c t i o n 2 0 5 . C a p p i n g w i t h a v i r g i n a s p h a l t l a y e r E x i s t i n g p a v e m e n t c a n b e r e m o v e d b y r i p p i n g a n d t h e n c r u s h e d i n - p l a n t . T h e s t e p s c a n b e r i p p i n g , b r e a k i n g a n d p u l v e r i z i n g i n - p l a c e o r c o l d m i l l i n g f o l l o w e d b y c r u s h i n g a n d s i z i n g i n t h e p l a n t a n d s t o c k p i l i n g f o r f u t u r e u s e . I n - p l a n t u s u a l l y c o n s i s t s o f o n l y a m i x e r a n d c e r t a i n a u x i l i a r y e q u i p m e n t s f o r f e e d i n g t h e a s p h a l t , w a t e r , r e c l a i m e d a s p h a l t p a v e m e n t , a n d a g g r e g a t e t o t h e m i x e r . T h i s m a k e s i t , e a s y t o t r a n s p o r t a n d e r e c t . C o n v e n t i o n a l d r u m p l a n t o r b a t c h p l a n t o r c o n t i n u o u s ( s t a b i l i z a t i o n ) p l a n t m a y b e u s e d f o r m i x i n g ; h o w e v e r , t h e u s e o f c o n t i n u o u s p l a n t i s m o s t c o m m o n . F i g u r e 2 . 7 s h o w s a c o n t i n u o u s p l a n t . I n t h i s p l a n t “ A p o s i t i v e d i s p l a c e m e n t a s p h a l t m e t e r i n g p u m p c o n t r o l s t h e a u t o m a t i c f e e d e r , w h i c h i n t u r n , m e a s u r e a n d g o v e r n t h e fl o w o f m a t e r i a l . ” ( N C A T 1 9 9 7 ) . S o m e t i m e s s c r e e n s a r e p l a c e d b e t w e e n t h e b i n s a n d t h e p u g m i l l t o s t o p t h e e n t r y o f o v e r s i z e d m a t e r i a l . T h e y m a y b e a l s o e q u i p p e d w i t h s t o r a g e s i l o o r b i n f o r s t o r i n g r e c y c l e d m i x a n d t h u s f a c i l i t a t i n g c o n t i n u o u s o p e r a t i o n . F i g u r e 2 . 7 C o n t i n u o u s p l a n t 2 1 T h e r e c y c l e d m i x c a n b e s t o r e d f o r f u t u r e u s e i n b i n s o r s t o c k p i l e s , o r i t c a n b e d i r e c t l y t a k e n t o t h e s i t e f o r l a y i n g . M i x c a n b e l a i d b y c o n v e n t i o n a l a s p h a l t p a v e r i f a e r a t i o n i s n o t r e q u i r e d . I f a e r a t i o n i s r e q u i r e d t o r e d u c e t h e fl u i d c o n t e n t o f t h e m i x , t h e n m o t o r g r a d e r m a y b e u s e d t o g r a d e a s w e l l a s a e r a t e t h e m i x . T h e m e t h o d s f o r c o m p a c t i o n , c u r i n g a n d s u r f a c e a p p l i c a t i o n a r e t h e s a m e a s i n C I R . G e n e r a l l y d e n s e g r a d e d r e c y c l e d m i x i s c o m p a c t e d t o a t h i c k n e s s o f 3 ” o r l e s s , a n d o p e n g r a d e d m i x t o a b o u t 4 ” . T h e m i x d e s i g n p r o c e s s f o r C I P R i s t h e s a m e a s C I R . T h e c o m p o n e n t s o f t h e m i x a r e R A P , v i r g i n a g g r e g a t e ( o p t i o n a l ) , w a t e r ( o p t i o n a l ) a n d a d d i t i v e s . T h e a d d i t i v e s c o m m o n l y u s e d a r e a s p h a l t e m u l s i o n s , f o a m e d a s p h a l t , h y d r a t e d l i m e , fl y a s h , c e m e n t o r a c o m b i n a t i o n o f t h e s e a d d i t i v e s . “ W h e n t h e r e c y c l e d c o l d m i x i s t o b e s t o c k p i l e d f o r l a t e r u s e , a n e m u l s i o n w i t h c u t t e r s , s u c h a s d i e s e l f u e l , m a y b e u s e d . R e j u v e n a t o r s m a y a l s o b e u s e d t o e n h a n c e t h e m i x w o r k a b i l i t y . W h e n t h e r e c y c l e d c o l d m i x i s t o b e p l a c e d i m m e d i a t e l y a q u i c k e r s e t t i n g e m u l s i o n m a y b e u s e d . ” ( A R R A 2 0 0 8 ) . S o m e c o m m e r c i a l r e c y c l i n g a g e n t s b y M a r t i n a s p h a l t c o m p a n y s p e c i a l l y f o r C C R P a r e a s f o l l o w i n g : A E S - 3 0 0 H i g h fl o a t , a n i o n i c a s p h a l t e m u l s i o n , M S - 2 , M S - l a n i o n i c m e d i u m s e t t i n g a s p h a l t e m u l s i o n s , C M S - l c a t i o n i c m e d i u m s e t t i n g a s p h a l t e m u l s i o n , C S S - l c a t i o n i c s l o w s e t t i n g a s p h a l t e m u l s i o n , E T R - l c a t i o n i c e m u l s i fi e d r e j u v e n a t o r o i l , S C M - l a n d S C M - 2 h i g h p e r f o r m a n c e c u t b a c k c o l d m i x a s p h a l t s . O t h e r c o m m e r c i a l p r o d u c t s a r e a l s o a v a i l a b l e a n d c a n b e c h o s e n o n p e r n e e d b a s i s . 2 . 2 . 4 C o l d I n - P l a c e R e c y c l i n g C o l d i n - p l a c e r e c y c l i n g ( C I R ) i s a n i n - p l a c e m e t h o d o f a s p h a l t p a v e m e n t r e c y c l i n g . I n t h i s m e t h o d t h e e x i s t i n g d e t e r i o r a t e d p a v e m e n t i s m i l l e d o r c r u s h e d , a n d 2 2 t h e n r e c y c l e d w i t h o u t t h e a p p l i c a t i o n o f h e a t . T h e r e c y c l e d p a v e m e n t i s l a i d d o w n a s a b a s e c o u r s e , a n d c a p p e d w i t h a v i r g i n a s p h a l t l a y e r . T h e m e t h o d c o u l d b e u s e d t o : C o r r e c t w h e e l r u t s C o r r e c t p o t h o l e s , r a v e l i n g , b l e e d i n g a n d o t h e r i r r e g u l a r i t i e s E l i m i n a t e p r o b l e m o f s h o v i n g a n d p o l i s h e d a g g r e g a t e s E l i m i n a t e l o n g i t u d i n a l , t r a n s v e r s e a n d r e fl e c t i v e c r a c k s “ C o l d i n - p l a e e a s p h a l t r e c y c l i n g h a s d e v e l o p e d f r o m t h e e a r l y 1 9 8 0 3 i n O r e g o n a n d N e w M e x i c o , ” ( M u r p h y & E m e r y 1 9 9 6 ) . B a s i c a l l y C I R c a n b e a p p l i e d t o a p a v e m e n t o f g o o d s t r u c t u r a l c a p a c i t y . T h e m e t h o d c a n b e u s e d t o c o r r e c t a n y s u r f a c e d i s t r e s s . T h e m e t h o d i s c o s t e f f e c t i v e s i n c e n o h e a t i n g i s r e q u i r e d , w h i c h r e s u l t s i n c o n s i d e r a b l e f u e l s a v i n g s . “ T y p i c a l l y c o s t s a v i n g s v a r y f r o m 2 5 % t o 3 3 % o v e r o t h e r e q u i v a l e n t a l t e r n a t i v e s , ” ( A R R A 2 0 0 8 ) . C I R w a s i n i t i a l l y d i v i d e d a s f u l l a n d p a r t i a l d e p t h s r e c y c l i n g . T h e d e p t h o f r e c y c l i n g i s g e n e r a l l y 3 t o 5 i n c h e s . T h e b a s i c c o n s t r u c t i o n s t e p s a r e a s f o l l o w i n g : 1 . 2 . P u l v e r i z a t i o n o f t h e e x i s t i n g p a v e m e n t t o a p a r t i c u l a r d e p t h S i z i n g o f t h e R A P A d d i t i o n o f r e c y c l i n g a g e n t s a n d / o r n e w m a t e r i a l s M i x i n g P l a c e m e n t o f t h e r e c y c l e d m i x C o m p a c t i o n C u r i n g C a p p i n g w i t h a s u r f a c e v i r g i n a s p h a l t c o u r s e 2 3 C I R s h o u l d b e d o n e o n a p a v e m e n t t h a t h a s a g o o d s u b g r a d e . I f t h e s u b g r a d e i s w e a k , c o l d m i l l i n g b e c o m e s d i f fi c u l t a n d t h e m a c h i n e m a y g e t s t u c k . I f a p a v e m e n t s e c t i o n s e l e c t e d a s a c a n d i d a t e f o r C I R b a s e d o n d e t a i l e d p a v e m e n t e v a l u a t i o n , t h e m e t h o d c a n b e p e r f o r m e d b y t w o t y p e s o f c o n s t r u c t i o n u n i t s , n a m e l y , s i n g l e p a s s e q u i p m e n t / s i n g l e m a c h i n e / s i n g l e u n i t t r a i n a n d s i n g l e p a s s e q u i p m e n t t r a i n / m u l t i u n i t t r a i n . “ T h e h e a r t o f t h e s e m a c h i n e s i s a l a r g e m i l l i n g d r u m fi t t e d w i t h t u n g s t e n - t i p p e d s t e e l t e e t h t h a t m a k e s i t p o s s i b l e t o r e c y c l e p a v e m e n t s t h a t i n c l u d e t h i c k a s p h a l t l a y e r s , ” ( L e w i s & C o l l i n g s 1 9 9 9 ) . I n t h e s i n g l e u n i t t r a i n , o n e p i e c e o f e q u i p m e n t i s u s e d t o p u l v e r i z e a n d m i l l t h e p a v e m e n t a n d a l s o t o m i x t h e a d d i t i v e s . S o m e s i n g l e u n i t s a l s o p a v e t h e r e c y c l e d m i x , w h e r e a s s o m e e q u i p m e n t s d e p o s i t t h e r e c y c l e d m i x i n t h e w i n d r o w . T h e r e c y c l e d m i x i s t h e n p a v e d b y a t r a d i t i o n a l a s p h a l t p a v e r . F i g u r e 2 . 8 s h o w s a s i n g l e u n i t t r a i n w h i c h u s e s o n e u n i t t o m i l l , r e c y c l e a n d p a v e . “ S t a b i l i z i n g a g e n t s c a n b e i n j e c t e d d i r e c t l y i n t o t h e m i x i n g c h a m b e r s w h i l e t h e m i l l i n g o p e r a t i o n i s b e i n g c a r r i e d o u t , ” ( L e w i s & C o l l i n g s 1 9 9 9 ) T h e a d v a n t a g e s o f s i n g l e u n i t o p e r a t i o n i n c l u d e : i t s s u i t a b i l i t y f o r u r b a n p r o j e c t s a n d a r e a s w i t h s h o r t t u r n i n g r a d i u s , h i g h p r o d u c t i o n r a t e a n d i t s s i m p l e O p e r a t i o n . B u t t h e m e t h o d h a s t h e l i m i t a t i o n o f s h a l l o w d e p t h o f t r e a t m e n t . T h e s i n g l e p a s s e q u i p m e n t t r a i n / m u l t i u n i t t r a i n h a s d i f f e r e n t u n i t s o r e q u i p m e n t s f o r d i f f e r e n t t a s k s . T h e e q u i p m e n t t r a i n b a s i c a l l y c o n s i s t s o f c o l d m i l l i n g m a c h i n e , c r u s h i n g a n d s c r e e n i n g u n i t , m i x e r a n d p a v e r , w h i c h i s f o l l o w e d b y t h e c o m p a c t o r . T h e u n i t s a r e s h o w n i n F i g u r e 2 . 9 a n d 2 . 1 0 . T h e m i l l i n g m a c h i n e p u l v e r i z e s t h e p a v e m e n t t o p r e c i s e d e p t h a n d w i d t h . T h e s c r e e n i n g u n i t t h e n s c r e e n s t h e R A P a n d l i m i t s t h e 2 4 m a x i m u m a g g r e g a t e s i z e , w h i c h i s g e n e r a l l y 1 . 2 5 i n c h ( A R R A 2 0 0 1 ) . T h e o v e r s i z e d m a t e r i a l i s s e n d t o a c r u s h e r a n d r e - s c r e e n e d . T h e s c r e e n e d R A P i s t h e n m i x e d i n p u g m i l l w i t h a d d i t i v e s . T h e a m o u n t o f a d d i t i v e s i s c o n t r o l l e d b y c o m p u t e r s ( m i c r o p r o c e s s o r c o n t r o l ) , a n d t h u s d i f f e r e n t a d d i t i v e s c a n b e a d d e d s i m u l t a n e o u s l y a n d m i x e d t h o r o u g h l y i n t h e p u g m i l l . T h e p u g m i l l e n s u r e s g o o d c o a t i n g a n d a u n i f o r m r e c y c l e d m i x . R o l l e r C o l d r e c y c l e r 1 0 0 0 C R E m u l s i o n t a n k e r . " S t a b i l i z e d , _ p r e c o m p a c t e d b a s e c o u r s e . V i b r a t i o n U n b o u n d r o a d p a v e m e n t _ T a m p i n g s c r e e d B o u n d r o a d p a v e m e n t M i x e r _ I n j e c t i o n o f e m u l s i o n M i l l i n g d r u m P r o fi l e I n j e c t i n g M i l l i n g a n d p l a c i n g a n d m i x i n g a n d l o o s e n i n g F i g u r e 2 . 8 S i n g l e m a c h i n e 2 5 , 1 ; o n . Q R R R R s t \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ s \ \ \ \ \ \ \ \ \ G r a n u l a r M a t e r i a l D e e p R e c y c l e d L a y e r F i g u r e 2 . 9 M i l l i n g p r o c e s s F i g u r e 2 . 1 0 M u l t i u n i t r e c y c l i n g t r a i n ( A R R A 2 0 0 8 ) T h e r e c y c l e d m a t e r i a l i s t h e n l a i d b y t h e p a v e r a n d fi n a l l y c o m p a c t e d . F i g u r e 2 . 1 1 s h o w s a t r a d i t i o n a l a s p h a l t p a v e r . C o m p a c t i o n c a n b e p e r f o r m e d b y p n e u m a t i c , s t a t i c o r v i b r a t o r y r o l l e r s o r a n y o t h e r c o m b i n a t i o n o f r o l l e r s . A c c o r d i n g t o A R R A a h e a v y p n e u m a t i c r o l l e r o f 2 5 t o n s a n d a s t e e l w h e e l r o l l e r a r e m o s t d e s i r a b l e . 2 6 F i g u r e 2 . 1 1 T r a d i t i o n a l a s p h a l t p a v e r I t i s v e r y i m p o r t a n t t o m o n i t o r t h e m o i s t u r e c o n t e n t o f t h e r e c y c l e d m i x . H i g h m o i s t u r e c a n m a k e t h e m i x u n s t a b l e a n d l o w m o i s t u r e c a n a f f e c t w o r k a b i l i t y . M o i s t u r e c o n t e n t i s v e r y c r i t i c a l f o r p r o p e r c o m p a c t i o n a s w e l l . A e r a t i o n i s g e n e r a l l y r e q u i r e d i n C I R t o r e d u c e t h e m o i s t u r e a n d v o l a t i l e c o n t e n t o f t h e m i x , a n d t h u s m a k e s i t s t a b l e . T h e l a y i n g a n d s p r e a d i n g e q u i p m e n t , w h i c h i s g e n e r a l l y a m o t o r g r a d e r , c a n b e u s e d f o r a e r a t i o n a s w e l l . C t u i n g t i m e i s a l s o v e r y c r i t i c a l f o r t h e s u c c e s s o f a C I R p r o j e c t . N e w w e a r i n g c o u r s e i s l a i d a f t e r t h e r e c y c l e d p a v e m e n t i s s t a b i l i z e d a f t e r c u r i n g . “ I n a t y p i c a l C I R p r o c e s s , t h e c u r i n g p e r i o d r e q u i r e s f o u r t o s e v e n d a y s o f m o d e r a t e l y h o t t e m p e r a t u r e s a n d n o r a i n e v e n t s . I t i s c o m m o n f o r t h e H M A c o n t r a c t o r t o s c h e d u l e t h e H M A o v e r l a y t w o w e e k s a f t e r t h e C I R i s p l a c e d , ” ( H e i t z m a n 2 0 0 7 ) . A c c o r d i n g t o A R R A , t h e a m b i e n t t e m p e r a t u r e s h o u l d b e 5 0 ° F o r m o r e d u r i n g C I R c o n s t r u c t i o n . I t i s a d v i s e d t o c a p t h e c o l d i n - p l a c e r e c y c l e d p a v e m e n t s u s i n g v i r g i n a s p h a l t m i x . S u r f a c e c o u r s e c a n b e d o n e b y c h i p s e a t , h o t b i t u m e n o v e r l a y o r a n y o t h e r t y p e o f l i g h t s u r f a c i n g . 2 7 C h i p s e a l m a y b e d o n e f o r l i g h t t r a f fi c a n d n e w H M A o v e r l a y f o r h e a v y t r a f fi c . T h e m a i n p u r p o s e o f c a p p i n g i s t o i m p r o v e t h e r i d e q u a l i t y . A d d i t i v e s a r e n e e d e d i n C I R t o i m p r o v e t h e s t r u c t u r a l c a p a c i t y o f t h e p a v e m e n t a n d i t s l o n g t e r m p e r f o r m a n c e , b y i m p r o v i n g t h e m i x p r o p e r t i e s . N e w m a t e r i a l ( b i n d e r o r a g g r e g a t e ) m a y o r m a y n o t b e a d d e d a s p e r r e q u i r e m e n t s . T h e b a s i c s t e p s i n C I R m i x d e s i g n a r e a s f o l l o w i n g : 1 . M a t e r i a l e v a l u a t i o n o f R A P 2 . D e t e r m i n a t i o n o f a m o u n t a n d g r a d a t i o n o f v i r g i n a g g r e g a t e s ( i f r e q u i r e d ) 3 . S e l e c t i o n o f t y p e a n d a m o u n t o f a d d i t i v e 4 . D e t e r m i n a t i o n o f p r e m i x m o i s t u r e c o n t e n t 5 . T e s t i n g o f t r i a l m i x e s 6 . E s t a b l i s h m e n t o f m i x M a t e r i a l e v a l u a t i o n c o n s i s t s o f d e t e r m i n a t i o n o f R A P g r a d a t i o n , R A P b i n d e r c o n t e n t a n d a g e d p r o p e r t i e s o f a s p h a l t b i n d e r . B a s e d o n t h e e v a l u a t i o n , t h e t y p e a n d a m o u n t o f n e w b i n d e r i s d e t e r m i n e d , i f r e q u i r e d . P r o p e r t i e s o f t h e b i n d e r , l i k e p e n e t r a t i o n a n d v i s c o s i t y a r e a l s o r e q u i r e d f o r p r o p e r m i x d e s i g n . T h e s e l e c t i o n o f a r e c y c l i n g a g e n t a l s o d e p e n d s o n t h e m a t e r i a l e v a l u a t i o n . R A P g r a d a t i o n i s a f f e c t e d b y t h e fi n e s g e n e r a t e d d u e t o m i l l i n g a n d u n d e r l y i n g l a y e r s . T h u s n e w a g g r e g a t e s m a y b e r e q u i r e d t o p r o v i d e s t a b i l i t y t o t h e m i x a n d t o i n c r e a s e t h e s t r u c t u r a l c a p a c i t y . T h e m o s t c o m m o n r e c y c l i n g a d d i t i v e u s e d i n C I R i s a s p h a l t e m u l s i o n . “ H o w e v e r , l i m e s l u r r y , P o r t l a n d c e m e n t , fl y a s h o r a c o m b i n a t i o n o f t h e s e a d d i t i v e s a r e a l s o u s e d , ” ( A R R A 2 0 0 8 ) . S o m e t i m e s s o f t e r g r a d e s o f a s p h a l t c e m e n t a n d c u t b a c k a s p h a l t s a r e u s e d . E m u l s i o n s a r e u s e d r e a d i l y a s t h e y a r e i n l i q u i d s t a t e a n d h a v e g o o d d i s p e r s i o n i n t h e 2 8 m i x . F o a m e d a s p h a l t c e m e n t s c a n b e a l s o u s e d . S o m e a m o u n t o f w a t e r i s n e e d e d i n C I R t o f a c i l i t a t e a g g r e g a t e c o a t i n g a n d c o m p a c t i o n . T h i s w a t e r m a y b e n a t u r a l l y a v a i l a b l e i n t h e R A P o r a s p a r t o f t h e r e c y c l i n g a g e n t . I t c a n a l s o b e a d d e d i n d i v i d u a l l y b e f o r e t h e r e c y c l i n g a g e n t . T h e s e l e c t i o n o f a p a r t i c u l a r a d d i t i v e i s d e p e n d e n t o n t h e v i s c o s i t y o f t h e R A P , a s p h a l t d e m a n d a n d t i m e - t e m p e r a t u r e d e p e n d e n t i n t e r a c t i o n b e t w e e n t h e a g e d a s p h a l t b i n d e r a n d t h e a d d i t i v e s . “ A t a m b i e n t t e m p e r a t u r e , t h e s o f t e n i n g e f f e c t o f r e c y c l i n g a g e n t i s a t i m e t e m p e r a t u r e d e p e n d e n t p h y s i c o - c h e m i c a l p r o c e s s . T h e r a t e o f r e a c t i o n i s a fi a n c t i o n o f t h e p r o p e r t i e s o f t h e a g e n t a n d t h e a g e o f t h e a s p h a l t c e m e n t , a n d m e c h a n i c a l e f f e c t s o f p h y s i c a l p r o c e s s e s s u c h a s m i x i n g , c o m p a c t i o n , t r a f fi c a n d c l i m a t i c c o n d i t i o n s , ” ( N C A T 1 9 9 7 ) . A s t h e p r o p e r t i e s c h a n g e w i t h m o i s t u r e , t e s t i n g o f t r a i l m i x e s i s d o n e t o d e t e r m i n e t h e i r i n i t i a l a n d fi n a l c u r e p r o p e r t i e s a n d m o i s t u r e s e n s i t i v i t y . 2 . 2 . 4 . 1 A s p h a l t E m u l s i o n “ B i t u m e n e m u l s i o n i s m a n u f a c t u r e d b y e m u l s i f y i n g b i t u m e n a n d w a t e r , u s i n g e m u l s i f y i n g a g e n t s . U s u a l l y t h e e m u l s i o n c o n t a i n s a p p r o x i m a t e l y 6 0 % o f b i t u m e n a n d 4 0 % o f w a t e r , ” ( L e w i s & C o l l i n g s 1 9 9 9 ) . A c c o r d i n g t o A R R A , a s p h a l t e m u l s i o n i s a d d e d a t t h e r a t e o f 1 t o 3 % b y w e i g h t o f t h e R A P . E m u l s i o n s c a n b e e i t h e r a n i o n i c o r c a t i o n i c . A n i o n i c e m u l s i o n s u s e d i n C I R a r e [ l ] : M S - 2 ( m e d i u m s e t t i n g ) , M S - 2 h , H F M S - 2 ( h i g h fl o a t m e d i u m s e t t i n g ) , H F M S - 2 h , H F M S - Z S , S S - l ( s l o w s e t t i n g ) a n d S S l h . C a t i o n i c e m u l s i o n s a r e : C M S - 2 , C M S - Z h , C S S - l a n d C S S - l h . T h e s e l e c t i o n o f a p a r t i c u l a r a s p h a l t e m u l s i o n d e p e n d s o n t h e a g g r e g a t e g r a d a t i o n , v i s c o s i t y r e q u i r e m e n t s o f t h e m i x a n d s e t t l i n g r a t e r e q u i r e m e n t s . F o r e x a m p l e m e d i u m s e t t i n g e m u l s i o n s a r e u s e d f o r o p e n o r c o a r s e g r a d e d m a t e r i a l a n d s l o w s e t t i n g f o r d e n s e g r a d e d m i x o r f o r m i x w i t h 2 9 m o r e fi n e s . S S c a n b e a l s o u s e d w h e n l o w v i s c o s i t y o f t h e m i x i s r e q u i r e d . P o l y m e r m o d i fi e d a s p h a l t e m u l s i o n c a n b e u s e d f o r b e t t e r s t r e n g t h . “ M o r e r e c e n t l y p o l y m e r m o d i fi e d a s p h a l t e m u l s i o n s h a v e b e e n u s e d t o t a k e a d v a n t a g e o f t h e g r e a t e r d u r a b i l i t y , g r e a t e r r e s i s t a n c e t o c r a c k i n g a n d l o w e r t e m p e r a t u r e s u s c e p t i b i l i t y i m p a r t e d b y p o l y m e r s . ” ( T h o m a s e t a l . 2 0 0 0 ) . T h e m a i n a d v a n t a g e o f a s p h a l t e m u l s i o n i s t h a t “ i t p r o d u c e s a fl e x i b l e , f a t i g u e r e s i s t a n t l a y e r t h a t i s n o t p r o n e t o c r a c k i n g . O n c e f u l l y c u r e d , e m u l s i o n t r e a t e d m a t e r i a l i s r e s i s t a n t t o i n g r e s s o f m o i s t u r e . ” ( L e w i s & C o l l i n g s 1 9 9 9 ) . H o w e v e r i f t h e i n - s i t u m o i s t u r e c o n t e n t s a r e h i g h , t h e u s e o f e m u l s i o n s c a n b e a p r o b l e m a t i c . 2 . 2 . 4 . 2 F o a m e d A s p h a l t “ F o a m e d b i t u m e n , a l s o r e f e r r e d t o a s e x p a n d e d b i t u m e n , i s a h o t b i t u m i n o u s b i n d e r w h i c h h a s b e e n t e m p o r a r i l y c o n v e r t e d f r o m a l i q u i d t o a f o a m s t a t e b y t h e a d d i t i o n o f a s m a l l p e r c e n t a g e o f w a t e r ( t y p i c a l l y 2 % ) , ” ( M u t h e n 1 9 9 8 ) . “ C o n t r o l l e d fl o w o f c o l d w a t e r i s i n t r o d u c e d i n t o a h o t a s p h a l t s t r e a m , p a s s e d t h r o u g h a s u i t a b l e m i x i n g c h a m b e r , a n d t h e n d e l i v e r e d t h r o u g h a n a p p r o p r i a t e n o z z l e a s a s p h a l t f o a m , ” ( K i m & L e e 2 0 0 6 ) . T h e i n j e c t i o n o f w a t e r i n h o t a s p h a l t r e s u l t s i n i n s t a n t a n e o u s f o a m i n g . T h i s f o a m e d a s p h a l t h a s a l a r g e a r e a a n d l o w v i s c o s i t y w h i c h m a k e s i t a d e s i r a b l e a d d i t i v e . F i g u r e 2 . 1 2 e x p l a i n s t h e p r o c e s s o f a s p h a l t f o a m i n g , i n w h i c h h o t a s p h a l t i s m i x e d w i t h c o l d w a t e r a n d a i r a t p a r t i c u l a r p r e s s u r e s . T h i s r e s u l t s i n f o a m i n g a n d e x p a n s i o n . O t h e r a d v a n t a g e s o f f o a m e d a s p h a l t a r e ( M u t h e n 1 9 9 8 ) : 0 I n c r e a s e s s h e a r s t r e n g t h a n d r e d u c e m o i s t u r e s u s c e p t i b i l i t y o f g r a n u l a r m a t e r i a l s . I t i s a l s o fl e x i b l e a n d f a t i g u e r e s i s t a n t . C F a c i l i t a t e s c o n s t r u c t i o n i n c o l d w e a t h e r a n d a l s o l i g h t r a i n s 3 O o A l l o w s w o r k a b i l i t y f o r e x t e n d e d t i m e p e r i o d s F o a m e d A s p h a l t B i n d “ F i g u r e 2 . 1 2 P r o c e s s o f a s p h a l t f o a m i n g ( K i m , 2 0 0 6 ) E x p a n s i o n r a t i o a n d h a l f l i f e a r e t w o t e r m s t h a t c h a r a c t e r i z e f o a m e d a s p h a l t . “ T h e e x p a n s i o n r a t i o o f t h e f o a m i s d e fi n e d a s t h e r a t i o b e t w e e n t h e m a x i m u m v o l u m e a c h i e v e d i n t h e f o a m s t a t e a n d t h e fi n a l v o l u m e o f t h e b i n d e r o n c e t h e f o a m h a s d i s s i p a t e d . T h e h a l f - l i f e i s t h e t i m e , i n s e c o n d s , b e t w e e n t h e m o m e n t t h e f o a m a c h i e v e s m a x i m u m v o l u m e a n d t h e t i m e i t d i s s i p a t e s t o h a l f o f t h e m a x i m u m v o l u m e , ” ( M u t h e n 1 9 9 8 ) . T h e p r o p e r t i e s o f f o a m e d a s p h a l t r e c y c l e d m i x d e p e n d s o n f o a m i n g w a t e r c o n t e n t , t e m p e r a t u r e , a s p h a l t c o n t e n t , a g g r e g a t e g r a d a t i o n o f R A P a n d c u r i n g . B a s e d o n t h e s e l e c t e d a s p h a l t b i n d e r , o p t i m u m f o a m i n g w a t e r c o n t e n t a n d t e m p e r a t u r e c a n b e s e l e c t e d t o o b t a i n m a x i m u m e x p a n s i o n r a t i o a n d h a l f l i f e . F o r e x a m p l e f r o m a l a b o r a t o r y s t u d y d o n e b y K i m a n d L e e , 2 0 0 6 , “ f o r t h e P G 5 2 - 3 4 a s p h a l t h i n d e r , t h e f o a m i n g t e m p e r a t u r e o f 1 7 0 ° C w a s s e l e c t e d w i t h o p t i m u m f o a m i n g w a t e r c o n t e n t o f 1 . 3 % . ” A c c o r d i n g t o A R R A , o p t i m u m f o a m e d a s p h a l t c o n t e n t c a n b e d e t e r m i n e d b y M a r s h a l l 3 1 S t a b i l i t y i n d r y a n d w e t c o n d i t i o n s , i n d i r e c t t e n s i l e s t r e n g t h i n d r y a n d w e t c o n d i t i o n s a n d r e s i l i e n t m o d u l u s t e s t i n g . 2 . 2 . 4 . 3 H y d r a t e d L i m e L i m e c a n b e u s e d a s h y d r a t e d l i m e s l u r r y o r i n d r y f o r m a s a n a d d i t i v e i n C I R . A c c o r d i n g t o A R R A t h e a d d i t i o n o f l i m e v a r i e s f r o m 1 t o 3 % b y w e i g h t o f t h e R A P . H y d r a t e d l i m e g i v e s e a r l y s t r e n g t h a n d m o i s t u r e r e s i s t a n c e t o t h e r e c y c l e d m i x . “ T o p r e p a r e 1 L o f h y d r a t e d l i m e s l u r r y f r o m q u i c k l i m e , 2 7 7 . 4 g o f C a O i s m i x e d w i t h 9 2 4 . 6 g o f w a t e r . T h e s o l i d c o n t e n t i n t h e s l u r r y i s b e t w e e n 3 0 t o 3 5 % . ” ( C r o s s 1 9 9 9 ) . T h e p r o p o r t i o n c a n v a r y d e p e n d i n g o n t h e d e s i g n r e q u i r e m e n t s , b u t t h e e x a m p l e g i v e s a n a d d i t i v e u s e d i n K a n s a s U S - 2 8 3 p r o j e c t . L i m e c a n b e a l s o u s e d w i t h a s p h a l t e m u l s i o n i n t h e f o r m o f h o t l i m e s l u r r y ( H L S ) . H L S r e s u l t s i n b e t t e r m a t e r i a l p r o p e r t i e s o f t h e r e c y c l e d m i x . T h e a d d i t i o n o f i n c r e a s e d t h e u n i t w e i g h t , t h e t e n s i l e s t r e n g t h , a n d t h e r e s i l i e n t m o d u l u s , r e g a r d l e s s o f t h e a s p h a l t e m u l s i o n ( C r o s s 1 9 9 9 ) . 2 . 2 . 4 . 4 F l y A s h F l y a s h i s t h e r e s i d u e c o l l e c t e d f r o m t h e c o m b u s t i o n o f c o a l a n d i s o n e o f t h e a d d i t i v e s i n C I R . A c c o r d i n g t o A R R A t h e a p p l i c a t i o n r a t e f o r fl y a s h v a r i e s f r o m 5 t o 1 2 % o f t h e w e i g h t o f t h e R A P . C l a s s C fl y a s h i s r e c o m m e n d e d b y A R A . G e n e r a l l y fl y a s h i s a p p l i e d p r i o r t o t h e r e c y c l i n g t r a i n b y a d r y s p r e a d i n g u n i t . “ F l y a s h i s f o u n d t o p r e v e n t e a r l y r u t t i n g a n d r a v e l i n g , e s p e c i a l l y w h e n t r a f fi c w a s a l l o w e d o n t h e C I R p r o j e c t b e f o r e t h e o v e r l a y w a s p l a c e d ” ( T h o m a s e t a l . 2 0 0 0 ) . T h o m a s e t a l . a l s o r e p o r t e d t h a t fl y ' a s h d o e s n o t h a v e a s g o o d t h e r m a l r e l a x a t i o n p r o p e r t i e s a s a s p h a l t e m u l s i o n s . T h i s m a y r e s u l t i n s t i f f e r a s p h a l t , w h i c h b e c o m e s b r i t t l e i n c o l d t e m p e r a t u r e s a n d c a u s e s c r a c k i n g . “ T o i n c r e a s e t h e s t a b i l i t y o f t h e C I R m i x , t h e p r o c e s s w i l l r e q u i r e a d r y s t a b i l i z i n g a g e n t 3 2 l i k e c e m e n t o r fl y a s h . H o w e v e r , m a k i n g t h e C I R m i x t u r e s t i f f e r w i l l a l s o r e d u c e t h e r e s i s t a n c e o f t h e m i x t o r e fl e c t i v e c r a c k i n g . A n o t h e r o p t i o n m a y b e t h e u s e o f a p o l y m e r m o d i fi e d a s p h a l t e m u l s i o n . ” ( H e i t z m a n 2 0 0 7 ) . I n t h e s t u d y o f U S - 2 8 3 i n K a n s a s , t h e s e v e r i t y o f l o n g i t u d i n a l c r a c k s w i t h fl y a s h r e c y c l e d l a y e r w a s m o r e t h a n t h a t w i t h a s p h a l t e m u l s i o n a d d i t i v e . “ T h i s i n d i c a t e s a g r e a t e r t e n d e n c y f o r f a t i g u e a s s o c i a t e d d a m a g e . T h e t e n d e n c y o f t h e fl y a s h s e c t i o n f o r g r e a t e r f a t i g u e d a m a g e i s i n d i c a t e d b y t h e g r e a t e r s t i f f n e s s a s m e a s u r e d i n s h e a r m o d u l u s t e s t i n g ” ( T h o m a s e t a l . 2 0 0 0 ) . T h u s t h e s e l e c t i o n o f a n y a d d i t i v e m u s t b e a c c o m p l i s h e d b a s e d o n t h o r o u g h p r o j e c t e v a l u a t i o n t o g i v e m a x i m u m b e n e fi t s i n t h e e x i s t i n g c o n d i t i o n s . 2 . 2 . 4 . 5 C e m e n t C e m e n t c a n b e a d d e d p r i o r t o t h e r e c y c l i n g u n i t i n a d r y s t a t e . I t c a n b e a l s o a d d e d i n t h e f o r m o f s l u r r y d i r e c t l y i n t o t h e m i x i n g u n i t o r c a n b e a d d e d b y a s p e c i a l c e m e n t s p r e a d e r a s p a r t o f t h e r e c y c l i n g u n i t . A c c o r d i n g t o A R R A c e m e n t i s g e n e r a l l y a d d e d a t t h e r a t e o f l t o 3 % b y w e i g h t o f t h e R A P . T h e m a i n a d v a n t a g e s o f u s i n g c e m e n t a r e ( L e w i s & C o l l i n g s 1 9 9 9 ) c a s e i n a p p l i c a t i o n a s a p o w d e r o r s l u r r y , g e n e r a l l y l e s s e x p e n s i v e t h a n b i t u m e n o r e m u l s i o n a n d i m p r o v e m e n t i n r e s i s t a n c e t o m o i s t u r e . H o w e v e r i t s m a j o r d r a w b a c k i s t h e p r o b l e m o f s h r i n k a g e c r a c k i n g . T h i s d r a w b a c k c a n b e e l i m i n a t e d b y u s i n g a c o m b i n a t i o n o f c e m e n t a n d a s p h a l t e m u l s i o n a n d b y p r o p e r m i x d e s i g n . T h i s c o m b i n a t i o n h o w e v e r i s m o r e e x p e n s i v e t h a n c e m e n t o r e m u l s i o n . C e m e n t c a n b e a l s o u s e d w i t h f o a m e d b i t u m e n a s a n a d d i t i v e . T h e c h o i c e o f a n a d d i t i v e d e p e n d s o n t h e a v a i l a b i l i t y , a c c e p t a b i l i t y , m a t e r i a l r e q u i r e m e n t a n d p r i c e . T a b l e 2 . 1 p r o v i d e s a s u m m a r y o f t h e p r o c e s s a n d b e n e fi t s o f c o l d m i l l i n g a n d t h e v a r i o u s r e c y c l i n g m e t h o d s . 3 3 T a b l e 2 . 1 S u m m a r y o f c o l d m i l l i n g a n d r e c y c l i n g m e t h o d s - T h e m a t e r i a l i s t h e n m i x e d a n d t h e n r e - p a v e d o n t o t h e r o a d M e t h o d B a s i c O p e r a t i o n B e n e fi t s 0 C a n b e u s e d u p t o 1 0 i n c h e s i n a ‘ _ s i n g l e p a s s C o l d m i l l i n g ( E g g u o i fi c l l l i r fi m g g h i f m b y a 0 S u r f a c e i m p r o v e m e n t s r y g o T h e r o a d w a y i s d r i v a b l e d i r e c t l y a f t e r - T h e e x i s t i n g p a v e m e n t i s h e a t e d , . T r e a t s 3 / , , t o 2 i n c h e s o f s o f t e n e d a n d t h e n m i l l e d o r a v e m e n t a t a t i m e H o t i n - p l a n t s c a r i fi e d t o a d e s i r e d d e p t h . E l i m i n a t e s h a u l i n e x e n s i v e r e c y c l i n g g p 0 T h r e e m a i n t y p e s : s u r f a c e , r e m i x i n g a n d r e p a v i n g C o l d i n - p l a c e r e c y c l i n g - T h e e x i s t i n g p a v e m e n t i s p u l v e r i z e d a n d t h e a d d i t i o n o f r e c y c l i n g a g e n t s o r n e w m a t e r i a l s i s a d d e d - " - T h e m a t e r i a l i s t h e n m i x e d a n d t h e n r e — p a v e d o n t o t h e r o a d 0 G e n e r a l l y t r e a t s 3 t o 6 i n c h e s o f p a v e m e n t a t a t i m e 0 E l i m i n a t e s h a u l i n g e x p e n s i v e 0 M a n y a d d i t i v e s a n d p r o c e d u r e s c a n b e u s e d b a s e d o n v i s c o s i t y o f r e c o v e r e d b i n d e r : a s p h a l t e m u l s i o n , f o a m e d a s p h a l t , fl y a s h , c e m e n t a n d h y d r a t e d l i m e H o t i n - p l a n t r e c y c l i n g — R e c o v e r e d m a t e r i a l i s t r a n s p o r t e d t o t h e p l a n t w h e r e i t i s m i x e d a t h i g h t e m p e r a t u r e s w i t h v i r g i n m a t e r i a l 0 C a n b e u s e d o n a n y t h i c k n e s s o f p a v e m e n t - A g g r e g a t e s a n d b i n d e r a r e b r o k e n . d o w n t o t h e i r o r i g i n a l s t a t e s t o p r o d u c e h i g h q u a l i t y a s p h a l t p a v e m e n t s 0 V e r y l i t t l e m o d i fi c a t i o n i n p l a n t s C o l d i n — p l a n t r e c y c l i n g - R e c o v e r e d m a t e r i a l i s t r a n s p o r t e d t o t h e p l a n t w h e r e i t i s m i x e d w i t h v i r g i n m a t e r i a l w i t h o u t t h e a p p l i c a t i o n o f h e a t 0 C a n b e u s e d o n a n y t h i c k n e s s o f p a v e m e n t 0 U s e d w h e n h i g h p r o d u c t i o n r a t e s a r e n e e d e d 0 U s e d w h e n c l o s e c o n t r o l o f t h e m i x d e s i g n i s n e e d e d 3 4 2 . 3 P A V E M E N T E V A L U A T I O N F O R T H E S E L E C T I O N O F A S P H A L T P A V E M E N T R E C Y C L I N G M E T H O D P a v e m e n t e v a l u a t i o n c o n s i s t s o f t w o a c t i v i t i e s ; d i s t r e s s s u r v e y a n d s t r u c t u r a l e v a l u a t i o n . T h e d a t a f o r t h e d i s t r e s s s u r v e y c a n b e o b t a i n e d u s i n g t w o m e t h o d s : 1 . V i s u a l e x a m i n a t i o n o f t h e p a v e m e n t s u r f a c e b y e i t h e r w a l k i n g a l o n g t h e r o a d o r v i e w i n g p r e v i o u s l y o b t a i n e d p a v e m e n t i m a g e s . 2 . E l e c t r o n i c s e n s o r s t o c o l l e c t t h e l o n g i t u d i n a l a n d t r a n s v e r s e p r o fi l e d a t a t o a s s e s s t h e r i d e q u a l i t y a n d r u t d e p t h s , r e s p e c t i v e l y . T h e p a v e m e n t s t r u c t u r a l e v a l u a t i o n , o n t h e o t h e r h a n d , c o n s i s t s o f a p p l y i n g l o a d t o t h e p a v e m e n t a n d m e a s u r i n g t h e p a v e m e n t r e s p o n s e i n t e r m s o f d e fl e c t i o n s . T h e d e fl e c t i o n d a t a a r e t h e n a n a l y z e d t o d e t e r m i n e t h e m o d u l i o f t h e p a v e m e n t l a y e r s a n d r o a d b e d s o i l s a n d t o a s s e s s t h e v a r i a b i l i t y o f t h e p a v e m e n t s t r u c t u r a l c a p a c i t y a l o n g a n d a c r o s s t h e p a v e m e n t . . R e s u l t s o f t h e p a v e m e n t e v a l u a t i o n a r e u s e d t o d e t e r m i n e w h e t h e r o r n o t t h e p a v e m e n t i s i n n e e d o f r e h a b i l i t a t i o n a n d f o r s e l e c t i o n o f t h e p a v e m e n t r e c y c l i n g m e t h o d s d e s c r i b e d i n S e c t i o n 2 . 2 . T h e l a t t e r s e l e c t i o n i s a l s o b a s e d o n t h e r e s u l t s o f l a b o r a t o r y t e s t i n g o f t h e a s p h a l t c o n c r e t e m a t e r i a l s t o b e s u b j e c t e d t o r e c y c l i n g . 2 . 3 . 1 S u r f a c e D i s t r e s s S u r v e y I n t h e p a v e m e n t c o n d i t i o n s u r v e y , t h e d e t e r i o r a t e d p a v e m e n t i s i n s p e c t e d a n d t h e t y p e s o f d i s t r e s s e s a r e r e c o r d e d a l o n g w i t h t h e i r s e v e r i t y a n d f r e q u e n c y ( e x t e n t ) . T h i s i s t h e fi r s t s t e p o f p r o j e c t e v a l u a t i o n . T h e d i s t r e s s e s i n t h e p a v e m e n t c a n b e d u e t o i n a d e q u a t e s t r u c t u r a l d e s i g n , m a t e r i a l d e fi c i e n c i e s , t r a f fi c e f f e c t s , c o n s t r u c t i o n d e fi c i e n c i e s a n d e n v i r o n m e n t a l e f f e c t s o r a c o m b i n a t i o n t h e r e o f . T h u s i t i s i m p o r t a n t t o 3 5 k n o w t h e p r o b l e m s i n t h e e x i s t i n g p a v e m e n t , a l o n g w i t h t h e c a u s e s o f t h e p r o b l e m , t o b e a b l e t o r e m e d y i t b y u s i n g a p p r o p r i a t e r e c y c l i n g m e t h o d . P a v e m e n t s u r f a c e f r i c t i o n a n d r o u g h n e s s i s a l s o r e c o r d e d a s p a r t o f t h e s u r v e y . T h e s u r v e y c a n b e c a r r i e d o u t m a n u a l l y o r b y a u t o m a t e d s u r v e y e q u i p m e n t s . T h e a u t o m a t e d d e v i c e s a r e b e t t e r a s t h e y g i v e m o r e c o n s i s t e n t m e a s u r e m e n t s , h a v e i n c r e a s e d s a f e t y , l e s s t r a f fi c c o n t r o l r e q u i r e m e n t s a n d i n c r e a s e d s a m p l e s i z e . D i s t r e s s e s o b s e r v e d i n fl e x i b l e p a v e m e n t s c a n b e c l a s s i fi e d a s f u n c t i o n a l o r s t r u c t u r a l d i s t r e s s e s . C o m m o n f u n c t i o n a l d i s t r e s s e s i n fl e x i b l e p a v e m e n t s a r e b l e e d i n g , c o r r u g a t i o n , p o l i s h e d a g g r e g a t e s , r a v e l i n g , r u t t i n g a n d r i d e q u a l i t y . C o m m o n s t r u c t u r a l d i s t r e s s e s a r e a l l i g a t o r o r f a t i g u e c r a c k i n g , b l o c k c r a c k i n g , s l i p p a g e c r a c k i n g , a n d l o n g i t u d i n a l c r a c k i n g ( H u a n g 2 0 0 4 ) . T h e c a u s e s o f t h e s e d i s t r e s s e s c a n b e l o a d , t e m p e r a t u r e , m o i s t u r e , a n d a g e . F o r e x a m p l e , f a t i g u e c r a c k s a n d r u t t i n g i s l o a d r e l a t e d , b l o c k c r a c k i n g i s a g e a n d t e m p e r a t u r e r e l a t e d , s t r i p p i n g a n d s w e l l i n g i s m o i s t u r e r e l a t e d a n d o x i d a t i o n i s a g e r e l a t e d d i s t r e s s . M o r e t h a n o n e c a u s e c a n a l s o c o n t r i b u t e t o a p a r t i c u l a r d i s t r e s s . P a v e m e n t d i s t r e s s e s c a n b e a l s o g r o u p e d a s “ s u r f a c e d e f e c t s , d e f o r m a t i o n , c r a c k i n g , m a i n t e n a n c e p a t c h i n g , b a s e / s u b g r a d e p r o b l e m s , a n d p o o r r i d e / r o u g h n e s s ” ( N C A T 1 9 9 7 ) . L o a d a n d n o n - l o a d r e l a t e d c r a c k s a r e a l l i g a t o r c r a c k i n g , t r a n s v e r s e , l o n g i t u d i n a l a n d s l i p p a g e c r a c k s . R u t t i n g a n d s e t t l e m e n t c a n b e d u e t o t h e a s p h a l t s u r f a c e , t h e b a s e / s u b b a s e l a y e r s a n d t h e r o a d b e d s o i l . T a b l e 2 . 2 s h o w s t h e p o t e n t i a l c a u s e s f o r a p a r t i c u l a r d i s t r e s s . T h e t a b l e i s m o d i fi e d f r o m A R R A 2 0 0 1 . A m a n u a l l i k e “ T e c h n i q u e s f o r P a v e m e n t R e h a b i l i t a t i o n ” o f F H W A , “ D i s t r e s s I d e n t i fi c a t i o n M a n u a l f o r t h e L o n g T e r m P a v e m e n t P e r f o r m a n c e 3 6 P r o j e c t ” o f S H R P , o r a n y o t h e r m a n u a l c a n b e u s e d t o a s s i s t i n i d e n t i fi c a t i o n o f m e c h a n i s m , c a u s e s a n d s e v e r i t y l e v e l s o f t h e o b s e r v e d p a v e m e n t d i s t r e s s e s . T h e d a t a c o l l e c t e d f r o m t h e s u r v e y c a n b e d e p i c t e d i n v a r i o u s f o r m s . “ O n e o f t h e m o s t u s e f u l w a y s i s t o p r e p a r e a s t r i p c h a r t , w h i c h s h o w s t h e v a r i o u s c o n d i t i o n d e fi c i e n c i e s a l o n g t h e p r o j e c t . T h e s e s h o u l d i n c l u d e t h e l o c a t i o n a n d s e v e r i t y o f s u r f a c e d i s t r e s s , r o u g h n e s s a n d s u r f a c e f r i c t i o n a l o n g t h e p r o j e c t ” ( “ T e c h n i q u e s f o r P a v e m e n t ” 1 9 9 8 ) . A l l t h e c a u s e s o f t h e d i s t r e s s e s o b s e r v e d i n t h e p a v e m e n t s h o u l d b e u s e d t o d e c i d e t h e r e c y c l i n g m e t h o d . T a b l e 2 . 3 g i v e s a b a s i c i d e a o f r e c y c l i n g m e t h o d b a s e d o n d i s t r e s s e s ( A R R A 2 0 0 1 ) . A d d i t i o n a l i n f o r m a t i o n i s r e q u i r e d t o q u a n t i f y t h e s e v e r i t y a n d c a u s e s o f d i s t r e s s . F o r t h i s p u r p o s e c o r e s m a y b e e x t r a c t e d f r o m t h e p l a c e o f i n t e r e s t t o o b s e r v e t h e d e p t h o f c r a c k i n g o r s t r i p p i n g . C o r e s a r e e x a m i n e d f o r c r a c k i n i t i a t i o n a n d p r o p a g a t i o n , a s t o p - d o w n c r a c k s w h i c h a r e c a u s e d b y t h e t i r e - p a v e m e n t i n t e r a c t i o n o r b o t t o m - u p c r a c k s w h i c h a r e d u e t o f a t i g u e . C o r e s m a y b e a l s o t e s t e d i n l a b o r a t o r y f o r f u r t h e r i n f o r m a t i o n , i f r e q u i r e d . S o m e t i m e s d i s t r e s s e s o b s e r v e d a r e d u e t o c o n s t r u c t i o n , d r a i n a g e o r e n v i r o n m e n t a l f a c t o r s . T o a n a l y z e t h e s e f a c t o r s t h e h i s t o r i c a l d a t a f r o m c o n s t r u c t i o n a n d m a i n t e n a n c e r e c o r d s , s u r f a c e a n d s u b s u r f a c e d r a i n a g e a n d t h e e n v i r o n m e n t ( t e m p e r a t u r e a n d r a i n f a l l ) s h o u l d b e a s s e s s e d p r e c i s e l y . 2 . 3 . 2 T r a n s v e r s e P r o fi l e ( R u t t i n g ) E v a l u a t i o n P a s t r e s e a r c h h a s s h o w n t h a t t h e w i d t h a n d d e p t h o f t h e r u t c h a n n e l c o u l d b e c o r r e l a t e d t o t h e s e a t o f r u t t i n g . F o r e x a m p l e , a m a n u a l p u b l i s h e d b y t h e A s p h a l t R e c y c l i n g a n d R e c l a i m i n g A s s o c i a t i o n ( A R R A ) ( A R R A 2 0 0 1 ) s t a t e s t h a t , “ T h e w i d t h o f t h e s u r f a c e r u t t i n g i s a n i n d i c a t o r o f w h e r e t h e p a v e m e n t w e a k n e s s m a y b e f o u n d . W i d e r u t s c a n i n d i c a t e d e e p e r s e a t e d w e a k n e s s e s , w h i l e r e l a t i v e l y n a r r o w r u t s c a n i n d i c a t e 3 7 t e n r e u t m c 3 e u v r a t P S n o i t c u r t s n o C l a t n e s m e n 2 s o s r e i r v t n s E i d l a c i c p fi y f 2 t a r s e s s e r t s i d n o d e s a b s e u q i T n h c e t g n i l c y f o s e s u a i t a e s c i A t l 1 r M e p H c o r e n P e t o P d e r e t a 2 b d . d 2 a o e R l / b e l s i i d n a C a 2 3 T S a o b b u S / e s a B . 2 e l b a T n i k n c i a k r c C a r C s e g e l n u e s r e v g n i k c a r C o i s e n u h t i t t a t o u r a P R F T g i t a F 3 8 2 1 B l o c k C r a c k i n g l . . 3 3 N fi m m m N v - t v - t m m — ‘ v - ‘ N N M — ‘ M M N N N M M M N - — « N - — « m - — « N 2 N o t e : 1 9 m o s t l i k e l y , 3 9 l e a s t l i k e l y T h i n H M A T h i c k H M A M i l l i n g H I R C I R o v e r l fl y o v e r l a y C o m b i n a t i o n R e c o n s t r u c t i o n P o t h o l e s 4 3 2 1 4 R u t t i n g B l o c k C r a c k i n g L o n i t u d i n a l C r a c k i n N N V S ‘ V N N N V V ' V V ‘ T r a n s v e r s e C r a c k i n a — ‘ N N N V V n — a v d u — ( v — { I — i M — ‘ ( fi m m v — t V V V V V M u — I — G H — d m v — t l — fl R i d e Q u a l i t y 3 1 N o t e : 1 9 m o s t a p p r o p r i a t e , 4 9 l e a s t a p p r o p r i a t e u p p e r l a y e r w e a k n e s s . ” F u r t h e r , i n a s t u d y s p o n s o r e d b y t h e N a t i o n a l C o o p e r a t i v e H i g h w a y R e s e a r c h P r o g r a m ( N C H R P ) , a p r o c e d u r e f o r d e t e r m i n i n g t h e s e a t o f r u t t i n g w a s d e v e l o p e d ( N C H R P 2 0 0 2 ) . T h e p r o c e d u r e c o n s i s t s o f c a l c u l a t i n g a c r i t i c a l r a t i o w h i c h i s d e fi n e d a s t h e a b s o l u t e v a l u e o f t h e r a t i o o f t h e t o t a l a r e a a b o v e t h e “ p r o fi l e r e f e r e n c e l i n e ” ( p o s i t i v e a r e a ) t o t h e t o t a l a r e a b e l o w t h e “ p r o fi l e r e f e r e n c e l i n e ” ( n e g a t i v e a r e a ) . T h e p r o fi l e r e f e r e n c e l i n e i s d e fi n e d a s t h e l i n e c o n n e c t i n g t h e t w o e n d p o i n t s o f t h e t r a n s v e r s e p r o fi l e m e a s u r e m e n t . F i g u r e 2 . 1 3 d e m o n s t r a t e s t h e p o s i t i v e a n d n e g a t i v e a r e a s , a n d t h e p r o fi l e r e f e r e n c e l i n e o f t h e N C H R P p r o c e d u r e . P o s i t i v e A r e a 1 : ] N e g a t i v e A r e a P r o fi l e r e f e r e n c e l i n e F A m . m - 7 2 0 i n W 7 2 . 0 i n L a n e C e n t e r F i g u r e 2 . 1 3 P o s i t i v e a n d n e g a t i v e a r e a s i n t h e N C H R P p r o c e d u r e I n o r d e r t o d e t e r m i n e t h e s e a t o f r u t t i n g , s e v e r a l c a l c u l a t i o n s h a v e t o b e m a d e i n o r d e r t o s a t i s f y a s e t o f c o n d i t i o n s . T h e f o l l o w i n g c a l c u l a t i o n s n e e d t o b e d e t e r m i n e d : A = A p + A n ( 1 ) R = : 4 2 ( 2 ) A n C 1 = ( — 8 5 8 . 2 1 x D ) + 6 6 7 . 5 8 ( 3 ) 3 9 C 2 = ( — - 1 5 0 9 . 0 x D ) — 2 8 7 . 7 8 ( 4 ) C 3 = ( — 2 1 2 0 . 1 x D ) — — 4 0 7 . 9 5 ( 5 ) W h e r e , A = T o t a l a r e a A p = P o s i t i v e a r e a A n = N e g a t i v e a r e a R = C r i t i c a l r a t i o C 1 = t h e o r e t i c a l a v e r a g e t o t a l a r e a f o r H M A f a i l u r e , m m z ; C 2 = t h e o r e t i c a l a v e r a g e t o t a l a r e a f o r b a s e / s u b b a s e f a i l u r e , m m 2 C 3 = t h e o r e t i c a l a v e r a g e t o t a l . a r e a f o r s u b g r a d e f a i l u r e , m m z ; D = m a x i m u m r u t d e p t h , m W i t h t h e s e c a l c u l a t i o n s k n o w n , fl o w c h a r t s h o w i n F i g u r e 2 . 1 4 c a n b e u s e d t o d e t e r m i n e t h e s e a t o f r u t t i n g . F i n a l l y , F i g u r e 2 . 1 5 c a n b e u s e d a s a n a l t e r n a t i v e t o E q u a t i o n s 3 , 4 , a n d 5 . R a t i o o f t h e p o s i t i v e a r e a o v e r n e g a t i v e a r e a Y e s R a t i o 2 0 . 0 5 ? N o T o t a l a r e a a b o v e a l i n e m i d w a y b e t w e e n a v e r a g e b a s e a n d s u b g r a d e f a i l u r e l i n e s ? O r A > ( C 2 + C 3 ) / 2 T o t a l a r e a a b o v e a l i n e m i d w a y b e t w e e n a v e r a g e H M A a n d b a s e f a i l u r e l i n e s , A N D c u r v a t u r e r e v e r s a l ? o r A > ( C 1 + C 2 ) / 2 N o H M A f a i l u r e B a s e f a i l u r e R o a d b e d f a i l u r e Y e s F i g u r e 2 . 1 4 C o n d i t i o n s f o r d e t e r m i n i n g t h e r u t t i n g s e a t ( N C H R P 2 0 0 2 ) 4 0 . N 4 1 6 9 . 0 = R - - . g m 8 . 7 . 7 . 8 2 — ‘ x 0 \ . 9 0 5 1 - = - “ - t . a - - - - - - - - - - - - . \ 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 3 8 9 - - — 4 1 2 0 0 0 0 A H M A F a i l u r e ( F E M ) — H M A F a i l u r e ( T r e n d ) B a s e F a i l u r e ( F E M ) B a s e F a i l u r e ( T r e n d ) S u b g r a d e F a i l u r e ( F E M ) S u b r a d e F a i l u r e T r e n d 1 0 0 0 0 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - — 1 0 0 0 0 - - - - - \ — 2 0 0 0 0 - - - - - - - - - - - - x t — — — — — f ‘ — 4 § - e 2 ‘ - = 0 . 9 4 9 6 - 4 0 0 0 0 “ - 5 0 0 0 0 ‘ ‘ ~ / ' ( Z r r r u r ) 9 9 1 V m g [ 9 1 0 1 - 6 0 0 0 0 x . - 7 0 0 0 0 0 . 0 5 . 0 1 0 . 0 1 5 . 0 2 0 . 0 2 5 . 0 3 0 . 0 3 5 . 0 4 0 . 0 R u t D e p t h ( m m ) F i g u r e 2 . 1 5 C o r r e l a t i o n o f t h e t y p e o f f a i l u r e a s a f u n c t i o n o f m a x i m u m r u t d e p t h a n d t o t a l r u t a r e a ( N C H R P 2 0 0 2 ) 2 . 3 . 3 N o n - D e s t r u c t i v e D e fl e c t i o n T e s t i n g ( B a c k c a l c u l a t i o n o f L a y e r M o d u l i ) D e s t r u c t i v e o r n o n - d e s t r u c t i v e fi e l d t e s t i n g c a n b e d o n e t o e v a l u a t e t h e s t r e n g t h a n d p r o p e r t i e s o f t h e p a v e m e n t . I n c a s e o f d e s t r u c t i v e t e s t i n g , c o r e s , p r o b e h o l e s o r t e s t p i t s m a y b e u s e d t o e v a l u a t e t h e t h i c k n e s s o f t h e d i f f e r e n t l a y e r s o f t h e p a v e m e n t s t r u c t u r e . T h e y a r e a l s o u s e d t o t e s t t h e s t r e n g t h o f t h e e x i s t i n g p a v e m e n t b y u s i n g D y n a m i c C o n e P e n e t r o m e t e r ( D C P ) , V a n e S h e a r t e s t , C a l i f o r n i a B e a r i n g R a t i o ( C B R ) t e s t , e t c . N o n - d e s t r u c t i v e d e fl e c t i o n t e s t i n g ( N D T ) d a t a c a n a l s o b e u s e d t o e v a l u a t e t h e s t r u c t u r a l c a p a c i t y o f t h e p a v e m e n t . “ I n g e n e r a l , N D T r e f e r s t o a w i d e v a r i e t y o f t e s t s t h a t c a n b e e x e c u t e d o n a n y s t r u c t u r e i n w h i c h n o p h y s i c a l d a m a g e i s i n d u c e d ” ( “ T e c h n i q u e s f o r P a v e m e n t R e h a b i l i t a t i o n ” 1 9 9 8 ) . T h e e q u i p m e n t s u s e d c a n b e d i v i d e d i n t o f o u r c a t e g o r i e s : 9 S t a t i c l o a d d e fl e c t i o n e q u i p m e n t ( s l o w m o v i n g d e v i c e s ) 0 S t e a d y - s t a t e d y n a m i c l o a d d e fl e c t i o n e q u i p m e n t 0 I m p u l s e l o a d d e fl e c t i o n e q u i p m e n t 0 S u r f a c e w a v e p r o p a g a t i o n e q u i p m e n t S t a t i c d e fl e c t i o n d e v i c e s m e a s u r e t h e m a x i m u m d e fl e c t i o n o f t h e p a v e m e n t u n d e r s t a t i c o r s l o w m o v i n g l o a d . C o m m o n d e v i c e s o f t h i s t y p e a r e B e n k e l m a n b e a m , p l a t e l o a d t e s t a n d c u r v a t u r e m e t e r s . T h e s e d e v i c e s a r e c h e a p e r a s c o m p a r e d t o v i b r a t o r y a n d d y n a m i c i m p a c t d e v i c e s b u t a r e l a b o r i n t e n s i v e a n d d o e s n o t s i m u l a t e m o v i n g l o a d . C o m m o n s t e a d y - s t a t e d y n a m i c l o a d d e fl e c t i o n d e v i c e s a r e D y n a fl e c t , R o a d R a t e r a n d W E S h e a v y v i b r a t o r . T h e e q u i p m e n t a p p l i e s a s t a t i c p r e l o a d a n d s i n u s o i d a l v i b r a t i o n t o t h e p a v e m e n t . “ T h e s e d e v i c e s , w h i c h h a v e t h e a b i l i t y t o m e a s u r e t h e d e fl e c t i o n b a s i n , a s 4 2 o p p o s e d t o a s i n g l e p o i n t , a r e g e n e r a l l y e a s y t o o p e r a t e , a c q u i r e d a t a q u i c k l y , a n d h a v e g o o d r e p e a t a b i l i t y , b u t t h e y a r e e x p e n s i v e . I n a d d i t i o n , t h e t e s t l o a d s a p p l i e d t o t h e p a v e m e n t a r e g e n e r a l l y m u c h l o w e r t h a n a c t u a l w h e e l l o a d s , t h u s e x t r a p o l a t i o n o f d a t a i s n e c e s s a r y . ” ( A R R A 2 0 0 1 ) . I m p u l s e l o a d d e f e c t i o n o r D y n a m i c i m p a c t d e v i c e s c o n s i s t s o f e q u i p m e n t s l i k e F a l l i n g W e i g h t D e fl e c t o m e t e r ( F W D ) . “ A w e i g h t i s l i f t e d t o a g i v e n h e i g h t o n a g u i d e s y s t e m a n d t h e n d r o p p e d o n t o a b u f f e r i n g p l a t e o n t h e p a v e m e n t . A t r a n s i e n t i m p u l s e f o r c e , w h i c h c a n b e c h a n g e d b y v a r y i n g t h e m a g n i t u d e o f t h e f a l l i n g w e i g h t o r b y v a r y i n g t h e d r o p h e i g h t i s g e n e r a t ” ( “ T e c h n i q u e s f o r P a v e m e n t ” 1 9 9 8 ) . T h i s m e t h o d s i m u l a t e s m o v i n g w h e e l l o a d b e t t e r t h a n a n y o t h e r m e t h o d . I t i s v e r y r e p e a t a b l e a n d p r o v i d e s d e fl e c t i o n b a s i n i n f o r m a t i o n . T h e d a t a c o l l e c t e d i s f a s t a n d a u t o m a t e d . F i g u r e 2 . 1 6 s h o w s a t y p i c a l F W D . C o m m e r c i a l F W D d e v i c e s a r e D y n a t e s t , K U A B , J I L S a n d P h o n i x f a l l i n g w e i g h t d e fl e c t o m e t e r s . C o r e s a r e t y p i c a l l y c o l l e c t e d f r o m t h e p a v e m e n t i n o r d e r t o g e t a n a c c u r a t e e s t i m a t e o f t h e t h i c k n e s s o f t h e A C l a y e r . F i g u r e 2 . 1 6 D y n a t e s t F W D 4 3 F W D r e c o r d s t h e r e s p o n s e o f t h e p a v e m e n t d u e t o l o a d w h i c h c a n b e u s e d t o b a c k c a l c u l a t e t h e m o d u l u s o f d i f f e r e n t l a y e r s o f t h e p a v e m e n t . T h e s u b g r a d e r e s i l i e n t m o d u l u s a n d t h e p r e s e n c e o f s t i f f l a y e r c a n b e a l s o e s t i m a t e d b a s e d o n t h e d a t a c o l l e c t e d . S o f t w a r e l i k e M I C H B A C K , M O D U L U S , e t c c a n b e u s e d f o r b a c k c a l c u l a t i o n . T h e b a c k c a l u l a t e d m o d u l u s v a l u e s a r e i n d i c a t o r s o f t h e s t i f f n e s s o f t h e p a v e m e n t l a y e r s . T h e i n f o r m a t i o n c o u l d b e u s e d t o a n a l y z e t h e c a u s e s o f o b s e r v e d d i s t r e s s e s a n d t o s e l e c t o r d e s i g n t h e a p p r o p r i a t e p a v e m e n t r e h a b i l i t a t i o n m e t h o d . O n e d i s a d v a n t a g e o f t h e F W D i s t h a t i t i s t h e m o s t e x p e n s i v e N D T e q u i p m e n t . T h e l a s t m e t h o d i s S u r f a c e w a v e p r o p a g a t i o n . I t i s b a s e d o n p r o p a g a t i o n o f s t r e s s w a v e i n e l a s t i c m e d i a . T h e m e t h o d u s e s t h e c o n c e p t t h a t t h e v e l o c i t y o f t h e s t r e s s w a v e s i s a d i r e c t i n d i c a t o r o f t h e s t i f f n e s s o f t h e m a t e r i a l o f d i f f e r e n t p a v e m e n t l a y e r s . T h e i n f o r m a t i o n c a n b e N D T s u r v e y i s g e n e r a l l y d o n e p r i o r t o d e s t r u c t i v e t e s t i n g , i n o r d e r t o i d e n t i f y w e a k p a v e m e n t s e c t i o n s . I f p o s s i b l e , N D T s h o u l d b e c o n d u c t e d i n v a r i o u s s e a s o n s , t o b e a b l e t o e s t i m a t e t h e l a y e r m o d u l i a t d i f f e r e n t m o i s t u r e c o n t e n t s . T h e t e m p e r a t u r e s h o u l d b e r e c o r d e d a t t h e t i m e o f t e s t i n g , t o b e a b l e t o o b t a i n t h e v a l u e o f t h e m o d u l i a t a s t a n d a r d t e m p e r a t u r e . G e n e r a l l y N D T a r e c o n d u c t e d a t a n i n t e r v a l o f 3 0 - 1 5 0 m a l o n g t h e p r o j e c t . T h e N D T d a t a c a n b e u s e d a l o n g w i t h d i s t r e s s , m a t e r i a l , d r a i n a g e a n d s u b g r a d e s o i l t e s t s t o d e t e r m i n e t h e u n i f o r m i t y o f t h e p r o j e c t . T h e r e c o r d e d d e fl e c t i o n v a l u e s c o u l d b e u s e d t o g e n e r a t e d e fl e c t i o n p r o fi l e s , w h i c h g i v e e s t i m a t e s o f t h e l o c a t i o n s o f s t i f f a n d s o f t a r e a s a l o n g t h e p r o j e c t . T h i s i n f o r m a t i o n i s i m p o r t a n t t o s e c t i o n t h e p r o j e c t a n d t o d e c i d e t h e s a m p l i n g p o i n t s . N D T d a t a a r e e x t r e m e l y v a l u a b l e i n a s s e s s i n g ; t h e e n g i n e e r i n g p r o p e r t i e s o f t h e v a r i o u s p a v e m e n t l a y e r s , t h e u n i f o r m i t y o f t h e s t r u c t u r a l 4 4 c a p a c i t y o f t h e p a v e m e n t s e c t i o n a n d i n i d e n t i f y i n g w e a k p a v e m e n t l a y e r s ( H a i d e r e t a l . 2 0 0 8 ) . I f t h e N D T a r e c o n d u c t e d a t d i f f e r e n t l o a d l e v e l s , t h e l i n e a r i t y o f t h e m a t e r i a l r e s p o n s e t o l o a d c a n b e a n a l y z e d . E v a l u a t i o n o f t h e l o a d c a r r y i n g c a p a c i t y o f t h e s u b g r a d e i s a l s o v e r y i m p o r t a n t a s i t s u p p o r t s t h e p a v e m e n t s t r u c t u r e . 2 . 4 M A T E R I A L C H A R A C T E R I Z A T I O N I n o r d e r t o u n d e r s t a n d t h e c h a r a c t e r i z a t i o n o f R A P , t h e a f f e c t s o f t h e p e r c e n t r e c o v e r e d a s p h a l t b i n d e r a n d a g g r e g a t e c o n t e n t s o n t h e r e c y c l e d a s p h a l t m i x t u r e s m u s t b e u n d e r s t o o d . T h e r e a r e m a n y l a b o r a t o r y t e s t s t h a t c a n b e c o n d u c t e d t o e v a l u a t e t h e c h a r a c t e r i s t i c s o f t h e r e c y c l e d b i n d e r a n d a g g r e g a t e . A l s o , t h e s e l a b o r a t o r y t e s t s c a n b e u s e d t o e v a l u a t e c o m b i n a t i o n s o f t h e t w o a n d h o w t h e y b e h a v e w i t h t h e a d d i t i o n o f v i r g i n m a t e r i a l s . I t i s v e r y i m p o r t a n t t o c h a r a c t e r i z e t h e b e h a v i o r o f r e c y c l e d m i x t u r e s b e c a u s e t h e a d d i t i o n o f R A P c h a n g e s t h e m e c h a n i s t i c p r o p e r t i e s o f t h e p a v e m e n t ( D a n i e l a n d L a c h a n c e 2 0 0 4 ) . T h e u n d e r s t a n d i n g o f R A P c h a r a c t e r i s t i c s i s t h e fi r s t s t e p i n i t s p r o p e r 1 1 8 6 . 2 . 4 . 1 M a t e r i a l S a m p l i n g M a t e r i a l s a m p l i n g i s t h e g a t e w a y t o m a t e r i a l c h a r a c t e r i z a t i o n . M a t e r i a l i s s a m p l e d t h r o u g h o u t t h e r e c y c l i n g p r o c e s s a n d i s b r o k e n d o w n i n t h i s l i t e r a t u r e r e v i e w i n t o t w o s e c t i o n s : v i r g i n a g g r e g a t e / b i n d e r a n d r e c l a i m e d p a v e m e n t . V i r g i n m a t e r i a l m i x e d w i t h t h e r e c l a i m e d m a t e r i a l n e e d s t o b e t e s t e d t o a n a l y z e t h e p r o p e r t i e s . V i r g i n a g g r e g a t e s m u s t b e c a r e f u l l y c o l l e c t e d a t q u a r r i e s b e c a u s e t h e a g g r e g a t e s t o c k p i l e s m a y b e s e g r a t e d . P r o p e r m e t h o d s s h o u l d b e u s e d w h e n s a m p l i n g f r o m v i r g i n o r r e c o v e r e d m a t e r i a l s t o c k p i l e s w h i c h i s o u t l i n e d f u r t h e r i n s t o c k p i l i n g o f R A P f o u n d l a t e r i n t h i s s e c t i o n . V i r g i n b i n d e r s a m p l e s m u s t a l s o b e c o l l e c t e d f r o m 4 5 p e t r o l e u m r e fi n e r i e s . “ A l m o s t a l l p a v i n g a s p h a l t b i n d e r u s e d t o d a y i s o b t a i n e d b y p r o c e s s i n g c r u d e o i l ” ( R o b e r t s e l a l . 1 9 9 6 ) . O n c e t h e s e m a t e r i a l s a r e c o l l e c t e d c o m m e n c e m e n t o f l a b o r a t o r y t e s t s c a n b e u t i l i z e d t o d e t e r m i n e t h e i r c h a r a c t e r i s t i c s . T h e s e c o n d t y p e o f s a m p l e d m a t e r i a l i n t h e r e c y c l i n g p r o c e s s i s t h e r e c l a i m e d p a v e m e n t . F o r t h i s m a t e r i a l , t h e r e a r e t w o t y p e s o f s a m p l i n g , r o a d w a y s a m p l i n g a n d s t o c k p i l e s a m p l i n g . P r o p e r r o a d s a m p l i n g w i l l e n s u r e t h a t n e c e s s a r y l a b o r a t o r y t e s t s c a n b e e x e c u t e d a n d t h e m a t e r i a l c h a r a c t e r i s t i c s i n q u e s t i o n c a n b e d e t e r m i n e d . P r o p e r s t o c k p i l e s a m p l i n g c a n a s s u r e t h e e n g i n e e r t h a t t h e s a m p l e i s a r e p r e s e n t a t i v e o f t h e t y p e o f R A P e x p e c t e d i n t h e H M A m i x c o n t a i n i n g R A P . R o a d w a y s a m p l i n g c a n b e d o n e b y t a k i n g c o r e s , s l a b s o r c r u s h e d m a t e r i a l f r o m ' t h e e x i s t i n g p a v e m e n t . H o w e v e r , a w i d e l y e x c e p t e d a n d u s e d m e t h o d i s c o r i n g . C o r e s s h o u l d b e t a k e n r a n d o m l y t h r o u g h o u t t h e p r o j e c t i n o r d e r t o h a v e a b e t t e r r e p r e s e n t a t i o n o f t h e e x i s t i n g m a t e r i a l . T h e a m o u n t o f c o r e s t h a t n e e d t o b e e x t r a c t e d a r e r e l a t i v e t o t h e s i z e o f t h e p r o j e c t , h o w e v e r i t i s r e c o m m e n d e d t h a t a t l e a s t t h r e e c o r e s n e e d s t o b e t a k e n e v e r y l a n e - m i l e ( M c D a n i e l & A n d e r s o n 2 0 0 1 ) . T h e c o r e s c a n b e u s e d t o t e s t f o r a g g r e g a t e g r a d a t i o n , a s p h a l t c o n t e n t a n d b i n d e r p r o p e r t i e s . T h e s e r e c o v e r e d m a t e r i a l p r o p e r t i e s g i v e a n a c c u r a t e i n d i c a t i o n o f t h e t y p e o f R A P t h a t w i l l b e u s e d f o r a n i n - p l a c e r e c y c l i n g m e t h o d . I f m i l l i n g i s u s e d i n t h e r e c y c l i n g p r o c e s s t h e R A P g r a d a t i o n i s l i k e l y a l t e r e d . I t h a s b e e n a c o m m o n p r a c t i c e t o d e v e l o p d e g r a d a t i o n f a c t o r s b a s e d o n e x p e r i e n c e w i t h l o c a l e q u i p m e n t a n d m a t e r i a l s . S t o c k p i l e s a m p l i n g m u s t b e t a k e n w i t h c a u t i o n b e c a u s e o f i n c o n s i s t e n c i e s d u e t o v a r i a b l e p a v e m e n t c o n d i t i o n , s e t t l i n g a n d p i l e m i x i n g . S t o c k p i l e d R A P c o n t a i n s a n y t h i n g t h a t e x i s t e d o n t h e p a v e m e n t b e f o r e r e m o v a l . A d d i t i o n a l m a t e r i a l f r o m m a i n t e n a n c e s u c h 4 6 a s s e a l a n t i s o f t e n f o u n d i n t h e s t o c k p i l e d m a t e r i a l s . O n c e a s t o c k p i l e i s e s t a b l i s h e d , i t o f t e n b e c o m e s s t a g n a t e f o r a p e r i o d o f t i m e a l l o w i n g t h e s t o c k p i l e t o s e t t l e . S e t t l i n g c a u s e s c o a r s e a n d fi n e m a t e r i a l t o s e g r e g a t e w i t h i n t h e p i l e . I t i s r e c o m m e n d e d t o r e m o v e 6 i n c h e s f r o m t h e o u t e r s u r f a c e o f t h e p i l e b e f o r e a n y s a m p l e s a r e t a k e n . A n o t h e r c a u s e o f i n c o n s i s t e n c i e s o f s t o c k p i l e s i s m i x i n g p i l e s f r o m d i f f e r e n t p r o j e c t s . I n o r d e r t o s a v e s p a c e a t p l a n t s , p l a n t o w n e r s t e n d t o m i x R A P ’ s t o g e t h e r . T h i s p r a c t i c e i s h i g h l y d i s c o u r a g e d b e c a u s e i t c a u s e s t o o m u c h v a r i a b i l i t y . M a t e r i a l v a r i a b i l i t y c a u s e s m a n y c o m p l i c a t i o n s i n p r o p e r l y d e s i g n i n g H M A m i x w i t h R A P . V a r i a b i l i t y a l s o m a k e s i t v e r y h a r d f o r c o n t r a c t o r s a n d p l a n t o w n e r s t o m e e t s p e c i fi c a t i o n s o f m i x d e s i g n s . P r o p e r s t o c k p i l i n g p r a c t i c e s a l o n g w i t h c o r r e c t s a m p l i n g w i l l e n a b l e t h e e n g i n e e r t o o b t a i n t h e m o s t a c c u r a t e i n f o r m a t i o n o f t h e R A P ( M c D a n i e l & A n d e r s o n 2 0 0 1 ) . I n o r d e r t o d e s i g n a s p h a l t m i x i n v o l v i n g R A P , t h e e x i s t i n g a g e d b i n d e r p r e p e r t i e s a n d a g g r e g a t e n e e d t o b e q u a n t i fi e d . T h e s e p r o p e r t i e s h e l p i n s e l e c t i n g t h e a p p r o p r i a t e v i r g i n b i n d e r g r a d e a n d i t s q u a n t i t y . A l s o t o s t u d y t h e c h a n g e s o c c u r r i n g i n a s p h a l t a s i t h a r d e n s i n t h e h o t - m i x p l a n t o r r o a d w a y a n d t o d e t e r m i n e t h e a s p h a l t c o n t e n t o f c o r e s a n d m i x e s , a s p h a l t m u s t b e e x t r a c t e d f r o m t h e a g g r e g a t e s . O n c e t h e a s p h a l t i s e x t r a c t e d , t h e r e m a i n d e r a g g r e g a t e c a n t h e n b e t e s t e d f o r i t s g r a d a t i o n a n d p h y s i c a l p r o p e r t i e s , b o t h o f w h i c h a r e e s s e n t i a l t o R A P m i x d e s i g n . T h e m a i n o b s t a c l e t o r e c y c l i n g a s p h a l t b i n d e r i s t h e l a c k o f d e v e 1 0 p e d s c i e n c e o f r e c y c l i n g a g e n t c o m p o s i t i o n a n d , a s a r e s u l t , o p t i m u m a g e n t s a r e n o t a v a i l a b l e . A n e x c e l l e n t r e c y c l i n g a g e n t s h o u l d n o t o n l y b e a b l e t o r e d u c e t h e v i s c o s i t y o f t h e a g e d m a t e r i a l , b u t i t m u s t a l s o b e a b l e t o r e s t o r e c o m p a t i b i l i t y ( B u l l i n e t a l . 