em 1110-3-142 - airfield rigid pavement - mobilization construction -web

8/14/2019 EM 1110-3-142 - Airfield Rigid Pavement - Mobilization Construction -Web

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ENGI NEER MANUAL EM 1 11 0- 3 - 1 42A p r i l 1 9 8 4

ENGI NEERI NG AND DESI GN

AI RF I EL D RI GI D PAVEMENT

MOBI L I ZAT I ON CONSTRUCTI ON

DEPARTMENT OF THE ARMYCORPS OF ENGI NEERS

OFF I CE OF THE CHI EF OF ENGI NEERS


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DEPARTMENT OF THE ARMY EM 1 11 0 - 3 - 1 42U . S . Ar my Co r p s o f En g i n e e r sDAEN- ECE - G Wa s h i n g t o n , D . C . 2 0 3 1 4En g i n e e r Manua lNo . 1 1 1 0 - . 3 - 1 4 2 9 Ap r i l 1 9 8 4

En g i n ee r i n g a n d De s i g nAI RF I EL D RI GI D PAVEMENTMo b i l i z a t i o n Co n s t r u c t i o n

1 . Pu r p o s e . Th i s man ua l p r o v i d e s g u i d a n c e f o r t h e d es i g n o f Ar my a i r f i e l dr i g i d p a v eme n t a t U . S . Ar my mo b i l i z a t i o n i n s t a l l a t i o n s .2 . Ap p l i c a b i l i t y . Th i s man ua l i s a p p l i c ab l e t o a l l f i e l d o p e r a t i n ga c t i v i t i e s h av i n g mo b i l i z a t i o n c o n s t r u c t i o n r e s po n s i b i l i t i e s .3 . Di s c u s s i o n . Cr i t e r i a a n d s t a nd a r d s p r e s e n t e d h e r e i n a pp l y t o c on s t r u c t i o nc o n s i d e r e d c r u c i a l t o a mo b i l i z a t i o n e f f o r t . T h e s e r e q u i r e me n t s may bea l t e r e d when n e c e s s a r y t o s a t i s f y s p e c i a l c on d i t i o n s o n t h e b a s i s o f g o o de ng i n ee r i n g p r a c t i c e c o n s i s t e n t wi t h t h e n a t u r e o f t h e c on s t r u c t i o n . De s i g na n d c on s t r u c t i o n o f mo b i l i z a t i o n f a c i l i t i e s mus t b e c o mp l e t e d wi t h i n 1 8 0 d a y sf r o m t h e d at e n o t i c e t o p r o c e ed i s g i v e n wi t h t h e p r o j e c t e d l i f e e x pe c t a n c y o ff i v e y e a r s . H e n c e , r a p i d c on s t r u c t i o n o f . a f a c i l i t y s h o u l d b e r e f l e c t e d i ni t s d es i g n . T i me - c o n s u mi n g me t h o d s a n d p r o c e du r e s , n o r ma l l y p r e f e r r e d o v e rq u i c k e r me t h o d s f o r b e t t e r q u a l i t y , s h o u l d be d e - e mp h as i z e d . L e s s e r g r a d ema t e r i a l s s h ou l d b e s u b s t i t u t e d f o r h i g h e r g r a d e ma t e r i a l s when t h e l e s s e rg r a de ma t e r i a l s wo u l d p r o v i d e s a t i s f a c t o r y s er v i c e a n d wh e n u s e o f h i g he rg r a de ma t e r i a l s wo u l d e x t e nd c on s t r u c t i o n t i me . Wor k i t e ms " n o t i mme d i a t e l yn e c e s s a r y f o r t h e a d eq u at e f u n c t i o n i n g o f t h e f a c i l i t y s h o u l d be d e f e r r e du n t i l s u c h t i me a s t h e y c a n b e c omp l e t e d wi t h o u t d e l a y i n g t h e mo b i l i z a t i o ne f f o r t .F OR THE COMMANDER :

PAUL~VANAUGCo l o l , Co r p s o f En g i n e e r sCh i e f o f St a f f


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En g i n e er Manua lNo . 1 1 1 0 - 3 - 1 4 2

DEPARTMENT OF THE ARMY EM 1 1 1 0 - 3 - 1 42U . S . Ar my Co r p s o f En g i n ee r sWa s h i n g t o n , D . C . 2 0 3 1 4

9 Ap r i l 1 9 8 4En gi n e er i n g a nd De s i g nAI RF I EL D RI GI D PAVEMENTMo b i l i z a t i o n Co n s t r u c t i o n

Pa r a g r a p h PageCHAPTER 1 . I NTRODUCTI ON

Pu r p o s e a n d s c o p e . . . . . . . . . . . . . . 1 - 1 1 - 1Ge n e r a l . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 - 2 1 - 1De f i n i t i o n s a nd s y mb o l s . . . . . . . . 1 - 3 1 - 1I n v e s t i g a t i o n s p r e l i mi n a r y t opavemen t d es i g n . . . . . . . . . . . . . . . 1 - 4 1 - 5Su b gr a d e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 - 5 1 - 5B a s e c o u r s e s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 - 6 1 - 7Me mb r a n e - e n c a ps u l a t e d s oi ll a y e r ( MESL ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 - 7 , 1 - 8

So i l s t a b i l i z a t i o n o rmo d i f i c a t i o n . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 - 8 1 - 9Ev a l u a t i o n o f f o u nd a t i o ns u p po r t . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 - 9 1 - 9Co nc r e t e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 - 1 0 1 - 1 0Ec o no c r e t e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 - 1 1 1 - 1 4

CHAPTER 2 . J OI NTED CONCRETE ( J C) PAVEMENTDESI GNUses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 - 1 2 - 1Th i c k ne s s d e s i g n c u r v es . . . . . . . . 2 - 2 2 - 1J o i n t i n g . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 - 3 2 - 1Sp ec i a l j o i n t s a nd j u nc t u r e s . . . 2 - 4 2 - 2 0

CHAPTER 3 . J OI NTED REI NFORCED CONCRETE ( J RC)PAVEMENT DESI GNUses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 - 1 3 - 1Re d u c e d t h i c k n e s s d e s i g n . . . . . . . 3 - 2 3 - 1Re i n f o r c e me nt t o c on t r o l p a v e -ment c r a c k i n g . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 - 3 3 - 4

J RC p a v e me n t s i n f r o s t a r e as . . . 3 - 4 3 - 6Re i n f o r c e me n t s t e e l . . . . . . . . . . . . 3 - 5 3 - 7J o i n t i n g . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 - 6 3 - 1 0CHAPTER 4 . J OI NTED F I BROUS CONCRETE ( J F C)PAVEMENT DESI GN

Ba s i s o f d es i g n . . . . . . . . . . . . . . . . 4 - 1 4 - 1


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CM 1 ' - - 1 4 2g Ap r 0 4

CHAPTER 5 .

CHAPTER 6 .

APPENDI X A . REFERENCES A- 1L I ST OF FI GURES

P a r a g r a p h

F i g u r e l - l . T y p e s o f r i g i d p a v em e n t .l - 2 . Ap p r o x i ma t e i n t e r r e l a t i o n s h i p s o f s o i l c l a s s i f i c a t i o na n d b ea r i n g v a l u es .l - 3 . Ef f e c t o b a s e o r n o 6 b a a e t h i c k ne s s o n mo d u l u s o f s o i l10 .2 - l .2 - ; .2 - 3 ,2 - 4 . Pa v eme n t d es i g n c u r v e s f o r s h o u l d e r s .

Use s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 - 2 4 " lMi x p r o p o r t i o n i n gc o n s i d e r a t i o ns . . . . . . . . . . . . . 4 - 3 4 - 1Th i c k ne s s d e t e r mi n a t i o n . . . . . . . 4 - 4 4 - 2A l l o wa b l e d e f l e c t i o n f o r J FCp a v em e n t . . . . , ^ , . . . . , . . . . , . . . . . 4 - 5 4 - 2J o i u t 6 z g . . . . . , ^ . ^ . , . . . . . ~ ^ . . . , , 4 - 6 4 ~l 3OVERLAY PAVEMENT DESI GNGe n e r a l . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 - 1 5 " lSi t e i n v es t i g a t i o n s . . . . . . . . . . . . 5 - 2 5 - 1Pr e p a r a t i o n o f e x i s t i n gp a v em e n t . . . . . , . . , . . . . . . . . " . . . 5 - 3 5 - lCo nd i t i o n o f e x i s t i n g r i g i dPa vemen t . . . . . . . . . . . . . . ^ , ^ , ~ ^ " ^ 5 - 4 5 ~ 2Ri g i d o v e r l a y o f e x i s t i n g i g i dp a v em e n t . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 - 5 5 - 4Ri g i d o v e r l a y o f e x i s t i n g ,f l e x i b l e o r e x i s t i n g c o mp o s i t ep a v em e n t . . . . . . , , . ^ . . . . . ^ . ^ . . , . 5 ~ 6 5 ~7No n r i g i d o v e r l a y o f e x i s t i n gr i g i d p a v e men t . . . . . . . . . . . . . . . . 5 - 7 5 - 7Ov e r l a y s i n f r o s t r e g i o n s . . . . . . 5 - 8 5 - 9RI GI D PAVEMENT I NL AY DESI GNGe n e r a l . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 - 1 6 - 1Ri g i d i n l a y s i n e x i s t i n gf l e x i b l e p a v eme n t . . . . . . . . . . . . . 6 " 2 6 - 1Ri g i d i n l a y s i n e x i s t i n gr i g i d p a v em e n t . . . . . . . . . . . . . . . 6 " 3 6 - 3

r e a c t i o n .Co mp o s i t e o md o l u a o mo i l r e a c t i o n .J C p a v eme n t d e s i g n c u r v e s f o r A r my ? l a s s I p a v e me n t s .J C p av eme n t d es i g n c u r v e s f o r A r my Cl a s s I I p a v em8 t t , .J C p av eme n t d es i g n c u r v e s f o r A r my Cl a s s I I I p a v e me n t s , .


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L I ST OF TABLES

EM 1 1 1 0 - 3 - 1 4 29 Ap r 8 4

F i g u r e 2 - 5 . J C p av eme n t d es i g n c u r v e s f o r Ai r F o r c e l i g h t - l o a dp a v e me n t s .2 - 6 . J C p a v eme n t d es i g n c u r v e s f o r Ai r F o r c e me d i u m- l o a d

p a v e me n t s .' 2 - 7 . J C p a v eme n t d es i g n c u r v e s f o r Ai r F o r c e h e a v y - l o a dp a v e me n t s .2 - 8 . J C p a v eme n t d es i g n c u r v e s f o r Ai r F o r c e s h o r t f i e l dp a v e me n t s .2 - 9 . Co n t r a c t i o n j o i n t s f o r J C p a v e me n t s .2 - 1 0 . Co n s t r u c t i o n j o i n t s f o r J C p a v e me n t s .2 - 1 1 . Ex p a n s i o n j o i n t s f o r J C p a v e me n t s .2 - 1 2 . Ty p i c a l j o i n t i n g .2 - 1 3 . De s i g n o f r i g i d - f l e x i b l e p a v eme n t j u n c t u r e .3 - 1 . J o i n t e d r e i n f o r c ed c o nc r e t e p a v e m e n t d es i g n .3 - 2 . Ty p i c a l l a y o u t s s h o wi n g r e i n f o r c e me n t o f o d d - s h a p ed

s l a bs a n d mi s ma t c h e d j o i n t s .3 - 3 . Re i n f o r c e me n t s t e e l d e t a i l s .3 - 4 . Co n t r a c t i o n j o i n t s f o r J RC p a v e me n t s .3 - 5 . Co n s t r u c t i o n j o i n t s f o r J RC p a v e me n t s .3 - 6 . Ex p a n s i o n j o i n t s f o r J RC p a v e me n t s .4 - 1 . F i b r o u s c o nc r e t e p av eme n t d e s i g n c ur v e s f o r A r my Cl a s s Ip a v e me n t s .4 - 2 . F i b r o u s c o nc r e t e p a v eme n t d e s i g n c ur v e s f o r A r my Cl a s s

I I p a v e me n t s .4 - 3 . F i b r o u s c o nc r e t e p a v eme n t d e s i g n c ur v e s f o r A r my Cl a s sI I I p a v e me n t s .4 - 4 . F i b r o u s c o nc r e t e p a v eme n t d es i g n c u r v e s f o r Ai r F o r c el i g h t - l o ad p a v eme n t s .4 - 5 . F i b r o u s c o nc r e t e p a v eme n t d es i g n c u r v e s f o r Ai r F o r c eme d i u m- l o a d p a v e me n t s .4 - 6 . F i b r o u s c o n c r e t e p a v eme n t d es i g n c u r v e s f o r Ai r F o r c eh e a v y - l o a d p a v e me n t s .4 - 7 F i b r o u s c o n c r e t e p a v eme n t d e s i g n c ur v e s f o r Ai r F o r c es h o r t f i e l d p a v e me n t s .4 - 8 . De f l e c t i o n c u r v e s f o r Cl a s s I p a v e me n t s .4 - 9 . De f l e c t i o n c u r v e s f o r Cl a s s I I p a v e me n t s .4 - 1 0 . De f l e c t i o n c u r v e s f o r Cl a s s I I I p a v e me n t s .

