Asphalt Expert Task Group Update,  AASHTO, and Emerging Topics Matthew Corrigan, P.E. U.S. DOT | Federal Highway Administration    Asset Management, Pavement, and Construction May 10‐11, 2016 Asphalt Expert Task Groups • Forum for Government, Industry, and  Academia • Discussion of ongoing asphalt binder  and mixture technology • Provide technical input for current and  future research, development,  and specifications. Asphalt Expert Task Groups • Asphalt Mixture & Construction ETG • Last meeting in Salt Lake City on  April 25‐27, 2016 • POC – John Bukowski • Asphalt Binder ETG • Last meeting in Salt Lake City on  April 27‐28, 2016 • POC – Matthew Corrigan • Sustainable Pavements TWG • POC – Gina Ahlstrom Open Meetings All are Welcome! www.AsphaltETGs.org Upcoming ETG Meetings To Be Announced                       (Next meeting plan ‐ week of Sept 12, 2016) Past ETG Meetings September 2015 — Asphalt Mix ETG, Oklahoma City, OK September 2015 — Binder ETG, Oklahoma City, OK April 2015 — Asphalt Mix ETG, Fall River, MA April 2015 — Binder ETG, Fall River, MA September 2014 — Asphalt Mix ETG, Baton Rouge, LA September 2014 — Binder ETG, Baton Rouge, LA Current Asphalt ETG ‐ Activities • Asphalt Mixture Performance Tester (AMPT) • Performance Tests for Cracking/Fatigue • • RAP & RAS                     M    S  C  R     B  i n   d  e  r    G  r ading Asphalt Binder                                              • Ground Tire Rubber Replacement • Re‐refined Engine Oil Bottoms (REOB) • Provide technical input to AASHTO  Subcommittee on Materials (SOM) & assist  the revision and update standards Cracking Modes versus Tests Low-temperature In reality, a pavement  extremely high strain experiences multiple:  - Loading cycles - Load magnitudes - Strains Reflection - Temperatures High strain Bottom-up/top-down Lower strain n i a r t S No. of cycles One (1) load cycle (monotonic) Cracking Laboratory Tests Ten (10) protocols ‐ highlighted as part of NCHRP Proj. 09‐57 Low Temperature Reflection Bottom‐Up Top‐Down DCT Texas OT Beam fatigue IDT (ASTM D7313‐13) (TxDOT‐Tex 248‐F) (AASHTO T321) (Univ. of Florida) SCB DCT AMPT Cyclic Fatigue AMPT Cyclic Fatigue (AASHTO TP105) (ASTM D7313‐13) (AASHTO TP107) (AASHTO TP107) IDT SCB RDT RDT (AASHTO T322) (Louisiana State Univ.  (Texas A&M Univ.) (Texas A&M Univ.) ‐ LTRC) TSRST/UTSST SCB SCB (Univ. of Nevada,  (LTRC and Univ. of  (LTRC and Univ. of  Reno) Illinois) Illinois) Texas OT  (TxDOT‐Tex 248‐F) Asphalt Mix Performance Tester (AMPT) www.fhwa.dot.gov/pavement/asphalt/tester.cfm • Results used for PavementME Design inputs • AASHTO Standards:  – PP 60 for preparation of AMPT test specimens  – TP 79 for Dynamic Modulus |E*| &  Flow Number (F ) n – PP 61 for developing |E*| master  curves – TP 107 for Cyclic Fatigue protocols Already invested in AMPT equipment for Pavement ME …  the AMPT can do much more than just |E*| testing!! Why AMPT Cyclic Fatigue Test? 1. Heritage and “pedigree” of the theory – aerospace industry application for solid  rocket propellant  2. Vetting and peer review; “winning”  candidate in NCHRP Project 09‐19 (Tasks  F&G) 3. Wanted a performance test that could be  defensible,  not empirical correlations 4. AASHTO TP 107‐14  Determining the Damage Characteristic  Curve of Asphalt Mixtures from Direct Tension Cyclic Fatigue Tests 1.1 Description of the Problem Solid propellants are the prime component of solid rocket motors and the  performance of such motors is influenced largely by the mechanical properties of  propellant grains. The structural integrity of a rocket motor is determined by  performing stress analysis for loading and environmental conditions under which  the motor is likely to operate. Consequently, the accuracy of the representation  of the solid propellant mechanical behavior is essential for the usefulness of  stress analysis results of solid rocket motors.  All modern solid propellants use an elastomeric binder which is filled with  quite high levels of solid particles. The mechanical behavior of solid propellant is  mainly determined by the polymeric nature of the binder and the binder‐filler  interaction. The application of a load causes irreversible microstructural changes  referred to as damage. They mainly consist of broken molecular chains and  interfacial debonding, also called dewetting, that result in the formation of  microvoids at or near the interface of the particles and surrounding matrix. Under  these influences solid propellants exhibit very complicated behavior including  features associated with time and rate effects, temperature and superimposed  pressure dependence, large deformations and large strains, stress softening  during cyclic loading, called Mullins' effect, and transition from incompressible to  compressible behavior…