1 9 9 5 ) . F u r t h e r m o r e , t h e p r O p e r t i e s o f t h e o l d m a t e r i a l a n d r e c y c l i n g a g e n t m u s t b e c o m p a t i b l e t o 4 7 g i v e b o t h g o o d i n i t i a l p r o p e r t i e s a n d l o n g - t e r m a g i n g c h a r a c t e r i s t i c s , a n d t h u s m u s t b e u n d e r s t o o d . T h e r e f o r e , d e t e r m i n a t i o n o f e x i s t i n g a g e d b i n d e r p r o p e r t i e s i n R A P o r c o r e s r e q u i r e s e x t r a c t i o n a n d r e c o v e r y m e t h o d s f o r d e s i g n i n g a p r o p e r a s p h a l t m i x d e s i g n . T h i s i s a c h i e v e d a l m o s t e x c l u s i v e l y c u r r e n t l y b y e i t h e r t h e c e n t r i f u g e o r r e fl u x p r o c e d u r e a s s p e c i fi e d i n A S T M D 2 1 7 2 . S e v e r a l s t u d i e s o f s o l v e n t s a n d e x t r a c t i o n / r e c o v e r y t e c h n i q u e s h a v e b e e n c o m p l e t e d ( B u r r e t a l . 1 9 9 0 , B u r r e t a l . 1 9 9 1 , C i p i o n e e t a l . 1 9 9 1 , B u r r e t a l . 1 9 9 3 , B u r r e t a l . 1 9 9 4 , P e t e r s o n e t a l . 1 9 9 4 , C h a f fi n e t a l . 1 9 9 5 , L i n e t a l . 1 9 9 5 ) . A l l t h e s e s t u d i e s i n d i c a t e t h a t t h e a s p h a l t e x t r a c t i o n a n d r e c o v e r y p r o c e d u r e i s v i t a l i n d e t e r m i n i n g t h e r h e o l o g i c a l p r o p e r t i e s o f a g e d b i n d e r . A t h o r o u g h l i t e r a t u r e r e v i e w h a s b e e n d o n e t o d e t e r m i n e w h i c h e x t r a c t i o n a n d r e c o v e r y p r o c e d u r e h a s m i n i m a l e f f e c t o n t h e e x t r a c t e d a s p h a l t ( M c D a n i e l e t a l . 2 0 0 0 ) . T h e r e a r e m a n y f a c t o r s a f f e c t i n g e x t r a c t i o n a n d r e c o v e r y p r o c e d u r e s i n c l u d i n g s e l e c t i o n o f s o l v e n t , s a m p l e s i z e t e s t i n g t i m e , a n d t e s t i n g p r e c i s i o n . E x t r a c t i o n p r o c e d u r e s f o r r e m o v i n g a s p h a l t f r o m a g g r e g a t e i n a n a s p h a l t m i x t u r e t y p i c a l l y f o l l o w t h e m e t h o d s l i s t e d i n A S T M D 2 1 7 2 , Q u a n t i t a t i v e E x t r a c t i o n o f B i t u m e n f r o m B i t u m i n o u s P a v i n g M i x t u r e s . T h e r e a r e fi v e t e s t m e t h o d s l i s t e d a s M e t h o d s A t h r o u g h E . M e t h o d A ( C e n t r i f u g e E x t r a c t i o n ) i s t h e m o s t c o m m o n e x t r a c t i o n p r o c e d u r e u s e d b y a s p h a l t t e s t i n g l a b o r a t o r i e s . M a n y l a b o r a t o r i e s a l s o u s e M e t h o d B ( R e fl u x E x t r a c t i o n ) . M e t h o d s C a n d D i a r e v a r i a t i o n s o f t h e r e fl u x e x t r a c t i o n m e t h o d s . M e t h o d E ( V a c u u m E x t r a c t i o n ) i s a n o p t i o n a s a t h i r d e x t r a c t i o n t e c h n i q u e . R e c o v e r y o f a s p h a l t b i n d e r f r o m s o l u t i o n c a n b e o b t a i n e d b y u s i n g A S T M D 1 8 5 6 s t a n d a r d . T h i s p r o c e d u r e i s b a s e d o n A b s o n M e t h o d . T h i s t e s t w a s i n t r o d u c e d i n 1 9 3 3 a n d h a s b e e n t h e p r i n c i p a l r e c o v e r y t e c h n i q u e u s e d b y t e s t i n g l a b o r a t o r i e s . S i n c e t h e 4 8 1 9 7 0 ’ s a s e c o n d r e c o v e r y p r o c e d u r e h a s b e e n i n t r o d u c e d b y s o m e t e s t i n g l a b o r a t o r i e s . T h i s A S T M D 5 4 0 4 m e t h o d i s t i t l e d , R e c o v e r y o f A s p h a l t f r o m S o l u t i o n U s i n g t h e R o t a v a p o r A p p a r a t u s , n a m e d f o r i t s u s e o f a r o t a r y e v a p o r a t o r a s t h e r e c o v e r y e q u i p m e n t . U n f o r t u n a t e l y , a l l p r e v i o u s m e t h o d s s h o w p o o r p r e c i s i o n a n d u n k n o w n a c c u r a c y i n m e a s u r i n g t h e c h e m i c a l a n d p h y s i c a l p r o p e r t i e s o f t h e e x t r a c t e d a s p h a l t ( B u r r e t a l . 1 9 9 3 ) . I t i s l i k e l y t h a t t h e e r r o r i n e x t r a c t e d a s p h a l t p r o p e r t i e s o r i g i n a t e s f r o m t h e f o l l o w i n g p r o b l e m s : 1 . A s p h a l t i s n o t c o m p l e t e l y o r c o n s i s t e n t l y e x t r a c t e d f r o m t h e a g g r e g a t e ; 2 . R e s i d u a l s o l v e n t i s l e f t i n t h e a s p h a l t a f t e r r e c o v e r y ; a n d 3 . R e a c t i o n o f a s p h a l t w h i l e i n s o l u t i o n - s o l v e n t a g i n g - c a n a l t e r p r o p e r t i e s d u r i n g b o t h e x t r a c t i o n a n d r e c o v e r y . A s a p a r t o f t h e S H R P , r e s e a r c h e r s a t T e x a s A & M U n i v e r s i t y e x p l o r e d a s p h a l t e x t r a c t i o n a n d r e c o v e r y p r o c e d u r e s . T h e i r r e s e a r c h l e d t o t h e d e v e l o p m e n t o f a n e w e x t r a c t i o n p r o c e s s w i t h a m o d i fi e d r e c o v e r y p r o c e d u r e . S e v e r a l r e v i e w e d p a p e r s d e t a i l e d t h e fi n d i n g o f t h e i r r e s e a r c h ( B u r r e t a l . 1 9 9 0 , B u r r e t a 1 . 1 9 9 1 , C i p i o n e e t a l . 1 9 9 1 , B u r r e t a l . 1 9 9 3 , B u r r e t a l . 1 9 9 4 , P e t e r s o n e t a 1 . 1 9 9 4 ) . T h e s e s t u d i e s p r o v i d e d u p d a t e d i n f o r m a t i o n r e g a r d i n g c u r r e n t ( 1 9 9 0 8 ) e x t r a c t i o n a n d r e c o v e r y t e c h n i q u e s w h i l e d i s c u s s i n g t h e d e v e l o p m e n t o f t h e S H R P e x t r a c t i o n a n d r e c o v e r y m e t h o d . T h i s r e v i s e d m e t h o d i s t h e p r e f e r r e d m e t h o d t o e x t r a c t a n d r e c o v e r t h e a s p h a l t b i n d e r b e c a u s e t h e p r o c e d u r e r e s u l t s i n l e s s s e v e r e c h a n g e s t o t h e b i n d e r p r o p e r t i e s . T h e S H R P r e s e a r c h e r s , i n e v a l u a t i n g t h e e f f e c t s o f s o l v e n t h a r d e n i n g , e x a m i n e d s e v e r a l s o l v e n t s . T h e i r c o n c l u s i o n s w e r e t h a t s o l v e n t h a r d e n i n g a p p e a r s t o o c c u r t o r o u g h l y t h e s a m e d e g r e e i n m o s t s o l v e n t s , a l t h o u g h t h e y w o u l d e x p e c t s o m e w h a t l o w e r h a r d e n i n g i n t o l u e n e b e c a u s e 4 9 i t i s a p o o r e r s o l v e n t t h a t l e a d s t o m o r e a g g r e g a t i o n o r a s s o c i a t i o n i n s o l u t i o n ( B u r r e t a l . 1 9 9 1 ) . T h e r e s e a r c h e r s i n d i c a t e d t h a t w h i l e t r i c h l o r o e t h y l e n e w i t h 1 5 % e t h a n o l i s t h e m o s t p o w e r f u l s o l v e n t f o r e x t r a c t i n g a s p h a l t , t o l u e n e w i t h 1 5 % e t h a n o l w o r k s w e l l a n d h a s s a f e t y a d v a n t a g e s ( C i p i o n e e t a l . 1 9 9 1 ) . T h e q u a n t i t y o f R A P i n t h e v i r g i n a g g r e g a t e s v a r i e s b a s e d o n s e v e r a l f a c t o r s . I n a d d i t i o n , t h e a m o u n t o f a s p h a l t b i n d e r t o r e j u v e n a t e t h e a s p h a l t m i x t u r e r e q u i r e s a d e t a i l e d e n g i n e e r i n g a n a l y s i s . T h e r e f o r e , t o i n c o r p o r a t e d i f f e r e n t m a t e r i a l s i n d i v e r s e l o c a t i o n s i n v o l v i n g v a r i o u s t y p e s o f r e c y c l i n g a p p r o a c h e s ( a s m e n t i o n e d a b o v e ) ; t h e r e a r e n u m e r o u s m i x t u r e d e s i g n m e t h o d s w e r e d e v e l o p e d . T h e s e a s p h a l t m i x t u r e d e s i g n m e t h o d s i n v o l v i n g R A P a r e p r e s e n t e d i n t h e n e x t s e c t i o n 2 . 5 o f t h i s t h e s i s . 2 . 4 . 2 C h a r a c t e r i s t i c s o f A s p h a l t B i n d e r T h r e e t y p e s o f a s p h a l t b i n d e r c h a r a c t e r i s t i c s w i l l b e d i s c u s s e d i n t h i s l i t e r a t u r e r e v i e w : v i r g i n , r e c o v e r e d a n d b l e n d e d b i n d e r . T h e c h a r a c t e r i s t i c s o f t h e s e t h r e e b i n d e r s a r e n e e d e d f o r t h e d e s i g n o f R A P s . “ I n p a v e m e n t a p p l i c a t i o n s , a s p h a l t b i n d e r s a r e s p e c i fi e d b y t h e i r p h y s i c a l p r o p e r t i e s . . . t h e m o s t i m p o r t a n t p h y s i c a l p r o p e r t i e s t o t h e e n g i n e e r a r e i t s r h e o l o g i c a l c h a r a c t e r i s t i c s ” ( L a v i n 2 0 0 3 ) . C o r r e c t l y d e t e r m i n i n g t h e p h y s i c a l p r o p e r t i e s a n d i n t e r a c t i o n s b e t w e e n r e c o v e r e d a n d v i r g i n b i n d e r ( b l e n d e d ) l e a d t o a b e t t e r u n d e r s t a n d i n g o f t h e p e r f o r m a n c e o f R A F . 2 . 4 . 2 . ] V i r g i n B i n d e r V i r g i n b i n d e r i s u s e d i n r e c y c l e d p a v e m e n t s f o r t w o p u r p o s e s , i n c r e a s i n g t h e t o t a l a s p h a l t c o n t e n t i n R A P s a n d b l e n d i n g w i t h t h e a g e d b i n d e r t o m e e t d e s i r e d s p e c i fi c a t i o n s ( A I M S - 2 0 1 9 8 6 ) . I n o r d e r t o a c h i e v e t h e s e t w o p u r p o s e s , t h e c h a r a c t e r i s t i c s o f t h e b i n d e r m u s t b e a s c e r t a i n e d . T h e n e c e s s a r y c h a r a c t e r i s t i c s a r e e s t a b l i s h e d b y t h e t y p e o f d e s i g n 5 0 m e t h o d b e i n g u s e d . F o r t h i s r e p o r t , t h e t r a d i t i o n a l ( M a r s h a l l ) a n d n e w ( S u p e r p a v e ) m i x d e s i g n m e t h o d s a r e s t u d i e d . F o r t h e M a r s h a l l m i x d e s i g n m e t h o d p e n e t r a t i o n g r a d i n g a n d v i s c o s i t y g r a d i n g a r e u s e d . P e n e t r a t i o n g r a d i n g i s a v e r y t r a d i t i o n a l m e t h o d o f t e s t i n g t h e c o n s i s t e n c y o f a s p h a l t b i n d e r . T h e r e a r e fi v e s t a n d a r d g r a d e s : 4 0 - 5 0 , 6 0 - 7 0 , 8 5 - 1 0 0 , 1 2 0 - 1 5 0 , a n d 2 0 0 - 3 0 0 , w i t h t h e l o w e s t ( 4 0 - 5 0 ) e q u a t i n g t o t h e h a r d e s t b i n d e r a n d t h e h i g h e s t ( 2 0 0 - 3 0 0 ) e q u a t i n g t o t h e s o f t e s t b i n d e r . P e n e t r a t i o n g r a d i n g t e s t i n g p r o c e d u r e s a r e o u t l i n e d i n t h e A m e r i c a n A s s o c i a t i o n o f S t a t e H i g h w a y a n d T r a n s p o r t a t i o n O f fi c i a l s ( A A S H T O ) a n d t h e A m e r i c a n S o c i e t y f o r T e s t i n g a n d M a t e r i a l s ( A S T M ) t e s t i n g m a n u a l s w h i c h c a n b e s e e n i n T a b l e 2 . 4 . P e n e t r a t i o n g r a d i n g i s a m e a s u r e o f t h e d i s t a n c e t h a t a 1 0 0 g n e e d l e p e n e t r a t e s a b i n d e r s a m p l e a t 7 7 ° F i n 5 s e c o n d s . P e n e t r a t i o n g r a d e r e q u i r e m e n t s f o r a s p h a l t b i n d e r s p e c i fi c a t i o n s c a n b e f o u n d i n A s p h a l t I n s t i t u t e ’ s “ P r i n c i p l e s o f C o n s t r u c t i o n o f H o t — M i x A s p h a l t P a v e m e n t s ( M S - 2 2 ) , ” 1 9 8 3 o n p g . 1 6 . H o w e v e r , b e c a u s e o f i t s e m p i r i c a l n a t u r e p e n e t r a t i o n g r a d i n g i s i n a d e q u a t e w i t h m o d e r n t e c h n o l o g y ( A I M S - 4 1 9 8 9 ) . A m o r e f u n d a m e n t a l b i n d e r t e s t t h a t i s a l s o u s e d i n t h e M a r s h a l l m i x d e s i g n m e t h o d i s v i s c o s i t y g r a d i n g . W h e n t e s t i n g v i s c o s i t y i t i s i m p o r t a n t t o r e m e m b e r t h e t e m p e r a t u r e — v i s c o s i t y c h a r a c t e r i s t i c : “ T h e d e g r e e o f c h a n g e i n v i s c o s i t y o f a s p h a l t c e m e n t w i t h a c h a n g e i n t e m p e r a t u r e i s a v e r y i m p o r t a n t c h a r a c t e r i s t i c . T h e t e m p e r a t u r e s u s c e p t i b i l i t y o f t h e a s p h a l t c e m e n t i s i d e fi n e d a s t h e c h a n g e i n t h e fl o w p r o p e r t i e s o f t h e m a t e r i a l w i t h a c h a n g e i n t e m p e r a t u r e ” ( U S A C E 1 9 9 1 ) . V i s c o s i t y g r a d i n g t e s t i n g p r o c e d u r e s a r e s u m m a r i z e d i n T a b l e 2 . 4 . G r a d i n g b a s e d o n t h e o r i g i n a l a s p h a l t c e m e n t ( a b b r e v i a t e d A C i n v i s c o s i t y c h a r t s ) i s u s u a l l y c o n d u c t e d a t a t e m p e r a t u r e o f 6 0 ° C ( 1 4 0 ° F ) b u t a l s o c a n b e t e s t e d a t 1 3 5 ° C ( 2 7 5 ° F ) f o r a m i n i m u m v i s c o s i t y . V i s c o s i t y 5 1 g r a d i n g c a n a l s o b e b a s e d o n a g e r e s i d u e ( a b b r e v i a t e d A R t h e i n v i s c o s i t y c h a r t s ) R e q u i r e m e n t s f o r t h e o r i g i n a l a n d r e s i d u e a s p h a l t b i n d e r v i s c o s i t y g r a d i n g a t 6 0 ° C ( 1 4 0 ° F ) c a n b e s e e n i n A s p h a l t I n s t i t u t e ’ s “ P r i n c i p l e s o f C o n s t r u c t i o n o f H o t - M i x A s p h a l t P a v e m e n t s ( M S - 2 2 ) , ” 1 9 8 3 o n p g . 1 4 - 1 5 . T a b l e 2 . 4 R e q u i r e d t e s t p r o c e d u r e s f o r a s p h a l t b i n d e r ( A I M S - 4 1 9 8 9 ) T e s t M e t h o d T e s t A A S H T O A S T M V i s c o s i t y a t 6 0 ° C ( 1 4 0 ° F ) T 2 0 2 D 2 1 7 1 V i s c o s i t y a t 1 3 5 ° C ( 2 7 5 ° F ) T 2 0 1 D 2 1 7 0 P e n e t r a t i o n T 4 9 D 5 F l a s h P o i n t ( C . O . C . ) T 4 8 D 9 2 T h i n F i l m O v e n T e s t T 1 7 9 ' D 1 7 5 4 R o l l i n g T h i n F i l m O v e n T e s t T 2 4 0 D 2 8 7 2 D u c t i l i t y T 5 D 1 1 3 F o r t h e S u p e r p a v e m i x d e s i g n m e t h o d , t h e a s p h a l t b i n d e r c h a r a c t e r i s t i c s a r e d e t e r m i n e d u s i n g a p e r f o r m a n c e - b a s e d m e t h o d . B i n d e r s f o r t h e S u p e r p a v e m e t h o d a r e s e l e c t e d o n t h e b a s i s o f t h e c l i m a t e a n d t r a f fi c i n w h i c h t h e y a r e i n t e n d e d t o s e r v e ( A I S P - 2 2 0 0 1 ) . “ T h e S u p e r p a v e P e r f o r m a n c e G r a d e ( P G ) b i n d e r s p e c i fi c a t i o n s d i f f e r f r o m t h e p e n e t r a t i o n a n d v i s c o s i t y g r a d i n g s y s t e m s i n t h a t t h e y a r e b a s e d o n p h y s i c a l p r o p e r t i e s t h a t c a n b e d i r e c t l y r e l a t e d t o fi e l d p e r f o r m a n c e b y e n g i n e e r i n g p r i n c i p l e s . T h e b a s i s o f t h e P G b i n d e r s p e c i fi c a t i o n s i s t h a t f u n d a m e n t a l p r o p e r t i e s o f t h e a s p h a l t b i n d e r a r e m e a s u r e d a t a c t u a l p a v e m e n t t e m p e r a t u r e s w h e r e t h e c r i t i c a l p a v e m e n t d i s t r e s s m o d e s o c c u r ” ( L a v i n 2 0 0 3 ) . I n o r d e r t o d e t e r m i n e t h e s e p r o p e r t i e s m u l t i p l e t e s t s a r e p e r f o r m e d ; a l i s t o f t h e s e t e s t s a n d p u r p o s e c a n b e s e e n i n T a b l e 2 . 5 . M o r e i n - d e p t h d e t a i l s o f t h e 5 2 ( B B R ) M e a s u r e l o w t e m p e r a t u r e s t r f f n e s s b i n d e r t e s t p r o c e d u r e s c a n b e f o u n d i n A s p h a l t s I n s t i t u t e s ’ “ S u p e r p a v e A s p h a l t B i n d e r S p e c i fi c a t i o n S P - l . ” A f t e r t h e t e s t s a r e p e r f o r m e d , t h e g r a d e ( P G ) o f t h e b i n d e r c a n b e d e t e r m i n e d . T a b l e 2 . 5 S u p e r p a v e b i n d e r t e s t e q u i p m e n t a n d p u r p o s e ( A I S P - l 2 0 0 3 ) E q u i p m e n t P u r p o s e R o l l i n g T h i n F i l m O v e n ( R T F O ) S i m u l a t e b i n d e r a g i n g ( h a r d e n i n g ) c h a r a c t e r i s t i c s P r e s s u r e A g i n g V e s s e l ( P A V ) M e a s u r e b i n d e r s t i f f n e s s a n d e l a s t i c i t y p r o p e r t i e s a t h i g h a n d i n t e r m e d i a t e t e m p e r a t u r e s ( G * , 7 t ) D y n a m i c S h e a r R h e o m e t e r ( D S R ) R o t a t i o n a l V i s c o m e t e r ( R V ) M e a s u r e b i n d e r v i s c o s i t y a t h i g h t e m p e r a t u r e s B e n d i g B e a m R h e o m e t e r a n d f a i l u r e p r o p e r t i e s D e t e r m i n i n g t h e f a i l u r e p r o p e r t i e s D i r e c t T e n s i o n T e s t e r ( D T T ) o f a s p h a l t b i n d e r a t l o w t e m p e r a t u r e s A n e x a m p l e o f a P G i s 6 4 - 2 2 , w h i c h s p e c i fi e s t h a t t h e b i n d e r m u s t m e e t h i g h - t e m p e r a t u r e p h y s i c a l p r o p e r t y r e q u i r e m e n t s u p t o 6 4 ° C , a n d l o w - t e m p e r a t u r e p h y s i c a l p r o p e r t i e s m u s t b e m e t a t l e a s t d o w n t o - 2 2 ° C . T h e m o s t c o m m o n p a v i n g g r a d e s i n t h e U S . a r e P G 6 4 - 2 2 , P G 7 0 - 2 2 , P G 7 6 - 2 2 , P G 5 8 - 2 2 , P G 6 4 - 2 8 , P G 5 8 - 2 8 , a n d P G 5 2 - 3 4 ( A I S P - 2 2 0 0 1 ) . D e s i g n e r s w i l l s p e c i f y t h e b i n d e r g r a d e b a s e d o n t h e c l i m a t e f a c t o r s ( t h e s e v e n — d a y a v e r a g e h i g h a n d o n e - d a y a v e r a g e l o w t e m p e r a t u r e s ) , t r a f fi c c o n d i t i o n s a n d d e s i r e d r e l i a b i l i t y . 2 . 4 . 2 . 2 R e c o v e r e d B i n d e r A f t e r t h e e x t r a c t i o n p r o c e s s i s c o m p l e t e o n a r e c o v e r e d H M A s a m p l e t h e c h a r a c t e r i s t i c s o f t h e b i n d e r c a n t h e n b e d e t e r m i n e d . O v e r t i m e , t h e b i n d e r h a s a g e d w i t h i n 5 3 t h e p a v e m e n t w h i c h h a s c a u s e d t h e b i n d e r t o h a r d e n . I f l e s s t h a n 1 0 - 2 0 % ( d e p e n d i n g o n r e c o v e r e d b i n d e r g r a d e ) o f R A P i s u s e d f o r a n e w m i x d e s i g n , t h e a g e d b i n d e r d o e s n o t i n fl u e n c e t h e v i r g i n b i n d e r a n d t h e r e f o r e c a n b e i g n o r e d ( M c D a n i e l e t a l . 2 0 0 0 ) . H o w e v e r , i f t h e R A P p e r c e n t a g e i n c r e a s e s f r o m t h e 1 0 - 2 0 % t h r e s h o l d , t h e r e c o v e r e d b i n d e r b e g i n s t o h a v e m o r e o f a n e f f e c t o n t h e v i r g i n b i n d e r a n d m a n i p u l a t e s t h e c h a r a c t e r i s t i c s o f t h e n e w H M A m i x . P h y s i c a l p r o p e r t i e s a n d c r i t i c a l t e m p e r a t u r e s o f t h e r e c o v e r e d b i n d e r n e e d t o b e d e t e r m i n e d j u s t a s i t w a s f o r v i r g i n b i n d e r . C h a r a c t e r i s t i c s f o u n d i n S e c t i o n 2 . 4 . 3 . 1 f o r v i r g i n b i n d e r c a n b e a l s o a p p l i e d t o r e c o v e r e d b i n d e r . R e c o v e r e d b i n d e r t h a t w i l l u n d e r g o a n y c h e m i c a l c h a n g e s s u c h a s a d d i t i v e s f o u n d i n S e c t i o n 2 . 2 . 3 a n d 2 . 2 . 4 w i l l n e e d t o b e c h a r a c t e r i z e d a f t e r t h e a d d i t i v e s a r e a d d e d . E m u l s i fi e d a s p h a l t s i m p a r t a n e l e c t r i c c h a r g e o n t h e d r o p l e t s o f a s p h a l t b i n d e r w h i c h a r e s e p a r a t e d f r o m t h e e m u l s i f y i n g a g e n t ( u s u a l l y w a t e r ) . T h i s c a u s e s t h e d r o p l e t s o f a s p h a l t t o e i t h e r b e e l e c t r o - n e g a t i v e l y c h a r g e d ( a n i o n i c ) o r e l e c t r o - p o s i t i v e l y c h a r g e d ( c a t i o n i c ) . T h e s e b i n d e r s a r e f u r t h e r g r a d e d a c c o r d i n g t o t h e i r “ s e t t i n g ” r a t e , w h i c h i s r a p i d , m e d i u m o r s l o w s e t t i n g ( R o b e r t s 1 9 9 6 ) . 2 . 4 . 2 . 3 B l e n d e d B i n d e r O n c e t h e p r o p e r t i e s o f t h e v i r g i n a n d r e c o v e r e d b i n d e r s a r e d e t e r m i n e d , t h e c h a r a c t e r i s t i c s o f t h e b l e n d e d b i n d e r ( v i r g i n m i x e d w i t h r e c o v e r e d ) m u s t b e d e t e r m i n e d . T h i s i s a v e r y i m p o r t a n t s t e p i n t h e R A P d e s i g n p r o c e s s w h i c h l e a d s t o a n u n d e r s t a n d i n g o f t h e n e c e s s a r y q u a n t i t y o f R A P t o b e a d d e d a l o n g w i t h t h e r e q u i r e d v i r g i n b i n d e r g r a d e t o m e e t t h e d e s i g n s p e c i fi c a t i o n s . T h e b l e n d e d b i n d e r c a n e i t h e r b e c h a r a c t e r i z e d f r o m l a b s a m p l e s o r f r o m s a m p l e s t a k e n a f t e r r e c y c l i n g . T h e s a m p l e s c a n t h e n b e s u b j e c t e d t o t h e s a m e c h a r a c t e r i z a t i o n p r o c e s s t h a t i s d i s c u s s e d i n S e c t i o n 2 . 4 . 3 . 1 . 5 4 T h e r e h a v e b e e n m a n y c o n c e r n s w i t h t h e a c t u a l b l e n d i n g b e t w e e n b i n d e r s . Q u e s t i o n s h a v e b e e n b r o u g h t i n r e g a r d s t o w h e t h e r o r n o t t h e r e c o v e r e d b i n d e r i s 1 0 0 % w o r k i n g . R e s e a r c h c o n d u c t e d b y A l - Q a d i e t a l . ( A l - Q a d i e t a l . 2 0 0 9 ) e x a m i n e d w h a t e x t e n t o f R A P b i n d e r w a s b e i n g b l e n d e d a t R A P p e r c e n t a g e s o f 2 0 % a n d 4 0 % . T h e y c o m p a r e d m i x e s c o n t a i n i n g n o r m a l l y a d d e d R A P t o t h o s e s p e c i fi c a l l y p r e p a r e d w i t h a p r e s c r i b e d a m o u n t o f w o r k i n g s t i f f R A P b i n d e r c o m b i n e d w i t h t h e v i r g i n b i n d e r . T h e fi n a l d a t a r e v e a l e d t h a t a h i g h p e r c e n t a g e o f t h e R A P b i n d e r i s w o r k i n g . A l - Q a d i e t a l . s t a t e d t h a t t h e a s s u m p t i o n o f 1 0 0 % w o r k i n g b i n d e r i n p r a c t i c e i s a c c e p t a b l e . T h e y d i d r e c o m m e n d t h a t a t 4 0 % R A P d o u b l e b u m p i n g o f t h e b i n d e r m a y b e n e e d e d . 2 . 4 . 3 C h a r a c t e r i s t i c s o f A g g r e g a t e s T h e r e a r e a l s o t h r e e t y p e s o f a g g r e g a t e s i n t h e r e c y c l i n g p r o c e s s t h a t n e e d t o b e c h a r a c t e r i z e d : v i r g i n , r e c o v e r e d a n d b l e n d e d a g g r e g a t e s . “ T h e p h y s i c a l c h a r a c t e r i s t i c s o f a g g r e g a t e d i c t a t e t h e fi n a l p e r f o r m a n c e o f t h e a s p h a l t p a v e m e n t . T h e p h y s i c a l c h a r a c t e r i s t i c s a r e v e r y i m p o r t a n t t o t h e d e s i g n e r a n d c a n b e a p a r t o f t h e p a v e m e n t ’ s d e s i g n a n d s p e c i fi c a t i o n s ” ( L a v i n 2 0 0 3 ) . P h y s i c a l c h a r a c t e r i s t i c s o f a g g r e g a t e s i n c l u d e g r a d a t i o n , d e n s i t y , t o u g h n e s s , s u r f a c e t e x t u r e , p a r t i c l e s h a p e a n d a b s o r p t i o n . 2 . 4 . 3 . 1 V i r g i n A g g r e g a t e s V i r g i n a g g r e g a t e s a r e m i x e d w i t h r e c o v e r e d a g g r e g a t e s s o t h a t t h e d e s i r e d g r a d a t i o n s p e c i fi c a t i o n i s a c c o m p l i s h e d f o r t h e R A P . T h e d e s i r e d s p e c i fi c a t i o n c a n b e r e a c h e d w i t h m o r e r e l i a b i l i t y i f p r o p e r s t o c k p i l i n g a n d s a m p l i n g p r a c t i c e s a r e u s e d . A g g r e g a t e s s h o u l d b e s t o c k p i l e d o n c l e a n s u r f a c e s a n d p r e c a u t i o n s s h o u l d b e t a k e n i n o r d e r t o p r e v e n t i n t e r m i x i n g o f a d j a c e n t s t o c k p i l e s . A l s o , i f a n a g g r e g a t e c o n t a i n s a r a n g e i n p a r t i c l e s i z e s ( b o t h c o a r s e a n d fi n e ) m a t e r i a l s , i t i s r e c o m m e n d e d t o s e p a r a t e t h e c o a r s e 5 5 a n d fi n e m a t e r i a l a n d t h e n b l e n d i n t h e p r o p e r p r o p o r t i o n s ( A I M S - 2 2 1 9 8 3 ) . S a m p l e s o f t h e a g g r e g a t e s h o u l d b e t a k e n r a n d o m l y t h r o u g h o u t t h e s t o c k p i l e . I t i s a g o o d p r a c t i c e t o r e m o v e 6 — 1 2 i n c h e s f r o m t h e s u r f a c e o f t h e p i l e t o g e t a s a m p l e . O n c e a s a m p l e o f t h e a g g r e g a t e i s o b t a i n e d , g r a d a t i o n a n d t h e m a x i m u m a n d n o m i n a l m a x i m u m a g g r e g a t e s i z e s c o u l d b e d e t e r m i n e d u s i n g s i e v e a n a l y s e s . “ T h e g r a d a t i o n i s t h e m o s t i m p o r t a n t p h y s i c a l p r o p e r t y t h a t a n a g g r e g a t e c a n c o n t r i b u t e t o t h e p e r f o r m a n c e o f a n a s p h a l t p a v e m e n t ” ( L a v i n 2 0 0 3 ) . T y p i c a l g r a d a t i o n s f o r a g g r e g a t e i n H M A c a n b e s e e n i n T a b l e 2 . 6 . P r o c e d u r e s f o r a n a g g r e g a t e s i e v e a n a l y s i s c a n b e s e e n i n A A S T H O T 2 7 . T a b l e 2 . 6 T y p i c a l s p e c i fi c a t i o n s o f h o t m i x a s p h a l t S i e v e S i z e M i x D e s i g n a t i o n a n d N o m i n a l M a x i m u m S i z e o f A g g r e g a t e 1 . 5 m c h l m c h 0 . 7 5 i n c h 0 . 5 r n c h 3 / 8 i n c h ( 3 7 . 5 m m ) ( 2 5 . 0 m m ) ( 1 9 . 0 m m ) ( 1 2 . 5 m m ) ( 9 . 5 m m ) T o t a l P e r c e n t P a s s i n g y w e i g h t ) 2 " ( 5 0 m m ) 1 0 0 — - - - 1 . 5 " ( 3 7 . 5 m m ) 9 0 - 1 0 0 1 0 0 - - - 1 " ( 2 5 m m ) - 9 0 - 1 0 0 1 0 0 - — 3 / 4 " ( 1 9 m m ) 5 6 - 8 0 - 9 0 - 1 0 0 1 0 0 - 1 / 2 " ( 1 2 . 5 m m ) — 5 6 — 8 0 - 9 0 - 1 0 0 1 0 0 3 / 8 " ( 9 . 5 m m ) - - 5 6 - 8 0 - 9 0 - 1 0 0 N o . 4 @ 7 5 m m ) 2 3 - 5 3 2 9 - 5 9 3 5 - 6 5 4 4 - 7 4 5 5 - 8 5 N o . 8 ( 2 . 3 6 m m ) 1 5 - 4 1 1 9 - 4 5 2 3 — 4 9 2 8 - 5 8 3 2 - 6 7 N o . 1 6 ( 1 . 1 8 m m ) - - - - — N o . 3 0 ( 0 . 6 0 m m ) - - - - - N o . 5 0 ( 0 . 3 0 m m ) 4 - 1 6 5 — 1 7 5 - 1 9 5 - 2 1 7 - 2 3 N o . 1 0 0 ( 0 . 1 5 m m ) — — - - - N o . 2 0 0 ( 0 . 0 7 5 m m ) 0 - 5 l - 7 2 — 8 2 - 1 0 2 - 1 0 A s p h a l t C e m e n t , w e i g h t p e r c e n t o f 3 t o 8 3 t o 9 4 t o 1 0 4 t o 1 1 5 t o 1 2 T o t a l M i x t u r e 5 6 T h e s p e c i fi c g r a v i t y o f t h e a g g r e g a t e m u s t a l s o b e d e t e r m i n e d . I t p r o v i d e s a m e a n s o f e x p r e s s i n g t h e w e i g h t - v o l u m e c h a r a c t e r i s t i c . A l s o t h e s p e c i fi c g r a v i t y i s a n a i d i n c a l c u l a t i n g t h e p e r c e n t a g e a i r v o i d s i n t h e fi n a l H M A m i x e s . S i n c e t h e a g g r e g a t e s c o n t a i n p o r e s i t a f f e c t s t h e a m o u n t o f a s p h a l t t h a t i s n e e d e d . T h e r e a r e t h r e e t y p e s o f s p e c i fi c g r a v i t i e s t h a t a r e n e e d e d : b u l k , a p p a r e n t a n d e f f e c t i v e s p e c i fi c g r a v i t y ( A I M S — 2 2 1 9 8 3 ) . A n o t h e r c h a r a c t e r i s t i c t h a t i s n e e d e d i s t h e a b s o r p t i o n c a p a c i t y . I f t h e a g g r e g a t e h a s a h i g h a b s o r p t i v e c a p a c i t y i t w i l l a b s o r b t h e b i n d e r w h i c h w a s i n t e n d e d t o b o n d t h e a g g r e g a t e p a r t i c l e s t o g e t h e r . 2 . 4 . 3 . 2 R e c o v e r e d A g g r e g a t e s W h e n b i n d e r i s e x t r a c t e d f r o m t h e r e c o v e r e d H M A s a m p l e , t h e r e c o v e r e d a g g r e g a t e i s t h e n t e s t e d t o d e t e r m i n e i t s c h a r a c t e r i s t i c s . “ I f a s o l v e n t e x t r a c t i o n w a s u s e d t o r e c o v e r t h e a g g r e g a t e , t h e a g g r e g a t e s h o u l d b e t h o r o u g h l y d r i e d i n a n o v e n o r i n f r o n t o f a f a n b e f o r e t e s t i n g . I f t h e i g n i t i o n o v e n w a s u s e d , t h e a g g r e g a t e s h o u l d b e c o m p l e t e l y c o o l e d b e f o r e h a n d l i n g ” ( M c D a n i e l e t a l . 2 0 0 0 ) . T h e g r a d a t i o n o f t h e r e c o v e r e d a g g r e g a t e i s a n e x t r e m e l y i m p o r t a n t c h a r a c t e r i s t i c o f R A P . T h e g r a d a t i o n f o r r e c o v e r e d a g g r e g a t e s d e g r a d e s d u r i n g t h e R A P p r o c e s s e i t h e r d u e t o m i l l i n g o r m i x i n g . P r o p e r d e g r a d a t i o n f a c t o r s , a s d i s c u s s e d i n S e c t i o n 2 . 4 . 1 , n e e d t o b e u s e d b a s e d o n l o c a l e q u i p m e n t a n d p r a c t i c e s . 2 . 4 . 3 . 3 B l e n d e d A g g r e g a t e s B l e n d e d a g g r e g a t e s a m p l e s c a n e i t h e r b e t a k e n f r o m c o r e s a f t e r t h e r e c y c l i n g p r o c e s s o r s a m p l e s t a k e n d u r i n g t h e r e c y c l i n g p r o c e s s t h a t w e r e c o m p a c t e d i n t h e l a b o r a t o r y . T h e s a m p l e o f R A P t h e n u n d e r g o e s t h e b i n d e r e x t r a c t i o n p r o c e s s a s o u t l i n e d 5 7 i n S e c t i o n 2 . 4 . 2 , a n d t h e a g g r e g a t e ’ s c h a r a c t e r i s t i c s a r e t h e n d e t e r m i n e d a s i n S e c t i o n 2 . 4 . 4 . 1 . 2 . 4 . 4 C h a r a c t e r i s t i c s o f H o t M i x A s p h a l t M i x t u r e I t i s n e c e s s a r y t o d e t e r m i n e t h e c h a r a c t e r i s t i c s o f t h e a s p h a l t m i x t u r e b y t e s t i n g t h e m i x t u r e s r e s p o n s e t o l o a d , d e f o r m a t i o n a n d e n v i r o n m e n t a t v a r i o u s r a t e s o f l o a d i n g a n d t e m p e r a t u r e s ( R o b e r t s e t a 1 . 1 9 9 6 ) . H e n c e , p h y s i c a l a n d m e c h a n i c a l t e s t s a r e t y p i c a l l y c o n d u c t e d t o d e t e r m i n e t h e p h y s i c a l a n d e n g i n e e r i n g p r o p e r t i e s o f t h e m i x t u r e s . P h y s i c a l p r o p e r t i e s i n c l u d e d e n s i t y , a i r v o i d s , v o i d s i n m i n e r a l a g g r e g a t e , v o i d s fi l l e d w i t h a s p h a l t c e m e n t , a n d a g i n g c h a r a c t e r i s t i c s . M e c h a n i c a l p r 0 p e r t i e s i n c l u d e M a r s h a l l s t a b i l i t y a n d fl o w , d y n a m i c m o d u l u s , r e s i l i e n t m o d u l u s , fl e x u r a l s t i f f n e s s m o d u l u s , i n d i r e c t t e n s i o n , c r e e p a n d m o i s t u r e s u s c e p t i b i l i t y . T h e f o l l o w i n g p a r a g r a p h s w i l l d e fi n e a n d d e p i c t t h e s e c h a r a c t e r i s t i c s a n d i d e n t i f y w h a t m e t h o d s u t i l i z e t h e m . I n t h e M a r s h a l m e t h o d , a s p h a l t m i x t u r e s a m p l e s a r e h e a t e d t o a s p e c i fi e d t e m p e r a t u r e a n d t h e n c o m p a c t e d u s i n g t h e M a r s h a l l c o m p a c t i o n h a m m e r ( A A S H T O T 2 4 5 ) “ R e s i s t a n c e t o P l a s t i c F l o w o f B i t u m i n o u s M i x t u r e s U s i n g t h e M a r s h a l l A p p a r a t u s . ” C o m p a c t e d t e s t s a m p l e s a r e t h e n s u b j e c t e d t o t h e f o l l o w i n g t e s t s ( A I M S - 2 1 9 9 5 ) 0 B u l k s p e c i fi c g r a v i t y d e t e r m i n a t i o n 0 S t a b i l i t y a n d fl o w t e s t s 0 D e n s i t y a n d v o i d a n a l y s i s T h e b u l k s p e c i fi c g r a v i t y t e s t i s d o n e i n a c c o r d a n c e t o A S T M D 1 1 8 8 , “ B u l k S p e c i fi c G r a v i t y o f C o m p a c t e d B i t u m i n o u s M i x t u r e s U s i n g P a r r a f m - C o a t e d S p e c i m e n s , ” o r b y A S T M D 2 7 2 6 , “ B u l k S p e c i fi c G r a v i t y o f C o m p a c t e d B i t u m i n o u s M i x t u r e s U s i n g 5 8 t n n o e c r e \ P O , s d i o V A r N i A o S a t u r a t e d S u r f a c e — D r y S p e c i m e n s . ” O n c e t h e s p e c i fi c g r a v i t y h a s b e e n d e t e r m i n e d t h e s t a b i l i t y a n d fl o w t e s t s a r e p e r f o r m e d . A s t e p b y s t e p p r o c e d u r e f o r t h e s t a b i l i t y a n d fl o w t e s t s c a n b e s e e n i n t h e A s p h a l t I n s t i t u t e ’ s M a n u a l S e r i e s N o . 2 ( A I M S - 2 1 9 9 5 ) . O n c e t h e s t a b i l i t y a n d fl o w t e s t a r e c o m p l e t e d , t h e d e n s i t y a n d v o i d a n a l y s i s c a n b e d o n e . A g a i n a d e t a i l e d p r o c e d u r e c a n b e f o u n d i n t h e A s p h a l t I n s t i t u t e ’ s M a n u a l S e r i e s N o . 2 ( A I M S - 2 1 9 9 5 ) . T h e fi n a l s t e p i n t h e M a r s h a l l d e s i g n m e t h o d i s i n t e r p r e t i n g t h e r e s u l t s f r o m t h e t e s t s . I n d i v i d u a l g r a p h s m u s t b e p r e p a r e d w i t h a b e s t fi t c u r v e f o r t h e f o l l o w i n g r e l a t i o n s h i p s ( A I — M S — 2 1 9 9 5 ) : S t a b i l i t y v s . a s p h a l t c o n t e n t F l o w v s . a s p h a l t c o n t e n t U n i t w e i g h t o f t o t a l m i x v s . a s p h a l t c o n t e n t P e r c e n t a i r v o i d s ( V a ) v s . a s p h a l t c o n t e n t P e r c e n t v o i d s fi l l e d w i t h a s p h a l t ( V F A ) v s . a s p h a l t c o n t e n t P e r c e n t v o i d s i n m i n e r a l a g g r e g a t e ( V M A ) v s . a s p h a l t c o n t e n t F i g u r e 2 . 1 7 s h o w s a n e x a m p l e o f t h e s e r e l a t i o n s h i p s . T h e s e g r a p h s a r e t h e n u s e d t o d e t e r m i n e t h e d e s i g n a s p h a l t c o n t e n t o f t h e m i x . A 5 p h a l t C o n t e n t , P e r c e n t 1 6 , . . E 5 1 5 r 2 * A g i 1 4 “ T — L — < I — \ _ ‘ \ ‘ - 7 g 1 3 : 1 2 _ 1 4 a 3 4 4 4 i m i i n a i l 3 3 . 5 4 4 . 5 5 5 . 5 6 3 3 . 5 4 4 . 5 5 5 . 5 6 A s p h a l t C o n t e n t , P e r c e n t F i g u r e 2 . 1 7 E x a m p l e o f t e s t p r o p e r t y c u r v e s f o r h o t - m i x d e s i g n d a t a f o r M a r s h a l l m e t h o d 5 9 “ T h e S u p e r p a v e m e t h o d , l i k e o t h e r m i x d e s i g n m e t h o d s , c r e a t e s s e v e r a l t r i a l a g g r e g a t e - a s p h a l t b i n d e r b l e n d s , e a c h w i t h a d i f f e r e n t a s p h a l t b i n d e r c o n t e n t . T h e n , b y e v a l u a t i n g e a c h t r i a l b l e n d ' s p e r f o r m a n c e , a n o p t i m u m a s p h a l t b i n d e r c o n t e n t c a n b e s e l e c t e d ” ( P T C 2 0 0 9 ) . F o r t h e S u p e r p a v e m e t h o d , a g y r a t o r y c o m p a c t i o n m e t h o d i s u s e d r a t h e r t h a n t h e M a r s h a l l h a m m e r ( A s p h a l t I n s t i t u t e ’ s S P - 2 ) “ S u p e r p a v e M i x D e s i g n . ” O n c e t h e s a m p l e i s c o m p a c t e d a s e r i e s o f v o l u m e t r i c t e s t s w i l l b e c o n d u c t e d t o d e t e r m i n e t h e f o l l o w i n g p r o p e r t i e s ( A I S P - 2 2 0 0 1 ) : 0 B u l k s p e c i fi c g r a v i t y 0 A p p a r e n t s p e c i fi c g r a v i t y 0 E f f e c t i v e s p e c i fi c g r a v i t y 0 V o i d s i n m i n e r a l a g g r e g a t e 0 E f f e c t i v e a s p h a l t c o n t e n t 0 A i r v o i d s o V o i d s fi l l e d w i t h a s p h a l t T h e t r i a l m i x e s w i l l a l s o u n d e r g o a s e r i e s o f p e r f o r m a n c e t e s t s t o d e t e r m i n e t h e i r m e c h a n i c a l p r o p e r t i e s t h a t w e r e l i s t e d a b o v e . H o w e v e r , t h e m o s t i m p o r t a n t o n e , t h e s i m p l e p e r f o r m a n c e t e s t ( S P T ) i s a c o n fi n e d d y n a m i c m o d u l u s t e s t . T h e f o l l o w i n g s e c t i o n i l l u s t r a t e s h o w c h a r a c t e r i s t i c s o f R A P u s i n g t h e n e w S u p e r p a v e m e t h o d h a v e b e e n a d d r e s s e d b y r e s e a r c h e r s . 2 . 4 . 5 C h a r a c t e r i s t i c s o f R e c y c l e d A s p h a l t P a v e m e n t s U s i n g t h e S u p e r p a v e M e t h o d T h e l i t e r a t u r e l a c k s i n f o r m a t i o n a n d p u b l i s h e d r e s e a r c h r e s u l t s c o n c e r n i n g t h e d e s i g n o f R A P u s i n g t h e S u p e r p a v e b i n d e r o r m i x t u r e t e s t p r o t o c o l s . H o w e v e r , o n e c a n l e a r n fi o m p a s t s t u d i e s w h e r e s o m e o f t h e S u p e r p a v e p r o c e d u r e s w e r e u s e d o r w h e r e 6 0 o t h e r s p e c i fi c a t i o n s a n d t e s t m e t h o d s w e r e e m p l o y e d t o a s s e s s t h e p e r f o r m a n c e o f R A P . T h e s e i n c l u d e d K a n d h a l e t a l . ( K a n d h a l e t a l . 1 9 9 5 ) , T a m e t a l . ( T a m e t a l . 1 9 9 2 ) a n d S a r g i o u s a n d M u s h u l e ( S a r g i o u s & M u s h u l e 1 9 9 1 ) . U n f o r t u n a t e l y t h e r e p o r t e d r e s u l t s a r e c o n t r a d i c t o r y a t b e s t . F o r e x a m p l e , T a m e t a l . f o u n d t h a t m i x e s w i t h R A P a r e l e s s r e s i s t a n t t o t h e r m a l c r a c k i n g t h a n v i r g i n m i x t u r e s . K a n d h a l e t a l . f o u n d t h a t t h e r e w a s n o s i g n i fi c a n t d i f f e r e n c e i n c r a c k i n g p e r f o r m a n c e s b e t w e e n r e c y c l e d a n d v i r g i n m i x t u r e s , w h i l e S a r g i o u s a n d M u s h u l e f o u n d t h a t t h e r e c y c l e d m i x t u r e p e r f o r m e d b e t t e r t h a n t h e v i r g i n m i x t u r e i n t e r m s o f c r a c k i n g . T h e m i x t u r e b e h a v i o r i s r e s p o n s i v e t o b i n d e r p r o p e r t i e s a t l o w , i n t e r m e d i a t e a n d h i g h t e m p e r a t u r e s . A b i n d e r s e l e c t e d t o p e r f o r m w e l l a t h i g h t e m p e r a t u r e s m a y n o t n e c e s s a r i l y p e r f o r m w e l l a t l o w t e m p e r a t u r e s . T h e a b o v e n o t e d s t u d i e s w e r e c o n d u c t e d u s i n g p e n e t r a t i o n o r v i s c o s i t y g r a d e d a s p h a l t s . T h e S u p e r p a v e b i n d e r s y s t e m g i v e s a t o o l t o i n v e s t i g a t e t h e b i n d e r e f f e c t s o v e r a r a n g e o f t e m p e r a t u r e s a n d a g i n g c o n d i t i o n s a n d s h o u l d , t h e r e f o r e , a l l o w a b e t t e r s e l e c t i o n o f t h e a p p r o p r i a t e b i n d e r b l e n d ( R A P + v i r g i n ) f o r a g i v e n s i t u a t i o n . T h e s t u d y b y S a r g i o u s a n d M u s h u l e d i d u s e a s o f t e r a s p h a l t f o r t h e r e c y c l e d m i x t h a n f o r t h e c o n t r o l m i x , w h i c h m a y h a v e r e j u v e n a t e d t h e R A P , r e s u l t i n g i n t h e r e p o r t e d i m p r o v e d p e r f o r m a n c e . R e s i l i e n t m o d u l u s h a s b e e n u s e d i n m a n y s t u d i e s t o e v a l u a t e R A P m i x t u r e s ( E p p s e t a 1 . 1 9 7 7 , S a r g i o u s & M u s h u l e 1 9 9 1 , N o u r e l d i n & W o o d 1 9 0 0 , A m i r k h a n i a n & W i l l i a m s 1 9 9 3 , T e r r e l & F r i t c h e n 1 9 7 7 ) . H o w e v e r , v a r i a b i l i t y o f t h e t e s t r e s u l t s , e S p e c i a l l y b e t w e e n l a b s , h a s p o s e d p r o b l e m s i n i n t e r p r e t i n g t h e d a t a . M a n y s t u d i e s ( H o s s a i n e t a l . 1 9 9 3 , E p p s e t a l . 1 9 7 7 , P a u l 1 9 9 6 , S e r v a s e t a l . 1 9 8 5 ) d o c u m e n t e d t h e f a c t t h a t r e c y c l e d m i x t u r e s c a n p e r f o r m a t l e a s t a s w e l l a s v i r g i n m i x t u r e s . I m p r o v e d e x t r a c t i o n , r e c o v e r y a n d b i n d e r t e s t i n g p r o c e d u r e s m a y a l l o w e v e n 6 1 b e t t e r s e l e c t i o n o f t h e r i g h t b i n d e r f o r a r e c y c l e d m i x t u r e l e a d i n g t o i m p r o v e d p e r f o r m a n c e . A v a r i e t y o f m e t h o d s c a n b e u s e d t o s i m u l a t e m i x t u r e a g i n g i n t h e l a b o r a t o r y . B e l l e t a l . ( B e l l e t a 1 . 1 9 9 4 ) d e v e l o p e d t h e s h o r t a n d l o n g — t e r m o v e n a g i n g p r o c e d u r e s r e c o m m e n d e d i n S u p e r p a v e . R u t h a n d R o q u e ( R u t h & R o q u e 1 9 9 5 ) u s e d t h e l o n g - t e r m o v e n a g i n g p r o c e d u r e t o f a b r i c a t e R A P i n t h e l a b o r a t o r y . T h i s t y p e o f l o n g - t e r m a g i n g c a n b e u s e d , b u t t e s t i n g o f a c t u a l p l a n t - p r o d u c e d a n d / o r fi e l d a g e d m a t e r i a l s i s t h e p r e f e r r e d m e t h o d . T h e s e r i o u s d i s a d v a n t a g e f o r u s i n g l o n g — t e r m o v e n a g i n g w h e n d e s i g n i n g a m i x t u r e w i t h R A P , i s t h a t t h e m i x d e s i g n p r o c e s s c a n t h e n b e d e l a y e d b y d a y s o r w e e k s . S e v e r a l s t u d i e s h a v e b e e n d i r e c t e d a t e x a m i n i n g c h a n g e s i n a g g r e g a t e p r o p e r t i e s b e f o r e a n d a f t e r s o l v e n t e x t r a c t i o n o r b u m - o f f i n a n i g n i t i o n o v e n . S u c h s t u d i e s h a v e a p p l i c a t i o n t o R A P m i x t u r e s a s w e l l , w h e r e t h e o r i g i n a l a g g r e g a t e p r o p e r t i e s m a y b e u n k n o w n . A s t u d y b y N C A T ( M a l l i c k e t a l . 1 9 9 8 ) s h o w e d t h a t t h e r e i s a s i g n i fi c a n t d i f f e r e n c e b e t w e e n t h e v i r g i n a n d r e c o v e r e d b u l k s p e c i fi c g r a v i t y ( G s b ) f o r t h r e e t e s t e d a g g r e g a t e s ( l i m e r o c k fi n e , t r a p r o c k a n d g r a n i t e ) b e f o r e a n d a f t e r b u m - o f f . T h e G s b d e c r e a s e d b y 0 . 0 2 1 , 0 . 0 3 5 a n d 0 . 0 1 5 f o r t h e a b o v e a g g r e g a t e s r e s p e c t i v e l y . T h e V i r g i n i a T r a n s p o r t a t i o n R e s e a r c h C e n t e r ( P r o w e l l & C a r t e r 2 0 0 0 ) c o m p a r e d t h e v i r g i n G s b c a l i b r a t i o n f a c t o r u s i n g k n o w n a s p h a l t c o n t e n t , a n d t h e e f f e c t i v e s p e c i fi c g r a v i t y ( G s e ) w a s c a l c u l a t e d u s i n g a n a s p h a l t c o n t e n t d e t e r m i n e d w i t h t h e i g n i t i o n f u r n a c e f o r s i x a g g r e g a t e s t y p e s . T h e c a l c u l a t e d V M A v a l u e s u s i n g t h e G S C w e r e a l w a y s l a r g e r t h a n t h e s p e c i fi e d v a l u e s . T h e d i f f e r e n c e s r a n g e d f r o m 0 . 0 1 t o 0 . 4 3 p e r c e n t . 6 2 C h e h a b a n d D a n i e l ( C h e h a b & D a n i e l 2 0 0 6 ) s t u d i e d t h e s e n s i t i v i t y o f t h e a s s u m e d b i n d e r g r a d e o n p e r f o r m a n c e p r e d i c t i o n o f R A P m i x t u r e s b y u t i l i z i n g t h e M e c h a n i s t i c - E m p i r i c a l P a v e m e n t D e s i g n G u i d e ( M - E P D G ) s o f t w a r e t o p r e d i c t t h e p e r f o r m a n c e o f a s p e c i fi c fl e x i b l e p a v e m e n t s t r u c t u r e w i t h a R A P m o d i fi e d H M A s u r f a c e l a y e r . I n t h e i r s t u d y , t h e R A P c o n t e n t a n d t h e e f f e c t i v e b i n d e r P G g r a d e w e r e t h e m a i n v a r i a b l e s . T h e y c o n c l u d e d t h a t t h e a s s u m e d P G b i n d e r g r a d e , p a r t i c u l a r l y t h e h i g h t e m p e r a t u r e g r a d e , f o r t h e R A P m i x t u r e s h a s a s i g n i fi c a n t i n fl u e n c e o n t h e p r e d i c t e d a m o u n t o f t h e r m a l c r a c k i n g a n d r u t t i n g p e r f o r m a n c e s . T h e y a d d e d t h a t t h e p r e d i c t e d p e r f o r m a n c e i s s e n s i t i v e t o c h a n g e s i n a s s u m e d t h e P G g r a d e . T h e r e s u l t s e m p h a s i z e d t h e i m p o r t a n c e o f d e t e r m i n i n g t h e e f f e c t i v e b i n d e r g r a d e o f R A P m i x t u r e s . D a n i e l a n d L a c h a n c e ( D a n i e l & L a c h a n c e 2 0 0 4 , D a n i e l & L a c h a n c e 2 0 0 5 ) e x a m i n e d h o w t h e a d d i t i o n o f R A P c h a n g e s t h e v o l u m e t r i c a n d m e c h a n i s t i c p r o p e r t i e s o f a s p h a l t m i x t u r e s . I n t h e i r r e s e a r c h , a 1 9 m m S u p e r p a v e m i x t u r e c o n t a i n i n g 0 % R A P w a s u s e d a s t h e c o n t r o l m i x t u r e t o c o m p a r e t h e p r o p e r t i e s o f r e c y c l e d m i x t u r e s c o n t a i n i n g 1 5 , 2 5 , a n d 4 0 p e r c e n t R A P . T e s t i n g i n c l u d e d d y n a m i c m o d u l u s i n t e n s i o n a n d c o m p r e s s i o n , c r e e p c o m p l i a n c e i n c o m p r e s s i o n , a n d c r e e p fl o w i n c o m p r e s s i o n . U s i n g t h e t i m e - t e m p e r a t u r e s u p e r p o s i t i o n p r i n c i p l e , d y n a m i c m o d u l u s a n d c r e e p c o m p l i a n c e m a s t e r c u r v e s w e r e c o n s t r u c t e d t o d e s c r i b e t h e b e h a v i o r o f e a c h m i x o v e r a r a n g e o f t e m p e r a t u r e s . T h e V M A a n d V F A o f t h e R A P m i x t u r e s i n c r e a s e d a t t h e 2 5 a n d 4 0 p e r c e n t l e v e l s , a n d t h e r e w a s a l s o a n i n fl u e n c e o f p r e - h e a t i n g t i m e o n t h e v o l u m e t r i c p r o p e r t i e s . T h e d y n a m i c m o d u l u s o f t h e p r o c e s s e d R A P m i x t u r e s i n c r e a s e d f r o m t h e c o n t r o l t o 1 5 % R A P l e v e l , w h e r e a s , t h e 2 5 a n d 4 0 p e r c e n t R A P m i x t u r e s h a d d y n a m i c m o d u l u s c u r v e s s i m i l a r t o t h e c o n t r o l m i x t u r e i n b o t h t e n s i o n a n d c o m p r e s s i o n . T h e c r e e p 6 3 c o m p l i a n c e c u r v e s s h o w e d s i m i l a r t r e n d s . A c o m b i n a t i o n o f g r a d a t i o n , a s p h a l t c o n t e n t a n d v o l u m e t r i c p r o p e r t i e s w a s i d e n t i fi e d a s t h e c a u s e o f t h e s e t r e n d s . H u a n g e t a l . ( H u a n g e t a l . 2 0 0 5 ) c o n d u c t e d a l a b o r a t o r y s t u d y i n w h i c h t h e b l e n d i n g p r o c e s s o f R A P w i t h v i r g i n m i x t u r e w a s a n a l y z e d t h r o u g h c o n t r o l l e d e x p e r i m e n t s . O n e t y p e o f s c r e e n e d R A P w a s b l e n d e d w i t h v i r g i n ( n e w ) c o a r s e a g g r e g a t e a t d i f f e r e n t p e r c e n t a g e s . A b l e n d e d m i x t u r e c o n t a i n i n g t w e n t y p e r c e n t o f s c r e e n e d R A P w a s s u b j e c t e d t o s t a g e d e x t r a c t i o n a n d r e c o v e r y . T h e r e s u l t f r o m t h i s e x p e r i m e n t i n d i c a t e d o n l y a s m a l l p o r t i o n o f t h e a g e d b i n d e r i n R A P a c t u a l l y p a r t i c i p a t e d i n t h e r e - m i x i n g p r o c e s s w h i l e o t h e r p o r t i o n s f o r m e d a s t i f f c o a t i n g a r o u n d R A P a g g r e g a t e s a n d t h e R A P f u n c t i o n a l l y a c t e d a s “ c o m p o s i t e b l a c k r o c k ” . H u a n g e t a l . ( H u a n g e t a l . 2 0 0 4 ) a l s o e v a l u a t e d t h e f a t i g u e r e s i s t a n c e o f H M A m i x t u r e s c o n t a i n i n g N o . 4 s i e v e s c r e e n e d R A P . A t y p i c a l s u r f a c e m i x t u r e c o m m o n l y u s e d i n t h e s t a t e o f T e n n e s s e e w a s e v a l u a t e d a t 0 , 1 0 , 2 0 , a n d 3 0 p e r c e n t R A P c o n t e n t s . T h e f a t i g u e c h a r a c t e r i s t i c s o f m i x t u r e s w e r e e v a l u a t e d t h r o u g h i n d i r e c t t e n s i l e s t r e n g t h , s e m i - c i r c u l a r b e n d i n g ( S C B ) a n d s e m i - c i r c u l a r n o t c h e d f r a c t u r e r e s i s t a n c e t e s t s . I t w a s f o u n d t h a t l o n g — t e r m a g i n g d o e s i n fl u e n c e t h e f a t i g u e r a n k i n g f o r m i x t u r e s c o n t a i n i n g d i f f e r e n t p e r c e n t a g e s o f R A P . G e n e r a l l y , t h e p r o p e r t i e s o f t h e l o n g - t e r m a g e d m i x t u r e s r e s e m b l e t h e o f fi e l d m i x t u r e s t h a t h a v e b e e n i n - s e r v i c e f o r s e v e r a l y e a r s . A l s o i n c l u s i o n o f R A P i n t o t h e l i m e s t o n e s u r f a c e m i x t u r e g e n e r a l l y i n c r e a s e d t h e t e n s i l e s t r e n g t h , r e d u c e d t h e p o s t - f a i l u r e t e n a c i t y , i n c r e a s e d m i x t u r e ’ s m o d u l u s ( s t i f f n e s s ) , a n d r e d u c e d t h e v i s c o s i t y c h a r a c t e r i s t i c s . T h e y r e p o r t e d t h a t t h e i n c l u s i o n o f R A P i n m i x t u r e s r e s u l t e d i n : o I n c r e a s e s i n t h e S C B f a t i g u e l i f e a t s t r e s s l e v e l s a b o v e 2 0 p e r c e n t o f t h e S C B t e n s i l e s t r e n g t h . 6 4 0 I m p r o v e d t h e m i x t u r e s ’ r e s i s t a n c e t o f r a c t u r e f a i l u r e . 0 M i x t u r e s m a d e w i t h l e s s t h a n 2 0 p e r c e n t R A P h a d v e r y l i m i t e d i n fl u e n c e o n t h e m i x t u r e s t i f f n e s s a n d i n d i r e c t t e n s i l e s t r e n g t h c h a r a c t e r i s t i c s . 0 M i x t u r e s c o n t a i n i n g 3 0 p e r c e n t R A P t e n d e d t o s i g n i fi c a n t l y c h a n g e t h e f a t i g u e c r a c k i n g c h a r a c t e r i s t i c s . K i m e t a 1 . ( K i m e t a 1 . 2 0 0 4 ) c o m p a r e d t h e l a b o r a t o r y r e s p o n s e s o f e n g i n e e r e d C I R e m u l s i o n a n d f o a m e d a s p h a l t a s a b i n d e r f o r R A P m a t e r i a l s c o l l e c t e d f r o m t h e C I R r e c y c l i n g p r o j e c t o n U S — 2 0 i n I o w a . B a s e d o n t h e v i s u a l o b s e r v a t i o n o f l a b o r a t o r y s p e c i m e n s , a s e x p e c t e d , t h e e n g i n e e r e d C I R e m u l s i o n c o a t e d t h e R A P m a t e r i a l s b e t t e r t h a n t h e f o a m e d a s p h a l t . F o a m e d a s p h a l t i n s t e a d c r e a t e d a m a s t i c m i x t u r e s t r u c t u r e t o p r o v i d e b e t t e r b o n d i n g o f R A P m a t e r i a l s . T h e y f o u n d t h a t f o a m e d a s p h a l t m i x t u r e s o b t a i n e d h i g h e r d e n s i t y t h a n t h e e n g i n e e r e d C I R e m u l s i o n m i x t u r e s a t t h e s a m e c o m p a c t i o n e f f o r t . H o w e v e r , a f t e r f o u r h o u r s o f c u r i n g a t t h e r o o m t e m p e r a t u r e , t h e e n g i n e e r e d C I R e m u l s i o n m i x t u r e s s h o w e d l e s s r a v e l i n g t h a n t h e f o a m e d a s p h a l t m i x t u r e s . B o t h M a r s h a l l S t a b i l i t y a n d i n d i r e c t t e n s i l e s t r e n g t h o f f o a m e d a s p h a l t m i x t u r e s w e r e a b o u t t h e s a m e a s t h o s e o f e n g i n e e r e d C I R e m u l s i o n m i x t u r e s . H o w e v e r , M a r s h a l l S t a b i l i t y a n d i n d i r e c t t e n s i l e s t r e n g t h o f t h e v a c u u m - s a t u r a t e d w e t s a m p l e s o f f o a m e d a s p h a l t m i x t u r e s w e r e l o w e r t h a n t h o s e o f e n g i n e e r e d C I R e m u l s i o n m i x t u r e s . P e r e i r a e t a l . ( P e r e i r a e t a l . 2 0 0 4 ) u s e d f o u r p o i n t b e n d i n g a n d r e p e a t e d s i m p l e s h e a r t e s t a t c o n s t a n t h e i g h t ( R S S T - C H ) t o d e t e r m i n e t h e f a t i g u e a n d r u t t i n g r e s i s t a n c e i n t h e l a b o r a t o r y , r e s p e c t i v e l y . T h e y c o n c l u d e d t h a t H M A m i x t u r e s w i t h r e c l a i m e d b i t u m i n o u s m a t e r i a l ( R B M ) h a v i n g 5 % b i n d e r c o n t e n t e x h i b i t e d t h e b e s t f a t i g u e 6 5 r e s i s t a n c e w h i l e f o r t h e s a m e r e c y c l e d m i x t u r e a t 4 . 5 % b i n d e r c o n t e n t s h o w e d i n c r e a s e d r u t t i n g r e s i s t a n c e . I s a a e t a l . ( I s s a e t a l . 2 0 0 1 ) c o n d u c t e d a s t u d y t o c h a r a c t e r i z e t h e b e h a v i o r o f c o l d r e c y c l e d a s p h a l t p a v e m e n t r e j u v e n a t e d w i t h h i g h fl o a t e m u l s i o n a n d p o r t l a n d c e m e n t , p r o d u c i n g a c e m e n t - e m u l s i o n m i x . T h e m a i n o b j e c t i v e s w e r e t o i n v e s t i g a t e h o w t h e b e h a v i o r o f R A P m i x e s w a s a f f e c t e d b y t h e a d d i t i o n o f c e m e n t a n d t o fi n d t h e O p t i m u m e m u l s i o n a n d c e m e n t c o n t e n t s . T e s t s a m p l e s w e r e p r e p a r e d w i t h f o u r d i f f e r e n t c e m e n t c o n t e n t s , t h r e e e m u l s i o n c o n t e n t s , a n d o n e f r e e w a t e r c o n t e n t . I t w a s c o n c l u d e d t h a t H v e e m s t a b i l i t y v a l u e s i n c r e a s e d w i t h c e m e n t c o n t e n t b u t d e c r e a s e d w i t h e m u l s i o n c o n t e n t . T h e a d d i t i o n o f P o r t l a n d c e m e n t a f f e c t e d t h e H v e e m s t a b i l i t y v a l u e o f s a m p l e s c u r e d u n d e r s o a k e d c o n d i t i o n s m o r e t h a n t h o s e c u r e d u n d e r d r y c o n d i t i o n s . S a m p l e s p r e p a r e d w i t h 2 p e r c e n t e m u l s i o n h a d t h e h i g h e s t g a i n i n s o a k e d s t a b i l i t y b e c a u s e o f t h e a d d i t i o n o f c e m e n t . O v e r a l l i t w a s c o n c l u d e d t h a t a c o l d R A P m i x c o n t a i n i n g a l o w p e r c e n t a g e o f c e m e n t w o u l d p e r f o r m b e t t e r t h a n c o n v e n t i o n a l c o l d R A P m i x e s . I m p l e m e n t a t i o n o f t h e S u p e r p a v e m i x d e s i g n m e t h o d h a s e n c o u r a g e d t h e u s e o f c o a r s e r H M A m i x t u r e s , w h i c h r e q u i r e t i g h t c o n t r o l o f b o t h t h e o v e r a l l g r a d a t i o n a n d t h e p e r c e n t p a s s i n g t h e 0 . 0 7 5 - m m ( N o . 2 0 0 ) s c r e e n . H o w e v e r , t h e r e i s s o m e c o n c e r n t h a t u s e o f r e c l a i m e d a s p h a l t p a v e m e n t ( R A P ) i n S u p e r p a v e m i x t u r e s m a y b e s e r i o u s l y l i m i t e d b e c a u s e s t o c k p i l e s o f R A P m a y h a v e w i d e l y v a r i a b l e g r a d a t i o n s a s w e l l a s h i g h p e r c e n t a g e s o f m i n u s 0 . 0 7 5 — m m m a t e r i a l ( G a r d i n e r & W a g n e r 1 9 9 9 ) . T h e y a l s o c a l c u l a t e d t h e p o s s i b i l i t y o f s p l i t t i n g R A P s t o c k p i l e s b y u s i n g t h e c o a r s e r R A P f r a c t i o n i n a t y p i c a l 1 2 . 5 m m b e l o w t h e S u p e r p a v e g r a d a t i o n r e s t r i c t e d z o n e . 6 6 I n t h e G a r d i n e r a n d W a g n e r s t u d y , t h e fi n e r R A P f r a c t i o n w a s u s e d i n a n a b o v e - t h e - r e s t r i c t e d z o n e 1 2 . 5 - m m S u p e r p a v e g r a d a t i o n . T w o s o u r c e s o f R A P ( G e o r g i a a n d M i n n e s o t a ) w e r e u s e d s o t h a t a w i d e r a n g e o f a s p h a l t a n d a g g r e g a t e p r o p e r t i e s w o u l d b e r e p r e s e n t e d . S c r e e n i n g t h e R A P a l l o w e d u p t o 4 0 p e r c e n t o f t h e c o a r s e R A P f r a c t i o n t o b e u s e d a n d s t i l l m e e t b e l o w t h e - r e s t r i c t e d z o n e S u p e r p a v e g r a d a t i o n r e q u i r e m e n t s . T h i s w a s m a i n l y d u e t o t h e s i g n i fi c a n t r e d u c t i o n i n t h e fi n e r a g g r e g a t e f r a c t i o n s , e s p e c i a l l y t h e m i n u s 0 . 0 7 5 - m m m a t e r i a l . T h e y f o u n d t h a t t h e u s e o f R A P i n t h e s e m i x t u r e s r e s u l t e d i n a s a v i n g s o f b e t w e e n 1 8 a n d 2 5 p e r c e n t i n t h e r e q u i r e d v i r g i n a s p h a l t . A n o t i c e a b l e i n c r e a s e i n m i x t u r e s t i f f n e s s w i t h a s l i t t l e a s 1 5 p e r c e n t R A P w a s o b s e r v e d . T h i s c h a n g e i n m i x t u r e p r o p e r t i e s s u g g e s t e d t h a t a s o f t e r g r a d e o f n e a t b i n d e r m i g h t b e n e e d e d . A m a x i m u m o f 1 5 p e r c e n t o f t h e fi n e R A P f r a c t i o n w a s u s e d t o p r o d u c e a n a c c e p t a b l e a b o v e - t h e - r e s t r i c t e d - z o n e S u p e r p a v e g r a d a t i o n . T h e n e t s a v i n g s i n n e a t a s p h a l t c o n t e n t w a s 2 5 p e r c e n t . T h e y o b s e r v e d l i t t l e c h a n g e i n t e n s i l e s t r e n g t h s b e c a u s e o f t h e a d d i t i o n o f t h i s R A P f r a c t i o n . H o w e v e r , t h e r e w a s a s u b s t a n t i a l i n c r e a s e i n m i x t u r e s t i f f n e s s a t i n t e r m e d i a t e t o w a r m t e m p e r a t u r e s . T h i s i n c r e a s e w a s a l s o o b s e r v e d a s a 2 0 p e r c e n t r e d u c t i o n i n t h e a s p h a l t p a v e m e n t a n a l y z e r r u t d e p t h w h e n R A P w a s u s e d . T h e i n d i r e c t t e n s i l e c r e e p c o m p l i a n c e d e c r e a s e d w h e n R A P w a s a d d e d . S o l a i m a n i a n e t a l . ( S o l a i m a n i a n e t a l . 1 9 9 6 ) s t u d i e d p r o d u c t i o n a n d c o n s t r u c t i o n v a r i a b i l i t y o f h o t - m i x a s p h a l t c o n c r e t e ( H M A C ) c o n t a i n i n g l a r g e q u a n t i t i e s o f r e c y c l e d a s p h a l t p a v e m e n t ( R A P ) m a t e r i a l . T h e g r a d a t i o n , a s p h a l t c o n t e n t , a i r v o i d s , p e n e t r a t i o n s , v i s c o s i t i e s , a n d s t a b i l i t i e s w e r e i n c l u d e d i n t h e a n a l y s i s . T h e y f o u n d t h a t i n g e n e r a l , p r o j e c t s w i t h h i g h - p e r c e n t a g e s R A P y i e l d h i g h e r v a r i a b i l i t y t h a n a t y p i c a l v i r g i n H M A C . 6 7 T h e g r a d a t i o n s o f p l a n t - p r o d u c e d m i x t u r e s w e r e fi n e r t h a n t h e j o b m i x f o r m u l a t a r g e t g r a d a t i o n s , p o s s i b l y b e c a u s e o f a g g r e g a t e c r u s h i n g d u r i n g t h e m i l l i n g o p e r a t i o n . R e c e n t l y L i e t a l . ( L i e t a l . 2 0 0 5 ) c o n d u c t e d a l a b o r a t o r y s t u d y t o e s t a b l i s h a r a t i o n a l d e s i g n f o r a s p h a l t m i x t u r e t h a t c o n t a i n s R A P a n d t o c h a n g e M i n n e s o t a D O T ’ s a s p h a l t s p e c i fi c a t i o n . T e n m i x t u r e s , w h i c h w e r e t h e c o m b i n a t i o n o f t h r e e R A P p e r c e n t a g e s ( 0 , 2 0 % a n d 4 0 % ) , t w o d i f f e r e n t v i r g i n a s p h a l t c e m e n t s ( P G 5 8 - 2 8 a n d P G 5 8 - 3 4 ) , a n d t w o d i f f e r e n t R A P s o u r c e s ( R A P a n d m i l l i n g s ) , w e r e s t u d i e d i n t h i s r e s e a r c h . R A P m a t e r i a l w a s b l e n d e d w i t h v i r g i n a g g r e g a t e s u c h t h a t a l l s a m p l e s t e s t e d h a d a p p r o x i m a t e l y t h e s a m e g r a d a t i o n . T h e S u p e r p a v e m i x d e s i g n p r o c e s s w a s u s e d t o d e t e r m i n e t h e O p t i m u m a s p h a l t c o n t e n t o f t h e m i x t u r e s . D y n a m i c m o d u l u s t e s t s ( W i t c z a k e t a l . 2 0 0 2 ) w e r e p e r f o r m e d a t fi v e t e m p e r a t u r e s ( — 2 0 , - 1 0 , 4 , 2 0 , a n d 4 0 ° C ) a n d fi v e f r e q u e n c i e s ( 2 5 , 1 0 , 1 , 0 . 1 , 0 . 0 1 H z ) a n d t h e t e s t i n g p r o c e d u r e w a s b a s e d o n A A S H T O T P 6 2 . C o m p l e x m o d u l u s m a s t e r c u r v e s w e r e c o n s t r u c t e d f o r e a c h m i x t u r e , t h e l i m i t e d d a t a o b t a i n e d i n t h i s p r o j e c t s h o w e d t h a t t h e a d d i t i o n o f R A P i n c r e a s e d t h e c o m p l e x m o d u l u s a n d t h a t t h e a s p h a l t b i n d e r a n d R A P s o u r c e h a d a s i g n i fi c a n t e f f e c t o n t h e m i x t u r e m o d u l u s . I t w a s a l s o f o u n d t h a t t h e m i x t u r e s c o n t a i n i n g R A P i l l u s t r a t e d v a r i a b i l i t y a n d t h a t t h e v a r i a b i l i t y i n c r e a s e d w i t h t h e a d d i t i o n O f R A P . T h e c r e e p t e s t d a t a s h o w e d t h a t a s t h e p e r c e n t a g e o f R A P o r m i l l i n g s i n c r e a s e s , t h e s t i f f n e s s i n c r e a s e s a n d t h a t t h e m i x t u r e s w i t h P G 5 8 - 3 4 b i n d e r w e r e s o f t e r t h a n t h e m i x t u r e s w i t h P G 5 8 - 2 8 b i n d e r a t - 1 8 ° C . A s p h a l t b i n d e r s e x t r a c t e d f r o m t e s t e d d y n a m i c m o d u l u s s a m p l e s w e r e r e t e s t e d a t h i g h a n d l o w t e m p e r a t u r e s . B l e n d i n g c h a r t s w e r e c o n s t r u c t e d b a s e d o n t h e t e s t d a t a . T h e l i m i t e d t e s t d a t a s h o w e d t h a t a s t h e p e r c e n t a g e o f R A P o r m i l l i n g s i n c r e a s e d , 6 8 t h e s t i f fi a e s s o f t h e e x t r a c t e d b i n d e r i n c r e a s e d . I t w a s a l s o f o u n d t h a t t h e m i x t u r e s w i t h P G 5 8 - 2 8 b i n d e r s w e r e s t i f f e r t h a n t h e m i x t u r e s c o n t a i n i n g P G 5 8 - 3 4 b i n d e r a n d t h e m i x t u r e s c o n t a i n i n g m i l l i n g s w e r e s t i f f e r t h a n t h o s e c o n t a i n i n g R A P , a l t h o u g h t h e e f f e c t s w e r e l e s s p r o n o u n c e d a t l o w t e m p e r a t u r e s . 2 . 5 A S P H A L T M I X T U R E D E S I G N I n t h i s s e c t i o n t h e d i f f e r e n t m e t h o d s o f r e c y c l e d m i x d e s i g n a r e r e v i e w e d . T h e s e m i x d e s i g n m e t h o d s a r e f u r t h e r d i v i d e d b a s e d o n t h e r e c y c l i n g t y p e s : c o l d r e c y c l i n g a n d h o t r e c y c l i n g . T r a d i t i o n a l a n d n e w m i x d e s i g n m e t h o d s a r e o u t l i n e d f o r e a c h t y p e o f r e c y c l i n g m e t h o d . 2 . 5 . 1 M i x D e s i g n f o r C o l d R e c y c l i n g C o l d r e c y c l i n g o f a s p h a l t s c a n r e s u l t i n a s t a b l e p a v e m e n t a t a t o t a l e x p e n d i t u r e o f 4 0 t o 5 0 p e r c e n t l e s s t h a n t h a t r e q u i r e d b y c o n v e n t i o n a l c o n s t r u c t i o n m e t h o d s ( A R R A 2 0 0 1 ) . H o w e v e r , l i k e c o n v e n t i o n a l h o t m i x a s p h a l t , c o l d - m i x a s p h a l t u s e d f o r r e c y c l i n g m u s t b e d e s i g n e d p r o p e r l y t o e n s u r e r e l i a b l e f u t u r e p a v e m e n t p e r f o r m a n c e . T h e u n i q u e f e a t u r e s O f c o l d r e c y c l e d m i x e s a r e t i m e t e m p e r a t u r e e f f e c t s ( c u r i n g ) d u e t o t h e p r e s e n c e o f t h e w a t e r a n d / o r v o l a t i l e s a n d t h e s l o w e r b i n d e r s o f t e n i n g r a t e ( K a n d h a l a n d M a l l i c k 1 9 9 7 ) . H e n c e , p r o p e r c o n s i d e r a t i o n s s h o u l d b e g i v e n t o c h a n g e s i n m i x t u r e p r o p e r t i e s w i t h t i m e a n d t a r g e t r e d u c t i o n o f a g e d b i n d e r c o n s i s t e n c y i n t h e m i x d e s i g n . A s t a n d a r d m e t h o d f o r d e s i g n i n g c o l d r e c y c l e d m i x e s i s n o t a v a i l a b l e . H o w e v e r , c e r t a i n b a s i c s t e p s , a s s h o w n i n t h e fl o w c h a r t i n F i g u r e 2 . 