5 - 1 . Co nd i t i o n f a c t o r F v e r s u s mo d u l u s o f s o i l r e a c t i o n k .6 - 1 . Ty p i c a l 7 5 - f o o t - wi d e r i g i d p a v e m e n t i n l a y i n e x i s t i n gf l e x i b l e p a v eme n t .6 - 2 . Ty p i c a l r i g i d p a v eme n t i n l a y i n e x i s t i n g r i g i d p a v eme n t .

Ta b l e 1 - 1 . Pa v eme n t l o ad i n g c l a s s i f i c a t i o n s .2 - 1 . Re c o mme nd ed s p a c i n g o f t r a n s v e r s e c o n t r a c t i o n j o i n t s .2 - 2 . : D o w e l s i z e a n d s p a c i n g f o r c o n s t r u c t i o n , c o n t r a c t i o n , a n de x pa n s i o n j o i n t s .3 - 1 . We l d e d wi r e f a b r i c s .4 - 1 . L i mi t i n g e l a s t i c d e f l e c t i o n s f o r J FC p a v e me n t s .


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CHAPTER 1I NT R ODUC T I ON

1 - 1 . Pu r p o s e a n d s c o p e . T h i s m a n u a l p r e s e n t s mo b i l i z a t i o n p r o c e d u r e sf o r t h e d e s i g n o f A r my a i r f i e l d r i g i d p a v e me n t s a n d o v e r l a y p a v e me n t st h a t i n c o r p o r a t e a p o r t l a n d c e m e n t c o n c r e t e l a y e r i n e i t h e r t h e o v e r l a yo r b a s e p a v e me n t .1 - 2 . Ge n e r a l . T h e d e s i g n p r o c e d u r e s p r e s e n t e d h e r e i n a p p l y t o t h ef o l l o wi n g t y p e s o f p a v e me n t s , d e s i g n l o a d i n g s , a n d d e s i g n p a r a me t e r s .

a . T y p e s o f p a v e me n t s . A r i g i d p a v e m e n t i s c o n s i d e r e d t o b e a n yp a v e me n t s y s t e m t h a t c o n t a i n s a s o n e e l e me n t p o r t l a n d c e me n t c o n c r e t e ,e i t h e r n o n r e i n f o r c e d o r r e i n f o r c e d .b . De s i g n l o a d i n g s . T h i s m a n u a l i s l i mi t e d t o A r my a i r f i e l dp a v e m e n t d e s i g n r e q u i r e me n t s f o r a i r c r a f t d u r i n g a mo b i l i z a t i o ns i t u a t i o n . Di s c u s s i o n s a n d d e s i g n c h a r t s h e r e i n a r e c o n f i n e d t o t h ep a v e m e n t d e s i g n c l a s s e s s h o w n i n t a b l e 1 - 1 .c . De s i g n p a r a me t e r s . T h e p r o c e d u r e s i n t h i s m a n u a l e x p r e s sp a v e m e n t t h i c k n e s s e s i n t e r ms o f f i v e p r i n c i p a l p a r a me t e r s : d e s i g n

l o ad , g e n e r a l l y s t a t e d i n t h e d e s i g n d i r e c t i v e ; f o u n d a t i o n s t r e n g t h ;c o n c r e t e p r o p e r t i e s ; t r a f f i c i n t e n s i t y ; a n d t r a f f i c a r e a s . T h ef o u n d a t i o n s t r e n g t h a n d c o n c r e t e p r o p e r t i e s n o r ma l l y d e p e n d u p o n ma n yf a c t o r s t h a t a r e d i f f i c u l t t o e v a l u a t e .1 - 3 . De f i n i t i o n s a n d s y mb o l s . T h e f o l l o wi n g t e r ms a n d s y mb o l s a r ec o mmo n l y u s e d i n t h i s m a n u a l . Ot h e r mo r e s p e c i f i c o r l e s s e r u s e ds y mb o l s wi l l b e d e f i n e d wh e r e u s e d .

a . . De f i n i t i o n s .( 1 ) Ba s e p a v e me n t . T h e e x i s t i n g p a v e me n t ( e i t h e r r i g i d o rf l e x i b l e ) o n wh i c h a n o v e r l a y i s t o b e p l a c e d .( 2 ) I n l a y p a v e m e n t . Ri g i d p a v e m e n t u s e d t o r e p l a c e t h e i n t e r i o rwi d t h o f e x i s t i n g r u n wa y s a n d a s a me t h o d o f r e h a b i l i t a t i o n o ru p g r a d i n g o f e x i s t i n g p a v e me n t .( 3 ) St a b i l i z e d s o i l . T h e i mp r o v e me n t o f t h e l o a d - c a r r y i n g a n dd u r a b i l i t y c h a r a c t e r i s t i c s o f a s oi l t h r o u g h t h e u s e o f a d mi x t u r e s .

L i me , c eme n t , a n d f l y a s h , o r c o mb i n a t i o n s t h e r e o f , a n d b i t u me n s a r et h e c o mmo n l y u s e d a d d i t i v e s f o r s oi l s t a b i l i z a t i o n .

( 4 ) Mo d i f i e d s oi l . T h e u s e o f a d d i t i v e s t o i mp r o v e t h ec o n s t r u c t i o n c h a r a c t e r i s t i c s o f a s oi l . Ho we v e r , t h e a d d i t i v e s d o n o ti mp r o v e t h e s t r e n g t h o f t h e s o i l s u f f i c i e n t l y t o q u a l i f y i t a s as t a b i l i z e d s o i l .

EM 1 1 1 0 - 3 - 1 4 29 Ap r 8 4


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IV

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39 CO.~iWN


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EM 1 1 1 0 - 3 - 1 429 Ap r 8 4

( 5 ) CE max i mum d e n s i t y . T h e me a s u r e o f a s o i l d e n s i t y d e s c r i b e di n MI L - ST D- 6 2 1 , T e s t Me t h o d 1 0 0 .( 6 ) T r a f f i c a r e as . Ar e as u s e d t o d i v i d e p a v eme n t i n t o g r o up i n g si n a c c o r d an c e wi t h t r a f f i c u s a g e .( 7 ) Ai r c r a f t p a s s . T h e p a s s a g e o f an a i r c r a f t o n t h e p a v emen tf a c i l i t y b e i n g d e s i g n e d .( 8 ) De s i g n a i r c r a f t p a s s l e v e l . T h e number o f a i r c r a f t p a s s e sf o r wh i c h an a i r f i e l d i s t o b e d e s i g n e d .( 9 ) Co v e r a g e . A me as u r e o f t h e number o f max i mum s t r e s s

r e p e t i t i o n s t h a t o c c u r a t a p a r t i c u l a r l o c a t i o n i n a pa v emen t as ar e s ul t o f t h e d e s i g n a i r c r a f t p a s s l e v e l .( 1 0 ) Pa s s - p e r - c o v e r a g e r a t i o . T h e number o f p a s s e s r e q u i r e d t op r o d uc e o n e c o v e r a ge .( 1 1 ) J e t f ue l r e s i s t a n t ( J F R) ma t e r i a l s . Ma t e r i a l s , s u c h as

pa v emen t j o i n t f i l l e r s , wh i c h a r e d es i g n e d t o r e s i s t t h e e f f e c t s o ff u e l s u s e d i n j e t - o p e r a t e d a i r c r a f t .b . Symb o l s . A g r a p h i c r e p r e s e n t a t i o n o f t y p i c al pa v emen t s y mb o l s

c a n b e f o un d i n f i g u r e 1 - 1 .A pss-sectiona a r e a o f p a v eme n t , s q ua r e i n c h e s , p e r f o o to f pa v emen t wi d t h o r l e n g t hA sss-sectiona a r e a o f r e i n f o r c i n g s t e e l , s q ua r e i n c h e s ,

p e r f o o t o f pa v emen t wi d t h o r l e n g t hb T h i c k n es s o f n o n s t a b i l i z ed b a s e c o ur s e , i n c h esc , r , f Sub s c r i p t s u s e d t o d en o t e t h at t h e t h i c k n e s s o f r i g i d

pa v emen t i s c o n c r e t e ( J O, r e i n f o r c ed c o n c r e t e( J RC) , o r f i b r o us c o n c r e t e ( J F C) , r e s pe c t i v e l y ( i . e . ,d en o t e s r e q u i r e d t h i c k n e s s o f J C pa v emen t o n s u bg r a deu n b o u n d b a s e )Co nd i t i o n f a c t o r b a s e d u p o n s t r u c t u r a l c o n d i t i o n o fe x i s t i n g r i g i d pa v emen t i mme d i a t e l y p r i o r t o a p p l i c a t i o no f a n o v e r l a y f o r s t r e n g t h e n i n g p u r p o s e s

CBR Ca l i f o r n i a Be ar i n g Ra t i o , d e t e r mi n ed i n a c c o r d an c e wi t hMI L - ST D- 6 2 1 , T e s t Me t h o d 1 0 1

h d co r


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EM 1 11 0- 3 - 1 429 Ap r 8 4

Ef St a t i c mo d u l u s o f e l a s t i c i t y i n f l e x u r e , ps i ( No t e :s ub s c r i p t s c a n d s u s e d t o d en o t e c o n c r e t e a n d s t a b i l i z e dma t e r i a l o r Ec o no c r e t e , r e s pe c t i v e l y )

f sedt r e n g t h o f r e i n f o r c i n g s t e e l b a r o r wi r e , p s iF Fa c t o r r e l a t i n g c on t r o l l e d d eg r e e o f c r a c k i n g a l l o we d i nt h e e x i s t i n g p a v emen t a f t e r a n o n r i g i d o v e r l a y h a s b e e na pp l i e dh b Th i c k n es s o f s t a b i l i z e d l a y e r o r Ec o n oc r e t e i n o v e r l a yd es i g n , i n c h esh d Re qu i r e d d es i g n t h i c k n e s s o f n e w r i g i d pa v eme n t , i n c he sh ecknessf e x i s t i n g r i g i d pa v eme n t , i n c he sh oquredh i c k n e s s o f n e w r i g i d p a v emen t o v e r l a y , i n c h esh E Eq u i v a l e n t t h i c k n e s s o f r i g i d pa v eme n t , i n c he sk Mo d u l u s o f s o i l r e a c t i o n , ps i pe r i n c h , d e t e r mi n e d i na c c o r d a n c e wi t h MI L - S TD- 6 2 1 , T e s t Me t h o d 104 ( No t e :s ub s c r i p t s s , b , a n d n o f t e n u s e d t o d e n o t e v a l u e o n

s u r f a c e o f s u b g r a d e , b a s e c o u r s e , o r e x i s t i n g f l e x i b l ep a v eme n t , r e s pe c t i v e l y )k cmosteo du l u s o f s o i l r e a c t i o n , ps i pe r i n c h , o fl a y e r e d s y s t e m c o n t a i n i n g s t a b i l i z e d s oi l d e t e r mi n ed a sd e s c r i b ed h e r e i nL L en g t h o f r i g i d p a v emen t s l a b, f e e tL L L i q u i d l i mi t o s o i l a s d e t e r mi n e d b y MI L - S TD- 6 2 1 , T e s tMe t h o d 103P I Pl a s t i c i t y i n d e x o f s oi l a s d e t e r mi n ed b y MI L - S TD- 6 2 1,T e s t Me t h o d 103PL Pl a s t i c l i mi t o f s oi l a s d e t e r mi n ed b y MI L - S TD- 6 2 1, T e s tMe t h o d 103R F l e x u r a l s t r e n g t h o f c o n c r e t e , p o u n d s pe r s q u a r e i n c h ,d e t e r mi n e d i n a c c o r d a n c e wi t h ASTM C 7 8S Pe r c e n t a g e o f r e i n f o r c i n g s t e e l i n a r e i n f o r c e d p a v emen t

= As / A p x 100t d Re qu i r e d t h i c k n e s s o f f l e x i b l e p a v emen t b a s e d u p o ns u b g r a d e CBR


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t oquredh i c k n e s s o f n o n r i g i d o v e r l a y , i n c h e s ( No t e :s u b s c r i p t s f a n d a u s e d t o d en o t e f l e x i b l e o r a l l - b i t u mi n o u sc o n c r e t e n o n r i g i d o v e r l a y , r e s pe c t i v e l y )W W d t h o f r i g i d p a v eme n t s l a b , f e e t

1 - 4 . I n v e s t i g a t i o n s p r e l i mi n a r y t o p a v eme n t d e s i g n . T h e d e s i g n e rs h ou l d t a k e a d v a n t a g e o f a l l a v a i l a b l e e x i s t i n g i n f o r ma t i o n o ns ub s u r f a c e c o n d i t i o n s . Ex i s t i n g b o r i n g l o g s a n d t e s t d a t a p r e v i o u s l yt a k e n i n t h e a r e a c ou l d g i v e i n s i g h t i n t o t h es e c o n d i t i o n s . I n s o f a r a st i me a l l o ws , c o n v en t i o n a l e x p l o r a t i o n s a n d l a b o r a t o r y c l a s s i f i c a t i o nt e s t s s h ou l d b e e mp l o y e d . T h e s e t e s t s a r e s i mi l a r t o t h o s e d e s c r i b edi n MI L - ST D- 6 1 9 a n d MI L - ST D- 6 2 1 . T h e y wi l l b e u s e d a s a p p r o p r i a t e t oe s t a b l i s h t h e p e r t i n e n t s oi l c h a r a c t e r i s t i c s a n d a n y p e c u l i a r i t i e s o ft h e p r o po s e d s i t e t h a t mi g h t a f f e c t t h e b eh a v i o r o f t h e p a v eme n t .1 - 5 . Su b g r a d e .

