Marshall mix design method

11
BBIITTUUMMIINNOOUUSS MMIIXX DDEESSIIGGNN
PPRREESSEENNTTAATTIIOONN BBYY
VVIISSHHWWAASS KKEELLKKAARR

OBJECTIVE OOFF MMIIXX DDEESSIIGGNN
TThhee oovveerraallll oobbjjeeccttiivvee ffoorr tthhee ddeessiiggnn ooff aasspphhaalltt ppaavviinngg mmiixx
iiss ttoo ddeetteerrmmiinnee aanndd eeccoonnoommiiccaall bblleenndd aanndd ggrraaddaattiioonn ooff
aaggggrreeggaatteess ((wwiitthhiinn tthhee lliimmiitt ooff pprroojjeecctt ssppeecciiffiiccaattiioonn)) aanndd
aasspphhaalltt tthhaatt yyiieelldd aa mmiixx hhaavviinngg
11)) SSuuffffiicciieenntt aasspphhaalltt ttoo iinnssuurree aa dduurraabbllee ppaavveemmeenntt..
22)) SSuuffffiicciieenntt mmiixx ssttaabbiilliittyy ttoo ssaattiissffyy tthhee ddeemmaanndd ooff ttrraaffffiicc
wwiitthhoouutt ddiissttoorrttiioonn oorr ddiissppllaacceemmeenntt..
33)) SSuuffffiicciieenntt vvooiiddss iinn tthhee ttoottaall ccoommppaacctteedd mmiixx ttoo aallllooww ffoorr aa
sslliigghhtt aammoouunntt ooff aaddddiittiioonn ccoommppaaccttiioonn uunnddeerr ttrraaffffiicc llooaadd
wwiitthhoouutt fflluusshhiinngg aanndd lloossss ooff ssttaabbiilliittyy..
44)) SSuuffffiicciieenntt wwoorrkkaabbiilliittyy ttoo ppeerrmmiitt eeffffiicciieenntt ppllaacceemmeenntt ooff aa
mmiixx wwiitthhoouutt sseeggrreeggaattiioonn..
2

MMEETTHHOODDSS OOFF BBIITTUUIINNOOUUSS MMIIXX
3
DDEESSIIGGNN
ii.. MMaarrsshhaallll MMeetthhoodd
iiii.. HHvveeeemm MMeetthhoodd
iiiiii.. HHuubbbbaarrdd MMeetthhoodd
iivv.. SSmmiitthh TTrriiaaxxiiaall MMeetthhoodd
vv.. VVooiidd CCoonntteenntt MMeetthhoodd

MMAARRSSHHAALLLL MMIIXX DDEESSIIGGNN
4
MMEETTHHOODD
IINNTTRROODDUUCCTTIIOONN::
•• BBRRUUCCEE MMAARRSSHHAALLLL ffoorrmmuullaatteedd tthhee ccoonncceepptt ooff tthhee
MMaarrsshhaallll mmeetthhoodd ooff ddeessiiggnniinngg ppaavviinngg mmiixxeerrss..
•• MMaarrsshhaallll tteesstt pprroocceedduurreess hhaavvee bbeeeenn ssttaannddaarrddiizzeedd bbyy tthhee
AAmmeerriiccaann SSoocciieettyy ffoorr tteessttiinngg aanndd mmaatteerriiaall ((AASSTTMM))
DDeessttiinnaattiioonn DD--11555599..
GGEENNEERRAALL::
TTwwoo pprriinncciippaall ffeeaattuurreess ooff tthhee MMaarrsshhaallll MMeetthhoodd MMiixx DDeessiiggnn
aarree::
11)) DDeennssiittyy vvooiidd aannaallyyssiiss aanndd
22)) SSttaabbiilliittyy ffllooww tteesstt ooff ccoommppaacctteedd tteesstt ssppeecciimmeenn..
TThhee SSttaabbiilliittyy ooff tthhee tteesstt ssppeecciimmeenn iiss tthhee mmaaxxiimmuumm llooaadd
rreessiissttaannccee iinn KKgg tthhaatt tthhee ssttaannddaarrdd tteesstt ssppeecciimmeenn wwiillll
ddeevveelloopp aatt 6600°°CC,, wwhheenn tteesstteedd
TThhee FFllooww VVaalluuee iiss tthhee ttoottaall mmoovveemmeenntt oorr ssttrraaiinn iinn uunniitt ooff
00..2255 mmmm ooccccuurrrriinngg iinn tthhee ssppeecciimmeenn bbeettwweeeenn nnoo llooaadd aanndd
mmaaxxiimmuumm llooaadd dduurriinngg tthhee ssttaabbiilliittyy tteesstt..