1 8 ( A l M S - 2 1 1 9 8 3 ) a r e i n c l u d e d i n m o s t m i x d e s i g n p r o c e d u r e s u s e d b y h i g h w a y a g e n c i e s . T h e fi r s t s t e p i n m i x d e s i g n i s m a t e r i a l e v a l u a t i o n . T h e m a t e r i a l e v a l u a t i o n s t e p i n c l u d e s fi e l d s a m p l i n g , d e t e r m i n a t i o n o f a g e d m i x c o m p o s i t i o n , a n d p r o p e r t i e s o f a g e d a s p h a l t b i n d e r a n d 6 9 a g g r e g a t e s . O n e o f t h e i m p o r t a n t p u r p o s e s f o r t h i s s t e p i s t o i d e n t i f y t h e d e fi c i e n c i e s o f t h e a g e d m i x a n d d e t e r m i n e t h e n e e d f o r v i r g i n m a t e r i a l ( s ) . T h e m i x d e s i g n p r o c e d u r e c o n s i s t s o f s e l e c t i o n o f t h e r e c y c l i n g a g e n t a n d t h e d e t e r m i n a t i o n O f t h e O p t i m u m b i n d e r c o n t e n t . T h e s e m e t h o d s a r e d i s c u s s e d i n t h e f o l l o w i n g p a r a g r a p h s . T h e A s p h a l t I n s t i t u t e d e s i g n m e t h o d ( A I M S - 2 1 1 9 8 3 ) r e c o m m e n d s t h e c o l l e c t i o n o f r e p r e s e n t a t i v e s a m p l e s f r o m t h e e x i s t i n g p a v e m e n t s b e f o r e a s a t i s f a c t o r y m i x d e s i g n c a n b e a c c o m p l i s h e d ( A S T M D 9 7 9 “ S a m p l i n g B i t u m i n o u s P a v i n g M i x t u r e ” ) . T h e s a m p l e l o c a t i o n s h o u l d b e s e l e c t e d r a n d o m l y . I n a d d i t i o n , t h e t h i c k n e s s O f t h e a s p h a l t l a y e r a l o n g w i t h s u r f a c e c o n d i t i o n a s s e s s m e n t i s a m o n g t h e r e q u i r e d i n f o r m a t i o n . A m i n i m u m o f fi v e s a m p l e s p e r k i l o m e t e r a r e r e c o m m e n d e d f o r l a b o r a t o r y a n a l y s i s . T h i s d e s i g n m e t h o d s r e c o m m e n d s t h a t t h e a g g r e g a t e a n d a s p h a l t c o n t a i n e d i n r e c l a i m e d a s p h a l t p a v e m e n t m u s t b e e v a l u a t e i n d e p e n d e n t l y . T h e m e t h o d M S - 2 1 1 9 8 3 m e t h o d r e q u i r e s t h a t e x i s t i n g ( i n - p l a c e ) a g g r e g a t e s f o r c o l d r e c y c l i n g s h o u l d m e e t o n e o f t h e f o l l o w i n g c r i t e r i a : 0 O n e m e a s u r e o f t h e s u i t a b i l i t y o f s o i l m a t e r i a l f o r c o l d — m i x r e c y c l i n g i s t h a t t h e p r o d u c t s P I > < P L a n d P I > < P 2 0 0 ( w h e r e P 1 = p l a s t i c i t y i n d e x , P L = p l a s t i c l i m i t a n d P 2 0 0 = % p a s s i n g # 2 0 0 s i e v e ) s h o u l d b e l e s s t h a n 7 2 . 0 A n o t h e r m e a s u r e o f s u i t a b i l i t y i s t h e S a n d E q u i v a l e n t T e s t a s p e r A S T M D 2 4 1 9 s t a n d a r d . T h e t e s t i s u s e d t o d e t e c t e x c e s s i v e a m o u n t O f c l a y , p l a s t i c fi n e s a n d d u s t . G e n e r a l l y , m a t e r i a l s w i t h a s a n d e q u i v a l e n t a b o v e 3 0 c a n b e r e c y c l e d s u c c e s s f u l l y . 7 0 O b t a i n S a m p l e s o f R A P f r o m F i e l d v D e t e r m i n e R A P G r a d a t i o n , R A P B i n d e r C o n t e n t , G r a d a t i o n o f E x t r a c t e d A g g r e g a t e , A g e d A s p h a l t B i n d e r P r o p e r t i e s 7 S e l e c t A m o u n t a n d G r a d a t i o n O f N e w A g g r e g a t e , i f R e q u i r e d 7 E s t i m a t e A s p h a l t B i n d e r D e m a n d i i S e l e c t T y p e a n d G r a d e o f N e w A s p h a l t B i n d e r V D e t e r m i n e P r e — M i x M o i s t u r e C o n t e n t , I f R e q u i r e d , f o r A d e q u a t e C o a t i n g T e s t T r i a l M i x t u r e s : I n i t i a l C u r e P r o p e r t i e s , F i n a l C u r e P r o p e r t i e s , a n d W a t e r S e n s i t i v i t y V E s t a b l i s h J o b M i x F o r m u l a M a k e A d j u s t m e n t s i n F i e l d F i g u r e 2 . 1 8 F l o w c h a r t f o r m i x d e s i g n o f c o l d r e c y c l e d m i x e s 7 1 I n g e n e r a l , t h e A s p h a l t I n s t i t u t e m e t h o d f o r m i x d e s i g n c a l l s f o r b l e n d i n g t h e r e c l a i m e d a g g r e g a t e s w i t h n e w / v i r g i n a g g r e g a t e s t o m e e t t h e r e q u i r e d s p e c i fi c a t i o n s . O n c e t h e r e l a t i v e a g g r e g a t e p r o p o r t i o n s a r e d e t e r m i n e d , a g r a d e o f n e w a s p h a l t i s s e l e c t e d a n d n e w a s p h a l t d e m a n d f o r t h e b l e n d i s c a l c u l a t e d b y u s i n g E q u a t i o n 6 . P _ 0 . 0 3 5 a + 0 . 0 4 5 b + K c + F C — R ( 6 ) w h e r e , P c = P e r c e n t o f a s p h a l t m a t e r i a l b y w e i g h t o f t o t a l m i x a = P e r c e n t o f m i n e r a l a g g r e g a t e r e t a i n e d o n N o . 8 ( 2 . 3 6 m m ) s i e v e b = P e r c e n t o f m i n e r a l a g g r e g a t e p a s s i n g N o . 8 ( 2 . 3 6 m m ) s i e v e a n d r e t a i n e d o n N O . 2 0 0 ( 0 . 0 7 5 m m ) s i e v e c = P e r c e n t o f m i n e r a l a g g r e g a t e p a s s i n g N o . 2 0 0 ( 0 . 0 7 5 m m ) s i e v e K = 0 . 1 5 f o r 1 1 - 1 5 p e r c e n t p a s s i n g N O . 2 0 0 ( 0 . 0 7 5 m m ) s i e v e 0 . 1 8 f o r 6 - 1 0 p e r c e n t p a s s i n g N o . 2 0 0 ( 0 . 0 7 5 m m ) s i e v e 0 . 2 0 f o r 5 p e r c e n t o r l e s s p a s s i n g N o . 2 0 0 ( 0 . 0 7 5 m m ) s i e v e R = 1 . 0 f o r a s p h a l t c e m e n t ; 0 . 6 t o 0 . 6 5 f o r a s p h a l t e m u l s i o n s F = 0 t o 2 . 0 p e r c e n t , b a s e d o n a b s o r p t i o n O f l i g h t o r h e a v y a g g r e g a t e . T h e f o r m u l a i s b a s e d o n a n a v e r a g e s p e c i fi c g r a v i t y o f 2 . 6 0 t o 2 . 7 0 . I n a b s e n c e o f o t h e r d a t a , a v a l u e o f 0 . 7 t o 1 . 0 i s r e c o m m e n d e d T h e q u a n t i t y o f t h e n e w a s p h a l t t o b e a d d e d i n t h e r e c y c l e d m i x t u r e s i s c a l c u l a t e d u s i n g E q u a t i o n 7 . R ( 7 ) 7 2 w h e r e , P r = P e r c e n t O f n e w a s p h a l t i n t h e r e c y c l e d m i x P c = P e r c e n t o f a s p h a l t b y w e i g h t O f t o t a l m i x P , l = P e r c e n t o f a s p h a l t i n t h e r e c l a i m e d a s p h a l t p a v e m e n t P p = D e c i m a l p e r c e n t r e c l a i m e d a s p h a l t p a v e m e n t i n t h e r e c y c l e d m i x R = 1 . 0 f o r a s p h a l t c e m e n t ; 0 . 6 t o 0 . 6 5 f o r a s p h a l t e m u l s i o n s ; 0 . 7 0 t o 0 . 8 0 f o r c u t b a c k a s p h a l t . F o r i n - p l a c e r e c y c l i n g , t h i s m e t h o d r e c o m m e n d s t o c a l c u l a t e t h e n e w a s p h a l t p r o p o r t i o n s ( P d ) b a s e d . o n t h e w e i g h t o f a g g r e g a t e u s i n g e q u a t i o n 8 . _ _ 1 0 0 } ; d _ _ 1 0 0 — P , ( 8 ) F i n a l l y , a d j u s t m e n t o f a s p h a l t c o n t e n t c a n b e m a d e b y t h e fi e l d e n g i n e e r t o O b t a i n a d u r a b l e p a v e m e n t b a s e d o n t h e e n g i n e e r i n g j u d g m e n t a n d l o c a l e x p e r i e n c e . T h i s m e t h o d o f m i x d e s i g n i s e m p i r i c a l a n d n e e d s l o c a l e x p e r i e n c e t o a r r i v e a t a d u r a b l e m i x . I n a d d i t i o n , t h e m i x d e s i g n m e t h o d d o e s n o t c a l l f o r a p e r f o r m a n c e t e s t i n g t o e s t i m a t e t h e e x p e c t e d p e r f o r m a n c e o f t h e m i x i n t h e fi e l d . T h e A R R A g u i d e l i n e s ( A R R A 2 0 0 1 ) i n d i c a t e t h r e e d i f f e r e n t m e t h o d s o f m i x d e s i g n f o r c o l d r e c y c l i n g a s p h a l t p a v e m e n t s . T w o o f t h e s e m e t h o d s c o n s i s t o f m o d i fi e d M a r s h a l l a n d H v e e m f o r d e s i g n i n g c o l d r e c y c l e d m i x t u r e s w i t h a s p h a l t e m u l s i o n o r e m u l s i fi e d r e c y c l i n g a g e n t ( E R A ) . T h e t h i r d p r o c e d u r e h a s b e e n d e v e l o p e d b y O r e g o n S t a t e U n i v e r s i t y f o r d e t e r m i n a t i o n o f t h e r e q u i r e d a s p h a l t e m u l s i o n c o n t e n t . O n l y t h e M a r s h a l l m i x d e s i g n m e t h o d i s d i s c u s s e d i n t h i s l i t e r a t u r e r e v i e w . 7 3 . I n t h e M a r s h a l l m i x d e s i g n m e t h o d , t h e m i x t u r e s a r e p r e p a r e d i n s u c h a w a y t o a c h i e v e 3 p e r c e n t t o t a l w a t e r c o n t e n t ( p e r c e n t e m u l s i o n w a t e r + p e r c e n t w a t e r r e m a i n i n g i n R A P + p e r c e n t m i x t u r e w a t e r a d d e d ) . E m u l s i o n s a r e i n c o r p o r a t e d i n t o t h e m i x t u r e s a t t h e d e s i r e d c o n t e n t i n 0 . 5 p e r c e n t i n c r e m e n t s . M i x t u r e s a r e t h e n c o m p a c t e d w i t h 5 0 b l o w s ( p e r f a c e ) o f t h e M a r s h a l l c o m p a c t i n g h a m m e r . T h e c o m p a c t e d s p e c i m e n s a r e c u r e d f o r 6 h o u r s a t 6 0 ° C ( 1 4 0 ° F ) . N e x t , t h e s p e c i m e n s a r e t e s t e d f o r b u l k s p e c i fi c g r a v i t y , s t a b i l i t y ( 6 0 ° C ) , a n d fl o w ( 6 0 ° C ) . T h e m a x i m u m s p e c i fi c g r a v i t y i s t h e n d e t e r m i n e d . F i n a l l y , a t t h e O p t i m u m a d d i t i v e c o n t e n t , s p e c i m e n s a r e p r e p a r e d a t a d d i t i o n a l t o t a l w a t e r c o n t e n t a t 0 . 5 p e r c e n t i n c r e m e n t ( s u c h a s 2 . 0 p e r c e n t , 2 . 5 p e r c e n t , 3 . 5 p e r c e n t a n d 4 . 0 p e r c e n t ) . T h e a v e r a g e v o i d c o n t e n t f o r e a c h m o i s t u r e c o n t e n t i s t h e n d e t e r m i n e d . T h e r e c o m m e n d e d m i x d e s i g n p a r a m e t e r s i n c l u d e m i n i m u m a n d m a x i m u m d e s i g n a i r v o i d s o f 9 a n d 1 4 p e r c e n t , r e s p e c t i v e l y ( A R R A 2 0 0 1 ) . O t h e r s t u d i e s h a v e b e e n d o n e o n c o l d r e c y c l i n g m i x d e s i g n . T O i m p r o v e t h e c o n s i s t e n c y o f t h e C I R u s i n g f o a m e d a s p h a l t ( C I R - f o a m ) m i x d e s i g n p r o c e s s , t h e c r i t i c a l m i x d e s i g n p a r a m e t e r s w e r e i d e n t i fi e d a n d t h e l a b o r a t o r y t e s t p r o c e d u r e w a s d e v e l o p e d ( K i m e t a l . 2 0 0 6 ) i n I o w a . T h e d e v e l o p e d C I R - f o a m m i x d e s i g n p r o c e s s w a s v a l i d a t e d a g a i n s t s e v e n d i f f e r e n t R A P s o u r c e s c o l l e c t e d a c r o s s t h e s t a t e o f I o w a . I t w a s r e c o m m e n d e d t h a t g i v e n t h e h i g h m o i s t u r e s e n s i t i v i t y o f C I R , t h e i n d i r e c t t e n s i l e s t r e n g t h t e s t s h o u l d b e p e r f o r m e d o n t h e v a c u u m - s a t u r a t e d m i x t u r e s . T h e w a s c o n d u c t e d u s i n g t h e s e R A P m a t e r i a l s a t fi v e f o a m e d a s p h a l t c o n t e n t s , 1 . 0 , 1 . 5 , 2 . 0 , 2 . 5 , a n d 3 . 0 p e r c e n t , g i v e n a fi x e d m o i s t u r e c o n t e n t o f 4 . 0 p e r c e n t . I t w a s f o u n d t h a t a i r v o i d s d e c r e a s e d g r a d u a l l y a s t h e f o a m e d a s p h a l t c o n t e n t i n c r e a s e d b u t t h e v o i d s d i d n o t a f f e c t t h e i n d i r e c t t e n s i l e s t r e n g t h O f t h e f o a m e d a s p h a l t m i x t u r e s . B a s e d o n t h e d e v e l o p e d m i x d e s i g n 7 4 p r o c e d u r e , t h e o p t i m u m f o a m e d a s p h a l t c o n t e n t s w e r e c o n s i s t e n t l y f o u n d a t v a l u e s b e t w e e n 1 . 5 % a n d 2 . 5 % f o r s e v e n d i f f e r e n t R A P m a t e r i a l s . K i m e t a l . r e c o m m e n d e d . t h a t t h e t e s t s a m p l e s s h o u l d b e p r e p a r e d u s i n g G y r a t o r y c o m p a c t o r r a t h e r t h a n M a r s h a l l H a m m e r b e c a u s e i t p r o d u c e d m o r e c o n s i s t e n t m i x t u r e s f o r d i f f e r e n t f o a m e d a s p h a l t c o n t e n t s a n d c u r i n g c o n d i t i o n s . I t w a s a l s o f o u n d t h a t t h e i n d i r e c t t e n s i l e s t r e n g t h o f C I R - f o a m s a m p l e s c u r e d f o r t w o d a y s a t 6 0 ° C w a s s i g n i fi c a n t l y h i g h e r t h a n t h a t o f C I R - f o a m s a m p l e s c u r e d f o r t h r e e d a y s a t 4 0 ° C . 2 . 5 . 2 M i x D e s i g n f o r H o t R e c y c l i n g T h e m i x d e s i g n m e t h o d s f o r h o t r e c y c l i n g c a n b e d i v i d e d i n t o t r a d i t i o n a l a n d n e w m e t h o d s . A l s o , t h e r e a r e d i f f e r e n t g u i d e l i n e s f o r e a c h d e s i g n m e t h o d f o r t h e r e c y c l i n g m e t h o d i n q u e s t i o n . T h e m e t h o d s i n t h i s s e c t i o n a r e d i v i d e d f o r h o t r e c y c l i n g m i x d e s i g n s w e r e i n t o : 0 T r a d i t i o n a l m i x d e s i g n m e t h o d s f o r h o t i n - p l a n t r e c y c l i n g 0 T r a d i t i o n a l m i x d e s i g n m e t h o d s f o r h o t i n - p l a c e r e c y c l i n g 0 S u p e r p a v e m i x d e s i g n T r a d i t i o n a l m i x d e s i g n m e t h o d s f o r h o t i n - p l a n t r e c y c l i n g c o n s i s t o f t w o m a i n s t e p s : m a t e r i a l e v a l u a t i o n a n d m i x d e s i g n . T h e o b j e c t i v e o f t h e m a t e r i a l e v a l u a t i o n p r o c e s s i s t o d e t e r m i n e t h e i m p o r t a n t p r o p e r t i e s o f t h e c o m p o n e n t m a t e r i a l s t o c o m e u p w i t h a n o p t i m u m b l e n d o f m a t e r i a l s t o m e e t t h e m i x r e q u i r e m e n t s . T h e o b j e c t i v e o f t h e m i x d e s i g n s t e p i s t o d e t e r m i n e t h e t y p e a n d p e r c e n t a g e O f a s p h a l t b i n d e r w i t h t h e h e l p O f r e s u l t s f r o m c o m p a c t e d t e s t m i x e s . T h e s p e c i fi c s t e p s o f t h e m a t e r i a l e v a l u a t i o n a n d m i x d e s i g n p r o c e s s a r e a s f o l l o w s ( K a n d h a l a n d M a l l i c k 1 9 9 7 ) : 1 . O b t a i n r e p r e s e n t a t i v e fi e l d s a m p l e s o f t h e r e c l a i m e d m a t e r i a l . 7 5 2 . P e r f o r m l a b o r a t o r y a n a l y s i s : a . D e t e r m i n e c o m p o s i t i o n a n d p r o p e r t i e s o f t h e R A P b . D e t e r m i n e t h e p r o p e r a m o u n t s o f v i r g i n a g g r e g a t e s t o b e a d d e d c . S e l e c t t h e t y p e a n d a m o u n t O f t h e v i r g i n a s p h a l t b i n d e r ( 1 . M i x , c o m p a c t a n d t e s t t r i a l m i x e s 3 . S e l e c t t h e O p t i m u m c o m b i n a t i o n o f m i x c o m p o n e n t s t h a t m e e t t h e m i x d e s i g n c r i t e r i a F o r t h e A S p h a l t I n s t i t u t e m e t h o d , F i g u r e 2 . 1 9 ( A l M S - 2 0 1 9 8 6 ) s h o w s a fl o w c h a r t f o r t h e r e c o m m e n d e d s t e p s i n t h e r e c y c l e d m i x d e s i g n p r o c e s s . U s i n g t h e g r a d a t i o n o f t h e a g g r e g a t e s f r o m t h e r e c l a i m e d a s p h a l t p a v e m e n t a n d n e w a g g r e g a t e s , a c o m b i n e d g r a d a t i o n m e e t i n g t h e d e s i r e d s p e c i fi c a t i o n r e q u i r e m e n t s i s c a l c u l a t e d . A fi e r b l e n d i n g t h e a g g r e g a t e s ( a g g r e g a t e i n t h e R A P a n d v i r g i n a g g r e g a t e s ) h a s b e e n e s t a b l i s h e d , t h e a m o u n t o f n e w a g g r e g a t e i s e x p r e s s e d a s R , i n p e r c e n t . T a b l e 2 . 7 c o n t a i n s f o r m u l a s f o r p r o p o r t i o n i n g m a t e r i a l s f o r r e c y c l e d H M A m i x e s w h e r e t h e b l e n d o f a g g r e g a t e s i n t h e m i x i s k e p t c o n s t a n t . T h e n e x t s t e p i s t o a p p r o x i m a t e t h e a s p h a l t b i n d e r d e m a n d o f t h e c o m b i n e d a g g r e g a t e s . T h e m o s t p r a c t i c a l a p p r o a c h i s t o a s s u m e t h e a s p h a l t d e m a n d o f t h e c o m b i n e d a g g r e g a t e s i n t h e p r o p o s e d r e c y c l e d H M A t o b e e q u a l t o t h e o p t i m u m a s p h a l t c o n t e n t o f v i r g i n H M A ( w i t h o u t a n y R A P ) . T h e r e f o r e , t h e f o l l o w i n g p r o c e d u r e f o r d e t e r m i n i n g t h e a p p r o x i m a t e a s p h a l t d e m a n d m a y n o t b e n e c e s s a r y u n l e s s n o v i r g i n m i x d e s i g n i s a v a i l a b l e f o r 1 0 0 p e r c e n t v i r g i n m i x . T h e a p p r o x i m a t e a s p h a l t d e m a n d o f t h e c o m b i n e d a g g r e g a t e s m a y b e d e t e r m i n e d b y t h e C e n t r i f u g e K e r o s e n e E q u i v a l e n t ( C K E ) t e s t 7 6 P = 0 . 0 3 5 a + 0 . 0 4 5 b + K c + F ( 9 ) i n c l u d e d i n t h e A s p h a l t I n s t i t u t e H v e e m M e t h o d O f M i x D e s i g n , o r c a l c u l a t e d u s i n g t h e f o l l o w i n g e m p i r i c a l f o r m u l a : w h e r e , P = A p p r o x i m a t e t o t a l a s p h a l t d e m a n d o f r e c y c l e d m i x , p e r c e n t b y w e i g h t o f m i x a = P e r c e n t o f m i n e r a l a g g r e g a t e r e t a i n e d o n 2 . 3 6 m m s i e v e , e x p r e s s e d a s a w h o l e n u m b e r b = P e r c e n t o f m i n e r a l a g g r e g a t e p a s s i n g t h e 2 . 3 6 m m s i e v e a n d r e t a i n e d o n t h e 7 5 u m s i e v e , e x p r e s s e d a s a w h o l e n u m b e r c = P e r c e n t o f m i n e r a l a g g r e g a t e p a s s i n g t h e 7 5 u m s i e v e K = 0 . 1 5 f o r 1 1 - 1 5 p e r c e n t p a s s i n g 7 5 u m s i e v e , 0 . 1 8 f o r 6 - 1 0 p e r c e n t p a s s i n g 7 5 p m s i e v e , a n d 0 . 2 0 f o r 5 p e r c e n t o r l e s s p a s s i n g 7 5 p m s i e v e F = 0 t o 2 . 0 p e r c e n t , b a s e d o n a b s o r p t i o n o f l i g h t o r h e a v y a g g r e g a t e . I n t h e a b s e n c e o f o t h e r d a t a , a v a l u e o f 0 . 7 i s s u g g e s t e d T a b l e 2 . 7 F o r m u l a s f o r p r o p o r t i o n i n g m a t e r i a l s f o r h o t r e c y c l e d m i x t u r e s ( A I M S — 2 0 1 9 8 6 ) . F o r A h a l t C n t e n t Q u a n t i t y B y w e i g h t o f t o t a l m i x S P 0 B y w e i g h t o f a g g r e g a t e 1 0 0 2 — P P _ % N e w A S p h a l t , " b : ( e r ) b ( 1 m fi e ! ) _ ( l O O — r fl i b p . . . 1 0 0 0 0 0 — 1 3 ) l o o — 1 ; , . 1 . — b - 1 0 0 ( y W P _ 1 ( I ) ( 1 ( I ) — r ) ( R D — r m _ ( 1 0 0 _ 1 : b ) ( 1 0 0 _ r ) ’ 5 ° 5 ' " ( 1 0 0 - 1 3 ) ( 1 0 1 - 1 3 , ) 3 ' " 1 0 0 % N e w _ _ e r _ A g g r e g a t e , P M P M _ _ 1 2 ) ? ) - P n s — 7 ' T o t a l 1 0 0 1 0 0 + P , % N e w A h a l t 1 0 0 P t o t o t a l A s s i g h a l t R — " b R : 1 % - C o n t e n t , R P ) , P b 7 7 P e r c e n t s a l v a g e d m i x ( R A P ) i n r e c y c l e d m i x A s p h a l t c o n t e n t O f r e c y c l e d m i x , % A s p h a l t c o n t e n t o f s a l v a g e d m i x ( R A P ) , % A d d i t i o n a l a s p h a l t a n d / o r r e c y c l e d a g e n t i n r e c y c l e d m i x , % P e r c e n t a d d i t i o n a l a g g r e g a t e ( n e w a g g r e g a t e m a t e r i a l ) P e r c e n t n e w a g g r e g a t e m a t e r i a l t o t o t a l a g g r e g a t e i n r e c y c l e d m i x P e r c e n t n e w a s p h a l t a n d / o r r e c y c l i n g a g e n t t o t o t a l a s p h a l t i n r e c y c l e d m i x A g g r e g a t e G r a d a t i o n , A s p h a l t C o n t e n t , a n d V i s c o s i t y o f E x t r a c t e d B i n d e r G r a d a t i o n o f N e w A g g r e g a t e 7 D e t e r m i n e C o m b i n e d G r a d a t i o n i n R e c y c l e d M i x D e t e r m i n e A p p r o x i m a t e A s p h a l t D e m a n d o f C o m b i n e d A g g r e g a t e V E s t i m a t e P e r c e n t N e w A s p h a l t B i n d e r i n M i x 7 S e l e c t G r a d e o f N e w A s p h a l t B i n d e r ( f r o m V i s c o s i t y B l e n d i n g C h a r t ) R u n T r i a l M i x D e s i g n b y M a r s h a l l o r H v e e m M e t h o d 7 S e l e c t J o b M i x F o r m u l a F i g u r e 2 . 1 9 F l o w c h a r t f o r m i x d e s i g n p r o c e d u r e 7 8 W i t h a n a p p r o x i m a t e a s p h a l t d e m a n d e s t a b l i s h e d , t h i s w i l l p r o v i d e a b a s i s f o r a s e r i e s o f t r i a l m i x e s f o r a m i x d e s i g n . T r i a l m i x e s w i l l v a r y i n a s p h a l t c o n t e n t s i n 0 . 5 p e r c e n t i n c r e m e n t s o n e i t h e r s i d e o f t h e c a l c u l a t e d a p p r o x i m a t e a s p h a l t d e m a n d . F o r e x a m p l e , s u p p o s e t h a t t h e a p p r o x i m a t e a s p h a l t d e m a n d w a s c a l c u l a t e d t o b e 6 . 2 p e r c e n t . A s e r i e s o f t r i a l m i x e s t h e n r a n g e f r o m 5 . 0 t o 7 . 0 p e r c e n t o r fi o m 5 . 5 t o 7 . 5 p e r c e n t a r e m a d e a n d t e s t e d . T h e q u a n t i t y o f t h e n e w a s p h a l t b i n d e r t o b e a d d e d t o t h e t r i a l m i x e s o f t h e r e c y c l e d H M A m i x t u r e , e x p r e s s e d a s p e r c e n t b y w e i g h t o f t o t a l m i x i s c a l c u l a t e d b y t h e f o l l o w i n g f o r m u l a : , . 1 1 0 0 2 4 4 8 4 1 0 0 8 4 " b — 1 0 0 ( 1 0 0 — P s b ) I O O — P s b ( 1 0 > w h e r e , P u b : P e r c e n t o f n e w a s p h a l t b i n d e r i n r e c y c l e d m i x ( p l u s r e c y c l i n g a g e n t , i f u s e d ) r = n e w a g g r e g a t e e x p r e s s e d a s a p e r c e n t O f t h e t o t a l a g g r e g a t e i n t h e r e c y c l e d m i x P 1 ) 2 p e r c e n t , e s t i m a t e d a s p h a l t c o n t e n t o f r e c y c l e d m i x ( a s s u m e d t o b e t h e s a m e a s t h a t o f 1 0 0 p e r c e n t v i r g i n H M A m i x o r d e t e r m i n e d a s a n a p p r o x i m a t e a s p h a l t d e m a n d o f c o m b i n e d a g g r e g a t e s i n t h e p r e c e d i n g s t e p ) P s b = p e r c e n t , a s p h a l t c o n t e n t o f r e c l a i m e d a s p h a l t p a v e m e n t ( R A P ) ( p l u s r e c y c l i n g a g e n t , i f u s e d ) T h e p e r c e n t a g e s o f n e w a s p h a l t b i n d e r f o r a n y a s p h a l t c o n t e n t m a y n o w b e r e a d i l y d e t e r m i n e d . T h e f o r m u l a a b o v e i s f o r a s p h a l t c o n t e n t e x p r e s s e d a s p e r c e n t b y w e i g h t o f t o t a l m i x , t h e f o r m u l a e x p r e s s e d b y w e i g h t o f a g g r e g a t e i s : ( 1 0 0 — r ) P S } , P a n P b “ 1 0 0 ( 1 1 ) 7 9 T h e g r a d e o f t h e n e w a s p h a l t b i n d e r m u s t n o w b e s e l e c t e d u s i n g F i g u r e 2 . 2 0 . A t a r g e t v i s c o s i t y o f t h e a s p h a l t b l e n d i s s e l e c t e d . A c o m m o n l y s e l e c t e d t a r g e t p o i n t i s t h e v i s c o s i t y a t t h e m i d - r a n g e o f t h e s p e c i fi e d v i s c o s i t y — g r a d e d a s p h a l t b i n d e r . F o r e x a m p l e , t h e t a r g e t f o r a n A C - 2 0 a s p h a l t b i n d e r w o u l d b e 2 , 0 0 0 p o i s e s . T h e p e r c e n t o f t h e n e w a s p h a l t , P u b , t o t h e t o t a l a s p h a l t c o n t e n t , P b , i s e x p r e s s e d b y t h e f o l l o w i n g f o r m u l a : _ _ 1 0 0 1 : . R P b ( 1 2 ) T h e g r a d e o f n e w a s p h a l t b i n d e r ( a n d / o r r e c y c l i n g a g e n t ) i s d e t e r m i n e d u s i n g a l o g - l o g v i s c o s i t y v e r s u s p e r c e n t n e w a s p h a l t b i n d e r b l e n d i n g c h a r t s u c h a s t h a t i n F i g u r e 2 . 2 0 . A t a r g e t v i s c o s i t y f o r t h e b l e n d o f r e c o v e r e d a s p h a l t a n d t h e v i r g i n a s p h a l t ( a n d / o r r e c y c l i n g a g e n t ) i s s e l e c t e d . A s m e n t i o n e d e a r l i e r , t h e t a r g e t v i s c o s i t y i s u s u a l l y t h e v i s c o s i t y o f t h e m i d r a n g e o f t h e g r a d e o f a s p h a l t b i n d e r n o r m a l l y u s e d d e p e n d i n g o n t h e t y p e o f c o n s t r u c t i o n , c l i m a t i c c o n d i t i o n s , a m o u n t a n d n a t u r e o f t r a f fi c . A s t e p b y s t e p p r o c e d u r e r e g a r d i n g t h e u s e O f F i g u r e 2 . 2 0 i s s t a t e d b e l o w . 0 P l o t t h e v i s c o s i t y o f t h e a g e d a s p h a l t i n t h e R A P o n t h e l e f t h a n d v e r t i c a l s c a l e , P o i n t A , a s i l l u s t r a t e d i n F i g u r e 2 . 2 0 . 0 D r a w a v e r t i c a l l i n e r e p r e s e n t i n g t h e p e r c e n t a g e o f v i r g i n a s p h a l t b i n d e r , R , c a l c u l a t e d f r o m e q u a t i o n 1 2 a n d d e t e r m i n e i t s i n t e r s e c t i o n w i t h t h e t r a n s v e r s e l i n e r e p r e s e n t i n g t h e t a r g e t v i s c o s i t y o f 2 , 0 0 0 p o i s e s , p o i n t B i n F i g u r e 2 . 2 0 . 0 D r a w a s t r a i g h t l i n e f r o m P o i n t A , t h r o u g h P o i n t B a n d e x t e n d i t t o i n t e r s e c t t h e r i g h t h a n d s c a l e , P o i n t C . P o i n t C i s t h e v i s c o s i t y a t 6 0 ° C ( 1 4 0 ° F ) o f t h e n e w a s p h a l t b i n d e r ( a n d / o r r e c y c l i n g a g e n t ) r e q u i r e d t o b l e n d w i t h t h e a s p h a l t 8 0 ) C ° 0 6 ( F ° 0 4 1 , S E S I O P , Y T I S O C S I V b i n d e r i n t h e r e c l a i m e d a s p h a l t p a v e m e n t ( R A P ) t o o b t a i n t h e t a r g e t v i s c o s i t y i n t h e b l e n d . 0 S e l e c t t h e g r a d e o f t h e v i r g i n a s p h a l t b i n d e r t h a t h a s a v i s c o s i t y r a n g e t h a t i n c l u d e s o r i s c l o s e s t t o t h e v i s c o s i t y a t P o i n t C . 1 0 1 0 1 0 8 7 6 5 1 0 0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 0 9 0 1 0 0 P e r c e n t v i r g i n b i n d e r c o n t e n t F i g u r e 2 . 2 0 A s p h a l t v i s c o s i t y b l e n d i n g c h a r t ( A I M S — 2 0 1 9 8 6 ) T h e f o l l o w i n g g u i d e c o u l d b e u s e d i n t h e s e l e c t i o n o f t h e v i r g i n b i n d e r : o F o r r e c y c l e d b l e n d s c o n t a i n i n g u p t o 1 5 p e r c e n t R A P , n o c h a n g e i n a s p h a l t b i n d e r g r a d e i s r e q u i r e d ( s o m e h i g h w a y a g e n c i e s u s e 2 0 p e r c e n t i n l i e u o f 1 5 p e r c e n t ) . 8 1 o 1 6 p e r c e n t R A P o r m o r e = U s e a s p h a l t b i n d e r o n e g r a d e s o f t e r t h a n t h a t n o r m a l l y s p e c i fi e d f o r 1 0 0 p e r c e n t v i r g i n H M A m i x . F o r e x a m p l e , u s e A C — 1 0 i n l i e u o f A C - 2 0 . D o n o t c h a n g e m o r e t h a n o n e v i s c o s i t y g r a d e u n l e s s t h e r e c y c l e d H M A m i x i s c h e c k e d f o r r e s i s t a n c e t o r u t t i n g M i x d e s i g n s a r e t h e n m a d e u s i n g t h e M a r s h a l l m e t h o d . T h e O p t i m u m a s p h a l t c o n t e n t i s s e l e c t e d b a s e d o n t h e t e s t d a t a o b t a i n e d i n t h e p r e c e d i n g s t e p . I f t h e M a r s h a l l M i x D e s i g n p r o c e d u r e i s u s e d , t h e O p t i m u m a s p h a l t c o n t e n t i s s e l e c t e d t o g i v e 4 . 0 p e r c e n t a i r v o i d c o n t e n t ( A I M S — 2 0 1 9 8 6 ) . H o t r e c y c l e d m i x d e s i g n i n v o l v e s t h e d e t e r m i n a t i o n o f t h e c o m b i n e d g r a d a t i o n o f t h e a g g r e g a t e s a n d t h e r e q u i r e d a m o u n t o f n e w a g g r e g a t e t o m e e t t h e t a r g e t g r a d a t i o n . N e x t , t h e a m o u n t a n d t y p e o f g r a d e t h e v i r g i n a s p h a l t b i n d e r r e q u i r e d i n t h e r e c y c l e d m i x i s e s t i m a t e d . B l e n d i n g c h a r t s ( b a s e d o n v i s c o s i t y o r S u p e r p a v e r u t t i n g f a c t o r G * / s i n 5 ) a r e t h e n u s e d t o s e l e c t t h e g r a d e o f v i r g i n a s p h a l t b i n d e r . A s e r i e s o f t r i a l m i x e s a r e t h e n m a d e w i t h d i f f e r e n t a s p h a l t c o n t e n t s . T h e O p t i m u m a s p h a l t c o n t e n t f o r t h e r e c y c l e d m i x i s s e l e c t e d b a s e d o n M a r s h a l l o r S u p e r p a v e v o l u m e t r i c m i x d e s i g n p r o c e d u r e s . T r a d i t i o n a l m i x d e s i g n m e t h o d s f o r h o t i n - p l a c e r e c y c l i n g c a n b e s u m m a r i z e d u s i n g t h e f o l l o w i n g p r o c e d u r e ( K a n d h a l & M a l l i c k 1 9 9 7 ) : 1 . E v a l u a t i o n o f s a l v a g e d m a t e r i a l s 2 . S e l e c t i o n o f t y p e a n d a m o u n t o f r e c y c l i n g a g e n t 3 . D e t e r m i n a t i o n o f t h e n e e d f o r a d d i t i o n a l a g g r e g a t e s a n d / o r a s p h a l t b i n d e r a n d / o r v i r g i n H M A 4 . P r e p a r a t i o n a n d t e s t i n g o f p a v i n g m i x t u r e s 8 2 5 . S e l e c t i o n o f o p t i m u m c o m b i n a t i o n o f n e w a g g r e g a t e s , a s p h a l t b i n d e r , a n d r e c y c l i n g a g e n t o r v i r g i n H M A T h e i n — d e p t h s t e p s l i s t e d i n T a b l e 2 . 8 a r e t h e m o s t i m p o r t a n t i n t h e m i x d e s i g n . F o r a d e t a i l e d d i s c u s s i o n o n m i x d e s i g n s t e p s , s e e m i x d e s i g n p r o c e d u r e f o r h o t m i x a s p h a l t r e c y c l i n g a b o v e . H o w e v e r , i t s h o u l d b e n o t e d t h a t t h e f o l l o w i n g e x c e p t i o n s a r e t o b e d e a l t w i t h i n h o t i n — p l a c e r e c y c l i n g : T a b l e 2 . 8 R e c y c l e d h o t m i x d e s i g n p r o c e d u r e s ( K a n d h a l & M a l l i c k 1 9 9 7 ) l . D E T E R M I N E M A T E R I A L P R O P E R T I E S A N D P R O P O R T I O N S . . a a b a . O b t a i n r e p r e s e n t a t i v e s a m p l e s o f R A P , n e w a g g r e g a t e s , a n d n e w a s p h a l t c e m e n t s e l e c t e d . b . D e t e r m i n e a s p h a l t c e m e n t c o n t e n t o f R A P ( i n c l u d i n g p e n e t r a t i o n / v i s c o s i t y o f t h e r e c o v e r e d b i n d e r ) b c . D e t e r m i n e g r a d a t i o n o f R A P a g g r e g a t e , i n c l u d i n g b u l k s p e c i fi c g r a v i t y . . . . . . c ( 1 . D e t e r m i n e g r a d a t i o n , p e r c e n t c r u s h e d , b u l k s p e c r fi c g r a v r t y , a n d a b s o r p t i o n o f n e w a g g r e g a t e s . e . D e t e r m i n e i f a d j u s t m e n t s i n a g g r e g a t e g r a d a t i o n a r e n e c e s s a r y t o d e v e l o p v o i d s i n m i n e r a l . . . . . . d a g g r e g a t e ( V M A ) a n d s e l e c t a s n e c e s s a r y , e n s u r i n g a d e q u a t e s t a b i l i t y i s m a m t a r n e d . f . D e t e r m i n e t h e t o t a l a g g r e g a t e g r a d i n g , c h e c k s p e c i fi c a t i o n c o m p l i a n c e a n d m o d i f y a s n e c e s s a r y . 2 . P R E P A R E M A T E R I A L S F O R M I X T U R E D E S I G N 3 . D e t e r m i n e i n c r e m e n t s ( r a n g e ) o f t o t a l a s p h a l t c o n t e n t r e q u i r e d t o d e v e l o p s p e c i fi e d p a r a m e t e r p l o t s . b . S e l e c t r e c o m m e n d e d g r a d e o g r e f e r r e d p e n e t r a t i o n / v i s c o s i t y o f n e w ( a d d i t i o n a l ) b i n d e r . c . D e t e r m i n e m a s s o f R A P , n e w a g g r e g a t e s , a n d n e w b i n d e r f o r e a c h i n c r e m e n t . 3 . C O M P L E T E M I X T U R E D E S I G N . . . e . 3 . P r e p a r e c o m p a c t e d b r i q u e t t e s i n c o r p o r a t i n g R A P , n e w a g g r e g a t e s , a n d n e w b i n d e r . b . T e s t b r i q u e t t e s - b u l k s p e c i fi c g r a v i t y , m a x i m u m s p e c i fi c g r a v i t y , s t a b i l i t y , fl o w , a i r v o i d s , V M A , a n d a p p e a r a n c e . c . R e p o r t r e c o m m e n d e d r e c y c l e d m i x t u r e d e s i g n . 4 . Q U A L I T Y C O N T R O L / Q U A L I T Y A S S U R A N C E ( Q C / Q A L a . S i m i l a r t o c o n v e n t i o n a l h o t m i x t u r e w i t h a d d i t i o n o f m o n i t o r i n g R A P ( m o i s t u r e c o n t e n t , g r a d a t i o n , a n d a s p h a l t - c e m e n t c o n t e n t ) a n d m o r e e m p h a s i s o n a b s o l u t e v i s c o s i t y a n d p e n e t r a t i o n o f r e c o v e r e d b i n d e r . a : A l l s a m p l e s m u s t b e r e p r e s e n t a t i v e . P r o c e s s c o n t r o l d a t a s h o u l d b e u s e d . b : T h e n e w a s p h a l t c e m e n t s e l e c t e d m u s t p r o v i d e p r o p e r t i e s i n t h e r e c y c l e d m i x t u r e m e e t i n g s p e c i fi c a t i o n s . e : F o r n e w a g g r e g a t e s t h a t h a v e n o t b e e n u s e d b e f o r e , f a c t o r s s h u c h a s p e t r o g r a p h y a n d s t r i p p i n g r e s i s t a n c e m u s t b e c o n s i d e r e d . T h i s a l s o a p p l i e s t o R A P a g g r e g a t e , i f a g g r e g a t e - r e l a t e d p a v e m e n t d i s t r e s s i s i n v o l v e d . ( I : I n o r d e r t o d e v e l o p V M A , i t i s O f t e n n e c e s s a r y t o i n c o r p o r a t e a c l e a n fi n e a g g r e g a t e e : T h e R A P m u s t b e c a r e f u l l y d r i e d d u r i n g t e s t i n g t o a v o i d e x c e s s i v e a s p h a l t c e m e n t h a r d e n i n g , a n d t h e n c o m b i n e d w i t h s u i t a b l y h e a t e d n e w a g g r e g a t e s t o g i v e a n o v e r a l l m i x i n g t e m p e r a t u r e m e e t i n t h e a p p r o p r i a t e c o m b i n e d R A P a s p h a l t c e m e n t a n d n e w a s p h a l t c e m e n t m i x i n g t e m p e r a t u r e v i s c o s i t y . 8 3 0 T h e a m o u n t o f R A P i s g e n e r a l l y b e t w e e n 8 0 t o 1 0 0 p e r c e n t i n h o t i n - p l a c e r e c y c l i n g . W h e r e i t i s o n l y 1 5 t o 2 0 p e r c e n t R A P i s c o m m o n i n h o t i n — p l a n t r e c y c l i n g . I f 1 0 0 p e r c e n t R A P i s u s e d , i t i s n o t n e c e s s a r y t o d e t e r m i n e a n y c o m b i n e d g r a d a t i o n o f R A P a n d v i r g i n a g g r e g a t e s . 0 A i r v o i d s i n h o t i n - p l a c e r e c y c l e d m i x c a n b e h i g h e r t h a n 4 p e r c e n t . H i g h e r d e s i g n a i r v o i d s ( a s m u c h a s 6 p e r c e n t ) h a v e b e e n u s e d s u c c e s s f u l l y i n h o t i n — p l a c e r e c y c l i n g i n C a n a d a . 2 . 5 . 3 S u p e r p a v e M i x D e s i g n f o r R e c y c l e d A s p h a l t P a v e m e n t s F r o m 1 9 8 7 t h r o u g h 1 9 9 3 , t h e S t r a t e g i c H i g h w a y R e s e a r c h P r o g r a m c a r r i e d o u t s e v e r a l m a j o r r e s e a r c h p r o j e c t s t o d e v e l o p t h e S u p e r p a v e m e t h o d f o r p e r f o r m a n c e - b a s e d H M A d e s i g n . T h i s m e t h o d h a s n o w w i d e l y s u p e r s e d e d t h e M a r s h a l l a n d H v e e m d e s i g n m e t h o d s i n t h e U n i t e d S t a t e s a n d C a n a d a . A d i s t i n c t s h o r t c o m i n g o f t h e S u p e r p a v e m e t h o d w a s t h a t i t d i d n o t p r o v i d e a s p e c i fi c p r o v i s i o n f o r t h e u s e o f R A P i n t h e m i x d e s i g n p r o c e s s . T h i s s h o r t c o m i n g h a s h i n d e r e d R A P u s e b y a g e n c i e s t h a t h a v e a d o p t e d t h e S u p e r p a v e m i x d e s i g n m e t h o d . T o r e m e d y t h i s s i t u a t i o n , t h e F e d e r a l H i g h w a y A d m i n i s t r a t i o n ’ s S u p e r p a v e M i x t u r e s E x p e r t T a s k G r o u p u s e d p a s t e x p e r i e n c e t o d e v e l o p i n t e r i m g u i d e l i n e s f o r t h e u s e o f R A P i n t h e S u p e r p a v e m e t h o d . T h e s e g u i d e l i n e s r e fl e c t t h e f a c t t h a t t h e e f f e c t o f a g e d b i n d e r f r o m R A P o n t h e p e r f o r m a n c e p r o p e r t i e s o f t h e v i r g i n b i n d e r d e p e n d s u p o n t h e l e v e l o f R A P i n t h e H M A . W h e n t h e l e v e l i s l o w , t h e e f f e c t i s m i n i m a l , a n d t h e R A P i s l i k e n e d t o a “ b l a c k r o c k ” t h a t i n fl u e n c e s t h e m i x v o l u m e t r i c a n d p e r f o r m a n c e t h r o u g h i t s a g g r e g a t e g r a d a t i o n a n d p r o p e r t i e s . A s t h e l e v e l o f R A P i n t h e H M A i n c r e a s e s , t h e b l a c k r o c k a n a l o g y b r e a k s d o w n ; t h e a g e d b i n d e r b l e n d s w i t h t h e v i r g i n m a t e r i a l i n s u f fi c i e n t q u a n t i t y t o s i g n i fi c a n t l y a f f e c t i t s 8 4 p e r f o r m a n c e p r o p e r t i e s . U n d e r N C H R P P r o j e c t 9 - 1 2 , “ I n c o r p o r a t i o n O f R e c l a i m e d A s p h a l t P a v e m e n t i n t h e S u p e r p a v e S y s t e m , ” ( M c D a n i e l & A n d e r s o n 2 0 0 1 , N C H R P 2 0 0 1 ) t h e N o r t h C e n t r a l S u p e r p a v e C e n t e r a t P u r d u e U n i v e r s i t y w a s a s s i g n e d t h e t a s k s o f d e v e l o p i n g r e c o m m e n d e d g u i d e l i n e s f o r i n c o r p o r a t i n g R A P i n t h e S u p e r p a v e m i x d e s i g n m e t h o d . T h e R A P b i n d e r e v a l u a t i o n a n d m i x d e s i g n u s i n g S u p e r p a v e s y s t e m a c c o r d i n g t o t h i s N C H R P R e p o r t 4 5 2 c a n b e b r o k e n d o w n i n t o t h e f o l l o w i n g s t e p s : 1 . D e t e r m i n i n g R A P b i n d e r p r o p e r t i e s 2 . S e l e c t i n g b i n d e r g r a d e s e l e c t i o n 3 . D e t e r m i n i n g R A P c o n t e n t 4 . D e v e l o p i n g t h e m i x d e s i g n 5 . S e l e c t i n g t h e d e s i g n a g g r e g a t e I n o r d e r t o d e t e r m i n e t h e R A P b i n d e r p r o p e r t i e s , g u i d e l i n e s f o r w h e t h e r o r n o t t h e R A P b i n d e r w i l l i n fl u e n c e t h e m i x c a n b e f o u n d i n t h e N C H R P R e p o r t 4 5 2 . U n d e r t h e r e c o m m e n d e d g u i d e l i n e s f o r u s i n g R A P i n S u p e r p a v e m i x t u r e s , t h e r e a r e t h r e e l e v e l s , o r t i e r s , o f R A P u s a g e . T a b l e 2 . 9 s h o w s r e c o m m e n d e d t i e r s f o r S u p e r p a v e R A P m i x t u r e s a n d t h e a p p r o p r i a t e c h a n g e s t o t h e b i n d e r g r a d e . T h e l i m i t s o f t h e s e t i e r s d e p e n d o n t h e R A P b i n d e r g r a d e . W i t h s o f t e r R A P b i n d e r s , o n e c a n u s e h i g h e r p e r c e n t a g e s o f R A P . T h e fi r s t t i e r e s t a b l i s h e s t h e m a x i m u m a m o u n t o f R A P t h a t c a n b e u s e d w i t h o u t c h a n g i n g t h e v i r g i n b i n d e r g r a d e . T h e s e c o n d t i e r s h o w s t h e p e r c e n t a g e s o f R A P t h a t c a n b e u s e d w h e n t h e v i r g i n g r a d e i s d e c r e a s e d b y o n e g r a d e ( a 6 - d e g r e e i n c r e m e n t ) o n b o t h t h e h i g h - a n d l o w - t e m p e r a t u r e g r a d e s . T h e t h i r d t i e r i s f o r h i g h e r R A P c o n t e n t s ; f o r t h e s e h i g h e r c o n t e n t s , i t i s n e c e s s a r y t o e x t r a c t , r e c o v e r , a n d t e s t t h e R A P b i n d e r a n d t o c o n s t r u c t a b l e n d i n g c h a r t . 8 5 b l e n d i n g c h a r t s > 3 0 0 / 0 > 2 5 0 4 > 1 5 0 A T a b l e 2 . 9 B i n d e r s e l e c t i o n g u i d e l i n e s f o r R A P m i x t u r e s R A P P e r c e n t a g e R e c o m m e n d e d V i r g i n A s p h a l t B i n d e r R e c o v e r e d R A P G r a d e G r a d e P G x x - 2 2 o r P G x x - 1 0 o r P G x x - 1 6 . l o w e r h i g h e r N o C h a n g e i n b i n d e r s e l e c t i o n < 2 0 % < 1 5 % < 1 0 % S e l e c t v i r g i n b i n d e r o n e g r a d e s o f t e r t h a n n o r m a l ( e . g . , s e l e c t a P G 5 8 - 2 8 i f 2 0 - 3 0 % 1 5 — 2 5 % 1 0 - 1 5 % a P G - 6 4 - 2 2 w o u l d n o r m a l l y b e u s e d ) F o l l o w r e c o M e n d a t i o n s f r o m T o c o n s t r u c t a b l e n d i n g c h a r t , t h e d e s i r e d fi n a l b i n d e r g r a d e a n d t h e p h y s i c a l p r o p e r t i e s ( a n d c r i t i c a l t e m p e r a t u r e s ) o f t h e r e c o v e r e d R A P b i n d e r a r e n e e d e d , p l u s o n e o f t h e f o l l o w i n g p i e c e s o f i n f o r m a t i o n : o T h e p h y s i c a l p r o p e r t i e s ( a n d c r i t i c a l t e m p e r a t u r e s ) o f t h e v i r g i n b i n d e r o T h e p e r c e n t a g e o f R A P i n t h e m i x t u r e O n c e t h e R A P b i n d e r h a s b e e n e x t r a c t e d a n d r e c o v e r e d , i t s p r o p e r t i e s n e e d t o b e d e t e r m i n e d . A t l e a s t 5 0 g o f r e c o v e r e d b i n d e r a r e n e e d e d f o r t e s t i n g . T h e R A P b i n d e r m u s t b e t e s t e d i n t h e d y n a m i c s h e a r r h e o m e t e r ( D S R ) a t a h i g h t e m p e r a t u r e a s i f i t w e r e o r i g i n a l , v i r g i n b i n d e r . T h e n t h e r e m a i n i n g R A P b i n d e r i s a g e d i n t h e r o l l i n g t h i n fi l m o v e n ( R T F O ) a n d i s t e s t e d i n t h e D S R a n d b e n d i n g b e a m r h e o m e t e r ( B B R ) . T h e f o l l o w i n g s t e p s s h o u l d b e f o l l o w e d t o d e t e r m i n e t h e p h y s i c a l p r o p e r t i e s a n d c r i t i c a l t e m p e r a t u r e s o f t h e R A P b i n d e r ( M c D a n i e l & A n d e r s o n 2 0 0 1 ) . 1 . T h e R A P b i n d e r s h o u l d b e r e c o v e r e d u s i n g t h e m o d i fi e d A A S H T O T P 2 m e t h o d ( d e s c r i b e d p r e v i o u s l y ) w i t h a n a p p r o p r i a t e s o l v e n t . A t l e a s t 5 0 g o f r e c o v e r e d R A P b i n d e r a r e n e e d e d f o r t e s t i n g . 8 6 2 . P e r f o r m b i n d e r c l a s s i fi c a t i o n t e s t i n g u s i n g t h e t e s t s i n A A S H T O M P 1 . R o t a t i o n a l v i s c o s i t y , fl a s h p o i n t , a n d m a s s - l o s s t e s t s a r e n o t n e e d e d . a . P e r f o r m o r i g i n a l D S R t e s t i n g o n t h e r e c o v e r e d R A P b i n d e r t o d e t e r m i n e t h e c r i t i c a l h i g h t e m p e r a t u r e , T c ( H i g h ) , b a s e d o n o r i g i n a l D S R v a l u e s w h e r e G * / s i n 5 = 1 . 0 0 k P a . C a l c u l a t e t h e c r i t i c a l h i g h t e m p e r a t u r e a s f o l l o w s : i . D e t e r m i n e t h e s l o p e o f t h e s t i f f n e s s - t e m p e r a t u r e c u r v e a s A L o g ( G * / s i n ( 5 ) / A T . i i . D e t e r m i n e T c ( H i g h ) t o t h e n e a r e s t 0 . 1 ° C u s i n g t h e f o l l o w i n g e q u a fi o n : L 0 g ( l . 0 ) — l o g ( G l ) a 7 1 ( H i g h ) = + T 1 ( 1 3 ) w h e r e , G l = _ G * / s i n § v a l u e a t a s p e c i fi c t e m p e r a t u r e , T l a = t h e s l o p e o f t h e s t i f f n e s s 3 . P e r f o r m R T F O a g i n g t e s t o n t h e r e m a i n i n g R A P b i n d e r . 4 . P e r f o r m D S R t e s t i n g o n t h e R T F O - a g e d r e c o v e r e d R A P b i n d e r t o d e t e r m i n e t h e c r i t i c a l h i g h t e m p e r a t u r e , w h i c h c a n b e c a l c u l a t e d a s f o l l o w s : a . D e t e r m i n e t h e s l o p e o f t h e s t i f f n e s s - t e m p e r a t u r e c u r v e a s A L o g ( G * / s i n 5 ) / A T . b . D e t e r m i n e T c ( H i g h ) , b a s e d o n R T F O D S R , t o t h e n e a r e s t 0 . 1 ° C u s i n g t h e f o l l o w i n g e q u a t i o n : 8 7 L o g ( 2 . 2 0 ) — 1 0 8 ( G 1 ) ] + 1 T ( 1 4 ) . a T . ( H i g h ) = [ 5 . D e t e r m i n e t h e c r i t i c a l h i g h t e m p e r a t u r e o f t h e r e c o v e r e d R A P b i n d e r a s t h e l o w e r o f t h e o r i g i n a l D S R a n d R T F O D S R c r i t i c a l t e m p e r a t u r e s . D e t e r m i n e t h e h i g h - t e m p e r a t u r e p e r f o r m a n c e g r a d e o f t h e r e c o v e r e d R A P b i n d e r b a s e d o n t h i s s i n g l e c r i t i c a l h i g h t e m p e r a t u r e . 6 . P e r f o r m i n t e r m e d i a t e t e m p e r a t u r e D S R t e s t i n g o n t h e R T F O - a g e d r e c o v e r e d R A P b i n d e r t o d e t e r m i n e t h e c r i t i c a l i n t e r m e d i a t e t e m p e r a t u r e , T c ( I n t ) , b a s e d o n p r e s s u r e a g i n g v e s s e l ( P A V ) D S R . a . D e t e r m i n e t h e s l o p e O f t h e s t i f f n e s s - t e m p e r a t u r e c u r v e a s A L o g ( G * s i n 5 ) / A T . b . D e t e m i i n e T c ( I n t ) t o t h e n e a r e s t 0 . 1 ° C u s i n g t h e f o l l o w i n g e q u a t i o n : ( 1 5 ) T . ( 1 m ) : { L o g ( S O O O ) - — l o g ( G l ) ] + T ] a 7 . P e r f o r m B B R t e s t i n g o n t h e R T F O - a g e d r e c o v e r e d R A P b i n d e r t o d e t e r m i n e t h e c r i t i c a l l o w t e m p e r a t u r e , T c ( S ) o r T c ( m ) , b a s e d o n B B R s t i f f n e s s o r m - v a l u e . a . D e t e r m i n e t h e l e p e o f t h e s t i f f n e s s - t e m p e r a t u r e c u r v e a s D L o g ( S ) / D T . b . D e t e r m i n e T c ( S ) t o t h e n e a r e s t 0 . 1 ° C u s i n g t h e f o l l o w i n g e q u a t i o n : L o g ( 3 0 0 ) — 1 6 g ( s , ) ] + T a 7 1 ( 5 ) = [ ( 1 6 ) 8 8 D e t e r m i n e R e q u i r e d B l e n d e d B i n d e r G r a d e ( e . g . , P G 6 4 - 2 2 ) 1 D e t e r m i n e P e r c e n t a g e o f R A P i n M i x t u r e f R T F O A g e d B i n d e r _ T e s t H i g h , E x t r a c t a n d R e c o v e r T e s t H i g h T e m p e r a t u r e - o f t h e _ [ " > I n t e r m e d i a t e , a n d B i n d e r f r o m R A P O r i g i n a l R e c o v e r e d B i n d e r L o w 1 1 D e t e r m i n e P r o p e r t i e s o f t h e R e c o v e r e d R A P B i n d e r ( H i g h , I n t e r m e d i a t e , a n d L o w C r i t i c a l T e m p e r a t u r e s ) l S o l v e f o r t h e C r i t i c a l T e m p e r a t u r e O f t h e V i r g i n A s p h a l t U s i n g t h e F o l l o w i n g E q u a t i o n ( H i g h , I n t e r m e d i a t e , a n d L o w C r i t i c a l T e m p e r a t u r e s ) T _ 1 1 3 W , — ( % R A P X T R A P ) ” ' 3 1 ” _ ( 1 — % R A P ) Y D e t e r m i n e M i n i m u m H i g h - a n d L o w - T e m p e r a t u r e G r a d e ) 1 S e l e c t V i r g i n B i n d e r t h a t M e e t s o r E x c e e d s A l l T e m p e r a t u r e R e q u i r e m e n t s F i g u r e 2 . 2 1 M e t h o d A : B l e n d i n g a t a k n o w n R A P c o n t e n t ( v i r g i n b i n d e r g r a d e u n k n o w n ) ( M c D a n i e l & A n d e r s o n 2 0 0 1 ) 8 9 D e t e r m i n e R e q u i r e d B l e n d e d B i n d e r G r a d e ( e . g . , P G 6 4 - 2 2 ) 1 D e t e r m i n e P r o p e r t i e s O f t h e V i r g i n A s p h a l t B i n d e r ( H i g h , I n t e r m e d i a t e , a n d L o w C r i t i c a l T e m p e r a t u r e s ) V E x t r a c t a n d R e c o v e r T e s t H i g h T e m p e r a t u r e o f t h e R T F O A g “ ? B m d e r B ' d e R A P r ” o - ~ 1 R d B - d — ~ T e s t H I g h . i n e r o m r i g r n a e c o v e r e 1 n e r I n t e r m e d i a t e , a n d L o w V D e t e r m i n e P r o p e r t i e s o f t h e R e c o v e r e d R A P B i n d e r ( H i g h , I n t e r m e d i a t e , a n d L o w C r i t i c a l T e m p e r a t u r e s ) l S o l v e f o r t h e P e r c e n t a g e o f R A P N e e d e d t o S a t i s f y t h e A s s u m p t i o n s U s i n g t h e F o l l o w i n g E q u a t i o n ( H i g h , I n t e r m e d i a t e , a n d L o w C r i t i c a l T e m p e r a t u r e s ) % R A P : T B l e n d _ T V i r g i n R A P — T V i r g i n D e t e r m i n e H i g h - a n d L o w - T e m p e r a t u r e R A P P e r c e n t a g e R a n g e S e l e c t A l l o w a b l e R A P P e r c e n t a g e R a n g e t h a t S a t i s fi e s b o t h H i g h - a n d L o w - T e m p e r a t u r e R e q u i r e m e n t s F i g u r e 2 . 2 2 M e t h o d B : B l e n d i n g a k n o w n v i r g i n b i n d e r ( R A P c o n t e n t u n k n o w n ) ( M c D a n i e l & A n d e r s o n 2 0 0 1 ) 9 0 0 . D e t e r m i n e t h e s l o p e o f t h e m - v a l u e - t e m p e r a t u r e c u r v e a s A m - v a l u e / A T . ( 1 . D e t e r m i n e T c ( m ) t o t h e n e a r e s t 0 . 1 ° C u s i n g t h e f o l l o w i n g e q u a t i o n : 0 . 3 0 0 - — - - — — — — m ‘ ) + T . ( 1 7 ) a T c ( m ) = [ e . S e l e c t t h e h i g h e r o f t h e t w o l o w c r i t i c a l t e m p e r a t u r e s T c ( S ) a n d T c ( m ) t o r e p r e s e n t t h e l o w c r i t i c a l t e m p e r a t u r e f o r t h e r e c o v e r e d a s p h a l t b i n d e r , T 6 ( L o w ) . D e t e r m i n e t h e l o w - t e m p e r a t u r e p e r f o r m a n c e g r a d e o f t h e r e c o v e r e d R A P b i n d e r b a s e d o n t h i s s i n g l e c r i t i c a l l o w t e m p e r a t u r e . O n c e t h e p h y s i c a l p r o p e r t i e s a n d c r i t i c a l t e m p e r a t u r e s O f t h e r e c o v e r e d R A P b i n d e r a r e k n o w n , t w o b l e n d i n g a p p r o a c h e s m a y b e u s e d ( s e e F i g u r e s 2 . 2 1 a n d 2 . 2 2 ) . I n t h e fi r s t a p p r o a c h ( d e s i g n a t e d M e t h o d A ) ; t h e p e r c e n t a g e o f R A P t h a t w i l l b e u s e d i n a n a s p h a l t m i x t u r e i s k n o w n , a n d t h e a p p r o p r i a t e v i r g i n a s p h a l t b i n d e r g r a d e f o r b l e n d i n g n e e d s t o b e d e t e r m i n e d . I n t h e s e c o n d a p p r o a c h ( d e s i g n a t e d M e t h o d B ) ; t h e m a x i m u m p e r c e n t a g e o f R A P t h a t c a n b e u s e d i n a n a s p h a l t m i x t u r e w h i l e s t i l l u s i n g t h e s a m e v i r g i n a s p h a l t b i n d e r g r a d e n e e d s t o b e d e t e r m i n e d . B o t h a p p r o a c h e s a s s u m e t h a t t h e s p e c i f y i n g a g e n c y w i l l d e t e r m i n e t h e p e r f o r m a n c e g r a d e o f t h e fi n a l b l e n d e d b i n d e r . T h e s e a p p r o a c h e s a r e d i s c u s s e d f u r t h e r i n t h e f o l l o w i n g s e c t i o n . T h e n e x t s t e p i s t h e b i n d e r g r a d e s e l e c t i o n . T h e fi r s t m e t h o d t h a t w i l l b e d i s c u s s e d i s M e t h o d A : B l e n d i n g a t a K n o w n R A P P e r c e n t a g e ( V i r g i n B i n d e r G r a d e U n k n o w n ) . I n s o m e c a s e s , h i g h w a y a g e n c y m a y k n o w a p p r o x i m a t e l y h o w m u c h R A P t h e y w o u l d l i k e 9 1 t o u s e i n a m i x t u r e . F o r e x a m p l e , a g e n c y m a y w a n t t o u s e a l l o f t h e m i l l i n g s f r o m a g i v e n p r o j e c t , o r r e c y c l i n g m a y b e m o s t e c o n o m i c a l i f a c e r t a i n r a n g e o f R A P c o n t e n t s i s u s e d . I n o t h e r c a s e s , t h e g r a d a t i o n o r m i x p r o p e r t i e s w i l l l i m i t t h e a m o u n t o f R A P t h a t c a n b e u s e d . T h e r e a l s o m a y b e s p e c i fi c a t i o n l i m i t s t h a t c o n t r o l h o w m u c h R A P y o u c a n u s e . I n t h e s e c a s e s , a g e n c y c a n c h o o s e a R A P c o n t e n t , t h e n d e t e r m i n e w h a t b i n d e r g r a d e i s n e e d e d t o b l e n d w i t h t h e R A P t o g e t a p a r t i c u l a r g r a d e f o r t h e b l e n d o f O l d a n d n e w b i n d e r . I f t h e fi n a l b l e n d e d b i n d e r g r a d e , p e r c e n t a g e o f R A P , a n d r e c o v e r e d R A P p r o p e r t i e s a r e k n o w n , t h e n t h e p r o p e r t i e s o f a n a p p r o p r i a t e v i r g i n a s p h a l t b i n d e r g r a d e c a n b e d e t e r m i n e d b a s e d o n t h e f o l l o w i n g i n f o r m a t i o n : o T h e s p e c i f y i n g a g e n c y r e q u i r e s a b l e n d e d b i n d e r g r a d e ( e . g . , a P G 6 4 - 2 2 o r b e t t e r ) 0 T h e R A P p e r c e n t a g e i n t h e m i x t u r e ( e . g . , 3 0 p e r c e n t ) 0 T h e r e c o v e r e d R A P p r o p e r t i e s . U s i n g e q u a t i o n 1 8 f o r t h e h i g h , i n t e r m e d i a t e , a n d l o w c r i t i c a l t e m p e r a t u r e s s e p a r a t e l y , t h e p r o p e r t i e s o f t h e v i r g i n a s p h a l t b i n d e r n e e d e d t o s a t i s f y t h e a s s u m p t i o n s c a n b e d e t e r m i n e d . ( T h i s g e n e r a l e q u a t i o n i s a r e a r r a n g e d v e r s i o n O f t h e e a r l i e r e q u a t i o n s f o r c r i t i c a l t e m p e r a t u r e s . ) T . _ : T B l e n d _ ( % R A P X T R A P ) V i r g i n ( 1 _ % R A P ) ( l 8 ) W h e r e , T V i r g i n = c r i t i c a l t e m p e r a t u r e o f t h e v i r g i n a s p h a l t b i n d e r ; T B l c n d = c r i t i c a l t e m p e r a t u r e o f t h e b l e n d e d a s p h a l t b i n d e r ( fi n a l d e s i r e d ) ; 9 2 % R A P = p e r c e n t a g e o f R A P e x p r e s s e d a s a d e c i m a l ( i . e . , 0 . 3 0 f o r 3 0 p e r c e n t ) ; a n d T R A P = c r i t i c a l t e m p e r a t u r e o f r e c o v e r e d R A P b i n d e r . T h e s e c o n d m e t h o d d e t e r m i n e s t h e R A P c o n t e n t , w h i c h u s e s M e t h o d B : B l e n d i n g w i t h a K n o w n V i r g i n B i n d e r G r a d e ( R A P P e r c e n t a g e U n k n o w n ) . I f t h e fi n a l b l e n d e d b i n d e r g r a d e , v i r g i n a s p h a l t b i n d e r g r a d e , a n d r e c o v e r e d R A P p r o p e r t i e s a r e k n o w n , t h e n t h e a p p r O p r i a t e a m o u n t o f R A P t o u s e c a n b e d e t e r m i n e d b a s e d o n t h e f o l l o w i n g i n f o r m a t i o n : o T h e s p e c i f y i n g a g e n c y r e q u i r e s a b l e n d e d b i n d e r g r a d e ( e . g . a P G 6 4 - 2 2 o r b e t t e r ) 0 T h e v i r g i n b i n d e r g r a d e a l o n g w i t h c r i t i c a l t e m p e r a t u r e s ( e . g . a P G 5 8 - 2 8 ) 0 T h e r e c o v e r e d R A P b i n d e r g r a d e a n d c r i t i c a l t e m p e r a t u r e s ( e . g . a P G 8 2 - 1 0 ) U s i n g e q u a t i o n 1 9 f o r t h e h i g h , i n t e r m e d i a t e , a n d l o w c r i t i c a l t e m p e r a t u r e s s e p a r a t e l y , t h e p e r c e n t a g e o f R A P n e e d e d t o s a t i s f y t h e a s s u m p t i o n s c a n b e d e t e r m i n e d ( A g a i n , t h i s e q u a t i o n i s o b t a i n e d b y r e a r r a n g i n g t h e e a r l i e r e q u a t i o n s f o r c r i t i c a l t e m p e r a t u r e s . ) % R A P : T B l e n d _ T V i r g i n ( 1 9 ) R A P — T V i r g i n W h e r e , T V i r g i n 2 c r i t i c a l t e m p e r a t u r e o f t h e v i r g i n a s p h a l t b i n d e r ; T B l e n d = c r i t i c a l t e m p e r a t u r e o f t h e b l e n d e d a s p h a l t b i n d e r ( fi n a l d e s i r e d ) ; % R A P = p e r c e n t a g e o f R A P e x p r e s s e d a s a d e c i m a l ( i . e . , 0 . 3 0 f o r 3 0 p e r c e n t ) ; a n d 9 3 T R A P = c r i t i c a l t e m p e r a t u r e o f r e c o v e r e d R A P b i n d e r . ‘ T h e n e x t s t e p i s d e v e l o p i n g t h e m i x d e s i g n . T h i s s e c t i o n d e s c r i b e s t h e s t e p - b y - s t e p m i x d e s i g n p r o c e s s a s d e s c r i b e d i n N C H R P R e p o r t 4 5 2 ( M c D a n i e l & A n d e r s o n 2 0 0 1 ) . I t i s i m p o r t a n t t o n o t e t h a t o n e m a j o r d e c i s i o n t h a t m u s t b e m a d e e a r l y i n t h e p r o c e s s i s t h e a p p r o x i m a t e a m o u n t o f R A P t o b e u s e d . T h i s d e c i s i o n i s m a d e b a s e d o n t h e p r e v a i l i n g a g e n c y s p e c i fi c a t i o n s , t h e a g g r e g a t e g r a d a t i o n a n d p r o p e r t i e s , e c o n o m i c s , a n d , s o m e t i m e s , t h e b i n d e r p r o p e r t i e s . T h e a m o u n t o f R A P t o b e i n c l u d e d i n t h e n e w m i x t u r e m a y b e l i m i t e d b y m a n y f a c t o r s , i n c l u d i n g ( M c D a n i e l & A n d e r s o n 2 0 0 1 ) : 0 S p e c i fi c a t i o n l i m i t s f o r m i x t y p e , p l a n t t y p e , o r o t h e r r e a s o n 0 G r a d a t i o n - A g g r e g a t e c o n s e n s u s p r o p e r t i e s 0 B i n d e r p r o p e r t i e s 0 H e a t i n g , d r y i n g , a n d e x h a u s t c a p a c i t y o f t h e p l a n t 0 M o i s t u r e c o n t e n t o f t h e R A P a n d v i r g i n a g g r e g a t e s 0 T e m p e r a t u r e t o w h i c h t h e v i r g i n a g g r e g a t e m u s t b e s u p e r h e a t e d 0 A m b i e n t t e m p e r a t u r e o f t h e R A P a n d v i r g i n a g g r e g a t e o O t h e r f a c t o r s . T h e s e l i m i t i n g f a c t o r s c o u l d b e c o n s i d e r e d a s m a t e r i a l a n d p r o d u c t i o n r e l a t e d f a c t o r s . T h e l a t t e r f a c t o r s i n c l u d e t h e p l a n t c a p a c i t y f o r h e a t i n g a n d d r y i n g t h e R A P a n d v i r g i n a g g r e g a t e s . I f t h e a m b i e n t t e m p e r a t u r e i s l o w o r t h e m o i s t u r e c o n t e n t o f t h e m a t e r i a l s i s h i g h , i t w i l l t a k e m o r e e n e r g y t o h e a t a n d d r y t h e m a t e r i a l s . T h e s e f a c t o r s , i n t u r n , w i l l a f f e c t t h e r a t e o f H M A p r o d u c t i o n . S u p e r p a v e m i x t u r e s w i t h R A P w i l l h a v e t h e s a m e t y p e s o f p r o d u c t i o n - r e l a t e d l i m i t s a s t h o s e p r o d u c e b y u s i n g M a r s h a l l o r H v e e m 9 4 m e t h o d s . O n t h e o t h e r h a n d , t h e m a t e r i a l - r e l a t e d r e s t r i c t i o n s o n t h e a m o u n t o f R A P a r e s o m e w h a t d i f f e r e n t f o r S u p e r p a v e m i x t u r e s t h a n f o r M a r s h a l l o r H v e e m m i x t u r e s b e c a u s e o f t h e d i f f e r i n g s p e c i fi c a t i o n l i m i t s . T h e a l l o w a b l e g r a d a t i o n , f o r e x a m p l e , m a y b e d i f f e r e n t f o r S u p e r p a v e m i x t u r e s ; f r e q u e n t l y , l o w e r fi n e c o n t e n t s a r e r e q u i r e d . A l s o , t h e b l e n d o f v i r g i n a n d R A P a g g r e g a t e s h a s t o m e e t t h e c o n s e n s u s p r o p e r t i e s , w h i c h m a y b e t i g h t e r t h a n p r e v i o u s a g g r e g a t e r e q u i r e m e n t s . O v e r a l l , h o w e v e r , t h e p r o c e s s O f u s i n g R A P i n S u p e r p a v e m i x t u r e s i s s i m i l a r t o t h a t o f u s i n g R A P i n M a r s h a l l o r H v e e m m i x t u r e s . T h e b l e n d o f m a t e r i a l s h a s t o m e e t c e r t a i n p r o p e r t i e s , a n d t h e p l a n t m u s t b e c a p a b l e o f d r y i n g a n d h e a t i n g t h e m a t e r i a l s . M a n y o f t h e t e c h n i q u e s u s e d t o e v a l u a t e t h e R A P a r e s i m i l a r t o p r e v i o u s t e c h n i q u e s . A d e t a i l e d p r o c e d u r e f o r d e v e I O p i n g m i x d e s i g n i n v o l v i n g R A P a l o n g w i t h e x a m p l e s i s d e s c r i b e d i n t h e N C H R P R e p o r t 4 5 2 ( M c D a n i e l & A n d e r s o n 2 0 0 1 ) . T h e fi n a l s t e p i s t h e s e l e c t i o n o f d e s i g n f o r t h e a g g r e g a t e s t r u c t u r e . T h e p r o c e d u r e c a n b e s u m m a r i z e d i n t h e f o l l o w i n g s t e p s , a m o r e d e t a i l e d p r o c e d u r e i s d e s c r i b e d i n t h e N C H R P R e p o r t 4 5 2 ( M c D a n i e l & A n d e r s o n 2 0 0 1 ) . 1 . E s t a b l i s h t h e t r i a l b l e n d 2 . E s t i m a t e t h e t r i a l b i n d e r c o n t e n t 3 . C a l c u l a t e b a t c h w e i g h t s 4 . M i x a n d c o m p a c t t r i a l b l e n d s p e c i m e n s I n s u m m a r y , a s p h a l t c o n c r e t e i s a v i s c o - e l a s t i c m a t e r i a l , w h i c h i s p r o d u c e d b y c o m b i n i n g b i n d e r ( b i t u m e n ) a n d c r u s h e d a g g r e g a t e s i n a n a p p r o p r i a t e p r o p o r t i o n . T h e c h a r a c t e r i z a t i o n o f t h i s m a t e r i a l d e p e n d s o n t h e t e m p e r a t u r e a n d r a t e o f l o a d i n g . I f n o t d e s i g n e d p r o p e r l y , h i g h e r t e m p e r a t u r e s a n d s l o w r a t e o f l o a d i n g w i l l c a u s e p e r m a n e n t 9 5 d e f o r m a t i o n s ( r u t t i n g ) i n t h e m a t e r i a l s w h i l e u n d e r l o w e r t e m p e r a t u r e s i t m a y c r a c k ( f a t i g u e ) u n d e r r e p e t i t i v e w h e e l l o a d s d u e t o b r i t t l e n e s s . T h e r e f o r e , i t i s i m p e r a t i v e t o c o n s i d e r b o t h p a v e m e n t p e r f o r m a n c e a n d m a t e r i a l b e h a v i o r s i m u l t a n e o u s l y a t t h e d e s i g n s t a g e . T h e t r a d i t i o n a l m e t h o d s f o r d e s i g n i n g s u c h m a t e r i a l s i s b a s e d o n t h e M a r s h a l l M e t h o d , w h i c h d o n o t c o n s i d e r t h e l i n k b e t w e e n d e s i g n a n d p e r f o r m a n c e . I n 1 9 8 7 , S t r a t e g i c H i g h w a y R e s e a r c h P r o g r a m ( S H R P ) w a s e s t a b l i s h e d i n U S A t o f u r t h e r i m p r o v e t h e c u r r e n t p r a c t i c e s . T h e o b j e c t i v e s o f S H R P ’ s r e s e a r c h w e r e t o i m p r o v e t h e p e r f o r m a n c e a n d d u r a b i l i t y o f r o a d s , e x t e n d t h e l i f e o r r e d u c e t h e l i f e - c y c l e c o s t o f t h e a s p h a l t p a v e m e n t s , r e d u c e m a i n t e n a n c e c o s t s , m i n i m i z e p r e m a t u r e f a i l u r e s , a n d t o m a k e r o a d s s a f e r . A h i s t o r i c p r o d u c t o f S H R P r e s e a r c h w a s a n e w m i x d e s i g n m e t h o d r e f e r r e d t o a s S u p e r p a v e ( S u p e r i o r P e r f o r m i n g A s p h a l t P a v e m e n t s ) . T h e S H R P S u p e r p a v e b i n d e r s p e c i fi c a t i o n w a s t h e m a j o r u l t i m a t e p r o d u c t o f t h e a s p h a l t b i n d e r r e s e a r c h . I t i s b e l i e v e d t h a t S u p e r p a v e t e c h n o l o g y w i l l r e s u l t i n i m p r o v e d r o a d i n f r a s t r u c t u r e r e s u l t i n g i n s i g n i fi c a n t s a v i n g i n t h e m a i n t e n a n c e c o s t s . I n a d d i t i o n , i m p r o v e d i n f r a s t r u c t u r e c a n i n d i r e c t l y c r e a t e s u b s t a n t i a l b e n e fi t s t o t h e e n v i r o n m e n t , a n d s o c i o - e c o n o m i c c o n d i t i o n s . T h e c h a r a c t e r i z a t i o n o f H M A m i x t u r e s c o n t a i n i n g R A P u s i n g t h i s n e w s y s t e m h a s b e e n r e p o r t e d i n l i t e r a t u r e a n d i s d i s c u s s e d b e l o w . 2 . 5 . 4 S u m m a r y o f R e s e a r c h S t u d i e s o n R e c y c l e d A s p h a l t M i x t u r e s H a j j e t a l . ( H a j j e t a l . 2 0 0 8 ) c o n d u c t e d a v e r y e x t e n s i v e l i t e r a t u r e r e v i e w o n r e c l a i m e d a s p h a l t p a v e m e n t s i n a i r fi e l d H M A p a v e m e n t s . T h e y r e v i e w e d s e v e r a l r e p o r t s a n d s t u d i e s w h i c h a r e i n c l o s e p a r a l l e l t o t h e O b j e c t i v e s a n d t a s k s f o r t h i s t h e s i s . T a b l e 2 . 1 0 i s f r o m t h e H a j j e t a l . ’ s l i t e r a t u r e r e v i e w w h i c h s h o w s a s u m m a r y o f t h e i r fi n d i n g s . 9 6 T a b l e 2 . 1 0 S u m m a r y o f fi n d i n g s i n l i t e r a t u r e o n r e c y c l e d a s p h a l t m i x t u r e s ( H a j j e t a l . 2 0 0 8 ) R e s e a r c h O l l i g c t i v e D e s c r i p t i o n F i n d i n g s M i n n e s o t a E f f e c t o f R A P T o t a l o f 1 0 m i x e s : - M i x e s T S R a t 7 7 ° F > 7 5 % . D O T ( L i e t t y p e a n d - % R A P : 0 , 2 0 , 4 0 . - | E * | i n c r e a s e d w i t h R A P . a 1 . 2 0 0 5 p e r c e n t a g e o n - M i l l i n g s b i n d e r - | E * | a f f e c t e d b y R A P s o u r c e & a s p h a l t b i n d e r . & 2 0 0 8 ) . a s p h a l t m i x t u r e c o n t e n t 4 . 3 % . - R A P i n d u c e d h i g h e r v a r i a b i l i t y i n m e a s u r e d p r o p e r t i e s . - R A P b i n d e r c o n t e n t p r o p e r t i e s & v a r i a b i l i t y i n c r e a s e d w i t h R A P 5 . 4 % . c o n t e n t . - P G 5 8 - 2 8 & P G 5 8 - - C r e e p s t i f f n e s s i n c r e a s e s w i t h % R A P o r m i l l i n g s . 3 4 . - M i x e s w i t h P G 5 8 - 3 4 b i n d e r s o f t e r t h a n m i x t u r e s - S u p e r p a v e m i x w i t h P G 5 8 - 2 8 b i n d e r a t — 1 8 ° C . d e s i g n . - E x t r a c t e d b i n d e r s t i f f n e s s i n c r e a s e d w i t h % R A P o r m i l l i n g s . N C H R P I n c o r p o r a t e u s e - 3 R A P s o u r c e s : l o w _ ( M c D a n i e l o f R A P i n s t i f fi i e s s R A P ' R A P d o e s “ Q t 3 “ 1 1 k ? “ b l a c k 1 0 0 1 ‘ ; , e t a l . 2 0 0 0 ) . S u p e r p a v e ( P G 8 2 - 2 2 a n d 5 . 