EM 1 1 1 0- 3 - 1 4 29 Ap r 8 4

a . Ex p l o r a t i o n . Da t a f r o m a v a i l a b l e b or i n gs , t e s t h o l e s , t e s tp i t s , e t c . , s h ou l d b e u s e d t o t h e a d v a n t a g e p o s s i b l e . As a mi n i mum,t h e s i t e s h o u l d b e v i s u a l l y i n s p e c t e d f o r o b v i o u s l y d e f e c t i v e s oi lc o n d i t i o n s . Un de s i r a b l e ma t e r i a l s u c h a s p ea t , we t c l a y s o r s i l t s ,q u i c k s a n d , o r o t h e r n on - s u p p or t i v e s o i l s wi l l b e e x c a v a t e d a n d r e p l a c e dwi t h ma t e r i a l a c c e p t a b l e f o r s u b g r a d e o r b a s e c o u r s e ma t e r i a l . I no r d e r t o g i v e c o n s i d e r a t i o n t o a l l f a c t o r s t h a t ma y a f f e c t t h ep e r f o r ma n c e o f t h e p a v e me n t , a s t u dy o f e x i s t i n g p a v eme n t s o n s i mi l a rs u b g r a d es i n t h e l o c a l i t y s h o u l d b e made t o d e t e r mi n e t h e c o n d i t i o n st h a t ma y d ev e l o p i n t h e s u b g r a d e a f t e r i t h a s b e e n u s e d u n d e r ap a v eme n t . T h e e n g i n e e r i s c a u t i o n e d t h a t s u c h f a c t o r s a s g r o un d wa t e r ,s u r f a c e wa t e r i n f i l t r a t i o n , s o i l c a p i l l a r i t y , t o po gr a ph y , d r a i n a g e ,r a i n f a l l , a n d f r o s t c on d i t i o n s ma y a f f e c t t h e f u t u r e s u pp o r t r e n d e r e db y t h e p r e p a r e d s u b g r a d e o r b a s e c o u r s e . Ex p e r i e n c e h a s s h o w n t h a t t h es u b g r a d e wi l l r e a c h n e a r s a t u r a t i o n , e v e n i n s emi a r i d a n d a r i d r e g i o ns ,a f t e r a p a v eme n t h a s b e e n c o n s t r u c t e d . I f c o n d i t i o n s e x i s t t h a t wi l lc a u s e t h e s u b g r a d e s oi l t o b e a f f e c t e d a d v e r s e l y b y f r o s t a c t i o n , t h es u b g r a d e wi l l b e t r e a t e d i n a c c o r d a n c e wi t h t h e r e qu i r e me n t s o f EM1 1 1 0 - 3 - 1 3 8 .b . Comp a c t i o n r e q u i r e me n t s . Su b g r a d e s o i l s t h a t g a i n s t r e n g t h w h e nr e mo l d e d a n d c omp a c t e d wi l l b e p r e p a r e d i n a c c o r d a nc e wi t h t h ef o l l o wi n g c r i t e r i a .

( 1 ) Co mp a c t i n g f i l l s e c t i o n s . A l l f i l l s e c t i o n s s h ou l d b ec o mp a c t e d t o 9 5 p e r c en t o f CE ma x i mu m d e n s i t y f o r c o h es i o n l e s sma t e r i a l s a n d 9 0 p e r c e n t f o r c o h e s i v e ma t e r i a l s .


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M1 1 1 0 . . 3 - 1 4 29 Ap r 8 4

J OI NT ED CONCRETE ( J C )J OI NT ED F I BROUSJ O I NT ED REI NFORCED REI NFORCEDCONCRETE ( J RC) CONCRETE ( J F C )

SUBGRADE, NONS T AB I L I Z ED BASE , OR EX I ST I NG F L EX I BL E PAVEMENTNEW R I G I D PAVEMENT, D I RECT

SUBGRADE OR NONSTAB I L I Z ED BASE

J C J RC

NEW RI GI D PAVEMENT ON ST ABI L I Z ED BASE

E X I S T I N G RI GI D PAVEMENTSUBGRADE OR NONST ABI L I ZED BASE

NEW RI GI D PAVEMENT ON EX I ST I NG RI GI D PAVEMENT

F L EX I B L E PAVEMENT AL L BI TUM NOUS-OVERLAY OVERLAY

SUBGRADE OR NONSTAB I L I Z ED BASE

A SP' HA L T I C OVERLAY ON - EX I ST I NG RI GI D PAVEMENTU . S . Ar my Co r p s o f En gi n ee r s

F I GURE 1 - 1 . TYPES OF RTGI D PA VEME NT S


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( 2 ) Co mp a c t i n g c u t s e c t i o n s . T h e t o p 6 i n c h e s o f a l l s u b g r a d ess h ou l d b e c o mp a c t e d t o n o t l e s s t h a n 9 0 p e r c e n t o f CE ma x i mum d e n s i t yf o r c o h e s i v e ma t e r i a l s a n d 9 5 p e r c en t f o r c o h e s i o n l e s s ma t e r i a l s .1 - 6 . Ba s e c o u r s es . B a s e c o u r s e s ma y b e r e q u i r e d f o r o n e o r mo r e o ft h e f o l l o wi n g r e a s o ns : t o p r o v i d e u n i f o r m b e a r i n g s u r f a c e f o r t h ep a v eme n t s l a b ; t o r e p l a c e s o f t , h i g h l y c o mp r e s s i b l e , o r e x pa ns i v es o i l s ; t o p r o t e c t t h e s u b g r a d e f r o m d e t r i me n t a l f r o s t h e a v i n g ; t op r o d u c e a s u i t a b l e s u r f a c e f o r o p e r a t i n g c o n s t r u c t i o n e q u i p me n t d u r i n gu n f a v o r a b l e we a t h e r ; t o i mp r o v e t h e f o u n d a t i o n s t r e n g t h ( mo d u l u s o fs o i l r e a c t i o n o r mo d u l u s o f e l a s t i c i t y ) ; t o p r e v e n t s u b g r a d e p u mp i n g ;a n d t o p r o v i d e d r a i n a g e o f wa t e r f r o m u n d e r t h e p a v eme n t . Wh e nr e q u i r e d , a mi n i mu m b a s e c o u r s e t h i c k n e s s o f 4 i n c h e s wi l l b e a p p l i e do v e r s u b g r a d e s . En g i n e e r i n g j u d g me n t mu s t b e e x e r c i s e d i n t h e d e s i g no f b a s e c o u r s e d r a i n a g e t o i n s u r e a ga i n s t t h e t r a p p i n g o f wa t e rd i r e c t l y b e n e a t h t h e p a v e me n t , wh i c h i n v i t e s t h e p u mp i n g c on d i t i o n t h a tt h e b a s e c o u r s e i s i n t e nd ed t o p r e v e nt . Ca r e mu s t a l s o b e e x e r c i s e dw h e n s e l e c t i n g b a s e c o u r s e ma t e r i a l s t o b e u s e d wi t h s l i p f o r mc on s t r u c t i o n o f t h e p a v eme n t . Ge ne r a l l y , s l i p f o r m p av e r s wi l l o p e r a t es a t i s f a c t o r i l y o n ma t e r i a l s me e t i n g t h e b a s e c o u r s e r e q u i r e me nt s i np a r a g r a p h 1 - 6 a . Ho we v e r , c o h e s i o n l e s s s a n d s , r o u nd e d a gg r e g a t e s , e t c . ,ma y n o t p r o v i d e s u f f i c i e n t s t a b i l i t y f o r s l i p f o r m o p e r a t i o n a n d s h o u l db e a v o i d e d i f s l i p f o r m p a v i n g i s t o b e a c on s t r u c t i o n o p t i o n .

a . Ma t e r i a l r e qu i r e me nt s . An i n v e s t i g a t i o n wi l l b e made t od e t e r mi n e t h e s o u r c e , q u an t i t y , a n d c h a r a c t e r i s t i c s o f a v a i l a b l ema t e r i a l s . T h e b a s e c o u r s e ma y c o n s i s t o f n a t u r a l ma t e r i a l s o rp r o c e s s e d ma t e r i a l s . I n g en er a l , t h e u n b o u n d b a s e ma t e r i a l wi l l b e awe l l - g r a d e d , h i g h - s t a b i l i t y ma t e r i a l . Al l b a s e c o u r s e s t o b e p l a c e db e ne a t h a i r f i e l d r i g i d p a v e me n t s wi l l c o n f o r m t o t h e f o l l o wi n gr e q u i r e me n t s ( s i e v e d e s i g n a t i o n s a r e i n a c c o r d a nc e wi t h ASTM E 1 1 ) :- We l l - g r a d e d , c o ar s e t o f i n e .- No t mo r e t h a n 8 5 p e r c e n t p a s s i n g t h e No . 1 0 s i e v e .- No t mo r e t h an 1 5 p e r c e n t p a s s i n g t h e No . 2 0 0 s i e v e .- P I n o t mo r e t h an 8 p e r c e n t .

EM 1 1 1 0 - 3 - . 1 429 Ap r 8 4

Ho we v e r , w h e n i t i s n e c e s s a r y t h a t t h e b a s e c o u r s e p r o v i d e d r a i n a g e ,t h e r e q u i r e me n t s s e t f o r t h i n EM- 1 1 1 0 - 3 - 1 3 6 wi l l b e f o l l o we d .

b . Co mp a c t i o n r e qu i r e me n t s . Hi g h d e n s i t i e s a r e e s s e n t i a l t o k e e pf u t u r e c o n s o l i d a t i o n t o a mi n i mu m ; h o we v e r , t h i n b a s e c o u r s es p l a c e d o ny i e l d i n g s u b g r a d e s a r e d i f f i c u l t t o c o mp a c t t o h i g h d e n s i t i e s .T h e r e f o r e , t h e d es i g n d e n s i t y i n t h e b a s e c o u r s e ma t e r i a l s s h ou l d b et h e ma x i mu m t h a t c a n b e o b t a i n e d b y p r a c t i c a l c o mp a c t i o n p r o c e d u r e s i nt h e f i e l d b u t n o t l e s s t h an :


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EM 1 11 0- 3 - 1 429 Ap r 8 4

( 1 ) 95 p er c e n t o f CE ma x i mum d e n s i t y f o r b a s e c o u r s e s l e s s t h a n1 0 i n c h es t h i c k .( 2 ) 100 p er c e n t o f CE ma x i mum d e n s i t y i n t h e t o p 6 i n c h e s a n d 9 5p e r c e n t o f CE ma x i mum d e n s i t y f o r t he r e ma i n i n g t h i c k n e s s f o r b a s ec o u r s e s 10 i n c h es o r mo r e i n t h i c k n e s s .