5
EEQQUUIIPPMMEENNTTSS
11)) PPaannss ((FFllaatt bboottttoomm oorr RRoouunnddeedd bboottttoomm))
22)) OOvveenn
33)) TThheerrmmoommeetteerr
44)) BBaallaannccee
55)) MMiixxiinngg ssppoooonn:: -- SSppaattuullaa ((llaarrggee)) oorr TTrroowweell ((ssmmaallll))
66)) CCoommppaaccttiioonn ppeeddeessttaall
77)) CCoommppaaccttiioonn mmoouulldd
88)) CCoommppaaccttiioonn HHaammmmeerr
99)) MMoouulldd HHoollddeerr
1100)) EExxttrruussiioonn JJaacckk
1111)) MMaarrsshhaallll TTeessttiinngg MMaacchhiinnee
1122)) WWaatteerr bbaatthh::

PPRREEPPAARRAATTIIOONN OOFF TTEESSTT
6
SSPPEECCIIMMEENN
11)) NNoo.. ooff ssppeecciimmeenn;; -- PPrreeppaarree aatt lleeaasstt 33 aanndd pprreeffeerraabbllyy 55 ssppeecciimmeennss ffoorr eeaacchh
ccoommbbiinnaattiioonn ooff aaggggrreeggaatteess aanndd aasspphhaalltt ccoonntteenntt.. MMaarrsshhaallll mmeetthhoodd uusseess
ssttaannddaarrdd tteesstt ssppeecciimmeenn ooff 22½--iinncchh ((6644 mmmm)) hheeiigghhtt aanndd 44--iinncchh ((110022 mmmm))
ddiiaammeetteerr..EEaacchh tteesstt ssppeecciimmeenn wwiillll uussuuaallllyy rreeqquuiirree aann aapppprrooxxiimmaatteellyy 11..22 KKgg ooff
aaggggrreeggaatteess..
22)) PPrreeppaarraattiioonn ooff MMoouulldd aanndd HHaammmmeerr:: --TThhoorroouugghhllyy cclleeaann aa ssppeecciimmeenn mmoouulldd
aasssseemmbbllyy aanndd tthhee ffaaccee ooff tthhee ccoommppaaccttiioonn hhaammmmeerr aanndd hheeaatt tthheemm iinn aa
bbooiilliinngg wwaatteerr bbaatthh ttoo aa tteemmppeerraattuurree bbeettwweeeenn 9933°°CC ttoo 114499°°CC..
33)) PPrreeppaarraattiioonn ooff mmiixxeerrss:: -- WWeeiigghhtt iinnttoo sseeppaarraattee ppaann ffoorr eeaacchh tteesstt ssppeecciimmeenn,,
tthhee aammoouunntt ooff eeaacchh ssiizzee ffrraaccttiioonn rreeqquuiirreedd ttoo pprroodduuccee aa bbaattcchh tthhaatt wwiillll rreessuulltt
iinn aa ccoommppaacctteedd ssppeecciimmeenn 6633..55 mmmm ±± 11..33 mmmm iinn hheeiigghhtt.. TThhiiss wwiillll bbee nnoorrmmaallllyy
aabboouutt 11..22 KKgg.. IItt iiss ggeenneerraallllyy ddeessiirraabbllee ttoo pprreeppaarree aa ttrraaiill ssppeecciimmeenn pprriioorr ttoo
pprreeppaarriinngg tthhee aaggggrreeggaatteess bbaattcchhiinngg..
44)) TThhee aaggggrreeggaatteess aarree hheeaatteedd uuppttoo 112200°°CC aanndd bbiittuummiinnoouuss aa 115500°°CC ttoo 116600°°CC..
AAvvooiidd oovveerrhheeaattiinngg aanndd rreehheeaattiinngg ooff mmaatteerriiaall.. FFoorrmm aa ccrraatteerr iinn ddrryy bblleennddeedd
aaggggrreeggaatteess aanndd wweeiigghhtt tthhee rreeqquuiirreedd aammoouunntt ooff aasspphhaalltt iinnttoo tthhee mmiixxeerr iinn
aaccccoorrddaannccee wwiitthh aaccccuurraattee wweeiigghhtt bbaattcchh.. AAtt tthhiiss ppooiinntt tthhee tteemmppeerraattuurree ooff tthhee
aaggggrreeggaatteess aanndd aasspphhaalltt mmuusstt bbee wwiitthhiinn tthhee lliimmiitt ooff mmiixxiinngg tteemmppeerraattuurree tthhaatt iiss
115500°°CC ttoo 116600°°CC.. MMiixx tthhee aaggggrreeggaatteess aanndd aasspphhaalltt pprreeffeerraabbllyy wwiitthh aa
mmeecchhaanniiccaall mmiixxeerr oorr bbyy mmaannuuaallllyy wwiitthh ttrroowweell ttoo yyiieelldd aa mmiixxeerr hhaavviinngg uunniiffoorrmm
ddiissttrriibbuuttiioonn ooff aasspphhaalltt..

