Michigan Department of TransportationPavement Demonstration ProgramMichigan Department of TransportationPavement Demonstration Program
Rep. Rick Olson’s 2012 Best Practices Conferenceon Road and Bridge MaintenanceRep. Rick Olson’s 2012 Best Practices Conferenceon Road and Bridge Maintenance
Curtis BleechCurtis Bleech
Pavement Operations EngineerPavement Operations Engineer
August 16, 2012August 16, 2012
Pavement DemonstrationPavement Demonstration
LCCA LawLCCA Law
Legally Can Not Perform DemonstrationProjectLegally Can Not Perform DemonstrationProject
No Equivalent Pavement DesignNo Equivalent Pavement Design
No Performance DataNo Performance Data
Development of Pavement Demonstration LawDevelopment of Pavement Demonstration Law
Allows Demonstration Projects WithoutPerforming LCCAAllows Demonstration Projects WithoutPerforming LCCA
Pavement Demonstration LawPavement Demonstration Law
Allows four demo projects per year withouthaving to go through life-cycleAllows four demo projects per year withouthaving to go through life-cycle
“…to evaluate new construction methods,materials, or design”“…to evaluate new construction methods,materials, or design”
“Each demonstration project shall includemeasurable goals and objectives for determiningthe success of that project”“Each demonstration project shall includemeasurable goals and objectives for determiningthe success of that project”
 “The department shall make final report foreach demonstration project…that assesses thecost-effectiveness and performance…” “The department shall make final report foreach demonstration project…that assesses thecost-effectiveness and performance…”
Pavement Demonstration LawPavement Demonstration Law
Criteria for selection:Criteria for selection:
Designs intended to increase pavement lifeexpectancyDesigns intended to increase pavement lifeexpectancy
Designs intended to improve performance,including:Designs intended to improve performance,including:
FrictionFriction
Surface stressSurface stress
Noise reductionNoise reduction
Improved ride qualityImproved ride quality
Comparisons of performance of various types ofpavementComparisons of performance of various types ofpavement
Pavement Demonstration LawPavement Demonstration Law
Pavement costs for demo projects must balancewithin 20% between the two paving materialsover two year periodPavement costs for demo projects must balancewithin 20% between the two paving materialsover two year period
Director has to provide an annual report ondemonstration projects to the State House andSenate Transportation CommitteesDirector has to provide an annual report ondemonstration projects to the State House andSenate Transportation Committees
Pavement DemonstrationPavement Demonstration
Examples of Project TypesExamples of Project Types
White-topping (concrete over HMA)White-topping (concrete over HMA)
Thin un-bonded concrete overlay (4”)Thin un-bonded concrete overlay (4”)
Low-volume concrete reconstruct (6”)Low-volume concrete reconstruct (6”)
Perpetual HMA pavement (40 year design)Perpetual HMA pavement (40 year design)
Perpetual HMA pavement on rubblizedconcrete (40 year design)Perpetual HMA pavement on rubblizedconcrete (40 year design)
Demonstration ProjectsDemonstration Projects
Demonstration ProjectsDemonstration Projects
I-75 near West BranchI-75 near West Branch
6” unbonded concrete overlay on NB6” unbonded concrete overlay on NB
Rubblize and HMA resurface on SBRubblize and HMA resurface on SB
Both projects constructed concurrentlyBoth projects constructed concurrently
Several test sections involving undoweled anddoweled joints, 10’ and 12’ joint spacing, sealed andunsealed jointsSeveral test sections involving undoweled anddoweled joints, 10’ and 12’ joint spacing, sealed andunsealed joints
Minor longitudinal crackingMinor longitudinal cracking
Demonstration ProjectsDemonstration Projects
I75NO4
Demonstration ProjectsDemonstration Projects
DSC00132
Demonstration ProjectsDemonstration Projects
M-84 between Saginaw and Bay CityM-84 between Saginaw and Bay City
40 year HMA perpetual pavement design on SB(existing roadbed) 6.5” HMA, 12” agg. base, 14”sand subbase40 year HMA perpetual pavement design on SB(existing roadbed) 6.5” HMA, 12” agg. base, 14”sand subbase
Normal 20 year HMA design on NB (new roadbed)Normal 20 year HMA design on NB (new roadbed)
6.5” HMA, 6”agg. base, 18” sand subbase6.5” HMA, 6”agg. base, 18” sand subbase
Perpetual pavement HMA polymerizedPerpetual pavement HMA polymerized
Very few distresses on SBVery few distresses on SB
Demonstration ProjectsDemonstration Projects
DSC00496
Demonstration ProjectsDemonstration Projects
M-3 (Gratiot Ave.) in DetroitM-3 (Gratiot Ave.) in Detroit
Thin unbonded overlay (4”)Thin unbonded overlay (4”)
Existing composite, HMA milled down and new 1”separator layer placedExisting composite, HMA milled down and new 1”separator layer placed
Four test sections – two separator layers and sealedand unsealed jointsFour test sections – two separator layers and sealedand unsealed joints
Joint spacing 5’ to 6’Joint spacing 5’ to 6’
Potential 15 year fixPotential 15 year fix