1 - 7 . Me mb r a n e - e n c a p s u l a < t e d s o i l l a y e r ( MESL ) . F i n e - g r a i n e d s o i l s t h a ta r e we l l c o mp ac t e d a t mo i s t u r e c o n t e n t s b e l o w o p t i mu m e x h i b i t h i g hs t r e n g t h a n d l o w d e f o r ma b i l i t y . Th e MESL i s a t e c h n i q ue t o a s s u r e t h ep e r ma n e n c e o f t h e s e d e s i r a b l e p r o p e r t i e s b y p r e s e r v i n g t h e mo i s t u r ec o n t e n t a t i t s i n i t i a l l o w v a l u e . Th e MESL c o n s i s t s o f a l a y e r o fc o mp ac t e d f i n e - g r a i n e d s o i l e n c a p s u l a t e d i n a wa t e r p r o o f memb r a n e t h a tmay b e u s e d a s a f o un d a t i o n f o r a p a v eme n t s t r u c t u r e .

a . Ma t e r i a l s . Th e c o mp o n e n t s o f t h e e nc ap s u l a t i n g memb r a n en o r ma l l y i n c l u d e p o l y e t h y l e ne s h e e t i n g , p o l y p r o py l e ne f a b r i c ,e mu l s i f i e d a s ph a l t , a n d b l o t t e r s a n d . Sh e e t s o f 6 - mi l o r g r e a t e rt h i c k ne s s o f p o l y e t h y l e n e a r e s u i t a b l e f o r u s e a s t h e b o t t o m a n d s i d e so f t h e e nc a p s u l a t i o n . Emu l s i f i e d a s ph a l t , Gr a d e CSS - l h o r S S- 1 h f o rwa r m o r h o t c l i ma t e s a n d Gr a d e CRS - 2 o r RS - 2 f o r c o l d c l i ma t e s , i s u s e da s t h e p r i me c o a t . Po l y p r o py l e ne f a b r i c , e mu l s i f i e d a s ph a l t , a n d s a n da r e u s e d f o r t h e u p p e r memb r a n e t o wi t h s t a n d t r a f f i c d u r i n gc o n s t r u c t i o n . T h e s e ma t e r i a l s h a v e b e e n u s e d s uc c e s s f u l l y ; h o we v e r ,o t h e r ma t e r i a l s a r e a v a i l a b l e a n d ma y b e p r e f e r r e d .

b . Co n s t r u c t i o n . Ei t h e r t h e i n - p l a c e o r s e l e c t ma t e r i a l c a n b ee n c a p s u l a t e d a n d s e r v e a s a s u b b a s e o r b a s e c o u r s e ma t e r i a l . I f t h ei n - p l a c e ma t e r i a l i s t o b e e n c a ps u l a t e d , i t mus t f i r s t b e r e mo v e d t ot h e d e s i r e d d e p t h o f e nc a p s u l a t i o n a n d wi n d r o we d . S u b s e q u e n to pe r a t i o n s a r e t h e same f o r - i n - p l a c e o r s e l e c t ma t e r i a l s . MESL s c a n b ec o n s t r u c t e d i n a n y wi d t h s o r l e ng t h s d e s i r e d b y o v e r l a p p i n g s h ee t s o fmemb r a n e . L a p s i n t h e p o l y e t h y l e ne s h o u l d b e o v e r l a pp e d a mi n i mu m o f2 f e e t a n d s e a l e d wi t h e mu l s i f i e d a s ph a l t . L a p s i n t h e p o l y p r o py l e nef a b r i c s h o u l d b e o v e r l a pp e d a mi n i mu m o f 1 f o o t a n d s e a l e d wi t ha s ph a l t . Th e s u r f a c e o n wh i c h t h e memb r a n e i s p l a c e d s h o u l d b es p r a y - c o a t e d wi t h e mu l s i f i e d a s ph a l t , wh i c h wi l l a c t a s a n a n c h o r t oh o l d t h e f a b r i c i n p l a c e a s we l l a s s e a l f o r s ma l l p u nc t u r e s . L a r g ep u nc t u r e s , r i p s , o r t e a r s i n t h e f a b r i c must b e r e p a i r e d b y a p p l y i n ga s ph a l t a n d c o v e r i n g wi t h memb r a n e . Th e s t o c k p i l e d s o i l i s p l a c ed o nt h e b o t t o m memb r a n e , t a k i n g c a r e t h at e q u i p me n t i s a l wa y s o pe r a t i n g o na mi n i mu m o f 1 0 i n c h e s o f l o o s e s o i l . Th e s o i l i s p l a c ed a t a mo i s t u r ec o n t e n t s l i g h t l y b e l o w o p t i mu m ( 2 pe r c e n t p l u s o r mi n u s 1 p e r c e n t ) a n dc o mp ac t e d t o a mi n i mu m o f 95 pe r c e n t CE ma x i mum d e n s i t y . Fo l l o wi n gf i n e g r a d i n g , t h e s u r f a c e i s s p r a y e d wi t h 0 . 2 5 t o 0 . 0 5 g a l l o n pe rs q u a r e y ar d o f a s ph a l t a n d t h e p o l y p r o py l e ne f a b r i c a p p l i e d . A f i n a la p p l i c a t i o n o f 0 . 2 t o 0 . 3 g a l l o n o f a s ph a l t i s - a p p l i e d t o t h e f a b r i ca n d b l o t t e d wi t h a d r y s a n d p a s s i n g t h e - No . 4 s i e v e . A s e a l a t t h ee d g e s i s o b t a i n ed b y o v e r l a pp i n g t h e p o l y e t h y l e n e wi t h t h e


14/83

p o l y p r o p y l e n e f o r a d i s t a n c e o f a t l e a s t 1 f o o t a n d u s i n g a s ph a l tb e t we e n t h e me mb r a n e s .1 - 8 . So i l s t a b i l i z a t i o n o r mo d i f i c a t i o n . T h e s t a b i l i z a t i o n o rmo d i f i c a t i o n o f t h e s u b g r a d e a nd / o r b a s e c o u r s e ma t e r i a l s u s i n g e i t h e rc h e mi c a l s o r b i t u me n s h a s b e e n f o u n d d e s i r a b l e i n many g e o g r a p h i ca r e as . Pr i n c i p a l b e n e f i t s i n c l u d e t h e f o l l o wi n g : r e d u c e s r i g i dp a v e m e n t t h i c k n e s s r e q u i r e me n t s ; p r o v i d es a s t a b l e a l l - we a t h e rc o n s t r u c t i o n p l a t f o r m ; d e c r e a s e s s we l l p o t e n t i a l ; a n d r e d u c e s t h es u s c e p t i b i l i t y t o p u mp i n g a s we l l a s t h e s u s c e p t i b i l i t y o f s t r e n g t hl o s s d u e t o mo i s t u r e . No r ma l l y , t h e d e c i s i o n t o s t a b i l i z e o r mo d i f y as o i l wi l l b e b a s e d u p o n t h e t i me r e s t r i c t i o n s a n d ma t e r i a l sa v a i l a b i l i t y i n v o l v e d .

a . Re q u i r e me n t s . T o q u a l i f y a s a s t a b i l i z e d l a y e r ( i . e . , p er mi tr e d u c t i o n i n r i g i d p a v e m e n t t h i c k n e s s r e q u i r e me n t ) , t h e s t a b i l i z e dma t e r i a l mu s t me e t t h e u n c on f i n e d c o mp r e s s i v e s t r e n g t h a n d d u r a b i l i t yr e q u i r e me n t s c o n t a i n e d i n EM 1 1 1 0 - 3 - 1 3 7 . Ot h e r wi s e , t h e l a y e r i sc o n s i d e r e d t o b e a mo d i f i e d s oi l . T h e d es i g n o f t h e s t a b i l i z a t i o n o rmo d i f i c a t i o n wi l l b e i n a c c o r d a n c e wi t h EM 1 1 1 0 - 3 - 1 3 7 a n d EM1 1 1 0 - 3 - 1 3 8 . P a v e m e n t d es i g n s t h a t r e s u l t i n a n o n s t a b i l i z e d ( p e r v i o u s )l a y e r s a n d wi c h e d b e t we e n a s t a b i l i z ed o r mo d i f i e d s oi l ( i mp e r v i o u s )l a y e r a n d t h e p a v e me n t p r e s e n t t h e d a n g e r o f e nt r a p p e d wa t e r wi t hs u b s e q u e n t i n s t a b i l i t y i n t h e n o n s t a b i l i z e d l a y e r . T h e s e d e s i g n s wi l ln o t b e u s e d u n l e s s t h e n o n s t a b i l i z e d l a y e r i s p o s i t i v e l y d r a i n ed .

b . Ev a l u a t i o n . T h e f o u n d a t i o n s u p p or t p r o v i d e d b y mo d i f i e d s oi ll a y er s wi l l b e e v a l u a t e d b y t h e mo d u l u s o f s o i l r e a c t i o n k d e t e r mi n e da f t e r t h e mo d i f y i n g a g e n t h a s b e e n a d d e d u s i n g t h e p r o c e d u r e o u t l i n e di n p a r a g r a p h 1 - 9 . F o r s t a b i l i z ed s o i l s , t h e e v a l u a t i o n o f t h es u p p o r t i n g v a l u e wi l l d e p e n d u p o n t h e t y p e o f p a v e m e n t b e i n g d e s i g n e d .F o r e x a mp l e , f o r J C, J RC, a n d J F C p a v e me n t s , t h e s t a b i l i z e d l a y e r wi l lb e c o n s i d e r e d t o b e a l o w- s t r e n g t h b a s e p a v eme n t , a n d t h e d e s i g n wi l lb e a c c o mp l i s h e d u s i n g a mo d i f i c a t i o n o f t h e p a r t i a l l y b o n d e d r i g i do v e r l a y e q u a t i o n a s d es c r i b e d i n c h a p t e r s 2 , 3 , a n d 4 . T h e t h i c k n e s sa n d f l e x u r a l mo d u l u s o f e l a s t i c i t y Ef s o f t h e s t a b i l i z e d ma t e r i a l wi l lb e d e t e r mi n e d a t t h e same a g e a s f or t h e d e s i g n f l e x u r a l s t r e n g t h o ft h e c o n c r e t e ( p a r a 1 - 1 0 ) . T h e f l e x u r a l mo d u l u s o f e l a s t i c i t y o fc e me n t - , l i me - , a n d f l y - a s h - s t a b i l i z e d ma t e r i a l wi l l b e d e t e r mi n e d i na c c o r d a n c e wi t h EM 1 1 1 0 - 3 - 1 3 5 ; f o r b i t u mi n o u s - s t a b i l i z e d ma t e r i a l t h ef l e x u r a l mo d u l u s wi l l b e d e t e r mi n e d i n a c c o r d a nc e wi t h EM 1 1 1 0 - 3 - 1 4 1 .Es t i ma t e f l e x u r a l mo d u l u s v a l u es i f t i me i s n o t a v a i l a b l e f o r t e s t i n g .1 - 9 . Ev a l u a t i o n o f f o u n d a t i o n s u p po r t .

EM 1 1 1 0 - 3 - 1 4 29 Ap r 8 4

a . Mo d u l u s o f s oi l r e a c t i o n k . T h e mo d u l u s o f s o i l r e a c t i o n k ,e x p r e s s e d i n p s i p e r i n c h , wi l l b e u s e d t o d e f i n e t h e s u p p o r t i n g v a l u eo f a l l u n b o u n d s u b g r a d e a n d b a s e c o u r s e ma t e r i a l s a n d a l l s o i l s t h a th a v e b e e n a d d i t i v e - mo d i f i e d o r e n c a p s u l a t e d . T h e k v a l u e wi l l b e


15/83

EM 1 11 0- 3 - 1 429 Ap r 8 4

d e t e r mi n ed b y t h e f i e l d p l a t e b ea r i n g t e s t a s d e s c r i b ed i n MI L - STD- 6 2 1,T e s t Me t h o d 104 o r e s t i ma t e d f r o m f i g u r e 1- 2 .( 1 ) Su b gr a d, e . Th e f i e l d p l a t e b e a r i n g t e s t wi l l b ep er f o r me d o n r e p r e s e n t a t i v e - a r e a s o f t h e s ub g r a d e , t a k i n g i n t oc on s i d e r a t i o n s u c h t h i n g s a s c h a n g e s i n ma t e r i a l c l a s s i f i c a t i o n ,f i l l o r c u t a r e a s , a n d v a r y i n g mo i s t u r e ( d r a i n a g e ) c o n d i t i o n s ,wh i c h wo u l d a f f e c t t h e s u p po r t v a l u e o f t h e s u b g r a d e . Wh e n i t i sno t p r a c t i c a l t o p e r f o r m f i e l d p l a t e b e a r i n g t e s t s t o make as t a t i s t i c a l a n a l y s i s o f t h e k v a l u e, a v a l u e f r o m f i g u r e 1- 2s h ou l d b e a s s i g ne d . Th e p a v emen t t h i c k n e s s i s no t a f f e c t e da pp r e c i a b l y b y s ma l l c h a n g e s i n k v a l u es ; t h e r e f o r e , t h e v a l u en e e d n o t b e s h a r p l y d e f i n e d . No r ma l l y , b r a c k e t e d v a l u e s wi l ls u f f i c e , a n d t h e a s s i g n me n t o f k v a l u es s h ou l d b e i n : i n c r emen t s o f1 0 ps i pe r i n c h f o r v a l u es u p t o a n d i n c l u d i n g 25 0 ps i pe r i n c ha n d i n c r e me n t s o f 2 5 ps i pe r i n c h f o r v a l u e s e x c e e d i n g 25 0 p s i p e ri n c h . A ma x i mu m k v a l u e o f 5 00 ps i pe r i n c h wi l l b e u s e d .( 2 ) B a s e c o u r s e s . Th e mo d u l u s o f s o i l r e a c t i o n k o f u n b o u n db a s e c o u r s e s wi l l b e d e t e r mi n ed f r o m f i g u r e 1- 3 . Th e v a l u eo b t a i n e d wi l l b e u s e d f or t he p a v emen t d e s i g n . F i g u r e 1- 3 y i e l d sa n e f f e c t i v e k v a l u e a t t h e s u r f a c e o f t h e b a s e o r s u b b a s e a s af u n c t i o n o f t h e s u b g r a d e k v a l u e a n d b a s e o r s u b b a s e t h i c k n e s s .

b . Co mp os i t e mo d u l u s o f s o i l r e a c t i o n k c . Fo r t h e d e s i g n o fp a v eme n t s r e qu i r i n g a s t a b i l i z e d l a y e r d i r e c t l y u n d e r t h ep a v eme n t , t h e f o u nd a t i o n s t r e n g t h wi l l b e d e f i n e d a s a c ompo s i t emo d u l u s o f s o i l r e a c t i o n s k c . Th e k c v a l u e i s a f u n c t i o n o f t h emo d u l u s o f s o i l r e a c t i o n k o f t h e f o u nd a t i o n ma t e r i a l s d i r e c t l yb en ea t h t h e s t a b i l i z e d l a y e r a n d t h e t h i c k ne s s a n d f l e x u r a lmo d u l u s o f e l a s t i c i t y o f t h e s t a b i l i z e d l a y e r . W t h t h es ep r o p e r t i e s , t h e k c v a l u e i s d e t e r mi n ed f r o m f i g u r e l - 4 .c . F o un da t i o n s u p po r t i n f r o s t a r ea s . Th e p r o c e d u r e f o re v a l u a t i n g f o u nd a t i o n s u p po r t i n f r o s t a r e a s i s p r e s en t e d i nEM 1 11 0- 3 - 1 38 .

