3/12/2019

1

Pavement Design: Full Depth vs CompositePavement Design: Full Depth vs Composite

Stacie Steel, PE

Full‐Depth vs Composite – What we mean…Full‐Depth vs Composite – What we mean…

How Thick Does the Pavement Need to Be?How Thick Does the Pavement Need to Be?

STRUCTURAL NUMBER

SN = aiDi+ aiiDiimii+ aiiiDiiimiii+ …..

– ai – strength coefficient of layer

• 0.40 to 0.44 for asphalt concrete

• 0.10 to 0.14 for base course

– Di – layer thickness

– mi – drainage coefficient

• 1.0 for asphalt concrete

• 0.8 for base course

1

2

3

3/12/2019

2

AASHTO Guide for Design of Pavement Structures 1993AASHTO Guide for Design of Pavement Structures 1993

Just follow the nomograph…Reliability

Standard Deviation

ESALs

Soil Strength

Serviceability

AASHTO ‘93 in 2019AASHTO ‘93 in 2019

W18 – TrafficZR – ReliabilityS0  ‐ Standard DeviationPSI – Change in ServiceabilityMR – Resilient Modulus

SN – Structural Number

Pavement Design Inputs ‐ ReliabilityPavement Design Inputs ‐ Reliability

/reliability/ nounBeing able to be trusted to do what is expected or has been promised.

4

5

6

3/12/2019

3

Pavement Design Inputs – Standard DeviationPavement Design Inputs – Standard Deviation

Construction

MaterialsEnvironment

Pavement Design Inputs – Traffic / ESALsPavement Design Inputs – Traffic / ESALs

Pavement Design Inputs ‐ PSIPavement Design Inputs ‐ PSI

7

8

9

3/12/2019

4

Pavement Design Inputs – Resilient ModulusPavement Design Inputs – Resilient Modulus

Pavement SubgradePavement Subgrade

Subgrade performance generally depends on two interrelated characteristics:

– Load bearing capacity which is affected by degree of

• Moisture

• Compaction

• Soil type

– Volume changes (expansive soils, freeze/thaw cycles)

Subgrade InvestigationSubgrade Investigation

Field Investigation – borings, test pits, etc.– N‐Value

– Kessler DCP

Classification Testing

– Atterberg Limits

– % Passing No. 200 

– Gradation (sands and gravels)

Support Testing

– CBR or R‐Value

– Swell

10

11

12

3/12/2019

5

Engineering Criteria Manual ‐ Strength CoefficientsEngineering Criteria Manual ‐ Strength Coefficients

PAVExpress Example – Scenario InformationPAVExpress Example – Scenario Information

PAVExpress Example – Design ParametersPAVExpress Example – Design Parameters

13

14

15

3/12/2019

6

PAVExpress Design Example – Traffic & LoadingPAVExpress Design Example – Traffic & Loading

PAVExpress Design Example – Pavement StructurePAVExpress Design Example – Pavement Structure

PAVExpress Design Example – Pavement Sub‐StructurePAVExpress Design Example – Pavement Sub‐Structure

16

17

18

3/12/2019

7

PAVExpress Design Example ‐ GuidancePAVExpress Design Example ‐ Guidance

PAVExpress Design Example ‐ GuidancePAVExpress Design Example ‐ Guidance

Design ComparisonDesign Comparison

19

20

21