PPRREEPPAARRAATTIIOONN OOFF TTEESSTT
7
SSPPEECCIIMMEENN
CCOOMMPPAACCTTIIOONN OOFF SSPPEECCIIMMEENN::
 PPllaaccee tthhee eennttiirree bbaattcchh iinn tthhee mmoouulldd;; ssppaaddee tthhee mmiixxeerr vviiggoouurrssllyy wwiitthh aa
hheeaatteedd ssppaattuullaa oorr ttrroowweell,,TThhee tteemmppeerraattuurree ooff tthhee mmiixxeerr iimmmmeeddiiaatteellyy
pprriioorr ttoo ccoommppaaccttiioonn sshhaallll bbee wwiitthhiinn tthhee lliimmiitt ooff ccoommppaaccttiioonn
tteemmppeerraattuurree ootthheerrwwiissee iitt sshhaallll bbee ddiissccaarrddeedd..
 RReeppllaaccee tthhee ccoollllaarr,, ppllaaccee tthhee mmoouulldd aasssseemmbbllyy oonn tthhee ccoommppaaccttiioonn
ppeeddeessttaall iinn tthhee mmoouulldd hhoollddeerr aappppllyy 7755 bblloowwss wwiitthh tthhee ccoommppaaccttiioonn
hhaammmmeerr uussiinngg aa ffrreeeeffaallll ooff 445577 mmmm oonn oonnee ssiiddee ooff tthhee mmoouulldd.. HHoolldd
tthhee aaxxiiss ooff tthhee ccoommppaaccttiioonn hhaammmmeerr aass nneeaarrllyy ppeerrppeennddiiccuullaarr ttoo tthhee
bbaassee ooff tthhee mmoouulldd aasssseemmbbllyy aass ppoossssiibbllee dduurriinngg ccoommppaaccttiioonn..
RReemmoovvee tthhee bbaassee ppllaattee aanndd ccoollllaarr aanndd rreevveerrssee aanndd rreeaasssseemmbbllee tthhee
mmoouulldd.. AAppppllyy ssaammee nnoo.. ooff ccoommppaaccttiioonn bblloowwss ttoo tthhee ffaaccee ooff rreevveerrssee
ssppeecciimmeenn.. AAfftteerr ccoommppaaccttiioonn rreemmoovvee tthhee bbaassee ppllaattee aanndd aallllooww tthhee
ssppeecciimmeenn ttoo ccooooll iinn aatt uunnttiillll nnoo ddeeffoorrmmaattiioonn wwiillll rreessuulltt wwhheenn
rreemmoovviinngg iitt ffrroomm tthhee mmoouulldd.. RReemmoovvee tthhee ssppeecciimmeenn ffrroomm tthhee mmoouulldd
bbyy mmeeaannss ooff aanndd eexxttrruussiioonn jjaacckkss oorr bbyy ootthheerr ccoommpprreessssiioonn ddeevviiccee
aanndd tthheenn ppllaaccee oonn aa ssmmooootthh aanndd lleevveell ssuurrffaaccee uunnttiillll rreeaaddyy ffoorr tteessttiinngg..
NNoorrmmaallllyy ssppeecciimmeennss aarree aalllloowweedd ttoo ccoooolleedd oovveerrnniigghhtt..