Some panels have been replaced due to crackingSome panels have been replaced due to cracking
Demonstration ProjectsDemonstration Projects
DSC00069
DSC00082
Demonstration ProjectsDemonstration Projects
DSC00293
Demonstration ProjectsDemonstration Projects
IMG_3561
Demonstration ProjectsDemonstration Projects
M-13 in PinconningM-13 in Pinconning
Low-volume concrete designLow-volume concrete design
Reconstruct with 6” of concrete, 6” of dense-graded agg.base, and 12” of sand subbaseReconstruct with 6” of concrete, 6” of dense-graded agg.base, and 12” of sand subbase
5.5’ joint spacing in both directions5.5’ joint spacing in both directions
No dowel bars at transverse jointsNo dowel bars at transverse joints
Unsealed jointsUnsealed joints
15 to 20 year expected life15 to 20 year expected life
Performing very wellPerforming very well
New cracks at approach to structure at PinconningRiverNew cracks at approach to structure at PinconningRiver
Demonstration ProjectsDemonstration Projects
DSC00517
Demonstration ProjectsDemonstration Projects
I-96 WB in DetroitI-96 WB in Detroit
40 year perpetual pavement design40 year perpetual pavement design
14” HMA, 16” OGDC, 8” sand subbase, 12” limestabilized subgrade14” HMA, 16” OGDC, 8” sand subbase, 12” limestabilized subgrade
Normal 20 year JPCP design on EBNormal 20 year JPCP design on EB
Not side by side comparisonNot side by side comparison
No distresses in the perpetual pavementNo distresses in the perpetual pavement
Demonstration ProjectsDemonstration Projects
M-99 in SpringportM-99 in Springport
Low-volume concreteLow-volume concrete
Reconstruct with 6” of concrete, 6” of dense-graded agg.base, and 12” of sand subbaseReconstruct with 6” of concrete, 6” of dense-graded agg.base, and 12” of sand subbase
6’ joint spacing in both directions6’ joint spacing in both directions
No dowel bars at transverse jointsNo dowel bars at transverse joints
Unsealed jointsUnsealed joints
15 to 20 year expected life15 to 20 year expected life
Early age cracking (possibly late sawing)Early age cracking (possibly late sawing)
Demonstration ProjectsDemonstration Projects
DSC00276
Demonstration ProjectsDemonstration Projects
I-75 NB in Cheboygan CountyI-75 NB in Cheboygan County
40 year HMA perpetual pavement design on NBover rubblized concrete 8.0” HMA40 year HMA perpetual pavement design on NBover rubblized concrete 8.0” HMA
NB also had concrete reconstruct and unbondedoverlayNB also had concrete reconstruct and unbondedoverlay
Unbonded overlay on SB the previous yearUnbonded overlay on SB the previous year
Not side by side comparisonNot side by side comparison
Demonstration ProjectsDemonstration Projects
M-1 (Woodward Ave.) in DetroitM-1 (Woodward Ave.) in Detroit
Thin unbonded overlay (4”)Thin unbonded overlay (4”)
Existing composite, HMA milled down and new 1”separator layer placedExisting composite, HMA milled down and new 1”separator layer placed
Joint spacing 5’ to 6’ and sealedJoint spacing 5’ to 6’ and sealed
ResultsResults
Some observations at early agesSome observations at early ages
Sealing of joints appears beneficial to helpprevent water infiltrationSealing of joints appears beneficial to helpprevent water infiltration
Perpetual HMA pavement showing less crackingthan comparison sectionPerpetual HMA pavement showing less crackingthan comparison section
For thin un-bonded concrete overlays, drainableHMA interlayer showing less cracking thandense graded interlayerFor thin un-bonded concrete overlays, drainableHMA interlayer showing less cracking thandense graded interlayer
Low-volume concrete design has little crackingto dateLow-volume concrete design has little crackingto date
Candidate ProcessCandidate Process
Can be just portion of larger projectCan be just portion of larger project
Typically get buy-in from industry groupsTypically get buy-in from industry groups
Candidate project is submitted to EngineeringOperations Committee with workplanCandidate project is submitted to EngineeringOperations Committee with workplan
Experimental featureExperimental feature
Potential benefitsPotential benefits
Monitoring planMonitoring plan
Reports to be writtenReports to be written
Candidate ProcessCandidate Process
If EOC approves, it becomes an officialDemonstration ProjectIf EOC approves, it becomes an officialDemonstration Project
Candidate projects must be submitted beforeany life-cycle documents are submittedCandidate projects must be submitted beforeany life-cycle documents are submitted
Currently no extra funding for demonstrationprojectsCurrently no extra funding for demonstrationprojects
Plan For Future Demo’sPlan For Future Demo’s
Types of projects:Types of projects:
White-topping (regular and ultra-thin)White-topping (regular and ultra-thin)
Thin un-bonded overlayThin un-bonded overlay
Low-volume concrete reconstructionLow-volume concrete reconstruction
Perpetual pavement on rubblized concretePerpetual pavement on rubblized concrete
Long life concrete reconstructionLong life concrete reconstruction
HMA over stabilized baseHMA over stabilized base
Others?Others?
Questions?Questions?
End construction