1 - 1 0 . Co nc r e t e .a . St r e s s e s . Th e d e s i g n o f a c o n c r e t e p a v emen t i s b a s e d o n t h ec r i t i c a l t e n s i l e s t r e s s e s p r o du c ed wi t h i n t h e s l a b b y t h e a i r c r a f tl o a di n g . Howe v e r , a c ommo n a n d s o me t i me s i mpo r t a n t s o u r c e o f s t r e s s i st empe r a t u r e a n d / o r mo i s t u r e d i f f e r e n t i a l wi t h i n t h e s l a b . Th e l o c a t i o na n d i n t e n s i t y o f c r i t i c a l s t r e s s e s p r o d uc e d b y a w h e e l l o a d wi l l v a r yf r o m po i n t t o po i n t d e pe n d i n g o n t h e l o c a t i o n o f t h e l o a d . Th ec r i t i c a l c o n c r e t e t e n s i l e s t r e s s o c c u r s w h e n t h e l o a d i s a d j a c en t t o a ne d g e o r j o i n t o f t h e p a v emen t . Th e s t r e s s d i e t o t e mpe r a t u r e a n dmo i s t u r e v a r i a t i o n - r e v e r s e s c y c l i c a l l y f r o m t o p t o b o t t om a n d ma y a d dt o o r s u b t r a c t f r o m t h e s t r es s d u e t o t h e a p p l i e d l o a d . Al t h o u gh n o t


16/83

CAL I FORNI A BEARI NG RATI O - CBR2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 1 5 2 0 25 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 80 9 0 1 0 0

PCA So i l Pr i me r ( EB007 . 068 ) , W t h Pe r mi s s i o n o f t h e Po r t l a n d Ce me n tAs s o c i a t i o n , Sk o k i e , I L .

FI GURE 1 - 2 . APPROXI MATE I NTERRELATI ONSHI PS OF SOI LCLASSI FI CAT I ON AND BEARI NG VALUES

EM 1110- 3-1429 Apr 84

0 0

UNI FI ED SOI L I -CLASSI F I CAT I ON

I I , I _-"7AASHTO CLASSI FI CATI ON I I I

L L -~ -

_ d a S: ~ed' .vk r z .

I

FEDERAL AVI ATI ONADMI NI STRATI ONSOI L CLASS I F I CAT I ON s~

~CW

1 00 I1 5 0I MODULUS OF SOI L REACTI ON

200 2 5 0- k ( p c i

3 0 0 4 0 0 5 0 0 6 0 0 7 0 0

CALI FORNI A BEARI NG RATI O - CBR

3 4 5 6 7 8 9 1 0 1 5 20 25 3 0 40 5 0 6 0 7 0 8090 1


17/83

wamwO

EM 1 1 1 0 - 3 - 1 4 29 A p r 8 4

5 0 04 0 03 00

2 0 0

1 0 0

5 0

2 5 0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0z a T HI C KNE S S OF BASE OR SUBBA SE , i n .~wmmQ1 - mam

w X>OF=Uww

5 0 04 0 03 0 0

2 0 0

5 0

2 5

NATURAL SA ND A ND GRAVEL ( P I


18/83

COMPOSI TE MODULUS OF SOI LREACTI ON k c , p s i / i n .

U . S . Ar my Co r p s o f En gi n ee r s

FI GURE 1 - 4 . COMPOSI TE MODULUS OF SOI L REACTI ON

EM 1 1 10- 3- 1 4 29 Apr 84

MODULUS OF SOI L REACTI ONOF FOUNDAT I ON BENEATH

S TABI L I Z ED LAYER p s i / I n .N "4 ( AO O O O O

An ~ ` \\,~S~ , C F O F(/ O k ` S ' Tr < 9

I " O e " Oi

v

O~ ` O

Wa P O A O


19/83

E M 1 1 1 0 - 3 - 1 4 29 Ap r 8 4

c o n s i d e r e d i n d e p e n d e n t l y , t h e o v e r a l l e f f e c t o f t h e s e c y c l i c s t r e s s e sh a s b e e n c o n s i d e r e d i n t h e t h i c k n e s s c r i t e r i a p r e s e n t e d h e r e i n .b . Mi x p r o p o r t i o n i n g a n d c o n t r o l . Pr o p o r t i o n i n g o f t h e c o n c r e t emi x a n d c o n t r o l o f t h e c o n c r e t e f o r p a v e me n t c o n s t r u c t i o n wi l l b e i na c c o r d a n c e wi t h E M 1 1 1 0 - 3 - 1 3 5 . No r ma l l y , a d e s i g n f l e x u r a l s t r e n g t h a t9 0 - d a y a g e wi l l b e u s e d f o r p a v e me n t t h i c k n e s s d e t e r mi n a t i o n . Sh o u l di t b e n e c e s s a r y t o u s e t h e p a v e me n t s a t a n e a r l i e r a g e , c o n s i d e r a t i o ns h o u l d b e g i v e n t o t h e u s e o f a d e s i g n f l e x u r a l s t r e n g t h a t t h e e a r l i e ra g e o r t o t h e u s e o f h i g h e a r l y - s t r e n g t h c e me n t , wh i c h e v e r i s m o s tf e a s i b l e .c . T e s t i n g . T h e f l e x u r a l s t r e n g t h a n d mo d u l u s o f e l a s t i c i t y i nf l e x u r e o f t h e c o n c r e t e ( a n d E c o n o c r e t e ) wi l l b e d e t e r mi n e d i na c c o r d a n c e wi t h A S T M C 7 8 . T h e t e s t s p e c i me n wi l l b e a 6 - b y 6 - i n c hs e c t i o n l o n g e n o u g h t o p e r mi t t e s t i n g o v e r a s p a n o f 1 8 i n c h e s . Wh e na g g r e g a t e l a r g e r t h a n t h e 2 - i n c h n o mi n a l s i z e i s u s e d i n t h e c o n c r e t e ,t h e mi x wi l l b e we t - s c r e e n e d o v e r a 2 - i n c h - s q u a r e m e s h s i e v e b e f o r e i ti s u s e d f o r c a s t i n g t h e b e a m s p e c i me n .

1 - 1 1 . E c o n o c r e t e . E c o n o c r e t e i s a name g i v e n t o c o n c r e t e u t i l i z i n gl o c a l l y a v a i l a b l e c r u s h e r - r u n o r n a t u r a l a g g r e g a t e s . E c o n o c r e t e ma y b eu s e d a s a b a s e c o u r s e f o r r i g i d p a v e me n t a n d ma y b e c o n s i d e r e d f o rs h o u l d e r s o r o v e r r u n p a v e me n t s p r o v i d i n g t h e E c o n o c r e t e c a n b ed e mo n s t r a t e d t o h a v e t h e r e q u i r e d d u r a b i l i t y . T h e mi x p r o p o r t i o n i n g ,c o n t r o l , a n d t e s t i n g o f E c o n o c r e t e wi l l b e t h e s a me a s f o r c o n c r e t e( p a r a 1 - 1 0 ) . Si n c e E c o n o c r e t e i s d e s i g n e d s p e c i f i c a l l y t o p r o v i d ee c o n o my i n p a v e me n t c o n s t r u c t i o n , e mp h a s i s m u s t b e p l a c e d o n e c o n o myw h e n a r r i v i n g a t t h e d e s i g n mi x p r o p o r t i o n i n g . A d mi x t u r e s c a n b e u s e di n E c o n o c r e t e t o i n c r e a s e wo r k a b i l i t y , s t r e n g t h , a n d d u r a b i l i t y i n t h es a m e m a n n e r a s t h e y a r e u s e d f o r c o n c r e t e . C em ent c o n t e n t s i n t h e 2 2 5t o 3 7 5 p o u n d s p e r c u b i c y a r d r a n g e y i e l d e c o n o mi c a l mi x e s wi t h g o o dwo r k a b i l i t y . Wh e n u s e d a s a b a s e c o u r s e f o r r i g i d p a v e me n t , t h eE c o n o c r e t e wi l l b e c o n s i d e r e d a s a s t a b i l i z e d l a y e r a n d mu s t e x h i b i tt h e r e q u i r e d s t r e n g t h a n d d u r a b i l i t y o f a s t a b i l i z e d l a y e r . T h ee v a l u a t i o n o f t h e f o u n d a t i o n s u p p o r t p r o v i d e d b y t h e E c o n o c r e t e wi l lb e a c c o mp l i s h e d i n a c c o r d a n c e wi t h p a r a g r a p h 1 - 8 .


20/83

CHAPTER 2

J OI NTED CONCRETE ( J C) PAVEMENT DESI GN

EM 1 11 0 - 3 - 1 4 29 Ap r 8 4

2 - 1 . U s e s . J C p a v e me n t , me e t i n g t h e r e q u i r e me n t s c o n t a i n e d h e r e i n ,c a n b e u s e d f o r a n y p a v e m e n t f a c i l i t y . Th e o n l y r e s t r i c t i o n t o t h e u s eo f J C p a v e m e n t p e r t a i n s t o u n u s u a l c o n d i t i o n s t h a t ma y r e q u i r e mi n i ma lr e i n f o r c e me n t o f t h e p a v e m e n t a s o u t l i n e d i n c h a p t e r 3 .2 - 2 . Th i c k n e s s d e s i g n c u r v e s . F i g u r e s 2 - 1 t h r o u g h 2 - 3 a r e d e s i g nc u r v e s f o r d e s i g n Cl a s s e s I , I I , a n d I I I d e f i n ed i n t a b l e 1 - 1 . F i g u r e2 - 4 i s a d e s i g n c u r v e f o r s h o u l d e r p a v e me n t s a p p l i c a b l e t o a l l d e s i g nc l a s s e s . ( Cu r v e s f o r Ai r Fo r c e l i g h t , me d i um, h e a v y l o a d s , a n d s h o r tf i e l d , f i g u r e s 2 - 5 t h r o u g h 2 - 8 , a r e i n c l u d e d f o r r e f e r e n c e . )

a . J C p a v e me n t s o n n o n s t a b i l i z e d o r mo d i f i e d s o i l f o u n da t i o n s . Fo rJ C p a v e me n t s t h a t wi l l b e p l a c e d d i r e c t l y o n n o n s t a b i l i z e d o r mod i f i e db a s e c o u r s e s o r s u b gr a d e , t h e t h i c k n e s s r e q u i r e me n t h d c wi l l b ed e t e r mi n e d f r o m t h e a p p r o p r i a t e d e s i g n c u r v e u s i n g t h e d e s i g np a r a me t e r s o f c o n c r e t e f l e x u r a l s t r e n g t h R, mo d u l u s o f s o i l r e a c t i o n k ,g r o s s we i g h t o f a i r c r a f t , a i r c r a f t p a s s l e v e l , a n d p a v e m e n t t r a f f i ca r e a t y p e ( e x c e p t t h e s h o u l d e r d e s i g n ) . Wh e n t h e t h i c k n e s s f r o m t h ed e s i g n c u r v e i n d i c a t e s a f r a c t i o n a l v a l u e , i t wi l l b e r o un d e d t o t h en e a r e s t f u l l - o r h a l f - i n c h t h i c k n e s s . Va l u e s f a l l i n g e x a c t l y o n 0 . 2 5 o r0 . 7 5 i n c h wi l l b e r o un d e d u p wa r d . P a v e m e n t t h i c k n e s s ma y b e mo d i f i e dwi t h i n n a r r o w l i mi t s b y t h e u s e o f h i g h e r f l e x u r a l s t r e n g t h s ,s t a b i l i z e d l a y e r s ( b b e l o w) t o i n c r e a s e t h e f o u n d a t i o n s u p p o r t i n gv a l u e , o r b y t h e a d d i t i o n o f r e i n f o r c i n g s t e e l . Wh e n i t i s n e c e s s a r yt o c h a n g e f r o m o n e t h i c k n e s s t o a n o t h e r wi t h i n a p a v e m e n t f a c i l i t y ,s u c h a s f r o m o n e t y p e t r a f f i c a r e a t o a n o t h e r , t h e t r a n s i t i o n wi l l b ea c c omp l i s h e d i n o n e f u l l p a v i n g l a n e wi d t h o r s l a b l e n g t h .b . J C p a v e me n t s o n s t a b i l i z e d b a s e a n d / o r s u b b a s e . St a b i l i z e d b a s ea n d / o r s u b g r a d e l a y e r s me e t i n g t h e s t r e n g t h r e q u i r e me n t s o f p a r a g r a p h1 - 8 a a n d Ec o n o c r e t e wi l l b e t r e a t e d a s l o w- s t r e n g t h b a s e p a v e me n t s , a n dt h e J C p a v e me n t t h i c k n e s s wi l l b e d e t e r mi n e d u s i n g t h e f o l l o wi n gmo d i f i e d , p a r t i a l l y b o n d e d r i g i d o v e r l a y p a v e m e n t d e s i g n e q u a t i o n :

h d o c -1 . 4 1 . 4d o - ( 0 . 0 06 3 3 Ef c h b )