TTEESSTT PPRROOCCEEDDUURREE
IInn MMaarrsshhaallll MMeetthhoodd eeaacchh ccoommppaacctteedd tteesstt ssppeecciimmeenn iiss ssuubbjjeecctteedd ttoo tthhee ffoolllloowwiinngg tteesstt::
 11)) BBuullkk ssppeecciiffiicc ggrraavviittyy ddeetteerrmmiinnaattiioonn
 22)) SSttaabbiilliittyy aanndd FFllooww TTeesstt
 33)) DDeennssiittyy aanndd VVooiidd aannaallyyssiiss
SSTTAABBIILLIITTYY AANNDD FFLLOOWW TTEESSTT::
 AAfftteerr tthhee bbuullkk ssppeecciiffiicc ggrraavviittyy ooff tthhee tteesstt ssppeecciimmeenn hhaass bbeeeenn ddeetteerrmmiinneedd,, SSttaabbiilliittyy
 FFllooww tteesstt iiss ppeerrffoorrmmeedd aass ffoolllloowwss::
 11)) IImmmmeerrssee ssppeecciimmeenn iinn wwaatteerr bbaatthh aatt 6600°°CC±±11°°CC ffoorr 3300 ttoo 4400 mmiinnuuttee bbeeffoorree tteesstt..
 22)) TThhoorroouugghhllyy cclleeaann iinnssiiddee ssuurrffaaccee ooff tteessttiinngg hheeaadd.. TTeemmppeerraattuurree ooff hheeaadd sshhaallll bbee
mmaaiinnttaaiinneedd bbeettwweeeenn 2211°°CC ttoo 3388°°CC uussiinngg aa wwaatteerr bbaatthh.. LLuubbrriiccaattee gguuiiddee rroodd wwiitthh tthhiinn
ffiillmm ooff ooiill ssoo tthhaatt uuppppeerr tteesstt hheeaadd wwiillll sslliiddee ffrreeeellyy wwiitthhoouutt bbiinnddiinngg.. IIff aa pprroovviinngg rriinngg iiss
uusseedd ttoo mmeeaassuurreedd aapppplliieedd llooaadd,, sseeee tthhaatt ddiiaall iinnddiiccaattoorr iiss ffiirrmmllyy ffiixxeedd aanndd zzeerrooeedd aatt nnoo
llooaadd ppoossiittiioonn..
 33)) WWiitthh tteessttiinngg aappppaarraattuuss iinn rreeaaddiinneessss,, rreemmoovvee tthhee tteesstt ssppeecciimmeenn ffrroomm wwaatteerr bbaatthh aanndd
ccaarreeffuullllyy ppllaaccee ssppeecciimmeenn iinn tteessttiinngg hheeaadd aanndd cceennttrree iitt iinnttoo ppoossiittiioonn..
 55)) AAppppllyy tteesstt llooaadd ttoo tthhee ssppeecciimmeenn aatt ccoonnssttaanntt rraattee ooff ddeeffoorrmmaattiioonn 22 iinncchheess
((5511 mmmm)) ppeerr mmiinnuuttee uunnttiill ffaaiilluurree ooccccuurrss.. TThhee ttoottaall nnoo.. ooff KKgg rreeqquuiirreedd ttoo pprroodduuccee ffaaiilluurree
ooff tthhee ssppeecciimmeenn aatt 6600°°CC sshhaallll bbee rreeccoorrddeedd aass iittss MMaarrsshhaallll ssttaabbiilliittyy vvaalluuee..
 66)) WWhhiillee ssttaabbiilliittyy tteesstt iiss iinn pprrooggrreessss,, hhoolldd tthhee ffllooww mmeetteerr ffiirrmmllyy iinn ppoossiittiioonn oovveerr aa gguuiiddee
rroodd aanndd rreemmoovvee aass tthhee llooaadd bbeeiinngg ttoo ddeeccrreeaassee bbyy ttaakkiinngg rreeaaddiinngg aanndd rreeccoorrddiinngg iitt.. TThhiiss
rreeaaddiinngg iiss tthhee ffllooww vvaalluuee ffoorr tthhee ssppeecciimmeenn,, eexxpprreesssseedd iinn uunniitt ooff 11//110000 iinncchheess ((00..2255
mmmm))..
 77)) TThhee eennttiirree pprroocceedduurree,, bbootthh ssttaabbiilliittyy aanndd ffllooww tteesstt,, ssttaarrttiinngg wwiitthh rreemmoovvaall ooff ssppeecciimmeenn
ffrroomm wwaatteerr bbaatthh uupp ttoo tteessttiinngg tthhee ssppeecciimmeenn aanndd ttaakkiinngg tthhee rreeaaddiinngg sshhaallll bbee ccoommpplleetteedd
wwiitthhiinn aa ppeerriioodd ooff 3300 sseeccoonnddss..
8

