This study presents the test results on the compaction characteristics of warm mix asphalt mixtures that include the additive in 3 different mixtures(hot mix asphalt, SBS and SMA). The tests were conducted to find out the compaction characteristics on the compactability with varying compaction time, different amount of the warm mix additive and lowering the compaction temperature. The Superpave gyratory compactor was used to find out the variation of the density when the number of the gyration is varied. A dense mixture and 3 different warm mix additives were employed to find the relationship between compactability and compaction time. The comparison of the compactability with lowering the temperature was conducted using dense mixture, SBS polymer modified mixture and stone matrix asphalt mixture(SMA). The difference of the density of warm mix asphalt mixtures was not found due to the lowering of compaction temperature when it was compared with the standard mixture and the warm mix showed the stable condition in density. In the mean time, depending upon the different warm mix additive and mixture, the difference of density and the variation trend of compaction is found to be existed and shows the relationship between these two variables.
PURPOSES : This study aimed to analyze the experimental and numerical behavior of warm mix asphalt pavement prepared using steel slag and RAP and to conduct economic analysis of pavement construction. METHODS : For developing high performance asphalt pavement, we performed three evaluations: fundamental analysis, experimental testing, and 3D finite element analysis. In particular, 3D finite element analysis was conducted on several pavement structures by adopting the results of experimental tests. RESULTS : Through the various evaluations, it was established that steel slag was effective for use as asphalt mixture aggregate. Moreover, asphalt mixture constituting steel slag and RAP demonstrated higher performance behavior compared with conventionally used asphalt mixture. Furthermore, based on the 3D FE modeling, we established that the developed asphalt pavement constituting steel slag and RAP can be utilized for thin layer pavement with comparable performance behavior. CONCLUSIONS :Warm mix asphalt pavement prepared using steel slag and RAP is more competitive and economic compared to hot-mix asphalt pavement. Moreover, it can be applied for preparing thin layer asphalt pavements with reasonable performance. The developed warm mix asphalt pavement prepared using steel slag and RAP can be an alternative pavement type with competitive performance based on the reasonable economic benefit it provides.
The objective of this study is to analyze rut resistance and moisture susceptibility of warm mix asphalt(WMA) mixture. The deformation strength ($S_D$), which is known to have high correlations with the high-temperature deformation resistance of dense grade mixture, was used as a tool, together with wheel tacking (WT) test, for evaluating warm mix asphalt mixture's rut resistance.
Lee, Jin Wook;Lee, Moon Sup;Kim, Yong Joo;Cho, Dong Woo;Kwon, Soo Ahn
International Journal of Highway Engineering
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제15권4호
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pp.43-51
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2013
PURPOSES : The main purposes of this study are to examine the influences of polyethylene wax-based WMA additive on the optimum asphalt content of warm-recycled asphalt mixture based on the Marshall mix design and to evaluate performance of warm-recycled asphalt mixture containing 30% RAP with polyethylene wax-based WMA additive. METHODS: Physical and rheological properties of the residual asphalt were evaluated in terms of penetration, softening point, ductility and performance grade (PG) in order to examine the effects of polyethylene wax-based WMA additive on the residual asphalt. Also, To evaluate performance characteristics of the warm-recycled asphalt mixtures using polyethylene wax-based WMA additive along with a control hot-recycled asphalt mixture, indirect tensile strength test, modified Lottman test, dynamic immersion test, wheel tracking test and dynamic modulus test were conduced in the laboratory. RESULTS : Based on the limited laboratory test results, polyethylene wax-based WMA additive is effective to decrease mixing and compacting temperatures without compromising the volumetric characteristics of warm-recycled asphalt mixtures compared to hot-recycled asphalt mixture. Also, it doesn't affect the optimum asphalt content on recycled-asphalt mixture. All performance test results show that the performance of warm-recycled asphalt mixture using polyethylene wax-based WMA additive is similar to that of a control hot-recycled asphalt mixture. CONCLUSIONS: Overall, the performance of warm-recycled asphalt mixture using polyethylene wax-based WMA additive is comparable to hot-recycled asphalt mixture.