Th e r e q u i r e d t h i c k n e s s d e t e r mi n e d b y t h i s e qu a t i o n wi l l b e r o un d e d t ot h e n e a r e s t f u l l - o r h a l f - i n c h t h i c k n e s s f o r c on s t r u c t i o n . Va l u e sf a l l i n g mi d wa y b e t we e n t h e h a l f a n d f u l l i n c h wi l l b e r o un d e d u p wa r d .2 - 3 . J o i n t i n g . J o i n t s a r e p r o v i d e d t o p e r mi t c o n t r a c t i o n a n de x p a n s i o n o f t h e c o n c r e t e r e s u l t i n g f r o m t e mp e r a t u r e a n d mo i s t u r ec h a n g e s , t o r e l i e v e wa r p i n g a n d c u r l i n g s t r e s s e s d u e t o t e mp e r a t u r e a n dmo i s t u r e d i f f e r e n t i a l s , t o p r e v e n t u n s i g h t l y i r r e g u l a r b r e a k i n g o f t h ep a v e me n t , a n d a s a c on s t r u c t i o n e x p e d i e n t t o s e p a r a t e s e c t i o n s o r


21/83

OO

EM 1 11 0 - 3 - 1 4 29 Ap r 8 4

OON CI s ~ ' HI DN3 8 1S - i v a n x a l . a

OO O

U . S . A r my Co r p s o En g i n ee r sF I GURE 2- l . j C PAVEMENT DES I GN CURVES FOR ARMY CL AS S I PAVEMENTS

2- ?

OO

WZQ U

t i

HZWW


22/83

O

U . S .

OM ON' U ! ` HI ON3 a . L S ' 1 VL I n X3 - I 3

OO

Ar my Co r p s o f En g i n e e r sFI GURE 2 - 2 . 3 C PAVEMENT DESI GN CURVES FOR ARMY

2 - 3

OOt 0

EM 1 1 1 0- 3 - 1 4 29 Ap r 8 4

OO

CLASS I I PAVEMENTS

OO

NN

NO

O

NNN

44 b O4 - 4 - Ht o wy~


23/83

EM 1 1 1 0 - 3 - 1 4 29 Ap r 8 4

8 8v t oU . S . A r my Co r p s o f En g i n e e r s

F I GUR E 2 - 3 . J C PAVEMENT DES I GN CURVES F OR2 - 4

0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 08 9 w! s d ` HI ON3 NI . S - i v m n X 3 - 1 : JARMY C L A S S I I I PAVEMENTS

5 2

I T

m

c * j

\ ~ ~ ~4 - 444

4 - j- L i

F "L r )c l q

0 w

~s" "~~


24/83


25/83

EM 1 1 10 - 3 - 1 429 Ap r 8 4

- . 0 0 0 0 " 010 `4 1W- w o m o -Wdow- W- M a ' S - f t W6 = 1- - - - - - WA Nv a 001WE

0 M N O O O O O O_ O O f Ol e d ` HI ON3a1S ' l t f a n X 3 - i j

MNWNZ

O ~ZWO > WQa

c o

YU

U . S . Ar my Co r p s o f En g i n e e r sF I GURE 2- 5 . J C PAVEMENT DESI GN CURVES FOR AI R FORCE L I GHT - LOAD PAVEMENTS

2 - 6


26/83

` SS3NHOI H1 LN3W3 AVdI D 1 ~ GO p - N M ~D f _ CD N NNM ' a ' I pN

M N OC L 00! s d ` HI J N3 a 1 S ' I n n x 3" I d

U . S . Ar my Co r p s o f En g i n e e r s

EM 1 1 1 0 - 3 - 1 429 Ap r 8 4

F I GURE 2 - 6 . J C PAVEMENT DES I GN CURVES FOR AI R FORCE . MEDI UM- LOAD PAVEMENTS2 - 7

. . . , . , ~~ [ I I I t i l t r t t r i l l r i l l ~ t I I I , ' I F T - F T' T TN C

.

. ~I

I PN~ F GP R~ p , S` I ~ ~ QE0 GP , ~ ~ P. . . . . s ~ I PE

SOS ~_

. " 1 IL

_SCos ~

_ o at

o !


27/83

EM 1 11 0 - 3 - 1 429 Ap r 8 40 1 - w M

0 00 0

0 -

00c l i

U . S . A r my Co r p s o f En g i n ee r s

' u ! ` SS3 NX3 l H . L LN3YY3AVdOor-WO- Nc % l N t o l d * 0N c u C - i ( D0 4 I , -N Q QN 0 ) 0 -c l i 0 ) r o

F I GURE 2 - 7 . J C PAVEMENT DESI GN CURVES FOR A I R FORCE HEAVY- LOAD PAVEMENTS2 - 8


28/83


29/83

EM 1 11 0 - 3 - 1 4 29 Ap r 8 4

s t r i p s o f c o n c r e t e p l a c e d a t d i f f e r e n t t i me s . Th e t h r e e g e ne r a l t y p e so f j o i n t s , c o n t r a c t i o n , c o n s t r u c t i o n , a n d e x p an s i o n , a r e s h o w n i nf i g u r e s 2 - 9 , 2 - 1 0, a n d 2 - 1 1, r e s pe c t i v e l y . A t y p i c a l j o i n t i n g o f t h et h r e e t y p e s i s i l l u s t r a t e d i n f i g u r e 2 - 1 2 .

a . Co n t r a c t i o n j o i n t s . We a k e n e d - p l a n e c o n t r a c t i o n j o i n t s a r ep r o v i d ed t o c o n t r o l c r a c k i n g i n t h e c o n c r e t e a n d t o l i mi t c u r l i n g o rwa r p i n g s t r e s s es r e s u l t i n g f r o m d r y i n g s h r i n k a g e a n d c on t r a c t i o n a n df r o m t e mp e r a t u r e a n d mo i s t u r e g r a d i e n t s i n t h e p a v eme n t , r e s p e c t i v e l y .Sh r i n k ag e a n d c o n t r a c t i o n o f t h e c o n c r e t e c a u s e s s l i g h t c r a c k i n g a n ds e p a r a t i o n o f t h e p a v eme n t a t t h e w e a k e n e d p l a ne s , wh i c h wi l l p r o v i d esome r e l i e f f r o m t e n s i l e f o r c e s r e s u l t i n g f r o m f o u n d a t i o n r e s t r a i n t a n dc o mp r e s s i v e f o r c es c a u s e d b y s u b s e q u e n t e x p a n s i o n . Co n t r a c t i o n j o i n t swi l l b e r e q u i r e d t r a n s v e r s e l y a n d may b e r e q u i r e d l o n g i t u d i n a l l yd e pe n d i n g u p o n p a v e me n t t h i c k n e s s a n d s p a c i n g o f c o n s t r u c t i o n j o i n t s .

( 1 ) W d t h a n d d ep t h o f w e a k e n e d p l a ne g r o o v e . Th e wi d t h o f t h ew e a k e n e d p l a n e g r o o v e wi l l b e a mi n i mu m o f 1 / 8 i n c h a n d a ma x i mu m e q u a lt o t h e wi d t h o f t h e s e a l a n t r e s e r v o i r c o n t a i n e d i n p a r a g r a p h ( 2 ) b e l o w .Th e d e p t h o f t h e w e a k e n e d p l a ne g r o o v e mu s t b e g r e a t e n o u g h t o c a u s et h e c o n c r e t e t o c r a c k u n d e r t h e t e n s i l e s t r e s s es r e s u l t i n g f r o m t h es h r i n k a g e a n d c o n t r a c t i o n o f t h e c o n c r e t e a s i t c u r e s . Th i s d ep t hs h ou l d b e a t l e a s t o n e f o u r t h o f t h e s l a b t h i c k n e s s f o r p a v e me n t s 1 2i n c h e s o r l e s s , 3 i n c h es f o r p a v e me n t s g r e a t e r t h an 1 2 a n d l e s s t h an 18i n c h e s i n t h i c k n e s s , a n d o n e s i x t h o f t h e s l a b t h i c k n e s s f o r p a v e me n t sg r e a t e r t h a n 1 8 i n c h es i n t h i c k n e s s . I n n o c a s e wi l l t h e d ep t h o f t h eg r o ov e b e l e s s t h a n t h e ma x i mu m n o mi n a l s i z e o f a gg r e ga t e u s e d .

( 2 ) W d t h a n d d ep t h o f s e a l a n t r e s e r v o i r . Th e wi d t h a n d d ep t ho f t h e s e a l a n t r e s e r v o i r f o r t h e w e a k e n e d p l a ne g r o o v e wi l l c o n f o r m t od i me n s i o n s s h o w n i n f i g u r e 2- 9 . Th e d i me n s i o n s o f t h e s e a l a n tr e s e r v o i r a r e c r i t i c a l t o s a t i s f a c t o r y p e r f o r ma n c e o f t h e j o i n t s ea l i n gma t e r i a l s .

( 3 ) Sp a c i n g o f t r a ns v e r s e c on t r a c t i o n j o i n t s . T r a n s v e r s ec o n t r a c t i o n j o i n t s wi l l b e c on s t r u c t e d a c r o s s e a c h p a v i n g l a ne ,p e r p en d i c u l a r t o t h e c e n t e r l i n e , a t i n t e r v a l s o f n o t l e s s t h a n 12 - 1 / 2f e e t a n d g e n e r a l l y n o t mo r e t h a n 2 5 f e e t . Th e j o i n t s p a c i n g wi l l b eu n i f o r m t h r o u g h o u t a n y ma j o r p a v e d a r e a , a n d e a c h j o i n t wi l l b es t r a i g h t a n d c o n t i n u o u s f r o m e d g e t o e d g e o f t h e p a v i n g l a n e a n d a c r o s sa l l p av i n g l a ne s f or t he f u l l wi d t h o f t h e p a v e d a r e a . St a gg e r i n g o fj o i n t s i n a d j a c en t p a v i n g l a ne s c a n l e a d t o s y mp a t h e t i c c r a c k i n g a n dwi l l n o t b e p e r mi t t e d u n l e s s r e i n f o r c eme n t s a s d es c r i b ed i n p a r a g r a p h3 - 2 b, i s u s e d . Th e ma x i mum s p a c i n g o f t r a n s v e r s e j o i n t s t h a t wi l le f f e c t i v e l y c o n t r o l c r a c k i n g wi l l v a r y a p p r e c i a b l y d e p e n d i n g o np a v em e n t t h i c k n e s s , t h e r ma l c oe f f i c i e n t a n d o t h e r c h a r a c t e r i s t i c s o ft h e a g g r e g a t e a n d c o n c r e t e , c l i ma t i c c o n d i t i o n s , a n d f o u nd a t i o nr e s t r a i n t . I t i s i mp r a c t i c a b l e t o e s t a b l i s h l i mi t s o n j o i n t s p ac i n gt h a t a r e s u i t a b l e f o r a 1 . 1 c o n d i t i o n s wi t h o u t ma k i n g t h em u nd u l yr e s t r i c t i v e . Th e j o i n t s p a c i n g s i n t a b l e 2 - 1 h a v e g i v e n s a t i s f a c t o r y

2- 1 0


30/83

~ r ( SEE TABLE I )

SAWED

' J O I N T SEALANT( SEE NOTE 2 )SEE NOTE I

NOTE 1 :

2 :

3 :


No na b s o r p t i v e ma t e r i a l r e q u i r e d t op r e v e n t j o i n t s e a l a n t f r om f l o wi n gi n t o s a wc u t a n d t o s e p er a t en o n c omp a t i b l e ma t e r i a l s .J o i n t s e a l a n t ma y b e p o u r a b l e o rp r e f o r me d t y p e ( s e e p a r a 2 - 3 e ) .Pr e f o r me d f i l l e r may b e f i b e r b o a r do r o t h e r a p p r o v e d ma t e r i a l wh i c hc a n b e s aw e d o r wh i c h c a nae c t i o n r e mo v e d t o f o r mr e s er v o i r .