MMAARRSSHHAALLLL DDEESSIIGGNN
9
CCRRIITTEERRIIAA
DETAIL DBM SDBM BC/AC
STABILITY(KG) 900 820 900
FLOW(MM) 2 TO 4 2 TO 4
2 TO 4
VIM (%) 3 TO 6
3 TO 6
3 TO 6
VFB (%) 65 TO 75
65 TO 78 65 TO 75
SEE THE
TABLE
BELOW MAXI MUM
SIZE
OF
AGG
.(MM)
AIR VOIDS
3% 4%
5%
9.5 14 15 16
12.5 13 14 15
19.0 12 13 14
25.0 11 12 13
37.5 10 11 12

TRENDS AANNDD RREELLAATTIIOONN OOFF
2.64
2.62
2.60
2.58
2.56
2.54
80.00
70.00
60.00
10
TTEESSTT DDAATTAA
CDM
2.52
1 2 3 4 5
STABILITY
1400
1300
1200
1100
1 2 3 4 5
FLOW
5
4.5
4
1 2 3 4 5
VIM
9.000
8.000
7.000
6.000
5.000
4.000
3.000
1 2 3 4 5
VMA
21.00
20.50
20.00
19.50
19.00
18.50
18.00
17.50
17.00
1 2 3 4 5
%BITUMEN
VMA
VFB
50.00
1 2 3 4 5
%BITUMEN
VFB

DETERMINATION OOFF OOPPTTIIMMUUMM
BBIINNDDEERR CCOONNTTEENNTT
11
DETAILS CRITERIA TO FIND
OBC
SATISFYING CRITERIA
STABILITY (KG) PEAK OF THE CURVE ABOVE MINI. VALUE
FLOW (MM) AVERAGE VALUE 2T04
CDM (gm/cc) PEAK OF THE CURVE -
VIM(%) AVERAGE VALUE 3TO5OR3TO6
VMA (%) TANGENTIAL POINT REFER ABOVE TABLE
VFB (%) AVERAGE VALUE RANGE WILL BE GIVEN
DEPENDING ON TYPE

AADDJJUUSSTTMMEENNTT AANNDD
EEVVAALLUUAATTIIOONN OOFF MMIIXX
12
DDEESSIIGGNN
TThhee ffoolllloowwiinngg iiss aa ggeenneerraall gguuiiddee ffoorr aaddjjuussttiinngg tthhee ttrriiaall mmiixx
bbuutt tthhee ssuuggggeessttiioonn oouuttlliinnee mmaayy nnoott nneecceessssaarriillyy aappppllyy iinn
aallll ccaasseess..
 VVOOIIDDSS LLOOWW SSTTAABBIILLIITTYY LLOOWW
 VVOOIIDDSS LLOOWW SSTTAABBIILLIITTYY SSAATTIISSFFAACCTTOORRYY
 VVOOIIDDSS SSAATTIISSFFAACCTTOORRYY SSTTAABBIILLIITTYY LLOOWW
 VVOOIIDDSS HHIIGGHH SSTTAABBIILLIITTYY SSAATTIISSFFAACCTTOORRYY
 VVOOIIDDSS HHIIGGHH SSTTAABBIILLIITTYY LLOOWW

Marshall mix design method

More Related Content

What's hot (20)

Viewers also liked (20)

Similar to Marshall mix design method (20)

Marshall mix design method