PURPOSES : The main distress of asphalt pavements in monsoon climate regions are caused by water damage and plastic deformation due to repeated rain season and increased heavy vehicle traffic volume. In this study, the mechanical properties of polymer-modified warm mix asphalt (PWMA) materials are evaluated to use in monsoon climate regions such as Indonesia. METHODS : Comprehensive laboratory tests are conducted to evaluate moisture resistance and permanent deformation resistance for three different asphalt mixtures such as the Indonesian conventional hot-mix asphalt (HMA) mixture, the polymer-modified asphalt mixture, and the polymer-modified warm mix asphalt (PWMA) mixture. Dynamic immersion test and indirect tensile strength ratio test are performed to evaluate moisture resistance. The wheel tracking test is performed to evaluate rutting resistance. Additionally, the Hamburg wheel tracking test is performed to evaluate rutting and moisture resistances simultaneously. RESULTS :The dynamic immersion test results indicate that the PWMA mixture shows the highest resistance to moisture. The indirect tensile strength ratio test indicates that TSR values of PWMA mixture, Indonesian PMA mixture, and Indonesian HMA mixture show 87.2%, 84.1%, and 67.9%, respectively. The wheel tracking test results indicate that the PWMA mixture is found to be more resistant to plastic deformation than the Indonesian PMA. The dynamic stability values are 2,739 times/mm and 3,150 times/mm, respectively. Moreover, the Hamburg wheel tracking test results indicate that PWMA mixture is more resistant to plastic deformation than Indonesian PMA and HMA mixtures. CONCLUSIONS :Based on limited laboratory test results, it is concluded that rutting resistance and moisture susceptibility of the PWMA mixture is superior to Indonesian HMA and Indonesian PMA mixtures. It is postulated that PWMA mixture would be suitable for climate and traffic conditions in Indonesia.
PURPOSES: The liquid-type chemical warm-mix asphalt (WMA) additive has been developed. This study evaluates the basic properties of the additive and the mechanical properties of WMA asphalt and mixture manufactured by using the newly developed chemical additive. METHODS: First, the newly developed WMA additive was applied to the original asphalt by various composition of additive components and dosage ratio of additive. These WMA asphalt binders were evaluated in terms of penetration, softening point, rotational viscosity, and PG grade. Based on the binder test results, one best candidate was chosen to apply to the mixture and then the mechanical properties of WMA mixture were evaluated for moisture susceptibility, dynamic modulus, and rutting and fatigue resistance. RESULTS : According to the binder test, WMA asphalt binders showed the similar properties to the original asphalt binder except the penetraion index of WMA additive was a little higher than original binder. From the Superpave mix design, the optimum asphalt content and volumetric properties of WMA mixture were almost the same with those of hot mix asphalt (HMA) mixture even though the production and compaction temperatures were $30^{\circ}C$ lower for the WMA mixture. From the first set of performance evaluation, it was found that the WMA mixture would have some problem in moisture susceptibility. The additive was modified to improve the resistance to moisture and the second set of performance evaluation showed that the WMA mixture with modified chemical additive would have the similar performance to HMA mixture. CONCLUSIONS : Based on the various laboratory tests, it was concluded that the newly developed chemical WMA additve could be successfully used to produce the WMA mixture with the comparable performance to the HMA mixture. These laboratory evaluations should be confirmed by applying this additive to the field and monitoring the long-term performance of the pavement, which are scheduled in the near future.
This study evaluated strength properties of recycled asphalt concretes using warm-mix technology. Granite with maximum size of 13mm and penetration grade of 80-100 virgin binder were used for mixing in recycled mixtures. Mix design was performed using 20% and 30% RAP(coarse : fine= 6 : 4) contents. GPC, penetration, absolute viscosity and kinematic viscosity were measured for determining ratio of two warm-mix additives (Evotherm and Sasobit). Low-density polyethylene(LD) used as asphalt modifier for improving stiffness of recycled WMA mixtures in this study. Therefore, a total of 11 mixtures were prepared in this study; 8 warm-mix recycled mixtures(2 RAP contents${\times}$2 warm-mix additives${\times}$2 modifiers), 2 hot-mix recycled mixtures and 1 HMA virgin mixture(control). Deformation strength, indirect tensile strength, moisture sensitivity, permanent deformation by wheel tracking tests were measured out for evaluating fundamental properties of recycled asphalt concretes using warm-mix technology.