LONGI TUDI NAL

DOWEL - ONE END PAI NTED. P: - AND OI LED OR GREASED- SEE. ; ; , PARA 2 - 3 a ( 5 ) FOR SI Z E AND. SPACI NG* d DENOTE DOWEL DI AMETER

TABLE 1

TRANSVERSE

h a v e as e a l a n t

NO . 5 DEF STEEL T I E BARS 2 ' - 6 LONG ANDSPACED 2 - 6 ON CENTERS . USED ONLY I NJ OI NTS ADJACENT TO FREE EDGES

USED ONL Y I N THE LAST 3TRANSVERSE JOI NTS BACKFROM ENDS OF RUNWAYS

FI GURE 2 - 9 . CONTRACTI ON J OI NTS FOR J C PAVEMENTS2 - 1 1

EM 1 11 0 - 3 - 1 429 Ap r 8 4

. : : . . ;~ ' J OI NT SEALANT( SEE NOTE 2 )PREFORMED' FI L LER MATERI AL( SEE NOTE 3 )

PREFORMED

J OI NT EI THER ONE P I ECE OR THREADEDSEALANT , / ' SP L I T - T YP E DOWELS MAY, BE USED

CONTRACTI ON DI MENSI ONS, I n .J OI NTSPACI NG f t . W D 25 - 5 0 3 / 4 1 / 1 6 I - I / 4 1 / 1 6>50 - 1 0 0 1 i 1 / 1 6 1 1 - q / 2 1 / 1 6


31/83

EM 1 11 0- 3 - 1 429 Ap r 8 4

NOTE : A t o l e r a n c e o f p l u s o f mi n u s1 / 1 6 i n c h may be a l l o we d f o rk e y d i me ns i o ns an d l o c at i o n .

DOWEL ED TRANSVERSETHI CKENED EDGE LONGI TUDI NAL OR LONGI TUDI NAL

U . S .

KEYED LONGI TUDI NAL

KEYED THI CKENED EDGE LONGI TUDI NAL

NOTE : 1 .

2 .Ar my Co r p s o f En gi n ee r s

KEY DI MENSI ONS SAME ASKEYED LONGI TUDI NAL J OI NT

DOWEL- ONE END P A I N T ED ANDOI L E DOR GREA S ED . S E E PARA 2 - 3 0 ( 5 )F OR S I Z E AND S P AC I N G .

NO 5 DEF STEEL BARS 2 ' LONG,SPACED ON 1 ' " 6 " CENTERS ANDPLACED PARALLEL TO THI CKENEDEDGE .To p o f j o i n t s ea l a n t wi l l . b e1 / 4 i n c h p l u s o f mi n u s 1 / 1 6i n c h b el o w t o p o f pav emen t .J o i n t s e al a nt may be p ou r a b l eo r p r e f o r me d t y pe ( s ee p ar s 2 - 3 e ) .

KEYED AND TI ED LONGI TUDI NAL

J OI NT SEALANT( S E E NOTES I AND' 2 ) - , - f t - f . . . - 1 " . i 1 / 1 6 "

J OI NT SEALANT( S E E NOTES I AND 2 ) 1 I I 1 ' - - 1 " a l / 1 6

"a :.

" so d DENOTE DOWEL DI AMETER

NOTE : Ei t her one p i ec e o r t h r ea deds p l i t t y p e dowel may b e u sed .

SP ECI AL J OI NT BETWEEN NEW & EXI ST I NG PAVEMENTTRANSVERSE OR LONGI TUDI NAL ( SEE PARA . 2 - 4 c )

FI GURE 2 . - 7 . 0 . CONSTRUCTI ON J OI NTS FOR . 7 C PAVEMENTS2 - 1 . 2

NO . 5 DE F STEEL T I E BARS 2 ' - 6LONG AND SPACED 2 ' - 6 " ON CENTERS .

J OI NT SEALANT( S E E NOTES I AND 2 ) - , I I r - - - - i f l / 1 6 "


32/83

NOTES : 1 . To p 0 f j o i n t s e al a n t wi l l be1 / 4 i n c h p l u s o r mi n u s 1 / 1 6i n c h l b e l o w t o p o f pav emen t .

JOI NT SEALANT( SEE NOTES I I AND

FOR SI Z E AND SPACI NG' d .

" ' d DENOTES DOWEL DI AMETER

U . S . A r my Co r p s o f En g i n ~e r s

LONGI TUDI NALJOI NT SEALANT 1 -3 / 4 " i 1 / 1 6 " " + I / 1 6 ") ~rSEE . NOTEI AND 2

2 . J o i n t ' i , s ea l a n t may b e p o ur a b l eo r p r i e f o r med t y p e ( Se e p ar a 2 - 3 e ) .

3 . Ei t h er one p i e c e o r t h r e a d eds p l i t l t y p e d owe l s may be u s e d .

TRANSVERSE3 / 4 " { I / 1 6 ' '

I " f 1 / 1 6"

3 0 1 2 1 $ 0 1pt ~~ EXPANSI ON . eCA P- SL I PFI TPAI NT AND OI L OR

. . a . o , a . . > GREASE-PREFORMEDNONEXTRUDI NGJOI NT F I L L ER

F I GURE 2 - 1 1 . EXPANSI ON J OI NTS FOR J C PAVEMENTS

EM 1 11 0- 3 - 1 429 Ap r 8 4


33/83

EM 1 11 0- 3 - 1 429 Ap r 8 4

a . . _ i

! l W i s i = ' W=l =NDOWEL S REQUI RED I N LAST THREETRANSVERSE CONTRACTI ON J OI NTSAT RUNWAY ENDS .DOWEL S OR THI CKENEDEDGE I N OUTSI DE LANESWHERE PAVEMENTEXTENS I ON I SFEASI BLE ;

5 / 8 - I N . - DI AM DEFORMED TI EBARS OUT SI DE LONGI T UDI NALCONTRACTI ON J OI NTS

DOWEL S REQUI RED I N LAST THREETRANSVERSE CONTRACTI ON J OI NTSAT RUNWAY ENDS .LONGI TUDI NAL CONSTRUCTI ONJ OI NTS ~-DOWEL S , KEYWAY ORTHI CKENED EDGE I NOUTSI DE LANES WHEREPAVEMENT EXTENS I ONI S FEAS I B LE .

No t e : I f l a ne s

DOWEL S REQUI RED I N LASTTHREE TRANSVERSE CON-TRACTI ON J OI NTS ATRUNWAY ENDS .

DOWEL S , KEYWAY ORTHI CKENED EDGE I NOUTSI DE LANES WHEREPAVEMENT EXTENSI ONI S FEASI BLE

No t e :


LONGI TUDI NAL CONTRACTI ON J OI NT S .USE 5 / 8 , I N . DEFORMED TI E BARSTHROUGH J OI NTS I N LAST SLAB .

END OF PAVEME T

LONGI TUDI NALCONSTRUCTI ON J OI NTSPAVEMENT THI CKNESS LESS THAN 9 I NCHES

g r e a t e r t h an 2 0 f e e t wi d e a r e u s e d , l o n g i t u d i n a lc o n t r a c t i o n j o i n t s mus t b e p l a c e d i n t h e c e n t e r o f e a c hl a n e . Ti e b a r s wi l l b e u s e d i n o u t s i d e l o n g i t u d i n a lc o n t r a c t i o n j o i n t s .

PAVEMENT THI CKNESS, 9 TO 1 2 I NCHESEND OF PAVEMENT

LONGI TUDI NAL ICONSTRUCTI ON J OI NTS

I f p a v i n g l a n e s g r e a t e r t h an 2 5 f e e t a r e u s e d , l o n g i t u d i n a lc o n t r a c t i o n j o i n t s mus t b e p l a c ed i n c e n t e r o f e a c h l a n e .PAVEMENT THI CKNESS GREATER THAN 1 2 I NCHES

FI GURE 2 - 1 2 . TYPI CAL J OI NT I NG

2- 1 4

1 0 0 1 .1 4 , 4 ~~Z d3 ! ~2 7 " " N3 9 r r i m" ~r ~r r cmr ~


52/83

E M 1 1 1 0 - 3 - 1 4 29 Ap r 8 4

l o n g i t u d i n a l j o i n t , o r b e t we e n t h e t r a n s v e r s e wi r e o r b a r a n d t h et r a n s v e r s e j o i n t , wi l l n o t e x c e e d 3 i n c h e s o r o n e h a l f o f t h e wi r e o rb a r s p a c i n g i n t h e f a b r i c o r ma t ( f i g 3 - 3 ) . T h e wi r e s o r b a r s wi l l b el a p p e d a s f o l l o ws :

( 1 ) De f o r me d s t e el b a r s wi l l b e o v e r l a p p e d f o r a d i s t a n c e o f a tl e a s t 2 4 - b a r d i a me t e r s , me a s u r e d f r o m t h e t i p o f o n e b a r t o t h e t i p o ft h e o t h e r b a r . T h e l a p p e d b a r s wi l l b e wi r e d o r o t h e r wi s e s e c u r e l yf a s t e n e d t o p r e v e n t s e p a r a t i o n d u r i n g c o n c r e t e p l a c e me n t .( 2 ) W r e f a b r i c wi l l b e o v e r l a p p e d f o r a d i s t a n c e e q u a l t o a tl e a s t o n e s p a c i n g o f t h e wi r e i n t h e f a b r i c o r 3 2 - wi r e d i a me t e r s ,wh i c h e v e r i s t h e g r e a t e r . T h e l e n g t h o f l a p i s me a s u r e d f r o m t h e t i po f o n e wi r e t o t h e t i p o f t h e o t h e r wi r e n o r ma l t o t h e l a p . T h e wi r e s

i n t h e l a p wi l l b e wi r e d o r o t h e r wi s e s e c u r e l y f a s t e n e d t o p r e v e n ts e p a r a t i o n d u r i n g c o n c r e t e p l a c e me n t .3 - 6 . J o i n t i n g .

a . Re q u i r e me n t s . F i g u r e s 3 - 4 t h r o u g h 3 - 6 p r e s e n t d e t a i l s o f j o i n t si n J RC p a v e me n t s . J o i n t r e q u i r e me n t s a n d t y p e s i n J RC p a v e me n t wi l l b et h e s a me a s f o r t h e J C p a v e me n t s e x c e p t f o r t h e f o l l o wi n g :( 1 ) Al l j o i n t s , wi t h t h e e x c e p t i o n o f t h i c k e n e d - e d g e - t y p e j o i n t sa n d t r a n s v e r s e c o n s t r u c t i o n j o i n t s , f a l l i n g a t a p o i n t o t h e r t h a n a t a

r e g u l a r l y s c h e d u l e d t r a n s v e r s e c o n t r a c t i o n j o i n t , wi l l b e d o we l e d . On ee n d o f t h e d o w e l wi l l b e p a i n t e d a n d o i l e d o r g r e a s e d t o p e r mi tm o v e m e n t a t t h e j o i n t .( 2 ) T h i c k e n e d - e d g e - t y p e j o i n t s ( e x p a n s i o n , b u t t , o r s l i p ) wi l ln o t b e d o we l e d . T h e e d g e wi l l b e t h i c k e n e d t o 1 - 1 / 4 h d r .( 3 ) Wh e n a t r a n s v e r s e c o n s t r u c t i o n j o i n t i s r e q u i r e d wi t h i n ar e i n f o r c e d s l a b u n i t , t h e r e i n f o r c i n g s t e e l wi l l b e c a r r i e d t h r o u g h t h ej o i n t . I n a d d i t i o n , d o we l s me e t i n g t h e s i z e a n d s p a c i n g r e q u i r e me n t so f t a b l e 3 - 1 f o r t h e d e s i g n t h i c k n e s s h d r wi l l b e u s e d i n t h e j o i n t .( 4 ) Ma x i mu m s p a c i n g o f t r a n s v e r s e c o n t r a c t i o n j o i n t s o rl 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 s wi l l b e d e t e r mi n e d i n a c c o r d a n c e wi t hp a r a g r a p h s 2 - 3 a a n d 2 - 3 b .

b . J o i n t s e a l i n g . J o i n t s e a l i n g f o r J RC p a v e me n t s wi l l b e t h e s a m ea s f o r t h e J C p a v e me n t s ( p a r a 2 - 3 f ) . T h e u s e o f p r e f o r me d c o mp r e s s i o ns e a l a n t s wi l l b e r e q u i r e d w h e n t h e j o i n t s p a c i n g e x c e e d s 5 0 f e et .


53/83

SAWED

; J OI NT SEALANT ( S E E NOTE 2 ). ` . " , SE E NOTE IV g " MI N- W MAX

NOTE :

. DOWEL- ONE END PA I NT EDAND O I L E D OR GREASED .S E E - P ARA 2 - 3 d 5 ) F ORS I Z E AND S P A C I N G -


TABLE I

No na b s o r p t i v e ma t e r i a l r e q u i r e d t op r e v e nt j o i n t s e a l a n t f r o m f l o wi n gi n t o s a wc ut a n d t o s e p a r a t en o n c omp a t i b l e ma t e r i a l s .