9 % - L i n e a r b l e n d m g e q u a t i o n s a p p r O p r i a t e W i t h s o m e H M A m i x t u r e s . b i n d e r ) , m e d i u m n o n - l i n e a r i t y a b o v e 4 0 % R A P - S t i f f n e s s R A P - N e g l i g i b l e e f f e c t o f R A P a t l o w R A P c o n t e n t . ( P G 8 2 - 2 2 a n d 4 . 9 % - A t i n t e r m e d i a t e R A P c o n t e n t , e f f e c t o f R A P b i n d e r ) , h i g h c o m p e n s a t e d b y u s i n g v i r g i n b i n d e r 1 g r a d e s o f t e r S t i f f n e s s R A P o n b o t h h i g h & l o w t e m p e r a t u r e g r a d e s . ( P G 8 2 - 1 0 a n d 5 . 3 % - A t h i g h R A P c o n t e n t : u s e b l e n d i n g c h a r t . b i n d e r ) . - P r o p e r t i e s o f l o w R A P c o n t e n t m i x s i m i l a r t o t h a t - V i r g i n b i n d e r P o s 2 - 0 f , n 0 R A P m m , , , 3 4 & P G 6 4 - 2 2 . - H i g h R A P c o n t e n t s t i f f e n s t h e m i x a t h i g h , - % R A P : 0 , 1 0 , 2 0 ’ & i n t e r m e d i a t e , a n d l o w t e m p e r a t u r e . 4 0 . - H i g h e r R A P c o n t e n t e x h i b i t s m o r e r u t t i n g r e s i s t a n c e a n d l o w e r b e a m f a t i g u e l i f e w h e n n o c h a n g e m a d e i n v i r g i n b i n d e r g r a d e . N o r t h L a b o r a t o r y - 3 R A P s o u r c e s : - M i x e s w i t h u p t o 5 0 % c a n b e d e s i g n e d u n d e r C e n t r a l p e r f o r m a n c e o f I n d i a n a ( 4 . 7 % S u p e r p a v e i f R A P g r a d a t i o n a n d a g g r e g a t e q u a l i t y S u p e r p a v e S u p e r p a v e b i n d e r ) , M i c h i g a n s u f fi c i e n t . C e n t e r a s p h a l t ( 3 . 8 % b i n d e r ) , - L i n e a r b l e n d i n g c h a r t s a p p r o p r i a t e i n m o s t c a s e s . ( M c D a n i e l m i x t u r e s M i s s o u r i . ( 4 . 4 % - P l a n t m i x e s s h o w e d s i m i l a r p e r f o r m a n c e a s l a b e l a l . 2 0 0 2 ) . i n c o r p o r a t i n g b i n d e r ) m i x e s e x c e p t f o r I n d i a n a m i x e s . - R A P c o n t e n t : u p t o - I n c r e a s e i n R A P c o n t e n t i n c r e a s e s r u t t i n g 5 0 % . r e s i s t a n c e w h e n v i r g i n b i n d e r u n c h a n g e d . - P l a n t p r o d u c e d m i x - S m a l l a m o u n t o f R A P h a s l o w i m p a c t o n a t 1 5 - 2 5 % R A P . p e r f o r m a n c e - C o n s i d e r R A P a g g r e g a t e g r a d a t i o n a n d q u a l i t y i n m i x d e s i g n . N o r t h I n fl u e n c e o f - 1 5 , 2 5 , 4 0 % R A P + - A t 1 5 % & 2 5 % R A P , n o d i f f e r e n c e i n m e a n C e n t r a l R A P o n m i x & P G 6 4 - 2 2 v i r g i n s t r e n g t h a t l o w t e m p e r a t u r e a n d | E * | . S u p e r p a v e r e c o v e r e d b i n d e r . - S o m e d i f f e r e n c e s b e t w e e n c o n t r o l & 4 0 % R A P C e n t e r b i n d e r o f p l a n t - - 2 5 % & 4 0 % R A P + m i x a t h i g h e r t e s t t e m p e r a t u r e . ( M c D a n i e l p r o d u c e d P G 5 8 - 2 8 v i r g i n - a d d i n g s m a l l a m o u n t o f R A P m a y n o t c h a n g e m i x e t a l . 2 0 0 6 ) . H M A . b i n d e r . p r o p e r t i e s g r e a t l y . - C o n t r o l m i x : P G 6 4 - 2 2 & 0 % R A P . S a s k a t . C o m p a r e l a b - O n e R A P s o u r c e - A t l o w t e m p e r a t u r e v i r g i n m i x p e r f o r m w e l l i n H i g h w a y s f a t i g u e w i t h 6 . 4 % b i n d e r f a t i g u e & T r a n s p . p e r f o r m a n c e & - 5 0 % R A P c o r e - A t h i g h t e m p e r a t u r e a l l m i x e s p e r f o r m e q u a l l y i n ( P u t t a g u n t a m o i s t u r e s a m p l e s f r o m H w y f a t i g u e e t a l . 1 9 9 7 ) . d a m a g e o f l 1 , C a n a d a . - R A P m i x e s p e r f o r m m u c h b e t t e r i n m o i s t u r e v i r g i n & m i x e s - R A P & v i r g i n s u s c e p t i b i l i t y t e s t t h a n v i r g i n m i x e s c o n t a i n i n g a g g r e g a t e w e r e u s e d t o p r e p a r e 2 5 & 5 0 % R A P m i x e s i n l a b . 9 7 T a b l e 2 . 1 0 ( c o n t i n u e d ) W e s t e r n L a b o r a t o r y - 3 R A P s o u r c e s : 1 - M a r s h a l l M i x D e s i g n m e t h o d c a n b e u s e d t o R e g i o n a l e v a l u a t i o n o n p l a n t w a s t e ( 4 . 6 % d e s i g n m i x e s w i t h 1 5 a n d 3 0 % R A P . S u p e r p a v e t h e u s e o f R A P b i n d e r ) a n d 1 5 ( 5 . 4 % - B l e n d i n g c h a r t m e t h o d c o n s e r v a t i v e & n o t C e n t e r i n l a b o r a t o r y b i n d e r ) a n d 2 0 ( 5 . 8 % r e l i a b l e . ( H a j j e t a l . p r o d u c e d H M A b i n d e r ) y e a r s - O l d - M i x e s h a d A c c e p t a b l e r e s i s t a n c e t o m o i s t u r e 2 0 0 7 ) . m i x e s . r e c l a i m e d d a m a g e . p a v e m e n t s . - R e d u c t i o n i n t h e u n c o n d i t i o n e d & c o n d i t i o n e d T S - 3 R A P c o n t e n t s : o f t h e 1 5 & 3 0 % R A P m i x e s . 0 % , 1 5 % , & 3 0 % . - P G 6 4 - 2 2 m i x e s : 1 5 % R A P m i x e s s h o w e d h i g h e r - 2 t a r g e t b i n d e r r e s i s t a n c e t o m o i s t u r e d a m a g e t h a n 3 0 % R A P g r a d e s : P G 6 4 - 2 2 a n d m i x e s . P G 6 4 - 2 8 ( p o l y m e r - P G 6 4 - 2 8 m i x e s : 1 5 % R A P m i x e s h a d l o w e r m o d i fi e d ) . r e s i s t a n c e t o m o i s t u r e d a m a g e t h a n 3 0 % R A P - V i r g i n b i n d e r m i x e s . g r a d e s : s e l e c t e d - I n g e n e r a l , P G 6 4 - 2 2 R A P m i x e s s h o w e d b e t t e r o r b a s e d o n b l e n d i n g e q u i v a l e n t f a t i g u e r e s i s t a n c e t o t h e n o R A P m i x . c h a r t s . - R A P i n P G 6 4 - 2 8 m i x e s s i g n i fi c a n t l y r e d u c e d - R A P m i x e s a r e f a t i g u e r e s i s t a n c e . c o m p a r e d t o n o R A P - R A P m i x e s s h o w e d b e t t e r o r e q u i v a l e n t t h e r m a l m i x e s c r a c k i n g r e s i s t a n c e t o t h e n o R A P m i x . W e s t e r n L a b o r a t o r y - T w o fi e l d m i x e s - P G 6 4 — 2 2 m i x f a i l e d t o m e e t m i n i m u m T S R o f R e g i o n a l e v a l u a t i o n o n w i t h 7 0 % . S u p e r p a v e t h e u s e o f R A P 1 5 % R A P - P G 6 4 - 2 8 m i x b a r e l y p a s s e d m i n i m u m r e q u i r e d C e n t e r i n fi e l d s a m p l e d - T w o b i n d e r s : P G 6 4 - T S R . ( H a j j e t a l . H M A m i x e s . 2 2 & p o l y m e r - M i x e s m e t t h e N D O T A P A c r i t e r i o n o f 8 m . 2 0 0 7 ) . m o d i fi e d P G 6 4 - 2 8 - P o l y m e r m o d i fi e d b i n d e r r e d u c e d A P A r u t d e p t h b y a b o u t 4 2 % c o m p a r e d t o n e a t a s p h a l t b i n d e r . - U s e o f R A P i n a p o l y m e r m o d i fi e d m i x i n c r e a s e d m i x r e s i s t a n c e t o f a t i g u e c r a c k i n g i n l a b o r a t o r y t e s t w h e n c o m p a r e d t o t h e n e a t b i n d e r ( P G 6 4 - 2 2 ) m i x . - U s e o f R A P i n a p o l y m e r m o d i fi e d m i x r e d u c e d t h e r e s i s t a n c e t o f a t i g u e c r a c k i n g i n m e c h a n i s t i c a n a l y s i s w h e n c o m p a r e d t o n e a t b i n d e r — F r a c t u r e t e m p e r a t u r e w a s w i t h i n 1 ° C o f l o w p e r f o r m a n c e t e m p e r a t u r e o f c o r r e s p o n d i n g t a r g e t b i n d e r g r a d e s ( i . e . - 2 2 ° C & - 2 8 ° C ) . - M i x e s m i g h t s h o w s i g n s o f f a i l u r e i n t h e fi e l d d u e t o m o i s t u r e s e n s i t i v i t y p r o b l e m s . - A t t e n t i o n s h o u l d b e g i v e n t o m o i s t u r e r e s i s t a n c e O f fi e l d m i x t u r e s . D a n i e l a n d E v a l u a t i o n o f - 2 R A P s o u r c e s ; - V M A & V F A i n c r e a s e w i t h R A P L a c h a n c e v o l u m e t r i c a n d p r o c e s s e d ( 3 . 6 % - R A P p r e h e a t i n g t i m e a f f e c t t h e V M A 2 0 0 5 m e c h a n i s t i c b i n d e r - 1 5 % R A P i n c r e a s e d s t i f f n e s s l , 2 5 % & 4 0 % s h o w p r o p e r t i e s o f o f P G 9 4 - l 4 ) a n d s i m i l a r s t i f f n e s s a s c o n n o l m i x R A P m i x t u r e s u n p r o c e s s e d ( 4 . 9 5 % - 1 5 R A P d e c r e a s e d c r e e p c o m p l i a n c e , 2 5 % & 4 0 % b i n d e r o f P G 8 2 - 2 2 ) s h o w e d s i m i l a r c r e e p c o m p l i a n c e a s c o n t r o l m i x - O n e v i r g i n b i n d e r ; - R A P m i x t u r e s s h o w h i g h e r v a r i a b i l i t y i n P G 5 8 - 2 8 c o m p r e s s i o n - 0 % , 1 5 % , 2 5 % & - F i n e r g r a d a t i o n , I n c r e a s e d V M A & i n c r e a s e d 4 0 % R A P c o n t e n t s b i n d e r c o n t e n t r e d u c e t h e e f f e c t s O f a g e d s t i f f e r b i n d e r X i a o e t a l . I n v e s t i g a t i o n o f - E v a l u a t e i n d i r e c t - H i g h e r R A P % i n m i x e s c o n t a i n i n g C R r e s u l t e d i n 2 0 0 7 ) t h e u s e o f b o t h t e n s i l e s t r e n g t h h i g h e r s t i f f n e s s & I T S , i n d i c a t i n g h i g h e r s t a b i l i t y . R A P a n d c r u m b ( I T S ) . - I n c r e a s e i n r u b b e r c o n t e n t d e c r e a s e d I T S & c r e e p r u b b e r ( C R ) i n - R u t t i n g r e s i s t a n c e s t i f f n e s s . H M A m i x e s . u n d e r A P A . - C R e f f e c t i v e l y i n c r e a s e d r u t t i n g r e s i s t a n c e o f m i x . - I n c r e a s i n g % o f r u b b e r c o n s i d e r a b l y i m p r o v e d a b i l i t y o f m i x e s t o r e s i s t d e f o r m a t i o n . 9 8 2 . 6 P E R F O R M A N C E O F R E C Y C L E D A S P H A L T P A V E M E N T E x p e r i e n c e g a i n e d o v e r t h e y e a r s b y d i f f e r e n t s t a t e s w i t h i n U S A h a s s h o w n t h a t a s p h a l t p a v e m e n t r e c y c l i n g i s a t e c h n i c a l l y v i a b l e r e h a b i l i t a t i o n t e c h n i q u e ( K a n d h a l & M a l l i c k 1 9 9 7 ) . P r o p e r l y d e s i g n e d r e c y c l e d a s p h a l t p a v e m e n t s h a v e p e r f o r m e d s i m i l a r t o a n d i n m a n y c a s e s b e t t e r t h a n t h e c o n v e n t i o n a l o v e r l a y s . A l i t e r a t u r e s e a r c h w a s c o n d u c t e d t o c o l l e c t a n d s u m m a r i z e t h e p e r f o r m a n c e o f r e c y c l e d p a v e m e n t p r o j e c t s i n t h e d i f f e r e n t s t a t e s w i t h i n U S A a n d e l s e w h e r e . T h e o b j e c t i v e s o f t h i s s e a r c h a r e t o p r e s e n t t h e l a b o r a t o r y a n d fi e l d p e r f o r m a n c e d a t a o n r e c y c l e d a s p h a l t p a v e m e n t s a n d t h e s t a t e - o f - p r a c t i c e i n r e c y c l i n g t e c h n i q u e s i n d i f f e r e n t p l a c e s . H o t m i x a s p h a l t r e c y c l i n g h a s b e e n u s e d e x t e n s i v e l y a n d r o u t i n e l y i n t h e U S d u r i n g t h e l a s t s e v e r a l y e a r s . I t i s n o l o n g e r c o n s i d e r e d a s a n e x p e r i m e n t a l o p e r a t i o n b e c a u s e r e c y c l e d H M A p a v e m e n t s h a v e g e n e r a l l y p e r f o r m e d e q u a l t o o r b e t t e r t h a n c o n v e n t i o n a l H M A p a v e m e n t s . T h e r e l a t i v e p e r f o r m a n c e o f f e w r e c y c l e d a n d c o n v e n t i o n a l H M A p a v e m e n t s h a s b e e n r e p o r t e d i n t h e l i t e r a t u r e ( K a n d h a l & M a l l i c k 1 9 9 7 ) . K a n d h a l a n d M a l l i c k m e n t i o n e d a l i m i t e d n u m b e r o f r e c y c l e d p r o j e c t s ( m o s t l y c o n s t r u c t e d i n t h e 1 9 7 0 s ) i n t h e F H W A r e p o r t h a v i n g e x c e l l e n t p e r f o r m a n c e o v e r t h e d e s i g n e d l i f e . T h e s e p r o j e c t s w e r e l o c a t e d i n F l o r i d a , G e o r g i a , K a n s a s , L o u i s i a n a , M a s s a c h u s e t t s , M i n n e s o t a , W a s h i n g t o n a n d W y o m i n g . T h i s r e p o r t a l s o h i g h l i g h t s t h e e x p e r i e n c e s o f s t a t e s f o r v a r i o u s t y p e o f r e c y c l i n g m e t h o d s . I n s u m m a r y , t h e e x p e r i e n c e o f t h e d i f f e r e n t s t a t e s i n d i c a t e s t h a t i n m o s t c a s e s t h e p e r f o r m a n c e o f t h e r e c y c l e d a s p h a l t p a v e m e n t s h a s b e e n s u p e r i o r t o o r c o m p a r a b l e t o c o n v e n t i o n a l a s p h a l t p a v e m e n t s . H o w e v e r , i t w a s a l s o o b s e r v e d t h a t r e c y c l e d p a v e m e n t s p e r f o r m e d w e l l o n l y w h e n : 9 9 0 G o o d p r o j e c t s e l e c t i o n c r i t e r i a w e r e f o l l o w e d 0 P r o p e r l y d e s i g n e d a n d c o n s t r u c t e d u n d e r g o o d q u a l i t y c o n t r o l a n d a c c e p t a n c e c o n d i t i o n s K a n d h a l & M a l l i c k c o n c l u d e d t h a t , a s i n t h e c a s e o f c o n v e n t i o n a l a s p h a l t p a v e m e n t s , r e c y c l e d a s p h a l t m i x t u r e s m u s t b e d e s i g n e d t o m e e t p r o p e r s p e c i fi c a t i o n s , p r o d u c e d w i t h g o o d q u a l i t y c o n t r o l , a n d p l a c e d p r o p e r l y w i t h n o d e f e c t s o r i r r e g u l a r i t i e s . A s t u d y w a s c o n d u c t e d b y ( H a l l e t a l . 2 0 0 1 ) t o a s s e s s t h e r e l a t i v e p e r f o r m a n c e o f d i f f e r e n t fl e x i b l e p a v e m e n t r e h a b i l i t a t i o n t r e a t m e n t s , i n c l u d i n g t h e i n fl u e n c e o f p r e t r e a t m e n t c o n d i t i o n a n d o t h e r f a c t o r s . T h e L o n g - T e r m P a v e m e n t P e r f o r m a n c e S t u d i e s ’ S P S - S a n d G P S - 6 B e x p e r i m e n t s d a t a w e r e u s e d i n t h i s s t u d y . T h e r e h a b i l i t a t i o n t r e a t m e n t s u s e d i n t h e S P S - 5 e x p e r i m e n t a r e t w o - i n c h a n d fi v e - i n c h o v e r l a y s , w i t h v i r g i n o r r e c y c l e d a s p h a l t c o n c r e t e m i x e s , a n d w i t h o r w i t h o u t p r e - o v e r l a y m i l l i n g . I t w a s f o u n d t h a t o v e r l a y t h i c k n e s s a n d p r e - o v e r l a y r o u g h n e s s l e v e l s w e r e t h e t w o m o s t f a c t o r s t h a t i n fl u e n c e t h e p e r f o r m a n c e o f a s p h a l t o v e r l a y s o f a s p h a l t p a v e m e n t s i n t h e S P S - S e x p e r i m e n t , w i t h r e s p e c t t o r o u g h n e s s , r u t t i n g , a n d f a t i g u e c r a c k i n g . O v e r l a y m i x t y p e ( v i r g i n v e r s u s r e c y c l e d ) a n d p r e — o v e r l a y p r e p a r a t i o n ( w i t h o r w i t h o u t m i l l i n g ) h a d s l i g h t a n d i n c o n s i s t e n t e f f e c t s . R e g a r d i n g v i r g i n v e r s u s r e c y c l e d o v e r l a y s , n o s i g n i fi c a n t d i f f e r e n c e s w e r e f o u n d f o r v a r i o u s p e r f o r m a n c e s ( f a t i g u e , r u t t i n g a n d r o u g h n e s s ) , w h i c h m e a n s a c o m p a r a b l e p e r f o r m a n c e b e t w e e n v i r g i n a n d r e c y c l e d o v e r l a y s . A n o t h e r s t u d y b y ( K a n d h a l e t a l . 1 9 9 5 ) e v a l u a t e d t h e p e r f o r m a n c e o f r e c y c l e d p a v e m e n t s i n G e o r g i a . P e r f o r m a n c e o f r e c y c l e d p a v e m e n t s w a s c o m p a r e d w i t h v i r g i n a s p h a l t p a v e m e n t s . N o s t a t i s t i c a l d i f f e r e n c e i n p e r f o r m a n c e w a s f o u n d b e t w e e n t w o t y p e s O f p r o j e c t s . A l s o , s t a t i s t i c a l t e s t s i n d i c a t e d n o d i f f e r e n c e b e t w e e n t h e m i x p r o p e r t i e s 1 0 0 i n c l u d i n g a i r v o i d s , r e s i l i e n t m o d u l u s , i n d i r e c t t e n s i l e s t r e n g t h , p e n e t r a t i o n a n d v i s c o s i t y o f t h e r e c o v e r e d b i n d e r . A s t u d y b y H o s s a i n e t a l . ( H o s s a i n e t a l . 1 9 9 3 ) a d d r e s s e d e i g h t t e s t s e c t i o n s i n A r i z o n a . L o n g - t e r m p e r f o r m a n c e o f r e c y c l e d a n d v i r g i n a s p h a l t c o n c r e t e o v e r l a y s w a s o b s e r v e d . T h e r e s u l t s f o r r o u g h n e s s a n d c r a c k i n g d a t a a n a l y s e s i n d i c a t e d t h a t t h e r e c y c l e d a n d v i r g i n a s p h a l t o v e r l a y s h a v e p e r f o r m e d s i m i l a r l y . A l s o t h e a n n u a l m a i n t e n a n c e c o s t s f o r d i f f e r e n t t e s t s e c t i o n w e r e f o u n d s i m i l a r . T h e C a l i f o r n i a D e p a r t m e n t o f T r a n s p o r t a t i o n ( C a l t r a n s ) c o n d u c t e d a p i l o t p r o j e c t f o r e v a l u a t i n g a p u l v e r i z a t i o n p r o c e s s f o r a s p h a l t c o n c r e t e t o u s e i t a s a b a s e m a t e r i a l ( B e j a r a n o e t a l . 2 0 0 3 ) . T h e p r o c e s s w a s e v a l u a t e d i n t e r m s o f c o n s t r u c t a b i l i t y a n d p a v e m e n t p e r f o r m a n c e . T h e p r o c e s s p r o v i d e d l o w e r i n i t i a l c o s t s t h a n o v e r l a y w i t h d i g - o u t s i n t h e w h e e l p a t h . F i e l d a n d l a b o r a t o r y t e s t i n g w e r e c o n d u c t e d a n d t h e r e s u l t s o f t h e i n v e s t i g a t i o n i n d i c a t e d t h a t t h e p u l v e r i z e d b a s e m a t e r i a l i s e x p e c t e d t o p e r f o r m b e t t e r t h a n t h e c o n v e n t i o n a l b a s e m a t e r i a l s u s e d i n t h e s t u d y . T h e r e s u l t s a l s o s h o w e d g r e a t l y i m p r o v e d p r o p e r t i e s o f g r a n u l a r b a s e m a t e r i a l s , i n c l u d i n g t h i s r e c y c l e d m a t e r i a l w h e n t h e r e l a t i v e d e n s i t y i s i n c r e a s e d f r o m 9 5 t o 1 0 0 p e r c e n t u s i n g C a l t r a n s s t a n d a r d c o m p a c t i o n . T h e e f f e c t s o f m i l l i n g a n d o v e r l a y i n g w i t h a r e c y c l e d a s p h a l t l a y e r a r e i m p o r t a n t f a c t o r s f o r p a v e m e n t e n g i n e e r s t o c o n s i d e r w h e n m a k i n g d e c i s i o n s o n r e h a b i l i t a t i o n a n d m a i n t e n a n c e a c t i v i t i e s . I n T e x a s , S P S — 5 e x p e r i m e n t s e c t i o n s w e r e b u i l t 1 0 y e a r s a g o t o a d d r e s s t h i s i s s u e . O t h e r r e s e a r c h ( C h e n & B i l y e u 2 0 0 0 , C h e n e t a l . 2 0 0 3 ) h a s r e p o r t e d t h a t p e r f o r m a n c e d a t a o f S P S s e c t i o n s h a s p r o v i d e d v a l u a b l e i n s i g h t t h a t c o u l d n o t h a v e b e e n a c h i e v e d o t h e r w i s e . T h e y f o u n d t h a t a f t e r m o r e t h a n 1 0 y e a r s o f s e r v i c e , R A P s e c t i o n s p e r f o r m a s w e l l a s t h e v i r g i n A C s e c t i o n . T h i s i n d i c a t e d t h a t t h e r e c y c l e d A C c a n b e e f f e c t i v e w h e n u s e d p r o p e r l y . A l s o , l i t t l e d i f f e r e n c e w a s f o u n d i n t e r m s o f 1 0 1 p e r f o r m a n c e o n m i l l e d a n d n o n - m i l l e d s e c t i o n s . T h e y a l s o o b s e r v e d t h a t a l l S P S - S s e c t i o n s w e r e a b l e t o r e s i s t u n d e r l y i n g c r a c k i n g w h e n a m i x t u r e o f 3 0 % R A P a n d l o w e r v i s c o s i t y A C w a s u s e d , w i t h a fl e x i b l e m i x t u r e a b l e t o r e s i s t c r a c k i n g . I n c o n t r a s t , c r a c k s c a m e t h r o u g h t h e r e m i x e d s e c t i o n s i n j u s t a f e w w e e k s f o r U S l 7 5 a n d U S 8 4 , w h e r e l o w p e n e t r a t i o n n u m b e r s i n t h e r a n g e o f 2 0 - 2 1 w e r e f o u n d . A m i x t u r e w i t h 7 5 % R A P w a s f o u n d t o b e t o o s t i f f , b e c a u s e a g e d b i n d e r t e n d s t o b e c o m e b r i t t l e , a n d c o n s e q u e n t l y d i d a p o o r j o b o f r e s i s t i n g c r a c k i n g . T h u s , i t w a s c o n c l u d e d t h a t h i g h p e r c e n t s , R A P m i x t u r e s h o u l d n o t b e u s e d o n a n y l o c a t i o n w i t h c r a c k i n g p o t e n t i a l . A l s o , a l o w e r v i s c o s i t y b i n d e r s h o u l d b e a d d e d t o t h e R A P t o i n c r e a s e i t s fl e x i b i l i t y . I n r e c e n t y e a r s , a S p h a l t r e c y c l i n g h a s b e c o m e a k e y c o m p o n e n t o f t h e p a v i n g i n d u s t r y i n C a n a d a . O t h e r w o r k b y ( E m e r y e t a l . 1 9 9 2 , E m e r y 1 9 9 3 , E m e r y 1 9 9 5 ) c o n c l u d e d t h a t p r o d u c t i o n o f h i g h - q u a l i t y r e c y c l e d h o t m i x i n c o r p o r a t i n g a h i g h c o n t e n t o f r e c l a i m e d a s p h a l t p a v e m e n t r e q u i r e s a c o n s i s t e n t p r o c e s s e d R A P , a p p r o p r i a t e n e w b i n d e r p r o p e r t i e s , a p p r o p r i a t e m i x d e s i g n , p r O p e r h o t - m i x p l a n t o p e r a t i o n s a n d q u a l i t y c o n t r o l - q u a l i t y a s s u r a n c e . F o r c o l d o r h o t i n - p l a c e a s p h a l t r e c y c l i n g , i t w a s a l s o e m p h a s i z e d t h e n e e d f o r e v a l u a t i o n o f t h e e x i s t i n g p a v e m e n t c o n d i t i o n s f o r s u i t a b i l i t y a n d s e l e c t i o n o f a p p r o p r i a t e p r o c e d u r e s a n d m a t e r i a l s . A r e p o r t b y M a r q u i s e t a l . ( M a r q u i s e t a l . 2 0 0 3 ) e x a m i n e d a t t h e e a r l y p e r f o r m a n c e o f a F D R ( i n c o r p o r a t i n g f o a m e d a s p h a l t f u l l d e p t h r e c l a m a t i o n ) p r o j e c t i n M a i n e . T h e o b j e c t i v e s o f t h i s s t u d y w a s t o e v a l u a t e M E D O T ’ s f o a m e d a s p h a l t d e s i g n a n d c o n s t r u c t i o n p r o c e d u r e s a n d m a k e a p p r o p r i a t e r e c o m m e n d a t i o n s f o r i m p r o v i n g t h e p e r f o r m a n c e o f f o a m e d a s p h a l t r e c l a i m e d p a v e m e n t s . I t w a s c o n c l u d e d t h a t b e c a u s e o f t h e v a r i a b l e n a t u r e o f t h i c k p a v e m e n t l a y e r s , a h i g h v a r i a t i o n i n d e n s i t y a n d a s p h a l t 1 0 2 c o n t e n t o f f o a m e d a s p h a l t r e c l a i m e d l a y e r s c a n b e e x p e c t e d , a n d t h a t v a r i a t i o n i n d e n s i t y o f l a y e r s c a n a f f e c t s t i f f n e s s s i g n i fi c a n t l y . M o i s t u r e s u s c e p t i b i l i t y t e s t i n g w i t h c y c l i c l o a d i n g i n w a t e r s h o w e d t h a t f o a m e d a s p h a l t m i x e s w e r e n o t i n f e r i o r t o e m u l s i o n p l u s l i m e m i x e s . S e c t i o n s w i t h t h i c k e r H M A s h o w e d s i g n i fi c a n t l y l o w e r c o s t p e r p e r c e n t i n c r e a s e i n m o d u l u s . B a c k — c a l c u l a t i o n a n a l y s i s w i t h f a l l i n g w e i g h t d e fl e c t o m e t e r d e fl e c t i o n d a t a f r o m 1 0 m o n t h O l d p a v e m e n t s h o w e d a m o d u l u s o f 1 , 0 5 5 M P a f o r a f o a m e d a s p h a l t l a y e r o f 2 0 0 m m t h i c k n e s s , w i t h 6 0 % r e c y c l e d a s p h a l t p a v e m e n t m a t e r i a l , 1 5 % g r a n u l a r m a t e r i a l , 2 5 % c r u s h e r d u s t , 1 . 5 % c e m e n t a n d w i t h 2 . 5 % f o a m e d a s p h a l t . U s e o f h e a v i e r r o l l e r s f o r t h e c o m p a c t i o n o f f o a m e d a s p h a l t r e c l a i m e d l a y e r s w a s r e c o m m e n d e d . A s t u d y ( A l j a s s a r e t a l . 2 0 0 5 ) t o i m p r o v e s u b g r a d e s o i l p r o p e r t i e s b y u t i l i z i n g R A P i n K u w a i t s h o w e d t h a t m i x i n g R A P w i t h s u b g r a d e s o i l s a t a r a t i o o f 1 : 3 b y v o l u m e , i m p r o v e t h e p r o p e r t i e s o f t h e s u b g r a d e s o i l s i g n i fi c a n t l y , i n t e r m s o f m a x i m u m d r y d e n s i t y a n d C B R . H o w e v e r , n o l a b o r a t o r y t e s t w a s p e r f o r m e d i n t h i s r e s e a r c h t o a s s e s s t h e p e r f o r m a n c e o f t h e s e m i x e s . I t w a s c o n c l u d e d t h a t t h e u s e o f R A P w i l l l e a d t o a c o n s i d e r a b l e c o s t s a v i n g s i n p a v e m e n t r e h a b i l i t a t i o n p r o j e c t s a s w e l l a s i m p r o v e d p a v e m e n t p e r f o r m a n c e . A s m e n t i o n e d b e f o r e , c o l d i n - p l a c e r e c y c l i n g ( C I R ) i s a p a v e m e n t r e h a b i l i t a t i o n m e t h o d t h a t i n v o l v e s i n - s i t u p r o c e s s e s o n a n e x i s t i n g a s p h a l t p a v e m e n t i . e . , s i z e s i t , m i x e s i n a d d i t i o n a l a s p h a l t c e m e n t , a n d l a y s i t b a c k d o w n w i t h o u t O f f - s i t e h a u l i n g a n d p r o c e s s i n g . T h e a d d e d a s p h a l t c e m e n t i s t y p i c a l l y e m u l s i fi e d a s p h a l t . A r e c e n t d e v e l o p m e n t i n C I R t e c h n o l o g y i n C a n a d a ( L a n e & K a z m i e r o w s k i 2 0 0 5 ) i s t h e u s e o f e x p a n d e d ( f o a m e d ) a s p h a l t , r a t h e r t h a n e m u l s i fi e d a s p h a l t t o b i n d t h e m i x a g g r e g a t e s . 1 0 3 T h i s c o m b i n a t i o n o f C I R a n d e x p a n d e d a s p h a l t t e c h n o l o g i e s r e s u l t s i n a 1 0 0 p e r c e n t r e c y c l e d m a t e r i a l t e r m e d a s c o l d i n - p l a c e r e c y c l e d e x p a n d e d a s p h a l t m i x ( C I R E A M ) . I n t h e e v a l u a t i o n o f p a v e m e n t p r o j e c t s w h e r e C I R w a s e m p l o y e d L a n e a n d K a z m i e r o w s k i ( L a n e & K a z m i e r o w s k i 2 0 0 5 ) i t w a s f o u n d t h a t C I R m i t i g a t e d r e fl e c t i v e c r a c k i n g a n d h e l p e d i n e x t e n d i n g p a v e m e n t l i f e . B y r e u s i n g 1 0 0 p e r c e n t o f t h e e x i s t i n g a g g r e g a t e s a n d a s p h a l t c e m e n t , C I R i s b o t h e n v i r o n m e n t a l l y s u s t a i n a b l e a n d c o s t - e f f e c t i v e . C I R E A M i s a n e w d e v e l o p m e n t i n C I R t e c h n o l o g y t h a t a p p e a r s t o b e a p r o m i s i n g a l t e r n a t i v e t o t h e c o n v e n t i o n a l m e t h o d . C I R E A M p l a c e m e n t r e s u l t e d i n a f a i r l y s m o o t h , h a r d , u n i f o r m s u r f a c e s u i t a b l e f o r t e m p o r a r y t r a f fi c , a n d p r o v i d e d a n e x c e l l e n t p l a t f o r m f o r H M A p a v i n g o p e r a t i o n s . S h o r t - t e r m r e s u l t s i n d i c a t e d t h a t t h e C I R E A M w i t h a 5 0 m m H M A o v e r l a y p r o v i d e d a n e q u i v a l e n t p e r f o r m i n g p a v e m e n t s t r u c t u r e c o m p a r e d t o c o n v e n t i o n a l C I R w i t h a 5 0 m m I H V I A o v e r l a y a t a s i m i l a r c o s t . A l s o , C I R E A M a p p e a r s t o p r o v i d e a n a c c e p t a b l e i n - p l a c e r e c y c l i n g / r e h a b i l i t a t i o n s t r a t e g y t h a t c o n s e r v e s r e s o u r c e s a n d p r o v i d e s a n e c o n o m i c a l t e r n a t i v e t o c o n v e n t i o n a l C I R , r e d u c i n g t h e c u r i n g t i m e , a n d e x t e n d i n g t h e c o n s t r u c t i o n s e a s o n . I n U S A , C I R o f e x i s t i n g h o t m i x a s p h a l t m a t e r i a l s h a s b e e n a n a v a i l a b l e f o r o v e r t w e n t y y e a r s . M o r i a n e t a l . ( M o r i a n e t a l . 2 0 0 4 ) , e v a l u a t e d t h e p e r f o r m a n c e o f C I R p r o j e c t s a n d m a t e r i a l s o v e r t h a t p e r i o d . A t o t a l o f f o r t y - f o u r p a v e m e n t s e c t i o n s w e r e c o n s t r u c t e d b y c o n t r a c t o r s i n N o r t h w e s t e r n P e n n s y l v a n i a . N i n e t y a d d i t i o n a l s e c t i o n s w e r e r e c y c l e d a s a p a r t o f m a i n t e n a n c e a c t i v i t i e s . A s u b s e t o f t h e s e p r o j e c t s w a s e v a l u a t e d t o d e t e r m i n e p e r f o r m a n c e c h a r a c t e r i s t i c s a n d c o s t e f f e c t i v e n e s s o f t h e t r e a t m e n t a n d t h e m a t e r i a l . T h e r e s u l t s o f t h i s e v a l u a t i o n i n d i c a t e d t h a t c o l d i n - p l a c e r e c y c l i n g h a s p r o v i d e d a n e f f e c t i v e m e a n s o f e x t e n d i n g t h e l i f e O f t h e p a v e m e n t f o r h i g h w a y s w i t h u p t o 1 3 , 0 0 0 1 0 4 A D T a n d 2 0 0 , 0 0 0 a n n u a l e q u i v a l e n t s i n g l e a x l e l o a d s . A l s o c o l d i n - p l a c e r e c y c l i n g h a s p r o v i d e d r e s i s t a n c e a g a i n s t r e fl e c t i v e c r a c k i n g b e t w e e n t w o a n d t h r e e t i m e s t h a t e x h i b i t e d b y c o n v e n t i o n a l l y r e s u r f a c e d c o n t r o l s e c t i o n s . T h i s f o r m o f r e c y c l i n g h a s b e e n s h o w n t o b e v e r y c o s t e f f e c t i v e a s a r e h a b i l i t a t i o n s t r a t e g y , h i s t o r i c a l l y a p p r o x i m a t e l y o n e t o t w o - t h i r d s t h e l o c a l c o s t o f c o n v e n t i o n a l h o t m i x a s p h a l t m a t e r i a l , w h i l e p r o v i d i n g s u p e r i o r p e r f o r m a n c e . T h e y a l s o c o n c l u d e d t h a t w h e n g o o d c o n s t r u c t i o n p r o c e s s c o n t r o l i s o b t a i n e d , c o l d i n - p l a c e r e c y c l e d m a t e r i a l d e v e l o p s s t i f f n e s s v a l u e s c o m p a r a b l e t o t h o s e e x p e c t e d f o r c o n v e n t i o n a l h o t m i x a s p h a l t m a t e r i a l s . A l s o , c o l d i n - p l a c e r e c y c l e d m a t e r i a l a p p e a r e d t o b e t y p i c a l l y a s t r e s s s e n s i t i v e m a t e r i a l , p r o v i d i n g i n c r e a s e d s t i f f n e s s i n r e s p o n s e t o i n c r e a s e d l o a d . T h i s " fl e x i b i l i t y " i s l i k e l y a n i m p o r t a n t f a c t o r i n t h e o b s e r v e d g o o d p e r f o r m a n c e o f t h e s e p r o j e c t s , a n d t h e d e l a y i n t h e d e v e l o p m e n t o f r e fl e c t i v e c r a c k i n g . C I R a n d F D R a r e t w o p a v e m e n t r e h a b i l i t a t i o n s t r a t e g i e s t h a t t h e N e v a d a D e p a r t m e n t o f T r a n s p o r t a t i o n ( N D O T ) h a s u s e d f o r o v e r 2 0 y e a r s ( B e m a n i a n e t a l . 2 0 0 6 ) . I t w a s r e p o r t e d b y B e m a n i a n e t a l . t h a t t h e s e s t r a t e g i e s h a v e r e s u l t e d i n s a v i n g o f o v e r $ 6 0 0 m i l l i o n s o v e r t h e p a s t 2 0 y e a r s f o r N D O T a s c o m p a r e d t o c o m p l e t e r e c o n s t r u c t i o n c o s t s . I n a d d i t i o n , t r a f fi c i n t e r r u p t i o n s w e r e m i n i m i z e d d u r i n g c o n s t r u c t i o n a n d n a t u r a l r e s o u r c e s w e r e p r e s e r v e d . B a s e d o n t h e h i g h w a y p e r f o r m a n c e m o n i t o r i n g s y s t e m d a t a , N D O T h a s t h e h i g h e s t p e r c e n t a g e O f i t s c o m b i n e d N a t i o n a l H i g h w a y S y s t e m I n t e r s t a t e a n d o t h e r r o a d w a y s r a t e d i n t h e “ g o o d ” c a t e g o r y o v e r a n y o t h e r s t a t e . T h e r e a s o n f o r t h i s a c h i e v e m e n t i s t h a t N D O T u s e d a p r o a c t i v e P a v e m e n t M a n a g e m e n t S y s t e m ( P M S ) t o p r i o r i t i z e i t s p a v e m e n t p r e s e r v a t i o n p r o j e c t s . A c o n s i d e r a b l e a m o u n t o f C I R a n d F D R r e h a b i l i t a t i o n w o r k w a s u s e d i n c o n j u n c t i o n w i t h t h e p r o a c t i v e P M S . S i n c e 1 0 5 t h e s e s t r a t e g i e s w e r e m o r e c o s t - e f f e c t i v e t h a n o v e r l a y , m i l l a n d o v e r l a y , o r r e c o n s t r u c t i o n , N D O T c o u l d r e h a b i l i t a t e m o r e r o a d s w i t h l e s s m o n e y . T h i s s t u d y ( B e m a n i a n e t a l . 2 0 0 6 ) a l s o d e s c r i b e s h o w t o s e l e c t , d e s i g n , a n d c o n s t r u c t s u c c e s s f u l C I R a n d F D R p r o j e c t s . T h e p e r f o r m a n c e s o f t h e s t r a t e g i e s w e r e e v a l u a t e d a n d l i f e c y c l e c o s t a n a l y s i s w a s d e v e l o p e d t o d e m o n s t r a t e t h e c o s t b e n e fi t o f C I R a n d F D R o v e r c o n v e n t i o n a l r e h a b i l i t a t i o n s t r a t e g i e s . F u l l d e p t h r e c l a m a t i o n w i t h f o a m e d a s p h a l t a n d p l a n t m i x e d r e c y c l e d a s p h a l t p a v e m e n t i s b e i n g u s e d f o r r e h a b i l i t a t i o n o f a s p h a l t p a v e m e n t s i n M a i n e . R e s u l t s o f a s t u d y c o n d u c t e d b y M a l l i c k e t a l . ( M a l l i c k e t a 1 2 0 0 6 ) , f o r d e t e r m i n i n g l a y e r m o d u l i , c o m p a r i n g m o d u l i f r o m f o a m e d a s p h a l t a n d p l a n t m i x e d r e c y c l e d a s p h a l t p a v e m e n t l a y e r s , d e v e l o p i n g p r e d i c t i v e e q u a t i o n , d e t e r m i n i n g p r e v a l e n t d i s t r e s s m e c h a n i s m s a n d f o r r e c o m m e n d i n g w a y s t o o b t a i n l o n g e r l a s t i n g r e c l a i m e d p a v e m e n t s i n d i c a t e d t h a t : 0 T h e s e p a v e m e n t s s h o w n o n — l i n e a r b e h a v i o r a n d t h e m o d u l i c a n r a n g e f r o m 1 G P a t o 6 G P a , w i t h m o s t o f t h e m s h o w i n g 1 . 5 G P a t o 3 G P a . 0 T h a t t h e m o d u l i o f t h e f o a m e d a s p h a l t a n d t h e p l a n t m i x e d r e c y c l e d a s p h a l t p a v e m e n t l a y e r s d o n o t d i f f e r s i g n i fi c a n t l y — t h e c h o i c e f o r t h e s p e c i fi c m e t h o d d e p e n d s o n p r a c t i c a l c o n s i d e r a t i o n s s u c h a s n e e d f o r r e a l i g n m e n t / g r a d e c h a n g e , a v a i l a b i l i t y O f e q u i p m e n t a n d t i m e a v a i l a b l e f o r a p p l y i n g s u r f a c e H o t M i x A s p h a l t , H M A l a y e r . 0 T h i c k n e s s o f s u b b a s e a n d r e c l a i m e d l a y e r s , a n d b i n d e r c o n t e n t c a n b e u s e d f o r e s t i m a t i o n o f t h e m o d u l i o f a t y p i c a l r e c l a i m e d l a y e r . 1 0 6 0 T h e r m a l c r a c k i n g w a s t h e m o s t p r e v a l e n t d i s t r e s s i n t h e s e p a v e m e n t s , w h i c h c a n b e p r e v e n t e d b y a d o p t i n g e i t h e r s u i t a b l e p e r f o r m a n c e g r a d e a s p h a l t o r b y i n c r e a s i n g t h e t h i c k n e s s o f t h e H J V I A l a y e r . 0 T h e u s e o f a s p h a l t b i n d e r w i t h l o w t e m p e r a t u r e g r a d e o f - 3 4 , i n s t e a d O f t h e c u r r e n t l y u s e d - 2 8 , w a s s u g g e s t e d f o r p r e v e n t i n g p r e m a t u r e t h e r m a l c r a c k i n g i n t h e s e r e c l a i m e d p a v e m e n t s . G e r b r a n d t e t a l . ( G e r b r a n d t e t a l . 2 0 0 0 ) h i g h l i g h t e d t h e d e p e n d e n c e o f S a s k a t c h e w a n ’ s ( C a n a d a ) e c o n o m i c w e l l b e i n g o n h e a v y w e i g h t t r u c k i n g i n d u s t r y . C o n s e q u e n t l y , t h e c o n d i t i o n o f t h e P r o v i n c e ’ s r o a d n e t w o r k i s d i r e c t l y l i n k e d t o i t s u s e b y t h e t r u c k i n g i n d u s t r y . I t i s t o t h e P r o v i n c e ’ s a d v a n t a g e t o r e s e a r c h a n d d e v e l O p l o n g t e r m p r e s e r v a t i o n s t r a t e g i e s w i t h a h i g h b e n e fi t t o c o s t r a t i o t o k e e p t h e r o a d n e t w o r k i n t h e b e s t s t a t e p o s s i b l e . C I R w a s f o u n d t o b e a n a t t r a c t i v e a l t e r n a t i v e f o r h i g h w a y r e h a b i l i t a t i o n b e c a u s e o f i t s e c o n o m i c a n d s t r u c t u r a l s t r e n g t h e n i n g a d v a n t a g e s . T h e t o p o f t h e r o a d s u r f a c e i s m i l l e d , r e c y c l e d w i t h a n e m u l s i o n a n d r e a p p l i e d t o t h e r o a d b e d w i t h a n o v e r l a y t o c r e a t e a n e w d r i v i n g s u r f a c e . T h e y f o u n d t h a t t h i s m i x t u r e c o n t i n u e s t o c u r e a n d s t r e n g t h e n s t r u c t u r a l l y a s t h e c o h e s i o n i n c r e a s e s , C I R m i x t u r e s h a v e l a r g e r m o d u l u s v a l u e s a n d s i g n i fi c a n t l y g r e a t e r f a t i g u e l i v e s t h a n s t a n d a r d h o t b i t u m i n o u s m i x t u r e s a n d a r e a b l e t o w i t h s t a n d h e a v i e r l o a d i n g s . T h e y a l s o r e p o r t e d t h a t o t h e r j u r i s d i c t i o n s i n C a n a d a h a v e f o u n d t h a t C I R i s a c o s t e f f e c t i v e r e h a b i l i t a t i o n m e t h o d b e c a u s e n o a g g r e g a t e m a t e r i a l n e e d s t o b e t r a n s p o r t e d ; i t c o n s e r v e s a g g r e g a t e r e s o u r c e s a n d e l i m i n a t e s m a n y t y p e s o f p a v i n g d i s t r e s s e s . T h e i r e x p e r i e n c e a l s o s h o w e d t h a t C I R i s a n e n v i r o n m e n t a l l y f r i e n d l y p r o c e s s t h a t c a u s e s a m i n o r i n c o n v e n i e n c e t o t h e t r u c k i n g 1 0 7 i n d u s t r y w h e n b e i n g c o n d u c t e d . T h e o r i g i n a l c r o w n a n d c r o s s s l o p e o f t h e r o a d w a y c a n a l s o b e r e s t o r e d w h i l e e n g i n e e r i n g c o s t s s u c h a s d e s i g n a n d s u r v e y i n g a r e r e d u c e d . L e w i s a n d C o l l i n g s ’ ( L e w i s & C o l l i n g s l 9 9 9 ) r e p o r t o f S o u t h A f r i c a f o u n d t h a t c o l d i n p l a c e r e c y c l i n g p r o c e s s i s g a i n i n g r e c o g n i t i o n a n d p o p u l a r i t y i n t h a t p a r t o f t h e w o r l d b e c a u s e i t i s a c o s t - e f f e c t i v e m e a n s o f r e h a b i l i t a t i n g d i s t r e s s e d r o a d p a v e m e n t s . T h e i r e x p e r i e n c e s h o w e d t h a t t h i s p r o c e s s r e q u i r e s t h e u s e o f s p e c i a l l y d e s i g n e d r e c y c l i n g m a c h i n e s . T h e p r o c e s s i s c a r r i e d o u t i n a s i n g l e - p a s s O p e r a t i o n , e n a b l i n g a h i g h r a t e o f p r o d u c t i o n t o b e a c h i e v e d . I t w a s r e p o r t e d t h a t o n e o f t h e m a i n b e n e fi t s O f t h e c o l d i n p l a c e r e c y c l i n g p r o c e s s i s t h a t t h e m a t e r i a l i n t h e e x i s t i n g d i s t r e s s e d r o a d p a v e m e n t i s s i m u l t a n e o u s l y r e c y c l e d a n d m i x e d w i t h t h e s t a b i l i z i n g a g e n t , e n a b l i n g t h e r o a d p a v e m e n t t o b e s t r e n g t h e n e d w i t h o u t t h e n e e d t o i m p o r t e x p e n s i v e a g g r e g a t e . F o r d e s i g n i n g a s p h a l t m i x c o n t a i n i n g R A P , i t i s e s s e n t i a l t o d e t e r m i n e t h e p r o p e r t i e s o f b o t h b i n d e r a n d a g g r e g a t e s i n R A P . T h e b i n d e r p r o p e r t i e s i n R A P d e p e n d o n i t s o r i g i n a l g r a d e a n d a g i n g p r o c e s s o v e r t i m e . T h e r e f o r e , i t i s v i t a l t o d e t e r m i n e t h e s e m o d i fi e d b i n d e r p r o p e r t i e s i n R A P a s t h e s e w i l l a f f e c t t h e m i x t u r e d e s i g n a t t r i b u t e s . 1 0 8 C H A P T E R 3 D A T A C O L L E C T I O N S e v e r a l t y p e s o f d a t a w e r e c o l l e c t e d a n d a n a l y z e d t o e v a l u a t e t h e e x i s t i n g p a v e m e n t s u r f a c e a n d s t r u c t u r a l c o n d i t i o n s a n d t o c h a r a c t e r i z e t h e r e c y c l e d a s p h a l t m a t e r i a l s . T h e p a v e m e n t c o n d i t i o n d a t a w e r e c o l l e c t e d i n t h e fi e l d i n v e s t i g a t i o n p a r t o f t h e s t u d y a n d t h e c h a r a c t e r i s t i c s o f t h e m a t e r i a l s w e r e d e t e r m i n e d i n t h e l a b o r a t o r y i n v e s t i g a t i o n . I n t h i s c h a p t e r t h e fi e l d i n v e s t i g a t i o n w i l l b e d i s c u s s e d fi r s t , f o l l o w e d b y t h e l a b o r a t o r y i n v e s t i g a t i o n . 3 . 1 F I E L D I N V E S T I G A T I O N T h e fi e l d i n v e s t i g a t i o n w a s d e s i g n e d a n d c o m p l e t e d t o e v a l u a t e t h e f u n c t i o n a l a n d s t r u c t u r a l c h a r a c t e r i s t i c s o f t h e p a v e m e n t s . T h e fi e l d d a t a w e r e a n a l y z e d t o d e t e r m i n e , ( a ) t h e q u a l i t y o f t h e e x i s t i n g p a v e m e n t , ( b ) w h e t h e r o r n o t t h e p a v e m e n t s a r e i n n e e d o f r e h a b i l i t a t i o n , a n d ( c ) i f r e c y c l i n g c a n b e u s e d a s o n e o f t h e r e h a b i l i t a t i o n o p t i o n . F o r r e c y c l i n g , t h e fi e l d i n v e s t i g a t i o n m u s t b e c o m b i n e d w i t h t h e l a b o r a t o r y i n v e s t i g a t i o n f o r t h e p r o p e r s e l e c t i o n o f t h e r e c y c l i n g m e t h o d a n d f o r t h e r e c y c l e d a s p h a l t p a v e m e n t ( R A P ) h o t m i x a s p h a l t ( H M A ) d e s i g n . I n t h i s s t u d y , t h e fi e l d i n v e s t i g a t i o n c o m p r i s e d o f s u r f a c e d i s t r e s s s u r v e y s , p a v e m e n t c o r i n g , l o n g i t u d i n a l / t r a n s v e r s e p r o fi l e s a n d n o n - d e s t r u c t i v e d e fl e c t i o n t e s t s . T h e s e i n v e s t i g a t i o n s a r e e s s e n t i a l i n o r d e r t o d e t e r m i n e t h e r e h a b i l i t a t i o n n e e d s , c r o s s - s e c t i o n , r i d e q u a l i t y , s e a t o f r u t t i n g a n d s t r u c t u r a l c a p a c i t y o f t h e p a v e m e n t . 3 . 1 . ] S i t e S e l e c t i o n I n c o o p e r a t i o n w i t h t h e P a k i s t a n N a t i o n a l H i g h w a y A u t h o r i t i e s ( N H A ) a n d t h e U S A a n d P a k i s t a n r e s e a r c h t e a m s , t w e l v e a s p h a l t c o n c r e t e ( A C ) a n d t h i r t e e n s u r f a c e 1 0 9 t r e a t e d t e s t s i t e s w e r e s e l e c t e d f o r t h i s s t u d y . T h e t w e n t y - fi v e t e s t s i t e s r e p r e s e n t s p e c t r u m s o f p a v e m e n t t h i c k n e s s e s , p a v e m e n t t y p e s , p a v e m e n t s u r f a c e a g e a n d t r a f fi c . F i g u r e 3 . 1 a n d T a b l e 3 . 1 s h o w t h e l o c a t i o n a n d s o m e p a r a m e t e r s o f e a c h s e l e c t e d t e s t s i t e . I t s h o u l d b e n o t e d t h a t t h i s t h e s i s a d d r e s s e s t h e A C s i t e s o n l y . T h e d a t a f o r t h e t h i r t e e n s u r f a c e t r e a t e d s i t e s c a n b e f o u n d e l s e w h e r e ( B a l a d i e t a l . 2 0 0 8 ) . N e v e r t h e l e s s , a l l a s p h a l t s u r f a c e d t e s t s i t e s a r e l o c a t e d a l o n g t h e n a t i o n a l a n d p r o v i n c i a l h i g h w a y n e t w o r k s i n P a k i s t a n . T a b l e 3 . 1 P a r a m e t e r s o f t h e s e l e c t e d t e s t s i t e s S i t e N u m b e r S i t e A g e T r a f fi c L o c a t i o n A s h a l t c o n c r e t e t e s t s i t e 1 N S N - l < 7 y e a r s H e a v y N o w s h e r a 2 N 5 N - 2 < 7 y e a r s H e a v y N o w s h e r a 3 R R W - 3 > 7 y e a r s H e a v y P e s h a w a r 4 N 5 S - 4 > 7 y e a r s H e a v y M a n d r a 5 N 5 N - 5 > 7 y e a r s H e a v y M a n d r a 6 N 5 S - 6 > 7 y e a r s H e a v y W a z i r a b a d 7 N 5 N - 7 < 7 y e a r s H e a v y S u k k a r 8 N 5 N - 8 > 7 y e a r s H e a v y S u k k a r 9 M N N - 9 > 7 B a r s L i g h t M u r r e e 1 0 M J S - 1 0 < m a r s L i g h t M u r r e e l l M L N - l l < 7 y e a r s L i g h t M u r r e e 1 2 M 2 S - 1 2 > 7 y e a r s M e d i u m C h a k r i S u r f a c e t r e a t e d t e s t s i t e 1 3 S T - 1 H e a v y N o w s h e r a 1 4 S T - 2 L i g h t R i s a l p u r 1 5 S T - 3 H e m M a r d a n 1 6 S T - 4 L i g h t B a r a b a n d a l 7 S T - 5 H e a v y M a n g l a l 8 S T - 6 L i g h t G u l i a n a 1 9 S T - 7 L i g h t K h a r i a n 2 0 S T — 8 L i g h t M u r r e e 2 1 S T - 9 H e a v y M u r r e e 2 2 S T - 1 0 L i g h t S u k k a r 2 3 S T - l 1 H e a v y S u k k a r 2 4 S T - 1 2 L i g h t C h a k r i 2 5 S T - 1 3 H e a v y C h a k r i 1 1 0 " " " . E I [ / E E I . . . . . . . _ A E S N A I B A R A N A T S I N _ - A - - - H 5 5 . - _ - G - I - _ - F N m — - — - - A - - ) l a n o ) i d y t e a m a r e d r r l w a o e a h t p l B g O F i ( ( p l i a H y y C a n o N l l a a a a w w n r r n i t a n o o o o r i i t t e t a o o t t a n N M M N I A R I 1 1 1 F i g u r e 3 . 1 M a p o f P a k i s t a n s h o w i n g t h e l o c a t i o n o f t h e s e l e c t e d A C t e s t s i t e s A s l i s t e d i n T a b l e 3 . 1 , e a c h t e s t s i t e i s d e s i g n a t e d b y a h i g h w a y n u m b e r , t r a f fi c d i r e c t i o n a n d s i t e n u m b e r . F o r e x a m p l e , t h e fi r s t s i t e a l o n g t h e n o r t h b o u n d r o a d o n N a t i o n a l H i g h w a y N 5 i s d e s i g n a t e d N 5 N - l w h e r e t h e l a s t n u m b e r r e p r e s e n t s t h e s i t e n u m b e r . A l l t e s t s i t e s w e r e s e l e c t e d o n a 1 6 0 0 i t s t r a i g h t s e g m e n t O f t h e r o a d a n d a w a y f r o m a n y c u r v e . E a c h t e s t s i t e w a s d i v i d e d i n t o t h r e e t e s t s e c t i o n s o f 5 0 0 f t ( 1 5 0 m ) l o n g s e p a r a t e d b y 3 0 f t ( 1 0 m ) d i s t a n c e a s s h o w n i n F i g u r e 3 . 2 . A L 3 0 f t 5 0 0 f t T e s t S e c t i o n 3 _ 1 L 3 0 f t T r a n s i t i o n 2 — I F ” ’ 1 ‘ 1 5 6 0 f t 5 0 0 f t . T e s t S e c t i o n 2 _ 1 _ _ 1 L 3 0 fl T r a n s i t i o n 1 fi l — 5 0 0 f t T e s t S e c t i o n 1 n J - S h o u l d e r L e f t L a n e F i g u r e 3 . 2 D e t a i l e d s e c t i o n s o f a n a s p h a l t c o n c r e t e s i t e 1 1 2 3 . 1 . 2 P a v e m e n t S u r f a c e D i s t r e s s S u r v e y A l l a s p h a l t c o n c r e t e ( A C ) t e s t s i t e s w e r e v i s u a l l y s u r v e y e d f o r s u r f a c e d i s t r e s s e s . T h e s e v e r i t y a n d e x t e n t i n f o r m a t i o n o f t h e f o l l o w i n g d i s t r e s s e s w e r e c o l l e c t e d a n d r e c o r d e d o n t o d i s t r e s s m a p s ( a n e x a m p l e i s s h o w n i n A p p e n d i x A ) : 0 C r a c k i n g ( f a t i g u e , t r a n s v e r s e , l o n g i t u d i n a l , a n d b l o c k ) 0 P o t h o l e s 0 P a t c h i n g T h e s i t e d i s t r e s s e s w e r e a l s o p h o t o g r a p h e d , f o r e x a m p l e F i g u r e 3 . 3 i s a p h o t o g r a p h s h o w i n g h i g h s e v e r i t y f a t i g u e c r a c k i n g a l o n g t e s t s i t e 6 ( N S S - 6 ) , o t h e r d i s t r e s s p h o t o g r a p h s a r e s h o w n i n A p p e n d i x A . A f t e r t h e d i s t r e s s m a p s w e r e p r o d u c e d , t h e s e v e r i t y ( l o w , m e d i u m a n d h i g h ) a n d e x t e n t ( o c c a s i o n a l , f r e q u e n t a n d e x t e n s i v e ) l e v e l s w e r e e s t a b l i s h e d ( O D O T 2 0 0 4 ; M i l l e r & B e l l i n g e r 2 0 0 3 ) . T a b l e 3 . 2 r e p r e s e n t s t h e c r i t e r i a f o r t h e d i f f e r e n t s e v e r i t y a n d e x t e n t l e v e l s o f t h i s s t u d y . F i g u r e 3 . 3 H i g h s e v e r i t y f a t i g u e c r a c k i n g , N 5 S - 6 ( t e s t s i t e 6 ) ( W a z i r a b a d ) 1 1 3 % % 0 0 5 3 > > % 0 5 - 0 2 r e p ' ' 0 0 0 1 5 1 > e l i m / 0 1 — 5 % 0 2 % 0 < d " % s e s s e r t s i d t n e r e f f i d r o f s l e v e l t n e t x e d n a - ' 3 y g " t i r e " 1 A 1 > s 2 1 A n y " 1 i 2 b 2 / y l , 8 l d d ' k 5 l e a y 3 c v d 1 a e s y - p s > < l p 1 " , , i 8 " " t e o t ' r c e 6 e < / 1 1 l h m 3 l t r o f d e s u a i r e t i r C 2 . 3 e l > u < m o / S e y p b i ' t l 6 l g u n M i S " 8 2 / e l " p 1 i A t 1 l 3 n < t f — 1 " < 8 / 1 u m % s ( c / e k l g n a r c b i S a T s e l o h h t o P e s g r n e i v k s c n a a r r C T 1 1 4 D i s t r e s s S e v e r i t y E x t e n t L M H O F E R a v e l i n g S l i g h t l o s s o f s a n d O p e n t e x t u r e R o u g h o r p i t t e d < 2 0 % B l e e d i n g N o t r a t e d B i t a n d a g g v i s i b l e B l a c k s u r f a c e < 1 0 % 1 0 — 3 0 % P a t h c i n g > 1 y d 2 < I O / m i l e 1 0 - 2 0 / m i l e > 2 0 / m i l e R u t t i n g > 5 / 8 " 2 0 - 5 0 % > 5 0 % D e p t h < 1 " A r e a < l y d 2 > 1 " a n d > 1 y d 2 < S / m i l e > I O / m i l e L o n g i t u d i n a l C r a c k i n g S i n g l e , < 1 4 " N o s p a l l i n g M u l t i p l e , > % " S p a l l i n g < 5 0 ' p e r 1 0 0 ' 5 0 - 1 5 0 ' p e r 1 0 0 ' M 1 t o % " > 3 / 4 1 1 2 0 - 5 0 % > 5 0 % B l o c k C r a c k i n g > 6 ' b y 6 ' < 3 ' b y 3 ' < 2 0 % 2 0 - 5 0 % > 5 0 % F a t i g u e C r a c k i n g A l l i g a t o r > M t " w i t h s p a l l i n g d 0 % 2 0 - 5 0 % > 5 0 % E d g e C r a c k i n g T i g h t , < W > M t " s o m e s p a l l i n g > M t " m o d e r a t e s p a l l i n g < 2 0 % 2 0 - 5 0 % > 5 0 % A s u m m a r y o f t h e d i s t r e s s e s f o r e a c h A C s i t e w a s m a d e u s i n g t h e c r i t e r i a i n T a b l e 3 . 2 . A d i s t r e s s s u m m a r y i s l i s t e d i n T a b l e 3 . 3 . T a b l e 3 . 3 D i s t r e s s s u m m a r y f o r A C s i t e s ( s e v e r i t y / e x t e n t ) S i t e F a t i g u e B l o c k L o n g i t u d i n a l T r a n s v e r s e n u m b e r S i t e c r a c k i n g c r a c k i n g c r a c k i n g c r a c k i n g P o t h o l e s P a t c h e s 1 N S N - l L / O H / O L / F L / O L / O M / O 2 N 5 N - 2 L / O H / O L / F L / F L / O M / O 3 R R W - 3 - - L / O - - - 4 N S S — 4 L / E M / F M / O L / O L / O L / O 5 N 5 N - 5 L / O - L / O - - M / O 6 N S S - 6 H / E M / F L / F M / F L / O L / O 7 N 5 N - 7 - - — — - - 8 N 5 N - 8 L / O L / O M / O - L / O M / O 9 M N N - 9 M / F - L / F L / O L / O - 1 0 M J S - l O L / F L / O M / F L / F L / O L / O 1 1 M L N - l l L / O - L / O L / O M / O - 1 2 M 2 S - 1 2 - - - - - - N o t e : L = l o w , M = m e d i u m , H = h i g h ; 0 = o c c a s i o n a l , F = f r e q u e n t , E = e x t e n s i v e ( S e e T a b l e 3 . 2 ) 3 . 1 . 3 P a v e m e n t S a m p l i n g a n d C r o s s - S e c t i o n T h e p a v e m e n t s o f t h e t w e l v e A C s i t e s w e r e s a m p l e d b y t a k i n g c o r e s . F o r e a c h s e c t i o n w i t h i n a n A C s i t e , fi v e c o r e s w e r e e x t r a c t e d a t t h e l o c a t i o n s s h o w n i n F i g u r e 3 . 4 . T h r e e c o r e s w e r e t a k e n f r o m t h e l e f t w h e e l - p a t h ( L W P ) , w h i l e o n e c o r e w a s t a k e n f r o m e a c h t h e c e n t e r o f t h e l a n e ( C O L ) a n d t h e r i g h t w h e e l - p a t h ( R W P ) . T h e c o r e s w e r e u s e d t o m e a s u r e t h e t h i c k n e s s o f t h e A C l a y e r a n d t o e x a m i n e t h e c r a c k d e p t h a n d a n y v i s i b l e d i s t r e s s e s w i t h i n t h e c o r e . T a b l e 3 . 4 s u m m a r i z e s t h e m e a s u r e d A C t h i c k n e s s a n d c r a c k d e p t h . P h o t o g r a p h s o f t h e c o r e s w e r e a l s o t a k e n a s a r e f e r e n c e . A p h o t o g r a p h o f a c o r e c a n b e s e e n i n F i g u r e 3 . 5 , o t h e r p h o t o g r a p h s c a n b e s e e n i n A p p e n d i x A . 1 1 5 ? 1 1 : U o 1 . t J . i t t + U r O : 1 ? u : C : 1 7 i f U - C : 1 ? U ) 0 : b t n 0 : 1 ? U r O : 9 S h o u l d e r ‘ i e — i e L e f t L a n c e - i O F W D T e s t L o c a t i o n . F W D & C o r e L o c a t i o n F W D , C o r e & B o r i n g L o c a t i o n F i g u r e 3 . 4 F W D t e s t , c o r i n g a n d b o r i n g l o c a t i o n s f o r a n A C s e c t i o n 1 1 6 T a b l e 3 . 4 A C t h i c k n e s s a n d c r a c k d e p t h f r o m c o r e s S i t e A C C r a c k 1 1 7 A t o n e l o c a t i o n f o r e v e r y A C t e s t s e c t i o n , a b o r e h o l e w a s c o n d u c t e d ( i t s l o c a t i o n i s s h o w n i n F i g u r e 3 . 4 ) w h i c h e x t r a c t e d o n e f o o t i n t o t h e r o a d b e d s o i l b e n e a t h t h e p a v e m e n t . F r o m t h e b o r e s a m p l e , t h e t y p e o f r o a d b e d s o i l b e n e a t h t h e p a v e m e n t w a s d e t e r m i n e d . T h e t h i c k n e s s o f t h e a g g r e g a t e s u b b a s e a n d b a s e w a s o b t a i n e d e i t h e r f r o m t h e b o r e h o l e o r f r o m a v a i l a b l e c r o s s - s e c t i o n r e c o r d s . E a c h t e s t s i t e w a s v i s i t e d t o d e t e r m i n e w h e t h e r t h e s i t e w a s o n a c u t o r fi l l s e c t i o n . T h e r o a d b e d s o i l t y p e , b a s e / s u b b a s e l a y e r t h i c k n e s s a n d t h e e m b a n k m e n t h e i g h t o f a l l t e s t s i t e s a r e s u m m a r i z e d i n T a b l e 3 . 5 . T a b l e 3 . 5 L a y e r t h i c k n e s s e s , r o a d b e d s o i l t y p e a n d e m b a n k m e n t h e i g h t S i t e T h i C k n e s s fl m h ‘ i S ) R o a d b e d E m b a n k m e n t n u m b e r H M A B a s e / s u b b a s e s o i l t y p e h e i g h t ( f t ) 1 4 1 0 . 5 C l a y 3 ( F i l l ) 2 4 . 5 1 3 . 5 C l a y 3 ( F i l l ) 3 5 2 0 S i l t y S a n d 5 ( F i l l ) 4 6 . 5 2 0 S i l t y S a n d 4 ( F i l l ) 5 6 2 0 G r a v e l 4 ( F i l l ) 6 8 l 4 S i l t y S a n d 4 ( F i l l ) 7 6 4 0 S a n d 5 ( F i l l ) 8 7 . 5 2 2 C l a y 4 ( F i l l ) 9 4 . 5 1 0 S i l t y C l a y 0 ( C u t ) 1 0 8 1 2 S i l t y C l a y 0 ( C u t ) 1 1 5 1 6 C l a y 0 ( C u t ) 1 2 5 1 9 . 5 S a n d 0 ( C u t ) 1 1 8 3 . 1 . 4 L o n g i t u d i n a l P r o fi l e s A n A M E S p r o fi l o g r a p h , s h o w n i n F i g u r e 3 . 6 , w a s u s e d o n t e s t s i t e s 1 t h r o u g h 6 t o d e t e r m i n e t h e l o n g i t u d i n a l p r o fi l e ( r i d e q u a l i t y ) o f t h e p a v e m e n t a l o n g t h e o u t e r w h e e l p a t h ( l e f t w h e e l p a t h ) . T h e p r o fi l o g r a p h c o n s i s t s o f a 2 5 i t b e a m s u p p o r t e d b y s e v e r a l w h e e l s a t e a c h e n d a n d o n e a t t h e c e n t e r . T h e v e r t i c a l d e v i a t i o n ( m o v e m e n t ) o f t h e c e n t e r w h e e l a g a i n s t t h e r e f e r e n c e p l a n e ( b e a m ) w a s r e c o r d e d . T h e d a t a f r o m t h e p r o fi l o g r a p h w a s u s e d w i t h a b l a n k i n g w i d t h o f 0 m m t o c a l c u l a t e t h e p r o fi l e i n d e x ( P 1 0 ) o f t h e t e s t s e c t i o n s . T h e I n t e r n a t i o n a l R o u g h n e s s I n d e x ( I R I ) w a s t h e n c a l c u l a t e d u s i n g t h e P I o d a t a a n d E q u a t i o n 1 ( S m i t h e t a l . 2 0 0 2 ) . T h e c a l c u l a t e d H o a n d I R I f o r t e s t s i t e s 1 t h r o u g h 6 a r e l i s t e d i n T a b l e 3 . 6 . I R 1 ( m m / k m ) = 2 . 6 6 5 4 3 x P I O + 2 1 3 . 0 1 ( 1 ) F i g u r e 3 . 6 A M E S p r o fi l o g r a p h 1 1 9 T a b l e 3 . 6 R i d e q u a l i t y i n f o r m a t i o n f o r t e s t s i t e s 1 t h r o u g h 6 S i t e S . I R I N u m b e r e c t i o n P 1 0 m i n / k m i n / m i l e 1 1 3 4 8 . 3 3 8 0 6 . 9 2 4 1 . 4 1 2 1 3 8 6 . 2 3 9 0 7 . 8 2 4 7 . 8 3 1 3 3 6 . 9 3 7 7 6 . 4 2 3 9 . 4 1 1 9 6 6 . 7 5 4 5 5 . 0 3 4 5 . 9 2 2 1 8 6 0 . 9 5 1 7 3 . 2 3 2 8 . 0 3 1 5 9 9 . 3 4 4 7 5 . 9 2 8 3 . 8 1 8 8 1 . 8 2 5 6 3 . 3 1 6 2 . 5 3 2 9 4 9 . 7 2 7 4 4 . 3 1 7 4 . 0 3 6 4 3 . 7 1 9 2 8 . 8 1 2 2 . 3 1 1 5 4 7 . 3 4 3 3 7 . 3 2 7 5 . 0 4 2 1 5 6 0 . 5 4 3 7 2 . 5 2 7 7 . 2 3 2 3 7 1 . 5 6 5 3 4 . 1 4 1 4 . 3 1 1 6 8 6 . 8 4 7 0 8 . 9 2 9 8 . 6 5 2 1 7 8 9 . 5 4 9 8 2 . 7 3 1 5 . 9 3 1 1 7 4 . 5 3 3 4 3 . 6 2 1 2 . 0 1 2 6 6 2 . 9 7 3 1 0 . 8 4 6 3 . 5 6 2 2 0 2 7 . 8 5 6 1 8 . 0 3 5 6 . 2 3 1 1 4 6 . 4 3 2 6 8 . 6 2 0 7 . 2 3 . 1 . 5 T r a n s v e r s e P r o fi l e s T r a n s v e r s e p r o fi l e s w e r e m e a s u r e d t o d e t e r m i n e t h e r u t d e p t h a t t e s t s i t e s t h a t s h o w e d s i g n s o f r u t t i n g ( t e s t s i t e s 1 t h r o u g h 8 a n d 1 2 ) . T h e t r a n s v e r s e p r o fi l e s w e r e m e a s u r e d w i t h a 1 4 f t s t r a i g h t e d g e e v e r y 5 0 f t ( 1 5 m ) a l o n g t h e s e c t i o n s . M e a s u r e m e n t s w e r e t a k e n a t 1 2 i n c h i n t e r v a l s i n t h e t r a n s v e r s e d i r e c t i o n o f t h e l a n e . T a b l e 3 . 7 l i s t s a n e x a m p l e o f t h e r u t d e p t h m e a s u r e m e n t s t a k e n a t t e s t s i t e 7 ( N 5 N - 7 ) . T h e m e a s u r e m e n t s w e r e t h e n p l o t t e d a l o n g t h e w i d t h o f t h e l a n e t o e x p r e s s a t r a n s v e r s e p r o fi l e , a s s h o w n i n F i g u r e 3 . 7 . T h e t r a n s v e r s e p r o fi l e s f o r t e s t s i t e s 1 t h r o u g h 8 a n d 1 2 a r e s h o w n i n A p p e n d i x B . T h e s e v e r i t y a n d e x t e n t o f r u t t i n g f o r t h e t e s t s i t e s u s i n g t h e c r i t e r i a i n T a b l e 3 . 2 a r e s u m m a r i z e d i n T a b l e 3 . 8 . 1 2 0 S t a t i o n T a b l e 3 . 7 R u t d e p t h m e a s u r e m e n t s f o r t e s t s i t e 7 , s e c t i o n 1 R u t D e p t h ( i n ) 2 . 0 4 . 0 6 . 0 8 . 0 1 0 . 0 1 2 . 0 D i s t a n c e i i o r n S h o u l d e r ( i t ) + 0 . 0 - I — 4 9 . 2 + 9 8 . 4 — x — - 1 4 7 . 6 + 1 9 6 . 9 — 0 - — 2 4 6 . 1 — + — - 2 9 5 . 3 — - — - 3 4 4 . 5 - — 3 9 3 . 7 + 4 4 2 . 9 — 9 — - 4 9 2 . 1 F i g u r e 3 . 7 T r a n s v e r s e p r o fi l e f o r t e s t s i t e 7 , s e c t i o n 1 1 2 1 T a b l e 3 . 8 S e v e r i t y a n d e x t e n t o f r u t t i n g o n t h e t e s t s i t e s N i f r i i fi e r S i t e S e c t i o n R u t t i n g 1 L / E 1 N 5 N - l 2 L / E 3 L / F 1 M / E 2 N 5 N - 2 2 M / E 3 M / O 1 M / E 3 R R W - 3 2 N o n e 3 N o n e 1 M / E 4 N S S - 4 2 M / O 3 M / O 1 M / E 5 N 5 N - 5 2 M / E 3 M / E 1 M / O 6 N S S - 6 2 M / F 3 M / E 1 H / E 7 N 5 N - 7 2 H / E 3 H / E l M / E 8 N 5 N - 8 2 M / E 3 M / F 9 M N N - 9 1 , 2 , 3 1 0 M J S - l O 1 , 2 , 3 N o n e 1 1 M L N - l l 1 , 2 , 3 l H / E 1 2 M Z S — 1 2 2 H / E 3 H / E 3 . 1 . 6 N o n - d e s t r u c t i v e D e fl e c t i o n T e s t i n g F o l l o w i n g t h e r e s e a r c h p l a n , n o n - d e s t r u c t i v e d e fl e c t i o n t e s t s ( N D T ) w e r e a l s o c o n d u c t e d u s i n g a K U A B f a l l i n g w e i g h t d e fl e c t o m e t e r ( F W D ) a s a p a r t o f t h e fi e l d i n v e s t i g a t i o n . A l l d e fl e c t i o n d a t a a n d t h e p a v e m e n t s u r f a c e a n d a i r t e m p e r a t u r e s w e r e 1 2 2 m e a s u r e d a n d r e c o r d e d b y a n o n - b o a r d c o m p u t e r . N D T r e s u l t s w e r e u s e d t o : ( a ) s t u d y t h e l i n e a r i t y o f t h e p a v e m e n t r e s p o n s e t o d i f f e r e n t l o a d l e v e l s a n d ( b ) a n a l y z e i t s s t r u c t u r a l c a p a c i t y . T h e s e n s o r s p a c i n g o f t h e K U A B F W D i s l i s t e d i n T a b l e 3 . 9 a n d i s s h o w n i n F i g u r e 3 . 8 . T a b l e 3 . 9 S e n s o r s p a c i n g a n d l o a d l e v e l s o f K U A B F W D S p a c i n g o f t h e F W D D e fl e c t i o n S e n s o r s ( i n c h e s ) L o a d L e v e l s ( l b s ) D 0 D 1 D 2 D 3 D 4 D 5 D 6 D 7 D 8 6 0 0 0 , 9 0 0 0 , 1 5 0 0 0 0 8 1 2 1 8 2 4 3 6 4 8 6 0 7 2 9 0 0 0 * 0 8 1 2 1 8 2 4 3 6 6 0 * S H R P s e n s o r s p a c i n g a n d l o a d l e v e l , a n d s p a c i n g u s e d f o r b a c k c a l c u l a t i o n € — 3 " 9 | % 1 2 " — — — > I < — — - 1 g " — — — — > l 2 4 " > 1 < 3 6 " > 1 < 6 0 " > l K ? — 8 " — > l < 4 " r | < 6 " > l < 6 ” > l < — — 1 2 " > i < 2 4 " > i _ _ 4 . 3 1 . ; . . . . . i 3 . . { i . . . . . . E l . . . . . . . E l - . . . . . . . . . . . . . . . E ] _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ B ' \ L o a d p l a t e ( a ) P l a n v i e w o f F W D l o a d i n g p l a t e a n d s e n s o r s l o c a t i o n L o a d D 1 D 2 D 3 D 4 D 5 D 6 / \ ‘ 1 “ v v v v F W D S ° ° ° ° r ° v 7 v H M A l a y e r B a s e / S u b b a s e l a y e r R o a d b e d s o i l ( b ) C r o s s - s e c t i o n o f F W D l o a d i n g p l a t e a n d s e n s o r s l o c a t i o n F i g u r e 3 . 8 D e t a i l s o f t h e F W D s e n s o r l a y o u t a n d d e s i g n a t i o n 1 2 3 T h e N a t i o n a l H i g h w a y A u t h o r i t y ( N H A ) i n P a k i s t a n w a s r e q u e s t e d t o c o n d u c t a l l N D T o n t h e t w e l v e A C t e s t s i t e s . F o r e a c h t e s t S i t e , 2 1 t e s t l o c a t i o n s w e r e m a r k e d a s s e e n i n F i g u r e 3 . 4 . F o r e a c h t e s t l o c a t i o n , o n e F W D t e s t w a s c o n d u c t e d a t e a c h l o a d l e v e l O f 6 , 0 0 0 , 9 , 0 0 0 , a n d 1 5 , 0 0 0 l b s . E a c h t e s t c o n s i s t e d o f t h r e e d r o p s , t h u s a t o t a l o f 9 d r o p s w e r e c o n d u c t e d a t e a c h l o c a t i o n . R e s u l t s f r o m t h e t h r e e l o a d l e v e l s w e r e u s e d t o s t u d y t h e l i n e a r i t y O f t h e p a v e m e n t r e s p o n s e t o l o a d a n d t h u s t o s e l e c t t h e p r o p e r a n a l y s i s m o d e l . A n e x a m p l e o f t h e a v e r a g e d e fl e c t i o n d a t a f o r t h e 9 , 0 0 0 l b l o a d l e v e l f o r t e s t s i t e 1 ( N 5 N — 1 ) c a n b e s e e n i n T a b l e 3 . 1 0 . T h e c o m p l e t e d a t a f r o m t h e F W D t e s t s f o r e v e r y A C s i t e c a n b e s e e n i n A p p e n d i x C , T a b l e s C - l t h r o u g h C - 3 4 . T a b l e 3 . 1 0 M e a s u r e d p a v e m e n t d e fl e c t i o n d u e t o a 9 0 0 0 l b l o a d f o r t e s t s i t e 1 ( N 5 N - l ) , s e c t i o n 1 D e fl e c t i o n s ( m i l s ) a t t h e i n d i c a t e d s e n s o r S p a c i n g ( i n c h e s ) L o c a t i o n 0 7 . 8 7 1 1 . 8 1 1 7 . 7 2 2 3 . 6 2 3 5 . 4 3 4 7 . 2 4 w i t h i n L a n e S t a t i o n ( f t ) D 0 D 1 D 2 D 3 D 4 D 5 D 6 0 . 0 1 3 . 1 8 9 . 2 5 6 . 0 7 3 . 7 7 2 . 5 3 1 . 1 6 0 . 8 2 4 9 . 2 1 3 . 3 9 1 0 . 5 2 7 . 6 3 5 . 3 8 3 . 7 4 1 . 8 2 1 . 2 1 9 8 . 4 1 5 . 6 1 1 0 . 9 9 7 . 6 1 5 . 3 1 3 . 6 4 1 . 8 7 1 . 2 6 1 4 7 . 6 8 . 7 6 8 . 0 3 5 . 9 6 4 . 1 5 2 . 8 1 1 . 4 3 1 . 0 3 : 1 4 1 9 6 . 8 1 2 . 8 6 9 . 0 2 6 . 0 6 3 . 9 5 2 . 7 9 1 . 4 3 1 . 0 4 5 2 4 6 . 0 9 . 7 1 7 . 0 9 4 . 8 1 3 . 1 9 2 . 1 8 1 . 1 6 0 . 8 7 2 9 5 . 2 1 3 . 0 3 9 . 8 3 6 . 6 8 4 . 5 9 3 . 0 9 1 . 5 0 0 . 9 7 3 4 4 . 4 1 1 . 2 8 8 . 3 1 5 . 5 7 3 . 6 6 2 . 5 1 1 . 2 1 0 . 8 6 3 9 3 . 6 1 3 . 1 4 9 . 7 7 6 . 8 1 4 . 6 2 3 . 0 2 1 . 3 9 0 . 9 1 4 4 2 . 8 1 1 . 3 8 8 . 3 7 5 . 7 4 3 . 8 4 2 . 5 6 1 . 2 3 0 . 8 7 4 9 2 . 0 1 1 . 1 3 8 . 5 4 5 . 8 3 3 . 8 5 2 . 5 5 1 . 2 8 0 . 9 2 0 1 2 . 2 0 8 . 3 4 4 . 9 7 3 . 2 9 2 . 3 3 1 . 2 7 0 . 9 5 . 4 9 8 . 4 1 3 . 4 8 9 . 6 0 6 . 4 7 4 . 5 0 3 . 1 7 1 . 7 0 1 . 2 2 8 2 4 6 9 . 8 8 7 . 2 3 4 . 9 7 3 . 3 2 2 . 2 6 1 . 2 4 0 . 9 3 3 9 3 . 6 1 1 . 5 2 7 . 8 8 4 . 9 2 3 . 3 3 2 . 3 3 1 . 2 4 0 . 9 1 4 9 2 8 . 4 9 7 . 1 6 5 . 0 5 3 . 4 5 2 . 3 9 1 . 3 2 1 . 0 0 0 1 1 . 7 1 7 . 8 9 5 . 2 1 3 . 5 9 2 . 4 8 1 . 3 3 0 . 9 7 9 8 . 4 1 3 . 7 6 8 . 8 5 5 . 4 6 3 . 8 5 2 . 7 2 1 . 5 1 1 . 1 2 E 2 4 6 1 1 . 1 9 7 . 7 2 5 . 0 2 3 . 4 5 2 . 5 1 1 . 4 2 1 . 0 5 3 9 3 . 6 1 2 . 4 1 8 . 0 7 5 . 0 0 3 . 3 4 2 . 2 4 1 . 2 4 0 . 9 6 4 9 2 1 2 . 0 1 8 . 3 3 5 . 5 9 3 . 7 1 2 . 5 2 1 . 3 6 1 . 0 1 3 . 2 L A B O R A T O R Y I W E S T I G A T I O N T h e m a i n o b j e c t i v e o f t h e l a b o r a t o r y i n v e s t i g a t i o n w a s t o c h a r a c t e r i z e t h e v i r g i n a n d t h e r e c y c l e d H M A m a t e r i a l . T h e r e c y c l e d m a t e r i a l w a s m a d e b y b l e n d i n g v i r g i n a n d r e c o v e r e d m a t e r i a l ( o l d H M A p a v e m e n t s ) . O n c e t h e c h a r a c t e r i s t i c s o f t h e s e m a t e r i a l s w e r e k n o w n , t h e i m p a c t o f t h e r e c o v e r e d m a t e r i a l o n t h e p e r f o r m a n c e o f r e c y c l e d a s p h a l t m i x t u r e w a s d e t e r m i n e d . T h e u l t i m a t e g o a l i s t o c r e a t e a r e c y c l e d a s p h a l t p a v e m e n t t h a t m e e t s t h e r e q u i r e m e n t s , s p e c i fi c a t i o n s a n d p e r f o r m a n c e o f a v i r g i n a s p h a l t p a v e m e n t . T h e l a b o r a t o r y i n v e s t i g a t i o n a d d r e s s e d b o t h t h e t r a d i t i o n a l ( M a r s h a l l ) a n d t h e n e w ( S u p e r p a v e ) m i x d e s i g n s t a n d a r d s . A d e t a i l e d c h a r t s u m m a r i z i n g t h e s e q u e n c e o f l a b o r a t o r y t e s t s c a n b e s e e n i n F i g u r e 3 . 