Effect of aggregate gradation on the stiffness of asphalt mixtures

Aggregate gradation plays an important role in the behaviour of asphalt mixtures. Packing of aggregate is a very important factor that will be affected by changing the aggregate gradation. Many researchers have investigated different ways of describing packing both theoretically and practically. Bailey ratios have recently been used to understand the volumetric properties of mixtures. In this paper, the Bailey ratios have been used, and two further ratios have also been introduced to allow the asphalt mixture gradation to be fully understood. Thirteen different aggregate gradations have been chosen within the 14 mm asphalt concrete specification to investigate the effect of particle size distribution on the stiffness of the mixture. It was found that variation in aggregate gradation has a significant effect on asphalt stiffness, even within specification limits, and a reasonable correlation between the set of ratios investigated and the Indirect Tensile Stiffness

Evaluation of alkali-activated binders suitability for the stabilization/solidification of tunnel boring muds

In Europe, two major civil engineering projects, the “Grand Paris” automatic metro lines and the “Lyon-Turin” high speed railway tunnel, brought forth for the construction industry an unprecedented prerequisite within schemes of this scale: the necessity to recycle all forms of waste that comes out of the excavation process. By 2030, up to 100 million tons of muds retrieved from the boring operations, likely contaminated with sulphate and heavy metals, will have to be dealt with. Please click Additional Files below to see the full abstract

Performance of a sustainable asphalt mix incorporating high RAP content and novel bio-derived binder

The recent drive to find ways to increase sustainability and decrease costs in asphalt paving has led researchers to find innovative ways to incorporate more recycled materials and bio-derived binders into mixes with varying success. A new novel bio-derived binder made from refined pine chemistry stabilised with a polymer can increase the sustainability of asphalt mixes while maintaining pavement performance. Laboratory performance testing was conducted on asphalt mixes containing 50% Reclaimed Asphalt Pavement (RAP) by mix weight and the novel bio-derived binder. Results show that the bio-derived binder outperforms the conventional 50/70 pen grade binder mixes with respect to resistance to thermal cracking and adequately passes all requirements for pavements with 20-year design loadings of less than 30 million ESALs. This research shows that asphalt mixes containing 50% RAP and a bio-derived binder can be designed to pass performance criteria at low, intermediate, and high temperatures without the need of neat bitumen

Evaluation of bio-materials’ rejuvenating effect on binders for high-reclaimed asphalt content mixtures

The interest in using bio-materials in pavement engineering has grown significantly over the last decades due to environmental concerns about the use of non-recoverable natural resources. In this paper, bio-materials are used together with Reclaimed Asphalt (RA) to restore some of the properties of the aged bitumen present in mixtures with high RA content. For this purpose, two bio-materials are studied and compared to conventional and polymer modified bitumens. Blends of these materials with RA bitumen were produced and studied to simulate a 50% RA mixture. The rejuvenating effect of the two bio-materials on RA has been assessed and compared with the effect of the conventional binders. Apparent Molecular Weight Distribution of the samples (obtained by the ?-method) and different rheological parameters were used for this purpose. Results revealed the power of bio-materials to rejuvenate RA bitumen, showing their capability to be used as fresh binders in high-RA content mixtures

Linear and nonlinear fractional hereditary constitutive laws of asphalt mixtures

The aim of this paper is to propose a fractional viscoelastic and viscoplastic model of asphalt mixtures using experimental data of several tests such as creep and creep recovery performed at different temperatures and at different stress levels. From a best fitting procedure it is shown that both the creep one and recovery curve follow a power law model. It is shown that the suitable model for asphalt mixtures is a dashpot and a fractional element arranged in series. The proposed model is also available outside of the linear domain but in this case the parameters of the model depend on the stress level

Time dependent viscoelastic rheological response of pure, modified and synthetic bituminous binders

Bitumen is a viscoelastic material that exhibits both elastic and viscous components of response and displays both a temperature and time dependent relationship between applied stresses and resultant strains. In addition, as bitumen is responsible for the viscoelastic behaviour of all bituminous materials, it plays a dominant role in defining many of the aspects of asphalt road performance, such as strength and stiffness, permanent deformation and cracking. Although conventional bituminous materials perform satisfactorily in most highway pavement applications, there are situations that require the modification of the binder to enhance the properties of existing asphalt material. The best known form of modification is by means of polymer modification, traditionally used to improve the temperature and time susceptibility of bitumen. Tyre rubber modification is another form using recycled crumb tyre rubber to alter the properties of conventional bitumen. In addition, alternative binders (synthetic polymeric binders as well as renewable, environmental-friendly bio-binders) have entered the bitumen market over the last few years due to concerns over the continued availability of bitumen from current crudes and refinery processes. This paper provides a detailed rheological assessment, under both temperature and time regimes, of a range of conventional, modified and alternative binders in terms of the materials dynamic (oscillatory) viscoelastic response. The rheological results show the improved viscoelastic properties of polymer- and rubber-modified binders in terms of increased complex shear modulus and elastic response, particularly at high temperatures and low frequencies. The synthetic binders were found to demonstrate complex rheological behaviour relative to that seen for conventional bituminous binders