2 . J o i n t s e a l a n t ma y b e p o u r a b l e o rp r e f o r me d t y p e ( s e e p a r a 2 - 3 e ) .3 . Pr e f o r me d f i l l e r ma y b e f i b e r b o a r do r o t h e r a p p r o v e d ma t e r i a l wh i c h c a nb e s awed o r wh i c h c a n h a v e a s ec t i o n

r emo v e d t o f o r m a s e a l a n t r e s e r v o i r .

R E I N F OR CI N G S T E E L I SCARRI ED THROUGH J O I N T

LONGI TUDI NAL

* d DENOTES DOWEL DI AMETER

3 - 1 1

J O I N T SEALANT: P : i : s i . W : i ~ : : . " ' ~ : ' eR E I N F OR CI N G STEEL

EM 1 11 0- 3 - 1 429 Ap r 8 4

PREFORMED

TRANSVERSE R E I N F OR C I N G STEEL I S NOTJ O I N T SEALANT CARRI ED THROUGH J O I N T

F I GURE 3 - 4 . CONTRACT I ON J OI NT S FOR J RC PAVEMEN TS

4 - - J O I N T SEALANT, ' , ; n ' ( S E E NOTE 2 ): ~ , ; PREFORMED; . F I L L E R MATER I AL( S E E NOTE 3 )

E I T HE R ONE P I E CE ORTHREADED SP L I T TYPEDOWEL S MAY BE USED

CONTRACTI ON DI MENSI ONS, I n .J O I N TS P A C I N G f t . W D< 2 0 3 / 8 1 / 1 6 3 / 4 2 1 / 1 62 0 - 2 5 1 / 2 1 , 4 6 1 * - 1 / 1 6> 2 5 - 5 0 3 / 4 * - V I 6 1 - 1 / 4 * - 0 6

> 5 0- 1 00 1 t 1 / 1 6 1 - 1 1 ' 2 ! ' 1 / 1 6

V I N s " . > : : 0 , " " : 0 :r " 3 MAX " ' MAX vL

. , . . . a , " 0 . '


54/83

EM 1 11 0- 3 - 1 429 Ap r 8 4

DOWELED TRANSVERSE

* d DENOTES DOWELED DI AMETERE I THER ONE P I ECE OR THREADBWSP L I T TYPE DOWELS MAY BE USED

REI NFORC I NG STEEL I SCARR I ED THROUGH JO I NT

DOWEL- BOTH ENDS UNPA I NTEDAND NOT OI LED- NOR GREASED SEE PARA2 - 3 0( 5 ) FOR SI Z E AND SPAC I NG

NOTE : 1 . Th i s d et a i l wi l l b e u s e d o n l y wh e n at r a n sv e r s e c o n s t r u c t i o n j o i n t i s r e q u i r e da t a l o c at i o n o t h e r t h an a r e gu l a r l y s ch e d u l e dt r a n s v e r s e c o n t r a c t i o n j o i n t .

REI NFORCED STEEL I S NOTCARR I ED THROUGH J OI NT

JO I NT SEALANT( S EE NOTES 2 AND 3 )REI NFORCED STEEL I S NOTCARR I ED THROUGH JO NT-

THI CKENED EDGE LONGI TUDI NAL DOWELED TRANSVERSE( 4 ) OR LONGI TUDI NAL

J TRANS . JTS , SEE TABLE IW) LONG J TS 1 / 2 " 1 / 1 6 "

NOTE : A t o l e r a nc e o f p l u s o r mi n u s 1 / 1 6 i n c h mayb e a l l o we d f o r k ey d i me ns i o ns a n d l o c at i o n .

3 - 1 2

KEYED AND TI ED LONGI TUDI NALTRANS. J TS . SE TABj . E IJO I NT SEALANT ( ' 1 LONG . J TS I / 2 2 1/ 1 6( S EE NOTES 2 AND 3 )

NOTE : A t o l e r a n c e o f p l us o r mi n u s 1 / 1 6 i n c h mayb e a l l o we d f o r k ey d i me n s i o n s a n d l o c a t i o n .

JO I NT SEALANT LONG . J TS j %16~LE 1( SEE NOTES 2 AND 3 1

* d DENOTES DOWEL DI A MET ER, EI T HERDOWELSMAYBE USED SP LI T TYPE

DOWEL- ONE END PAI NTED ANDO LED- SEE PARA 2 - 3 a( 5 ) FORSI Z E AND SPACI NG

SQT t s 4 . Th i s d e t a i l wi l l b e u s e d when a t r a ns v er s e .e o e s t r u e t i c n j o i n t i s r e q u i r e d a t a r e gu l a r l ys c he d u l e d t r a ns v er s e c on t r a c t i o n j o i n t .

KEYED THI CKENED EDGE LONGI TUDI NAL S P EC I A L JOI NT BETWEEN NEWAND EXI STI NG PAVEMENTS

NO 5 DEF STEEL BARS, 2 ' LONGSPACED ON I ' - 6 " CENTERS ANDPLACED PARALLEL TO THI CKENEDEDGETo p o f j o i n t s e a l a n t wi l l b e 1 / 4 i n c hp l u s o r mi n u s 1 / 1 6 i n c h b e l o w t o p o fpav emen t .J o i n t s ea l a n t ma y b e p ou r a b l e o r p r e f o r me dt y p e ( Se e p a r s 2 - 3 e ) .

U . S . Ar my Co r p s o f En g i n e er sF I GURE 3 - _ ` > . CONSTRUCTI ON J OI NTS FOR J RC PAVEMENTS

REI NFORC I NGSTEEL

TABLE IDI STANCE BETWEEN

NOTE : 2 .JO I NTS ( S L AB LENGTH) WOR W DTH) FT I NCHES _ I N CHES

UP TO 5 0 I / 2 1 / 8 I / 2 1 / 8 : TOTE : 3 .5 1 TO 1 0 0 3 / 4 I / 8 S/ 4 I / 8


55/83

REI NFORCI NG STEEL I SNOT CARRI ED THROUGH J OI NT

d DENOTES DOWEL DI AMETER

NONEXTRUDI NGJOI NT F I L L ER

LONGI TUDI NALI A' ; 1 / 1 6 ' ~ _ J OI NT SEALANT ( S EE NOTES I AND 2 )

1 " 3 1 / 1 6 "

NOTE : 1 . To p o f j o i n t s e a l a n t wi l l b e 1 / 4 - i n c hp l u s o r mi n u s 1 / 1 6 i n c h b e l o w t o p o fp a v e m e n t .2 . J o i n t s e a l a n t may b e p o u r a b l e o rp r e f o r me d t y p e ( s e e p a r a 2 - 3 e ) .3 . Ei t h e r o n e p i e c e o r t h r e a d e d s p l i t

t y p e d o we l s ma y b e u s e d .

TRANSVERSEJOI NT SEALANT 3 / 4 " * - 1 / 1 6 "( S EE NOTES I AND 2 )

U . S . A r my Co r p s o f En g i n e e r sF I GURE 3 - 6 . EXPANSI ON JOI NTS FOR J RC PAVEMENTS

' I VONEXTRUDI NGJOI NT F I L L ER

EM 1 1 1 0 - 3 - 1 4 29 Ap r 8 4

3 8 1 3 " MAXt I N _RE I NFORC I NG STEEL SEE N i s PAI NT AND OI L OR GREASE- - _ ~ END OF DOWEL

4 F F, E XPANS I ON CAPt

SL I P F I TEI NFORCI NG STEEL I S N0~CARRI ED THROUGH JOI NT S 3 " 2 1 ~ ~DOWEL- SEE PARA 2 - 3 a ( 5 )FOR SI Z E AND SPACI NG


56/83

CHAPTER 4J OI NT ED F I BROUS CONCRET E ( J F C) PAVEMENT DESI GN

EM 1 1 1 0 - 3 - 1 4 29 Ap r 8 4

4 - 1 . Ba s i s o f d es i g n . Th e d es i g n o f J FC p a v em e n t i s b a s e d u p o nl i mi t i n g t h e r a t i o o f t h e c o n c r e t e f l e x u r a l s t r e n g t h a n d t h e ma x i mumt e n s i l e s t r e s s a t t h e j o i n t , wi t h t h e l o a d e i t h e r p a r a l l e l o r n o r ma l t ot h e e d g e o f t h e s l a b , t o a v a l u e f o u n d t o g i v e s a t i s f a c t o r y p e r f o r ma n c ei n f u l l - s c a l e a c c e l e r a t e d t e s t t r a c k s . B e c a u s e o f t h e i n c r e as e df l e x u r a l s t r e n g t h a n d t e n a c i t y a t c r a c k s t h a t d e v e l o p i n t h e f i b r o u sc o n c r e t e , t h e t h i c k n e s s c a n b e s i g n i f i c a n t l y r e d uc e d ; h o we v e r , t h i sr e s u l t s i n a mo r e f l e x i b l e s t r u c t u r e , wh i c h c a u s e s a n i n c r e as e i nv e r t i c a l d e f l e c t i o n s a s we l l a s i n t h e p o t e n t i a l f o r d e n s i f i c a t i o na n d / o r s h e a r f a i l u r e s i n t h e f o u n d a t i o n s , p u mp i n g o f t h e s u b g r a d ema t e r i a l , a n d j o i n t d e t e r i o r a t i o n . To p r o t e c t a g a i n s t t h e s e l a t t e rf a c t o r s , a l i mi t i n g v e r t i c a l d e f l e c t i o n c r i t e r i o n h a s b e e n a p p l i e d t ot h e t h i c k n e s s d e v e l o p e d f r o m t h e t e n s i l e s t r e s s c r i t e r i a .4 - 2 . Use s . Al t h o u gh s e v e r a l t y p e s o f f i b e r h a v e b e e n s t u d i e d f o rc o n c r e t e r e i n f o r c e me n t , mos t o f t h e e x p e r i e nc e h a s b e e n wi t h s t e e lf i b e r s , a n d t h e d es i g n c r i t e r i a p r e s e n t e d h e r e i n a r e l i mi t e d t o s t e e lf i b r o u s c o n c r e t e . F i b r o us c o n c r e t e i s a r e l a t i v e l y n e w ma t e r i a l f o rp a v eme n t c o n s t r u c t i o n a n d l a c k s a l o n g - t i me p e r f o r ma n c e h i s t o r y . Th ema j o r u s e s t o d a t e h a v e b e e n f o r t h i n r e s u r f a c i n g o r s t r e n g t h e n i n go v e r l a y s wh e r e g r a d e p r o b l e ms r e s t r i c t t h e t h i c k n e s s o f o v e r l a y t h a tc a n b e u s e d . Th e u s e o f J FC p a v em e n t s h o u l d b e b a s e d u p o n t h e t i mes a v e d a n d t h e a v a i l a b i l i t y o f t h e ma t e r i a l s i n v o l v e d .4 - 3 . Mi x p r o p o r t i o n i n g c o n s i d e r a t i o n s . Th e d e s i g n mi x p r o p o r t i o n i n go f f i b r o u s c o n c r e t e wi l l b e d e t e r mi n ed b y f i e l d t e s t i n g wh e n t i me i sa v a i l a b l e . Ot h e r wi s e , p r e l i mi n a r y e s t i ma t e s mu s t b e made . Th ef o l l o wi n g a r e o f f e r e d a s g u i d e s a n d e s t a b l i s h l i mi t s wh e r e n e c e s s a r yf o r t h e u s e o f t h e d es i g n c r i t e r i a i n c l u d e d h e r e i n .

a . Th e c r i t e r i a c o n t a i n ed h e r e i n a r e b a s e d u p o n f i b r o u s c o n c r e t ec o n t a i n i n g 1 t o 2 p e r c e n t b y v o l u me ( 1 00 t o 2 5 0 p o u n d s ) o f s t e e l f i b e r sp e r c ub i c y a r d o f c o n c r e t e , a n d f i b e r c o n t e n t s wi t h i n t h i s r a n g e a r er e c o mme n d e d .

b . Mos t e x p e r i e n c e t o d at e h a s b e e n wi t h f i b e r s 1 t o 1 - 1 / 2 i n c h esl o ng , a n d f o r u s e o f t h e c r i t e r i a h e r e i n , f i b e r l e n g t h s wi t h i n t h i sr a n g e a r e r e c o mme n d e d .c . Fo r p r o p e r mi x i n g , t h e ma x i mu m a s p e c t r a t i o ( l e n g t h t o d i a me t e ro r e qu i v a l e n t d i a me t e r ) o f t h e f i b e r s s h o u l d b e a b o u t 1 0 0 .d . Th e l a r g e s u r f a c e a r e a t o v o l u me r a t i o o f t h e s t e e l f i b e r sr e q u i r e s a n i n c r e as e i n t h e p a s t e n e c e s s a r y t o i n s u r e t ha t t he f i b e r sa n d a gg r e g a t e s a r e c o a t e d . To a c c o mp l i s h t h i s , c eme n t c o n t e n t s o f 7 5 0

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