9 . T h e l a b o r a t o r y i n v e s t i g a t i o n O f t h e v i r g i n m a t e r i a l w i l l fi r s t b e d i s c u s s e d . I n t h e s u b s e q u e n t s e c t i o n , t h e p r o p e r t i e s O f t h e r e c o v e r e d m a t e r i a l w i l l b e s t a t e d . F i n a l l y t h e p r o p e r t i e s o f t h e b l e n d e d a s p h a l t m a t e r i a l w i l l b e p r e s e n t e d . 3 . 2 . 1 C h a r a c t e r i s t i c s o f V i r g i n B i n d e r C h a r a c t e r i s t i c s o f t h e v i r g i n b i n d e r w e r e d e t e r m i n e d f o r s i x a v a i l a b l e b i n d e r s i n P a k i s t a n . T h r e e o f t h e b i n d e r s w e r e o b t a i n e d f r o m t h e A t t o c k R e fi n e r y L i m i t e d ( A R L ) i n R a w a l p i n d i a n d t h e o t h e r t h r e e f r o m t h e N a t i o n a l R e fi n e r y L i m i t e d ( N R L ) i n K a r a c h i . T h e s e t w o r e fi n e r i e s a r e t h e o n l y s o u r c e s o f a s p h a l t b i n d e r i n P a k i s t a n . A R L i s u s i n g l o c a l h e a v y c r u d e o i l w h e r e a s N R L i s p r o c e s s i n g A r a b i a n L i g h t c r u d e o i l t o p r o d u c e a s p h a l t b i n d e r . O n e o f t h e b i n d e r s o b t a i n e d f r o m A R L w a s a m o d i fi e d b i n d e r c o n t a i n i n g a n E l v a l o y p o l y m e r o f 1 . 3 5 % . T h e a s p h a l t b i n d e r s a c q u i r e d f r o m A R L a n d N R L a r e s h o w n i n T a b l e 3 . 1 1 . 1 2 5 e c n a m s e d r l a r G o f r e P l a n s o e d e s r r e e v d o n c i e B R g n s i t d r n a e h l C B n o i t a z i r e i d t t c s i a a r a h C l a i r e t a M d r a G r T e r l u a t c a i e v i t c e j b o d n a g n t i r 1 i e r p C m e T l a n o i t i d a r T t s e t l a i r e t a m f o s l i a t e D 9 . 3 e r u g i F 1 J , A s p h a l t B i n d e r s A s p h a l t M i x e s ( s e e n e x t P a g e ) R e c o v e r e d B i n d e r s 6 V i r g i n B i n d e r s 1 2 6 T r a d i t i o n a l C r i t i c a l G r a d e s T e m p e r a t u r e G r a d e s l P e r f o r m a n c e G r a d e s P e r f o r m a n c e G r a d e s C r i t i c a l T e m p e r a t u r e s v t i v a r G c fi i c e p e S c n g a n m i r t o s f e r T e P h x t i i w M n v A g i M s H e D t i v a r G c fi i c e p S n o i t r o p o r P t s u D m d s g n e n a n i i d s l n t e e r d l a i B h u C G d e u n ) i e t g n a o p c ( s u s o e i v x e i r M p t m l y o n n a t r o i h i f t p v s A a r G p r o s c b i A f i r c e e p S t a W v t i v a r G n o i t p r o s c b fi A i c e p S r e t a W l a n g o n i i t t i s d e a T r T o i t r o p o r P t s u D m l _ _ _ ‘ x i M l o r t n o C 1 2 7 1 V i r g i n H M A M i x D e s i g n T r a d i t i o n a l T e s t i n g P e r f o r m a n c e T e s t i n g W a t e r A b s o r p t i o n W a t e r A b s o r p t i o n 1 F i g u r e 3 . 9 ( c o n t i n u e d ) T a b l e 3 . 1 1 A v a i l a b l e b i n d e r g r a d e s i n P a k i s t a n B i n d e r T y p e W W W 6 0 / 7 0 - A t t o c k R e fi n e r y L i m i t e d ( A R L ) 8 0 / 1 0 0 6 0 / 7 0 ( P ) 1 4 0 / 5 0 N a t i o n a l R e fi n e r y L i m i t e d ( N R L ) 6 0 / 7 0 8 0 / 1 0 0 l : P o l y m e r a d d i t i v e b i n d e r w i t h 1 . 3 5 % E l v a o y B i n d e r t e s t s w e r e p e r f o r m e d a c c o r d i n g t o t h e c o n v e n t i o n a l M a r s h a l l p r o t o c o l s a n d t h e n e w p r a c t i c e S u p e r p a v e p r o t o c o l s . T h e e x p e r i m e n t f o r c o m p l e t e d t e s t s f o r t h e v i r g i n a s p h a l t b i n d e r c a n b e s e e n i n T a b l e 3 . 1 2 . T a b l e 3 . 1 2 T e s t m a t r i x f o r v i r g i n b i n d e r s i n P a k i s t a n T e s t B i n d e r B i n d e r S o u r c e G r a d e P e n e t r a t i o n D u c t i l i t y D S R B B R R V T o t a l 6 0 / 7 0 3 3 9 1 3 3 2 1 A R L 8 0 / 1 0 0 3 3 9 3 3 2 1 6 0 / 7 0 ( P ) 3 3 9 3 3 2 1 4 0 / 5 0 3 3 9 3 3 2 1 N R L 6 0 / 7 0 3 3 9 3 3 2 1 8 0 / 1 0 0 3 3 9 3 3 2 1 T o t a l 1 8 1 8 5 4 1 8 1 8 ‘ 1 2 6 N o t e : D S R w i l l b e p e r f o r m e d o n f r e s h , R T F O a g e d , a n d P A V a g e d b i n d e r T h e c o n v e n t i o n a l t e s t i n g r e s u l t s y i e l d e d t h e i n f o r m a t i o n o n p e n e t r a t i o n g r a d e , d u c t i l i t y a n d fl a s h i n g a n d s o f t e n i n g p o i n t s . T h e r e s u l t s f r o m p e n e t r a t i o n t e s t w e r e u s e d t o v e r i f y t h e b i n d e r ’ s p e n e t r a t i o n g r a d e s p r o d u c e d b y l o c a l r e fi n e r i e s . T h e s e r e s u l t s a r e s h o w n i n T a b l e 3 . 1 3 . T h e r e s u l t s s h o w t h a t t h e p e n e t r a t i o n v a l u e s f a l l i n t h e s a m e r a n g e s w h i c h w e r e s p e c i fi e d b y t h e r e fi n e r i e s . 1 2 8 T a b l e 3 . 1 3 P e n e t r a t i o n g r a d e v e r i fi c a t i o n B i n d e r S u p p l i e r P e n e t r a t i o n G r a d e S o u r c e G r a d e 1 2 3 A v e r a g e 6 0 / 7 0 6 5 6 9 6 4 6 6 A R L 8 0 / 1 0 0 8 1 8 9 9 1 8 7 6 0 / 7 0 ( P ) 2 8 2 9 2 7 2 8 4 0 / 5 0 4 4 4 3 4 3 4 3 N R L 6 0 / 7 0 6 2 6 4 6 5 6 4 8 0 / 1 0 0 9 3 9 0 9 2 9 2 T h e r e s u l t s o f t h e r e m a i n i n g c o n v e n t i o n a l t e s t s a r e s h o w n i n T a b l e 3 . 1 4 . T h e fl a s h p o i n t s o f a l l t h e a s p h a l t s s a t i s fi e d t h e m i n i m u m c r i t e r i a o f 2 3 0 ° C b y A A S H T O M 3 2 0 . A l l d u c t i l i t y t e s t r e s u l t s s a t i s fi e d t h e A A S H T O T 5 1 s t a n d a r d . S i m i l a r l y , t h e s o f t e n i n g p o i n t r e s u l t s a l s o c o r r e s p o n d e d w e l l w i t h t h e r e s p e c t i v e b i n d e r g r a d e s . T a b l e 3 . 1 4 C o n v e n t i o n a l b i n d e r t e s t r e s u l t s P e n e t r a t i o n V a l u e S o f t e n i n g P o i n t B i n d e r B i n d e r ( V e r i fi c a t i o n l ) ( ° C ) 1 D u c t i l i t y ( e m ) 1 F l a s h P o i n t ( ° C ) 1 S o u r c e G r a d e ( A S T M D 5 ) ( A A S H T O T 5 3 ) ( A A S H T O r 5 1 ) ( A A S H T O T 4 8 ) 6 0 / 7 0 6 6 6 6 . 5 > 1 0 0 2 5 5 A R L 8 0 / 1 0 0 8 7 5 1 > 1 0 0 2 6 9 6 0 / 7 0 ( P ) 2 8 6 8 . 2 5 > 1 0 0 2 4 9 . 5 4 0 / 5 0 4 3 7 9 > 1 0 0 2 9 3 N R L 6 0 / 7 0 6 4 6 2 > 1 0 0 3 1 0 8 0 / 1 0 0 9 2 4 8 > 1 0 0 2 9 5 1 A v e r a g e o f 2 - 3 t e s t s T h e s a m e a s p h a l t b i n d e r s w h i c h w e r e s u b j e c t e d t o t h e c o n v e n t i o n a l t e s t s w e r e a l s o s u b j e c t e d t o p e r f o r m a n c e t e s t i n g . T h e s e p e r f o r m a n c e t e s t s w e r e c o n d u c t e d i n o r d e r t o d e t e r m i n e t h e P G g r a d e O f t h e b i n d e r u n d e r S u p e r p a v e t e s t i n g p r o t o c o l s . T h e s e p e r f o r m a n c e t e s t s c o n s i s t e d o f t h e D y n a m i c S h e a r R h e o m e t e r ( D S R ) , B e n d i n g B e a m R h e o m e t e r ( B B R ) a n d R o t a t i o n a l V i s c o m e t e r ( R V ) t e s t s . T h e D S R t e s t w a s p e r f o r m e d o n t h e v i r g i n b i n d e r s o f t h e d i f f e r e n t g r a d e s t o e s t a b l i s h t h e i r r h e o l o g i c a l p r o p e r t i e s ( d y n a m i c s h e a r m o d u l u s ( G * ) a n d p h a s e a n g l e ( 5 ) ) . T h e b i n d e r s w e r e t h e n a g e d i n r o l l i n g t h i n fi l m o v e n ( R T F O ) a n d p r e s s u r e a g i n g v e s s e l ( P A V ) t o s i m u l a t e a s p h a l t b i n d e r s h o r t - t e r m a n d l o n g - t e r m a g i n g , r e s p e c t i v e l y . T h e D S R t e s t s w e r e c o n d u c t e d t o d e t e r m i n e t h e a g e d b i n d e r s ’ r h e o l o g i c a l p r o p e r t i e s . T h e c r i t i c a l h i g h t e m p e r a t u r e w h i c h m e e t t h e S u p e r p a v e s p e c i fi c a t i o n f o r t h e D S R t e s t s a r e s h o w n i n T a b l e 3 . 1 5 . T a b l e 3 . 1 5 C r i t i c a l h i g h t e m p e r a t u r e o f t h e v i r g i n b i n d e r s C r i t i c a l T e m e r a t u r e s A R L A R L A R L N R L N R L N R L P r o p e r t y 6 0 - 7 0 8 0 - 1 0 0 6 0 - 7 0 ( P ) 4 0 5 0 6 0 - 7 0 8 0 - 1 0 0 O r i g i n a l G * / S i n 5 Z 1 . 0 0 k P a 6 2 . 0 9 5 6 . 3 8 7 2 . 3 9 7 2 . 6 6 6 . 5 6 6 0 . 2 4 R T F O G * / S i n 6 Z 2 . 2 0 k P a 6 2 . 3 5 5 9 . 5 9 7 3 . 8 7 2 . 3 6 6 7 . 3 6 0 . 0 4 P A V G * X S i n O S 5 0 0 0 k P a 2 2 . 2 1 1 9 . 7 8 2 3 . 7 6 2 7 . 8 3 2 2 . 4 6 1 9 . 7 5 N o t e : A v e r a g e v a l u e o f 2 — 3 t e s t s T h e B B R w a s u s e d t o m e a s u r e h o w m u c h a b e a m , w h i c h w a s m a d e o f a s p h a l t b i n d e r , d e fl e c t s u n d e r a c o n s t a n t l o a d a t a c o n s t a n t t e m p e r a t u r e . T h e a s p h a l t b i n d e r f r o m t h e P A V w a s u s e d i n t h i s t e s t . T h e t e s t w a s p e r f o r m e d a t f o u r t e m p e r a t u r e s ( - 6 , - 1 2 , - 1 8 , a n d - 2 4 ° C ) . T h e c r e e p s t i f f n e s s ( s - v a l u e ) a n d s l o p e ( m - v a l u e ) w e r e d e t e r m i n e d f r o m t h e t t e s t s a n d a r e l i s t e d i n T a b l e s 3 . 1 6 a n d 3 . 1 7 . T a b l e 3 . 1 6 B B R r e s u l t s a t 6 0 s e c o n d s f o r A R L b i n d e r s A R L 6 0 / 7 0 A R L 8 0 / 1 0 0 A R L 6 0 / 7 0 ( P L T e m p ( ° C ) 1 2 1 2 1 2 - 6 4 5 . 2 7 4 6 . 1 4 4 6 . 3 5 4 7 . 8 3 5 8 . 6 8 2 . 2 8 S t i f f n e s s — 1 2 1 0 5 . 5 1 0 3 . 5 5 8 2 . 6 9 9 . 6 2 2 3 9 . 0 2 1 6 3 . 3 1 ( M P a ) - 1 8 2 1 8 . 7 6 2 2 6 . 2 1 1 5 4 . 1 8 2 0 6 . 5 2 4 4 7 . 4 4 4 6 4 . 0 4 - 2 4 4 5 6 . 0 4 4 1 2 . 2 7 3 0 1 . 1 5 2 7 7 . 0 3 - - — 6 0 . 4 3 3 0 . 4 4 9 0 . 4 5 7 0 . 4 3 0 . 4 4 0 . 4 0 2 m w a l u e - 1 2 0 . 4 1 4 0 . 3 8 3 0 . 3 4 2 0 . 3 9 4 0 . 3 2 0 . 2 8 - 1 8 0 . 2 5 6 0 . 2 3 0 . 2 8 0 . 2 9 5 0 . 2 6 0 . 2 2 - 2 4 0 . 2 1 6 0 . 1 7 4 0 . 1 6 9 0 . 1 6 7 - — T a b l e 3 . 1 7 B B R r e s u l t s a t 6 0 s e c o n d s f o r N R L b i n d e r s N R L 4 0 / S O N R L 6 0 / 7 O N R L 8 0 / 1 0 0 T e m p ( ° C ) 1 2 1 2 1 2 - 6 8 9 . 4 4 9 9 . 5 4 7 9 . 9 2 4 9 . 1 2 4 4 . 2 2 2 9 . 7 2 S t i f f n e s s - 1 2 2 3 6 . 9 8 2 5 1 . 5 6 1 5 9 . 1 3 1 7 8 . 4 4 1 2 7 . 2 9 1 4 3 . 0 7 ( M P a ) - 1 8 3 2 1 . 6 6 3 4 7 . 8 4 2 8 7 . 4 9 3 0 7 . 4 3 2 5 7 . 0 4 2 0 0 . 9 - 2 4 4 7 2 . 8 8 3 4 6 . 0 9 2 9 5 . 8 6 4 3 5 . 1 1 3 5 0 . 7 4 4 6 5 . 9 8 - 6 0 . 4 3 5 0 . 4 4 4 0 . 4 1 5 0 . 5 4 2 0 . 4 3 4 0 . 4 7 1 m _ v a l u e - 1 2 0 . 3 1 9 0 . 3 0 8 0 . 3 0 7 0 . 3 9 2 0 . 3 9 2 0 . 3 8 1 - 1 8 0 . 1 8 2 0 . 2 1 7 0 . 2 4 6 0 . 2 1 9 0 . 3 2 9 0 . 2 7 6 — 2 4 0 . 1 3 1 0 . 0 7 9 0 . 0 9 2 0 . 1 0 8 0 . 1 1 7 0 . 1 4 6 T h e R V t e s t s w e r e p e r f o r m e d o n a l l s i x a s p h a l t b i n d e r s a t a S p e e d O f 2 0 r p m a n d a t t w o t e m p e r a t u r e s , 1 3 5 ° C a n d 1 6 5 ° C . T h e v i s c o s i t y w a s d e t e r m i n e d i n c e n t i p o i s e ( c p ) a n d t h e r e s u l t s o b t a i n e d a r e l i s t e d i n T a b l e s 3 . 1 8 a n d 3 . 1 9 . T a b l e 3 . 1 8 R V r e s u l t s f o r 1 3 5 ° C V i s c o s i t y ( c p ) S o u r c e G r a d e 1 2 3 A v e r a g e 4 0 / 5 0 1 4 8 1 . 4 1 3 4 3 1 2 2 9 . 2 1 3 5 1 . 2 N R L 6 0 / 7 0 2 9 1 . 4 2 8 9 2 9 4 . 2 2 9 1 . 6 8 0 / 1 0 0 2 5 5 2 5 5 2 5 1 . 5 2 5 3 . 8 6 0 / 7 0 2 4 2 . 9 2 3 8 2 4 1 . 9 2 4 0 . 9 A R L 8 0 / 1 0 0 2 3 5 . 4 2 2 3 . 1 2 1 9 . 2 2 2 5 . 9 6 0 / 7 0 ( P ) 1 0 0 7 . 9 9 6 9 9 3 5 9 7 0 . 6 1 3 1 T a b l e 3 . 1 9 R V r e s u l t s f o r 1 6 5 ° C V i s c o s i t y ( c p ) S o u r c e G r a d e 1 2 3 A v e r a g e 4 0 / 5 0 1 7 0 1 7 0 1 6 3 . 5 1 6 7 . 8 N R L 6 0 / 7 0 1 3 3 . 6 1 2 7 . 6 1 2 7 . 5 1 2 9 . 5 8 0 / 1 0 0 9 7 . 1 1 0 2 9 8 . 1 9 9 . 1 6 0 / 7 0 8 5 7 6 . 5 7 8 . 5 8 0 A R L 8 0 / 1 0 0 7 2 . 9 6 6 . 8 6 6 . 8 6 8 . 8 6 0 / 7 0 ( P ) 2 0 6 . 4 2 0 4 2 0 2 . 7 2 0 4 . 4 3 . 2 . 2 C h a r a c t e r i s t i c s o f V i r g i n A g g r e g a t e O f t h e v a r i o u s a v a i l a b l e a g g r e g a t e s o u r c e s i n P a k i s t a n , t w o d o m i n a n t s o u r c e s w e r e s e l e c t e d a s a p a r t o f t h i s r e s e a r c h . A g g r e g a t e s a m p l e s w e r e c o l l e c t e d f r o m M a r g a l l a ( l i m e s t o n e ) a n d D e e n a ( q u a r t z i t e ) q u a r r i e s . T h e s e t w o s o u r c e s a r e c o n s i d e r e d t o b e t h e l a r g e s t a g g r e g a t e q u a r r i e s i n P a k i s t a n . T w o s e p a r a t e g r a d a t i o n s , o n e f o r t h e w e a r i n g c o u r s e ( 3 % : i n c h ( 1 9 m m ) n o m i n a l m a x i m u m a g g r e g a t e s i z e ( N M S G ) ) a n d o n e f o r t h e b a s e c o u r s e ( 1 i n c h ( 2 5 m m ) N M S G ) w e r e s e l e c t e d t o b e c o n t r o l g r a d a t i o n s f o r t h e m i x e s . T h e c o n t r o l a g g r e g a t e g r a d a t i o n s a r e l i s t e d i n T a b l e 3 . 2 0 a n d t h e c u r v e s f o r t h e w e a r i n g a n d b a s e c o u r s e a r e s h o w n i n F i g u r e s 3 . 1 0 a n d 3 . 1 1 , r e s p e c t i v e l y . S i n c e t w o g r a d a t i o n s w e r e c h o s e n a n d t w o s o u r c e s o f a g g r e g a t e s a r e u s e d , a t o t a l o f 8 m i x e s w e r e d e s i g n e d . F o u r m i x t u r e s f o r e a c h o f t h e t w o m i x d e s i g n p r o c e d u r e s ( M a r s h a l l a n d S u p e r p a v e ) w e r e u s e d . S p e c i fi c g r a v i t y a n d a b s o r p t i o n t e s t s f o r c o a r s e ( A A S H T O T 8 5 - 9 l , A S T M C 1 2 7 ) a n d f i n e ( A A S H T O T 8 4 - 9 5 , A S T M C 1 2 8 ) a g g r e g a t e s f r o m M a r g a l l a ( l i m e s t o n e ) a n d D e e n a ( q u a r t z i t e ) w e r e c o n d u c t e d . T h e b u l k ( G s b ) t h e s a t u r a t e d s u r f a c e d r y ( G s s d ) a n d t h e a p p a r e n t ( G 5 3 ) s p e c i fi c g r a v i t i e s w e r e d e t e r m i n e d . T h e s p e c i fi c g r a v i t i e s o f t h e c o a r s e 1 3 2 N : O C g m s s a P t n e c r e P 2 0 0 0 . 0 1 / E ” 0 . 1 “ 1 ‘ l * i 9 i 1 0 1 0 0 l . _ _ . _ W C M — - I — w c s l S i e v e S i z e ( m m ) ( a ) C o n t r o l g r a d a t i o n s [ — o — W C M — n — — w c s ‘ 1 0 0 8 0 ' t . 1 0 0 E 6 0 1 1 fi 1 / , Q 4 E ' | ‘ 1 2 ’ 4 0 , 1 1 1 3 4 l 2 0 f " ) 0 0 5 0 . 0 0 1 . 0 0 2 . 0 0 3 . 0 0 4 . 0 0 5 . 0 0 S i e v e S i z e ( m m ) 0 ‘ 4 5 ( b ) C o n t r o l 0 . 4 5 g r a d a t i o n s F i g u r e 3 . 1 0 W e a r i n g c o u r s e c o n t r o l g r a d a t i o n s ( M a r s h a l a n d S u p e r p a v e ) — 1 9 m m n o m i n a l m a x i m u m a g g r e g a t e s i z e 1 3 3 _ . _ B C M — a — - B C S ] 1 0 0 8 0 ’ j a b 8 6 0 E 3 : 1 4 I d ) 1 g 4 0 0 ) 9 4 2 O 0 . 0 . 0 1 0 . 1 1 1 0 1 0 0 S i e v e S i z e ( m m ) ( a ) C o n t r o l g r a d a t i o n s [ _ . . _ B C M — - — B C S ] 1 0 0 D D . 8 1 6 0 1 E . g 4 0 Q 4 / 2 0 fl 0 ‘ . ' 0 . 0 0 1 . 0 0 2 . 0 0 3 . 0 0 4 . 0 0 5 . 0 0 S i e v e S i z e ( I n m ) 0 ‘ 4 5 ( b ) C o n t r o l 0 . 4 5 g r a d a t i o n s F i g u r e 3 . 1 1 B a s e c o u r s e c o n t r o l g r a d a t i o n s ( M a r s h a l a n d S u p e r p a v e ) — 2 5 m m n o m i n a l m a x i m u m a g g r e g a t e S i z e 1 3 4 T a b l e 3 . 2 0 C o n t r o l g r a d a t i o n f o r w e a r i n g a n d b a s e c o u r s e s N M S G % i n c h N M S G 1 i n c h . . ( 1 9 m m ) ( 2 5 m m ) S i e v e S i z e ( m m ) P a s s i n g Q / o ) W C M W C S B C M B C S 3 7 . 5 - - 1 0 0 1 0 0 2 5 1 0 0 1 0 0 9 3 9 3 1 9 9 5 9 5 8 O 7 8 1 2 . 5 8 5 8 2 6 5 6 3 4 . 7 5 4 0 4 5 4 0 4 2 2 . 3 6 3 0 2 5 2 5 2 8 1 . 1 8 2 5 2 0 1 8 1 7 0 . 6 1 8 1 5 1 4 1 5 0 . 3 1 3 1 1 l l 1 2 0 . 0 7 5 4 4 4 4 N o t e : W C = W e a r i n g C o u r s e , B C = B a s e C o u r s e , S = S u p e r p a v e , M = M a r s h a l l a g g r e g a t e s ( b e l o w 1 / 2 ” t o a b o v e t h e # 4 s i e v e ) a n d t h e fi n e a g g r e g a t e s ( b e l o w t h e # 4 s i e v e t o a b o v e t h e # 2 0 0 S i e v e ) w e r e a v e r a g e d b a s e d o n t h e p r o p o r t i o n s o f e a c h s i e v e S i z e i n t h e p r o p o s e d a g g r e g a t e g r a d a t i o n . T h e p r o p o r t i o n s u s e d i n t h e g r a d a t i o n w e r e a s f o l l o w s : 6 0 % c o a r s e a n d 4 0 % fi n e . A s u m m a r y o f t h e r e s u l t s f o r b o t h a g g r e g a t e s o u r c e s i s s h o w n i n T a b l e 3 . 2 1 . T h e b u l k S p e c i fi c g r a v i t y w a s a v e r a g e d o u t b a s e d o n t h e a p p r o p r i a t e p r o p o r t i o n ( c o m b i n e d G s b ) a n d w a s u s e d i n d e t e r m i n i n g t h e v o l u m e t r i c p r o p e r t i e s o f m i x t u r e s w h i c h a r e f u r t h e r d i s c u s s e d i n s u b s e q u e n t s e c t i o n s . T a b l e 3 . 2 1 C o a r s e a n d fi n e a g g r e g a t e s p e c i fi c g r a v i t i e s a n d a b s o r p t i o n C o u r s e A g g . A g g . C o m b i n e d % T y p e S o u r c e s T y p e G i g G s _ s d G s b G s b A b s o r p t i o n M a r g a l l a C o a r s e 2 . 7 0 5 2 . 6 8 6 2 . 6 7 5 2 . 6 5 3 0 . 4 1 2 . F 1 n e 2 . 7 3 0 2 . 6 6 0 2 . 6 2 1 1 . 5 2 0 w e a r m g c 2 7 4 3 2 7 1 7 2 7 0 2 0 5 4 4 D e e n a o a r s e ' ' ' 2 . 6 8 5 ' F 1 n e 2 . 7 4 6 2 . 6 9 1 2 . 6 5 9 1 . 1 8 0 M a r g a l l a C o a r s e 2 . 7 0 5 2 . 6 8 4 2 . 6 7 2 2 . 6 5 1 0 . 4 4 B a s e F 1 n e 2 . 7 3 2 . 6 6 2 . 6 2 1 1 . 5 2 D e e n a C o a r s e 2 . 7 6 4 2 . 7 3 8 2 . 7 2 3 2 . 6 9 7 0 . 5 4 1 F 1 n e 2 . 7 4 6 2 . 6 9 1 2 . 6 5 9 1 . 1 8 1 3 5 T h e L A . a b r a s i o n t e s t a n d s o u n d n e s s t e s t ( A S T M C 8 8 ) w e r e a l s o c o n d u c t e d o n b o t h a g g r e g a t e m a t e r i a l s . T h e r e s u l t s o f L A . a b r a s i o n t e s t a r e s h o w n i n T a b l e 3 . 2 2 w h e r e a s T a b l e 3 . 2 3 S h o w s t h e s o u n d n e s s t e s t r e s u l t s . T a b l e 3 . 2 2 L o s A n g e l e s a b r a s i o n t e s t ( A S T M C 1 3 1 - 0 3 , A A S H T O T 9 6 - 8 7 ) A g g r e g a t e S o u r c e A b r a s i o n V a l u e ( % ) S p e c i fi c a t i o n M a r g a l l a ( l i m e s t o n e ) 1 6 . 7 4 < 3 0 % D e e n a ( q u a r t z i t e ) 1 7 . 4 6 < 3 0 % T a b l e 3 . 2 3 S o u n d n e s s t e s t r e s u l t s ( A S T M C 8 8 ) W e i g h t e d A v e r a g e ( % ) A g g r e g a t e S o u r c e C o a r s e F i n e M a r g a l l a ( l i m e s t o n e ) 1 . 5 2 6 9 . 8 1 5 D e e n a ( q u a r t z i t e ) 0 . 4 5 8 7 . 0 9 8 3 . 2 . 3 C h a r a c t e r i s t i c s o f R e c o v e r e d a n d R e c y c l e d A s p h a l t B i n d e r T h e c h a r a c t e r i s t i c s o f t h e r e c o v e r e d a s p h a l t b i n d e r w e r e d e t e r m i n e d f r o m s o u r c e s o f o l d H M A p a v e m e n t s . T h e o l d H M A p a v e m e n t ( r e c o v e r e d m a t e r i a l ) w a s o b t a i n e d f r o m t w o s o u r c e s l o c a t e d n e a r t h e c i t i e s o f M a n d r a a n d N o w s h e r a a l o n g n a t i o n a l h i g h w a y N - 5 . T h e b i n d e r w a s e x t r a c t e d f r o m s a m p l e s t h a t w e r e o b t a i n e d f r o m t h e t w o s o u r c e s a n d t e s t e d a c c o r d i n g t o c o n v e n t i o n a l a n d S u p e r p a v e m i x d e s i g n p r o t o c o l s . T h e c h a r a c t e r i s t i c s o f t h e r e c o v e r e d b i n d e r m u s t b e d e t e r m i n e d s u c h t h a t w h e n t h e r e c o v e r e d b i n d e r i s b l e n d e d w i t h t h e v i r g i n b i n d e r , f o r m i n g t h e r e c y c l e d b i n d e r , i t c a n a c h i e v e t h e d e s i r e d p r o p e r t i e s . T h e r e c o v e r e d a s p h a l t p a v e m e n t w a s s e p a r a t e d i n t o a s u r f a c e p o r t i o n C A ” N M S G ) a n d a b a s e p o r t i o n ( 1 ” N M S G ) . I n o r d e r t o a s s e s s t h e b i n d e r i n t h e r e c o v e r e d m a t e r i a l , a s p h a l t b i n d e r e x t r a c t i o n w a s d o n e a c c o r d i n g t o A A S T H O T 1 6 0 , “ Q u a n t i t a t i v e E x t r a c t i o n o f B i t u m e n f r o m P a v i n g M i x t u r e s ” a n d A A S T H O T 1 7 0 , “ R e c o v e r y o f A s p h a l t f r o m S o l u t i o n b y A b s o n M e t h o d ” . I t w a s f o u n d t h a t t h e a v e r a g e a s p h a l t c o n t e n t f o r t h e r e c o v e r e d a s p h a l t m a t e r i a l o f M a n d r a w a s 5 . 1 % a n d f o r N o w s h e r a w a s 5 . 6 % . M o r e d e t a i l e d r e s u l t s c a n b e s e e n i n A p p e n d i x D . B i n d e r b l e n d i n g c h a r t s w e r e d e v e l o p e d , b y b l e n d i n g t h e r e c o v e r e d b i n d e r w i t h t h e A R L 6 0 / 7 0 v i r g i n b i n d e r . A t e s t i n g m a t r i x w a s d e v e l o p e d , w h i c h i s S h o w n i n T a b l e 3 . 2 4 , i n v o l v e s l a b o r a t o r y t e s t i n g o u t l i n e d i n t h e c o n v e n t i o n a l ( p e n e t r a t i o n a n d d u c t i l i t y ) a n d S u p e r p a v e ( D S R , B B R a n d R V ) m i x d e s i g n p r o c e d u r e s . T a b l e 3 . 2 4 T e s t i n g m a t r i x f o r r e c o v e r e d a n d b l e n d e d b i n d e r s T e s t R A P E x t . B i n d e r S o u r c e ( % ) P e n e t r a t i o n D u c t i l i t y D S R B B R R V T o t a l 1 0 0 3 3 3 3 3 1 5 9 0 3 3 3 3 3 1 5 N o w s h e r a 8 0 3 3 3 3 3 i : 7 0 3 3 3 3 3 4 0 3 3 3 3 3 1 5 0 3 3 3 3 3 1 5 1 0 0 3 3 3 3 3 1 5 9 0 3 3 3 3 3 1 5 M a n d r a 8 0 3 3 3 3 3 i : 7 0 3 3 3 3 3 4 0 3 3 3 3 3 1 5 0 3 3 3 3 3 1 5 T o t a l 3 6 3 6 3 6 3 6 3 6 1 8 0 T h e r e s u l t s o f t h e p e n e t r a t i o n t e s t i n v o l v i n g b i n d e r b l e n d s f r o m t h e v i r g i n a n d r e c o v e r e d b i n d e r ( M a n d r a a n d N o w s h e r a ) c a n b e s e e n i n T a b l e 3 . 2 5 . A l s o t h e r e s u l t s f r o m t h e d u c t i l i t y t e s t c a n b e s e e n i n T a b l e 3 . 2 6 . 1 3 7 T a b l e 3 . 2 5 R e s u l t s f r o m t h e p e n e t r a t i o n t e s t o n t h e b l e n d e d b i n d e r s R A P R e c o v e r e d P e n e t r a t i o n V a l u e S o u r c e B i n d e r ( % ) 1 2 3 A v e r a g e 1 0 0 1 5 1 7 1 4 1 5 . 3 3 9 0 2 0 2 1 2 5 2 2 . 0 0 8 0 2 9 3 1 2 8 2 9 . 3 3 N o w s h e r a 7 0 3 1 3 3 3 1 3 1 . 6 7 4 0 3 5 3 1 3 9 3 5 . 0 0 0 ( A R L 6 0 / 7 0 ) 6 5 6 9 6 4 6 6 . 0 0 1 0 0 8 7 6 7 . 0 0 9 0 1 0 1 1 1 4 1 1 . 6 7 8 0 1 4 1 3 1 6 1 4 . 3 3 M a n d r a 7 0 3 5 3 0 3 2 3 2 . 3 3 4 0 4 5 5 2 5 0 4 9 . 0 0 0 ( A R L 6 0 / 7 0 ) 6 5 6 9 6 4 6 6 . 0 0 T a b l e 3 . 2 6 R e s u l t s f r o m t h e d u c t i l i t y t e s t o n t h e b l e n d e d b i n d e r s R A P R e c o v e r e d R e a d i n g ( c m ) S o u r c e B i n d e r ( % ) 1 2 3 A v e r a g e 1 0 0 1 3 1 3 1 2 1 2 . 6 7 9 0 1 7 1 8 1 8 1 7 . 6 7 8 0 2 4 . 5 2 4 2 5 2 4 . 5 N o w s h e r a 7 0 1 0 0 8 5 7 0 8 5 4 0 1 0 0 9 0 8 1 9 0 . 3 3 0 > 1 0 0 > 1 0 0 > 1 0 0 > 1 0 0 1 0 0 1 5 1 5 1 7 1 5 . 6 7 9 0 1 9 2 0 2 0 1 9 . 6 7 8 0 2 9 2 8 2 9 2 8 . 6 7 M a n d r a 7 0 4 0 3 4 4 5 3 9 . 6 7 4 0 8 4 2 3 5 4 5 3 . 6 7 0 > 1 0 0 > 1 0 0 > 1 0 0 > 1 0 0 T h e e x t r a c t e d a s p h a l t b i n d e r s a n d t h e i r b l e n d s w i t h A R L 6 0 / 7 0 w e r e t h e n s u b j e c t e d t o p e r f o r m a n c e t e s t i n g t o d e t e r m i n e t h e i r P G g r a d e s a c c o r d i n g t o A A S H T O R 2 9 - 0 2 . T h e t e s t s c o n s i s t e d o f t h e D y n a m i c S h e a r R h e o m e t e r ( D S R ) , B e n d i n g B e a m R h e o m e t e r ( B B R ) a n d R o t a t i o n a l V i s c o m e t e r ( R V ) . T h e D S R t e s t s w e r e p e r f o r m e d t o e s t a b l i s h t h e r h e o l o g i c a l p r o p e r t i e s ( d y n a m i c s h e a r m o d u l u s ( G * ) a n d p h a s e a n g l e ( 8 ) ) o f t h e b l e n d e d b i n d e r s . T h e r e s u l t s f r o m t h e D S R t e s t s f o r t h e o r i g i n a l e x t r a c t e d b i n d e r s a n d t h e i r b l e n d s a r e S h o w n i n T a b l e 3 . 2 7 . T a b l e 3 . 2 7 D S R r e s u l t s f o r o r i g i n a l b l e n d e d b i n d e r s % R e c o v e r e d T e m . S o u r c e M a t e r i a l ( ° C ) p G * / S m 5 0 6 2 . 3 1 1 . 8 8 4 0 8 1 . 0 6 2 . 0 0 7 0 8 8 1 . 3 5 N o w s h e r a 8 0 8 8 1 . 6 7 9 0 8 8 2 . 6 3 1 0 0 8 8 1 3 . 3 9 0 6 2 . 3 1 1 . 8 8 4 0 7 4 . 2 0 4 . 3 8 M a n d r a 7 0 8 8 2 . 7 6 8 0 8 8 3 . 7 4 9 0 8 8 8 . 3 1 1 0 0 8 8 9 . 6 4 N o t e : T e m p e r a t u r e a n d G * S i n 5 a r e a v e r a g e o f 2 s a m p l e s T h e B B R t e s t s w e r e u s e d t o m e a s u r e h o w m u c h a b e a m d e fl e c t s u n d e r a c o n s t a n t l o a d a t a c o n s t a n t t e m p e r a t u r e . T h e t e s t s w e r e p e r f o r m e d a t t h r e e t e m p e r a t u r e s ( - 6 , - 1 2 a n d - 1 8 ° C ) i n o r d e r t o d e t e r m i n e t h e b i n d e r ’ s s u s c e p t i b i l i t y a t l o w t e m p e r a t u r e s . T h e t w o p a r a m e t e r s d e t e r m i n e d w e r e c r e e p s t i f f n e s s a n d m — v a l u e , t h e r e s u l t s o f a l l e x t r a c t e d b i n d e r s a n d b l e n d s a r e s h o w n i n T a b l e 3 . 2 8 . R V t e s t s w e r e p e r f o r m e d o n a l l t h e e x t r a c t e d b i n d e r s a n d t h e i r b l e n d s w i t h A R L 6 0 / 7 0 . T h e v i s c o s i t y w a s d e t e r m i n e d a t a S p e e d o f 2 0 r p m a n d a t t w o t e m p e r a t u r e s , 1 3 5 a n d 1 6 5 ° C w h i c h c o v e r s t h e c o m p a c t i o n a n d m i x i n g t e m p e r a t u r e r a n g e s . T h e r e s u l t s o b t a i n e d a r e p r o v i d e d i n T a b l e 3 . 2 9 . T a b l e 3 . 2 8 B B R r e s u l t s f o r b l e n d e d b i n d e r s R A P % R A P T e m p S o u r c e P r o p e r t y ( ° C ) 1 0 0 9 0 8 0 7 0 4 0 0 — 6 1 0 1 . 5 6 1 0 1 . 4 1 9 8 . 8 8 5 8 4 . 5 4 2 . 7 1 4 5 . 7 1 S t i f f n e s s - 1 2 2 8 3 . 6 9 2 3 4 . 5 3 2 2 5 . 9 6 5 1 9 6 . 3 2 1 8 0 . 9 8 1 0 4 . 5 3 ( M P 8 ) - 1 8 4 1 0 . 0 9 3 9 5 . 3 4 3 6 8 . 2 6 3 2 1 . 8 7 2 8 0 . 2 8 2 2 2 . 4 9 N o w s h e r a - 2 4 4 3 4 . 1 5 5 - 6 0 . 3 2 2 0 . 2 9 6 0 . 3 2 7 0 . 3 4 7 5 0 . 4 4 1 0 . 4 4 m - v a l u e - 1 2 0 . 2 3 8 0 . 2 4 2 0 . 2 7 8 5 0 . 2 9 2 5 0 . 3 3 0 . 4 0 - 1 8 0 . 2 2 1 0 . 2 3 3 0 . 2 4 7 0 . 2 7 6 0 . 3 0 5 0 . 2 4 - 2 4 0 . 1 9 5 - 6 l 1 4 . 0 2 7 4 . 4 8 9 7 . 2 4 6 3 . 1 2 6 5 . 8 2 4 5 . 7 1 S t i f f n e s s - 1 2 2 9 7 . 1 8 1 7 2 . 2 7 5 2 0 2 . 7 4 1 7 1 . 5 8 1 7 3 . 5 5 1 0 4 . 5 3 ( M P a ) - 1 8 4 2 2 . 1 7 2 3 5 . 7 6 3 1 1 . 0 4 5 1 3 3 . 7 9 2 9 1 . 3 5 2 2 2 . 4 9 M a n d r a ~ 2 4 4 3 4 . 1 5 5 - 6 0 . 3 1 9 0 . 3 3 0 5 0 . 3 0 1 0 . 3 7 2 0 . 3 9 9 0 . 4 4 m - v a l u e - 1 2 0 . 2 1 3 0 . 3 0 0 5 0 . 2 9 9 0 . 3 2 2 0 . 3 4 8 0 . 4 0 - 1 8 0 . 2 4 1 0 . 2 5 8 0 . 2 6 8 5 0 . 1 2 8 0 . 3 0 1 0 . 2 4 - 2 4 0 . 1 9 5 T a b l e 3 . 2 9 R V t e s t r e s u l t s f o r b l e n d e d b i n d e r s V i s c o s i t y ( c p ) E x t r a c t e d B i n d g fl ’ A a L R A P T e m p e r a t u r e S o u r c e ( ° C ) 1 0 2 0 3 O 6 0 1 0 0 1 3 5 3 6 5 3 9 4 . 4 7 3 9 . 7 2 6 6 8 . 3 4 3 1 9 . 1 N o w s h e r a 1 6 5 9 0 1 0 8 . 4 1 2 8 . 8 1 6 8 . 3 5 3 5 . 3 1 3 5 3 5 8 . 1 5 6 2 . 5 6 5 6 . 3 1 2 8 7 . 5 3 4 7 9 . 3 M a n d r a 1 6 5 1 0 8 . 1 1 1 1 . 1 1 1 9 . 4 2 1 8 . 1 5 0 7 . 5 3 . 2 . 4 C h a r a c t e r i s t i c s o f R e c o v e r e d A g g r e g a t e s T h e g r a d a t i o n t e s t s o f t h e a g g r e g a t e s e x t r a c t e d f r o m t h e t w o s o u r c e s o f r e c o v e r e d m a t e r i a l ( N o w s h e r a a n d M a n d r a ) w e r e c a r r i e d o u t i n a c c o r d a n c e w i t h A A S H T O T 1 6 4 - 9 3 , “ S i e v e a n a l y s i s o f e x t r a c t e d a g g r e g a t e s . ” T h e g r a d a t i o n o f t h e r e c o v e r e d a g g r e g a t e s w a s c o n t r o l l e d b y t h e g r a d a t i o n t h a t w a s s e t i n S e c t i o n 3 . 2 . 2 . T h e r e c o v e r e d a g g r e g a t e s 1 4 0 w e r e t h e n p r o c e s s e d a n d t h e g r a d a t i o n r e s u l t s a r e l i s t e d i n T a b l e 3 . 3 0 a n d s h o w n i n F i g u r e 3 . 1 2 . T a b l e 3 . 3 0 G r a d a t i o n o f r e c o v e r e d a g g r e g a t e s S i e v e s i z e 1 0 0 ‘ ‘ 1 ‘ . — O — N o w s h e r a 8 0 _ _ - — I — M a n d r a l 4 i 1 % ‘ ‘ 1 r . 1 8 ° ~ 1 ’ ' w 6 0 ‘ i i S 1 1 1 ' a ” 1 E 1 8 1 1 l l 1 E S . 4 0 m 1 x 2 0 7 L 4 , ‘ P L ’ ’ l 1 i r 1 ' 0 I . . 0 . 0 1 0 . 1 1 1 0 1 0 0 S i e v e S i z e ( m m ) F i g u r e 3 . 1 2 G r a d a t i o n c u r v e o f r e c o v e r e d a g g r e g a t e s 1 4 1 T h e s p e c i fi c g r a v i t i e s o f t h e R A P a g g r e g a t e s w e r e n o t d e t e r m i n e d i n t h e l a b o r a t o r y l i k e t h o s e o f t h e v i r g i n a g g r e g a t e s . I t i s s t a t e i n t h e l i t e r a t u r e t h a t i t i s d i f fi c u l t t o u s e e x t r a c t i o n o r i g n i t i o n p r o c e d u r e s t o r e m o v e t h e a s p h a l t b i n d e r f r o m o l d H M A p a v e m e n t s w i t h o u t c h a n g i n g t h e a g g r e g a t e p r o p e r t i e s ( A n d e r s o n & M u r p h y 2 0 0 5 ) . H o w e v e r , t h e o r i g i n a l s o u r c e o f t h e a g g r e g a t e s i n t h e N o w s h e r a a n d M a n d r a m a t e r i a l w a s k n o w n . N o w s h e r a r e c o v e r e d m a t e r i a l c o n t a i n s M a r g a l l a a g g r e g a t e s w h i l e M a n d r a r e c o v e r e d m a t e r i a l c o n t a i n s D e e n a a g g r e g a t e s . U n d e r s t a n d i n g t h i s r e l a t i o n s h i p , t h e p r o p e r t i e s i n T a b l e 3 . 2 1 c a n a l s o b e u s e d f o r t h e r e c o v e r e d a g g r e g a t e s . 3 . 2 . 5 C h a r a c t e r i s t i c s o f V i r g i n M i x t u r e s T h e p r o p e r t i e s o f e i g h t v i r g i n H M A m i x e s w e r e fi r s t d e t e r m i n e d . T r i a l v i r g i n m i x e s w e r e m a d e u s i n g t h e M a r s h a l l a n d S u p e r p a v e m i x d e s i g n p r o c e d u r e s a t t h e b i n d e r c o n t e n t s l i s t e d i n T a b l e 3 . 3 1 i n o r d e r t o d e t e r m i n e t h e o p t i m u m a s p h a l t c o n t e n t . T a b l e 3 . 3 1 T r i a l v i r g i n m i x t u r e s b i n d e r c o n t e n t A g g r e g a t e A g g r e g a t e M a r s h a l l M i x D e s i g n a t S u p e r p a v e M i x D e s i g n T y p e G r a d a t i o n B i n d e r C o n t e n t s B i n d e r C o n t e n t s D e e n a W e a r i n g C o u r s e 4 , 4 . 5 , 5 , 5 . 5 , 6 4 . 5 , 5 , 5 . 5 , 6 ( “ 1 ‘ 1 8 “ “ ) B a s e C o u r s e 3 . 5 , 4 , 4 . 5 , 5 , 5 . 5 3 . 5 , 4 , 4 . 5 , 5 M a r g a l l a W e a r i n g C o u r s e 4 , 4 . 5 , 5 , 5 . 5 , 6 4 . 5 , 5 , 5 . 5 , 6 - ( l i m e s m n e ) B a s e C o u r s e 3 . 5 , 4 , 4 . 5 , 5 , 5 . 5 3 . 5 , 4 , 4 . 5 , 5 V i r g i n s a m p l e s f o r t h e M a r s h a l l a n d S u p e r p a v e m i x d e s i g n w e r e m a d e u s i n g t h e M a r s h a l l h a m m e r a n d g y r a t o r y c o m p a c t o r , r e s p e c t i v e l y . S i n c e a l l m i x t u r e s w e r e d e s i g n e d f o r h e a v y t r a f fi c , t h e M a r s h a l l m i x t u r e s w e r e c o m p a c t e d u s i n g 7 5 h a m m e r b l o w s o n e a c h s i d e o f t h e s a m p l e f o r t h e w e a r i n g c o u r s e s a n d 1 1 2 t i m e s f o r t h e b a s e c o u r s e s . F o r S u p e r p a v e m i x t u r e s , c o m p a c t i o n u s i n g t h e g y r a t o r y c o m p a c t o r o f 1 2 5 ( N d e s i g n ) g y r a t i o n s 1 4 2 w a s u s e d f o r b o t h w e a r i n g a n d b a s e c o u r s e s . O n c e t h e s e t r i a l m i x t u r e s w e r e p r o d u c e d , t h e v o l u m e t r i c d a t a o f t h e s a m p l e s w e r e d e t e r m i n e d a n d c a l c u l a t e d . T h e f o l l o w i n g v o l u m e t r i c i n f o r m a t i o n w e r e m e a s u r e d t h r o u g h l a b o r a t o r y t e s t i n g : 0 T h e t h e o r e t i c a l m a x i m u m S p e c i fi c g r a v i t y ( G m m ) o f t h e m i x t u r e s i n T a b l e 3 . 3 2 w e r e m e a s u r e d a c c o r d i n g t o A A S H T O T 2 0 9 . T a b l e 3 . 3 2 T r i a l m i x e s a t w h i c h G m m w a s m e a s u r e d D e s i g n A g g r e g a t e t y p e - 0 M e t h o d c o u r s e t y p e / ° A C . ' 7 ' D W 5 , 5 . 5 , 6 % M W 5 , 5 . 5 , 6 % a M a r s h a l l D B 4 , 4 . 2 5 , 4 . 5 % M B 4 , 4 . 2 5 , 4 . 5 % D W 4 . 5 % M W 4 . 5 % S u p e r p a v e D B 4 , 4 . 2 5 , 4 . 5 % M B 4 , 4 . 2 5 , 4 . 5 % N o t e : D = D c e n a , M = M a r g a l l a , W = w e a r i n g , B = b a s e o T h e b u l k S p e c i fi c g r a v i t y ( G m b ) f o r a l l t r i a l v i r g i n m i x t u r e s ( s h o w n i n T a b l e 3 . 3 1 ) w e r e m e a s u r e d a c c o r d i n g A A S H T O T 1 6 6 . 0 S t a b i l i t y a n d fl o w t e s t s w e r e p e r f o r m e d a c c o r d i n g t o A A S H T O T 2 4 5 . W i t h t h i s i n f o r m a t i o n a v a i l a b l e t h e f o l l o w i n g v o l u m e t r i c i n f o r m a t i o n w e r e d e t e r m i n e d b a s e d o n c a l c u l a t i o n s : o T h e e f f e c t i v e S p e c i fi c g r a v i t y o f t h e a g g r e g a t e w a s d e t e r m i n e d u s i n g t h e f o l l o w i n g e q u a t i o n : P S ( 2 ) 1 0 0 ” P L G G b m m G s e : W h e r e , G s e = e f f e c t i v e S p e c i fi c g r a v i t y P 5 = p e r c e n t w e i g h t o f a g g r e g a t e s P b = p e r c e n t w e i g h t o f a s p h a l t b i n d e r G b = S p e c i fi c g r a v i t y o f t h e a s p h a l t b i n d e r T h e G s e w a s d e t e r m i n e d u s i n g E q u a t i o n 2 f o r e a c h m e a s u r e d G m m . I t w a s t h e n a v e r a g e d s i n c e t h e G s e i s a n a g g r e g a t e p r o p e r t y , i t c a n r e m a i n c o n s t a n t f o r a l l m i x e s w i t h t h e s a m e a g g r e g a t e t y p e a n d g r a d a t i o n . T h e G m m f o r a l l t r i a l m i x e s ( T a b l e 3 . 3 1 ) w e r e t h e n b a c k c a l c u l a t e d u s i n g a r e a r r a n g e d f o r m o f E q u a t i o n 2 : ( 3 ) G m m = 1 0 0 ( . 5 : + f a ) G s e G b T h e p e r c e n t a g e s o f a i r v o i d s w a s t h e n d e t e r m i n e d f o r a l l t r i a l m i x e s u s i n g t h e f o l l o w i n g e q u a t i o n : A i r V o i d s = 1 0 0 x [ — — 9 4 4 2 — ] ( 4 ) m m T h e v o i d s i n m i n e r a l a g g r e g a t e ( V M A ) w a s t h e n d e t e r m i n e d u s i n g t h e f o l l o w i n g e q u a t i o n : 1 4 4 = 1 3 ! ” i n . “ . r . ‘ m . 3 1 . 1 - J - P V A l e O O — [ G m b S J ( 5 ) G s b o T h e v o i d s fi l l e d w i t h a s p h a l t ( V F A ) w a s t h e n d e t e r m i n e d u s i n g t h e f o l l o w i n g e q u a t i o n : V F A Z I O O X [ V A M — A z r V o z d s ) ( 6 ) V A / M G r a p h s o f t h e p e r c e n t a s p h a l t c o n t e n t ( A C ) v e r s u s a i r v o i d s w e r e m a d e . T h e o p t i m u m A C w a s d e t e r m i n e d a t 4 % a i r v o i d s . S e e F i g u r e 3 . 1 3 f o r a n e x a m p l e . T h e O p t i m u m a s p h a l t c o n t e n t f o r a l l e i g h t v i r g i n m i x t u r e s c a n b e s e e n i n T a b l e 3 . 3 3 . T h e G m b , V F A a n d V M A f o r t h e o p t i m u m m i x t u r e s w e r e d e t e r m i n e d u s i n g g r a p h s S i m i l a r t o F i g u r e 3 . 1 3 a n d a r e S h o w n i n T a b l e 3 . 3 3 . T h e v a l u e s i n T a b l e 3 . 3 3 w e r e c h e c k e d t o s e e i f t h e y a r e w i t h i n t h e s p e c i fi c a t i o n s o f e a c h d e s i g n m e t h o d . T h e s e S p e c i fi c a t i o n l i m i t s c a n b e f o u n d i n A p p e n d i x E a n d i t w a s c o n c l u d e d t h a t t h e s e m i x e s f a l l w i t h i n t h e S p e c i fi c a t i o n r a n g e s . % A i r V o i d s . 3 . 5 4 . 0 4 . 5 5 . 0 5 . 5 6 . 0 6 . 5 % A s p h a l t C o n t e n t F i g u r e 3 . 1 3 A s p h a l t c o n t e n t v e r s u s a i r v o i d s f o r M a r s h a l l M a r g a l l a w e a r i n g m i x t u r e s T a b l e 3 . 3 3 A C a n d v o l u m e t r i c d a t a f o r M a r s h a l l a n d S u p e r p a v e o p t i m u m v i r g i n m i x e s D e s i g n C o u r s e A g g r e g a t e O p t i m u m G A i r V o i d s V F A V M A M e t h o d T y p e S o u r c e A C ( % ) m b ( % ) ( % ) ( % ) D e e n a 4 . 8 2 . 3 7 4 7 5 . 5 1 6 . 2 5 W e a r i n g M a r g a l l a 4 . 4 2 . 3 8 4 7 1 . 5 1 4 . 1 5 M a r s h a l l D e e n a 4 . 7 5 2 . 4 2 4 7 3 . 8 1 5 . 2 5 B a s e M a r g a l l a 3 . 7 2 . 4 3 4 6 8 . 4 1 2 . 6 6 D e e n a 4 . 8 2 . 4 2 4 7 0 . 1 1 3 . 2 W e a r i n g M a r g a l l a 4 . 2 2 . 3 8 4 6 8 . 7 1 4 . 3 S u p e r p a v e D e e n a 4 . 2 2 . 4 2 4 6 7 . 3 1 2 . 3 B a s e M a r g a l l a 3 . 6 5 2 . 4 2 4 6 6 . 8 1 3 . 8 T h e s t a b i l i t y a n d fl o w p r o p e r t i e s f o r t h e o p t i m u m M a r s h a l l m i x e s w e r e a l s o d e t e r m i n e d u s i n g g r a p h s s i m i l a r t o F i g u r e 3 . 1 3 . T h e s e p r o p e r t i e s c a n b e s e e n b e l o w i n T a b l e 3 . 3 4 a n d w e r e a l s o w i t h i n t h e M a r s h a l l d e s i g n m e t h o d S p e c i fi c a t i o n s . S i n c e t h e o p t i m u m m i x e s w e r e c o n s i d e r e d t o b e w i t h i n t h e s p e c i fi c a t i o n s o f t h e i r C o u r s e A g g r e g a t e O p t i m u m S t a b i l i t y F l o w T y p e S o u r c e A C ( % ) ( N ) ( m ) . D e e n a 4 . 8 9 . 8 9 2 . 6 3 W e a r m g M a r g a l l a 4 . 4 1 2 . 6 5 2 . 9 1 D e e n a 4 . 7 5 2 2 . 5 4 . 2 7 B a s e M a r g a l l a 3 . 7 3 1 . 2 3 . 5 5 T a b l e 3 . 3 4 S t a b i l i t y a n d fl o w f o r o p t i m u m M a r s h a l l m i x t u r e s r e s p e c t i v e m i x d e s i g n s , a c t u a l m i x t u r e s w e r e m a d e a t t h e s e o p t i m u m a s p h a l t c o n t e n t s . 1 4 6 P . n o t m u n — L i I a _ J - ‘ T h e G m m o f t h e s e m i x t u r e s w e r e m e a s u r e d a n d t h e G S C w a s c a l c u l a t e d u s i n g E q u a t i o n 2 . T h i s n e w G s e w a s u s e d w i t h E q u a t i o n 3 t o r e - c a l c u l a t e t h e G m m o f a l l v i r g i n t r i a l m i x t u r e s . T h e n a i r v o i d s , V M A a n d V F A o f a l l v i r g i n s a m p l e s w e r e r e - c a l c u l a t e d u s i n g E q u a t i o n s 4 , 5 a n d 6 , r e s p e c t i v e l y . T h e p e r c e n t a b s o r b e d a s p h a l t ( P b a ) a n d t h e p e r c e n t e f f e c t i v e a s p h a l t ( P b e ) w e r e c a l c u l a t e d u s i n g E q u a t i o n s 7 a n d 8 , r e s p e c t i v e l y . A l l v o l u m e t r i c d a t a a r e S h o w n i n T a b l e s 3 . 3 5 a n d 3 . 3 6 . G 5 8 — G S 1 3 6 0 ( 0 / 0 ) = 1 0 0 X T m ! ) — G o ( 7 ) s b s e P b . 1 0 0 S < 8 ) P b e ( % ) : P b — T h e o p t i m u m S u p e r p a v e m i x t u r e s w e r e a l s o s u b j e c t e d t o a S i m p l e p e r f o r m a n c e t e s t ( S P T ) t o d e t e r m i n e t h e d y n a m i c m o d u l u s ( E * ) a n d p h a s e a n g l e ( ( 5 ) a t t h r e e d i f f e r e n t t e m p e r a t u r e s ( 8 , 2 1 a n d 3 7 ° C ) a t S i x f r e q u e n c i e s ( 2 5 , 1 0 , 5 , 1 , 0 . 5 a n d 0 . 1 H z ) . A n e x a m p l e o f t h e S P T r e s u l t s f o r t h e o p t i m u m m i x t u r e s a t 8 ° C c a n b e s e e n i n T a b l e 3 . 3 7 ; t h e e n t i r e r e s u l t s a r e t a b u l a t e d i n A p p e n d i x E . 1 4 7 w ) 2 2 2 2 9 3 5 4 6 6 4 6 1 o m 8 8 0 9 3 2 7 4 9 5 5 6 1 l m F ( y t i l . . . . . . . . . . . . . 2 2 3 2 4 3 3 3 3 3 3 3 5 7 5 8 2 5 6 2 9 5 5 5 1 1 1 7 8 . i . . . . . . b a t S 0 9 2 9 0 1 9 9 1 1 1 2 3 3 . . 1 % % % % % % % % % % % % % % % e 6 9 0 0 2 3 7 7 0 0 3 8 9 9 9 b 6 1 6 2 7 6 2 7 9 4 9 0 5 5 0 P . . . . . . . . . . . . . . . 3 3 5 5 4 4 5 5 2 3 3 3 3 4 5 % % % % % % % % % % % % % % % % % % a 5 5 5 5 2 2 2 2 2 0 0 0 0 0 3 3 3 3 b 3 3 3 3 3 3 3 3 3 6 6 6 6 6 4 4 4 4 P . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 S e i t r e % % % % % % % % % % % % % % % % p 7 9 5 0 2 6 9 2 0 8 8 7 2 7 4 0 O r p c i r t e . . . . . . . . . . . . . . . . 0 7 2 8 7 8 1 7 8 3 9 4 5 3 4 6 5 5 6 6 7 9 6 8 8 8 5 6 5 8 7 9 A 6 5 9 1 4 8 2 3 0 3 6 2 2 2 8 0 7 7 % % % % % % % % % % % % % % % % % % m M . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 6 5 5 5 3 4 4 4 4 4 4 2 4 1 3 2 2 u l o v n g i s e d e r u t x i m V 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 % % % % % % % % % % % % % % % % % 7 1 7 5 2 3 5 0 0 6 9 7 7 1 4 1 7 1 0 8 1 4 7 2 9 6 4 3 6 3 2 3 5 7 . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 5 2 5 3 4 0 6 5 2 3 0 3 3 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 5 5 5 5 1 1 1 e 1 1 1 1 4 4 4 4 4 7 7 7 7 8 8 8 s 6 6 6 6 7 7 7 7 7 7 7 7 7 6 6 6 n G . . . . . . . . . . . . . . . . 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 i g r i v — l l a h s r a M 5 3 . 3 e l 5 5 3 3 3 3 7 7 1 8 8 5 5 5 5 9 9 5 6 6 6 6 6 6 6 6 6 . . . . . . . . 2 2 2 2 2 2 2 2 . 2 4 6 6 4 7 3 5 2 0 2 6 3 2 8 5 3 4 1 1 9 0 1 2 7 8 1 4 1 1 3 3 3 4 4 3 3 4 3 4 4 4 4 4 4 4 . . . . . . . . . . . . . . . 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 1 2 2 3 5 3 5 1 6 8 8 7 7 7 8 9 4 2 0 8 6 9 7 5 3 8 6 2 3 9 7 6 b 5 5 4 5 4 4 4 4 4 5 5 5 5 4 4 4 a T . . . . . . . . . . . . . . . . 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 0 . 5 5 5 5 0 0 0 . . . . . . . 4 4 5 4 5 3 4 5 C A % e t n e a a i c g n g r e e r u r i o g e V D S g A E S E R P U Y O T C G m m G m b G s b A i r V o i d s V F A ( R N ) 2 . 7 1 0 2 . 3 5 4 . 5 2 . 6 8 5 6 . 9 6 % 4 . 1 7 % 2 . 4 5 5 . 0 2 . 6 8 5 4 . 6 7 % 1 0 . 5 2 . 7 5 5 . 5 0 . 3 5 % 1 0 . 3 6 . 0 2 . 6 8 5 D N I H V E I A A M a r g a l l a 4 . 0 2 . 5 1 2 1 4 . 2 8 2 . 3 8 3 2 . 9 2 5 . 0 2 . 6 5 3 2 . 8 4 2 . 6 7 5 6 . 0 1 0 . 3 1 4 8 D e e n a 3 . 5 2 . 3 9 8 2 . 6 9 7 7 . 3 2 % 1 4 . 2 % 4 8 . 4 % 1 4 . 5 % 2 5 . 3 8 4 . 5 2 . 5 4 7 2 3 . 2 1 4 . 0 6 5 . 0 2 . 4 3 5 2 . 6 9 7 7 4 . 3 % 4 . 4 3 % 2 2 . 8 8 2 . 5 0 8 2 . 6 9 7 4 . 9 4 % 2 8 . 9 1 H S V E I M a r g a l l a 2 . 6 5 1 4 . 9 2 % 2 . 5 1 7 2 . 4 3 7 2 . 6 5 1 2 . 6 8 1 7 2 . 8 % 4 . 5 2 . 6 5 1 0 . 4 3 % 4 . 0 9 % 2 6 . 1 9 2 . 6 5 1 8 6 . 1 % 2 8 . 4 1 4 . 4 5 . 5 2 . 4 4 8 2 . 6 8 1 2 2 . 7 ' i m . . m § 1 u ¢ - _ - % % % % % % % % % % % % % e 4 4 5 5 8 8 8 7 7 7 3 3 3 b 7 2 7 2 2 7 7 3 3 8 1 6 1 P . . . . . . . . . . . . . 3 4 4 4 5 5 5 3 3 4 3 3 4 % % % % % % % % % % % % % 7 7 7 7 4 4 4 9 9 9 0 0 0 3 3 3 2 2 2 2 1 1 1 3 3 3 . . . . . . . . . . . . . 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 - - - A F % % % % % % % % % % % % 1 6 0 % % % 0 4 3 9 9 3 5 2 9 4 3 1 . . . . . . . . . . . . . . . 3 1 1 V 0 1 0 6 8 9 6 5 0 8 6 4 5 4 3 6 7 6 5 6 7 8 8 8 6 7 8 1 1 1 % % % % % % % % % % % % % % % 5 3 4 3 3 4 1 4 5 9 3 0 1 2 2 . . . . . . . . . . . . . . . 3 4 4 4 4 3 3 3 3 3 3 3 3 3 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 s d % % % % % % % % % % % i o V r i A 1 9 5 1 4 0 7 3 1 6 2 1 6 9 8 9 0 3 2 . . . 4 5 1 . . . . . . . . 0 l 0 3 4 1 5 3 2 3 2 - — - e 7 7 7 0 0 0 0 0 0 3 4 4 4 3 7 7 7 8 8 8 s 7 7 7 6 7 7 7 6 6 6 G . . . . . . . . . . 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 5 5 3 3 3 1 7 7 8 8 5 5 5 5 9 9 6 6 6 6 6 6 6 6 . . . . . . . . 2 2 2 2 2 2 2 2 b 1 2 4 6 6 2 2 4 5 1 m G m m 4 4 4 4 4 3 4 4 4 4 . . . . . . . . . . 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 7 8 6 2 9 0 6 5 7 1 9 7 2 5 0 1 9 7 5 4 4 4 5 5 5 4 4 . . . . . . . . . G 2 2 2 2 2 2 2 2 2 0 5 0 0 5 0 0 0 0 . . . . . . . . . 4 4 5 4 4 4 5 4 5 a a l l l l a a g g r r a a M M 1 4 9 T a b l e 3 . 3 6 S u p e r p a v e — v i r g i n m i x t u r e d e s i g n v o l u m e t r i c p r o p e r t i e s C O U R S E T Y P E V i r g i n A g g r e g a t e S o u r c e % B i n d e r G s b V M A P b a O N I H V E I M D e e n a 2 . 5 3 6 2 . 4 2 2 . 6 8 5 2 . 7 0 4 4 . 5 8 % 4 . 2 4 % 5 . 5 2 . 4 7 9 2 . 6 8 5 1 . 5 6 % 2 . 6 5 3 1 5 . 6 % - 0 . 3 0 % 4 . 2 8 % 2 . 4 5 8 2 . 4 1 2 . 6 3 3 5 . 0 2 . 4 4 0 2 . 6 3 3 5 . 5 2 . 6 3 3 E I S V E I D e e n a 3 . 5 2 . 6 9 7 2 . 5 3 9 4 . 6 8 % 4 . 5 2 . 5 1 9 2 . 6 9 7 2 . 7 0 7 7 1 . 7 % 2 . 4 5 0 . 1 4 % 4 . 8 7 % 3 . 5 2 . 5 3 4 2 . 4 2 2 . 6 5 1 4 . 5 0 % 2 . 4 3 2 . 6 5 1 2 . 6 7 8 4 . 5 2 . 6 5 1 0 . 3 9 % 2 . 4 8 4 . 6 3 % T a b l e 3 . 3 7 S P T r e s u l t s f o r t h e O p t i m u m v i r g i n m i x t u r e s a t 8 ° C F r e q u e n c L ( H z ) S a m p l e P r o p e r t y 2 5 1 0 5 1 0 . 5 0 . 1 E * ( k s i ) 4 , 4 8 2 3 , 8 2 9 3 , 7 9 2 2 , 9 8 7 3 , 1 1 9 2 , 0 9 5 M W 5 ( D e g ) 6 . 0 6 6 . 9 0 1 3 . 9 3 1 1 . 4 8 8 . 7 8 1 2 . 2 2 E * ( k s i ) 3 , 3 9 9 3 , 1 4 0 2 , 8 0 1 2 , 1 6 2 1 , 8 7 0 1 , 2 2 7 D W 6 ( D e g ) 1 1 . 6 3 1 4 . 2 8 1 4 . 4 4 1 9 . 8 3 2 1 . 4 6 2 6 . 0 6 E * ( k s i ) 4 , 2 3 5 3 , 8 9 5 3 , 6 2 4 3 , 0 4 3 2 , 7 2 1 1 , 7 1 2 M B 6 ( D e g ) 6 . 4 3 1 0 . 9 7 9 . 1 4 1 4 . 5 0 1 4 . 7 2 2 0 . 5 7 1 3 * ( k s i ) 6 , 4 3 1 4 , 8 6 8 4 , 5 4 4 4 , 3 5 9 4 , 1 4 1 3 , 1 0 3 D B 6 ( D e g ) 5 . 0 8 3 . 8 1 4 . 5 4 6 . 8 1 9 . 2 7 1 3 . 7 1 N o t e : M = M a r g a l l a , D = D e e n a , W = w e a r i n g , B = b a s e 3 . 2 . 6 C h a r a c t e r i s t i c s o f R e c y c l e d A s p h a l t M i x t u r e s T h e c h a r a c t e r i s t i c s o f t h e r e c y c l e d m i x t u r e s c o u l d n o w b e d e t e r m i n e d w i t h t h e o p t i m u m a s p h a l t c o n t e n t o f t h e v i r g i n m i x e s k n o w n . T h e t a r g e t a s p h a l t c o n t e n t f o r t h e r e c y c l e d m i x t u r e s w a s t h e s a m e f o r t h e o p t i m u m v i r g i n m i x t u r e s ( s h o w n i n T a b l e 3 . 3 3 ) . S i x t e e n r e c y c l e d m i x t u r e s w e r e m a d e u s i n g t h e a f o r e m e n t i o n e d o p t i m u m a s p h a l t c o n t e n t . S i x t e e n r e c y c l e d m i x t u r e s w e r e m a d e [ t w o v i r g i n a g g r e g a t e s o u r c e s ( M a r g a l l a a n d D e e n a ) , t w o r e c o v e r e d a s p h a l t m a t e r i a l s o u r c e s ( N o w s h e r a a n d M a n d r a ) , t w o c o u r s e t y p e s ( w e a r i n g a n d b a s e ) a n d t w o m i x d e s i g n p r o c e d u r e s ( M a r s h a l l a n d S u p e r p a v e ) ] . F o r . e a c h o f t h e s e m i x t u r e s fi v e b l e n d s , c o m b i n i n g t h e v i r g i n a n d r e c o v e r e d m a t e r i a l , a n d o n e 1 0 0 % r e c o v e r e d H M A s a m p l e w a s m a d e . B l e n d s w e r e m a d e a t t h e f o l l o w i n g p e r c e n t a g e o f r e c o v e r e d m a t e r i a l : 1 0 , 2 0 , 3 0 , 4 5 a n d 6 0 % . T h e c h a r a c t e r i s t i c s t h a t w e r e d e t e r m i n e d t h r o u g h l a b o r a t o r y t e s t s a n d c a l c u l a t i o n s o f t h e v i r g i n m i x t u r e s w e r e r e p e a t e d f o r t h e b l e n d e d m i x t u r e s . T h e v o l u m e t r i c p r o p e r t i e s % V F A , e s t i m a t e d = 1 0 0 ) < ‘ V 0 V A / I A , e s t ' m a t 8 d d e t e r m i n e d f o r t h e M a r s h a l l s a m p l e s c a n b e s e e n i n T a b l e s 3 . 3 8 a n d 3 . 3 9 . V o l u m e t r i c d a t a f o r t h e S u p e r p a v e s a m p l e s c a n b e s e e n i n T a b l e s 3 . 4 0 a n d 3 . 4 1 . F o r t h e S u p e r p a v e m i x t u r e s , t h e v o l u m e t r i c p r o p e r t i e s w h i c h c o r r e s p o n d e d t o a 4 p e r c e n t a i r v o i d a l s o w e r e e s t i m a t e d . T h e s e w e r e d e t e r m i n e d f r o m t h e f o l l o w i n g s e t o f e q u a fi o n s : P b , e s t i m a t e d 2 P b i — ( 0 . 4 * ( 4 — V a ) ) ( 9 ) % V A / I A , e s t i m a t e d = % V M / l i m - t i a l + C ( 4 — V a ) ( 1 0 ) % V A / I A , e s t i m a t e d — 4 . 0 ( 1 1 ) w h e r e , P b , e s t i m a t e d = e s t i m a t e d p e r c e n t b i n d e r P b i = i n i t i a l p e r c e n t b i n d e r V a = p e r c e n t a i r v o i d s a t N d e s i g n % V M A i n i t i a l = % V M A a t i n i t i a l b i n d e r c o n t e n t C = 0 . 1 i f V a i s l e s s t h a n 4 . 0 % o r 0 . 2 i f V a i s g r e a t e r t h a n 4 . 0 % T a b l e s 3 . 4 2 a n d 3 . 4 3 S h o w t h e n e w e s t i m a t e d v o l u m e t r i c d a t a f o r t h e S u p e r p a v e m i x t u r e s . T h e e i g h t S u p e r p a v e r e c y c l e d m i x t u r e s w e r e a l s o r u n t h r o u g h t h e S P T t o d e t e r m i n e t h e d y n a m i c m o d u l u s ( E * ) a n d p h a s e a n g l e ( 8 ) o f t h e r e c y c l e d a s p h a l t m i x t u r e s . F o r t h e s e t e s t a l o w t e m p e r a t u r e o f 4 ° C w a s a c h i e v e d i n c o m p a r i s o n t o 8 ° C t h a t w a s a c h i e v e d f o r t h e o p t i m u m v i r g i n m i x t u r e s . A n e x a m p l e o f t h e S P T r e s u l t s i s s h o w n i n T a b l e 3 . 4 4 w h i l e t h e c o m p l e t e r e s u l t s a r e t a b u l a t e d i n A p p e n d i x E . T a b l e 3 . 3 8 M a r s h a l l — — b l e n d e d m i x t u r e d e s i g n ( w e a r i n g c o u r s e ) v o l u m e t r i c p r o p e r t i e s V i r g i n R A P . . A g g r e g a t e S o u r c e R A P V i r g m P S % P b % G m m G m b G s b G s e S o u r c e 0 % 1 0 0 % 9 5 . 2 4 . 8 2 . 5 1 2 . 3 7 2 . 6 8 5 2 . 7 1 0 1 0 % 9 0 % 9 5 . 2 4 . 8 2 . 5 2 2 . 4 4 2 . 6 8 5 2 . 7 1 0 2 0 % 8 0 % 9 5 . 2 4 . 8 2 . 5 2 2 . 4 1 2 . 6 8 5 2 . 7 1 0 M a n d r a 3 0 % 7 0 % 9 5 . 2 4 . 8 2 . 4 6 2 . 3 7 2 . 6 8 5 2 . 7 1 0 4 5 % 5 5 % 9 5 . 2 4 . 8 2 . 4 6 2 . 3 7 2 . 6 8 5 2 . 7 1 0 6 0 % 4 0 % 9 5 . 2 4 . 8 2 . 4 7 2 . 3 6 2 . 6 8 5 2 . 7 1 0 D e e n a 1 0 0 % 0 % 9 4 . 9 5 . 1 2 . 4 8 2 . 4 0 2 . 6 8 5 2 . 7 1 0 0 % 1 0 0 % 9 5 . 2 4 . 8 2 . 5 1 2 . 3 7 2 . 6 8 5 2 . 7 1 0 1 0 % 9 0 % 9 5 . 2 4 . 8 2 . 5 0 2 . 4 4 2 . 6 8 1 2 . 7 0 6 2 0 % 8 0 % 9 5 . 2 4 . 8 2 . 5 1 2 . 4 2 2 . 6 7 8 2 . 7 0 3 N o w s h e r a 3 0 % 7 0 % 9 5 . 2 4 . 8 2 . 4 5 2 . 3 4 2 . 6 7 5 2 . 6 9 9 4 5 % 5 5 % 9 5 . 2 4 . 8 2 . 4 8 2 . 3 8 2 . 6 7 0 2 . 6 9 4 6 0 % 4 0 % 9 5 . 2 4 . 8 2 . 4 6 2 . 3 5 2 . 6 6 6 2 . 6 8 9 1 0 0 % 0 % 9 4 . 4 5 . 6 2 . 4 4 2 . 3 5 2 . 6 5 3 2 . 6 7 5 0 % 1 0 0 % 9 5 . 6 4 . 4 2 . 5 0 2 . 4 0 2 . 6 5 3 2 . 6 7 5 1 0 % 9 0 % 9 5 . 6 4 . 4 2 . 4 7 2 . 3 8 2 . 6 5 6 2 . 6 7 9 2 0 % 8 0 % 9 5 . 6 4 . 4 2 . 4 8 2 . 3 7 2 . 6 5 9 2 . 6 8 2 M a n d r a 3 0 % 7 0 % 9 5 . 6 4 . 4 2 . 4 8 2 . 3 1 2 . 6 6 3 2 . 6 8 5 4 5 % 5 5 % 9 5 . 6 4 . 4 2 . 4 7 2 . 3 6 2 . 6 6 7 2 . 6 9 1 6 0 % 4 0 % 9 5 . 6 4 . 4 2 . 4 6 2 . 3 8 2 . 6 7 2 2 . 6 9 6 M a r g a l l a 1 0 0 % 0 % 9 4 . 9 5 . 1 2 . 4 8 2 . 4 0 2 . 6 8 5 2 . 7 1 0 0 % 1 0 0 % 9 5 . 6 4 . 4 2 . 5 0 2 . 4 0 2 . 6 5 3 2 . 6 7 5 1 0 % 9 0 % 9 5 . 6 4 . 4 2 . 4 7 2 . 4 0 2 . 6 5 3 2 . 6 7 5 2 0 % 8 0 % 9 5 . 6 4 . 4 2 . 4 6 2 . 3 6 2 . 6 5 3 2 . 6 7 5 N o w s h e r a 3 0 % 7 0 % 9 5 . 6 4 . 4 2 . 4 8 2 . 3 6 2 . 6 5 3 2 . 6 7 5 4 5 % 5 5 % 9 5 . 6 4 . 4 2 . 4 8 2 . 3 4 2 . 6 5 3 2 . 6 7 5 6 0 % 4 0 % 9 5 . 6 4 . 4 2 . 4 5 2 . 3 5 2 . 6 5 3 2 . 6 7 5 1 0 0 % 0 % 9 4 . 4 5 . 6 2 . 4 4 2 . 3 5 2 . 6 5 3 2 . 6 7 5 1 5 2 T a b l e 3 . 3 8 ( c o n t i n u e d ) V i r g i n A 5 3 3 2 ” $ 1 8 3 ; R A P V i r g i n A V V M A V F A P b a P b e 3 3 3 3 ; ” ( 1 2 1 % 0 % 1 0 0 % 5 . 5 8 % 1 6 . 0 % 6 5 . 0 % 0 . 3 5 % 4 . 4 7 % 9 . 8 9 2 . 6 3 1 0 % 9 0 % 3 . 3 3 % 1 3 . 5 % 7 5 . 3 % 0 . 3 2 % 4 . 5 0 % 7 . 5 4 1 . 0 3 2 0 % 8 0 % 4 . 4 4 % 1 4 . 5 % 6 9 . 5 % 0 . 2 8 % 4 . 5 3 % 1 7 . 4 2 2 . 3 1 M a n d r a 3 0 % 7 0 % 3 . 6 6 % 1 6 . 0 % 7 7 . 1 % 0 . 2 5 % 4 . 5 7 % 1 0 . 4 8 1 . 9 1 4 5 % 5 5 % 3 . 6 6 % 1 6 . 0 % 7 7 . 1 % 0 . 1 9 % 4 . 6 2 % 1 9 . 5 5 2 . 2 5 6 0 % 4 0 % 4 . 2 6 % 1 6 . 3 % 7 3 . 9 % 0 . 1 4 % 4 . 6 7 % 1 9 . 9 2 2 . 6 5 D e m 1 0 0 % 0 % 3 . 2 3 % 1 5 . 2 % 7 8 . 7 % 0 . 0 0 % 5 . 1 0 % 1 3 . 3 9 1 . 9 6 0 % 1 0 0 % 5 . 5 8 % 1 6 . 0 % 6 5 . 0 % 0 . 3 5 % 4 . 4 7 % 9 . 8 9 2 . 6 3 1 0 % 9 0 % 2 . 5 6 % 1 3 . 4 % 8 0 . 9 % 0 . 3 5 % 4 . 4 7 % 1 1 . 6 0 1 . 2 5 2 0 % 8 0 % 3 . 5 5 % 1 4 . 0 % 7 4 . 6 % 0 . 3 4 % 4 . 4 7 % 7 . 7 1 0 . 6 4 N o w s h e r a 3 0 % 7 0 % 4 . 4 1 % 1 6 . 7 % 7 3 . 6 % 0 . 3 4 % 4 . 4 8 % 1 1 . 7 4 2 . 4 3 4 5 % 5 5 % 3 . 8 4 % 1 5 . 2 % 7 4 . 7 % 0 . 3 4 % 4 . 4 8 % 2 0 . 9 5 2 . 3 0 6 0 % 4 0 % 4 . 5 5 % 1 6 . 1 % 7 1 . 7 % 0 . 3 3 % 4 . 4 8 % 9 . 7 8 1 . 1 1 1 0 0 % 0 % 3 . 5 7 % 1 6 . 4 % 7 8 . 2 % 0 . 3 2 % 5 . 3 0 % 1 4 . 9 8 1 . 9 6 0 % 1 0 0 % 3 . 8 8 % 1 3 . 5 % 7 1 . 3 % 0 . 3 2 % 4 . 1 0 % 1 2 . 6 5 2 . 9 1 1 0 % 9 0 % 3 . 5 7 % 1 4 . 3 % 7 5 . 1 % 0 . 3 2 % 4 . 0 9 % 1 0 . 9 6 2 . 2 9 2 0 % 8 0 % 4 . 3 6 % 1 4 . 8 % 7 0 . 6 % 0 . 3 3 % 4 . 0 9 % 2 0 . 2 2 2 . 2 3 M a n d r a 3 0 % 7 0 % 6 . 8 2 % 1 7 . 1 % 6 0 . 0 % 0 . 3 3 % 4 . 0 9 % 1 0 . 6 9 2 . 6 7 4 5 % 5 5 % 4 . 4 1 % 1 5 . 4 % 7 1 . 4 % 0 . 3 3 % 4 . 0 8 % 9 . 4 4 1 . 4 5 6 0 % 4 0 % 3 . 2 1 % 1 4 . 8 % 7 8 . 4 % 0 . 3 4 % 4 . 0 8 % 7 . 8 2 0 . 6 6 M a r g a l l a 1 0 0 % 0 % 3 . 2 3 % 1 5 . 2 % 7 8 . 7 % 0 . 3 5 % 4 . 7 7 % 1 3 . 3 9 1 . 9 6 0 % 1 0 0 % 3 . 8 8 % 1 3 . 5 % 7 1 . 3 % 0 . 3 2 % 4 . 1 0 % 1 2 . 6 5 2 . 9 1 1 0 % 9 0 % 2 . 6 4 % 1 3 . 5 % 8 0 . 5 % 0 . 3 2 % 4 . 1 0 % 8 . 5 9 0 . 9 1 2 0 % 8 0 % 3 . 9 5 % 1 5 . 0 % 7 3 . 6 % 0 . 3 2 % 4 . 1 0 % 1 0 . 9 2 1 . 5 6 N o w s h e r a 3 0 % 7 0 % 4 . 6 5 % 1 5 . 0 % 6 8 . 9 % 0 . 3 2 % 4 . 1 0 % 1 8 . 4 0 3 . 0 7 4 5 % 5 5 % 5 . 4 9 % 1 5 . 7 % 6 5 . 0 % 0 . 3 2 % 4 . 1 0 % 1 1 . 7 3 2 . 1 0 6 0 % 4 0 % 4 . 0 4 % 1 5 . 3 % 7 3 . 6 % 0 . 3 2 % 4 . 1 0 % 2 1 . 1 9 1 . 8 0 1 0 0 % 0 % 3 . 5 7 % 1 6 . 4 % 7 8 . 2 % 0 . 3 2 % 5 . 3 0 % 1 4 . 9 8 1 . 9 6 N o t e : P S = p e r c e n t a g g r e g a t e , P b = a s p h a l t c o n t e n t ( p e r c e n t b i n d e r ) , G m m = t h e o r e t i c a l m a x i m u m s p e c i fi c g r a v i t y o f t h e m i x , G m b = b u l k s p e c i fi c g r a v i t y o f t h e m i x , G s b = b u l k s p e c i fi c g r a v i t y o f t h e a g g r e g a t e , G s e = e f f e c t i v e s p e c i fi c g r a v i t y o f t h e a g g r e g a t e , A V = a i r v o i d s , V M A = v o i d s i n m i n e r a l a g g r e g a t e , V F A = v o i d s fi l l e d w i t h a s p h a l t , P b a = p e r c e n t b i n d e r a b s o r b e d , P b e = p e r c e n t e f f e c t i v e b i n d e r 1 5 3 T a b l e 3 . 3 9 M a r s h a l l — b l e n d e d m i x t u r e d e s i g n ( b a s e c o u r s e ) v o l u m e t r i c p r o p e r t i e s V i r g i n A g g r e g a t e R A P R A P V i r g i n P s % P b % G m m G m b G s b G s e S o u r c e S o u r c e 0 % 1 0 0 % 9 5 . 2 5 4 . 7 5 2 . 5 3 2 . 4 3 2 . 6 9 7 2 . 7 4 0 1 0 % 9 0 % 9 5 . 2 5 4 . 7 5 2 . 5 2 2 . 3 0 2 . 6 9 7 2 . 7 4 0 2 0 % 8 0 % 9 5 . 2 5 4 . 7 5 2 . 5 2 2 . 2 6 2 . 6 9 7 2 . 7 4 0 M a n d r a 3 0 % 7 0 % 9 5 . 2 5 4 . 7 5 2 . 5 2 2 . 2 9 2 . 6 9 7 2 . 7 4 0 4 5 % 5 5 % 9 5 . 2 5 4 . 7 5 2 . 5 0 2 . 2 9 2 . 6 9 7 2 . 7 4 0 6 0 % 4 0 % 9 5 . 2 5 4 . 7 5 2 . 4 8 2 . 2 5 2 . 6 9 7 2 . 7 4 0 D e m 1 0 0 % 0 % 9 4 . 9 5 . 1 2 . 4 7 2 . 2 7 2 . 6 9 7 2 . 7 4 0 0 % 1 0 0 % 9 5 . 2 5 4 . 7 5 2 . 5 3 2 . 4 3 2 . 6 9 7 2 . 7 4 0 1 0 % 9 0 % 9 5 . 2 5 4 . 7 5 2 . 4 7 2 . 3 4 2 . 6 9 2 2 . 7 3 4 2 0 % 8 0 % 9 5 . 2 5 4 . 7 5 2 . 5 0 2 . 4 0 2 . 6 8 8 2 . 7 2 8 N o w s h e r a 3 0 % 7 0 % 9 5 . 2 5 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I 1 i a 3 v 1 l 0 : 5 u 3 x . ‘ 9 . i . v g . l “ n { . 2 I . . } . : . I v I i ‘ ' i 1 l ' : . g l i i f t t o . D . . I : l i } h a e . k . g . i 3 v ‘ ‘ 1 t i i l 5 3 ' 5 i 1 l % 1 v 9 i ; fi . . b ‘ l . l ’ a n g w x u . . m i “ fi ” I ? a I I ! n u . I . 5 3 E ‘ D i x “ . 3 . 3 . 3 . . . A . . 3 1 ! i x 5 1 ! 3 . . . ? ! . - : ! ‘ I | $ } I I . ‘ - I I : 5 3 2 : ? ! ” _ I z l i . I ] . 2 . 3 1 0 . i l t t n ‘ l ‘ e t fi l - _ ‘ 9 5 2 3 ! : c ! i l l “ : 3 . , l u t l t i a ‘ r z x : . I . a . n . 3 3 1 . “ . 4 1 . 5 . 9 “ . 5 . 3 . : T H E S I S " 1 £ 5 8 1 1 1 M m x 7 4 / “ f / — / 5 L l B R A R Y M i c h i g a n S t a t e U n i v e r s i t y P L A C E I N R E T U R N B O X t o r e m o v e t h i s c h e c k o u t f r o m y o u r r e c o r d . T o A V O I D F I N E S r e t u r n o n o r b e f o r e d a t e d u e . M A Y B E R E C A L L E D w i t h e a r l i e r d u e d a t e i f r e q u e s t e d . D A T E D U E D A T E D U E D A T E D U E S E L E C T I O N O F A S P H A L T R E C Y C L I N G M E T H O D S A N D R E C Y C L E D A S P H A L T M I X T U R E P R O P E R T I E S V O L U M E 1 1 B y N i c h o l a s J a m e s C e r u l l o A T H E S I S S u b m i t t e d t o M i c h i g a n S t a t e U n i v e r s i t y i n p a r t i a l f u l fi l l m e n t o f t h e r e q u i r e m e n t s f o r t h e d e g r e e o f M A S T E R O F S C I E N C E C i v i l E n g i n e e r i n g 2 0 0 9 , w m m g c n n fi ‘ . v v H m . 0 ! I t - f t ' m " h i H u t - m m ! ! ! i ' c z f m ' t m v " ’ ' - - 3 ! ! ! ! ! t ' ! " ! ° f n C H A P T E R 4 D A T A A N A L Y S I S 4 . 1 G E N E R A L A s s t a t e d i n C h a p t e r 1 , t h e p u r p o s e o f t h i s s t u d y i s t o e v a l u a t e t h e fi e l d a n d l a b o r a t o r y i n f o r m a t i o n c o l l e c t e d d u r i n g t h i s s t u d y t o d e t e r m i n e w h e t h e r o r n o t A C r e c y c l i n g c a n b e u s e d t o r e h a b i l i t a t e t h e p a v e m e n t s . P l e a s e n o t e t h a t t h e fi e l d d a t a c o u l d b e u s e d t o d e t e r m i n e i f t h e p a v e m e n t s a r e i n n e e d o f r e h a b i l i t a t i o n . T h e d e c i s i o n t o u s e r e c y c l i n g a s a r e h a b i l i t a t i o n t e c h n i q u e d e p e n d s u p o n t h e f o l l o w i n g f a c t o r s : 0 T h e q u a l i t y a n d t h e s t r u c t u r a l c a p a c i t y o f t h e l o w e r p a v e m e n t l a y e r s a n d t h e r o a d b e d s o i l s a r e a d e q u a t e t o w i t h s t a n d f u t u r e t r a f fi c l o a d s . T h i s i s e s p e c i a l l y t r u e f o r i n - p l a c e r e c y c l i n g . 0 T h e p r o p e r t i e s o f t h e a s p h a l t m a t e r i a l s , i n g e n e r a l , a n d t h e a s p h a l t b i n d e r , i n p a r t i c u l a r , w o u l d s u p p o r t r e c y c l i n g . I n o r d e r t o m a k e a p r a c t i c a l d e c i s i o n , fi e l d d a t a w e r e c o l l e c t e d o n t h e t w e l v e A C s i t e s a n d l a b o r a t o r y t e s t s w e r e c o n d u c t e d o n v i r g i n b i n d e r s , v i r g i n m i x t u r e s , r e c y c l e d ( b l e n d e d ) b i n d e r s a n d r e c y c l e d m i x t u r e s . I n t h i s C h a p t e r , a n a l y s e s o f t h e fi e l d a n d l a b o r a t o r y d a t a a r e p r e s e n t e d a n d d i s c u s s e d . R e s u l t s o f t h e a n a l y s e s w e r e u s e d t o d e t e r m i n e t h e t y p e o f r e c y c l i n g m e t h o d s t h a t c a n b e a d o p t e d a s a p a v e m e n t r e h a b i l i t a t i o n a l t e r n a t i v e . A s e x p l a i n e d i n t h e l i t e r a t u r e r e v i e w , t h e r e a r e s p e c i fi c c o n d i t i o n s a n d p r o p e r a p p l i c a t i o n s f o r v a r i o u s a s p h a l t r e c y c l i n g m e t h o d s . T h e b a s i s f o r d e c i d i n g w h i c h r e c y c l i n g m e t h o d w i l l b e u s e d d e p e n d s o n t h e f o l l o w i n g i n f o r m a t i o n : 0 T h i c k n e s s o f t h e A C l a y e r 1 6 1 ° T y p e a n d m e c h a n i s m s o f d i s t r e s s 0 Q u a l i t y o f t h e l o w e r p a v e m e n t l a y e r s 0 T h e a g e o f t h e a s p h a l t m a t e r i a l 0 L i f e c y c l e c o s t s o f a p p l i c a b l e r e h a b i l i t a t i o n a l t e r n a t i v e s R e s u l t s o f t h e d a t a a n a l y s e s t h a t a r e r e l a t e d t o t h e a b o v e i n f o r m a t i o n e x c e p t f o r t h e l i f e c y c l e c o s t a r e s u m m a r i z e d i n s u b s e q u e n t s e c t i o n s o f t h i s c h a p t e r . U n f o r t u n a t e l y , n o c o s t d a t a w e r e a v a i l a b l e f o r t h e l i f e c y c l e c o s t a n a l y s i s a n d h e n c e , o n l y g u i d e l i n e s w e r e d e v e l o p e d . 4 . 2 S U M M A R Y A N D E V A L U A T I O N O F F I E L D D A T A U p o n r e c e i v i n g t h e fi e l d d a t a , t h e y w e r e s u m m a r i z e d a n d e v a l u a t e d a s e n u m e r a t e d b e l o w . 1 . S u m m a r y o f t h e d i s t r e s s d a t a 2 . E v a l u a t i o n o f t h e p a v e m e n t c o r e s a n d s o i l b o r i n g s 3 . E v a l u a t i o n o f t h e l o n g i t u d i n a l p r o fi l e s 4 . A n a l y s i s o f t h e t r a n s v e r s e p r o fi l e s 5 . A n a l y s i s o f t h e d e fl e c t i o n d a t a T h e d e t a i l e d r e s u l t s o f t h e d a t a a n a l y s e s a r e p r e s e n t e d n e x t . 4 . 2 . 1 S u m m a r y o f D i s t r e s s D a t a ( C r a c k i n g ) F o r e a c h o f t h e t w e l v e A C t e s t s i t e s , t h e p a v e m e n t s u r f a c e d i s t r e s s t y p e , s e v e r i t y a n d e x t e n t w e r e s u m m a r i z e d . T h e s u m m a r y w h i c h w a s p r e s e n t e d i n T a b l e 3 . 3 o f C h a p t e r 3 , i s b a s e d o n t h e e s t a b l i s h e d l e v e l s o f d i s t r e s s s e v e r i t y a n d e x t e n t p r e s e n t e d i n T a b l e 3 . 2 . I n g e n e r a l , t h e d o m i n a n t d i s t r e s s e s f o r t h e t e s t s i t e s a r e : 0 F a t i g u e c r a c k i n g a l o n g t e s t s i t e s 4 , 6 & 9 1 6 2 ° B l o c k c r a c k i n g a l o n g t e s t s i t e s 1 , 2 , 4 & 6 0 L o n g i t u d i n a l c r a c k i n g a l o n g t e s t s i t e 1 0 0 T r a n s v e r s e c r a c k i n g a l o n g t e s t s i t e 6 T h e p a v e m e n t c o n d i t i o n s o f t h e t w e l v e s i t e s w e r e f u r t h e r u s e d i n a c c o r d a n c e w i t h o t h e r fi e l d d a t a a n a l y s e s t o d e t e r m i n e c a n d i d a t e r e c y c l i n g m e t h o d s . T h i s i s p r e s e n t e d i n S e c t i o n 4 . 3 b e l o w . 4 . 2 . 2 P a v e m e n t C o r e s a n d S o i l B o r i n g A s s t a t e d i n C h a p t e r 3 , t h e t h i c k n e s s o f t h e A C l a y e r w a s m e a s u r e d f r o m t h e p a v e m e n t c o r e s w h e r e a s t h e t h i c k n e s s e s o f t h e b a s e a n d s u b b a s e l a y e r s w e r e d e t e r m i n e d f r o m t h e s o i l b o r i n g s o r f r o m c o n s t r u c t i o n r e c o r d s . T h e t h i c k n e s s e s o f a l l p a v e m e n t l a y e r s a r e p r o v i d e d i n T a b l e 3 . 5 . F u r t h e r , t h e p a v e m e n t c o r e s w e r e e x a m i n e d f o r c r a c k i n i t i a t i o n a n d p r o p a g a t i o n . T a b l e 3 . 4 p r o v i d e s a l i s t o f t h e d e p t h o f t o p - d o w n c r a c k s t h a t w e r e m e a s u r e d f r o m c o r e s f o r t e s t s i t e s 1 t h r o u g h 4 . 4 . 2 . 3 E v a l u a t i o n o f L o n g i t u d i n a l P r o fi l e T h e l o n g i t u d i n a l p a v e m e n t p r o fi l e s t h a t w e r e m e a s u r e d a l o n g s i x o f t h e t w e l v e t e s t s i t e s w e r e a n a l y z e d a n d t h e p r o fi l e i n d e x ( P I ) a n d t h e I n t e r n a t i o n a l R o u g h n e s s I n d e x ( I R I ) w e r e d e t e r m i n e d . A s u m m a r y o f t h e c a l c u l a t e d P 1 0 a n d I R I i s p r o v i d e d i n T a b l e 3 . 6 . E x a m i n a t i o n o f t h e d a t a p r o v i d e d i n t h e t a b l e i n d i c a t e s t h a t , e x c e p t f o r t e s t s i t e 1 , t h e [ R I w i t h i n e a c h t e s t s i t e v a r y s u b s t a n t i a l l y a l o n g t h e s i t e . T h i s o b s e r v a t i o n c o u l d b e r e l a t e d t o t h e p a v e m e n t s u r f a c e d i s t r e s s . F o r e x a m p l e , t h e I R I a l o n g t e s t s i t e 3 i s t h e l o w e s t c o m p a r e d t o t h e o t h e r t e s t s i t e s a n d t h e h i g h e s t a l o n g t e s t s i t e s 4 a n d 6 . T h i s w a s e x p e c t e d a n d i s m a i n l y d u e t o t h e t y p e s o f t h e p a v e m e n t s u r f a c e d i s t r e s s e s a n d t h e i r s e v e r i t i e s a n d e x t e n t s . T h e o n l y d i s t r e s s a l o n g t e s t s i t e 3 i s o c c a s i o n a l , l o w s e v e r i t y l o n g i t u d i n a l c r a c k s 1 6 3 ” ‘ 2 9 ! ” — . . . u o f . ” H u n t “ : 4 ' ! ! ! ‘ ! ‘ ( ' | . ‘ . ' Y " " ' . ' 3 " ’ | ' . " " 1 7 ” . ” ) " 3 3 ! P ' “ 1 " " ‘ ’ " : r u n - r i n — - — I L I . ( w h i c h m a y n o t a f f e c t p a v e m e n t r o u g h n e s s ) ; w h e r e a s f r e q u e n t t r a n s v e r s e , b l o c k a n d f a t i g u e c r a c k i n g w e r e o b s e r v e d a l o n g t h e o t h e r fi v e t e s t s i t e s ( s e e T a b l e 3 . 