Development of a multi-modal overlay tester for the evaluation of asphalt overlay cracking behaviors

Reflection cracking is a critical issue in asphalt overlay pavement. Temperature variation and traffic loading are the main fracture modes acting on the material. In this paper, a multi-modal overlay tester is proposed for the evaluation of the reflection cracking resistance of an asphalt mixture, an approach that simulates three loading modes on asphalt specimens. A fine dense-grade hot mix asphalt is used as the test specimen and subjected to different loading conditions such as single Mode I, II, and III loading simulations and combined I+II and I+II+III loading simulations. Results show coefficients of variation (CVs) of 2.5%, 10.3%, and 7.4% for the Mode I, II, and III loading simulations, respectively. Furthermore, the [beta] coefficient, with a CVof 7%, is used to represent the crack resistance of the asphalt mixture. Finally, the crack propagation occurs rapidly when subjected to tension and lateral displacement prior to repeated traffic loading simulations. Key words: fatigue test, mixed loading mode, reflection cracking, asphalt overlay tester. La fissuration par reflexion est un probleme critique pour les chaussees asphaltees. La variation de temperature et la charge de roulage sont les principaux modes de rupture agissant sur le materiau. Dans le present document, un appareil d'essai de revetement multimodal est propose pour l'evaluation de la resistance a la fissuration par reflexion d'un melange d'asphalte, une approche qui simule trois modes de chargement sur des echantillons d'asphalte. Un asphalte melange a chaud a base d'agregat a haute densite est utilise comme echantillon d'essai et soumis a differentes conditions de chargement, comme des simulations de chargement en mode I, II et III simples et des simulations de chargement combinees I+II et I+II+III. Les resultats montrent des coefficients de variation (CV) de 2,5, 10,3 et 7,4 % pour les simulations de chargement des modes I, II et III, respectivement. De plus, le coefficient [beta], avec un CV de 7 %, est utilise pour representer la resistance a la fissuration du melange d'asphalte. Enfin, la propagation des fissures se produit rapidement lorsqu'elles sont soumises a une traction et a un deplacement lateral avant les simulations repetees de charges de roulage. [Traduit par la Redaction] Mots-cles : essai de fatigue, mode de chargement mixte, fissuration par reflexion, appareil d'essai de revetement bitumineux.
Introduction Reflection cracking is a major problem that needs to be overcome in asphalt overlays on Portland cement concrete (PCC) pavement. Accordingly, the design of an asphalt overlay requires accurate [...]