Warm-Mix Asphalt(WMA) mixtures, which meet environmental protection and have high energy efficiency, are emerging as an alternative to hot-mix asphalt mixtures. The objective of this study is to evaluate WMA made with Aspha-min in the laboratory and to compare the design results accomplished by new Mechanistic-Empirical Pavement Design Guide(MEPDG) with control mixture. An asphalt mixture with a nominal maximum size of 12.5mm and PG64-28 binder was used. Resilient modulus tests for a control mixture and WMA with 0.3% and 0.5% of Aspha-min were conducted. The results obtained by MEPDG after inputting the test output into the design indicated that the predicted rut depth of WMA using Aspha-min was much lower than that of control mixture, and showed that WMA was more resistant to rutting than control mixture.
Journal of The Korean Society of Agricultural Engineers
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제63권2호
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pp.41-50
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2021
The asphalt pavement industry has introduced the warm-mix asphalt (WMA) as a mean of energy saving and environmentally safe technology, because the WMA mixture can be mixed and compacted at 30℃ lower than conventional hot-mix asphalt (HMA) at 160℃ or higher. The implementation of WMA can be a good option for paving operations for rural road in remote place, not only due to energy saving and environmental issues, but also lower working temperature. Using WMA technology, the cooled-down asphalt mixture can be still compacted to meet the quality requirement in narrow winding rural road in remote places. Therefore, this study is designed to evaluate engineering properties of WMA binders and concretes, which were prepared for rural road pavement. The objective of the study was to evaluate and suggest proper fundamental properties level of the WMA concrete for rural road pavement. The kinematic viscosity test result indicated that the WMA binders used in this study were effective for compaction at lower temperature, i.e., at 115℃, compared to the HMA binder. According to strength property analyses, it was found that the WMA concrete was acceptable for rural road pavement even though it was compacted at 30℃ lower level. Since the deformation strength (SD) of 3.2 MPa was found to satisfy rutting and cracking resistance minimum guidelines, this value was suggested as a minimum SD value for rural road pavement, considering lack of maintenance program for rural area.
Park, JaeYoung;Lee, Kanghun;Kwon, SooAhn;Lee, JaeJun
International Journal of Highway Engineering
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제19권5호
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pp.13-20
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2017
PURPOSES : This research was a laboratory study for evaluating the Reclaimed Asphalt Pavement (RAP) mixture added developed rejuvenator for warm mix recycling. Waste asphalt mixtures occupy about 18.2% of construction wastes in Korea. Moreover, most rejuvenators were imported from Europe or the U.S. Therefore, improving usage of RAP with a developed rejuvenator material provides environmental protection at a reduced cost. METHODS : The specimen used for this experiment was performed by only using RAP. A suitable rejuvenator for Target PG was then added. In addition, a conventional rejuvenator was selected to compare performance and specimens introduced with the same procedure as the developed rejuvenator was prepared. In order to evaluate rutting resistance and water susceptibility, we conducted a deformation strength test, a tensile strength ratio test, and a dynamic immersion test with the prepared mixtures. RESULTS :Laboratory test results indicated that both the developed additive and conventional additive improved performance of the recycled asphalt mixtures compared to mixtures without the rejuvenator. In addition, the deformation strength test and TSR test results satisfied standards for domestic recycling asphalt mixtures. The dynamic immersion test showed that the developed rejuvenator has superior scaling resistance than the conventional rejuvenator. CONCLUSIONS : In terms of rutting resistance and moisture susceptibility, the warm mix recycled asphalt mixtures with the developed rejuvenator appeared to effectively recovered performance.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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