3 ) . 4 . 2 . 4 T r a n s v e r s e P r o fi l e A n a l y s i s A l l a v a i l a b l e t r a n s v e r s e p r o fi l e d a t a ( s e e A p p e n d i x B ) f o r t e s t s i t e s 1 t h r o u g h 8 a n d 1 2 , w h e r e r u t t i n g w a s o b s e r v e d , w e r e a n a l y z e d . E x a m i n a t i o n o f t h e d a t a l i s t e d i n T a b l e 3 . 8 i n d i c a t e s t h a t t e s t s i t e s 7 a n d 1 2 s h o w e d e x t e n s i v e , h i g h s e v e r i t y r u t t i n g . T h e o t h e r t e s t s i t e s s h o w e d m a r g i n a l t o e x t e n s i v e e x t e n t s a n d l o w t o m o d e r a t e s e v e r i t i e s o f r u t t i n g . I t w a s a l s o o b s e r v e d t h a t f o r t h e s e s e v e n s i t e s , t h e s h a p e o f t h e t r a n s v e r s e p r o fi l e s h a d v a r i a b i l i t y w i t h i n t h e t e s t s i t e s a n d s e c t i o n s . A n a n a l y s i s w a s c o m p l e t e d , u s i n g t h e N C R H P p r o c e d u r e ( N C H R P 2 0 0 2 ) ( s e e C h a p t e r 2 ) , i n o r d e r t o d e t e r m i n e w h e t h e r o r n o t t h e t r a n s v e r s e p r o fi l e d a t a c o u l d b e e v a l u a t e d t o d e t e r m i n e t h e s e a t o f r u t t i n g . T h e a n a l y s i s u s e d t o e v a l u a t e e a c h t r a n s v e r s e p r o fi l e o f t h e a b o v e n o t e d n i n e t e s t s i t e s n o t e d a b o v e . T h e a n a l y s e s c o n s i s t e d o f d e t e r m i n i n g t h e d e p t h a n d t h e w i d t h o f t h e r u t c h a n n e l o f e a c h p r o fi l e . T h i s i n f o r m a t i o n w a s t h e n u s e d t o c a l c u l a t e t h e a r e a s o f r u t t i n g i n e a c h w h e e l p a t h . F i g u r e 4 . 1 i l l u s t r a t e s t h e N C H R P p r o c e d u r e u s i n g a t r a n s v e r s e p r o fi l e m e a s u r e d a c r o s s t h e p a v e m e n t o f t e s t s i t e 1 2 . T h e fi g u r e d e m o n s t r a t e s t h e a r e a s o f r u t t i n g ( p o s i t i v e a n d n e g a t i v e ) i n r e s p e c t t o t h e p r o fi l e r e f e r e n c e l i n e . T h e s e a r e a s , a l o n g w i t h t h e r u t d e p t h w e r e n e e d e d i n o r d e r t o d e t e r m i n e t h e s e a t o f r u t t i n g a n d h e n c e , t o s e l e c t t h e p r o p e r r e c y c l i n g m e t h o d . A s t e p b y s t e p e x a m p l e f o r t h e d e t e r m i n a t i o n o f t h e s e a t o f r u t t i n g u s i n g t h e N C H R P p r o c e d u r e ( N C H R P 2 0 0 2 ) i s p r e s e n t e d b e l o w . 1 . C a l c u l a t e t h e p o s i t i v e a n d n e g a t i v e a r e a s o f e a c h t r a n s v e r s e p r o fi l e s h o w n i n F i g u r e 4 . 1 . F o r t h i s e x a m p l e , t h e p o s i t i v e a n d n e g a t i v e a r e a s a r e 2 7 . 3 i n 2 1 6 4 t f 3 . 5 9 2 t a , 2 n o i t c e s 2 1 — S 2 M f o e l i f o r p e s r e v s _ _ _ _ _ _ _ _ n a r T 1 . 4 e r u g i F _ _ _ _ _ _ _ : — e l fi o r P ~ ~ e ~ e ~ e ~ e ~ e ~ e ~ e ~ e o 0 2 6 . . 0 O - - 1 6 5 ( U ! ) l a d e n I n a 1 . 0 0 0 . 6 0 - L — — — — — — — - 0 . 4 0 - R e f e r e n c e L i n e P o s i t i v e A r e a \ _ _ _ _ l D l = 1 . 2 i n c h D : m a x ( D l , D 2 ) D i s t a n c e f r o m t h e S h o u l d e r ( i n ) I r a I V 4 l I n u ; u n i - u r m u m : n u . « u m ! ! ! ) " v m - t m v - r ' . = _ - . — _ _ . - l 1 1 — . I — i i f , ( 1 7 , 6 1 3 m 2 ) a n d - 1 9 . 4 i n 2 ( ~ 1 2 , 5 1 6 m m z ) , r e s p e c t i v e l y . . C a l c u l a t e t h e t o t a l a r e a ( A ) o f t h e t r a n s v e r s e p r o fi l e b y s u m m i n g t h e p o s i t i v e a n d n e g a t i v e a r e a s . F o r t h i s e x a m p l e , A = 2 7 . 3 + ( - 1 9 . 4 ) = 7 . 9 i n 2 o r 5 , 0 9 7 2 m m . . C a l c u l a t e t h e c r i t i c a l r a t i o ( R ) o f t h e a b s o l u t e v a l u e s o f t h e p o s i t i v e a n d n e g a t i v e a r e a s . I n t h i s e x a m p l e R = 2 7 . 3 / 1 9 . 4 = 1 . 4 . . C a l c u l a t e t h e m a x i m u m r u t d e p t h ( D ) f r o m t h e t r a n s v e r s e p r o fi l e . F o r t h i s e x a m p l e , D = 1 . 2 i n o r 3 0 m m . . U s e e q u a t i o n s 1 , 2 a n d 3 t o c a l c u l a t e t h r e e c r i t i c a l c o n d i t i o n s ( t h e o r e t i c a l a v e r a g e a r e a s ) ; C I f o r H M A r u t t i n g , C 2 f o r b a s e / s u b b a s e r u t t i n g , a n d C 3 f o r r o a d b e d s o i l r u t t i n g . C 1 = ( — 8 5 8 . 2 1 x D ) + 6 6 7 . 5 8 ( 1 ) C 2 = ( — 1 5 0 9 . 0 x D ) — 2 8 7 . 7 8 ( 2 ) C 3 = ( — 2 1 2 0 . 1 x D ) — 4 0 7 . 9 5 ( 3 ) W h e r e , D i s i n m m , a n d C 1 , C 2 , a n d C 3 a r e i n m m z , F o r t h i s e x a m p l e , C 1 = — 2 5 , 0 7 9 m m z , C 2 = 4 5 , 5 5 8 m 2 , a n d C 3 = - 6 4 , 0 1 1 m m z . 6 . U s e F i g u r e 4 . 2 t o d e t e r m i n e t h e r u t t i n g s e a t . A s a n a l t e r n a t i v e t o t h e s e e q u a t i o n s , F i g u r e s 4 . 2 a n d 4 . 3 c a n b e u s e d t o d e t e r m i n e t h e s e a t o f r u t t i n g . F o r t h i s e x a m p l e , R w a s g r e a t e r t h a n 0 . 0 5 a n d A w a s g r e a t e r t h a n ( C 1 + C 2 ) / 2 , s o t h e s e a t o f r u t t i n g w a s i n t h e H M A l a y e r . W h e n u s i n g F i g u r e 4 . 3 , t h e p o i n t ( 3 0 , 5 0 9 7 ) ( D , A ) l i e d a b o v e a m i d w a y l i n e b e t w e e n t h e a v e r a g e H M A a n d b a s e f a i l u r e l i n e s , s o t h e s e a t o f r u t t i n g w a s a g a i n d e t e r m i n e d t o b e i n t h e H M A l a y e r . 1 6 6 « m ; W N W r m u m " . m u m ” ! ! ! m u m - t u m ° ~ ' — — ' — _ — fi . _ ‘ . - . , . ~ _ _ - . , _ . _ . - - . . - - . L “ 1 . 1 - - 7 R a t i o o f t h e p o s i t i v e a r e a o v e r n e g a t i v e a r e a R a t i o 2 0 . 0 5 ? T o t a l a r e a a b o v e a l i n e m i d w a y b e t w e e n a v e r a g e b a s e a n d s u b g r a d e f a i l u r e l i n e s ? o r A > ( C 2 + C 3 ) / 2 T o t a l a r e a a b o v e a l i n e m i d w a y b e t w e e n a v e r a g e H M A a n d b a s e f a i l u r e l i n e s , A N D c u r v a t u r e r e v e r s a l ? o r A > ( C 1 + C 2 ) / 2 H M A f a i l u r e B a s e f a i l u r e R o a d b e d f a i l u r e F i g u r e 4 . 2 C o n d i t i o n s f o r d e t e r m i n i n g t h e r u t t i n g s e a t ( N C H R P 2 0 0 2 ) T h e c u r v a t u r e r e v e r s a l c o n d i t i o n ( s e e F i g u r e 4 . 2 ) w a s i g n o r e d d u e t o l a r g e i n c r e m e n t a l r e a d i n g s . T h e N C H R P m e t h o d r e q u i r e s t h e r u t d e p t h m e a s u r e m e n t s a c r o s s t h e p a v e m e n t t o b e a m a x i m u m i n c r e m e n t o f 4 i n c h e s , w h i l e f o r t h i s s t u d y a n i n c r e m e n t o f 1 2 i n c h e s w a s u s e d . H a v i n g a l a r g e r i n c r e m e n t t h a n w h a t w a s r e q u i r e d m a y h a v e c a u s e d t h e c u r v a t u r e r e v e r s a l t o b e u n n o t i c e d w i t h i n t h e m e a s u r e m e n t s . A r e p r e s e n t a t i v e t r a n s v e r s e p r o fi l e f o r t h e t e s t s i t e s c a n b e s e e n i n A p p e n d i x B ( F i g u r e s B - 2 6 t h r o u g h B - 3 4 ) . 1 6 7 . . . . Q . ( « ‘ A J z 1 . { . I a . f v . a . T s v n . w I . I n . i M fi . v , a I r . i } 1 . a H n I 7 . ; H x / p P ‘ I I . a I . I 4 W . . . . $ . . . - O “ . . . . . “ 1 . . , . I 9 . I N . . . ~ ~ . I V “ 7 0 3 . I 3 , . . H ” M , W n . W Q I H H . I . I I 3 I E . , . » \ V . t I R E , M v . » I . - . I 3 ‘ . . . . I t i * t h . h . u 1 l ( “ I . N L . . r 1 \ . . . N J L . . I . ’ P l . 7 . . 4 « 6 : ; . i . . . “ . . . 8 5 . - 7 6 - - - , x d n 6 - ) ) e + r x T § ‘ - - - ) - d ) d l 2 M “ n n M 2 2 - 0 . 0 4 0 . 5 E - 3 e e e . E 9 r r r 8 F T u B T F ( ( ( ( l 5 O l 8 ? - - . e e a — e e - = r r r r F u u u u l l e l l i i i i a a a a d a = 2 y R 7 7 8 2 F F - F F r - A x A s s b - 0 e e M a a u ' 5 9 . 7 0 . 0 3 M 0 - . H B B S 4 9 H - 0 — - 5 x - 1 l A a - - . — - y 2 = 0 - - 1 2 - _ : 0 - _ - _ . - 4 9 . § & ' J - = y , . 5 2 - _ . - _ - _ . - _ - _ . - _ - - _ _ . - - _ 0 _ . - - _ _ . . 0 2 ) m m ( h t p - e - _ _ . - - _ _ . - - _ _ . - - _ _ . - - _ _ . D t u R - - _ _ . - - _ _ . - - _ _ . - - _ _ . 0 I . 5 1 - - - _ _ . s - _ - _ - _ - - _ 0 - . - _ - - _ - - _ - - _ - - _ - - _ - - _ I 0 1 - A - _ 0 I . - - _ 5 - - _ - - _ - - _ - - _ - - _ - - _ 0 . 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 2 4 7 8 9 0 _ _ 3 - ‘ — - 1 6 8 2 0 0 0 0 m \ — 5 0 0 0 0 ' ( Z u m t ) 2 9 1 v m a 1 1 2 1 0 1 — 6 0 0 0 0 F i g u r e 4 . 3 C o r r e l a t i o n o f t h e t y p e o f f a i l u r e a s a f u n c t i o n o f m a x i m u m r u t d e p t h a n d t o t a l r u t a r e a ( N C H R P 2 0 0 2 ) ‘ r t v l l t l f I O I ( I f ' ! . 1 " Y 3 " " 1 1 " ' \ " " ' , ! 7 ! s ! " ' ! ‘ ! ’ . ‘ t ‘ ! " ' 9 . ‘ _ . . t o v i v i c ( : i v - p I r I : t . t g ; - - - — - _ _ _ _ . . _ . . — - " " " T h e N C H R P p r o c e d u r e w a s u t i l i z e d o n a l l a v a i l a b l e t r a n s v e r s e p r o fi l e s t o i d e n t i f y t h e s e a t o f r u t t i n g . T a b l e 4 . 1 s h o w s a s u m m a r y o f t h e r e s u l t s f o u n d i n S t e p s 1 t h r o u g h 6 f o r e a c h t e s t s i t e w h e r e r u t t i n g w a s p r e s e n t . T a b l e 4 . 1 S u m m a r y o f f a i l u r e t y p e u s i n g N C H R P r u t t i n g p r o c e d u r e A v e r a g e 2 A v e r i l g c T h e o r e t i c a l a v e r a g e t o t a l S i t e A r e a 1 ( i n z ) T o t a l A r e a R 3 d g u t h a r e a s 4 ( m m z ) S e a t 0 f # p r u t t i n ( i n ) / g . 2 2 ( + ) ( - ) ( 1 1 1 ) ( m m ) ( m m ) C l c 2 C 3 0 3 3 / 1 8 . 6 1 - 6 . 3 2 2 . 3 1 4 7 7 . 9 1 . 3 6 8 4 - 6 , 5 0 5 ~ 1 2 , 9 0 0 - 1 8 , 1 2 8 H M A 2 9 . 3 4 - 1 6 . 4 0 - 7 . 1 - 4 5 5 3 . 5 0 . 5 7 $ 5 5 8 - 1 2 , 9 0 4 - 2 4 , 1 5 2 - 3 3 , 9 3 6 H M A 3 8 . 3 7 - l 7 . 0 1 - 8 . 6 - 5 5 7 3 . 6 0 . 4 9 3 5 5 ; - 1 3 , 0 1 0 ~ 2 4 , 3 3 8 - 3 4 , l 9 7 H M A 0 . 4 9 / 4 2 7 . 0 2 — 0 . 8 3 2 6 . 2 1 6 9 0 2 . 9 3 2 . 7 5 1 2 4 - 9 , 9 4 2 - 1 8 , 9 4 3 - 2 6 , 6 1 7 H M A 5 9 . 2 2 - 1 3 . 4 0 - 4 . 2 - 2 6 9 6 . 9 0 6 9 $ 1 4 ; - 8 , 9 7 6 - 1 7 , 2 4 5 - 2 4 , 2 3 2 H M A 0 . 5 4 / 6 3 4 . 6 5 2 . 3 1 3 2 . 3 2 0 8 6 5 . 1 1 5 . 0 1 1 4 0 — 1 1 , 3 5 4 - 2 1 , 4 2 5 - 3 0 , 1 0 5 H M A 0 . 6 8 / 7 0 . 8 0 - 3 2 . 5 9 - 3 1 . 8 - 2 0 5 0 5 . 4 0 . 0 2 1 6 3 ~ 1 3 , 3 6 2 - 2 4 , 9 5 7 - 3 5 , 0 6 7 B a s e 0 4 3 / 8 1 3 . 5 3 - 3 . 6 5 . 9 . 9 6 3 7 0 . 4 3 . 7 0 1 0 8 - 8 , 6 0 5 - 1 6 , 5 9 1 - 2 3 , 3 1 4 H M A 0 . 7 4 / 1 2 2 0 . 2 7 - 1 1 . 3 9 8 . 9 5 7 2 5 . 7 1 . 7 8 1 8 9 - 1 5 , 5 6 5 - 2 8 , 8 2 9 - 4 0 , 5 0 8 H M A 1 . P o s i t i v e a n d n e g a t i v e a r e a s w e r e c a l c u l a t e d a s t h e a v e r a g e o f 3 3 t r a n s v e r s e p r o fi l e s a l o n g o n e t e s t s i t e . 2 . T h e t o t a l a r e a i s c a l c u l a t e d f r o m t h e a v e r a g e p o s i t i v e a n d n e g a t i v e a r e a s ( s e e n o t e 1 ) 3 . T h e c r i t i c a l r a t i o ( R ) w a s c a l c u l a t e d u s i n g t h e a v e r a g e p o s i t i v e a n d n e g a t i v e a r e a s ( s e e n o t e 1 ) 4 . T h e s e a r e a s w e r e c a l c u l a t e d u s i n g t h e a v e r a g e r u t d e p t h i n t e s t s i t e s 1 t h r o u g h 6 , 8 , a n d 1 2 i s i n t h e H M A w h e r e a s t h e s e a t o f r u t t i n g i s i n t h e T h e r e s u l t s o f t h e a n a l y s e s l i s t e d i n T a b l e 4 . 1 i n d i c a t e t h a t t h e s e a t o f r u t t i n g f o r 1 6 9 . 1 ‘ p l l l p t p t l l i F 0 ! ' , " . " " Y . ” " 0 ' 9 " 8 “ . " " 9 3 1 ! ! ! 1 . " ! ‘ z ” " . “ " " . b a s e / s u b b a s e l a y e r f o r t e s t s i t e 7 . I n o r d e r t o v e r i f y t h e a p p l i c a b i l i t y o f t h e N C H R P p r o c e d u r e , t h e f o l l o w i n g d a t a w e r e c o m p a r e d : 0 T h e h i g h e s t a n d l o w e s t r u t d e p t h o b s e r v e d i n P a k i s t a n t e s t s i t e s v e r s u s t h o s e f o u n d i n t h e N C H R P r e p o r t . T h e f o r m e r w e r e 0 . 7 4 i n c h e s ( 1 8 . 9 m m ) a n d 0 . 3 3 i n c h e s ( 8 . 4 m m ) ( S e e T a b l e 4 . 1 ) a n d t h e l a t t e r w e r e 1 . 3 i n c h e s ( 3 3 m m ) a n d 0 . 2 5 i n c h e s ( 6 m m ) . . T h e d a t a s h o w s t h a t t h e r u t t i n g d e p t h s t h a t w e r e o b s e r v e d i n P a k i s t a n a r e w i t h i n t h e r a n g e o f r u t d e p t h s t h a t w e r e a n a l y z e d i n t h e N C H R P r e p o r t . 0 T h e m a x i m u m t i r e p r e s s u r e s a n d t r u c k l o a d s t h a t a r e o b s e r v e d i n P a k i s t a n v e r s u s t h o s e t h a t w e r e a n a l y z e d i n t h e N C H R P r e p o r t . I t i s s t a t e d i n t h e N C H R P r e p o r t t h a t , “ . . . h i g h c o n t a c t s t r e s s e s d o n o t a f f e c t t h e s h a p e o f t h e p a v e m e n t t r a n s v e r s e p r o fi l e i f t h e s a m e r u t d e p t h i s a c h i e v e d . ” S i n c e t h e r u t d e p t h w a s s i m i l a r , a s n o t e d a b o v e , t h e t i r e p r e s s u r e s a n d l o a d s w e r e e x a m i n e d t o d e t e r m i n e i f t h e c o n t a c t s t r e s s e s w e r e d i f f e r e n t . T h e m a x i m u m a n a l y z e d t i r e l o a d a n d p r e s s u r e i n t h e N C H R P r e p o r t w a s 5 , 8 4 0 l b a n d 1 0 5 p s i , r e s p e c t i v e l y . A c c o r d i n g t o a s t u d y d o n e b y t h e N a t i o n a l T r a n s p o r t R e s e a r c h C e n t r e ( N T R C 1 9 9 5 ) , t h e a v e r a g e t r u c k t i r e p r e s s u r e i n P a k i s t a n w a s 1 3 0 p s i W h i l e 7 5 % o f t h e s i n g l e a x l e l o a d i n g w a s a t 2 6 , 0 0 0 l b . F o r t h e p u r p o s e o f t h i s s t u d y , t h e s i n g l e a x l e l o a d w a s i n c r e a s e d t o 3 0 , 0 0 0 l b o r 7 , 5 0 0 l b p e r t i r e . T h e c o n t a c t s t r e s s e s f o r t h e l o a d a n d t i r e p r e s s u r e s c e n a r i o i n t h e N C H R P r e p o r t w a s 5 5 . 6 i n 2 a n d f o r t h e P a k i s t a n s c e n a r i o i t w a s c a l c u l a t e d t o b e 5 7 . 7 i n 2 . T h i s i n d i c a t e s t h a t t h e c o n t a c t s t r e s s e s a n d r u t d e p t h a r e a l m o s t s i m i l a r a n d h e n c e , t h e s h a p e o f t h e p a v e m e n t t r a n s v e r s e p r o fi l e d o e s n o t c h a n g e . 1 7 0 t . i 9 . l l l r l . . I . ‘ H I I . R I I : . " a 1 « . . . u . . I " ’ 0 . . , . , . . . . . I , : , I - . u g I s . { c c u r - u m - v . s ‘ v . m m r ! 1 t m 2 ‘ t w t t t m " T h e r e s u l t s m u s t b e v i e w e d s t i l l b e t a k e n w i t h c a u t i o n b e c a u s e t h e t i r e p r e s s u r e i n P a k i s t a n i s d r a s t i c a l l y h i g h e r t h a n t h e t i r e p r e s s u r e i n t h e N C H R P r e p o r t . F u r t h e r , r e s u l t s i n T a b l e 4 . 1 w e r e c o m p a r e d t o t h e b a c k c a l c u l a t e d l a y e r m o d u l i v a l u e s i n t h e s u b s e q u e n t s e c t i o n t o v e r i f y a n y l o w e r l a y e r w e a k n e s s . 4 . 2 . 5 D e fl e c t i o n D a t a a n d B a c k c a l c u l a t i o n o f L a y e r M o d u l i A s n o t e d i n C h a p t e r 3 , a l l t w e l v e A C s i t e s w e r e s u b j e c t e d t o d e fl e c t i o n t e s t s u s i n g a f a l l i n g w e i g h t d e fl e c t o m e t e r ( F W D ) . T h e d e fl e c t i o n d a t a a r e l i s t e d i n A p p e n d i x C . E a c h F W D t e s t w a s c o n d u c t e d u s i n g t h r e e l o a d l e v e l s ( 6 , 0 0 0 , 9 , 0 0 0 , a n d 1 5 , 0 0 0 p o u n d s ) . T h e d e fl e c t i o n d a t a w e r e u s e d t o a s s e s s t h e l i n e a r i t y o f t h e p a v e m e n t r e s p o n s e s t o l o a d a n d b a c k c a l c u l a t e t h e l a y e r m o d u l i u s i n g t h e M I C H B A C K c o m p u t e r p r o g r a m . T o a n a l y z e t h e l i n e a r i t y o f t h e p a v e m e n t r e s p o n s e t o l o a d , f o r e v e r y t e s t s i t e , t h e m e a s u r e d p e a k p a v e m e n t d e fl e c t i o n s w e r e p l o t t e d a g a i n s t t h e t h r e e a p p l i e d l o a d l e v e l s . F i g u r e 4 . 4 d e p i c t s a n e x a m p l e o f s u c h p l o t f o r t e s t s i t e 1 . T h e p l o t s f o r t h e o t h e r t e s t s i t e s a r e s h o w n i n A p p e n d i x C . E x a m i n a t i o n o f t h e d a t a s h o w n i n F i g u r e 4 . 4 a n d i n A p p e n d i x C i n d i c a t e s t h a t , f o r a l l 1 2 t e s t s i t e s , t h e p a v e m e n t r e s p o n s e t o 6 , 0 0 0 , 9 , 0 0 0 a n d 1 5 , 0 0 0 p o u n d l o a d s i s n e a r l y l i n e a r . G i v e n t h a t i n f o r m a t i o n , i t w a s d e c i d e d t o u s e t h e M I C H B A C K c o m p u t e r p r o g r a m ( a l i n e a r e l a s t i c l a y e r p r o g r a m ) t o b a c k c a l c u l a t e t h e p a v e m e n t l a y e r m o d u l i a s p r e s e n t e d a n d d i s c u s s e d b e l o w . A f t e r s t u d y i n g t h e l i n e a r i t y o f t h e p a v e m e n t r e s p o n s e t o l o a d , t h e m e a s u r e d d e fl e c t i o n s a n d t h e l a y e r t h i c k n e s s e s d a t a w e r e u s e d t o b a c k c a l c u l a t e t h e l a y e r m o d u l i u s i n g t h e M I C H B A C K s o f t w a r e . T h e f o r w a r d e n g i n e o f t h e M I C H B A C K s o f t w a r e i s a l i n e a r e l a s t i c l a y e r c o m p u t e r p r o g r a m k n o w n a s C h e v r o n X . T h e M I C H B A C K p r o g r a m 1 7 1 e a r ' I . v m ~ W 7 ' 7 1 1 ' “ H u n t “ , t o f u “ ? ! ’ 1 3 P “ ! é l " , I H N H f fl f ' . 1 " " ! ! " t h fl l " ' ' u s e s a N e w t o n i a n a l g o r i t h m t o c o n v e r g e t h e c a l c u l a t e d d e fl e c t i o n v a l u e s t o t h e m e a s u r e d o n e s i n a n i t e r a t i v e m a n n e r ( H a r i c h a n d r a n e t a 1 . 1 9 9 4 ) . + A c t u a l - - - - - - L i n e a r ] 2 5 . 0 0 2 0 . 0 0 - - 1 5 . 0 0 - - 1 0 . 0 0 - - D e fl e c t i o n ( m i l s ) . 5 . 0 0 0 . 0 0 4 5 0 0 6 0 0 0 7 5 0 0 9 0 0 0 1 0 5 0 0 1 2 0 0 0 1 3 5 0 0 1 5 0 0 0 1 6 5 0 0 L o a d l e v e l ( 1 b ) F i g u r e 4 . 4 D e fl e c t i o n d a t a v s . l o a d l e v e l l i n e a r i t y p l o t f o r t e s t s i t e 1 A t t h e o n s e t o f t h e b a c k c a l c u l a t i o n o f t h e p a v e m e n t l a y e r m o d u l i , f o r e a c h F W D t e s t , t h e m e a s u r e d d e fl e c t i o n d a t a w e r e p l o t t e d a g a i n s t t h e r a d i a l d i s t a n c e f r o m t h e c e n t e r o f t h e l o a d e d a r e a ( t h e d e fl e c t i o n b a s i n ) . T h e p l o t w a s t h e n u s e d t o a s s e s s w h e t h e r o r n o t : 1 . T h e d e fl e c t i o n d a t a m e a s u r e d b y t h e d e fl e c t i o n s e n s o r s a r e c o n s i s t e n t ( n o s a n d p a r t i c l e s u n d e r t h e s e n s o r s ) . 2 . T h e d e fl e c t i o n t e s t w a s n o t c o n d u c t e d i n t h e v i c i n i t y o f c r a c k s . 3 . A d e fl e c t i o n s e n s o r i s m a l fi m c t i o n i n g o r o u t o f c a l i b r a t i o n . I t w a s f o u n d t h a t f o r a l l F W D t e s t s , t h e d e fl e c t i o n d a t a m e a s u r e d b y t h e t h i r d d e fl e c t i o n s e n s o r ( D 2 ) , w h i c h i s l o c a t e d a t a d i s t a n c e o f 1 1 . 8 1 i n c h e s f r o m t h e c e n t e r o f t h e l o a d e d 1 7 2 . ) s l i m ( n o i t c e fl e D m . — 4 — — l p l — + — — l p I ~ + — — l X ‘ \ I - V ‘ . i - ¢ , ( , ; p | r l a t l l l l g ( ' 9 ’ F ' f f “ ! " " " , 1 " ' . \ ' . " " 9 9 1 ! ! ! 1 " ! ! ! 9 . ‘ . . " " 1 ' . ‘ ' ' - a r e a w a s e i t h e r m a l f u n c t i o n i n g o r o u t o f c a l i b r a t i o n . T h e m e a s u r e d d e fl e c t i o n d a t a c o n s i s t e n t l y s h o w e d a b n o r m a l i t y a t s e n s o r D 2 a s s h o w n i n F i g u r e 4 . 5 . H e n c e , t h e D 2 d e fl e c t i o n d a t a w e r e e l i m i n a t e d a n d t h e r e s u l t i n g d e fl e c t i o n b a s i n s h o w n i n F i g u r e 4 . 6 w a s u s e d i n t h e b a c k c a l c u l a t i o n . D i s t a n c e f r o m C e n t e r o f L o a d i n g P l a t e ( i n ) 0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 O 0 ' 0 0 l ' 7 l l l 1 . 0 0 - 2 . 0 0 4 1 — F i g u r e 4 . 5 D e fl e c t i o n b a s i n o f s e n s o r s D 0 t h r o u g h D 6 T h e m e a s u r e d d e fl e c t i o n d a t a a t t h e 9 , 0 0 0 l b l o a d l e v e l w a s u s e d i n t h e b a c k c a l c u l a t i o n . A l s o , a s s e e n i n F i g u r e 4 . 6 , t h e s e v e n s e n s o r s t h a t w e r e u s e d i n t h e b a c k c a l c u l a t i o n p r o c e s s a r e D 0 , D 1 a n d D 3 t h r o u g h D 7 . I n t h e b a c k c a l c u l a t i o n s a t h r e e l a y e r s y s t e m ( A C , c o m b i n e d b a s e a n d s u b b a s e , a n d r o a d b e d s o i l ) w a s a d o p t e d . T h e l a y e r t h i c k n e s s e s w e r e d e t e r m i n e d f r o m t h e p a v e m e n t c o r e s a n d s o i l b o r i n g s , a s s e e n i n T a b l e 3 . 5 , w e r e u s e d a s i n p u t s t o t h e M I C H B A C K s o f t w a r e . 1 7 3 D i s t a n c e f r o m C e n t e r o f L o a d i n g P l a t e ( i n ) 0 . 0 0 1 . 0 0 - 2 . 0 0 3 . 0 0 D e f l e c t i o n ( m i l s ) . 4 . 0 0 5 . 0 0 6 . 0 0 F i g u r e 4 . 6 D e fl e c t i o n b a s i n o f s e n s o r s D 0 , D 1 a n d D 3 t h r o u g h D 7 I n o r d e r t o d e t e r m i n e t h e p r e s e n c e o f a s t i f f l a y e r , B o u s s i n e s q e q u a t i o n s ( E q u a t i o n s 4 a n d 5 ) w e r e u s e d t o c a l c u l a t e t h e e q u i v a l e n t m o d u l u s ( E 0 ) o f t h e p a v e m e n t s y s t e m u s i n g t h e m e a s u r e d d e fl e c t i o n d a t a a t e a c h d e fl e c t i o n s e n s o r . 2 E 0 ( 0 ) = 2 W ( 4 ) 6 1 1 ( 0 ) ( 1 — g 2 ) 0 0 x a 2 r x d ( r ) ( 5 ) E . ( r ) = E o ( r ) = s u r f a c e m o d u l u s a t a d i s t a n c e r fi o m t h e c e n t e r o f t h e F W D l o a d i n g p l a t e u = P o i s s o n ’ s r a t i o ( 0 . 5 a s s u m e d ) 0 0 = c o n t a c t s t r e s s u n d e r t h e l o a d i n g p l a t e ( 8 2 p s i ) d ( r ) = d e fl e c t i o n a t a d i s t a n c e r ( i n c h ) a = r a d i u s o f l o a d i n g p l a t e ( 5 . 9 1 i n c h ) 1 7 4 ) h c n i ( d a o l f o r e t n e c m o r f e c n a t s i D ) ) h c n i ( d a o l f o r e t n e c m o r f e c n a t s i D p o s s i b l e o u t c o m e s . T h e s e p o s s i b i l i t i e s a r e s h o w n i n F i g u r e 4 . 7 a n d a r e a s f o l l o w s : B y p l o t t i n g E o a g a i n s t t h e d i s t a n c e b e t w e e n t h e s e n s o r a n d t h e l o a d , t h e r e a r e f o u r F i g u r e 4 . 5 a — D e e p s t i f f l a y e r ( 7 2 0 i n c h e s o r m o r e ) F i g u r e 4 . 5 b - S t i f f l a y e r a t a s h a l l o w d e p t h F i g u r e 4 . 5 c — S t i f f l a y e r a t i n t e r m e d i a t e d e p t h ( 1 5 0 — 5 0 0 i n c h ) F i g u r e 4 . 5 d — D e e p s t i f f l a y e r o r n o s t i f f l a y e r D i s t a n c e f r o m c e n t e r o f l o a d ( i n c h E q u i v a l e n t m o d u l u s ( E 0 ) k s i 0 1 0 2 0 3 0 4 O 0 1 0 2 0 3 0 4 0 2 0 - fl D i s t a n c e f r o m c e n t e r o f l o a d ( i n c h ) E q u i v a l e n t m o d u l u s ( E 0 ) k s i 0 5 0 1 0 0 1 5 0 2 0 0 0 ' i i l l l l 2 0 " ” l 4 0 . . . . _ . — . 6 0 E q u w a l e n t m o d u l u s ( E o ) k 5 1 O 5 1 0 1 5 2 0 O l 1 2 0 - , - 4 0 . 6 0 F i g u r e 4 . 7 P l o t s u s e d i n d e t e r m i n i n g t h e p r e s e n c e o f a s t i f f l a y e r 1 7 5 T h e b a c k c a l c u l a t e d m o d u l i r e s u l t s f o r a l l F W D t e s t s c a n b e s e e n i n A p p e n d i x C , T a b l e s C — l t h r o u g h C — 3 4 . A r o o t m e a n s q u a r e ( R M S ) o f l e s s t h a n 5 % w a s u s e d a s t h e c r i t e r i o n f o r a c c e p t a b l e b a c k c a l c u l a t e d m o d u l u s v a l u e s . T h e a v e r a g e , s t a n d a r d d e v i a t i o n , m a x i m u m a n d m i n i m u m o f t h e a c c e p t e d m o d u l i v a l u e s f o r e a c h A C s i t e a n d t h e i r r e s p e c t i v e s e c t i o n c a n b e s e e n i n a n d T a b l e s 4 . 2 a n d 4 . 3 . W i t h i n e a c h s i t e , a n a n a l y s i s w a s d o n e o n t h e v a r i a b i l i t y o f t h e b a c k c a l c u l a t e d A C , b a s e / s u b b a s e a n d r o a d b e d s o i l m o d u l i . A n e x a m p l e o f t h e v a r i a b i l i t y o f t h e A C m o d u l u s f o r t e s t s i t e 3 i s s h o w n i n F i g u r e 4 . 8 , t h e r e s t o f t h e fi g u r e s a r e s h o w n i n A p p e n d i x C , F i g u r e s C — 1 2 t h r o u g h C — 2 3 . 8 0 0 7 0 0 - — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — l l 6 0 0 ” i m . _ 5 0 0 - r r r r r r r 1 ‘ 4 0 0 - r r r r r r r — ' 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 i 3 0 0 . r r r r r r r r . — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — A C m o d u l u s ( k s i ) 2 0 0 a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 0 0 ~ — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — - A A A A A A A A A A A A A A A A A A - I . l I S e c t i o n # F i g u r e 4 . 8 V a r i a b i l i t y o f t h e b a c k c a l c u l a t e d A C m o d u l u s f o r t e s t s i t e 3 A n a l y z i n g t h e i n f o r m a t i o n i n T a b l e s 4 . 2 a n d 4 . 3 a n d v a r i a b i l i t y g r a p h s ( s u c h a s F i g u r e 4 . 8 ) t h e f o l l o w i n g a s s e s s m e n t w a s d e t e r m i n e d a b o u t t h e b a c k c a l c u l a t e d A C l a y e r m o d u l i : 0 T e s t s i t e s 1 a n d 1 2 s h o w a h i g h v a r i a b i l i t y b e t w e e n t h e i r s e c t i o n s . 0 T h e a v e r a g e A C m o d u l u s e x c e e d s 1 , 0 0 0 k s i i n t e s t s i t e s 1 , 5 a n d 1 2 . 1 7 6 “ * W ’ fi v ‘ " m u m 3 4 8 1 3 7 6 9 8 1 7 9 4 6 8 2 0 4 0 3 1 1 1 1 1 6 2 2 3 3 1 1 3 2 6 i n i M m u 3 2 4 1 4 0 0 5 9 3 7 5 3 4 9 2 4 3 , , 7 4 4 2 4 6 3 3 2 7 4 6 m 6 9 7 4 1 3 6 4 n x o i a t M c e S 1 1 . v 0 1 7 7 d 5 3 1 4 e 8 0 8 3 5 7 2 4 2 7 4 t 1 1 5 5 1 1 1 S D 3 e g 9 a 6 7 9 0 6 1 0 0 6 4 5 5 8 4 7 r 1 2 3 7 0 1 1 1 e v A m u 5 4 1 3 3 , 6 4 2 2 2 2 4 3 1 m 9 6 0 5 8 1 i n i M i s k m ( s u 2 1 7 9 0 9 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 4 4 4 2 2 8 7 6 1 9 8 2 3 5 0 3 m 7 6 0 5 0 1 1 2 e u 1 n x 9 2 8 0 6 7 5 , , 1 3 6 3 6 6 5 2 2 2 3 3 1 3 8 9 0 6 4 0 1 l 1 1 o i a a t M V c e s r S u l u v . 6 1 0 e y a l d 8 3 0 1 3 d e 2 t 1 3 3 3 3 5 6 9 5 2 5 8 2 4 l 3 1 o S D 5 M e g 6 a 4 6 0 8 3 6 i o s d e b d a o e s a b = B S r e v A m u m i n i M m u m 1 x a I 1 n o i t M c e S 7 4 0 6 0 1 8 3 4 2 2 1 1 1 1 4 2 5 2 . 3 1 4 5 6 7 4 5 9 8 1 3 4 8 0 4 9 0 7 3 8 8 2 3 2 = B R , r e 0 1 8 3 5 5 2 1 0 4 9 1 1 1 1 y 1 4 2 a 6 1 1 r 7 5 5 8 8 6 9 9 1 3 1 6 2 3 6 4 8 4 4 2 1 , , 8 3 6 4 9 5 2 6 3 3 3 0 8 — 3 1 l e s a b b u s 2 2 . v 0 0 1 2 d 8 1 4 0 0 t 1 1 1 e 1 8 5 4 3 3 5 2 1 0 6 5 / S D 5 4 2 1 e g 5 B , r e y a l a 5 2 0 9 2 5 4 7 6 7 8 7 1 6 6 r 3 4 5 8 1 1 1 0 e 7 4 2 2 2 5 2 e 5 5 4 3 1 t , 1 v A r e y a L r e e t b i m S u N “ “ l l l i i i 3 0 0 3 3 3 3 o o o C C 3 C C S 5 C S S 5 ’ 3 3 5 3 A A A A A 3 W W W B B B B W B R R R R R 2 4 3 5 6 e r c n o c t l a h p s a = C A : e t o N T a b l e 4 . 2 A v e r a g e , s t a n d a r d d e v i a t i o n , m a x i m u m a n d m i n i m u m m o d u l u s v a l u e s f o r t e s t s i t e s 1 t h r o u g h 6 A C 5 6 4 1 5 3 9 0 1 2 7 8 1 , 4 3 5 8 5 1 3 , 1 1 8 1 9 3 1 , 0 0 3 5 6 9 2 , 4 5 6 2 2 9 1 M B 3 5 6 4 4 2 4 1 5 6 5 7 3 2 7 9 0 9 4 3 1 1 6 2 5 0 R B 3 0 “ 3 4 4 4 0 2 6 2 0 2 2 4 1 7 2 4 4 3 2 1 9 1 7 7 m u m 2 1 4 1 7 2 n n i o o 2 1 6 1 1 1 8 1 3 5 2 i i 7 n i M m u t t a a m m r r o o f f n n i i 2 m 9 3 9 n n 0 1 8 5 5 1 3 o o 1 i 1 1 1 1 . 2 2 i 1 i , 6 1 n x 1 t t 1 2 6 1 h o g i u t o c r h e S a M c c e e fl fl e e d d t v 2 . d d 9 d 5 e e 3 t 1 e 3 3 7 1 r r 7 8 5 1 7 2 S D 2 s e t i s e g t a 5 4 3 6 3 u u s s a a e e m m o o 6 4 6 1 0 7 s N N r 1 1 1 8 7 2 e t r o I f s e e 6 , 1 1 v A m u u m 1 7 1 1 9 1 0 0 2 5 7 6 l 0 1 5 5 2 2 3 4 1 1 1 1 3 3 8 a v s u i n i M l s i u ( k m u d 9 2 8 o 2 e i s m 7 2 7 4 5 4 5 0 6 3 1 2 2 1 9 7 1 9 4 m u 2 2 2 1 , 1 , , 1 8 5 2 n x l 1 1 3 m o i a a u t M V m e c s i S u l . n 8 8 v 2 u r e y a l 3 3 5 2 3 7 3 5 2 3 l 1 3 3 7 4 6 3 1 4 i t 1 d e d 9 m M o S D i o s d e b d d n a m e g 0 a 2 4 1 r 1 3 8 8 4 2 6 4 5 5 a 5 0 7 2 2 4 1 3 3 9 7 o u e 7 8 , 1 m i 1 x a m v A m u 7 m 9 5 8 r = B R , r e , i 1 1 1 1 1 1 3 4 4 3 5 5 4 5 1 5 6 0 2 y 2 7 n o n i 3 3 , a 1 l i e t a i v e d M m u 0 6 s a b b u s d 9 5 2 5 8 1 6 O 3 3 5 — m 8 6 8 2 0 1 3 i 0 0 1 r 9 e 1 , 1 1 1 , 3 5 2 2 n x a o d i a t M n a c e t S s . v d 0 1 2 s 5 7 6 6 a b = B S 3 0 1 4 1 / 1 , e 5 t 2 e S D 2 5 g a r e v A 3 e g a r e v 4 0 5 5 9 6 4 3 6 B , r e y a l e 1 7 4 4 3 1 7 t 7 e . r A 4 e l b a T l i o B S B B S S S c n o c t l a h p s C C C C / B / / a A A B R A A B B = C A : e t o N 1 7 8 S i t e N u m b e r L a y e r 6 3 9 2 3 9 — — — 4 1 , 1 2 8 2 4 8 7 4 7 3 9 9 1 , 3 8 1 2 0 0 7 7 4 3 0 8 1 , 5 2 4 4 1 1 B / S B 6 9 R B S o i l 2 2 5 0 9 1 7 3 1 9 5 9 6 8 5 8 3 4 9 6 1 6 1 7 2 9 5 9 4 0 9 8 2 5 2 2 2 1 , 3 2 2 5 2 3 B / S B 3 9 4 6 3 3 4 1 1 7 6 3 1 5 5 5 2 8 1 3 0 2 4 R B S o i l 2 6 9 0 4 0 7 5 1 7 1 0 0 5 1 8 7 4 5 1 8 0 4 7 5 4 6 7 0 5 2 8 8 4 4 7 1 3 5 7 5 2 2 7 7 B / S B R B S o i l 2 8 9 4 1 6 5 3 2 8 1 3 0 2 7 A C 3 1 0 R B S o i l 1 2 A C 2 . 3 4 2 3 2 R B S o i l 1 2 0 3 6 0 T h e a v e r a g e A C m o d u l u s e x c e e d s 2 5 0 k s i f o r t e s t s i t e s 2 , 3 , 4 , 6 , 7 , 8 , 9 , 1 0 a n d 1 1 . 0 D u e t o a w i d e r a n g e i n A C m o d u l i f r o m s i t e t o s i t e , t h e r e i s a n i n d i c a t i o n o f a l a r g e v a r i a b i l i t y i n a g i n g . F r o m t h e a b o v e a s s e s s m e n t , i t w a s d e t e r m i n e d t h a t t h e A C l a y e r f o r t e s t s i t e 1 , h a s u n d e r g o n e m a j o r a g i n g a n d h a r d e n i n g . T h i s i s o f s o m e c o n c e r n b e c a u s e t h e p a v e m e n t i s l e s s t h a n s e v e n y e a r s o l d a t t h i s s i t e , c o m p a r e d t o o l d e r t h a n s e v e n y e a r s o l d f o r t e s t s i t e s 5 a n d 1 2 . T h e f o l l o w i n g a s s e s s m e n t w a s d e t e r m i n e d a b o u t t h e b a c k c a l c u l a t e d b a s e / s u b b a s e l a y e r m o d u l i : - T e s t s i t e s 1 , 2 a n d 1 2 s h o w h i g h v a r i a b i l i t y b e t w e e n t h e i r s e c t i o n s . 0 T h e m i n i m u m b a s e / s u b b a s e m o d u l u s i n t e s t s i t e s 4 , 5 , 6 , 8 , 9 , 1 0 a n d 1 1 r a n g e f r o m 1 0 t o 2 0 k s i . H o w e v e r f o r t h e s e p a r t i c u l a r s i t e s , t h e a v e r a g e m o d u l u s e x c e e d e d 1 5 , 0 0 0 k s i . - T h e m i n i m u m b a s e / s u b b a s e m o d u l u s i n t e s t s i t e s 1 , 2 , 3 , 7 , a n d 1 2 r a n g e f r o m 2 4 t o 6 7 k s i . T h e b a s e / s u b b a s e m o d u l u s o f t e s t s i t e 7 w a s c a u t i o u s l y a n a l y z e d b e c a u s e i n S e c t i o n 4 . 2 . 4 i t w a s d e t e r m i n e d t h a t t h e s e a t o f r u t t i n g w a s i n t h e b a s e l a y e r . F r o m t h e b a c k c a l c u l a t e d r e s u l t s , t h e b a s e / s u b b a s e m o d u l u s o f t h i s l a y e r i s r e l a t i v e l y h i g h , h a v i n g a n a v e r a g e v a l u e o f 7 7 k s i . T h e f o l l o w i n g a s s e s s m e n t w a s d e t e r m i n e d f o r t h e b a c k c a l c u l a t e d r o a d b e d s o i l l a y e r m o d u l i : 1 7 9 o F o r a l l s i t e s , t h e r o a d b e d s o i l m o d u l u s w a s r e l a t i v e l y h i g h . F o r e v e r y s i t e , t h e m i n i m u m v a l u e s e x c e e d i n g 1 0 k s i . 0 F o r t e s t s i t e s 1 , 4 , 5 , 6 , 7 , 8 a n d 1 1 t h e a v e r a g e r o a d b e d s o i l m o d u l u s r a n g e d f r o m 1 4 t o 3 5 k s i 0 F o r t e s t s i t e s 2 , 9 , 1 0 a n d 1 2 t h e a v e r a g e r o a d b e d s o i l m o d u l u s r a n g e d f r o m 4 5 t o 1 2 5 k s i o F o r t e s t s i t e 3 , a l a r g e v a r i a b i l i t y i n t h e r o a d b e d s o i l m o d u l u s w a s f o u n d . S e c t i o n s 1 a n d 3 w e r e r e l a t i v e l y s i m i l a r a t 5 7 a n d 4 0 k s i r e s p e c t i v e l y . F o r s e c t i o n 2 t h e m o d u l u s w a s b a c k c a l c u l a t e d t o b e 1 4 k s i . T h e r o a d b e d s o i l m o d u l u s v a l u e w a s d e t e r m i n e d t o b e a d e q u a t e t o s u p p o r t r e c y c l i n g . I n g e n e r a l , a r o a d b e d s o i l w i t h a m o d u l u s g r e a t e r t h a n 5 k s i d o e s n o t r e q u i r e a n y a t t e n t i o n w h e n t h e r e i s a n e e d t o r e h a b i l i t a t e t h e u p p e r p a v e m e n t l a y e r s . 4 . 3 L A B O R A T O R Y D A T A E V A L U A T I O N R e s u l t s f r o m v a r i o u s l a b o r a t o r y t e s t s a n d c l i m a t i c d a t a w e r e a n a l y z e d t o d e t e r m i n e w h e t h e r o r n o t t h e r e c o v e r e d m a t e r i a l s a r e s u i t a b l e f o r r e c y c l i n g . F i r s t , h i s t o r i c a l c l i m a t i c d a t a i n P a k i s t a n w e r e o b t a i n e d a n d a n a l y z e d t o d e t e r m i n e t h e r e q u i r e d b a s e p e r f o r m a n c e g r a d e ( P G ) o f e a c h t e s t s i t e . S e c o n d , b l e n d e d b i n d e r s w e r e t e s t e d a n d a n a l y z e d t o d e t e r m i n e t h e i r P G . B a s e d o n t h e r e s u l t s , t h e p e r c e n t o f r e c o v e r e d m a t e r i a l t o b e u s e d t h a t m e e t t h e r e q u i r e d b a s e P G o f a p a r t i c u l a r s i t e c o u l d b e d e t e r m i n e d . F i n a l l y v o l u m e t r i c a n d s i m p l e p e r f o r m a n c e t e s t ( S P T ) d a t a w e r e a n a l y z e d t o a s s e s s t h e p e r f o r m a n c e o f t h e r e c y c l e d a s p h a l t m i x t u r e s . T h e v a r i o u s a n a l y s e s s t a t e d a b o v e a r e d e t a i l e d i n t h e n e x t s u b s e c t i o n s . 1 8 0 n u m u n ‘ v f n fi u ; “ 1 ’ 3 3 " . ' " Y ' U U ' V “ " " 9 8 1 ! ! ! " H f ! ” ‘ t i fl ' l h - . . . . 4 . 3 . 1 E v a l u a t i o n o f C l i m a t e a n d R e q u i r e d P G G r a d e T h e c l i m a t e o f P a k i s t a n w a s e v a l u a t e d i n a p r e v i o u s r e p o r t ( B a l a d i e t a 1 . 2 0 0 8 ) b y g a t h e r i n g h i s t o r i c a l t e m p e r a t u r e d a t a f r o m 2 1 w e a t h e r s t a t i o n s w i t h i n P a k i s t a n . T h e h o t t e s t 7 - d a y p e r i o d w a s d e t e r m i n e d f o r e a c h y e a r a n d t h e n t h e a v e r a g e m a x i m u m a i r t e m p e r a t u r e f o r t h e 7 - d a y p e r i o d s w a s c a l c u l a t e d f o r e a c h s t a t i o n . S i m i l a r l y , t h e l o w e s t m i n i m u m a i r t e m p e r a t u r e o f t h e y e a r w a s d e t e r m i n e d f o r e a c h y e a r a n d w a s a v e r a g e d o v e r t h e a v a i l a b l e y e a r s ’ d a t a t o g e t a n a v e r a g e o n e — d a y m i n i m u m a i r t e m p e r a t u r e . B a s e d o n t h e s e fi n d i n g s , t h e m i n i m u m r e q u i r e d b a s e p e r f o r m a n c e g r a d e s ( P G ) w e r e d e t e r m i n e d f o r v a r i o u s g e o g r a p h i c a l r e g i o n s i n P a k i s t a n a s s h o w n i n F i g u r e 4 . 9 . F r o m t h e fi g u r e i t w a s d e t e r m i n e d t h a t t h e m i n i m u m r e q u i r e d b a s e P G f o r t e s t S i t e s 1 t h r o u g h 8 a n d 1 2 i s 7 0 - 1 0 , a n d 6 4 - 1 0 f o r t e s t s i t e s 9 t h r o u g h 1 1 . T h e m i n i m u m r e q u i r e d b a s e P G f o r e a c h t e s t s i t e w a s a d j u s t e d a s a fi i n c t i o n o f t r a f fi c s p e e d a n d v o l u m e a s r e c o m m e n d e d b y t h e A s p h a l t I n s t i t u t e ( S P - 1 , 2 0 0 3 ) . T h e r e s u l t s a r e l i s t e d i n T a b l e 4 . 4 . T a b l e 4 . 4 B a s e a n d s h i f t e d p e r f o r m a n c e g r a d e s a c c o r d i n g t o t r a f f i c s p e e d a n d v o l u m e B a s e S l o w s p e e d t r a f fi c a n d 3 t o S t a n d i n g t r a f fi c a n d m o r e T e s t s i t e s g r a d e s 2 9 . 9 m i l l i o n E S A L s t h a n 3 0 m i l l i o n E S A L s 9 - 1 1 P G 6 4 - 1 0 P G 7 0 - 1 0 P G 7 6 - 1 0 1 - 8 , 1 2 P G 7 0 - 1 0 P G 7 6 - 1 0 P G 8 2 - 1 0 1 8 1 H n u t - " 1 m " M n " . r m " h i - s a n i t a r y ” ! w r i t w t m " ' ‘ " 4 . 3 . 2 A n a l y s i s o f A s p h a l t B l e n d e d B i n d e r T h e v i r g i n b i n d e r A R L 6 0 / 7 0 w a s t h e o n l y b i n d e r b l e n d e d w i t h t h e r e c o v e r e d b i n d e r s f r o m N o w s h e r a a n d M a n d r a s i t e s . F o r e a c h s i t e , t h e b l e n d w a s m a d e u s i n g d i f f e r e n t p e r c e n t a g e s o f r e c o v e r e d b i n d e r . T h e D S R a n d B B R t e s t r e s u l t s w e r e t h e n u s e d t o d e t e r m i n e t h e c r i t i c a l h i g h a n d l o w t e m p e r a t u r e s a n d t h e P G o f t h e v i r g i n a n d e a c h b l e n d e d b i n d e r . I t s h o u l d b e n o t e d t h a t t h e c r i t i c a l t e m p e r a t u r e s a n d t h e P G o f t h e o t h e r fi v e v i r g i n b i n d e r s w e r e o b t a i n e d a n d a r e l i s t e d i n T a b l e D - 2 o f A p p e n d i x D . T h e D S R r e s u l t s s h o w n i n T a b l e 3 . 2 7 w e r e a n a l y z e d t o d e t e r m i n e t h e c r i t i c a l h i g h t e m p e r a t u r e s . T h e A s p h a l t I n s t i t u t e ’ s S P — l d e fi n e s t h e c r i t i c a l h i g h t e m p e r a t u r e a s t h e t e m p e r a t u r e a t w h i c h t h e r a t i o G * / s i n 8 i s e q u a l 1 k P a . S i n c e t h e d a t a i n T a b l e 3 . 2 7 d o e s n o t i n d i c a t e G * / s i n 8 o f 1 k p a , a r u l e o f t h u m b ( M S — 2 5 2 0 0 7 ) w a s u s e d t o d e t e r m i n e t h e c r i t i c a l h i g h t e m p e r a t u r e s . T h i s r u l e o f t h u m b s t a t e s t h e r a t i o G * / s i n 8 c a n b e o n e h a l f i f t h e t e m p e r a t u r e i s i n c r e a s e d b y 6 d e g r e e s o r d o u b l e d i f t h e t e m p e r a t u r e i s d e c r e a s e d b y 6 d e g r e e s . F o r e x a m p l e , i f t h e D S R o u t p u t s h o w e d t h a t a t 6 0 ° C , G * / s i n 5 i s e q u a l t o 3 . 5 k P a , t h e n t h e r u l e o f t h u m b w o u l d e s t i m a t e G * / s i n 8 t o b e 1 . 7 5 k P a a t 6 6 ° C a n d 7 k P a a t 5 4 ° C . T h e r u l e o f t h u m b w a s a p p l i e d t o t h e D S R r e s u l t s i n l i s t e d T a b l e 3 . 2 7 . F i g u r e 4 . 1 0 s h o w s a n e x a m p l e o f h o w t h e r u l e o f t h u m b w a s u s e d f o r a M a n d r a b l e n d e d b i n d e r a t 7 0 % r e c o v e r e d m a t e r i a l . T h e c r i t i c a l h i g h t e m p e r a t u r e f o r a l l b l e n d e d b i n d e r s c a n b e s e e n i n T a b l e 4 . 5 . T h e c r i t i c a l h i g h t e m p e r a t u r e f o r t h e 1 0 0 p e r c e n t r e c o v e r e d b i n d e r f o r N o w s h e r a w a s d e t e r m i n e d t o b e i n a c c u r a t e . T h i s w a s b e c a u s e t h e r a t e o f c h a n g e o f G * / s i n 8 f r o m 9 0 p e r c e n t t o 1 0 0 p e r c e n t w a s s i g n i fi c a n t l y h i g h e r t h a n a n y o t h e r G * / s i n 8 w h e n t h e p e r c e n t r e c o v e r e d b i n d e r w a s i n c r e a s e d b y 1 0 p e r c e n t . T h e r a t e o f c h a n g e o f G * / s i n 8 f r o m 9 0 t o 1 8 3 1 0 0 p e r c e n t f o r t h e N o w s h e r a b l e n d s w a s 5 . 1 . T h e r a t e o f c h a n g e o f G * / s i n 8 f o r M a n d r a b l e n d s f r o m 9 0 t o 1 0 0 p e r c e n t w a s 1 . 2 . T h e h i g h e s t r a t e o f c h a n g e o f G * / s i n 8 f o r a n y 1 0 p e r c e n t i n c r e a s e w a s d e t e r m i n e d t o b e 2 . 2 . T h i s c l e a r l y s h o w s t h e r e w a s i n a c c u r a c y i n t h e D S R d a t a f o r t h e 1 0 0 p e r c e n t r e c o v e r e d N o w s h e r a b i n d e r . I n o r d e r t o d e t e r m i n e t h e c r i t i c a l l o w t e m p e r a t u r e , t h e B E R r e s u l t s ( s h o w n i n T a b l e s 3 . 2 8 ) w e r e f i n ‘ t h e r a n a l y z e d . A c c o r d i n g t o t h e A s p h a l t I n s t i t u t e ( S P - 1 2 0 0 3 ) , t h e c r i t i c a l l o w t e m p e r a t u r e o f t h e b i n d e r i s a t a c r e e p s t i f f n e s s ( s - v a l u e ) o f 3 0 0 M P a o r l e s s a n d / o r t h e s l o p e ( m - v a l u e ) i s 0 . 3 0 0 o r g r e a t e r . S i n c e t h e B E R t e s t w a s o n l y d o n e a t t h r e e t e m p e r a t u r e s ( - 6 , - 1 2 a n d - 1 8 ° C ) , t h e s t i f f n e s s a n d m - v a l u e w e r e p l o t t e d a g a i n s t t h e s e t e m p e r a t u r e s s o t h a t t h e c r i t i c a l l o w t e m p e r a t u r e c o u l d b e e x t r a p o l a t e d f r o m t h e p l o t s . F i g u r e 4 . 1 1 s h o w s a n e x a m p l e o f t h e s e p l o t s u s e d t o d e t e r m i n e t h e c r i t i c a l l o w t e m p e r a t u r e . T h e c r i t i c a l l o w t e m p e r a t u r e s f o r t h e s t i f f n e s s a n d m — v a l u e c r i t e r i a a r e l i s t e d i n T a b l e 4 . 5 . 1 1 0 . 0 0 I l l 1 1 0 0 . 0 0 , _ _ — - — — ~ + — J r — — — l — ~ y = 9 6 . 7 3 x * " ° 9 5 4 _ _ _ . g ” ‘ _ _ ‘ l I R 2 = 0 . 9 9 9 1 : 3 9 0 . 0 0 ~ — — - — — — — ~ — — — — — — — . . 4 8 l l 0 . ) . g 8 0 . 0 0 ~ ~ — — ~ — — ~ — T — — ] — — — — — — — | — — — — — - ] — — — — — E [ O r i g i n a l v a l u e I g 7 0 ’ 0 0 ‘ ” _ ‘ m — ‘ r — — 7 — — - l — — - i — — — ' C D 6 0 . 0 0 « — — - — ~ - — 4 — — — _ — i _ _ d _ _ _ 1 _ _ _ . - 1 “ _ _ L l l l 5 0 . 0 0 r a i s 0 1 2 3 4 5 6 G * / 5 1 1 1 8 ( k P a ) F i g u r e 4 . 1 0 D e t e r m i n a t i o n o f c r i t i c a l h i g h t e m p e r a t u r e f o r M a n d r a 7 0 % 1 8 4 m m , I I ; . g - g g o m m m , - n i ' . u n m e t } . i r v t i t w t m t l " ' ‘ T a b l e 4 5 C r i t i c a l t e m p e r a t u r e s a n d P G o f v i r g i n a n d b l e n d e d b i n d e r s C r i t i c a l T e m p e r a t u r e ( ° C ) % R e c o v e r e d ( a g e d L B i n d e r S o u r c e A g i g P r o p e r t y 0 a 4 0 7 0 8 0 9 0 1 0 0 i m a g e d D S R G * / S i n 8 6 7 . 9 2 8 7 . 0 6 9 1 . 1 1 9 2 . 8 1 9 6 . 2 7 1 1 0 . 6 7 a g e d B B R S - v a l u e - 1 9 . 3 - 1 8 . 6 — 1 7 . 0 - 1 5 . 1 > 1 4 3 - 1 3 . 3 u s i n g N o w s h e r a P A V B B R m - v a l u e - 1 6 . 2 — 1 6 . 6 - 1 2 . 8 - 9 . 7 - 5 . 0 - 7 . 9 P G 6 4 — 1 6 8 2 — 1 6 8 8 — 1 0 8 8 - 4 9 4 — 4 1 0 6 - 4 P G ( S P 1 ) 6 4 - 2 2 8 2 - 2 2 8 8 - 2 2 8 8 — 1 6 9 4 - 1 0 1 0 6 - 1 6 i m a g e d D S R G * / S i n 8 6 7 . 9 2 8 6 . 7 9 9 6 . 7 0 9 9 . 4 5 1 0 6 . 1 7 1 0 7 . 5 6 a g e d B B R S — v a l u e — 1 9 . 3 - 1 8 . 6 — 1 9 . 1 - 1 7 . 4 - l 7 . 0 - 1 0 . 2 u s i n g M a n d r a P A V B B R m — v a l u e - 1 6 . 2 — 1 8 . 0 ~ 1 0 . 9 — 8 . 9 ~ l 1 . 4 — 8 . 7 P G 6 4 - 1 6 8 2 - 1 6 9 4 - 1 0 9 4 - 4 1 0 6 - 1 0 1 0 6 — 4 P G ( S P 1 ) 6 4 - 2 2 8 2 - 2 8 9 4 — 1 6 9 4 — 1 6 1 0 6 — 1 6 1 0 6 - 1 6 N o t e : s h a d e d a r e a w a s r e m o v e d f r o m a n a l y s i s b e c a u s e o f i n a c c u r a t e d a t a f r o m t h e B B R a n d D S R t e s t s . a = 0 % r e c o v e r e d b i n d e r i s A R L 6 0 / 7 0 0 l ' l . i i ‘ T i — - 0 0 5 0 5 8 5 ; ; 1 ‘ . _ 5 . - _ . _ _ 7 ( - . 7 4 7 7 7 g _ ‘ y e . x — 1 . i fi 1 l A l l 2 . 3 3 ‘ y i R = o w m J l 1 | < 3 5 ) _ 1 0 , . . - - - 7 1 , . ; p 7 1 - 1 5 ; . : : . : ; " 1 T ‘ _ _ . l 1 ‘ 1 5 l 1 ‘ ; s 1 , i 3 * - 1 5 ~ 7 7 . 2 C r i t i c a l l o w t e m p e r a t u r e d - - - f 7 7 * ‘ 7 A - - - - - 1 I E 7 l l l l l i 8 — 2 0 — — — ~ 4 q « ‘ ~ 7 - - I 1 : 1 1 U 1 i 1 l l - 2 5 _ ‘ 1 “ — r 1 ' ” t r i t i u m — 1 ‘ ; . ( ‘ l 3 0 l i i l l . l 0 5 0 1 0 0 1 5 0 2 0 0 2 5 0 3 0 0 3 5 0 L S t i f f n e s s M P a i i n h i m fl . - _ m L , - _ v l F i g u r e 4 . 1 1 D e t e r m i n a t i o n o f c r i t i c a l l o w t e m p e r a t u r e f o r N o w s h e r a 7 0 % 1 8 5 ‘ I n ? ” ' U r ‘ t ' r ' r p ' i . 9 5 ' F ' f ' . ' Y H " ( ’ ! § ' 9 ' . § ' . " ! H ? 3 ! § ' . i " ! . ‘ ! ! ‘ , “ . l fl ' . ' - ' ' . 1 0 ? ! " ! " " ’ ” ” . L 7 1 3 W i t h t h e c r i t i c a l h i g h a n d l o w t e m p e r a t u r e s k n o w n , t h e P G g r a d e s w e r e d e t e r m i n e d f o r t h e b l e n d e d b i n d e r s a n d a r e l i s t e d i n T a b l e 4 . 5 . I t s h o u l d b e n o t e d t h a t t h e c r i t e r i o n f o r t h e m - v a l u e a l w a y s c o n t r o l l e d t h e l o w t e m p e r a t u r e P G o f t h e b i n d e r . T w o P G s a r e s h o w n i n T a b l e 4 . 5 ; t h e fi r s t i s t h e P G w h i c h u s e s t h e e x a c t c r i t i c a l l o w t e m p e r a t u r e . T h e s e c o n d ( P G S P 1 ) a d d s - 1 0 ° C t o t h e c r i t i c a l l o w t e m p e r a t u r e a n d t h e n r e - d e t e r m i n e s t h e P G . T h e s e c o n d P G w a s d e t e r m i n e d t o b e a c c u r a t e b y t h e S t r a t e g i c H i g h w a y R e s e a r c h P r o g r a m ( S H R P ) r e s e a r c h e r s . T h e y o b s e r v e d t h a t t h e B B R t e s t r e s u l t s a t 6 0 s e c o n d s w e r e e q u a l t o t h e B B R t e s t r e s u l t s a t 2 h o u r s f o r a 1 0 ° C l o w e r s a m p l e ( S P - 1 2 0 0 3 ) W i t h t h e P G o f t h e b l e n d e d b i n d e r s k n o w n , t h e o p t i m u m p e r c e n t a g e o f r e c o v e r e d m a t e r i a l t o u s e i n a r e c y c l e d m i x t u r e c o u l d b e d e t e r m i n e d . N o w s h e r a ( w h i c h i s l o c a t e d n e a r t e s t s i t e s 1 a n d 2 ) a n d M a n d r a ( w h i c h i s l o c a t e d ‘ n e a r t e s t s i t e s 4 a n d 5 ) a s p h a l t m i x t u r e s r e q u i r e a P G o f 8 2 - 1 0 . U s i n g t h e i n f o r m a t i o n i n T a b l e 4 . 5 , t h e o p t i m u m p e r c e n t a g e o f r e c o v e r e d m a t e r i a l t o b e u s e d i n a r e c y c l e d m i x t u r e c o n t a i n i n g e i t h e r N o w s h e r a o r M a n d r a r e c o v e r e d m a t e r i a l i s 7 0 % . F i g u r e s 4 . 1 2 a n d 4 . 1 3 s h o w t h e t r e n d b e t w e e n t h e p e r c e n t r e c o v e r e d b i n d e r a n d t h e h i g h a n d l o w c r i t i c a l t e m p e r a t u r e s o f t h e b l e n d e d b i n d e r ’ s , r e s p e c t i v e l y . I t c a n b e s e e n f r o m t h e s e fi g u r e s t h a t , i n g e n e r a l , a s t h e p e r c e n t a g e o f r e c o v e r e d b i n d e r i n c r e a s e d t h e c r i t i c a l t e m p e r a t u r e s i n c r e a s e d . T h i s i n d i c a t e s a s t i f f e r a n d l e s s d u c t i l e b i n d e r w h e n m o r e r e c o v e r e d b i n d e r i s a d d e d . T h e d a t a i n F i g u r e 4 . 1 2 i n d i c a t e s t h a t t h e r e c o v e r e d b i n d e r f r o m N o w s h e r a b e h a v e s d i f f e r e n t l y t h a n M a n d r a a t 4 0 % b l e n d s o r h i g h e r . B o t h t r e n d s r e m a i n r e l a t i v e l y l i n e a r , h o w e v e r f o r M a n d r a b l e n d s , t h e r a t e o f c h a n g e o f t h e c r i t i c a l h i g h t e m p e r a t u r e i s g r e a t e r t h a n t h a t o f N o w s h e r a . 1 8 6 . ) C ( e r u t a r e p m e t h g i h l a c i t i r C ) C ( e r u t a r e p m e T l a c i t i r C — : _ — — — — — _ 1 6 1 8 - 4 - j 2 . 0 % . 0 0 . 0 — — — — [ — ~ — — “ : F 2 0 — — — - — — — — — — - — - — — — — — — — [ 4 — - 0 F _ — — — _ “ - i — — . F O 6 _ _ _ _ . _ _ — _ — _ — — _ _ — _ — _ — _ _ — “ ‘ — , _ _ l F 8 0 1 0 0 ‘ " ‘ a n r x g t q i f n l t f u r f l ' g U f r f ' f ! ' Y S I ‘ 9 ‘ ? “ 5 9 “ . , " " . ' . ’ " ‘ U n t n n ‘ g ‘ f ’ n " “ = - — - — . G . — . . - . _ . = . . . . _ - _ . . — 1 + N o w s h e r a — l — M a n d r a I % R e c o v e r e d b i n d e r F i g u r e 4 . 1 2 E f f e c t o f r e c o v e r e d b i n d e r o n t h e c r i t i c a l h i g h t e m p e r a t u r e f o r N o w s h e r a a n d M a n d r a 1 + N o w s h e r a — I — M a n d r a l fi m _ _ h _ _ h _ _ L _ _ L _ _ n _ m _ c _ _ c _ _ c _ _ u _ m - 1 0 1 ) — — — - — — - F — — - — — — — — — F — — - — — - — — ~ - — — - 1 4 r ) ~ — — - — — — - — — — — — — - — — - — — — - — - — — — — — — — — — — — . _ — — . — _ . _ _ _ % R e c o v e r e d B i n d e r F i g u r e 4 . 1 3 E f f e c t o f r e c o v e r e d b i n d e r o n t h e c r i t i c a l l o w t e m p e r a t u r e f o r N o w s h e r a a n d M a n d r a W h e n t h e c r i t i c a l l o w t e m p e r a t u r e s t r e n d s ( F i g u r e 4 . 1 3 ) w e r e e x a m i n e d , i t w a s n o t i c e d t h a t b o t h t y p e s o f r e c o v e r e d b i n d e r f o l l o w t h e s a m e t r e n d . T h e fi g u r e s h o w s t h a t 1 8 7 T b l e n d : v i r g i n + % R A P 1 T R A P _ v i r g i n ) ( 7 ) " m s " . - " i v w i " fi t " i v . i " 9 e i t m t 9 3 1 2 1 t i t v t é t w t t r t v " ~ ‘ u p t o 4 0 % r e c o v e r e d b i n d e r , t h e c r i t i c a l l o w t e m p e r a t u r e s t a y s r e l a t i v e l y s i m i l a r t o t h a t o f t h e v i r g i n b i n d e r . H o w e v e r , w h e n t h e p e r c e n t a g e o f r e c o v e r e d b i n d e r i n c r e a s e s a b o v e 4 0 % , t h e c r i t i c a l l o w t e m p e r a t u r e s t a r t s t o i n c r e a s e . W h e n t h e r a t e o f c h a n g e w a s c o m p a r e d f o r t h e c r i t i c a l h i g h t e m p e r a t u r e v e r s u s l o w t e m p e r a t u r e , i t w a s n o t i c e d t h e r e w a s a m a j o r d i f f e r e n c e . F o r e x a m p l e , w h e n t h e p e r c e n t r e c o v e r e d b i n d e r i n c r e a s e s f r o m 0 t o 1 0 0 , t h e c r i t i c a l h i g h t e m p e r a t u r e i n c r e a s e d b y 4 0 ° C w h i l e t h e c r i t i c a l l o w t e m p e r a t u r e i n c r e a s e d b y 8 ° C . T h e c r i t i c a l t e m p e r a t u r e s i n T a b l e 4 . 5 w e r e c o m p a r e d t o E q u a t i o n 6 w h i c h w a s r e p o r t e d i n a N C H R P r e p o r t ( M c D a n i e l & A n d e r s e n 2 0 0 1 ) . B a s e d o n t h i s r e p o r t , t h e t r e n d o f t h e c r i t i c a l t e m p e r a t u r e w i t h r e s p e c t t o t h e p e r c e n t r e c o v e r e d b i n d e r s h o u l d b e l i n e a r . E q u a t i o n 6 w a s r e a r r a n g e d t o p r e d i c t w h a t t h e c r i t i c a l t e m p e r a t u r e w o u l d b e a s a f u n c t i o n o f p e r c e n t a g e o f R A P , T v i r g i n a n d T R A P ; t h i s y i e l d e d E q u a t i o n 7 . % R A P : T b l e n d 7 ' v i r g i n ( 6 ) T R A P — T v i r g i n T b l e n d = c r i t i c a l t e m p e r a t u r e o f b l e n d e d b i n d e r T v i r g i n = c r i t i c a l t e m p e r a t u r e o f v i r g i n b i n d e r T R A P = c r i t i c a l t e m p e r a t u r e o f r e c o v e r e d b i n d e r % R A P = % r e c o v e r e d b i n d e r T h e c r i t i c a l t e m p e r a t u r e s i n T a b l e 4 . 5 w e r e c o m p a r e d w i t h t h e p r e d i c t e d t e m p e r a t u r e s f r o m E q u a t i o n 7 . T h e p r e d i c t e d c r i t i c a l h i g h a n d l o w t e m p e r a t u r e a r e r e p r e s e n t e d b y t h e d a s h e d l i n e i n F i g u r e s 4 . 1 4 a n d 4 . 1 5 , w h i l e t h e s q u a r e s a r e t h e a c t u a l c r i t i c a l h i g h a n d 1 8 8 — — , " L ‘ . 4 v , , , ‘ , - m “ " ' ' ~ . . ” ‘ 4 ' “ " 5 " " ' f i r - n u I n m r n n f u ; m p h 5 : , « m u m - m » . 9 9 1 3 1 3 1 9 1 } . m r é i i v - t t r m ' - - ' o u r - . n - a - l o w t e m p e r a t u r e s f r o m t h e D S R a n d B B R r e s u l t s . I t s h o u l d b e n o t e d t h a t f o r N o w s h e r a c r i t i c a l h i g h t e m p e r a t u r e s , t h e l i n e a r t r e n d w a s p r e d i c t e d u p u n t i l 9 0 p e r c e n t r e c o v e r e d b i n d e r . T h e 1 0 0 p e r c e n t r e c o v e r e d b i n d e r ’ s c r i t i c a l h i g h t e m p e r a t u r e w a s i n a c c u r a t e . T h e t r e n d h o w e v e r c a n b e u s e d t o r e a s o n a b l y p r e d i c t t h r c r i t i c a l t e m p e r a t u r e f o r t h a t b l e n d . — o — N C H R P A c t u a l ( N o w h s e r a ) i 1 — 0 — N C H R P I A c t u a l ( M a n d r a ) A 1 1 2 . . . . g 1 1 2 I . . . % 1 0 6 L - - - - - l — — — — — . — — - — - - - - - - - I — — — — — — g 1 0 6 — - - - - - - l - - - - - I - - - - - l — - - - - - I - § . — fi “ - - - - - - - ' — — — — — ' — — — — — ' — — — — — 2 1 0 0 4 ~ - - - - - l - - - - - l - - - - - ! — — - - - a ¥ * - — - — 5 1 0 0 - - _ _ _ _ _ 5 _ _ _ _ _ L _ _ _ _ _ I _ _ _ ? g r , " 8 9 4 - _ _ _ _ _ i _ _ _ _ _ . _ _ _ _ _ 1 - 3 : - . . _ _ _ _ _ $ 3 9 4 I , , r 0 ) l l / l D _ _ _ _ _ . 1 _ _ _ _ . - - _ . . J . . B i f m _ _ _ _ _ _ 0 ‘ _ _ _ _ _ _ . l _ _ _ - ' - _ / _ l _ _ _ _ _ . 1 _ _ _ _ _ 0 4 8 8 " I ’ y E 8 8 I E I l E - . . . . . _ 1 _ . - _ _ . _ ' _ ~ ( . . L _ _ _ _ _ 1 _ _ _ _ _ 0 8 2 - _ _ _ _ _ . 1 - - - — I ( - — - — L — — — — . 1 _ _ _ _ _ 8 8 2 I / I , 1 t H l 1 I I . r : 7 6 « - - - - - v - - - - - - - - - - - - - - - . — — — — — f 8 7 6 ~ - - — ; ( - - - - ; - - - - - f - - — — j - - - - - g ) 7 0 - — / - n ' - - - - - i — — — — - l — — — — — i - - - - - E 7 0 " ‘ 3 ' - - - - - : — — — — — l r - - r - 7 : - - - - - 7 , 1 6 4 - - - - - I ' - - - - - - - - - - - I - - - - - . 9 ; 6 4 — — — — — . - - - - - - - - - - " - 1 I , . I O l l I l g 5 8 l l r I I 5 5 8 1 1 T l 1 U 0 2 0 4 0 6 0 8 0 1 0 0 0 2 0 4 0 6 0 8 0 1 0 0 % R e c o v e r e d B i n d e r % R e c o v e r e d B i n d e r ( a ) ( b ) F i g u r e 4 . 1 4 C r i t i c a l h i g h t e m p e r a t u r e s v e r s u s p r e d i c t e d f o r N o w s h e r a b l e n d s ( a ) a n d M a n d r a b l e n d s ( b ) — o — - N C H R P A c t u a l ( N o w h s e r a ) [ — 0 — N C H R P A c t u a l ( N o w h s e r a ) - 4 1 l i l ' 4 I l i 1 ' g : : : : [ l g . . 1 . 8 I l i i I 2 i 1 l I 8 - 1 0 ~ - - - - - - : - - - - - - - t - - - - - 1 ; - x ' . - ’ ~ - - ~ a - l o — — — — — — — : - - - - - i — — — — — 1 1 : 1 , ! — E 1 1 / l I l E I 1 I . f 1 o . l / l I o . i . — I ’ i I E r “ 1 ’ 1 I E P " . l I 1 1 2 4 6 ? ” ? " " " " " " : " “ ' 1 " " " fi - 1 6 V - - - — : - - - - - r - - - - - 1 " ” 1 - - - - - 3 3 : : : 3 3 : : : : E ' ' ' E ‘ I I l l u - 2 2 1 i 1 4 o - 2 2 . 4 . I 0 2 0 4 0 6 0 8 0 1 0 0 0 2 0 4 0 6 0 3 0 1 0 0 % R e c o v e r e d B i n d e r % R e c o v e r e d B i n d e r ( 3 ) ( b ) F i g u r e 4 . 1 5 C r i t i c a l l o w t e m p e r a t u r e s v e r s u s p r e d i c t e d f o r N o w s h e r a b l e n d s ( a ) a n d M a n d r a b l e n d s ( b ) 1 8 9 fi fl - P ‘ " 5 ' " " f r , “ f r . w r i t - s t i r s s i t - " H g m u fl t é m - t t m r r - F o r t h e c r i t i c a l h i g h t e m p e r a t u r e s ( F i g u r e 4 . 1 4 ) t h e r e i s a v e r y s t r o n g c o r r e l a t i o n b e t w e e n t h e a c t u a l t e m p e r a t u r e s f o u n d v e r s u s t h e p r e d i c t e d a t 7 0 , 8 0 , 9 0 a n d 1 0 0 p e r c e n t r e c o v e r e d b i n d e r . F o r M a n d r a a n d N o w s h e r a b l e n d s a t 4 0 p e r c e n t r e c o v e r e d b i n d e r , i t w a s n o t i c e d t h a t t h e a c t u a l c r i t i c a l l o w t e m p e r a t u r e d e v i a t e s s l i g h t l y f r o m t h e l i n e a r p r e d i c t i o n e q u a t i o n . T h e s e a c t u a l c r i t i c a l t e m p e r a t u r e s a t 4 0 p e r c e n t r e c o v e r e d b i n d e r a r e s l i g h t l y h i g h e r t h a n t h e p r e d i c t e d b y t h e N C H R P . O v e r a l l , t h e N C R H P l i n e a r p r e d i c t i o n i s f a i r l y a c c u r a t e a n d a c c o u n t s f o r t h e e f f e c t o f t h e r e c o v e r e d b i n d e r o n t h e c r i t i c a l h i g h t e m p e r a t u r e . A c o m p a r i s o n o f t h e c r i t i c a l l o w t e m p e r a t u r e p r e d i c t e d a n d o b s e r v e d v a l u e s w e r e a l s o m a d e . A t 4 0 % r e c o v e r e d b i n d e r , t h e c r i t i c a l l o w t e m p e r a t u r e s o f b o t h b i n d e r s d r o p p e d b e l o w t h e v i r g i n c r i t i c a l l o w t e m p e r a t u r e . T h i s i s c o n s i d e r e d t o b e h i g h l y u n l i k e l y . A s t h e p e r c e n t a g e o f r e c o v e r e d b i n d e r i n c r e a s e s , t h e ‘ b l e n d e d b i n d e r p r o p e r t i e s s h o u l d n o t b e c o m e m o r e d u c t i l e . I t w a s a l s o n o t i c e d f r o m F i g u r e 4 . 1 5 t h a t a t h i g h e r p e r c e n t a g e s o f r e c o v e r e d b i n d e r ( 2 8 0 % ) , t h e r e l a t i o n s h i p b e t w e e n c r i t i c a l l o w t e m p e r a t u r e a n d p e r c e n t r e c o v e r e d b i n d e r f o l l o w s t h e l i n e a r t r e n d o f t h e p r e d i c t i o n e q u a t i o n . T h e r e l a t i o n s h i p a t l o w e r p e r c e n t a g e s o f r e c o v e r e d b i n d e r ( _ < _ 4 0 % ) d o e s n o t s h o w a l i n e a r t r e n d a s p r e d i c t e d b y t h e N C H R P e q u a t i o n . H o w e v e r , t h e d i f f e r e n c e b e t w e e n t h e a c t u a l c r i t i c a l l o w t e m p e r a t u r e a t 4 0 p e r c e n t r e c o v e r e d b i n d e r a n d t h e c r i t i c a l l o w t e m p e r a t u r e p r e d i c t e d b y t h e N C H R P e q u a t i o n w a s v e r y s m a l l ( l e s s t h a n 4 ° C ) . D u e t o o n l y o n e B B R t e s t r e s u l t f o r e a c h b l e n d t h e s m a l l d i f f e r e n c e c a n b e t h e c a u s e o f t e s t i n g v a r i a b i l i t y . I f m o r e t e s t r e s u l t s s h o w t h a t t h e t r e n d w h i c h w a s s h o w n i n F i g u r e 4 . 1 5 w a s c o n s i s t e n t , t h e n i t w a s a n a l y z e d w h a t t h e e f f e c t w o u l d b e i f t h e c r i t i c a l t e m p e r a t u r e 1 9 0 ‘ 1 ‘ . l b 1 . i v f c v fi v ‘ g g n w i - m u . ” c u - I n n i n g 5 W . “ t i « a u t u m n n u s e i ! ! ! ! " ! f ! m t t m s v ~ - r e m a i n e d c o n s t a n t a t l o w p e r c e n t s o f r e c o v e r e d b i n d e r . I t w a s d e t e r m i n e d f r o m t h e s e l r e s u l t s t h a t a t l o w p e r c e n t s o f r e c o v e r e d b i n d e r , t h e p r e d i c t i o n e q u a t i o n o v e r p r e d i c t s t h e c r i t i c a l l o w t e m p e r a t u r e . F o r e x a m p l e , i f a d e s i r e d c r i t i c a l t e m p e r a t u r e i s — 1 3 ° C , t h e n e c e s s a r y p e r c e n t a g e o f r e c o v e r e d b i n d e r u s i n g F i g u r e 4 . 1 5 a w o u l d b e 4 0 % u s i n g t h e p r e d i c t i o n e q u a t i o n . T h e a c t u a l d a t a s h o w s t h a t a t 7 0 % a c r i t i c a l t e m p e r a t u r e o f - 1 3 ° C w a s a c h i e v e d . I f 4 0 % w a s a c t u a l l y u s e d d u e t o l a c k o f b l e n d i n g c h a r t s , t h e n f r o m t h e a c t u a l d a t a a c r i t i c a l t e m p e r a t u r e o f - 1 6 ° C w o u l d b e a c h i e v e d . A b l e n d e d b i n d e r w i t h a 1 l o w c r i t i c a l t e m p e r a t u r e o f - l 6 ° C w o u l d a l s o h a v e p r o p e r t i e s t h a t w o u l d e x c e e d a b i n d e r l w i t h a c r i t i c a l t e m p e r a t u r e o f — 1 3 ° C . T h u s t h e p r e d i c t i o n e q u a t i o n w a s c o n s e r v a t i v e b e c a u s e i t o v e r p r e d i c t s t h e c r i t i c a l l o w t e m p e r a t u r e a t l o w p e r c e n t s o f r e c o v e r e d b i n d e r . 4 . 3 . 3 E v a l u a t i o n o f R e c y c l e d A s p h a l t M i x t u r e s A s m e n t i o n e d i n C h a p t e r 3 , s i x t e e n r e c y c l e d a s p h a l t m i x t u r e s w e r e m a d e u s i n g t w o d i f f e r e n t m i x d e s i g n s ( M a r s h a l l a n d S u p e r p a v e ) , t w o v i r g i n a g g r e g a t e s o u r c e s ( M a r g a l l a a n d D e e n a ) , t w o o l d H M A p a v e m e n t s o u r c e s ( N o w s h e r a a n d M a n d r a ) a n d . t w o a s p h a l t c o u r s e t y p e s ( w e a r i n g a n d b a s e ) . F o r e a c h m i x t u r e , s i x b l e n d s w e r e m a d e a t 1 0 , 2 0 , 3 0 , 4 5 , 6 0 , a n d 1 0 0 p e r c e n t r e c o v e r e d a s p h a l t m a t e r i a l c o n t e n t s . T h e v o l u m e t r i c i n f o r m a t i o n f o r t h e M a r s h a l l a n d S u p e r p a v e m i x t u r e s w e r e c a l c u l a t e d a n d t h e n a n a l y z e d t o d e t e r m i n e t h e i r r e l a t i o n s h i p s t o t h e p e r c e n t r e c o v e r e d a s p h a l t m a t e r i a l c o n t e n t s . S i m p l e p e r f o r m a n c e t e s t s ( S P T ) w e r e c o n d u c t e d o n t h e S u p e r p a v e m i x t u r e s t o m e a s u r e t h e m e c h a n i c a l p r o p e r t i e s o f t h e r e c y c l e d a s p h a l t m i x t u r e s . T h e r e s u l t s f r o m t h e S P T t e s t , t h e d y n a m i c m o d u l u s ( E * ) a n d p h a s e a n g l e ( 6 ) , w e r e a n a l y z e d i n o r d e r t o d e t e r m i n e : 0 T h e e f f e c t s o f t h e p e r c e n t r e c o v e r e d a s p h a l t m a t e r i a l c o n t e n t s o n E * a n d 6 o f t h e r e c y c l e d m i x t u r e s . 1 9 1 w w - v v ‘ m " ' 7 H - " H I ‘ N N ' H ‘ H " ; W ' . " ! ' , " . ! t " " . § ' F ' i ! ! " t ! ? t ! ~ ‘ . ' . ! " ! § ” fl i t ! ! ! " ' i r f o , ¢ § " ' — ? " I " ; = - J , . . 0 T h e e f f e c t o f t h e p e r c e n t r e c o v e r e d a s p h a l t m a t e r i a l c o n t e n t s o n t h e m a s t e r c u r v e s o f t h e r e c y c l e d m i x t u r e s . 4 . 3 . 3 . 1 V o l u m e t r i c A n a l y s i s T h e v o l u m e t r i c d a t a ( a i r v o i d s , V M A a n d V F A ) w e r e a n a l y z e d i n o r d e r t o d e t e r m i n e t h e e f f e c t s o f t h e r e c o v e r e d a s p h a l t m a t e r i a l c o n t e n t s o n t h e M a r s h a l l a n d S u p e r p a v e r e c y c l e d m i x t u r e s . F o r t h e M a r s h a l l t y p e m i x t u r e s , t h e r e w e r e i n s i g n i fi c a n t c o r r e l a t i o n s b e t w e e n t h e p e r c e n t r e c o v e r e d a s p h a l t m a t e r i a l c o n t e n t s a n d t h e v o l u m e t r i c d a t a . T h i s w a s e x p e c t e d d u e t o t h e v a r i a b i l i t y c a u s e d b y t h e M a r s h a l l ( h a m m e r ) c o m p a c t i o n m e t h o d . F o r e x a m p l e , F i g u r e 4 . 1 6 s h o w s t h e c o r r e l a t i o n b e t w e e n t h e p e r c e n t a i r v o i d s ( A V ) a n d t h e p e r c e n t o f r e c o v e r e d a s p h a l t m a t e r i a l c o n t e n t s f o r a M a r s h a l l w e a r i n g c o u r s e m i x t u r e t y p e m a d e w i t h D e e n a a g g r e g a t e s a n d M a n d r a r e c o v e r e d a s p h a l t m a t e r i a l . I t a p p e a r s t h a t t h e A V d e c r e a s e w i t h i n c r e a s i n g p e r c e n t r e c o v e r e d a s p h a l t m a t e r i a l c o n t e n t s . I n d e e d , i f t h e p e r c e n t A V o f t h e v i r g i n m i x t u r e i s e x c l u d e d , t h e n t h e r e c y c l e d m i x t u r e s p e r c e n t A V i s a l m o s t c o n s t a n t a n d i n d e p e n d e n t o f t h e p e r c e n t r e c o v e r e d a s p h a l t m a t e r i a l c o n t e n t s . W h e n t h e A V o f t h e o t h e r s e v e n M a r s h a l l r e c y c l e d m i x t u r e s w e r e a n a l y z e d , n o c o n s i s t e n t t r e n d s b e t w e e n t h e p e r c e n t r e c o v e r e d a s p h a l t m a t e r i a l c o n t e n t s a n d A V w e r e d e p i c t e d . F o r e x a m p l e F i g u r e E - 6 i n A p p e n d i x B s h o w s t h e p e r c e n t A V i n c r e a s e a s t h e p e r c e n t r e c o v e r e d a s p h a l t m a t e r i a l c o n t e n t s i n c r e a s e . S i m i l a r i n c o n s i s t e n c i e s w e r e o b s e r v e d f o r t h e v o i d s i n m i n e r a l a g g r e g a t e ( V M A ) a n d v o i d s f i l l e d w i t h a s p h a l t ( V F A ) d a t a . H e n c e , t h e v o l u m e t r i c d a t a f o r t h e M a r s h a l l r e c y c l e d m i x t u r e t y p e s d o n o t s u p p o r t a n y c o n c l u s i o n s . = " t n - “ N H “ " " " ' f " £ F ' f ' E ’ t t ' v t 0 9 1 5 * . ‘ 9 i t ‘ N H Z H - f ' . ! " ! § ! ” ‘ H r i f t " ' - a m i d “ ? ! ' T h e S u p e r p a v e r e c y c l e d m i x t u r e ’ s v o l u m e t r i c d a t a s h o w e d m o r e c o n s i s t e n c y a n d r e g u l a r i t y t h a n t h e M a r s h a l l r e c y c l e d m i x t u r e s . T h i s w a s m a i n l y d u e t o t h e m o r e c o n s i s t e n t c o m p a c t i o n m e t h o d o f t h e S u p e r p a v e g y r a t o r y c o m p a c t o r . F i g u r e 4 . 