Relations entre la composition, la structure et les propriétés thermo-mécaniques des matériaux bitumineux

Le mémoire d'Habilitation à Diriger les Recherches (HDR) de François OLARD présente les principaux travaux de recherche et de diffusion scientifique, depuis sa thèse (2000-2003) jusqu'à aujourd'hui. Comme l'indique en partie le titre du mémoire - " Relations entre la composition, la structure et les propriétés thermo-mécaniques des matériaux bitumineux " -, le fil conducteur de ses travaux de recherche est l'optimisation des performances des matériaux bitumineux par une meilleure compréhension des relations entre leur composition, leur structure et leurs propriétés thermo-mécaniques. Une particularité des travaux de recherche de François OLARD tient à son statut de responsable de projets R&D en entreprise, impliquant la mise en adéquation du savoir et du besoin industriel. Le mémoire d'Habilitation à Diriger les Recherches met ainsi en exergue que nombre d'innovations ont pu naître de l'échange entre recherches appliquée et fondamentale, participant ainsi à l'évolution indispensable du savoir-faire en formulation et en production des matériaux bitumineux. Six thématiques majeures ont été abordées au cours des travaux de recherche: 1) Comportement thermo-mécanique des enrobés bitumineux à basses températures. Relation entre les propriétés du liant et de l'enrobé. 2) Influence des propriétés élastiques ou viscoélastiques des revêtements sur le comportement des ponts à dalle orthotrope (Projet ANR ORTHOPLUS). 3) Formulation d'enrobés bitumineux à hautes performances grâce à l'optimisation de l'empilement granulaire et l'emploi de bitumes modifiés en polymères. 4) Propriétés viscoélastiques linéaires et en fatigue des enrobés bitumineux contenant des agrégats d'enrobés recyclés. 5) Comportement des matériaux composites traités au liant hydraulique et des bétons compactés routiers incluant des fraisâts bitumineux et des fibres métalliques (Projet ANR RECYROUTE). 6) Procédés d'enrobage à basses émissions et à température réduite: enrobés dits " semi-tièdes ". Les thématiques 2 à 4 sont très liées et découlent pour partie du travail initial réalisé en thèse (thématique 1). Ainsi, les approches expérimentales et de modélisation des matériaux bitumineux, testés dans le domaine linéaire principalement, y sont très proches. La thématique 5 présente quant à elle une démarche expérimentale et d'analyse similaire, mais appliquée à deux familles de matériaux composites (graves et bétons) traitées au liant hydraulique et incluant des fraisâts bitumineux. La présence de ces fraisâts bitumineux confère en effet un comportement visco-élastique aux mélanges testés. La thématique 6 présente enfin les recherches liées à l'invention des enrobés à basses émissions et à température réduite, les enrobés bitumineux dits " semi-tièdes ", avec une évaluation des caractéristiques mécaniques et environnementales. La supervision de 23 stages étudiants (Ingénieurs et Mastères) et de 4 doctorants (Génie Civil) a rendu possible une bonne partie de ces travaux et résultats. L'ensemble du travail de recherche a donné lieu à 2 chapitres d'ouvrages scientifiques, 23 publications au sein de revues internationales à comité de lecture, 3 publications au sein de revues françaises à comité de lecture, 54 publications et présentations en conférences internationales, 30 publications de vulgarisation dans la littérature technique & professionnelle, ainsi que 3 brevets internationaux

Comportement thermomécanique des enrobés bitumineux à basses températures. Relations entre les propriétés du liant et de l\u27enrobé.

Cette thèse traite des relations entre les propriétés des liants et des enrobés bitumineux à basse température. Le comportement des bitumes fut évalué avec : i)l\u27essai de module complexe, ii)l\u27essai de fluage au BBR, iii)l\u27essai de traction SHRP à vitesse de déformation constante et températures constantes. Un essai de flexion trois points sur éprouvettes de bitume préentaillées a aussi été développé. Le comportement thermomécanique des enrobés fut étudié en réalisant i)des essais de module complexe, ii)des mesures du coefficient de contraction thermique, iii)des essais de traction à vitesses de déformation constantes, iv)des essais de retrait thermique empêché. Des liens pertinents entre les propriétés des liants et des enrobés, et des caractéristiques suffisamment discriminantes au regard des propriétés à basse température des enrobés ont été mis en évidence. Un travail de modélisation du comportement des liants et des enrobés a enfin été réalisé en petites et grandes déformations

Judde de Larivière (Claire), Entre bien public et intérêts privés. Les pratiques économiques des patriciens vénitiens à la fin du Moyen Âge, Université de Toulouse-Le Mirail, 28 octobre 2002

Olard Ludivine. Judde de Larivière (Claire), Entre bien public et intérêts privés. Les pratiques économiques des patriciens vénitiens à la fin du Moyen Âge, Université de Toulouse-Le Mirail, 28 octobre 2002. In: Annales du Midi : revue archéologique, historique et philologique de la France méridionale, Tome 115, N°242, 2003. pp. 305-306