1 7 8 . 0 % 1 y = - 0 . 0 1 3 x + 0 . 0 4 5 1 R 2 = 0 . 2 9 3 7 . C ' fi § 4 . 0 % — . 3 5 1 < 1 : o \ 2 . 0 % — 0 . 0 % 0 % 2 0 % 4 0 % 6 0 % 8 0 % 1 0 0 % % R e c o v e r e d M a t e r i a l F i g u r e 4 . 1 6 A i r v o i d s v e r s u s p e r c e n t r e c o v e r e d m a t e r i a l f o r a w e a r i n g c o u r s e r e c y c l e d m i x t u r e w i t h D e e n a a g g r e g a t e s a n d M a n d r a r e c o v e r e d m a t e r i a l ( M a r s h a l l M i x t u r e ) d e m o n s t r a t e s t h e p e r c e n t A V f o r t h e v i r g i n a n d r e c y c l e d m i x t u r e s . T h i s fi g u r e c l e a r l y s h o w s t h a t i n c r e a s i n g t h e p e r c e n t r e c o v e r e d a s p h a l t m a t e r i a l c o n t e n t s c a u s e d e c r e a s e i n t h e p e r c e n t A V o f t h e r e c y c l e d m i x t u r e s . F u r t h e r , a t l o w p e r c e n t o f r e c o v e r e d a s p h a l t m a t e r i a l c o n t e n t s ( 1 0 t o 3 0 p e r c e n t ) , t h e p e r c e n t A V r e m a i n a r o u n d 4 p e r c e n t . T h i s t r e n d w a s c o n s i s t e n t f o r a l l S u p e r p a v e r e c y c l e d m i x t u r e s ( s h o w n i n F i g u r e s E 8 t h r o u g h E 1 4 o f A p p e n d i x B ) . A s m e n t i o n e d e a r l i e r , t h e a s p h a l t b i n d e r c o n t e n t o f e a c h r e c y c l e d m i x t u r e w a s s a m e a s t h e o p t i m u m a s p h a l t c o n t e n t o f t h e v i r g i n m i x t u r e s . T h e d e c r e a s e i n t h e p e r c e n t A V c a n b e a t t r i b u t e d t o t h e g r a d a t i o n o f t h e m i x t u r e s s i n c e t h e b i n d e r c o n t e n t r e m a i n s t h e s a m e . I n g e n e r a l , r e c o v e r e d a s p h a l t m a t e r i a l h a s a fi n e r g r a d a t i o n . D u r i n g c o m p a c t i o n t h e fi n e r m a t e r i a l s a r e f o r c e d t o o c c u p y t h e s p a c e b e t w e e n t h e c o a r s e r 1 9 3 ” n u n - H U M : . “ l ' l ' f i ‘ t fl ‘ fl ‘ fi ' v n " " 5 " ” . . - ! " ! i ! ” “ " " " ' ‘ ' W m a t e r i a l l e a v i n g l e s s a i r v o i d s . T h i s fi n d i n g w a s a l s o c o n s i s t e d w i t h t h a t r e p o r t e d b y M c D a n i e l e t a 1 . ( M c D a n i e l e t a 1 . 2 0 0 6 ) . I n t h e i r r e p o r t , t h e p e r c e n t A V d r o p p e d f r o m 3 . 6 % ( v i r g i n ) t o 2 . 4 % ( 4 0 % r e c y c l e d m i x t u r e ) . 5 . 0 % . I l I I I I 4 . 0 % T — ' g 3 . 0 % — . J — n > I * 1 2 . 0 0 / — - — . < ° y = - 0 . 0 2 4 9 x + 0 . 0 4 4 4 T — ; . i \ ° ° 1 . 0 ‘ V - - — ~ 2 - — — ~ - — — ~ T — - — — 0 R — 0 . 9 6 3 9 I l j J 0 . 0 0 / 0 1 I . l I 0 % 2 0 % 4 0 % 6 0 % 8 0 % 1 0 0 % % R e c o v e r e d M a t e r i a l F i g u r e 4 . 1 7 A i r v o i d s v e r s u s p e r c e n t r e c o v e r e d m a t e r i a l f o r a w e a r i n g c o u r s e r e c y c l e d m i x t u r e w i t h D e e n a a g g r e g a t e s a n d M a n d r a r e c o v e r e d m a t e r i a l ( S u p e r p a v e M i x t u r e ) L i k e w i s e , t h e i n fl u e n c e s o f t h e p e r c e n t r e c o v e r e d a s p h a l t m a t e r i a l c o n t e n t s o n t h e V M A a n d V F A o f t h e S u p e r p a v e r e c y c l e d a s p h a l t m i x t u r e s a r e s h o w n i n F i g u r e s 4 . 1 8 a n d 4 . 1 9 . I t c a n b e s e e n t h a t , f o r a g i v e n s o u r c e o f a g g r e g a t e o r a g g r e g a t e b l e n d , t h e V M A i s a l m o s t c o n s t a n t a n d i n d e p e n d e n t o f t h e p e r c e n t r e c o v e r e d a s p h a l t m a t e r i a l c o n t e n t s . S i n c e V M A i s a n a g g r e g a t e g r a d a t i o n p r o p e r t y i t w a s e x p e c t e d t o r e m a i n r e l a t i v e l y c o n s t a n t a n d i n d e p e n d e n t o f t h e p e r c e n t r e c o v e r e d a s p h a l t m a t e r i a l c o n t e n t s . H o w e v e r , t h i s fi n d i n g c o n t r a d i c t s t h o s e r e p o r t e d b y D a n i e l a n d L a c h a n c e ( D a n i e l & L a c h a n c e 2 0 0 5 ) . T h e y s t a t e d t h a t t h e V M A i n c r e a s e s a s t h e p e r c e n t r e c o v e r e d a s p h a l t m a t e r i a l c o n t e n t s i n c r e a s e d f r o m 0 t o 2 5 a n d t o 4 0 p e r c e n t . T h e y a d d e d t h a t i f t h e r e c o v e r e d m a t e r i a l w a s n o t a d e q u a t e l y h e a t e d , t h e v i r g i n a n d r e c o v e r e d b i n d e r s w o u l d n o t 1 9 4 M E S - ' 3 ' ‘ " 3 ' * s u f fi c i e n t l y b l e n d . W h e n t h i s h a p p e n s , t h e r e c o v e r e d m a t e r i a l a c t s l i k e a g g r e g a t e m a k i n g t h e m i x t u r e c o a r s e r a n d h e n c e , y i e l d i n g h i g h e r V M A . T h e i r r e s u l t s i n d i c a t e t h a t t h e r e i s I 2 0 . 0 % 7 — V ~ e r v ‘ e I ’ . . v . - m n _ . I I _ I p . 1 8 . 0 % ' I T ‘ T W # 7 # _ . . . , - L - , ¥ ’ I ‘ H l y _ 0 ' 0 0 3 7 x + 0 . 1 4 2 5 I I I I I R = 0 . 0 4 5 3 I I . . I — e ’ m e r i A r I 1 6 0 ‘ 7 . f 2 - , W e w e — e e — n — c e I ; 0 I I ‘ I i _ . _ , , w ~ ~ I ~ ~ I I ‘ I I 1 2 . 0 % 4 p i n m n - — ~ _ I e , . “ n I I I I I I . I I 1 0 . 0 % 4 % 7 7 7 — — * # — e ~ - w i - I # 7 7 7 7 4 4 : f u n I 0 % 2 0 % 4 0 % 6 0 % 8 0 % 1 0 0 % I % R e c o v e r e d M a t e r i a l F i g u r e 4 . 1 8 V M A v e r s u s p e r c e n t r e c o v e r e d m a t e r i a l f o r a w e a r i n g c o u r s e r e c y c l e d m i x t u r e w i t h D e e n a a g g r e g a t e s a n d M a n d r a r e c o v e r e d m a t e r i a l ( S u p e r p a v e M i x t u r e ) 9 0 . 0 0 / — 7 7 4 7 A _ ; . _ . , . _ n e w l i n j g - 7 7 7 7 7 I 0 ‘ ‘ ‘ 8 5 . 0 % ~ . . , , 1 w , . - . ~ . 7 ' I I , 8 0 . 0 ‘ V i i . < 0 I I ' I u . 7 5 . 0 % r — , ~ 4 7 n , — — - v i . ~ : « ; - ~ : I > I I I y = 0 1 4 5 8 e r 0 - 7 2 9 7 I I i X 7 0 . 0 % I . . 7 . W 4 4 + - - fl 2 . . 7 + I I . . R = 0 . 9 2 4 9 I I 6 5 . 0 % n - 7 + i — a , . , I 7 1 7 ? S f : - 4 6 0 . 0 % P I I a 4 4 — — — — — A ' 0 % 2 0 % 4 0 % 6 0 % 8 0 % 1 0 0 % I 0 . L _ , _ , _ n _ 7 7 7 7 , / o R e c o v e r e d M a t e r i a l “ 7 ’ 4 7 ) F i g u r e 4 . 1 9 V F A v e r s u s p e r c e n t r e c o v e r e d m a t e r i a l f o r a w e a r i n g c o u r s e r e c y c l e d m i x t u r e w i t h M a r g a l l a a g g r e g a t e s a n d M a n d r a r e c o v e r e d m a t e r i a l ( S u p e r p a v e M i x t u r e ) 1 9 5 H W ’ H V N " ' 5 N M - ‘ H I H S U ‘ I W S N H U W ? " ' H t ‘ fl fl ' " “ 1 " “ ? E ! ! ! " 2 ? ! ! " ' I ! H ? " . a fl O p t i m a l h e a t i n g t i m e w h i c h a l l o w s t h e r e c o v e r e d m a t e r i a l ’ s b i n d e r t o f u l l y a n d p r o p e r l y b l e n d w i t h t h e v i r g i n b i n d e r . T h e y r e c o m m e n d e d t h a t t h e o p t i m a l h e a t i n g t i m e b e d e t e r m i n e d i n t h e l a b o r a t o r y a n d b e e x t e n d e d t o t h e a s p h a l t m i x i n g p l a n t i n l i e u o f t h e p l a n t e x i s t i n g p r a c t i c e s . I t s h o u l d b e n o t e d t h a t , i n t h i s s t u d y , a p r e h e a t i n g t i m e o f 2 h o u r s w a s u s e d . F i n a l l y , a s s h o w n i n F i g u r e 4 . 1 9 , i t w a s f o u n d t h a t i n c r e a s i n g t h e p e r c e n t r e c o v e r e d a s p h a l t m a t e r i a l c o n t e n t s c a u s e i n c r e a s e i n t h e V F A . F o r t h i s p a r t i c u l a r m i x t u r e t y p e , w h i c h w a s a w e a r i n g c o u r s e m a d e w i t h M a r g a l l a a g g r e g a t e s a n d M a n d r a r e c o v e r e d m a t e r i a l , t h e V F A i n c r e a s e s f r o m a b o u t 7 3 % f o r t h e v i r g i n m i x t u r e s t o a b o u t 8 7 % f o r m i x t u r e s m a d e w i t h 1 0 0 % r e c o v e r e d a s p h a l t m a t e r i a l s . T h e i n c r e a s e s i n t h e V F A f o r a l l e i g h t S u p e r p a v e m i x t u r e s ( s e e F i g u r e s E — 9 t h r o u g h E - 2 1 i n A p p e n d i x E ) c a n b e d i r e c t l y r e l a t e d t o t w o f a c t o r s : 1 . D e c r e a s e i n t h e A V a s s h o w n i n F i g u r e 4 . 1 7 . 2 . D e c r e a s e s i n t h e b i n d e r a b s o r p t i o n a s t h e p e r c e n t r e c o v e r e d a s p h a l t m a t e r i a l c o n t e n t s i n c r e a s e s . I n c r e a s e s i n t h e p e r c e n t r e c o v e r e d a s p h a l t m a t e r i a l c o n t e n t s c a u s e s i n c r e a s e s i n t h e a m o u n t o f t h e a g g r e g a t e w i t h a b s o r b e d a s p h a l t . L e s s b i n d e r a b s o r p t i o n i m p l i e s m o r e e f f e c t i v e b i n d e r w i t h i n t h e m i x t u r e a n d h e n c e h i g h e r V F A . I t w a s a l s o o b s e r v e d , t h a t t h e S u p e r p a v e m i x t u r e s M W — M , M W — N , D W - M a n d M B — N , w h i c h s h o w e d a b o u t a 4 p e r c e n t A V a t l o w r e c o v e r e d a s p h a l t m a t e r i a l c o n t e n t s , a l s o s h o w e d a r e l a t i v e l y c o n s t a n t V F A . T h e r e c y c l e d m i x t u r e ’ s v o l u m e t r i c i n f o r m a t i o n w e r e c o m p a r e d r e l a t i v e t o t h e S u p e r p a v e c r i t e r i a . S a i d c r i t e r i a s t a t e t h a t : 1 9 6 " " ‘ 3 1 ! " w 1 . T h e d e s i g n p e r c e n t a i r v o i d m u s t b e a t 4 % w h e r e a s t h e a c t u a l m i x t u r e p e r c e n t a i r v o i d s h o u l d b e b e t w e e n 3 . 0 a n d 5 . 0 % . A l l r e c y c l e d a s p h a l t m i x t u r e s h a v i n g h i g h p e r c e n t o f r e c y c l e d a s p h a l t m a t e r i a l c o n t e n t s d i d n o t m e e t t h i s a i r v o i d c r i t e r i a . 2 . M i n i m u m V M A v a l u e s o f 1 2 a n d 1 3 p e r c e n t m u s t b e a c h i e v e d f o r t h e b a s e a n d w e a r i n g c o u r s e s , r e s p e c t i v e l y . A l l S u p e r p a v e r e c y c l e d m i x t u r e s s a t i s fi e d t h e c r i t e r i a e x c e p t t h e M W - N a n d M B - N m i x t u r e s w h e r e t h e V M A w e r e a b o u t 1 2 p e r c e n t a n d 1 1 . 5 % , r e s p e c t i v e l y . 3 . T h e V F A r a n g e m u s t b e b e t w e e n 6 5 % a n d 7 5 % . I n g e n e r a l , t h e v i r g i n a n d t h e r e c y c l e d m i x t u r e s w i t h 1 0 % a n d 2 0 % , a n d s o m e o f t h e 3 0 % r e c o v e r e d a s p h a l t m a t e r i a l c o n t e n t s s a t i s fi e d t h e c r i t e r i a . A l l S u p e r p a v e r e c y c l e d a s p h a l t m i x t u r e s h a v i n g h i g h e r p e r c e n t a g e s o f r e c o v e r e d a s p h a l t m a t e r i a l c o n t e n t s ( 4 5 , 6 0 , a n d 1 0 0 % ) d i d n o t m e e t t h e c r i t e r i a . T h e r e a s o n t h a t r e c y c l e d m i x t u r e s a t h i g h p e r c e n t r e c o v e r e d a s p h a l t m a t e r i a l c o n t e n t s d i d n o t p a s s t h e S u p e r p a v e c r i t e r i a c a n b e a c c r e d i t e d t o t h e i n c r e a s e i n t h e e f f e c t i v e b i n d e r c o n t e n t . T h e t a r g e t e d b i n d e r c o n t e n t o f t h e r e c y c l e d m i x t u r e s w a s t h e o p t i m u m b i n d e r c o n t e n t o f t h e v i r g i n m i x t u r e s , w h e r e p a r t o f t h e b i n d e r i s a b s o r b e d b y t h e v i r g i n a g g r e g a t e . W h e n t h e p e r c e n t r e c o v e r e d a s p h a l t m a t e r i a l i n t h e r e c y c l e d m i x t u r e i n c r e a s e s , t h e a m o u n t o f a b s o r b e d b i n d e r i n t h e r e c o v e r e d m a t e r i a l i n c r e a s e s a n d h e n c e t h e e f f e c t i v e p e r c e n t b i n d e r c o n t e n t i n c r e a s e s . T h e i n c r e a s e s i n t h e e f f e c t i v e b i n d e r c o n t e n t c a u s e s i n c r e a s e s i n t h e V F A c a u s i n g t h e r e c y c l e d m i x t u r e s c o n t a i n i n g h i g h p e r c e n t s o f r e c o v e r e d a s p h a l t m a t e r i a l c o n t e n t s t o f a i l t h e S u p e r p a v e c r i t e r i a . T h e a b o v e s c e n a r i o i n d i c a t e s t h a t t h e a m o u n t o f b i n d e r a b s o r b e d i n t h e r e c o v e r e d m a t e r i a l m u s t b e a c c o u n t e d f o r a n d t h e b i n d e r c o n t e n t i n t h e r e c y c l e d m i x t u r e m u s t b e l o w e r e d . T h e n e w 1 9 7 ‘ ‘ m u m - m m . 0 ! « M r p e r c e n t b i n d e r c o n t e n t s o f t h e r e c y c l e d m i x t u r e s w e r e c a l c u l a t e d u s i n g t h . e w e n - m w m v S P - 2 2 m 0 g r z g r m e f r m x m v - v ' 0 1 A n r e d n i b t n e c r e p d e t a m i t s E e x a m p l e o f t h e e s t i m a t e d p e r c e n t b i n d e r c o n t e n t f o r a w e a r i n g c o u r s e S u p e r p a v e m i x t u r e . . g o v § " 9 " " fi g - ‘ 2 1 1 m a d e w i t h D e e n a a g g r e g a t e s a n d M a n d r a r e c o v e r e d m a t e r i a l i s s h o w n i n F i g u r e 4 . 2 0 . I t s h o u l d b e n o t e d t h a t f o r s o m e c a s e s a t h i g h p e r c e n t a g e s o f r e c o v e r e d m a t e r i a l , t h e n e w e s t i m a t e d b i n d e r c o n t e n t c o u l d n o t b e a c h i e v e d . T h i s w a s d u e t o t h e f a c t t h a t t h e b i n d e r c o n t e n t a t h i g h p e r c e n t a g e s o f r e c o v e r e d m a t e r i a l i s h i g h e r t h a t n t h e t a r g e t e d b i n d e r c o n t e n t s . N e v e r t h e l e s s , t h e v o l u m e t r i c p r 0 p e r t i e s o f t h e r e c y c l e d m i x t u r e s w e r e r e - c a l c u l a t e d b a s e d o n t h e n e w p e r c e n t b i n d e r c o n t e n t d a t a a n d 4 % a i r v o i d s . T h e r e s u l t s a r e - l i s t e d i n T a b l e s 3 . 4 2 a n d 3 . 4 3 . T h e n e w e s t i m a t e d v o l u m e t r i c i n f o r m a t i o n w e r e c o m p a r e d t o t h e S u p e r p a v e c r i t e r i a . I t w a s f o u n d t h a t : 5 . 1 0 I l g l 5 . 0 0 ~ — — T — — ~ y = 0 . 7 9 1 4 x 2 - l . 5 2 0 1 x + 5 . 0 2 2 8 I 4 - 9 0 " — ‘ T — I R 2 = O . 9 4 5 6 _ - _ _ . - 0 % 2 0 % 4 0 % 6 0 % % R e c o v e r e d M a t e r i a l 8 0 % 1 0 0 % F i g u r e 4 . 2 0 E s t i m a t e d p e r c e n t b i n d e r v e r s u s p e r c e n t r e c o v e r e d a s p h a l t m a t e r i a l 0 T h e r e c y c l e d w e a r i n g a n d b a s e m i x t u r e s , M W - N a n d M B - N , r e s p e c t i v e l y , d i d n o t m e e t t h e V M A S u p e r p a v e c r i t e r i a . 1 9 8 l o A l l r e c y c l e d m i x t u r e s t h a t p a s s e d t h e S u p e r p a v e c r i t e r i o n f o r V M A a l s o p a s s e d t h e S u p e r p a v e c r i t e r i o n f o r V F A ( 6 5 - 7 5 % ) . T h i s i n c l u d e d r e c y c l e d m i x t u r e s a t h i g h p e r c e n t s o f r e c o v e r e d a s p h a l t m a t e r i a l c o n t e n t s . I t i s r e c o m m e n d e d t h a t t h e o p t i m u m b i n d e r c o n t e n t o f t h e v i r g i n m i x t u r e s s h o u l d n o t b e u s e d f o r r e c y c l e d m i x t u r e s . T h e o p t i m u m b i n d e r c o n t e n t o f t h e r e c y c l e d m i x t u r e s s h o u l d b e d e t e r m i n e d a s a f u n c t i o n o f t h e a m o u n t o f r e c o v e r e d a s p h a l t m a t e r i a l w i t h i n t h e m i x t u r e . T h e S u p e r p a v e ( S P - 2 ) e q u a t i o n s s h o u l d b e u s e d a s a s t a r t i n g p o i n t t o d e t e r m i n e t h e o p t i m u m b i n d e r c o n t e n t . 4 . 3 . 3 . 2 S P T D a t a A n a l y s i s T h e s i m p l e p e r f o r m a n c e t e s t ( S P T ) d a t a w e r e a n a l y z e d t o d e t e r m i n e t h e e f f e c t s o f t h e p e r c e n t r e c o v e r e d a s p h a l t m a t e r i a l c o n t e n t s o n t h e d y n a m i c m o d u l u s ( E * ) a n d p h a s e a n g l e ( 5 ) . S i n c e i t w a s d e t e r m i n e d ( s e e S e c t i o n 4 . 3 . 2 ) t h a t t h e b i n d e r fi o m b o t h s o u r c e s o f r e c o v e r e d m a t e r i a l ( N o w s h e r a a n d M a n d r a ) h a d a g e d s u b s t a n t i a l l y , i t w a s e x p e c t e d t h a t t h e m i x t u r e s d y n a m i c s t i f f n e s s ( E * ) w o u l d i n c r e a s e a s t h e p e r c e n t o f r e c o v e r e d m a t e r i a l i n c r e a s e d . I t w a s a l s o e x p e c t e d t h a t t h e p h a s e a n g l e , w o u l d d e c r e a s e a s t h e p e r c e n t a g e o f r e c o v e r e d m a t e r i a l i n c r e a s e d . B a r c h a r t s w e r e m a d e t o d e t e r m i n e t h e e f f e c t o f t h e p e r c e n t r e c y c l e d a s p h a l t m a t e r i a l c o n t e n t o n E * a n d 6 f o r t h e s a m e f r e q u e n c y a n d t e m p e r a t u r e . F i g u r e 4 . 2 1 s h o w s a n e x a m p l e f o r a w e a r i n g c o u r s e m i x t u r e c o n t a i n i n g M a r g a l l a v i r g i n a g g r e g a t e s a n d N o w s h e r a r e c o v e r e d m a t e r i a l . A l l o t h e r S u p e r p a v e r e c y c l e d m i x t u r e ’ s b a r c h a r t s a r e s h o w n i n F i g u r e s E - 2 2 t h r o u g h E — 2 8 o f A p p e n d i x E . I n c r e a s e s i n t h e p e r c e n t r e c o v e r e d a s p h a l t m a t e r i a l c o n t e n t s e f f e c t t h e E * a n d , t h e 5 o f t h e r e c y c l e d m i x t u r e s i n m a n y w a y s i n c l u d i n g : 0 A t t h e l o w t e m p e r a t u r e o f 4 0 ° F , t h e S P T t e s t r e s u l t s i n d i c a t e t h a t : 1 9 9 u m . m m : I r f u u u n c n u g u r n n U h . “ E ! ' U t ' fl fi " 3 9 “ . " ' " fi fl t x ' u i t fl ' i i l l " " M u r fl fl fl n " ‘ 3 . . O ' ° n u l n n u u r n r u ' g ( i f r ! ' f ' t fl t ' fl ‘ t i " H U N W f l ‘ E f ' . 2 " ! ! ! ” ‘ i i l i ' ! ' F o r a l l e i g h t m i x t u r e t y p e s , t h e r e i s n o c o r r e l a t i o n b e t w e e n i n c r e a s e s i n p e r c e n t r e c o v e r e d a s p h a l t m a t e r i a l c o n t e n t o n t h e E * a n d 6 . T h i s m e a n s t h e E * a n d t h e 6 f o r a l l S u p e r p a v e m i x t u r e s i s s o m e w h a t s i m i l a r . 0 A t t h e m i d - r a n g e t e m p e r a t u r e o f 7 0 ° F t h e S P T t e s t r e s u l t s i n d i c a t e t h a t : 0 A l l e i g h t m i x t u r e t y p e s b e h a v e d t h e s a m e a t l o w a n d h i g h f r e q u e n c i e s . F o r m i x t u r e t y p e s M W - M ( F i g u r e E - 2 2 ) , M B - N ( F i g u r e E - 2 5 ) a n d D B - N ( F i g u r e E — 2 7 ) t h e d y n a m i c m o d u l u s , E * , s t a y s r e l a t i v e l y c o n s t a n t f o r a l l p e r c e n t a g e s o f r e c y c l e d m i x t u r e s e x c e p t t h e 1 0 0 p e r c e n t . F o r m i x t u r e t y p e s M W - N ( F i g u r e 4 . 2 1 ) , M B - M ( F i g u r e E — 2 6 ) a n d D B - M ( F i g u r e E - 2 8 ) , t h e E * d e c r e a s e s w h e n t h e p e r c e n t r e c o v e r e d a s p h a l t m a t e r i a l c o n t e n t i n c r e a s e s f r o m 0 t o 2 0 p e r c e n t , a n d t h e n i t i n c r e a s e s c o n s i s t e n t l y u p t o 1 0 0 p e r c e n t r e c o v e r e d a s p h a l t m a t e r i a l c o n t e n t . F o r m i x t u r e t y p e D W - M ( F i g u r e E - 2 4 ) , t h e E * c o n s i s t e n t l y i n c r e a s e s a s t h e p e r c e n t o f r e c o v e r e d a s p h a l t m a t e r i a l c o n t e n t i n c r e a s e s . F o r m i x t u r e t y p e D W - N ( F i g u r e E - 2 3 ) , n o c o r r e l a t i o n w a s f o u n d . I n g e n e r a l , t h e p e r c e n t r e c o v e r e d a s p h a l t m a t e r i a l c o n t e n t h a s a m i n o r e f f e c t o n t h e p h a s e a n g l e 6 . 2 0 0 ) g e d ( e l g n A e s a h P 1 3 * ( k s i ) 1 3 * ( k s i ) 1 3 * ( k s i ) 7 , 5 0 0 6 , 0 0 0 4 , 5 0 0 3 , 0 0 0 1 , 5 0 0 5 , 0 0 0 4 , 0 0 0 3 , 0 0 0 . 2 , 0 0 0 1 , 0 0 0 4 , 0 0 0 3 , 0 0 0 ~ 2 , 0 0 0 1 , 0 0 0 f — ~ ‘ ~ — + " # ‘ 7 " ? I D 4 0 " F , 2 5 H z I 4 0 ° F , 0 . 1 H z I 3 0 4 5 6 0 1 0 0 0 1 0 2 0 % R e c o v e r e d M a t e r i a l D 7 0 ‘ 7 ’ 1 F . 2 5 H z E m , 0 . 1 t h I 0 1 0 2 0 % R e c o v e r e d M a t e r i a l 3 0 4 5 6 0 1 0 0 F r m a n : _ T 1 0 0 5 F , 0 ] T 0 1 0 2 0 3 0 4 5 6 0 1 0 0 % R e c o v e r e d M a t e r i a l P h a s e A n g l e ( d e g ) P h a s e A n g l e ( d e g ) I D 4 0 ° F , 2 5 H z I 4 0 ° F , 0 . l H 2 1 0 1 0 2 0 3 0 4 5 6 0 1 0 0 % R e c o v e r e d M a t e r i a l I D 7 0 ° F , 2 5 H z I 7 0 ° F , 0 . 1 H d 0 1 0 2 0 3 0 4 5 6 0 1 0 0 % R e c o v e r e d M a t e r i a l ’ n 1 0 0 ° r , 2 5 H z i 1 0 0 ° F f 0 i H 7 _ _ . _ _ ¥ _ . _ _ J 0 1 0 2 0 3 0 4 5 6 0 1 0 0 % R e c o v e r e d M a t e r i a l F i g u r e 4 . 2 1 V a r i a b i l i t y o f E * a n d 6 f o r t h e s a m e t e m p e r a t u r e a n d f r e q u e n c y f o r w e a r i n g c o u r s e M a r g a l l a + N o w s h e r a ( M W — N ) b l e n d s A t t h e h i g h t e m p e r a t u r e o f 1 0 0 ° F t h e S P T t e s t r e s u l t s i n d i c a t e t h a t : o A l l e i g h t m i x t u r e s s h o w e d s i m i l a r t r e n d s a t b o t h l o w a n d h i g h f r e q u e n c i e s . 0 F o r m i x t u r e t y p e s D B - N ( F i g u r e E — 2 7 ) a n d M B — N ( F i g u r e E - 2 5 ) , E * i n c r e a s e s w i t h i n c r e a s i n g p e r c e n t r e c o v e r e d a s p h a l t m a t e r i a l c o n t e n t s . 2 0 1 - I " ‘ t . " . : “ H u m m u s “ ; ( I f I ‘ f ' f t C ‘ S t t y ‘ ? i . ‘ f | ! ' f i " ? , ! g Q Y Y I Q § ! , § Q . ; ! “ " " o F o r m i x t u r e t y p e s D W — N a n d D W — M ( F i g u r e s E - 2 3 a n d 2 4 ) , E * i n c r e a s e s a s t h e p e r c e n t r e c o v e r e d a s p h a l t m a t e r i a l c o n t e n t s i n c r e a s e s a n d r e m a i n s c o n s t a n t a t t h e h i g h p e r c e n t a g e s o f r e c o v e r e d a s p h a l t m a t e r i a l c o n t e n t s . 0 F o r m i x t u r e t y p e M W - N ( F i g u r e 4 . 2 1 ) , E * i n i t i a l l y d e c r e a s e s f r o m 0 t o 1 0 p e r c e n t r e c o v e r e d a s p h a l t m a t e r i a l c o n t e n t a n d t h e n i n c r e a s e s f r o m 1 0 t o 1 0 0 p e r c e n t . o F o r m i x t u r e t y p e M B - M ( F i g u r e E - 2 6 ) , E * r e m a i n s c o n s t a n t f r o m 0 t o 2 0 p e r c e n t r e c o v e r e d a s p h a l t m a t e r i a l c o n t e n t , t h e n i t i n c r e a s e s f r o m 2 0 t o 6 0 p e r c e n t a n d d e c r e a s e s a g a i n f r o m 6 0 t o 1 0 0 p e r c e n t . 0 G e n e r a l l y , f o r b o t h f r e q u e n c i e s , 6 d e c r e a s e s a t h i g h p e r c e n t s r e c o v e r e d a s p h a l t m a t e r i a l c o n t e n t e x c e p t f o r m i x t u r e t y p e D B - M ( F i g u r e E - 2 8 ) w h i c h s h o w a c o n s t a n t t r e n d . F u r t h e r , t h e t e s t r e s u l t s w e r e a n a l y z e d t o d e t e r m i n e t h e e f f e c t s o f t h e v i r g i n a g g r e g a t e o r r e c o v e r e d m a t e r i a l s o u r c e s o n E * a n d 6 . F o r t h e w e a r i n g c o u r s e a n d f o r a l l t e s t i n g t e m p e r a t u r e s , t h e m i x t u r e s m a d e w i t h M a r g a l l a a g g r e g a t e s s h o w e d h i g h e r E * a n d l o w e r 6 v a l u e s t h a n t h e D e e n a a g g r e g a t e s . F o r t h e b a s e c o u r s e , a t l o w t e m p e r a t u r e t e s t i n g , v i r g i n m i x t u r e s m a d e w i t h D e e n a a g g r e g a t e s h a d h i g h e r E * a n d l o w e r 6 t h a n v i r g i n m i x t u r e s m a d e w i t h M a r g a l l a a g g r e g a t e s . A t t h e m i d - r a n g e a n d h i g h t e m p e r a t u r e , E * a n d 6 w e r e r e l a t i v e l y s i m i l a r f o r b o t h v i r g i n m i x t u r e s . F i g u r e 4 . 2 2 s h o w s a n e x a m p l e o f t h e e f f e c t o f a g g r e g a t e s o u r c e s o n E * a t l o w t e m p e r a t u r e s . I I I n n v v H F I E l 4 0 ° F , 2 5 H z I 4 0 ° F , 0 . 1 H z M W D W M B D B A g g r e g a t e S o u r c e I F i g u r e 4 . 2 2 E * v e r s u s p e r c e n t r e c o v e r e d a s p h a l t m a t e r i a l f o r l o w t e m p e r a t u r e s T h e d i f f e r e n c e b e t w e e n t h e S P T d a t a o f t h e t w o r e c o v e r e d H M A s o u r c e s ( M a n d r a a n d N o w s h e r a ) w a s f u r t h e r a n a l y z e d . A t l o w a n d m i d r a n g e t e m p e r a t u r e s E * a n d 6 s h o w e d r e l a t i v e l y s i m i l a r r e s u l t s f o r b o t h M a n d r a a n d N o w s h e r a . A t h i g h t e m p e r a t u r e t e s t i n g , N o w s h e r a m i x t u r e s f o r b o t h w e a r i n g a n d b a s e c o u r s e s h o w e d h i g h e r E * a n d l o w e r 6 v a l u e s t h a n t h o s e o f M a n d r a m i x t u r e s . T h i s a g r e e s w i t h s i m i l a r fi n d i n g s i n t h e b l e n d e d b i n d e r a n a l y s i s w h e r e 1 0 0 % N o w s h e r a b i n d e r w a s s t i f f e r t h a n t h a t o f M a n d r a . F o r a l l e i g h t r e c y c l e d m i x t u r e s , t h e d y n a m i c m o d u l u s m a s t e r c u r v e s w e r e d e v e l o p e d u s i n g t i m e — t e m p e r a t u r e s u p e r p o s i t i o n . T h e d y n a m i c m o d u l u s m a s t e r c u r v e i s t y p i c a l l y u s e d t o a c c u r a t e l y a c c o u n t f o r t h e e f f e c t s o f t e m p e r a t u r e a n d l o a d i n g r a t e o n t h e d y n a m i c m o d u l u s . I n t h e a n a l y s i s : 2 0 3 . s - _ . . _ _ ~ l a a r m ? » . m - V i . . . - v ' ' " = ~ ' ~ ‘ I ! 7 " “ ~ « ' ‘ . I ' n a u g u n u n n g u i t o f r t ' f ‘ t W R W W H I E “ " ' t fl i ! ! ! 1 " ! f 2 9 9 ‘ fl fl ' l ' . " ‘ " " . ' . A n o n - l i n e a r O p t i m i z a t i o n p r o c e d u r e w a s u s e d a s r e c o m m e n d e d b y W i t c z a k a n d S o t i l ( W i t c z a k & S o t i 1 2 0 0 4 ) t o d e v e l o p t h e m a s t e r c u r v e s . . A l l d y n a m i c m o d u l u s d a t a t h a t w e r e o b t a i n e d f r o m t h e S P T a t t h e t h r e e t e m p e r a t u r e s o f 4 0 , 7 0 , a n d 1 0 0 ° F a n d t h e fi v e f r e q u e n c i e s 2 5 , 1 0 , 5 , 1 , 0 . 5 , a n d 0 . 1 H z w e r e s h i f t e d w i t h r e s p e c t t o l o a d i n g f r e q u e n c y a t a s p e c i fi c r e f e r e n c e t e m p e r a t u r e o f 7 0 ° F ( B o n a q u i s t & C h r i s t e n s e n 2 0 0 5 ) . . T h e s h i f t f a c t o r s , ( 1 ( T ) , w e r e d e t e r m i n e d u s i n g E q u a t i o n 8 : l o g a ( T ) = a T 2 + b T + c ( 8 ) T = t e m p e r a t u r e o f i n t e r e s t a , b , a n d c = r e g r e s s i o n c o e f fi c i e n t s . T h e t i m e o f l o a d i n g a t t h e r e f e r e n c e t e m p e r a t u r e , t R , w a s d e t e r m i n e d u s i n g E q u a t i o n 9 . = _ £ _ ( 9 ) a ( T ) t R t = t i m e o f l o a d i n g a t t h e g i v e n t e m p e r a t u r e o f i n t e r e s t . T h e l o g t i m e o f l o a d i n g a t t h e r e f e r e n c e t e m p e r a t u r e , l o g t R , w a s d e t e r m i n e d u s i n g E q u a t i o n 1 0 . l o g t R = l o g ( t ) — l o g a ( T ) ( 1 0 ) . T h e d y n a m i c m o d u l u s ( E * ) w a s t h e n p r e d i c t e d u s i n g t h e s i g m o i d a l E q u a t i o n 1 1 . a * : l o g ( E ) 6 + 1 + e fl + 7 > < ( 1 0 g t R ) ( 1 1 ) W h e r e 8 , a , B , y = n o n — l i n e a r r e g r e s s i o n p a r a m e t e r s o f t h e s i g m o i d a l f u n c t i o n 2 0 4 - ‘ . ‘ , £ ( r l \ . ‘ o i z l v f p . y . : ( ‘ r l g g 5 1 p 0 ' 0 r f } l . : f i f i g ' f f 1 " ! " 9 5 1 ‘ ! 0 9 . . . ! ‘ I ‘ f o ! ! ! ) Y ' ! ‘ ! Q . | Q " f , " ’ . . . - — _ _ . . . . . . . — . . 7 . T h e 7 u n k n o w n p a r a m e t e r s ( a , b , c , a , B , y , a n d 5 ) w e r e c a l c u l a t e d u s i n g t h e E x c e l s o l v e r f u n c t i o n . T h i s fi J I l C t h I l u s e d a n i t e r a t i v e o p t i m i z a t i o n p r o c e s s t o g e t t h e m i n i m u m s u m o f e r r o r s s q u a r e d b e t w e e n t h e a c t u a l d y n a m i c m o d u l u s a n d t h e p r e d i c t e d d y n a m i c m o d u l u s . N o t e t h a t a t t h e r e f e r e n c e t e m p e r a t u r e t h e s h i f t f a c t o r , l o g 0 r ( 7 0 ) , m u s t b e e q u a l t o 0 . W i t h t h e m i n i m u m s u m o f e r r o r s q u a r e d , t h e m a s t e r c u r v e s f o r t h e o p t i m u m v i r g i n m i x t u r e a n d r e c y c l e d m i x t u r e s w e r e p l o t t e d i n t h e s a m e g r a p h . F i g u r e s 4 . 2 3 t h r o u g h 4 . 2 6 s h o w t h e m a s t e r c u r v e s f o r a l l r e c y c l e d m i x t u r e t y p e s . T h e e f f e c t o f t h e r e c o v e r e d a s p h a l t m a t e r i a l o n t h e m a s t e r c u r v e s w a s o b s e r v e d t o b e r e l a t i v e l y t h e s a m e f o r a l l S u p e r p a v e m i x t u r e t y p e s . I t w a s d e t e r m i n e d f r o m t h e m a s t e r c u r v e s t h a t a s t h e f r e q u e n c y d e c r e a s e d t h e r e w a s a s u b s t a n t i a l i n c r e a s e i n t h e d y n a m i c m o d u l i a t h i g h p e r c e n t s o f r e c o v e r e d a s p h a l t m a t e r i a l c o n t e n t s . F o r e x a m p l e F i g u r e 4 . 2 3 b a t 0 . 1 H z s h o w s t h e r e c y c l e d m i x t u r e s m a d e w i t h 4 5 , 6 0 a n d 1 0 0 p e r c e n t r e c o v e r e d a s p h a l t m a t e r i a l c o n t e n t s c o r r e s p o n d t o d y n a m i c m o d u l i v a l u e s o f 6 0 0 , 0 0 0 , 1 , 0 0 0 , 0 0 0 a n d 2 , 0 0 0 , 0 0 0 p s i , r e s p e c t i v e l y . F o r t h e o p t i m u m v i r g i n m i x t u r e a n d t h e r e c y c l e d a s p h a l t m i x t u r e s c o n t a i n i n g u p t o 3 0 p e r c e n t r e c o v e r e d a s p h a l t m a t e r i a l , t h e d y n a m i c m o d u l i a t l o w f r e q u e n c i e s r e m a i n e d r e l a t i v e l y t h e s a m e a t a b o u t 4 0 0 , 0 0 0 p s i . F o r a l l m i x t u r e t y p e s a t l o w f r e q u e n c i e s , t h e d y n a m i c m o d u l u s o f t h e r e c y c l e d m i x t u r e w i t h 1 0 0 p e r c e n t r e c o v e r e d a s p h a l t m a t e r i a l c o n t e n t w a s a l w a y s g r e a t e r t h a n t h a t o f t h e v i r g i n m i x t u r e s a n d r e c y c l e d m i x t u r e s w i t h l o w p e r c e n t s o f r e c o v e r e d a s p h a l t m a t e r i a l c o n t e n t s . F o r t h e m a j o r i t y o f m i x t u r e t y p e s , t h e d y n a m i c m o d u l i a t l o w f r e q u e n c i e s f o r t h e v i r g i n a n d r e c y c l e d m i x t u r e s a t l o w p e r c e n t s o f r e c o v e r e d a s p h a l t I a n — V i r g i n + 1 0 % + 2 0 % + 3 0 % 9 : I < — d 4 5 ° 7 o T — x — 6 0 % — I — 1 W O O ° / c I 1 . E + 0 7 . I I I I l . E + 0 6 ~ 4 7 1 3 * ( p s i ) 1 . E + 0 5 1 . E — 0 4 l . E — O 2 1 . E + 0 0 l . E + 0 2 1 . E + 0 4 1 . E + 0 6 R e d u c e d F r e q u e n e y ( H z ) ( a ) W e a r i n g c o u r s e I I 1 . E + 0 4 4 ; W I I — B — V i r g i n — A — — 1 0 % + 2 0 % — I 9 — — 3 0 % + 7 4 5 % + _ 6 ( f / o : — + — M _ 1 0 ) 0 ° / 5 I I I l . E + 0 7 1 . E + O 6 a I g I * L n I 1 . E + 0 5 I I l . E + 0 4 l . E - 0 4 l . E — 0 2 1 . E + 0 0 1 . E + 0 2 1 . E + 0 4 l . E + 0 6 R e d u c e d F r e q u e n c y ( H z ) I I ( b ) B a s e c o u r s e F i g u r e 4 . 2 3 M a s t e r c u r v e f o r t h e M a r g a l l a + N o w s h e r a r e c y c l e d m i x t u r e s 2 0 6 ) i s p ( “ E ) i s p ( * 3 1 + 4 5 % + 6 0 % + 1 0 0 % I — I — V i r g i n + 1 0 % + 3 0 % l . E + 0 7 7 I g I , . 1 . E + 0 6 1 . E + 0 5 1 . E + 0 4 L l l l l l l I I I I I I I I I I I I I I I I r r n m r r r r J I J | _ I A | 1 . E - 0 4 1 . E — 0 2 1 . E + 0 0 1 . E + 0 2 1 . E + 0 4 1 . E + 0 6 R e d u c e d F r e q u e n c y ( H z ) ( a ) W e a r i n g c o u r s e — I — V i r g i n + 1 0 % + 2 0 % + 3 0 % + 4 5 % + 6 0 % - I — 1 0 0 % 1 . E + 0 7 w e 1 . E + 0 6 * - l . E + 0 5 I l | l l | l | r I l J J J J J l l | I l l l L l l l | J l l J 1 . E + 0 4 1 . E — 0 4 I I I r u n 1 . E - 0 2 1 . E + 0 0 1 . E + 0 2 1 . E + 0 4 R e d u c e d F r e q u e n c y ( H z ) 1 . E + 0 6 ( b ) B a s e c o u r s e 2 0 7 F i g u r e 4 . 2 4 M a s t e r c u r v e f o r t h e M a r g a l l a + M a n d r a r e c y c l e d m i x t u r e s ) i s p ( * 3 1 I + V i r g i n + 2 0 % — — o — 3 0 % + 4 5 % — X — 6 0 % — I — 1 0 0 % 1 . E + 0 7 1 . E + 0 6 1 3 * ( p s i ) 1 . E + 0 5 4 [ 1 1 1 1 1 1 I . E + 0 4 1 . E - 0 4 1 . E - 0 2 . . . . i U . I . 1 . E + 0 0 1 . E + 0 2 R e d u c e d F r e q u e n c y ( H z ) 1 . E + 0 4 1 . E + 0 6 L ( a ) W e a r i n g c o u r s e I I I I / 6 g p + 1 0 % + 2 0 % + 3 0 % + 4 5 % + 6 0 % — + — 1 0 0 % 1 . E + 0 7 1 . E + O 6 , 1 . E + 0 5 l . E + 0 4 r J ' l l J J I I I I I I i I I 1 . E - 0 4 1 . E — 0 2 1 . E + 0 0 1 . E + 0 2 R e d u c e d F r e q u e n c y ( H z ) 1 . E + 0 4 1 . E + 0 6 ( b ) B a s e c o u r s e F i g u r e 4 . 2 5 M a s t e r c u r v e f o r t h e D e e n a + N o w s h e r a r e c y c l e d m i x t u r e s 2 0 8 ) i s p ( * E L + . Y r _ g h ; _ + y a _ + 2 9 a : 2 2 ? + 4 5 % + J 9 ‘ V L T A I Q O W I ‘ I I 1 . E + 0 7 I I I I I 1 . E + 0 6 , I I I : 3 ; I I I * : I { I , ‘ 5 I I I I 1 . 5 + 0 5 4 ~ I I I I I f . I I I I I I I I I ' I I I I I I 1 . E + O 4 . . . . ' . I . . . . I I 1 . E — 0 4 1 . E — 0 2 1 . E + 0 0 1 . E + 0 2 l . E + O 4 I . E + 0 6 I I R e d u c e d F r e q u e n c y ( H z ) I ( a ) W e a r i n g c o u r s e 1 . E + 0 7 L i z — V i r g i n + 1 0 % + 2 0 % + 3 0 % + 4 5 % + 6 0 % i i i — l o w ] W ‘ 7 I I l . E + 0 5 . 2 . , ~ 1 . E + 0 4 I I I - I I I I I I I I I I I I I I I - r I ‘ I ' I I I 1 . E + 0 0 1 . E + 0 2 1 . E + 0 4 1 . E + 0 6 I R e d u c e d F r e q u e n c y ( H z ) I 1 . E — 0 4 1 . E - 0 2 ( b ) B a s e c o u r s e F i g u r e 4 . 2 6 M a s t e r c u r v e f o r t h e D e e n a + M a n d r a r e c y c l e d m i x t u r e s 2 0 9 : ' ' " . ' 5 ' . ‘ 9 3 ? " i n " ' 9 " . fl f d t ! ? t ! 9 h " fl ! ” ‘ fl fl ' f " ‘ " “ 9 " ! ! ! ” ' 3 ' ! ” — m a t e r i a l c o n t e n t s w e r e r e l a t i v e l y t h e s a m e . H o w e v e r , s o m e m i x t u r e t y p e s s h o w a s i m i l a r i t y b e t w e e n v i r g i n m i x t u r e s a n d r e c y c l e d m i x t u r e s w i t h i n t e r m e d i a t e p e r c e n t a g e s o f r e c o v e r e d a s p h a l t m a t e r i a l c o n t e n t s , f o r e x a m p l e D B - M ( F i g u r e 4 . 2 5 b ) , M W - M a n d M B - M ( F i g u r e 4 . 2 3 3 a n d b ) m i x t u r e t y p e s . T h e d y n a m i c m o d u l u s a t l o w f r e q u e n c i e s r e p r e s e n t s t h e b e h a v i o r o f t h e a s p h a l t c o n c r e t e u n d e r a h i g h l o a d i n g t i m e ( s l o w o r s t a n d i n g t r a f fi c ) a n d / o r t h e b e h a v i o r a t h i g h t e m p e r a t u r e s ( D a n i e l & L a c h a n c e 2 0 0 5 ) . S i n c e t h e d y n a m i c m o d u l u s a t l o w f r e q u e n c i e s r e p r e s e n t s t h e b e h a v i o r a t t h e s e c o n d i t i o n s , i t c o r r e l a t e s t o t h e a s p h a l t c o n c r e t e ’ s a b i l i t y t o r e s i s t r u t t i n g . I t w a s o b s e r v e d f r o m F i g u r e s 4 . 2 3 t h r o u g h 4 . 2 6 t h a t t h e r e i s a g r e a t e r r e s i s t a n c e t o r u t t i n g w h e n g r e a t e r p e r c e n t s o f r e c o v e r e d a s p h a l t m a t e r i a l c o n t e n t s ( 4 5 p e r c e n t a n d g r e a t e r ) a r e u s e d i n t h e r e c y c l e d a s p h a l t m i x t u r e s . T h e d y n a m i c m o d u l i v a l u e s f o r v i r g i n a n d r e c y c l e d m i x t u r e s a t h i g h f r e q u e n c i e s w e r e a l s o a n a l y z e d . A t h i g h f r e q u e n c i e s , t h e d y n a m i c m o d u l i v a l u e s w i t h i n a m i x t u r e t y p e b e g i n t o s l o w l y c o n v e r g e t o a m a x i m u m v a l u e . T h e d y n a m i c m o d u l u s a t h i g h f r e q u e n c i e s c o r r e s p o n d s t o t h e b e h a v i o r a t a l o w l o a d i n g t i m e ( h i g h t r a f fi c s p e e d ) a n d / o r t h e b e h a v i o r a t l o w t e m p e r a t u r e s . T h e s e t r e n d s w e r e e x p e c t e d b e c a u s e w h e n a s p h a l t m i x t u r e s a r e a t v e r y l o w t e m p e r a t u r e s , r e g a r d l e s s o f t h e a g e o f t h e a s p h a l t b i n d e r , t h e b e h a v i o r i s e x p e c t e d t o b e s i m i l a r . T h e r e s u l t s o f a s i m i l a r s t u d y c o n d u c t e d b y D a n i e l a n d L a c h a n c e ( D a n i e l & L a c h a n c e 2 0 0 5 ) w e r e c o m p a r e d t o t h e r e s u l t s fi o m t h i s s t u d y . T h e i r fi n d i n g s c o n t r a d i c t t h e r e s u l t s o b t a i n e d i n t h i s s t u d y . F o r e x a m p l e , t h e y r e p o r t e d t h a t a t l o w f r e q u e n c i e s v i r g i n a n d r e c y c l e d m i x t u r e s ( w h i c h w e r e m a d e u p t o 4 0 % r e c o v e r e d m a t e r i a l ) b e h a v e d s i m i l a r l y , w h i l e a t h i g h e r f r e q u e n c i e s , t h e r e c y c l e d m i x t u r e s h a d a g r e a t e r d y n a m i c 2 1 0 ' v ' I ' " I ” . ‘ H I : F ' . ‘ I . " E " . " S U N ? “ ' n ' . " H U N ! ! ! H ' e i t e h i t fl ' r ' ~ “ 4 2 9 - 9 1 9 3 . ! * - - I - ' _ - O D J I - m ' - — - ‘ . ‘ m O d u h l s t h a n t h e v i r g i n m i x t u r e . T h e d i f f e r e n c e i n t h e d y n a m i c m o d u l u s a t h i g h f r e q u e n c i e s w a s a b o u t 2 0 0 , 0 0 0 p s i w h i c h i s r e l a t i v e l y l o w c o m p a r e d t o t h e d y n a m i c m o d u l i v a l u e s o b t a i n e d i n t h i s s t u d y . O n t h e o t h e r h a n d , t h e r e s u l t s r e p o r t e d b y A l Q a d i e t a 1 . ( A l Q a d i e t a 1 . 2 0 0 9 ) c o r r e s p o n d v e r y w e l l t o t h e m a s t e r c u r v e s d e v e l o p e d i n t h i s s t u d y . A l Q a d i e t a 1 . m a s t e r c u r v e s i n d i c a t e d t h a t a t h i g h f r e q u e n c i e s , t h e d y n a m i c m o d u l u s v a l u e s f o r v i r g i n a n d r e c y c l e d m i x t u r e s c o n t a i n i n g 2 0 % a n d 4 0 % r e c o v e r e d a s p h a l t m a t e r i a l d o n o t s h o w a n y s i g n i fi c a n t d i f f e r e n c e . H o w e v e r a t l o w f r e q u e n c i e s t h e r e i s a s i g n i fi c a n t i n c r e a s e i n t h e d y n a m i c m o d u l i v a l u e s f o r t h e r e c y c l e d m i x t u r e s v e r s u s v i r g i n m i x t u r e s . 4 . 4 G U I D E L I N E S F O R T H E S E L E C T I O N O F A S P H A L T P A V E M E N T R E C Y C L I N G M E T H O D S A t t h e o u t s e t , t h e s e g u i d e l i n e s a r e g e n e r a l i n n a t u r e a n d w i l l b e d e t a i l e d w h e n a l l t e s t r e s u l t s b e c o m e a v a i l a b l e . F u r t h e r , i t i s a s s u m e d t h a t b a s e d o n g e n e r a l e v a l u a t i o n ( p a v e m e n t s u r f a c e d i s t r e s s , r i d e q u a l i t y , r u t d e p t h a n d s t r u c t u r a l i n t e g r i t y ) o f a p a v e m e n t p r o j e c t , t h e p r o j e c t i s s e l e c t e d f o r r e h a b i l i t a t i o n . H e n c e , r e c y c l i n g i s o n e o f s e v e r a l r e h a b i l i t a t i o n o p t i o n s t h a t n e e d t o b e e v a l u a t e d . T h e g u i d e l i n e s a r e p r e s e n t e d i n a s t e p - w i s e m a n n e r . 1 . D e t e r m i n e t h e s t r u c t u r a l c a p a c i t y o f a l l p a v e m e n t l a y e r s u s i n g N D T o r d e s t r u c t i v e t e s t i n g . I f t h e t e s t r e s u l t s s h o w e d w e a k l o w e r p a v e m e n t l a y e r s , t h e a s p h a l t l a y e r s h o u l d b e e v a l u a t e d f o r p o s s i b l e i n - p l a n t r e c y c l i n g . N o i n — p l a c e r e c y c l i n g s h o u l d b e u n d e r t a k e n . I f t h e l o w e r l a y e r s s h o w e d g o o d s t r u c t u r a l c a p a c i t y t h e n t h e a s p h a l t l a y e r c o u l d b e s u b j e c t e d t o i n — p l a n t o r i n - p l a c e r e c y c l i n g d e p e n d i n g o n t h e r e s u l t s o f t h e o t h e r e v a l u a t i o n s . 2 1 1 . . ‘ - ” m a - L a w 5 ' . ‘ m 6 9 5 2 5 : m m m m g n m ? m ' t m ' ? I - ‘ “ W ’ J ‘ l fl fi i ' g t g I - m — ‘ m ‘ 1 w : - I - — u . r : - . - . u . - e 2 . O b t a i n p a v e m e n t c o r e t o : a . D e t e r m i n e t h e t h i c k n e s s o f t h e a s p h a l t l a y e r , t h e i n f o r m a t i o n c a n b e u s e d f o r b a c k c a l c u l a t i n g t h e l a y e r m o d u l i i n s t e p 1 a n d f o r d e t e r m i n i n g w h e t h e r o r n o t i n - p l a c e r e c y c l i n g c a n b e e m p l o y e d . I f t h e a s p h a l t t h i c k n e s s i s m o r e t h a n 6 i n c h e s n o i n - p l a c e r e c y c l i n g s h o u l d b e e m p l o y e d . b . I f o n l y a p o r t i o n o f t h e a s p h a l t l a y e r n e e d s t o b e r e c y c l e d t h e n d e t e r m i n e t h e t h i c k n e s s o f t h a t p o r t i o n b a s e d o n i t s c o n d i t i o n . T w o i n c h e s o r l e s s c o u l d b e s u b j e c t e d t o h o t o r c o l d i n - p l a c e r e c y c l i n g . M o r e t h a n t w o b u t l e s s t h a n s i x i n c h e s , i t c o u l d b e s u b j e c t e d t o c o l d i n - p l a c e r e c y c l i n g . c . R e g a r d l e s s o f t h e t h i c k n e s s o f t h e a s p h a l t l a y e r , t h e l a y e r c o u l d b e s u b j e c t e d t o a c o m b i n a t i o n o f m i l l i n g a n d i n - p l a c e r e c y c l i n g p r o v i d e d t h a t t h e r e c y c l e d p o r t i o n i s t w o i n c h e s o r l e s s o f h o t i n - p l a c e a n d l e s s t h a n s i x i n c h e s f o r c o l d i n - p l a c e r e c y c l i n g . d . R e g a r d l e s s o f t h e a s p h a l t l a y e r t h i c k n e s s , t h e l a y e r c o u l d b e r e m o v e d a n d s u b j e c t e d t o i n - p l a n t r e c y c l i n g . 3 . E x a m i n e t h e c o r e a n d m e a s u r e t h e d e p t h o f c r a c k s . I f t h e c r a c k d e p t h s a r e l e s s t h a n t w o i n c h e s , h o t i n — p l a c e r e c y c l i n g i s p o s s i b l e . I f t h e c r a c k d e p t h s a r e u p t o s i x i n c h e s , c o l d i n - p l a c e r e c y c l i n g i s p o s s i b l e . I n - p l a n t r e c y c l i n g c a n b e e m p l o y e d f o r a l l c r a c k d e p t h s . 4 . O b t a i n s a m p l e s f r o m t h e a s p h a l t l a y e r t o b e s u b j e c t e d t o a s p h a l t r e c y c l i n g . T r a n s p o r t t h e m a t e r i a l s t o t h e l a b o r a t o r y a n d c o n d u c t t h e p r o p e r s t a n d a r d t e s t s t o d e t e r m i n e t h e r e c o v e r e d a g g r e g a t e g r a d a t i o n . 2 1 2 5 . B l e n d t h e r e c o v e r e d b i n d e r w i t h v i r g i n b i n d e r u s i n g d i f f e r e n t p r o p o r t i o n s . F o r e a c h p r o p o r t i o n d e t e r m i n e t h e h i g h a n d l o w c r i t i c a l t e m p e r a t u r e s o f t h e b l e n d e d b i n d e r . T h e d a t a w i l l a s s i s t t h e s e l e c t i o n o f t h e p r o p e r p e r c e n t r e c o v e r e d b i n d e r t o b e i n c l u d e d i n t h e r e c y c l i n g . . M a k e r e c y c l e d m i x t u r e s u s i n g d i f f e r e n t p r o p o r t i o n s o f r e c o v e r e d a n d v i r g i n a s p h a l t m a t e r i a l s . D e t e r m i n e t h e v o l u m e t r i c p r o p e r t i e s o f t h e r e c y c l e d m i x t u r e s . . B a s e d o n t h e v o l u m e t r i c p r o p e r t i e s o f t h e r e c y c l e d m i x t u r e s a n d o n t h e h i g h a n d l o w c r i t i c a l t e m p e r a t u r e s o f t h e b l e n d e d b i n d e r s , s e l e c t t h e p r o p e r p r o p o r t i o n o f t h e r e c o v e r e d a s p h a l t m a t e r i a l t o b e i n c l u d e d i n t h e r e c y c l e d m i x t u r e s . B a s e d o n t h i s p r o p o r t i o n , o n e c o u l d d o : a . I n - p l a c e r e c y c l i n g i f t h e p e r c e n t r e c o v e r e d a s p h a l t m a t e r i a l t o b e i n c l u d e d i n t h e r e c y c l e d m i x t u r e i s h i g h ( > 8 5 % ) . b . I n — p l a n t r e c y c l i n g i f t h e p r o p o r t i o n i s l e s s t h a n 8 5 % . c . N o r e c y c l i n g i f t h e p r o p o r t i o n i s l e s s t h a n 5 % . I n t h i s c a s e , t h e r e c o v e r e d a s p h a l t m a t e r i a l c o u l d b e s h a t t e r e d o r f r a c t u r e d a n d u s e d a s u n b o u n d b a s e m a t e r i a l . . S e l e c t t h e r e q u i r e d a s p h a l t b i n d e r p e r f o r m a n c e g r a d e ( P G ) t o b e u s e d u n d e r t h e g i v e n e n v i r o n m e n t a l c o n d i t i o n . S e l e c t t h e p r o p e r p r o p o r t i o n s o f t h e r e c y c l e d a s p h a l t b i n d e r t h a t w o u l d y i e l d t h e r e q u i r e d P G u s i n g t h e r e s u l t s f r o m s t e p 5 . 2 1 3 . : I - I m m o w - t w r m m - r s a - I " I n o n « m u s e u m - r m ! ! ! m e w - H u m I I ' " " 8 ~ . . . 4 | v s : _ . . _ . — . - . ~ — — _ _ a h . " . - " ‘ £ - O ‘ 9 . D o t r i a l r e c y c l e d a s p h a l t m i x t u r e s i n t h e l a b o r a t o r y a n d d e t e r m i n e t h e i r v o l u m e t r i c p r o p e r t i e s . T e s t w h e t h e r o r n o t t h e s e p r o p e r t i e s s a t i s f y t h e r e q u i r e m e n t s o f t h e S u p e r p a v e m i x e s . 1 0 . C o n d u c t l i f e c y c l e c o s t a n a l y s i s o f a l l p a v e m e n t r e h a b i l i t a t i o n a l t e r n a t i v e s a n d a l l a s p h a l t r e c y c l i n g m e t h o d s t h a t c a n b e e m p l o y e d f o r t h e p a v e m e n t p r o j e c t i n q u e s t i o n . S e l e c t t h e m o s t c o s t e f f e c t i v e a l t e r n a t i v e . T h e a b o v e s t e p w i s e g u i d e l i n e o n s e l e c t i n g t h e p r o p e r r e c y c l i n g m e t h o d w a s s u m m a r i z e d i n a fl o w c h a r t f o r m a t p r e s e n t e d i n F i g u r e 4 . 2 7 . 2 1 4 y r o t a r o b a l e h t a \ n 6 > d o h t e m g n e h t " i R \ l 6 P c n y < I p i e \ c n b m d r u 0 r e t r e t o s b n i i e t o e k e / t R t c t " I a t a \ a s " e 2 m c i r C i r e d l c " 6 D e v a j i e o b r a d < e n e p l p h e a h e t c r y a t r n o o n f i h c t e s r " 2 < > p o r p p a g n i t c o t s a e d d u n e 6 e / e l e l k s t > s a c c e r v i a l R o e h / f B e s t P I s e n i l e d i u G 7 2 . 4 r e o r u g i F t n e m e R I R H P I , g \ R n o I r C v t a S p f o y t k i c a a e p a c W R P I e l b m s o P J D e t e r m i n e s t r u c t u r a l D e t e r m i n e t h e p o r t i o n o f O b t a i n s a m p l e s o f t h e ‘ a s p h a l t l a y e r a n d t e s t i n — > . l a y e r s A A H I R , C I R o r I I P R I P R A 2 1 5 R r d e l d e n i i y P b I ‘ % % 5 5 8 8 > < < d e e r d u u t l x e t h l d d l e u r e o v w o t c a e h r t — < g n s i e k a s s a a t c i m h p f n p m o s i a d r e t i n e e u e o d b l t r i e c t r y o t r e c o e v l p r o a o i c e r r e h — p e r t t a n m i f o s n o i t a d a r g e t a g e r g g a e n i m r e t d e r e v o c e e r D < d n a l s l e a v i n t o a n t r s e o t c l e v i t c e f f e a t e l n c o s o i c y t c t a e t s f i o i l l m i a b e a h t t h e c r t u c d t e n l n e o s e C m e v a p x u s i n m i ) d e u t n o c ( 7 2 . D e t e r m i n e c r i t i c a l t e m p e r a t u r e s . = o f b l e n d e d b i n d e r s a t d i f f e r e n t p r o p o r t i o n s A S e l e c t t h e p r o p e r I H I R , C I R o r I P R D e t e r m i n e v o l i u n e t r i c s o f — d i f f e r e n t p r o p o r t i o n e d r e c y c l e d — m i x t u r e s 2 1 6 D e t e r m i n e v o l u m e t r i c s o f t r i a l S u p e r p a v e c r i t i e r i a S e l e c t p r o p e r p o r t i o n o f r e q u i r e d P G F i g u r e 4 I . — 4 . 5 C A N D I D A T E R E C Y C L I N G M E T H O D S B a s e d o n t h e fi e l d i n v e s t i g a t i o n , a n d t h e a b o v e g u i d e l i n e s , c a n d i d a t e r e c y c l i n g m e t h o d s w e r e s e l e c t e d f o r e a c h A C t e s t s i t e . S i n c e t h e r e w a s n ’ t l a b o r a t o r y i n f o r m a t i o n a v a i l a b l e f o r t h e A C t e s t s i t e s t h e c a n d i d a t e r e c y c l i n g m e t h o d s w e r e s e l e c t e d b a s e d o n t h e p a v e m e n t s s u r f a c e c o n d i t i o n , c r a c k i n i t i a t i o n / p r o p a g a t i o n , q u a l i t y o f t h e l o w e r p a v e m e n t l a y e r s a n d t h e m o d u l i o f t h e p a v e m e n t l a y e r s . T a b l e 4 . 6 p r o v i d e s a s u m m a r y o f t h e p a v e m e n t c o n d i t i o n a n d r e c o m m e n d e d r e c y c l i n g m e t h o d s f o r t h e t w e l v e t e s t s i t e s . 2 1 7 T a b l e 4 . 6 C a n d i d a t e r e c y c l i n g m e t h o d s b a s e d o n p a v e m e n t e v a l u a t i o n ( 1 0 : 3 2 “ ) t h i f k i i e s s P a v e m e n t C o n d i t i o n T r a f fi c R e c y c l i n g M e t h o d - S e v e r e b l o c k c r a c k i n g a n d o c c a s i o n a l p a t c h e s . . , N S N - l , , - P a r t i a l t o p — d o w n c r a c k i n g w h i c h h a s 1 ' C I R 2 ; , 5 a n d a ? " 4 . H W i t h 2 f r e s h m i x ( N o w s h e r a ) p r o p a g a t e d 2 . 5 i n c h e s . 2 . I P R - L o w e r p a v e m e n t l a y e r s h a v e a d e q u a t e s t r e n g t h . - S e v e r e b l o c k c r a c k i n g a n d m o d e r a t e p a t c h e s a n d r u t t i n g . N 5 N — 2 ” - P a r t i a l t o p - d o w n c r a c k i n g w h i c h h a s l . C I R 2 . 5 ” a n d c a p ( N o w s h e r a ) 4 . 5 p r o p a g a t e d 2 . 5 n i c h e s . H W i t h 2 ” f r e s h m i x — S e a t o f r u t t i n g i n t h e H M A l a y e r 2 . 1 P R — L o w e r p a v e m e n t l a y e r s h a v e a d e q u a t e s t r e n g t h . - M o d e r a t e r u t t i n g a n d l o n g i t u d i n a l c r a c k i n g l . C l R 2 . 5 ” a n d c a p R R W — 3 — P a r t i a l t o p — d o w n c r a c k i n g w h i c h h a s w i t h 2 ” f r e s h m i x ( P e s h a w a r ) 5 ” p r o p a g a t e d 2 . 5 i n c h e s . H 2 . H I R 2 . 5 ” a n d c a p — S e a t o f r u t t i n g i n t h e H M A l a y e r w i t h 2 ” f r e s h m i x - L o w e r p a v e m e n t l a y e r s h a v e a d e q u a t e 3 . I P R s t r e n g t h . - F r e q u e n t f a t i g u e c r a c k i n g a n d s e v e r e b l o c k c r a c k i n g , m o d e r a t e r u t t i n g . N S S — 4 - P a r t i a l t o p - d o w n c r a c k i n g w h i c h h a s l . C I R 3 ” a n d o v e r l a y ( M a n d r a ) 6 . 5 p r o p a g a t e d . 3 i n c h e s . H W i t h 2 ” f r e s h m i x — S c a t o f r u t t 1 n g i n t h e H M A l a y e r 2 . C o m b o o f C I R + I P R — L o w c r p a v e m e n t l a y e r s h a v e a d e q u a t e s t r e n g t h . — M o d e r a t e p a t c h e s a n d r u t t i n g . 1 ' 2 1 1 1 1 1 2 3 f a n r l i ‘ o v e r l a y N 5 N - 5 , , — S e a t o f r u t t i n g i n t h e H M A l a y e r W I ” r e s m i x ( M a n d r a ) 6 - L o w e r p a v e m e n t l a y e r s h a v e a d e q u a t e H 2 ' H I R , 2 , a n d o v e r l a y s t r e n g t h . W i t h 2 f r e s h m i x 3 . I P R - S e v e r e f a t i g u e c r a c k i n g a n d m o d e r a t e t r a n s v e r s e a n d b l o c k c r a c k i n g - a n d r u t t i n g l . T o p 3 , , m i l l e d a n d t h e N S S — 6 — P a r t i a l t o p - d o w n c r a c k i n g w h i c h h a s b o t t o m 5 , , s u b ’ e c t e d t o . 8 ” r 0 a a t e d 3 t o 5 i n c h e s . H J ( W a Z i r a b a d ) p p g C I R . R e p l a c e t h e t o p — S e a t o f r u t t i n g i n t h e H M A l a y e r - L o w e r p a v e m e n t l a y e r s h a v e a d e q u a t e s t r e n g t h . 3 " w i t h I P R 2 1 8 T a b l e 4 . 6 ( c o n t i n u e d ) ( 1 0 : 2 2 ” t h i f k f i e s s P a v e m e n t C o n d i t i o n T r a f fi c R e c y c l i n g M e t h o d - S e v e r e r u t t i n g 1 . C I R 2 ” a n d o v e r l a y N 5 N - 7 6 ” — S e a t o f r u t t i n g i n t h e b a s e / s u b b a s e l a y e r H 2 $ 3 ; 2 2 ” f : : : h O I \ I / : : l a ( S u k k a r ) - L o w e r p a v e m e n t l a y e r s h a v e a d e q u a t e ' w i t h 2 , , f r e s h m i x y s t r e n g t h f r o m b a c k c a l c u l a t i o n 3 I P R - M o d e r a t e l o n g i t u d i n a l c r a c k i n g a n d l . C I R 2 ” a n d o v e r l a y N 5 N - 8 r u t t i n g . w i t h 2 ” f r e s h m i x ( S u k k a r ) 7 . 5 ” — S e a t o f r u t t i n g i n t h e H M A l a y e r H 2 . H I R 2 ” a n d o v e r l a y - L 0 w e r p a v e m e n t l a y e r s h a v e a d e q u a t e w i t h 2 ” f r e s h m i x s t r e n g t h . 3 . I P R M N N - 9 — M o d e r a t e f a t i g u e c r a c k i n g . l . C I R 2 ” a n d o v e r l a y ( M u r r e e ) 4 . 5 ” - L o w e r p a v e m e n t l a y e r s h a v e a d e q u a t e L w i t h 2 ” f r e s h m i x s t r e n g t h . - 2 . I P R - F r e q u e n t f a t i g u e c r a c k i n g a n d m o d e r a t e , , M J S - l 0 8 ” l o n g i t u d i n a l c r a c k i n g . L 1 ' 5 3 ; 2 2 , , fi g h o z fi g a y ( M u r r e e ) - L o w e r p a v e m e n t l a y e r s h a v e a d e q u a t e 2 I P R s t r e n g g i . ' - M o d e r a t e o t h o l e s a n d o c c a s i o n a l , , M L N - l l c r a c k i n p l . C I R 2 a n d o v e r l a y 5 " g ‘ L w i t h 2 ” f r e s h m i x ( M u r r e e ) - L o w e r p a v e m e n t l a y e r s h a v e a d e q u a t e 3 I P R s t r e n g fl i . ' - S e v e r e r u t t i n g l . C I R 2 ” a n d o v e r l a y M Z S - 1 2 5 , , - S e a t o f r u t t i n g i n t h e H M A l a y e r M 2 $ $ é § § 3 h o $ g x fl a ( C h a k r i ) - L o w e r p a v e m e n t l a y e r s h a v e a d e q u a t e ' . , , . y s t r e n g t h . 3 2 ; ? 2 fi C S h m i x N o t e : F o r t r a f f c : H > 2 m i l l i o n E S A L s / y e a r , M = 1 m i l l i o n E S A L s / y e a r , L = 0 . 2 5 m i l l i o n E S A L s / y e a r C I R = c o l d i n - p l a c e r e c y c l i n g , H I R = h o t i n - p l a c e r e c y c l i n g , I P R = i n - p l a n t r e c y c l i n g T h e r e a s o n s f r o m t h e r e c o m m e n d a t i o n s f o r e a c h t e s t s i t e a r e e n u m e r a t e d b e l o w : 0 F o r t e s t s i t e 1 , N 5 N — l , t h e f o l l o w i n g d a t a w e r e a v a i l a b l e : 0 D i s t r e s s d a t a s h o w e d p r e s e n c e o f s e v e r e b l o c k c r a c k s a n d o c c a s i o n a l p a t c h e s . C o r e d a t a i n d i c a t e d t h a t m o s t o f t h e s e c r a c k s a r e t o p - d o w n c r a c k s t h a t h a v e p e n e t r a t e d 2 . 5 i n c h e s i n d e p t h . D e fl e c t i o n t e s t i n g a n d s u b s e q u e n t a n a l y s i s h a v e i n d i c a t e d t h a t t h e l o w e r p a v e m e n t l a y e r s ( s u b b a s e / b a s e a n d r o a d b e d s o i l ) h a v e a d e q u a t e r e s i d u a l s t r e n g t h s . 2 1 9 . " 4 . m u s " ; I r ! I ! » ( I . « m o u r ! m m m g r e g s m e : : w i r z m ' - - - " v i - 4 2 9 m ? ! , . a B a s e d o n t h e a b o v e i n f o r m a t i o n , c o l d i n - p l a c e a s p h a l t r e c y c l i n g o f t h e t o p 2 . 5 i n c h e s ( p a r t i a l a s p h a l t t h i c k n e s s ) f o l l o w e d b y a 2 i n c h c a p p i n g u s i n g v i r g i n m i x t u r e i s r e c o m m e n d e d . A s a n a l t e r n a t i v e f u l l d e p t h r e c y c l i n g o f t h e a s p h a l t l a y e r c a n t a k e p l a c e i n - p l a n t . 0 F o r t e s t s i t e 2 , N 5 N - 2 , t h e f o l l o w i n g d a t a w e r e a v a i l a b l e : 0 D i s t r e s s d a t a s h o w e d p r e s e n c e o f s e v e r e b l o c k c r a c k s a n d m o d e r a t e p a t c h i n g a n d r u t t i n g . 0 C o r e d a t a i n d i c a t e d t h a t m o s t o f t h e s e c r a c k s a r e t o p - d o w n c r a c k s t h a t h a v e p e n e t r a t e d 2 . 5 i n c h e s i n d e p t h . 0 H o r i z o n t a l p r o fi l e d a t a i n d i c a t e t h e s e a t o f r u t t i n g i s l o c a t e d i n t h e H M A l a y e r . 0 D e fl e c t i o n t e s t i n g a n d s u b s e q u e n t a n a l y s i s h a v e i n d i c a t e d t h a t t h e l o w e r p a v e m e n t l a y e r s ( s u b b a s e / b a s e a n d r o a d b e d s o i l ) h a v e a d e q u a t e r e s i d u a l s t r e n g t h s . B a s e d o n t h e a b o v e i n f o r m a t i o n , c o l d i n - p l a c e a s p h a l t r e c y c l i n g o f t h e t o p 2 . 5 i n c h e s ( p a r t i a l a s p h a l t t h i c k n e s s ) f o l l o w e d b y a 2 i n c h c a p p i n g u s i n g v i r g i n m i x t u r e i s r e c o m m e n d e d . A s a n a l t e r n a t i v e fi i l l d e p t h r e c y c l i n g o f t h e a s p h a l t l a y e r c a n t a k e p l a c e i n - p l a n t . 0 F o r t e s t s i t e 3 , R R W - 3 , t h e f o l l o w i n g d a t a w e r e a v a i l a b l e : 0 D i s t r e s s d a t a s h o w e d p r e s e n c e o f m o d e r a t e r u t t i n g a n d l o n g i t u d i n a l c r a c k i n g . 0 C o r e d a t a i n d i c a t e d t h a t m o s t o f t h e s e c r a c k s a r e t o p - d o w n c r a c k s t h a t h a v e p e n e t r a t e d 2 . 5 i n c h e s i n d e p t h . 2 2 0 0 H o r i z o n t a l p r o fi l e d a t a i n d i c a t e t h e s e a t o f r u t t i n g i s l o c a t e d i n t h e H M A l a y e r . 0 D e fl e c t i o n t e s t i n g a n d s u b s e q u e n t a n a l y s i s h a v e i n d i c a t e d t h a t t h e l o w e r p a v e m e n t l a y e r s ( s u b b a s e / b a s e a n d r o a d b e d s o i l ) h a v e a d e q u a t e r e s i d u a l s t r e n g t h s . B a s e d o n t h e a b o v e i n f o r m a t i o n , c o l d i n — p l a c e o r h o t i n - p l a c e a s p h a l t r e c y c l i n g o f t h e t o p 2 i n c h e s ( p a r t i a l a s p h a l t t h i c k n e s s ) f o l l o w e d b y a 2 i n c h c a p p i n g u s i n g v i r g i n m i x t u r e i s r e c o m m e n d e d . A s a n a l t e r n a t i v e f u l l d e p t h r e c y c l i n g o f t h e a s p h a l t l a y e r c a n t a k e p l a c e i n — p l a n t . - F o r t e s t s i t e 4 , N S S — 4 , t h e f o l l o w i n g d a t a w e r e a v a i l a b l e : 0 D i s t r e s s d a t a s h o w e d p r e s e n c e o f s e v e r e f a t i g u e a n d b l o c k c r a c k s a n d m o d e r a t e r u t t i n g . 0 C o r e d a t a i n d i c a t e d t h a t m o s t o f t h e s e c r a c k s a r e t o p — d o w n c r a c k s t h a t h a v e p e n e t r a t e d u p t o 3 i n c h e s i n d e p t h . 0 H o r i z o n t a l p r o fi l e d a t a i n d i c a t e t h e s e a t o f r u t t i n g i s l o c a t e d i n t h e H M A l a y e r . 0 D e fl e c t i o n t e s t i n g a n d s u b s e q u e n t a n a l y s i s h a v e i n d i c a t e d t h a t t h e l o w e r p a v e m e n t l a y e r s ( s u b b a s e / b a s e a n d r o a d b e d s o i l ) h a v e a d e q u a t e r e s i d u a l s t r e n g t h s . B a s e d o n t h e a b o v e i n f o r m a t i o n , c o l d i n - p l a c e a s p h a l t r e c y c l i n g o f t h e t o p 3 i n c h e s ( p a r t i a l a s p h a l t t h i c k n e s s ) f o l l o w e d b y a 2 i n c h c a p p i n g u s i n g v i r g i n m i x t u r e i s r e c o m m e n d e d . A s a n a l t e r n a t i v e , 3 i n c h e s c a n b e m i l l e d a w a y a n d 2 2 1 t h e b o t t o m 2 . 5 i n c h e s o f t h e a s p h a l t l a y e r c a n b e s u b j e c t e d t o c o l d i n — p l a c e r e c y c l i n g . T h e t o p 3 i n c h e s c a n b e r e p l a c e d b y i n - p l a n t r e c y c l i n g . 0 F o r t e s t s i t e 5 , N 5 N — 5 , t h e f o l l o w i n g d a t a w e r e a v a i l a b l e : 0 D i s t r e s s d a t a s h o w e d p r e s e n c e o f m o d e r a t e p a t c h e s a n d r u t t i n g . 0 H o r i z o n t a l p r o fi l e d a t a i n d i c a t e t h e s e a t o f r u t t i n g i s l o c a t e d i n t h e H M A l a y e r . 0 D e fl e c t i o n t e s t i n g a n d s u b s e q u e n t a n a l y s i s h a v e i n d i c a t e d t h a t t h e l o w e r p a v e m e n t l a y e r s ( s u b b a s e / b a s e a n d r o a d b e d s o i l ) h a v e a d e q u a t e r e s i d u a l s t r e n g t h s . B a s e d o n t h e a b o v e i n f o r m a t i o n , c o l d i n - p l a c e o r h o t i n - p l a c e a s p h a l t r e c y c l i n g o f t h e t o p 2 i n c h e s ( p a r t i a l a s p h a l t t h i c k n e s s ) f o l l o w e d b y a 2 i n c h c a p p i n g u s i n g v i r g i n m i x t u r e i s r e c o m m e n d e d . A s a n a l t e r n a t i v e , 4 i n c h e s c a n b e m i l l e d a w a y a n d r e — p l a c e d w i t h i n - p l a n t r e c y c l i n g . 0 F o r t e s t s i t e 6 , N S S - 6 , t h e f o l l o w i n g d a t a w e r e a v a i l a b l e : 0 D i s t r e s s d a t a s h o w e d p r e s e n c e o f s e v e r e f a t i g u e c r a c k s a n d m o d e r a t e t r a n s v e r s e a n d b l o c k c r a c k s a n d r u t t i n g . 0 C o r e d a t a i n d i c a t e d t h a t m o s t o f t h e s e c r a c k s a r e t o p - d o w n a n d c r a c k s h a v e p e n e t r a t e d 3 t o 5 i n c h e s i n d e p t h . 0 H o r i z o n t a l p r o fi l e d a t a i n d i c a t e t h e s e a t o f r u t t i n g i s l o c a t e d i n t h e H M A l a y e r . 0 D e fl e c t i o n t e s t i n g a n d s u b s e q u e n t a n a l y s i s h a v e i n d i c a t e d t h a t t h e l o w e r p a v e m e n t l a y e r s ( s u b b a s e / b a s e a n d r o a d b e d s o i l ) h a v e r e l a t i v e l y a d e q u a t e l a y e r m o d u l i . 2 2 2 B a s e d o n t h e a b o v e i n f o r m a t i o n , t h i s s e c t i o n s h o u l d b e s u b j e c t e d t o m i l l i n g o f t h e t o p 3 i n c h e s o f t h e e x i s t i n g a s p h a l t l a y e r . T h e r e m a i n i n g 5 i n c h e s o f t h e a s p h a l t l a y e r s h o u l d b e s u b j e c t e d t o c o l d i n - p l a c e r e c y c l i n g . T h e t o p 3 i n c h e s w i l l b e r e p l a c e d b y i n - p l a n t r e c y c l i n g f r o m t h e m i l l i n g s . 0 F o r t e s t s i t e 7 , N 5 N - 7 , t h e f o l l o w i n g d a t a w e r e a v a i l a b l e : 0 D i s t r e s s d a t a s h o w e d p r e s e n c e o f s e v e r e r u t t i n g . 0 H o r i z o n t a l p r o fi l e d a t a i n d i c a t e t h e s e a t o f r u t t i n g i s l o c a t e d i n t h e b a s e / s u b b a s e l a y e r . 0 D e fl e c t i o n t e s t i n g a n d s u b s e q u e n t a n a l y s i s h a v e i n d i c a t e d t h a t t h e l o w e r p a v e m e n t l a y e r s ( s u b b a s e / b a s e a n d r o a d b e d s o i l ) h a v e a d e q u a t e r e s i d u a l s t r e n g t h s . B a s e d o n t h e a b o v e i n f o r m a t i o n i t w a s d e t e r m i n e d t h a t t h e b a s e a n d s u b b a s e l a y e r s a r e a d e q u a t e t o s u p p o r t r e c y c l i n g f r o m t h e b a c k c a l c u l a t e d l a y e r m o d u l i . C o l d i n - p l a c e o r h o t i n - p l a c e a s p h a l t r e c y c l i n g o f t h e t o p 2 i n c h e s ( p a r t i a l a s p h a l t t h i c k n e s s ) f o l l o w e d b y a 2 i n c h c a p p i n g u s i n g v i r g i n m i x t u r e i s r e c o m m e n d e d . A s a n a l t e r n a t i v e , 4 i n c h e s c a n b e m i l l e d a w a y a n d r e - p l a c e d w i t h i n - p l a n t r e c y c l i n g . 0 F o r t e s t s i t e 8 , N 5 N - 8 , t h e f o l l o w i n g d a t a w e r e a v a i l a b l e : 0 D i s t r e s s d a t a s h o w e d p r e s e n c e o f m o d e r a t e l o n g i t u d i n a l c r a c k s a n d r u t t i n g . 0 H o r i z o n t a l p r o fi l e d a t a i n d i c a t e t h e s e a t o f r u t t i n g i s l o c a t e d i n t h e H M A l a y e r . 2 2 3 o . D e fl e c t i o n t e s t i n g a n d s u b s e q u e n t a n a l y s i s h a v e i n d i c a t e d t h a t t h e l o w e r p a v e m e n t l a y e r s ( s u b b a s e / b a s e a n d r o a d b e d s o i l ) h a v e a d e q u a t e r e s i d u a l s t r e n g t h s . B a s e d o n t h e a b o v e i n f o r m a t i o n , c o l d i i i - p l a c e o r h o t i n — p l a c e a s p h a l t r e c y c l i n g o f t h e t o p 2 i n c h e s ( p a r t i a l a s p h a l t t h i c k n e s s ) f o l l o w e d b y a 2 i n c h c a p p i n g u s i n g v i r g i n m i x t u r e i s r e c o m m e n d e d . A s a n a l t e r n a t i v e , 4 i n c h e s c a n b e m i l l e d a w a y a n d r e - p l a c e d w i t h i n — p l a n t r e c y c l i n g . F o r t e s t s i t e 9 , M N N - 9 , t h e f o l l o w i n g d a t a w e r e a v a i l a b l e : 0 D i s t r e s s d a t a s h o w e d p r e s e n c e o f m o d e r a t e f a t i g u e c r a c k s . o D e fl e c t i o n t e s t i n g a n d s u b s e q u e n t a n a l y s i s h a v e i n d i c a t e d t h a t t h e l o w e r p a v e m e n t l a y e r s ( s u b b a s e / b a s e a n d r o a d b e d s o i l ) h a v e a d e q u a t e r e s i d u a l s t r e n g t h s . B a s e d o n t h e a b o v e i n f o r m a t i o n , c o l d i n - p l a c e o f t h e t o p 2 i n c h e s ( p a r t i a l a s p h a l t t h i c k n e s s ) f o l l o w e d b y a 2 i n c h c a p p i n g u s i n g v i r g i n m i x t u r e i s r e c o m m e n d e d . A s a n a l t e r n a t i v e , t h e e n t i r e a s p h a l t l a y e r ( 4 . 5 i n c h e s ) c a n b e m i l l e d a w a y a n d r e - p l a c e d w i t h i n — p l a n t r e c y c l i n g . F o r t e s t s i t e 1 0 , M J S - l O , t h e f o l l o w i n g d a t a w e r e a v a i l a b l e : 0 D i s t r e s s d a t a s h o w e d p r e s e n c e o f m o d e r a t e l o n g i t u d i n a l c r a c k s a n d f r e q u e n t f a t i g u e c r a c k s . o D e fl e c t i o n t e s t i n g a n d s u b s e q u e n t a n a l y s i s h a v e i n d i c a t e d t h a t t h e l o w e r p a v e m e n t l a y e r s ( s u b b a s e / b a s e a n d r o a d b e d s o i l ) h a v e a d e q u a t e r e s i d u a l s t r e n g t h s . 2 2 4 B a s e d o n t h e a b o v e i n f o r m a t i o n , c o l d i n — p l a c e o f t h e t o p 2 i n c h e s ( p a r t i a l a s p h a l t t h i c k n e s s ) f o l l o w e d b y a 2 i n c h c a p p i n g u s i n g v i r g i n m i x t u r e i s r e c o m m e n d e d . A s a n a l t e r n a t i v e , 4 i n c h e s c a n b e m i l l e d a w a y a n d r e - p l a c e d w i t h i n - p l a n t r e c y c l i n g . F o r t e s t s i t e 1 1 , M L N - l 1 , t h e f o l l o w i n g d a t a w e r e a v a i l a b l e : 0 D i s t r e s s d a t a s h o w e d p r e s e n c e o f m o d e r a t e p o t h o l e s a n d o c c a s i o n a l f a t i g u e , t r a n s v e r s e a n d l o n g i t u d i n a l c r a c k s . o D e fl e c t i o n t e s t i n g a n d s u b s e q u e n t a n a l y s i s h a v e i n d i c a t e d t h a t t h e l o w e r p a v e m e n t l a y e r s ( s u b b a s e / b a s e a n d r o a d b e d s o i l ) h a v e a d e q u a t e r e s i d u a l s t r e n g t h s . B a s e d o n t h e a b o v e i n f o r m a t i o n , c o l d i n — p l a c e o f t h e t o p 2 i n c h e s ( p a r t i a l a s p h a l t t h i c k n e s s ) f o l l o w e d b y a 2 i n c h c a p p i n g u s i n g v i r g i n m i x t u r e i s r e c o m m e n d e d . A s a n a l t e r n a t i v e , t h e e n t i r e a s p h a l t l a y e r ( 5 i n c h e s ) c a n b e m i l l e d a w a y a n d r e - p l a c e d w i t h i n - p l a n t r e c y c l i n g . F o r t e s t s i t e 1 2 , M Z S - 1 2 , t h e f o l l o w i n g d a t a w e r e a v a i l a b l e : 0 D i s t r e s s d a t a s h o w e d p r e s e n c e o f s e v e r e r u t t i n g . 0 H o r i z o n t a l p r o fi l e d a t a i n d i c a t e t h e s e a t o f r u t t i n g i s l o c a t e d i n t h e H M A l a y e r . 0 D e fl e c t i o n t e s t i n g a n d s u b s e q u e n t a n a l y s i s h a v e i n d i c a t e d t h a t t h e l o w e r p a v e m e n t l a y e r s ( s u b b a s e / b a s e a n d r o a d b e d s o i l ) h a v e a d e q u a t e r e s i d u a l s t r e n g t h s . B a s e d o n t h e a b o v e i n f o r m a t i o n , c o l d i n - p l a c e o r h o t i n — p l a c e o f t h e t o p 2 i n c h e s ( p a r t i a l a s p h a l t t h i c k n e s s ) f o l l o w e d b y a 2 i n c h c a p p i n g u s i n g v i r g i n 2 2 5 m i x t u r e i s r e c o m m e n d e d . A s a n a l t e r n a t i v e , t h e e n t i r e a s p h a l t l a y e r ( 5 i n c h e s ) c a n b e m i l l e d a w a y a n d r e — p l a c e d w i t h i n - p l a n t r e c y c l i n g . T h e s e c a n d i d a t e r e c y c l i n g m e t h o d s a r e o n l y s u g g e s t i o n s a n d i t i s u l t i m a t e l y u p t o t h e N a t i o n a l H i g h w a y A u t h o r i t y i n P a k i s t a n t o d e c i d e o n r e h a b i l i t a t i o n a n d r e c y c l i n g . A l s o , o t h e r t h a n b a s i n g t h i s d e c i s i o n p u r e l y o f f t e c h n i c a l i t y , t h e a v a i l a b i l i t y o f t e c h n o l o g y , fi e l d e x p e r i e n c e a n d c o s t s h o u l d h a v e c o n s i d e r a b l e w e i g h t i n t h e fi n a l d e c i s i o n . 2 2 6 - - 1 1 " 9 1 ! " I t ! " H E W ” ? ! fl fl f t fl t " ' ' " i t e m ! ! ! ” C H A P T E R 5 S U M M A R Y , C O N C L U S I O N S & R E C O M N I E D A T I O N S 5 . 1 S U M M A R Y T h e s o c i o e c o n o m i c g r o w t h o f a c o u n t r y d e p e n d s o n t h e h e a l t h o f i t s t r a n s p o r t a t i o n n e t w o r k . T o m a i n t a i n t h e h i g h w a y p o r t i o n o f t h e n e t w o r k , t h e n e e d s f o r fi x i n g p a v e m e n t s h a s t o c o m p e t e w i t h o t h e r d e m a n d s o n t h e l i m i t e d p u b l i c f u n d s . A s p h a l t p a v e m e n t r e c y c l i n g i s o n e w a y t o s t r e t c h e x i s t i n g r e s o u r c e s a n d i f a d O p t e d p r o p e r l y , i t c a n p r e c i p i t a t e i n s u b s t a n t i a l s a v i n g s i n c o s t , e n e r g y a n d n a t u r a l r e s o u r c e s . H o w e v e r u n t i l r e c e n t l y , t h e H i g h w a y A u t h o r i t y i n P a k i s t a n h a d v e r y l i t t l e k n o w l e d g e o n t h e p r o p e r s e l e c t i o n o f a s p h a l t r e c y c l i n g m e t h o d s a n d t h e c h a r a c t e r i s t i c s o f t h e r e c y c l e d a s p h a l t m i x t u r e s . T h i s r e s e a r c h a d d r e s s e d t h o s e i s s u e s b y e v a l u a t i n g s e v e r a l p a v e m e n t s t e s t s e c t i o n s i n P a k i s t a n a n d t e s t e d r e c y c l e d a s p h a l t m a t e r i a l s . I n t h i s s t u d y , m e t h o d o l o g i e s a n d p r o c e d u r e s f o r t h e a d o p t i o n o f a s p h a l t p a v e m e n t r e c y c l i n g i n P a k i s t a n w e r e d e v e l o p e d b a s e d o n fi e l d a n d l a b o r a t o r y i n v e s t i g a t i o n s . T w e l v e a s p h a l t c o n c r e t e ( A C ) p a v e m e n t t e s t s i t e s w e r e s e l e c t e d a n d e a c h t e s t s i t e w a s s u b j e c t e d t o t h e d e t a i l e d fi e l d i n v e s t i g a t i o n s t a t e d b e l o w . I n a d d i t i o n , o n e s o u r c e o f v i r g i n b i n d e r , t w o s o u r c e s o f r e c o v e r e d m a t e r i a l , a n d t w o s o u r c e s o f v i r g i n a g g r e g a t e s w e r e i d e n t i fi e d a n d s a m p l e d . T h e s a m p l e s w e r e s u b j e c t e d t o t h e l a b i n v e s t i g a t i o n s t a t e d b e l o w . T h e fi e l d i n v e s t i g a t i o n c o n s i s t e d o f : d i s t r e s s s u r v e y s , m a t e r i a l s a m p l i n g , l o n g i t u d i n a l a n d t r a n s v e r s e p r o fi l e s , a n d n o n d e s t r u c t i v e d e fl e c t i o n t e s t i n g ( N D T ) . T h e l a b o r a t o r y i n v e s t i g a t i o n c o n s i s t e d o f c h a r a c t e r i z i n g t h e p r o p e r t i e s o f v i r g i n , b l e n d e d a n d r e c o v e r e d m a t e r i a l s . B a s e d o n t h e fi e l d a n d l a b o r a t o r y i n v e s t i g a t i o n s , g u i d e l i n e s f o r h o t i n - p l a c e ( H I R ) , c o l d i n - p l a c e ( C I R ) a n d i n - p l a n t ( I P R ) r e c y c l i n g w e r e d e v e l o p e d . T h e 2 2 7 I t ‘ i t fi fl ' P I Q Q Q ' E - g fi fl i ' " . 7 ' u n u n a n u u u n ; i t } . _ I I ( I , ' 1 ? ! u n i t - H 0 . " H ! ' 7 2 . " . i " 2 § 2 ” ‘ 1 ( fl ' . t ' , " ' g u i d e l i n e s w e r e i m p l e m e n t e d t o d e t e r m i n e t h e r e c o m m e n d e d r e c y c l i n g m e t h o d s f o r e a c h o f t h e t w e l v e t e s t s i t e s . 5 . 2 C O N C L U S I O N S B a s e d o n t h e fi e l d a n d l a b o r a t o r y i n v e s t i g a t i o n s a n d t h e r e s u l t s o f t h e d a t a a n a l y s e s , t h e f o l l o w i n g c o n c l u s i o n s w e r e d r a w n : 0 P r O p e r p a v e m e n t e v a l u a t i o n i s n e e d e d t o a s s e s t h e s t r u c t u r a l ( c r a c k i n g ) a n d f u n c t i o n a l ( I R I ) c o n d i t i o n o f t h e e x i s t i n g p a v e m e n t s . o T h e s e a t o f r u t t i n g c o u l d b e d e t e r m i n e d u s i n g t h e b a c k c a l c u l a t e d l a y e r m o d u l i f r o m t h e d e fl e c t i o n d a t a a n d t h e t r a n s v e r s e p r o fi l e s u s i n g t h e a p p r o p r i a t e N C H R P p r o c e d u r e . 0 T h e s t r e n g t h o f t h e l o w e r p a v e m e n t l a y e r s o f a l l t w e l v e t e s t s i t e s i s a d e q u a t e t o s u p p o r t r e c y c l i n g . 0 C o l d i n - p l a c e a n d i n — p l a n t r e c y c l i n g c o u l d b e u s e d o n a l l t w e l v e t e s t s i t e s . 0 I n - p l a c e a n d i n - p l a n t r e c y c l i n g r e q u i r e s a f u l l k n o w l e d g e o f t h e c h a r a c t e r i s t i c s o f v i r g i n , b l e n d e d a n d r e c o v e r e d m a t e r i a l s . 0 T h e p e r f o r m a n c e g r a d e ( P G ) o f t h e b i n d e r s h o u l d b e s e l e c t e d b a s e d o n t r a f fi c _ a n d e n v i r o n m e n t a l c o n d i t i o n s . 0 T h e M c D a n i e l & A n d e r s o n 2 0 0 1 e q u a t i o n s t a t e d i n t h e N C H R P r e p o r t a c c u r a t e l y i n t e r p r e t s t h e e f f e c t o f i n c r e a s e s o f t h e p e r c e n t r e c o v e r e d b i n d e r o n t h e c r i t i c a l h i g h a n d l o w t e m p e r a t u r e s . - R e c y c l e d m i x t u r e s d e s i g n e d u s i n g t h e M a r s h a l l p r o c e d u r e p r o d u c e i n c o n s i s t e n t v o l u m e t r i c d a t a , w h e r e a s S u p e r p a v e d e s i g n e d m i x t u r e s p r o d u c e c o n s i s t e n t d a t a . 2 2 8 T h e p e r c e n t a b s o r b e d b i n d e r i n t h e r e c o v e r e d a g g r e g a t e s n e e d s t o b e a c c o u n t e d f o r i n r e c y c l e d a s p h a l t m i x t u r e d e s i g n . I n g e n e r a l , f o r s l o w t r a f f i c , r e c y c l e d m i x t u r e s c o n t a i n i n g 4 5 p e r c e n t o r m o r e r e c o v e r e d m a t e r i a l s h a v e h i g h e r r u t t i n g r e s i s t a n c e b u t t h e y f a i l t h e S u p e r p a v e c r i t e r i a . W h e r e a s , f o r f a s t m o v i n g t r a f fi c , a l l r e c y c l e d m i x t u r e s p e r f o r m s i m i l a r t o t h e v i r g i n m i x t u r e . 5 . 3 R E C O M M E N D A T I O N S B a s e d o n t h e r e s u l t s o f t h e a n a l y s i s a n d t h e a b o v e s t a t e d c o n c l u s i o n s , t h e f o l l o w i n g r e c o m m e n d a t i o n s a r e m a d e : S u p e r p a v e t e s t i n g p r o t o c o l s ( S P — 2 2 0 0 1 ) s h o u l d b e a d o p t e d f o r t e s t i n g a l l p a v e m e n t m a t e r i a l s . T h e o p t i m u m b i n d e r c o n t e n t o f t h e r e c y c l e d m i x t u r e s s h o u l d b e d e t e r m i n e d b a s e d o n a f o u r p e r c e n t a i r v o i d a n d t h e a m o u n t o f a b s o r b e d b i n d e r i n t h e r e c o v e r e d a g g r e g a t e s . V i r g i n a n d r e c y c l e d a s p h a l t m i x t u r e s s h o u l d b e d e s i g n e d u s i n g t h e S u p e r p a v e m i x d e s i g n m e t h o d . A c a p p i n g l a y e r s h o u l d b e u s e d o n a l l i n - p l a c e r e c y c l e d p a v e m e n t s . 2 2 9 I ' ~ " ' v " - ' I ' . ‘ I ° ‘ - ' . ‘ " ' ~ H ‘ v m m ' e W I N ! I v 8 t " w . i n " e i t v n t i e r e s t i ' m 2 9 9 m m : r - - - - A P P E N D I X A D i s t r e s s m a p , d i s t r e s s p i c t u r e s a n d c o r e p i c t u r e s 2 3 0 y r a G N L I E K V C E ‘ m 9 A 4 L m R m u Y = C T 5 I . K S 3 t C R E * W e O 4 e h S § — — — - — — — V O 1 L E B S L 5 3 1 m 0 3 4 — 3 1 3 0 m o r 3 f 1 2 3 1 1 3 1 0 3 1 9 2 1 ‘ 8 1 n o i t c e S , ) l - N 5 N ( 1 # e t i S 2 f 1 7 2 1 ‘ o p a M s r s — e 6 2 1 e t r t e s m i ‘ D 5 2 n i l s n o i s n - A e r u g i e F m i d l l A s k r a m e R 2 3 1 3 . 6 5 ( ‘ l ( ‘ l T r a f fi c Q . . W i _ - _ . . ’ ) - 0 1 2 1 1 2 2 1 2 3 1 2 4 1 R e m a r k s : A l l d i m e n s i o n s i n m e t e r I I I I 5 1 3 6 1 3 7 1 3 8 1 3 9 1 4 0 I l 4 l i l 4 ’ f 1 4 3 T 4 4 1 4 5 1 4 6 1 4 7 1 4 8 1 4 9 1 3 0 . a : _ , I . . 7 ‘ . i , ' t ' , , . 4 6 ' , . . : . ' 5 . - L 3 3 ' r u m - 4 ' V . . F i g u r e A — 2 A l l i g a t o r C r a c k i n g o n S i t e # 5 ( N 5 N — 5 ) F i g u r e A — 3 A l l i g a t o r C r a c k i n g o n S i t e # 6 ( N 5 8 - 6 ) 2 3 2 2 3 3 F i g u r e A — 6 C o r e o f S i t e N S S — 6 S e c t i o n 1 L W P 2 3 4 . J , 1 fi t } f u ‘ fl . ~ - 9 . 1 . ! U i fl q ’ f r i ‘ r u b n q r 3 u 5 ( t i r i v f r " fl o g - 9 ; : fi g s ! " I " q y g g r y c ' g g u g w l n fl n d - . _ . . _ _ _ - . - ‘ _ _ _ . . _ . ‘ . , A P P E N D I X B H o r i z o n t a l p r o fi l e s 2 3 5 0 . 2 5 0 R u t D e p t h ( i n ) 2 “ ! “ \ . I i i / 1 k \ \ \ l ‘ \ . ~ . \ " ‘ \ I i ) A N l l . ' a i l / 1 ’ ; % ‘ 9 : « I ’ l l A , \ E f / I n / - 0 2 5 0 - L , . I I I I 2 . 0 0 0 4 . 0 0 0 8 . 0 0 0 D i s t a n c e fi ’ o m S h o u l d e r ( fl ) 6 . 0 0 0 1 0 . 0 0 0 1 2 . 0 0 0 I + 4 9 . 2 I ‘ + 9 8 . 4 I + 1 9 6 9 : + 2 4 6 . 1 I — + — 2 9 5 . 3 I — - — 3 4 4 . 5 2 . 3 9 3 ] . 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" H u m a n W e i z m a n n r R e q u i r e d D e s n i t y ( % o f . T h e o r e t i c a l M a x i m u m V M A ( P e r c e n t ) , m i n i m u m D u s t - 3 : 2 3 S p e c i fi c G r a v i t y ) V F A t o — ( m i l l i o n ) N o m i n a l M a x i m u m A g g r e g a t e ( % ) b i n d e r N i n i t i a l N d e s i g n N m a x S i z e , m m r a t i o 3 7 . 5 2 5 . 0 1 9 . 0 1 2 . 5 9 . 5 < 0 3 5 9 1 . 5 7 0 - 8 0 0 . 3 t o < 3 S 9 0 . 5 6 5 - 7 8 3 t o < 1 0 _ 0 . 6 - 1 0 3 t 8 < S 8 9 . 0 9 6 . 0 9 8 . 0 1 1 . 0 1 2 . 0 1 3 . 0 1 4 . 0 1 5 . 0 6 5 - 7 5 1 . 2 2 3 0 T a b l e E - 4 S P T r e s u l t s f o r o p t i m u m S u p e r p a v e m i x t u r e s a t 8 ° C F r e q u e n c y ( H z ) S a m p l e P r o p e r t y 2 5 1 0 5 1 0 . 5 0 . 1 M W 1 3 * ( k s i ) 4 , 4 8 2 4 , 2 3 4 3 , 7 9 2 3 , 4 5 7 3 , 1 1 9 2 , 0 9 5 5 ( D e g ) 6 . 0 6 6 . 9 0 1 3 . 9 3 1 1 . 4 8 8 . 7 8 1 2 . 2 2 D W 1 3 * ( k s i ) 3 , 3 9 9 3 , 1 4 0 2 , 8 0 1 2 , 1 6 2 1 , 8 7 0 1 , 2 2 7 5 ( D e g ) 1 1 . 6 3 1 4 . 2 8 1 4 . 4 4 1 9 . 8 3 2 1 . 4 6 2 6 . 0 6 M B E * ( k s i ) 4 , 2 3 5 3 , 8 9 5 3 , 6 2 4 3 , 0 4 3 2 , 7 2 1 1 , 7 1 2 5 ( D e g ) 6 . 4 3 1 0 . 9 7 9 . 1 4 1 4 . 5 0 1 4 . 7 2 2 0 . 5 7 D B E * ( k s i ) 6 , 4 3 1 4 , 8 6 8 4 , 5 4 4 4 , 3 5 9 4 , 1 4 1 3 , 1 0 3 5 @ e g ) 5 . 0 8 3 . 8 1 4 . 5 4 6 . 8 1 9 . 2 7 1 3 . 7 1 T a b l e E - 5 S P T r e s u l t s f o r o p t i m u m S u p e r p a v e m i x t u r e s a t 2 1 ° C F r e q u e n g ( @ S a m p l e P r o p e r t y 2 5 1 0 5 1 0 . 5 0 . 1 M W E * ( k s i L 1 , 9 9 9 1 , 6 4 6 1 , 3 9 6 8 8 6 7 0 0 3 7 2 5 ( D e g ) 1 8 . 1 9 2 1 . 4 0 2 2 . 9 2 2 7 . 7 2 2 9 . 2 7 3 1 . 9 6 D W E * ( k s i ) 1 , 4 0 2 1 , 1 3 1 9 2 3 5 0 9 3 7 4 1 7 6 5 ( D e g ) 2 4 . 6 4 2 6 . 1 3 2 8 . 1 2 3 2 . 9 8 3 4 . 6 1 3 6 . 7 3 M B 1 3 * ( k s i ) 2 , 1 5 2 1 , 8 7 8 1 , 6 1 4 1 , 0 9 6 8 7 7 4 7 6 5 ( D e g L 1 7 . 5 5 1 8 . 9 8 2 0 . 4 2 2 6 . 1 0 2 7 . 9 9 3 2 . 4 8 D B 1 3 * ( k s i ) 2 , 0 1 8 1 , 6 5 8 1 , 3 8 6 8 3 5 6 3 4 3 2 9 5 ( D e g ) 1 9 . 1 3 2 2 . 7 8 2 4 . 5 6 2 9 . 3 5 3 0 . 9 1 3 3 . 3 5 3 0 8 T a b l e E - 6 S P T r e s u l t s f o r O p t i m u m S u p e r p a v e m i x t u r e s a t 3 7 ° C V V ‘ I i ' f ' f f ‘ l ‘ ! t y ' f i u ( 1 § : . ' g . . ' . ‘ D O I U O I I - a - . F r e q u e n c y ( H z ) S a m p l e P r o p e r t y 2 5 1 0 5 1 0 . 5 0 . 1 M W 1 3 * ( k s i ) 9 7 4 7 1 1 5 4 4 2 6 4 1 9 1 1 2 8 5 ( D e g ) 2 8 . 9 5 3 1 . 8 3 3 2 . 8 9 3 4 . 7 5 3 4 . 7 0 3 2 . 0 7 D W 1 3 * ( k s i ) 5 8 6 3 8 8 2 6 7 1 1 0 7 5 3 8 5 ( D e g ) 3 5 . 1 6 3 9 . 1 8 4 0 . 6 9 4 2 . 3 1 4 1 . 7 6 3 7 . 3 4 M B E * ( k s i ) 9 4 8 7 0 4 5 0 4 2 2 5 1 5 9 8 8 5 ( D e g ) 3 6 . 1 2 4 1 . 8 8 4 1 . 1 6 4 1 . 2 0 4 0 . 0 7 3 8 . 2 4 D B E * ( k s i ) 9 3 9 6 5 4 4 8 2 2 2 8 1 6 7 1 1 9 5 ( D e g ) 3 1 . 0 3 3 3 . 7 1 3 4 . 6 9 3 5 . 3 6 3 4 . 4 4 3 1 . 0 7 N o t e : M = M a r g a l l a , D = D e e n a , W = w e a r i n g , B = b a s e 3 0 9 ' ' - H H ' m r e s v w e m n e m n r T a b l e E - 7 S P T r e s u l t s f o r b l e n d e d S u p e r p a v e m i x t u r e s - M a r g a l l a w e a r i n g + N o w s h e r a F r e q u e n c y ( H z ) T e m p . ° C S a m p l e P r o p e r t y 2 5 1 0 5 1 0 . 5 0 . 1 E " ( K M ) 3 , 7 2 6 3 , 6 8 3 3 , 6 6 5 3 , 3 6 8 3 , 2 3 6 2 , 7 0 6 M W + N 1 0 % 5 ( d e g ) 7 . 9 1 6 . 8 7 6 . 8 0 1 0 . 5 9 1 1 . 1 8 1 2 . 0 5 1 3 * ( K s i ) 4 , 8 4 0 4 , 7 5 8 4 , 1 9 6 3 , 5 4 4 3 , 0 8 1 2 , 5 3 2 M W + N 2 0 % 5 ( d e g ) 1 4 . 1 4 1 7 . 8 4 1 6 . 7 8 2 2 . 4 0 2 3 . 6 7 2 6 . 3 5 1 3 * ( K s i ) 4 , 2 6 7 3 , 6 4 8 3 , 4 7 2 3 , 1 4 2 2 , 9 4 4 2 , 3 8 1 4 ° C M W + N 3 0 % 5 ( d e g ) 3 . 0 3 6 . 6 7 7 . 5 1 1 0 . 8 7 1 1 . 3 4 1 3 . 0 0 E “ ( K s i ) 3 , 2 4 6 4 , 3 4 7 4 , 0 9 6 3 , 7 6 2 3 , 5 4 0 2 , 8 0 5 M W + N 4 5 9 / o 5 ( d e g ) 5 . 7 1 5 . 5 2 5 . 3 8 8 . 1 0 9 . 8 6 1 3 . 6 0 E " ( K s i L 4 , 2 9 4 4 , 0 5 4 3 , 8 4 3 3 , 3 7 8 3 , 1 6 2 2 , 6 8 1 M W + N 6 0 % 5 ( d e g ) 5 . 5 8 6 . 8 5 7 . 1 8 8 . 9 7 9 . 6 0 1 1 . 2 9 E * ( K s i ) 4 , 0 8 0 3 , 6 7 9 3 , 4 7 3 3 , 0 4 4 2 , 8 7 7 2 , 4 5 3 N 1 0 0 % 5 ( d e g ) 3 . 1 1 5 . 7 1 6 . 6 7 8 . 1 6 8 . 9 9 1 0 . 7 9 E * ( K s i ) 1 , 6 5 1 1 , 2 8 2 1 , 0 4 0 6 2 3 4 8 5 2 7 5 M W + N 1 0 % 5 ( d e g ) 2 2 . 8 9 2 6 . 2 8 2 7 . 7 6 3 2 . 7 9 3 3 . 2 8 3 2 . 4 9 E " ( K s i ) 1 , 3 0 0 1 , 0 0 0 8 2 3 4 7 8 3 7 1 2 1 5 M W + N 2 0 % 5 ( d e g ) 2 4 . 5 7 2 7 . 9 4 3 0 . 1 1 3 3 . 6 2 3 2 . 9 5 3 1 . 0 7 1 3 * ( K s i ) 1 , 5 2 7 1 , 1 9 6 9 9 8 6 2 0 5 0 2 3 0 6 2 1 ° C M W + N 3 0 % 5 ( d e g ) 2 2 . 6 0 2 5 . 5 9 2 6 . 8 9 2 9 . 6 5 2 9 . 7 5 2 8 . 8 8 E * ( K s i ) 1 , 5 0 4 1 , 2 1 0 1 , 0 3 6 6 9 0 5 7 9 3 7 6 M W + N 4 5 % 5 ( d e g ) 1 9 . 7 1 2 2 . 1 7 2 3 . 8 7 2 7 . 5 0 2 8 . 2 3 2 9 . 8 3 E “ ( K s i ) 1 , 8 4 5 1 , 5 4 5 1 , 3 4 6 9 6 3 8 4 3 5 8 8 M W + N 6 0 % 5 ( d e g ) 1 6 . 3 3 1 8 . 5 3 1 9 . 9 6 2 4 . 0 4 2 4 . 8 3 2 6 . 8 5 E * ( K s i ) 2 , 0 8 5 1 , 7 0 7 1 , 5 5 1 1 , 1 6 6 1 , 0 1 9 7 2 9 N 1 0 0 % 5 ( d e g ) 1 4 . 3 1 1 6 . 0 3 1 6 . 8 2 2 1 . 3 5 2 2 . 6 4 2 5 . 4 1 E * fi s i ) 8 6 5 6 2 2 4 6 4 2 1 7 1 5 2 7 4 M W + N 1 0 % 5 ( d e g ) 3 1 . 8 5 3 3 . 3 2 3 4 . 3 5 3 5 . 9 6 3 6 . 1 5 3 3 . 3 5 E “ ( K s i ) 1 , 0 0 2 7 3 1 5 5 6 2 6 9 1 9 0 8 9 M W + N 2 0 % m e g ) 2 9 . 8 9 3 1 . 9 9 3 3 . 1 1 3 5 . 6 1 3 5 . 6 2 3 3 . 5 6 E ” ( K s i ) 1 , 2 8 9 9 8 4 8 0 3 4 6 1 3 5 2 1 8 9 3 7 ° C M W + N 3 0 % 5 ( d e g ) 2 3 . 3 7 2 6 . 0 5 2 7 . 2 8 2 9 . 3 1 2 9 . 2 3 2 8 . 8 5 E * ( K s i ) 1 , 4 8 2 1 , 1 8 7 1 , 0 0 2 6 4 8 5 2 4 2 9 4 M W + N 4 5 % 5 ( d e g ) 1 9 . 8 4 2 2 . 1 9 2 4 . 0 5 2 7 . 3 3 2 8 . 2 2 3 0 . 5 1 E * ( K s i ) 1 , 6 2 7 1 , 3 4 0 1 , 1 6 8 8 0 5 6 8 2 4 2 0 M W + N 6 0 % 5 ( d e g ) 1 8 . 6 4 2 0 . 7 5 2 2 . 1 2 2 5 . 3 5 2 6 . 0 6 2 8 . 1 3 1 3 * ( K s i ) _ 1 , 8 8 9 1 , 5 7 3 1 , 3 8 7 9 9 9 8 6 2 5 6 2 N 1 0 0 % 5 ( d e g ) 1 5 . 1 8 1 8 . 2 9 1 9 . 4 0 2 3 . 1 8 2 4 . 0 8 2 7 . 0 8 3 1 0 T a b l e E — 8 S P T r e s u l t s f o r b l e n d e d S u p e r p a v e m i x t u r e s - D e e n a w e a r i n g + N o w s h e r a F r e q u e n c y ( H _ z ) S a m p l e P r p p e _ r t y 2 5 1 0 5 1 0 . 5 0 . 1 E “ ( K s i ) 3 , 7 3 6 3 , 2 8 8 3 , 0 2 9 2 , 4 9 6 2 , 2 6 3 1 , 7 2 5 D W + N 1 0 % 5 ( d e g ) 9 . 6 0 1 3 . 0 4 1 2 . 8 3 1 7 . 4 5 1 8 . 5 5 2 1 . 1 1 5 * ( K s i ) 2 , 5 1 5 2 , 3 1 9 2 , 1 6 1 1 , 7 7 3 1 , 6 5 0 1 , 2 2 0 D W + N 2 0 % 5 ( fi g ) 1 0 . 0 4 1 0 . 4 4 1 1 . 8 5 2 0 . 9 9 2 4 . 7 4 2 8 . 7 7 5 * ( K s i ) 3 , 9 7 2 3 , 0 7 4 2 , 8 6 3 2 , 3 0 3 2 , 1 0 0 1 , 6 2 0 4 ° C D W + N 3 0 % 5 @ g ) 2 . 3 6 9 . 4 2 1 0 . 0 1 1 3 . 7 6 1 4 . 9 5 1 8 . 6 9 E ‘ ( K s i ) 3 , 8 1 6 3 , 5 9 5 3 , 4 3 9 3 , 2 6 9 3 , 1 0 0 2 , 5 4 1 D W + N 4 5 % 5 ( d _ e g ) 1 1 . 0 3 1 4 . 4 7 1 1 . 8 2 7 . 5 8 9 . 1 2 1 5 . 8 1 5 * ( K S i L 4 , 3 8 3 4 , 6 9 4 4 , 2 5 8 4 , 7 5 5 4 , 8 6 2 3 , 8 6 2 D W + N 6 0 % M g ) 5 . 0 5 1 0 . 8 7 9 . 5 0 1 4 . 0 8 1 5 . 8 8 1 8 . 1 7 5 * ( K s i ) 4 , 0 8 0 3 , 6 7 9 3 , 4 7 3 3 , 0 4 4 2 , 8 7 7 2 , 4 5 3 N 1 0 0 % 5 ( d e g ) 3 . 1 1 5 . 7 1 6 . 6 7 8 . 1 6 8 . 9 9 1 0 . 7 9 5 * ( K s i ) 3 , 3 8 9 2 , 6 0 1 2 , 4 2 6 2 , 0 6 3 1 , 8 6 3 1 , 1 8 5 D W + N 1 0 % 5 ( g a g ) 7 . 2 6 1 2 . 6 9 1 4 . 2 0 2 3 . 2 0 2 4 . 1 0 2 7 . 9 4 E “ ( K s i ) 1 , 9 0 7 1 , 5 1 1 1 , 2 8 5 8 3 6 6 6 6 3 6 5 D W + N 2 0 % 5 ( d e g ) 1 7 . 7 2 2 0 . 1 5 2 1 . 6 1 2 7 . 0 4 2 8 . 8 4 3 2 . 1 7 5 * ( K s i ) 2 , 0 2 4 1 , 6 5 2 1 , 4 5 4 1 , 0 8 3 9 5 6 6 5 7 2 1 ° C D W + N 3 0 % 5 ( d e g ) 1 2 . 7 8 1 5 . 9 5 1 7 . 4 7 2 2 . 2 6 2 3 . 5 8 2 6 . 0 8 5 * ( K s i ) 1 , 8 2 4 2 , 2 2 2 2 , 0 1 0 1 , 5 3 3 1 , 3 0 3 7 9 2 D W + N 4 5 % 5 ( d e g ) 1 5 . 0 8 1 3 . 7 1 1 4 . 4 8 2 0 . 9 1 2 2 . 9 0 2 8 . 9 2 E “ ( K s i ) 2 , 8 3 6 2 , 7 6 2 2 , 5 5 7 1 , 9 8 5 1 , 7 5 6 1 , 3 2 8 D W + N 6 0 % 5 ( d e g ) 1 0 . 8 9 7 . 0 3 1 0 . 1 1 1 4 . 8 2 1 6 . 1 0 2 4 . 2 3 5 * ( K s i ) 2 , 0 8 5 1 , 7 0 7 1 , 5 5 1 1 , 1 6 6 1 , 0 1 9 7 2 9 N 1 0 0 % 5 fl e g ) 1 4 . 3 1 1 6 . 0 3 1 6 . 8 2 2 1 . 3 5 2 2 . 6 4 2 5 . 4 1 1 3 * ( K s i ) 3 , 0 8 3 2 , 2 9 1 2 , 0 3 0 1 , 4 5 2 1 , 2 1 1 6 3 4 D W + N 1 0 % 5 ( d _ e g ) 1 6 . 2 4 1 7 . 9 1 1 8 . 8 5 2 3 . 7 5 2 5 . 7 4 3 1 . 4 8 1 3 * ( K s i ) 1 , 2 4 4 9 0 2 7 3 1 3 9 2 2 8 2 1 1 6 D W + N 2 0 % 5 ( d i g ) 2 4 . 7 0 2 6 . 7 2 2 8 . 0 0 3 2 . 8 0 3 3 . 9 7 . 3 4 . 8 4 E “ ( K s i ) 1 , 4 0 0 1 , 1 5 6 9 4 4 5 7 5 ' 4 3 0 1 8 3 3 7 ° C D W + N 3 0 % 5 ( d e g ) 2 2 . 2 8 2 3 . 9 8 2 6 . 0 3 3 0 . 4 4 3 1 . 8 1 3 3 . 9 6 E " ( K s i ) 1 , 2 6 3 1 , 0 1 0 8 3 7 4 8 9 3 6 6 1 5 3 D W + N 4 5 % 5 ( d e g ) 2 1 . 7 5 2 5 . 5 8 2 7 . 3 7 3 1 . 7 2 3 2 . 8 8 3 5 . 2 6 E * ( K s i ) 1 , 9 4 7 1 , 5 0 1 1 , 3 8 2 8 9 7 7 5 7 4 7 1 D W + N 6 0 % 5 ( fi g ) 3 6 . 3 7 1 8 . 7 0 1 8 . 9 0 2 4 . 8 7 2 5 . 7 2 3 0 . 7 0 1 3 * ( K s i ) 1 , 8 8 9 1 , 5 7 3 1 , 3 8 7 9 9 9 8 6 2 5 6 2 N 1 0 0 % 5 ( d e g ) 1 5 . 1 8 1 8 . 2 9 1 9 . 4 0 2 3 . 1 8 2 4 . 0 8 2 7 . 0 8 3 1 1 ' ~ u m e m e s n u r i z u u h m v ' T a b l e E — 9 S P T r e s u l t s f o r b l e n d e d S u p e r p a v e m i x t u r e s - D e e n a w e a r i n g + M a n d r a F r e q u e n c y ( H z ) T e m p . ° C S a m p l e P r o p e r t y 2 5 1 0 5 1 0 . 5 0 . 1 5 * ( K s i ) 4 , 4 6 2 3 , 9 7 0 3 , 8 1 1 3 , 3 8 4 3 , 1 8 6 2 , 5 4 0 D W + M 1 0 % 5 ( d e g ) 1 . 7 2 5 . 5 4 6 . 9 5 9 . 8 0 1 0 . 9 1 1 4 . 8 6 1 3 * ( K s i ) 3 , 5 8 0 3 , 1 0 8 2 , 7 4 1 2 , 1 1 2 1 , 8 5 8 1 , 3 2 8 D W + M 2 0 % 5 ( d e g ) 7 . 1 2 1 5 . 7 9 1 4 . 3 2 2 0 . 9 1 2 2 . 5 7 2 7 . 2 7 E * ( K s i ) 3 , 0 7 3 2 , 9 3 6 2 , 6 2 7 2 , 0 6 8 1 , 8 4 0 1 , 3 2 1 4 ° C D W + M 3 0 % 5 ( d e g ) 1 2 . 3 0 1 2 . 5 3 1 3 . 2 7 1 8 . 7 9 2 0 . 5 7 2 5 . 6 6 E * ( K s i ) 5 , 0 2 8 5 , 8 9 3 5 , 8 0 1 6 , 5 0 0 6 , 5 5 6 5 , 7 2 3 D W + M 4 5 % 5 ( d e g ) 7 . 8 3 6 . 9 1 5 . 0 4 8 . 4 9 1 0 . 6 1 1 4 . 9 2 E “ ( K s i ) 4 , 2 6 1 3 , 9 0 6 3 , 7 4 0 3 , 3 0 9 3 , 0 7 5 2 , 3 9 8 D W + M 6 0 % 5 ( d e g ) 4 . 7 8 6 . 9 1 7 . 0 6 1 0 . 3 9 1 1 . 9 5 1 4 . 2 1 5 * ( K s i ) 3 , 8 0 3 3 , 9 4 2 3 , 7 9 7 3 , 3 0 7 3 , 1 1 8 2 , 6 8 9 M 1 0 0 % 5 ( d e g ) 5 . 3 3 6 . 9 8 8 . 0 1 8 . 7 4 9 . 4 0 1 1 . 2 3 1 3 * s t Q 1 , 7 7 2 1 , 5 0 7 1 , 2 9 9 8 4 6 6 8 5 3 3 3 D W + M 1 0 % 5 ( d e g ) 1 6 . 7 3 2 0 . 2 7 2 3 . 2 2 3 0 . 8 9 3 4 . 0 4 3 9 . 8 5 E “ ( K s i ) 2 , 2 1 0 1 , 7 8 7 1 , 5 0 8 9 5 3 7 4 9 3 7 4 D W + M 2 0 % 5 ( d e g ) 1 8 . 0 4 2 1 . 0 9 2 2 . 1 7 2 9 . 9 3 3 2 . 3 3 3 6 . 5 9 1 3 * ( K s i ) 2 , 1 7 0 1 , 8 1 3 1 , 5 9 1 9 8 6 7 6 2 3 5 4 2 1 ° C D W + M 3 0 % 5 ( d e g ) 2 1 . 1 2 2 4 . 9 5 2 6 . 5 9 3 4 . 2 6 3 6 . 7 6 4 0 . 3 2 F . “ ( K s i ) 2 , 6 9 9 2 , 0 7 7 1 , 9 1 4 1 , 4 4 6 1 , 2 3 5 7 5 8 D W + M 4 5 % 5 ( d e g ) 2 6 . 4 3 1 5 . 4 8 1 7 . 2 4 2 3 . 9 8 2 6 . 5 6 3 0 . 7 2 E “ ( K s i ) 2 , 9 5 4 2 , 0 0 6 1 , 7 6 4 1 , 2 3 4 1 , 0 5 5 6 6 2 D W + M 6 0 % 5 ( d e g L 8 . 5 6 1 6 . 5 2 1 9 . 1 9 2 3 . 4 9 2 5 . 3 1 2 9 . 9 3 E * ( K s i ) 2 , 9 6 7 2 , 6 6 2 2 , 4 5 8 1 , 9 5 6 1 , 7 5 1 1 , 3 3 0 M 1 0 0 % 5 ( d e g ) 1 0 . 2 0 1 2 . 5 6 1 2 . 9 8 1 5 . 8 8 1 6 . 9 0 2 0 . 7 3 E “ ( K s i ) 9 4 9 6 9 5 5 2 6 2 2 7 1 4 8 5 1 D W + M 1 0 % 5 ( d e g ) 2 9 . 9 9 3 4 . 0 1 3 6 . 0 1 4 0 . 4 5 4 1 . 3 1 3 8 . 1 0 E * ( K s i ) 1 , 7 4 2 1 , 3 5 1 1 , 0 9 6 5 9 9 4 2 4 1 5 5 D W + M 2 0 % 5 ( d e g ) 2 2 . 6 2 2 6 . 2 9 2 8 . 5 9 3 5 . 0 8 3 6 . 8 4 3 9 . 2 4 E fi K s i ) 1 , 5 0 6 1 , 1 0 9 8 5 7 3 9 8 2 6 3 9 4 3 7 ° C D W + M 3 0 % 5 ( d e g ) 2 6 . 5 2 3 1 . 2 2 3 3 . 6 0 3 9 . 1 3 4 1 . 1 1 4 1 . 0 0 E * ( K s i ) 1 , 5 9 3 1 , 4 3 2 1 , 2 3 5 7 8 9 6 1 5 2 7 8 D W + M 4 5 % 5 ( d e g ) 1 7 . 9 5 2 1 . 7 0 2 4 . 6 1 2 9 . 1 9 3 0 . 6 7 3 5 . 0 6 E * ( K s i ) 1 , 5 2 2 1 , 2 1 0 1 , 0 1 9 6 3 7 5 0 8 2 5 5 D W + M 6 0 % 5 ( d e g ) 2 1 . 7 1 2 4 . 9 9 . 2 6 . 5 4 3 0 . 3 0 3 1 . 0 2 3 4 . 1 7 E * ( K s i ) 1 , 4 0 1 1 , 3 4 4 1 , 1 8 6 8 1 9 6 8 5 4 2 2 M 1 0 0 % 5 ( d e g ) 1 6 . 9 0 2 0 . 2 7 2 1 . 6 9 2 4 . 9 1 2 5 . 9 7 2 7 . 9 0 3 1 2 T a b l e E - 1 0 S P T r e s u l t s f o r b l e n d e d S u p e r p a v e m i x t u r e s — M a r g a l l a w e a r i n g + M a n d r a T e m p . 7 . 3 8 1 1 . 6 3 1 1 . 2 3 1 5 . 5 3 1 5 . 4 4 1 6 . 7 3 3 1 3 T a b l e E - l l S P T r e s u l t s f o r b l e n d e d S u p e r p a v e m i x t u r e s - M a r g a l l a b a s e + N o w s h e r a F r e q u e n c y ( H z ) T e m p . ° C S a m p l e P r o p e r t x 2 5 1 0 5 1 0 . 5 0 . 1 E * ( K s i L 4 , 9 3 5 3 , 0 9 1 3 , 0 2 7 3 , 0 1 2 2 , 8 8 0 2 , 3 2 1 M B + N 1 0 % 5 ( d e g ) 1 2 . 5 6 5 . 5 6 7 . 0 1 1 0 . 1 1 1 1 . 4 9 1 6 . 2 2 E * ( K s i ) 5 , 8 7 2 7 , 9 3 7 7 , 6 4 3 8 , 8 5 8 9 , 4 7 0 9 , 1 1 9 M B + N 2 0 % 5 ( d e g ) 2 9 . 6 2 9 . 8 6 1 4 . 0 9 3 . 8 3 1 1 . 5 0 2 1 . 9 3 E fi K s i ) 3 , 9 0 2 3 , 7 7 8 3 , 6 3 1 3 , 3 1 7 3 , 1 4 8 2 , 6 8 5 4 ° C M B + N 3 0 % 5 ( d e g ) 5 . 9 9 6 . 1 2 6 . 7 2 9 . 6 4 1 . 0 . 9 3 1 4 . 4 1 E " ( K s i ) 5 , 4 2 0 5 , 5 0 1 5 , 4 2 9 5 , 2 6 2 5 , 2 1 1 4 , 5 0 5 M B + N 4 5 % 5 ( d e g ) 5 . 0 1 5 . 3 5 4 . 1 9 9 . 1 9 7 . 7 7 9 . 6 2 E * ( K s i ) 4 , 8 8 9 4 , 4 4 0 4 , 3 2 2 4 , 5 3 8 4 , 1 6 0 3 , 3 9 8 M B + N 6 0 % 5 ( d e g ) 6 . 6 6 6 . 6 6 6 . 5 0 1 1 . 6 2 1 1 . 8 2 1 1 . 7 9 E “ ( K s i ) 4 , 0 3 4 4 , 0 0 2 3 , 8 6 1 3 , 6 3 7 3 , 5 1 1 3 , 1 3 8 N 1 0 0 % 5 ( d e g ) 4 . 4 8 3 . 8 3 3 . 7 8 4 . 7 7 5 . 3 6 6 . 5 8 E * ( K s i L 2 , 2 5 2 1 , 9 3 9 1 , 6 4 6 1 , 0 2 0 7 6 7 3 4 6 M B + N 1 0 % 5 ( d e g ) 1 8 . 2 9 2 3 . 0 7 2 5 . 7 1 3 5 . 7 1 3 8 . 6 6 4 3 . 0 9 E * ( K s i ) 2 , 4 0 8 1 , 8 6 0 1 , 5 5 1 9 7 2 7 7 9 3 9 4 M B + N 2 0 % 5 ( d e g ) 1 9 . 4 9 2 2 . 9 9 2 5 . 2 9 3 2 . 4 9 3 4 . 4 9 3 8 . 2 6 E “ ( K s i ) 2 , 1 6 3 1 , 8 9 8 1 , 6 3 2 1 , 1 1 5 9 2 2 5 4 9 2 1 ° C M B + N 3 0 % 5 ( d e g ) 1 6 . 2 3 1 8 . 3 8 2 2 . 0 9 3 0 . 7 6 3 2 . 4 9 3 6 . 3 1 E * ( K s i ) 2 , 2 8 4 2 , 0 2 3 1 , 7 8 6 1 , 2 3 5 1 , 0 2 9 6 4 1 M B + N 4 5 % 5 ( d e g ) 1 6 . 8 7 1 8 . 2 8 2 1 . 0 1 2 6 . 0 5 2 7 . 8 9 3 1 . 4 0 E “ ( K s i ) 2 , 5 3 4 2 , 3 2 7 2 , 0 5 2 1 , 5 6 4 1 , 3 6 4 9 2 7 M B + N 6 0 % 5 ( d e g ) 1 3 . 8 8 1 8 . 0 4 1 7 . 9 6 2 5 . 4 0 2 7 . 6 6 3 2 . 3 9 E * ( K s i ) 4 , 1 4 8 3 , 1 9 1 3 , 1 2 8 2 , 5 8 8 2 , 3 4 5 1 , 8 8 6 N 1 0 0 % 5 ( d e g ) 6 . 6 1 8 . 8 7 9 . 3 4 1 1 . 8 7 1 2 . 2 4 1 4 . 2 9 E " ( K s i ) 1 , 2 2 8 8 8 0 6 5 8 2 8 6 1 9 2 7 7 M B + N 1 . 0 % 5 ( d e g ) 3 3 . 5 1 3 8 . 5 1 4 1 . 3 3 4 5 . 0 2 4 4 . 5 0 4 2 . 3 9 1 3 * ( K s i ) 1 , 5 7 8 1 , 1 4 4 9 0 2 4 6 6 3 3 2 1 2 7 M B + N 2 0 % 5 ( d e g ) 2 7 . 6 8 3 2 . 0 4 3 4 . 4 9 4 0 . 2 4 4 0 . 9 6 4 0 . 3 7 E “ ( K s i ) 2 , 9 6 0 2 , 4 9 7 2 , 1 3 0 1 , 3 8 5 1 , 0 8 0 5 1 7 3 7 ° C M B + N 3 0 % 5 ( d e g ) 3 9 . 8 7 3 7 . 7 1 1 7 . 0 7 4 . 4 8 6 . 1 4 3 6 . 6 8 . 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R e f e r e n c e s A l j a s s a r , A . H . , S . M e t w a l i , M . A . A l i , a n d F . A l — S h a m m a r i , " U s i n g R e c l a i m e d A s p h a l t P a v e m e n t s t o I m p r o v e S u b g r a d e S o i l P r o p e r t i e s i n K u w a i t , " T r a n s p o r t a t i o n R e s e a r c h B o a r d , v o l . A n n u a l M e e t i n g C D R O M , 2 0 0 5 . A l — Q a d i I . L . , S . H . C a r p e n t e r , G . R o b e r t s , H . O z e r , Q . A u r a n g z e h , M . E l s e i fi , a n d J . T r e p a n i e r , “ D e t e r m i n a t i o n o f U s a b l e R e s i d u a l A s p h a l t B i n d e r i n R A P , ” I l l i n o i s C e n t e r f o r T r a n s p o r t a t i o n , U r b a n a , I l l i n o i s , 2 0 0 9 . A m e r i c a n A s s o c i a t i o n o f S t a t e H i g h w a y a n d T r a n s p o r t a t i o n O f f i c i a l s ( A A S H T O ) , A A S H T 0 G u i d e f o r D e s i g n o f P a v e m e n t S t r u c t u r e s , A A S H T O , W a s h i n g t o n , D C , 1 9 9 3 . A m i r k h a n i a n , S N . a n d B . W i l l i a m s , " R e c y c l a b i l i t y o f m o i s t u r e d a m a g e d fl e x i b l e p a v e m e n t s , “ J o u r n a l o f M a t e r i a l s i n C i v i l E n g i n e e r i n g , ” v o l . 5 , p p . 5 1 0 - 5 3 0 , 1 9 9 3 . A n d e r s o n , R M . a n d T R . M u r p h y , “ L a b o r a t o r y M i x D e s i g n u s i n g R A P : D e t e r m i n i n g A g g r e g a t e P r o p e r t i e s , ” P a v i n g t h e W a y : v o l . 7 n u m b e r 4 p p . 1 - 3 , 2 0 0 5 . A s p h a l t I n s t i t u t e ( A I ) , “ A s p h a l t B i n d e r T e s t i n g ( M S - 2 5 ) , ” A s p h a l t I n s t i t u t e , U S A 2 0 0 7 . A s p h a l t I n s t i t u t e ( A I ) , “ A s p h a l t H o t — M i x R e c y c l i n g ( M S - 2 0 ) , ” A s p h a l t I n s t i t u t e , C o l l e g e P a r k , M D , 1 9 8 6 . A s p h a l t I n s t i t u t e ( A I ) , “ A s p h a l t C o l d - M i x R e c y c l i n g ( M S - 2 1 ) , ” A s p h a l t I n s t i t u t e , C o l l e g e P a r k , M D 1 9 8 3 . A s p h a l t I n s t i t u t e ( A I ) , “ M i x D e s i g n M e t h o d s f o r A s p h a l t C o n c r e t e ( M S - 2 ) , ” A s p h a l t I n s t i t u t e M a n u a l S e r i e s N o . 2 S i x t h E d i t i o n , L e x i n g t o n , K Y , 1 9 9 5 . A s p h a l t I n s t i t u t e ( A I ) , “ P r i n c i p l e s o f C o n s t r u c t i o n o f H o t — M i x A s p h a l t P a v e m e n t s ( M S - 2 2 ) , ” A s p h a l t I n s t i t u t e , L e x i n g t o n , K Y , 1 9 8 3 . A s p h a l t I n s t i t u t e ( A 1 ) , “ S u p e r p a v e A s p h a l t B i n d e r S p e c i fi c a t i o n ( S P - 1 ) , ” A s p h a l t I n s t i t u t e S u p e r p a v e S e r i e s N o . 1 , T h i r d E d i t i o n , U S A , 2 0 0 3 . A s p h a l t I n s t i t u t e ( A I ) , “ S u p e r p a v e M i x D e s i g n ( S P — 2 ) , ” A s p h a l t I n s t i t u t e S u p e r p a v e S e r i e s N o . 2 , T h i r d E d i t i o n , U S A , 2 0 0 1 . A s p h a l t I n s t i t u t e ( A 1 ) , “ T h e A s p h a l t H a n d b o o k ( M S — 4 ) , ” A s p h a l t I n s t i t u t e , L e x i n g t o n , K Y , 1 9 8 9 . 3 3 4 1 4 . 2 0 . 2 1 . 2 2 . 2 3 . 2 4 . A s p h a l t R e c y c l i n g a n d R e c l a i m i n g A s s o c i a t i o n ( A R R A ) , B a s i c A s p h a l t R e c y c l i n g M a n u a l : A s p h a l t R e c y c l i n g a n d R e c l a i m i n g A s s o c i a t i o n , U S . D e p a r t m e n t o f T r a n s p o r t a t i o n , 2 0 0 1 . A s p h a l t R e c y c l i n g a n d R e c l a i m i n g A s s o c i a t i o n ( A R R A ) . H o t R e c y c l i n g . R e t r i e v e d J a n u a r y 1 5 , 2 0 0 9 f r o m h t t p : / / a r r a . o r g / i n d e x . p h p ? o p t i o n = c o m _ c o n t e n t & v i e w = a r t i c l e & i d = 3 5 : h o t — r e c y c l i n g & c a t i d = 2 0 : i n d u s t r y — s e g m e n t s & I t e m i d = 8 0 , 2 0 0 8 . B a l a d i , G . Y . , H a i d e r , S . W . , C h a t t i , K . , A k r a m , T . , R e h m a n , H . , A u r a n g z e b , Q . , A n w e r , N . , a n d M a l i k . , K , “ D e v e l o p m e n t o f G u i d e l i n e s f o r A s p h a l t P a v e m e n t R e c y c l i n g i n P a k i s t a n , ” R e p o r t 1 , 2 & 3 , T h e N a t i o n a l A c a d e m i e s P o l i c y a n d G l o b a l A f f a i r s , 2 0 0 8 . B a l a d i , G . Y . , a n d M . S n y d e r , “ H i g h w a y P a v e m e n t s ” , t h e F e d e r a l H i g h w a y A d m i n i s t r a t i o n , N a t i o n a l H i g h w a y I n s t i t u t e , W a s h i n g t o n , D C , 1 9 9 2 . B e j a r a n o , M . 0 . , J . T . H a r v e y , a n d L . L a n e , " I n - S i t u R e c y c l i n g o f A s p h a l t C o n c r e t e a s B a s e M a t e r i a l i n C a l i f o r n i a , " T r a n s p o r t a t i o n R e s e a r c h B o a r d , v 0 1 . A n n u a l M e e t i n g C D R O M , 2 0 0 3 . B e l l , C . A . , M . J . F e l l i n , a n d A . W i e d e r , " F i e l d V a l i d a t i o n o f L a b o r a t o r y A g i n g P r o c e d u r e s f o r A s p h a l t A g g r e g a t e M i x t u r e s , " J o u r n a l o f t h e A s s o c i a t i o n o f A s p h a l t P a v i n g T e c h n o l o g i s t s , v 0 1 . V o l . 6 3 , p p . p p . 4 5 — 8 0 , 1 9 9 4 . B e m a n i a n , S . a n d G . M a u r e r , " S t a t e - o f - t h e - P r a c t i c e o n C I R a n d F D R P r o j e c t s b y N e v a d a D O T , " T r a n s p o r t a t i o n R e s e a r c h B o a r d , v o l . A n n u a l M e e t i n g C D R O M , 2 0 0 6 . B o n a q u i s t , R . , D . W . C h r i s t e n s e n , “ P r a c t i c a l P r o c e d u r e f o r D e v e l o p i n g D y n a m i c M o d u 1 u s M a s t e r C u r v e s f o r P a v e m e n t S t r u c t u r a l D e s i g n , ” T r a n s p o r t a t i o n R e s e a r c h B o a r d , W a s h i n g t o n D C , 2 0 0 5 . B u l l i n , J . A . , C ] . G l o v e r , R . R . D a v i s o n , J . C h a f f m , a n d M . - S . L i n , " D e v e l o p m e n t o f S u p e r i o r A s p h a l t R e c y c l i n g A g e n t s , P h a s e 1 : T e c h n i c a l F e a s i b i l i t y , " T e x a s A & M U n i v e r s i t y 1 9 9 5 . B u r r , B . L . , R . R . D a v i s o n , a n d C . J . G l o v e r , " S o l v e n t r e m o v a l f r o m a s p h a l t , " T r a n s p o r t a t i o n R e s e a r c h R e c o r d , v o l . 1 2 6 9 , p p . 1 — 8 , 1 9 9 0 . B u r r , B . L . , R . R . D a v i s o n , J . H . B . , C . J . G l o v e r , a n d J . A . B u l l i n , " E v a l u a t i o n o f s o l v e n t s f o r e x t r a c t i o n o f r e s i d u a l a s p h a l t f r o m a g g r e g a t e s , " T r a n s p o r t a t i o n R e s e a r c h R e c o r d , v o l . 1 3 2 3 , p p . 7 0 - 7 6 , 1 9 9 1 . 3 3 5 2 5 . 2 6 . 2 7 . 2 8 . 2 9 . 3 0 . 3 1 . 3 2 . 3 3 . 3 4 . 3 5 . 3 6 . B u r r , B . L . , C . J . G l o v e r , R . R . D a v i s o n , a n d J . A . B u l l i n , " N e w a p p a r a t u s a n d p r o c e d u r e f o r t h e e x t r a c t i o n a n d r e c o v e r y o f a s p h a l t b i n d e r f r o m p a v e m e n t m i x t u r e s , " T r a n s p o r t a t i o n R e s e a r c h R e c o r d , v o l . 1 3 9 1 , p p . 2 0 — 2 9 , 1 9 9 3 . B u r r , B . L . , C . J . G l o v e r , R . R . D a v i s o n , a n d J . A . B u l l i n , " S o f t e n i n g o f a s p h a l t s i n d i l u t e s o l u t i o n s a t p r i m a r y d i s t i l l a t i o n c o n d i t i o n s , " T r a n s p o r t a t i o n R e s e a r c h R e c o r d , v o l . 1 4 3 6 , p p . 4 7 - 5 3 , 1 9 9 4 . B u t t o n , J . W . , C . K . E s t a k h r i a n d D . N . L i t t l e , “ O v e r v i e w o f H o t I n — P l a c e R e c y c l i n g o f B i t u m i n o u s P a v e m e n t s , ” T r a n s p o r t a t i o n r e s e a r c h r e c o r d , V o l u m e 1 6 8 4 , 1 9 9 9 . C h a f fi n , J . M . , R . R . D a v i s o n , C . J . G l o v e r , a n d J . A . B u l l i n , " V i s c o s i t y m i x i n g r u l e s f o r a s p h a l t r e c y c l i n g , " T r a n s p o r t a t i o n R e s e a r c h R e c o r d , p p . 7 8 - 8 5 , 1 9 9 5 . C h e h a b , G . R . a n d J . S . D a n i e l , " E v a l u a t i n g R A P M i x t u r e s u s i n g t h e M e c h a n i s t i c E m p i r i c a l P a v e m e n t D e s i g n G u i d e L e v e l 3 A n a l y s i s , " J o u r n a l o f t h e T r a n s p o r t a t i o n R e s e a r c h B o a r d , v 0 1 . T R B A n n u a l M e e t i n g C D R O M , 2 0 0 6 . C h e n , D . — H . a n d J . B i l y e u , " A s s e s s m e n t o f H o t - i n — P l a c e R e c y c l i n g P r o c e s s o n U S l 7 5 , " T r a n s p o r t a t i o n R e s e a r c h B o a r d , v o l . A n n u a l M e e t i n g C D R O M , 2 0 0 0 . C h e n , D . — H . , D . — F . L i n , a n d J . D a l e i d e n , " L e s s o n s L e a r n e d f r o m L T P P a n d S e v e r a l R e c y c l e d S e c t i o n s i n T e x a s , " T r a n s p o r t a t i o n R e s e a r c h B o a r d , v o l . A n n u a l M e e t i n g C D R O M , 2 0 0 3 . C i p i o n e , C . A . , B . L . B u r r , R R . D a v i s o n , a n d C . J . G l o v e r , " E v a l u a t i o n o f s o l v e n t s f o r e x t r a c t i o n o f r e s i d u a l a s p h a l t f r o m a g g r e g a t e s , " T r a n s p o r t a t i o n R e s e a r c h R e c o r d , v o l . 1 3 2 3 , p p . 4 7 - 5 2 , 1 9 9 1 . C r a w l e y , A l f r e d B . “ I n n o v a t i v e H o t - I n — P l a c e R e c y c l i n g o f H o t — M i x A s p h a l t P a v e m e n t i n M i s s i s s i p p i , ” T r a n s p o r t a t i o n r e s e a r c h r e c o r d , P a p e r N o . 9 9 - 0 9 8 9 , V o l u m e 1 6 5 4 , 1 9 9 9 . C r o s s , S t e p h e n A . “ E x p e r i m e n t a l C o l d I n - P l a c e R e c y c l i n g w i t h H y d r a t e d L i m e , ” T r a n s p o r t a t i o n R e s e a r c h R e c o r d , P a p e r N o . 9 9 - 0 2 5 1 , V o l u m e 1 6 8 4 , 1 9 9 9 . D a n i e l , J . S . a n d A . L a c h a n c e , " M e c h a n i s t i c a n d V o l u m e t r i c P r o p e r t i e s o f A s p h a l t M i x t u r e s w i t h R A P , " J o u r n a l o f t h e T r a n s p o r t a t i o n R e s e a r c h B o a r d , V 0 1 . 1 9 2 9 , p p . 2 8 - 3 6 , 2 0 0 5 . D a n i e l , J . S . a n d A . L a c h a n c e , " R h e o l o g i c a l P r o p e r t i e s o f A s p h a l t M i x t u r e s C o n t a i n i n g R e c y c l e d A s p h a l t P a v e m e n t ( R A P ) , " J o u r n a l o f t h e T r a n s p o r t a t i o n R e s e a r c h B o a r d , v 0 1 . T R B A n n u a l M e e t i n g C D R O M , 2 0 0 4 . 3 3 6 " b " : " M 2 “ . ' r ' t " h i t . - w . m u n g ! n u r t z e u s t n t t f 3 7 . E m e r y , J . J . , " A s p h a l t C o n c r e t e R e c y c l i n g i n C a n a d a , " T r a n s p o r t a t i o n R e s e a r c h R e c o r d , v o l . N o . 1 4 2 7 , p p . 3 8 - 4 6 , 1 9 9 3 . 3 8 . E m e r y , J . J . , " E v a l u a t i o n o f r u b b e r m o d i fi e d a s p h a l t d e m o n s t r a t i o n p r o j e c t s , " T r a n s p o r t a t i o n R e s e a r c h R e c o r d , p p . 3 7 — 4 6 , 1 9 9 5 . 3 9 . E m e r y , J . J . , M . H . M a c K a y , P . A . U m a r , D . G . V a n d e r v e e r , a n d R . J . P i c h e t t e , " U s e o f w a s t e s a n d b y p r o d u c t s a s p a v e m e n t c o n s t r u c t i o n m a t e r i a l s , " C a n a d i a n G e o t e c h n i c a l C o n f e r e n c e , P r o c e e d i n g s o f t h e 4 5 t h C a n a d i a n G e o t e c h n i c a l C o n f e r e n c e , O c t 2 6 — 2 8 1 9 9 2 , p p . 4 5 - 4 1 , 1 9 9 2 . 4 0 . E p p s , J . A . , D . N . L i t t l e , R ] . H o l r n g r e e n , a n d K L . T e r r e l , " G u i d e l i n e s f o r R e c y c l i n g P a v e m e n t M a t e r i a l s , " T R B , N a t i o n a l R e s e a r c h C o u n c i l , W a s h i n g t o n , D C . N C H R P R e p o r t 2 2 4 , 1 9 8 0 . 4 1 . E p p s , J . A . , D . N . L i t t l e , a n d O . N . R . J . , " M i x t u r e P r o p e r t i e s o f R e c y c l e d C e n t r a l P l a n t M a t e r i a l s , " p r e s e n t e d a t R e c y c l i n g o f B i t u m i n o u s P a v e m e n t s , S T P 6 6 2 , P h i l a d e l p h i a , P A , 1 9 7 7 . 4 2 . E p p s , J . A . , R . L . T e r r e l , a n d D . N . L i t t l e . R e c y c l i n g P a v e m e n t M a t e r i a l s . R u r a l a n d u r b a n r o a d s , M a y 1 9 7 8 . 4 3 . G a r d i n e r , M S . a n d C . W a g n e r , " U s e o f R e c l a i m e d A s p h a l t P a v e m e n t i n S u p e r p a v e H o t - M i x A s p h a l t A p p l i c a t i o n s , " J o u r n a l o f t h e T r a n s p o r t a t i o n R e s e a r c h B o a r d , v o l . 1 6 8 1 , p p . 1 - 9 , 1 9 9 9 . 4 4 . G e r b r a n d t , R . , T . M a k a h o n i u k , C . L . B o r b e l y , a n d C . B e r t h e l o t , " E f f e c t o f C o l d I n - p l a c e R e c y c l i n g o n t h e H e a v y w e i g h t T r u c k i n g I n d u s t r y , " p r e s e n t e d a t 6 t h I n t e r n a t i o n a l C o n f e r e n c e o n H e a v y V e h i c l e W e i g h t s a n d D i m e n s i o n P r o c e e d i n g s , S a s k t o o n , 2 0 0 0 . 4 5 . H a i d e r , S . W . , G . Y . B a l a d i , T . A k r a m a n d A . H u s s e i n , “ T h e e f f e c t s o f c r a c k i n g t y p e a n d l o c a t i o n o n t h e c h o i c e o f a s p h a l t p a v e m e n t r e c y c l i n g m e t h o d , ” P a p e r p r e s e n t e d a n d p u b l i s h e d i n t h e S i x t h R I L E M I n t e r n a t i o n a l C o n f e r e n c e o n C r a c k i n g i n P a v e m e n t s , C h i c a g o , I l l i n o i s , 2 0 0 8 . 4 6 . H a i d e r , S . W . , G . Y . B a l a d i , T . A k r a m , A . H u s s e i n a n d Q . A u r a n g z e b , “ D e v e l o p m e n t o f G u i d e l i n e s f o r F l e x i b l e P a v e m e n t R e c y c l i n g i n P a k i s t a n , ” 6 t h I C P T , S a p p o r o , J a p a n , J u l y 2 0 0 8 . 4 7 . H a r i c h a n d r a n , R . S . , T . M a h m o o d , A . R . R a a b a n d G . Y . B a l a d i , “ B a e k c a l c u l a t i o n o f P a v e m e n t L a y e r M o d u l i , T h i c k n e s s a n d S t i f f L a y e r D e p t h U s i n g a M o d i fi e d N e w t o n M e t h o d , ” N o n d e s t r u c t i v e T e s t i n g o f P a v e m e n t s a n d B a e k c a l c u l a t i o n o f M o d u l i ( S e c o n d V o l u m e ) , A S T S T P 1 1 9 8 , P h i l a d e l p h i a , 1 9 9 4 . ' 3 3 7 4 8 . 4 9 . 5 0 . 5 1 . 5 2 . 5 3 . 5 4 . 5 5 . 5 6 . 5 7 . 5 8 . H a j j , E . Y . , P . E . S e b a l l y , P . K a n d i a h , “ U s e o f R e c l a i m e d A s p h a l t P a v e m e n t s i n A i r fi e l d s I - [ M A P a v e m e n t s , ” F i n a l R e p o r t A A P T P ( A i r fi e l d A s p h a l t P a v e m e n t T e c h n o l o g y P r o g r a m ) P r o j e c t 0 5 - 0 6 , R e n o , N e v a d a , 2 0 0 8 . H a j j , E . Y . , S e b a a l y , P . E . , S h r e s t h a , R . ( 2 0 0 7 ) . “ A L a b o r a t o r y E v a l u a t i o n o n t h e U s e o f R e c y c l e d A s p h a l t P a v e m e n t s i n H M A M i x t u r e s , ” F i n a l R e p o r t , R e g i o n a l T r a n s p o r t a t i o n C o m m i s s i o n . H a l l , K . T . , C . E . C o r r e a , a n d A L . S i m p s o n , " P e r f o r m a n c e o f F l e x i b l e P a v e m e n t R e h a b i l i t a t i o n T r e a t m e n t s i n t h e L o n g - T e r m P a v e m e n t P e r f o r m a n c e S P S - 5 E x p e r i m e n t , " T r a n s p o r t a t i o n R e s e a r c h R e c o r d , p p . 9 3 - 1 0 1 , 2 0 0 3 . H e i t z m a n , M i c h a e l . “ C o l d I n - P l a c e R e c y c l i n g F o r e n s i c S t u d y o n U S . H i g h w a y 3 4 U n i o n C o u n t y , I o w a , ” 2 0 0 7 M i d — C o n t i n e n t T r a n s p o r t a t i o n R e s e a r c h S y m p o s i u m , A m e s , I o w a , 2 0 0 7 . H o s s a i n , M . , D . G . M e t c a l f , a n d L . A . S c o fi e l d , " P e r f o r m a n c e o f R e c y c l e d A s p h a l t C o n c r e t e O v e r l a y s i n S o u t h w e s t e r n A r i z o n a , " R e p o r t 0 3 6 1 — 1 9 8 1 , 1 9 9 3 . H o s s a i n , M . , D . G . M e t c a l f , a n d L . A . S c o fi e l d , " P e r f o r m a n c e o f R e c y c l e d A s p h a l t C o n c r e t e O v e r l a y s i n S o u t h w e s t e r n A r i z o n a , " T r a n s p o r t a t i o n R e s e a r c h R e c o r d , v o l . 1 4 2 7 , p p . 3 0 - 3 7 , 1 9 9 3 . H u a n g , Y a n g H . P a v e m e n t A n a l y s i s a n d D e s i g n . U p p e r S a d d l e R i v e r , N J : P e a r s o n P r e n t i c e H a l l , 2 0 0 4 . H u a n g , B . , B . K . E g a n , W . R . K i n g e r y , Z . Z h a n g , a n d G a n g Z u o , " L a b o r a t o r y S t u d y o f F a t i g u e C h a r a c t e r i s t i c s o f H M A S u r f a c e M i x t u r e s C o n t a i n i n g R A P , " J o u r n a l o f t h e T r a n s p o r t a t i o n R e s e a r c h B o a r d , v o l . T R B A n n u a l M e e t i n g C D R O M , 2 0 0 4 . H u a n g , B . , G . L i , D . V u k o s a v l j e v i c , X . S h u , a n d B K . E g a n , " L a b o r a t o r y I n v e s t i g a t i o n o f M i x i n g H M A w i t h R A P , " T r a n s p o r t a t i o n R e s e a r c h B o a r d , v o l . 1 9 2 9 , p p . 3 7 — 4 5 , 2 0 0 5 . I s s a , R . , M . M . Z a m a n , G . A . M i l l e r , a n d L . J . S e n k o w s k i , " C h a r a c t e r i s t i c s o f c o l d p r o c e s s e d a s p h a l t m i l l i n g s a n d c e m e n t — e m u l s i o n m i x , " T r a n s p o r t a t i o n R e s e a r c h R e c o r d , v o l . 1 7 6 7 , p p . 1 — 6 , 2 0 0 1 . J a h r e n , C . T . , B . J . E l l s w o r t h , a n d K . B e r g e s o n , " C o n s t r u c t a b i l i t y t e s t f o r c o l d i n - p l a c e a s p h a l t r e c y c l i n g , " J o u r n a l o f C o n s t r u c t i o n E n g i n e e r i n g a n d M a n a g e m e n t , v o l . 1 2 5 , p p . 3 2 5 — 3 2 9 , 1 9 9 9 . 3 3 8 5 9 . 6 0 . 6 1 . 6 2 . 6 3 . 6 5 . 6 6 . 6 7 . 6 8 . 6 9 . K a n d h a l , P . S . , a n d R . B . M a l l i c k . “ P a v e m e n t R e c y c l i n g G u i d e l i n e s f o r S t a t e a n d L o c a l G o v e r n m e n t s . ” P u b l i c a t i o n F H W A — S A - 9 8 — 0 4 2 . F H W A , U S . D e p a r t m e n t o f T r a n s p o r t a t i o n , 1 9 9 7 . K a n d h a l , P . S . , S . S . R a o , D . E . W a t s o n , a n d B . Y o u n g , " P e r f o r m a n c e o f R e c y c l e d H o t — M i x A s p h a l t M i x t u r e s i n G e o r g i a , " T r a n s p o r t a t i o n R e s e a r c h R e c o r d , v o l . 1 5 0 7 , p p . 6 7 — 7 7 , 1 9 9 5 . K a r l s s o n , R . a n d U . I s a c s s o n . “ M a t e r i a l - R e l a t e d A s p e c t s o f A s p h a l t R e c y c l i n g — S t a t e — o f - t h e - A r t , ” J o u r n a l o f M a t e r i a l s i n C i v i l E n g i n e e r i n g , A S C E , 2 0 0 6 . K i m , Y . a n d H . D . L e e , “ D e v e l o p m e n t o f M i x D e s i g n P r o c e d u r e f o r C o l d I n - P l a c e R e c y c l i n g w i t h F o a m e d A s p h a l t , ” J o u r n a l o f M a t e r i a l s i n C i v i l E n g i n e e r i n g , A S C E , 2 0 0 6 . K i m , Y . , H . D . L e e , a n d R . C e c c o v i l l i , " L a b o r a t o r y E v a l u a t i o n o f E n g i n e e r e d C I R E m u l s i o n a n d F o a m e d A s p h a l t M i x t u r e s f o r C o l d - I n - P l a c e R e c y c l i n g o f A s p h a l t P a v e m e n t s , " J o u r n a l o f t h e T r a n s p o r t a t i o n R e s e a r c h B o a r d , v o l . T R B A n n u a l M e e t i n g C D R O M , 2 0 0 4 . K i m , Y . , H . D . L e e , a n d M . H e i t z m a n , " V a l i d a t i o n o f N e w M i x D e s i g n P r o c e d u r e f o r C o l d I n - p l a c e R e c y c l i n g w i t h F o a m e d A s p h a l t f o r I o w a D e p a r t m e n t o f T r a n s p o r t a t i o n , " T r a n s p o r t a t i o n R e s e a r c h B o a r d , v o l . A n n u a l M e e t i n g C D R O M , 2 0 0 6 . L a n e , B . a n d T . K a z m i e r o w s k i , " I m p l e m e n t a t i o n o f C o l d I n — P l a c e R e c y c l i n g w i t h E x p a n d e d A s p h a l t T e c h n o l o g y i n C a n a d a , " J o u r n a l o f t h e T r a n s p o r t a t i o n R e s e a r c h B o a r d , v o l . T R B A n n u a l M e e t i n g C D R O M , 2 0 0 5 . L a v i n , P a t r i c k . A s p h a l t P a v e m e n t s : A P r a c t i c a l G u i d e t o D e s i g n , P r o d u c t i o n a n d M a i n t e n a n c e f o r E n g i n e e r s a n d A r c h i t e c t . T a y l o r & F r a n c i s , 2 0 0 3 . L e w i s , A . a n d D . C o l l i n g s , " C o l d I n - p l a c e R e c y c l i n g : A R e l e v a n t P r o c e s s f o r R o a d R e h a b i l i t a t i o n a n d U p g r a d i n g , " p r e s e n t e d a t 7 t h C o n f e r e n c e o n A s p h a l t P a v e m e n t s f o r S o u t h A f r i c a ( C A P S A ) , 1 9 9 9 . L i , X . , T . R . C l y n e , a n d M . O . M a r a s t e a n u , " R e c y c l e d A s p h a l t P a v e m e n t ( R a p ) E f f e c t s o n B i n d e r a n d M i x t u r e Q u a l i t y , " U n i v e r s i t y o f M i n n e s o t a , D e p a r t m e n t o f C i v i l E n g i n e e r i n g , M i n n e a p o l i s , M N M N / R C — 2 0 0 5 - 0 2 , 2 0 0 5 . L i , X . , M a r a s t e a n u , M . 0 . , C h r i s t o p h e r W . , a n d C l y n e , T . R . ( 2 0 0 8 ) . “ E f f e c t o f R A P ( P r o p o r t i o n a n d T y p e ) a n d B i n d e r G r a d e o n t h e P r o p e r t i e s o f A s p h a l t M i x t u r e s , ” I n T r a n s p o r t a t i o n R e s e a r c h B o a r d 8 6 t h A n n u a l M e e t i n g C o m p e n d i u m o f P a p e r s C D - R O M , T R B , N a t i o n a l R e s e a r c h C o u n c i l . 3 3 9 7 0 . 7 1 . 7 2 . 7 3 . 7 4 . 7 5 . 7 6 . 7 7 . 7 8 . 7 9 . L i n , M . - S . , R . R . D a v i s o n , C . J . G l o v e r , a n d J . A . B u l l i n , " E f f e c t s o f a s p h a l t e n e s o n a s p h a l t r e c y c l i n g a n d a g i n g , " T r a n s p o r t a t i o n R e s e a r c h R e c o r d , p p . 8 6 — 9 5 , 1 9 9 5 . M a l l i c k , R . B . , E . R . B r o w n , a n d M . B . , " E f f e c t o f I g n i t i o n T e s t f o r A s p h a l t C o n c r e t e o n A g g r e g a t e P r o p e r t i e s , " T r a n s p o r t a t i o n R e s e a r c h R e c o r d , v o l . A n n u a l M e e t i n g R e p r i n t C D R O M , 1 9 9 8 . M a l l i c k , R . B . , S . F o w l e r , J . E . B r a d l e y , a n d B . M a r q u i s , " A C o m p r e h e n s i v e A n a l y s i s o f P r o p e r t i e s a n d P e r f o r m a n c e o f R e c l a i m e d P a v e m e n t s i n M a i n e w i t h t h e U s e o f N o n d e s t r u c t i v e T e s t i n g a n d M e c h a n i s t i c E m p i r i c a l P a v e m e n t D e s i g n S o f t w a r e , " T r a n s p o r t a t i o n R e s e a r c h B o a r d , v o l . A n n u a l M e e t i n g C D R O M , 2 0 0 6 . M a r q u i s , B . , R . L . B r a d b u r y , S . C o s o n , R . B . M a l l i c k , Y . V . N a n a g i r i , S . O ' B r i e n , a n d M . M a r s h a l l , " D e s i g n , C o n s t r u c t i o n a n d E a r l y P e r f o r m a n c e o f F o a m e d A s p h a l t F u l l D e p t h R e c l a i m e d ( F D R ) P a v e m e n t i n M a i n e , " T r a n s p o r t a t i o n R e s e a r c h B o a r d , v o l . A n n u a l M e e t i n g C D R O M , 2 0 0 3 . M c D a n i e l , R . a n d R M . A n d e r s o n , " R e c o m m e n d e d U s e o f R e c l a i m e d A s p h a l t P a v e m e n t i n t h e S u p e r p a v e M i x D e s i g n M e t h o d : T e c h n i c i a n ' s M a n u a l , " N C H R P , W a s h i n g t o n , D C . R e p o r t 4 5 2 , 2 0 0 1 . M c D a n i e l , R . , R . M . A n d e r s o n , P . T u r n e r , a n d R . P e t e r s o n , " R e c o m m e n d e d U s e o f R e c l a i m e d A s p h a l t P a v e m e n t i n t h e S u p e r p a v e M i x D e s i g n M e t h o d , " N C H R P , W a s h i n g t o n , D C . N C H R P W e b D o c u m e n t 3 0 ( P r o j e c t D 9 - 1 2 ) : C o n t r a c t o r ’ s F i n a l R e p o r t , 2 0 0 0 . M c D a n i e l , R . , A . S h a h , G . H u b e r , V . G a l l i v a n , “ I n v e s t i g a t i o n o f P r o p e r t i e s o f P l a n t - P r o d u c e d R A P M i x t u r e s , ” T r a n s p o r t a t i o n R e s e a r c h B o a r d , 2 0 0 6 . M c D a n i e l , R . S . , S o l e y m a n i , H . , a n d S l a h , A . ( 2 0 0 2 ) . “ U s e o f R e c l a i m e d A s p h a l t ( R A P ) u n d e r S u p e r p a v e S p e c i fi c a t i o n s , ” F i n a l R e p o r t , a R e g i o n a l P o o l e d F u n d P r o j e c t . M i l l e r , J . S . , B e l l i n g e r , W . Y . , “ D i s t r e s s I d e n t i fi c a t i o n M a n u a l f o r t h e L o n g - T e r m P a v e m e n t P e r f o r m a n c e P r o g r a m , ” U S D e p a r t m e n t o f T r a n s p o r t a t i o n - F e d e r a l H i g h w a y A d m i n i s t r a t i o n , 2 0 0 3 . M o r i a n , D . A . , J . O s w a l t , a n d A . D e o d h a r , " E x p e r i e n c e w i t h c o l d i n - p l a c e r e c y c l i n g a s a r e fl e c t i v e c r a c k c o n t r o l t e c h n i q u e : T w e n t y y e a r s l a t e r , " T r a n s p o r t a t i o n R e s e a r c h R e c o r d , p p . 4 7 - 5 5 , 2 0 0 4 . 3 4 0 " \ D i f n fl fl b l fl . . . u . a n . a r f r r s r i r t g t r z ~ r n f t u f : n ( ) 5 ; t ' 1 q u ” I n d u c e ! “ ‘ g g ! i t t l g g f g g q fi o g f g fl n ‘ g ‘ g , t . M u r p h y , T U a r T s n a r n t d a J i J o . n t p o E R m e e s r e y a , r “ h c M o R d c e i o fi r e d d , C V o o l l d u I n e m - P 1 l 5 a 4 c 5 e , A 1 s 9 p 9 h 6 a . l t R e c y c l i n g , ” N N O P P a o a h a i r l t u u i v , o e o e n l a d D H e . m e n l i H P M P T M p g v n , . o c T a i a a R n r e t D a A e h u r r , c h , T n w . m a " e n t o m o e o U e T 4 i s a e l E e l l d S p y S , v o s r , a i 2 g u t g t n . A ” a n i n o s l , C t U ” n o e o 0 s a N R d 0 t s n f s 1 i o : 9 s s r . o T L 9 n f o e R a n t g r . A 6 c , h J C a E r . o r 9 e d l o W 1 n a r m N p o s i e o h p f u n h t s . u e t C o c t ( 9 e y n , d t l s a t y P 6 c a t l , r i C u o o v P T C 9 f L t n r e 1 ) " c n i e 9 n d , ( a i p g ( 5 “ e N . b v O r o e D r T o H T e j e R T c e n r O M C a t ) o e T c c h s t ) e n t s , o . r s y , f l o f “ " “ o o E r P t g A — S u A x l e L o a v T h a y p p a r e v e e , l a u n M r e A r f s m p a s t p e i o n o r t a i 1 o s a a r o r v m c e d n t t S o - o e c t t i n 2 f t e i u o R , o d 0 h d e n i o " n y c R p o t 1 d i 9 r f , y e o 9 o e ” c s n n l e s e A 6 s , a N e R p a d a n B h P a a h e t P m t i s h d t i l A l e e r c t a t a v o m n p R g e a n t i a C 8 n a M l a c l o t r d , a o v r e n t , i T n o g o l s 8 0 . 8 1 . 8 2 . 8 3 . 8 4 . 8 5 . 8 6 . 8 7 . 8 8 . 8 9 . 9 0 . 9 1 . ‘ ‘ U D ' I ' ‘ " ‘ \ . . ‘ . - \ ‘ , ‘ ‘ . M o r i a n , D . A . , J . O s w a l t , a n d A . D e o d h a r , " T w e n t y Y e a r s L a t e r — E x p e r i e n c e w i t h C o l d I n - P l a c e R e c y c l i n g a s a R e fl e c t i v e C r a c k C o n t r o l T e c h n i q u e , " T r a n s p o r t a t i o n R e s e a r c h B o a r d , v o l . A n n u a l M e e t i n g C D R O M , 2 0 0 4 . M u t h e n , K . M . “ F o a m e d A s p h a l t M i x e s M i x D e s i g n P r o c e d u r e , ” C o n t r a c t R e p o r t , S A B I T A L t d & C S I R T r a n s p o r t e k , 1 9 9 8 . N a t i o n a l A s p h a l t P a v e m e n t A s s o c i a t i o n ( N A P A ) . “ R e c y c l i n g H o t - M i x A s p h a l t P a v e m e n t s ” , N a t i o n a l A s p h a l t P a v e m e n t A s s o c i a t i o n I n f o r m a t i o n S e r i e s 1 2 3 , 2 0 0 7 . N a t i o n a l C e n t e r f o r A s p h a l t T e c h n o l o g y ( N C A T ) . “ P a v e m e n t R e c y c l i n g G u i d e l i n e s f o r S t a t e a n d L o c a l G o v e r n m e n t s , ” P a r t i c i p a n t ’ s R e f e r e n c e B o o k , P u b l i c a t i o n N o . F H W A - S A — 9 8 - O 4 2 , N a t i o n a l C e n t e r f o r A 5 p h a 1 t T e c h n o l o g y , 1 9 9 7 . N a t i o n a l C o o p e r a t i v e H i g h w a y R e s e a r c h P r o g r a m ( N C H R P ) . “ C o n t r i b u t i o n s o f P a v e m e n t S t r u c t u r a l t o R u t t i n g o f H o t M i x A s p h a l t P a v e m e n t s , ” N C H R P R e p o r t 4 6 8 , W a s h i n g t o n , D C , 2 0 0 2 . N a t i o n a l C o o p e r a t i v e H i g h w a y R e s e a r c h P r o g r a m ( N C H R P ) . “ R e c o m m e n d e d U s e o f R e c l a i m e d A s p h a l t P a v e m e n t i n t h e S u p e r p a v e M i x D e s i g n M e t h o d : G u i d e l i n e s , ” N C H R P R e s e a r c h R e s u l t s D i g e s t # 2 5 3 , W a s h i n g t o n , D C . P r o j e c t 9 - 1 2 , M a r c h 2 0 0 1 . v o l . 1 2 6 9 , p p . 9 2 - 1 0 0 , 1 9 9 0 . C o n s o r t i u m , R e t r i e v e d J a n u a r y 2 7 , 2 0 0 9 f r o m h t t p : / / t r a i n i n g . c e . w a s h i n g t o n . e d u / P G I l , 2 0 0 9 . 3 4 1 . . u . ” t r i fl i n g “ : Q . “ . " f " . “ Y R " 4 ' 9 1 ! ‘ 5 “ " H O - « N o n t n q n u fl l u ’ c . w P e r e i r a , P h a . a v A r a e . c m c P A e t e . n r , t i . a J s E t n R g i . o i M e n n . o e f r O h i l i v o n t g e m , i r i v a x o l , . r a e 5 n c , d y p . e L l . c p G d 2 . m P t a 1 1 - i e 2 c r 2 a i 0 d a , o l - S a s 2 , 0 " 0 n I 4 t n . o t s e , r " a n M t e i c o h n a a n l i J c o a u l r n a l o f p R a e v c e o m r e n d , t v o a l g . g r 1 e 6 g 5 a t 2 , e p n i . p r 2 o 6 a 4 d - 2 b 6 a 9 e s , s 1 a 9 9 n 9 d . s u b b a s e s , " T r a n s p o r t a t i o n R e s e a r c h 9 2 . 9 3 . 9 4 . 9 5 . 9 6 . 9 7 . 9 8 . 9 9 . 1 0 0 . 1 0 1 . P e t e r s o n , G . D . , R . R . D a v i s o n , C . J . G l o v e r , a n d J . A . B u l l i n , " E f f e c t o f c o m p o s i t i o n o n a s p h a l t r e c y c l i n g a g e n t p e r f o r m a n c e , " T r a n s p o r t a t i o n R e s e a r c h R e c o r d , p p . 3 8 - 4 6 , 1 9 9 4 . P r o w e l l , B . D . a n d C . B . C a r t e r , " E v a l u a t i o n o f t h e e f f e c t s o n a g g r e g a t e p r o p e r t i e s o f s a m p l e e x t r a c t e d u s i n g t h e i g n i t i o n fi r m a c e , " V i r g i n i a T r a n s p o r t a t i o n R e s e a r c h C o u n c i l , C h a r l o t t e s v i l l e , V A . V T R C O O - I R l , 2 0 0 0 . P u t t a g u n t a , R . , 0 1 0 0 , S . Y . , a n d B e r g a n , A . T . ( 1 9 9 7 ) . “ A C o m p a r i s o n o f t h e P r e d i c t e d P e r f o r m a n c e o f V i r g i n a n d R e c y c l e d , ” I n C a n d i a n J o u r n a l o f C i v i l E n g i n e e r i n g , V o l . 2 4 , p p . 1 1 5 - 1 2 1 . R o b e r t s , F . L . , P . S . K a n d h a l , E . R . B r o w n , D . - Y . L e e , T . W . K e n n e d y , “ H o t M i x A s p h a l t M a t e r i a l s , M i x t u r e D e s i g n , a n d C o n s t r u c t i o n , ” S e c o n d E d i t i o n , N A P A R e s e a r c h a n d E d u c a t i o n F o u n d a t i o n , L a n h a m M a r y l a n d , 1 9 9 6 . R u t h , B . E . a n d R . R o q u e , " C r u m b r u b b e r m o d i fi e r ( C R M ) i n a s p h a l t p a v e m e n t s , " S a n D i e g o , C A , U S A , 1 9 9 5 . S a r g i o u s , M . a n d N . M u s h u l e , " B e h a v i o u r o f R e c y c l e d A s p h a l t P a v e m e n t s a t L o w T e m p e r a t u r e , " C a n a d i a n J o u r n a l o f C i v i l E n g i n e e r i n g , v o l . 1 8 , p p . 4 2 8 — 4 3 5 , 1 9 9 1 . S e r v a s , V . P . , M . A . F e r r e i r a , a n d P C . C u r t a y n e , " F u n d a m e n t a l P r o p e r t i e s o f R e c y c l e d A s p h a l t M i x e s , " p r e s e n t e d a t S i x t h I n t e r n a t i o n a l C o n f e r e n c e o n S t r u c t u r a l D e s i g n o f P a v e m e n t s , A n n A r b o r , M I , 1 9 8 5 . S m i t h , K . L . , L . T . G l o v e r , a n d L . D . E v a n s . P a v e m e n t S m o o t h n e s s I n d e x R e l a t i o n s h i p s . P u b l i c a t i o n F H W A - R D - 0 2 - 1 1 2 . F H W A , U S . D e p a r t m e n t o f T r a n s p o r t a t i o n , 2 0 0 2 . S o l a i m a n i a n , M . a n d M . T a h m o r e s s i , " V a r i a b i l i t y a n a l y s i s o f h o t - m i x a s p h a l t c o n c r e t e c o n t a i n i n g h i g h p e r c e n t a g e o f r e c l a i m e d a s p h a l t p a v e m e n t , " T r a n s p o r t a t i o n R e s e a r c h R e c o r d , v o l . 1 5 4 3 , p p . 8 9 - 9 6 , 1 9 9 6 . 1 0 2 . T a h a , R . , G . A l i , A . B a s m a , a n d O . A l - T u r k , " E v a l u a t i o n o f r e c l a i m e d a s p h a l t 3 4 2 . h i o e , “ r . a 1 m e m , e 6 C e H c o 9 / v p 9 c e i o t o d 1 o r n M d i d d - d c r l . x i l D M , M _ a D e . U V T W W S h i a i m y . o d l t e c a a A t s t r i a k n z X i a o , F . m K 2 A n h a , m P R , , a 0 e t o e s u . n 0 T y r t p M k r , o s 0 . f m S p h y : u C a a . W o r l , A b m b i e / f t . r r C . k A o / r s r I i K w T a w s r i w a K n d r o p n a v . . c r a r n f . a m d K g s n e v e , ” p o p c s a a w , m h z i a e n d a A a p o e n n s C l e E T a a o n s n f r l e , p u o s h o E g n s t r n i t l . u t a t g r n i d s e n M e n i a e “ h r S a . , l t d t e n c e , e i f i r e s y l o J o s e l r u c c T n C d o M a r i r l h . n . n H r u U , g a n n u P e ( s n f a i S J c a u r f e c p i g . e f i S s U s ” r n S e A R t , l l e i r n t g e a r E t c . e a i n C g n A 2 p P e , n c , r c - n a 0 a C ) . 0 v H e . m v M n e . t ( s 0 2 C n e g c s r i n s e t d o p H r r , a n V h a o n m l s e h o m I n P - a P p e i m l i x c m l e E s l i m o 0 l x b e s i B n 7 ) t a c r n a , p . e t a h r g s " u i e N a y , r R l o o N 1 e e t . 5 2 , 0 d c 0 P 0 e u C n H “ n R i u n t t g y y 2 0 a 8 s R i R A l - g i n l 1 i 2 n 2 - . i c 0 , v i 0 g " P 8 g f W r n S g f i e R a n , 8 l o U d l S b u - o m 2 o 8 e k 1 3 . i 7 U n 2 3 , S . o t m i x . m a g t o n A c s e p n o h a , D . C . f l t 1 0 3 . 1 0 4 . 1 0 5 . 1 0 6 . 1 0 7 . 1 0 8 . 1 0 9 . 1 1 0 . 1 1 1 . 1 1 2 . 1 1 3 . 1 1 4 . 1 1 5 . ' l ~ ( - - ( § ! | | : l _ - | g ( , 5 ' P ? ! “ I N P U S I ‘ H ! " t h a n “ n u n - 4 . 6 9 1 % > - T a h a , R . , A . A l - R a w a s , K . A l - J a b r i , A . A l — H a r t h y , H . H a s s a n , a n d S . A l - O r a i m i , " A n o v e r v i e w o f w a s t e m a t e r i a l s r e c y c l i n g i n t h e S u l t a n a t e 0 f O m a n , " R e s o u r c e s , C o n s e r v a t i o n a n d R e c y c l i n g , v 0 1 . 4 1 , p p . 2 9 3 - 3 0 6 , 2 0 0 4 . T a h a , R . , A . A l - H a r t h y , K . A l - S h a m s i , a n d M . A l - Z u b e i d i , " C e m e n t s t a b i l i z a t i o n o f r e c l a i m e d a s p h a l t p a v e m e n t a g g r e g a t e f o r r o a d b a s e s a n d s u b b a s e s , " J o u r n a l o f M a t e r i a l s i n C i v i l E n g i n e e r i n g , v o l . 1 4 , p p . 2 3 9 — 2 4 5 , 2 0 0 2 . T a m , K . K . , J . P . , a n d L . D . 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F r i t c h e n , " L a b o r a t o r y P e r f o r m a n c e o f R e c y c l e d A s p h a l t C o n c r e t e , " p r e s e n t e d a t R e c y c l i n g o f B i t u m i n o u s P a v e m e n t s , S T P 6 6 2 , P h i l a d e l p h i a , P A , 1 9 7 7 . N C H R P R e p o r t 4 6 5 , 2 0 0 2 . W i t c z a k , M . W . , A . S o t i l , “ A R e c o m m e n d e d M e t h o d o l o g y f o r D e v e 1 0 p i n g D y n a m i c M o d u l u s E * M a s t e r C u r v e s F r o m N o n - L i n e a r O p t i m i z a t i o n , ” T r a n s p o r t a t i o n R e s e a r c h B a o r d , M a r c h 1 6 , 2 0 0 4 . 3 4 3 - . . . - ; . . r . - t . . . " m u - . - 3 - « 1 - 2 2 ~ 4 " “ ' ‘ ' - " . ‘ - " . - " f - n : 1 : 2 . - R u e - i n “ . - “ fi f t h - 5 : ! { “ 5 1 _ l ' 9 ' , O ! ! ! i ‘ r h i f . ‘ i t ! " H u t ” ? ! W ! ! ! ! fl ! ‘ f ! “ ‘ 1 " / , . 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