DESIGN AND CONSTRUCTION OF A GEOSYNTHETIC REINFORCED PAVEMENT ON WEAK SUBGRADE

Sam Bhat, Venkat Lakkavalli, Dr. Jimmy Thomas

In the proceedings of: GeoQuébec 2015: 68th Canadian Geotechnical Conference & 7th Canadian Permafrost Conference

Session: Transportation and Linear Infrastructure III / Transports et infrastructures linéaires III

ABSTRACT: This paper describes the salient features of the design and construction of a geosynthetic reinforced pavement and presents initial assessment of the performance. The project involved rehabilitation of old and damaged roads in the City of Calgary in Canada. At many locations the existing pavement was a full-depth asphalt pavement which was up to 20 years old and was in a distressed state. Poor sub-grade conditions were indicated to be one of the major causes for the distress in the pavement. As part of the city roads rehabilitation program, it was required to reconstruct the pavement as a pilot project. The proposed solution required replacement of the existing distressed pavement with a design comprising asphaltic concrete, granular base and granular sub-base. This required excavations to accommodate the designed pavement thickness. To minimize the disruptions and inconvenience to the road users, it was desirable to minimize the depth of excavation. Therefore it was necessary to minimize the pavement thickness as far as possible. It is known that reinforcement of the pavement with geosynthetics enhances the strength and stiffness of the pavement and also contributes to the fatigue life of the overlay and hence a reinforced pavement of lower thickness can give the same level of performance as an unreinforced pavement. Alternatives with different types and combinations of geosynthetics were evaluated. A design in which a bitumen coated fiberglass grid was incorporated at the center of the asphalt concrete layer and a biaxial geogrid composite comprising of a stiff polypropylene biaxial geogrid bonded to a nonwoven geotextile was incorporated at the bottom of granular sub-base was finally adopted for one section and only bitumen coated fiberglass grid was incorporated for the other section. The pavement was constructed without any significant issues and the initial assessment of the performance seems to be quite encouraging. The paper describes the site conditions and constraints, evaluation of alternative designs, design of the geosynthetic reinforced pavement, construction and the initial assessment of performance.

RÉSUMÉ: Le présent document décrit les principales caractéristiques de la conception et de la construction d™une chaussée renforcée par un matériau géosynthétique et décrit l™évaluation initiale de son rendement. Le projet visait la remise en état de vieilles routes endommagées à Calgary, au Canada. En de nombreux endroits, la chaussée existante, entièrement en asphalte, datait d™une vingtaine d™années et était lourdement endommagée. Selon des indications, le mauvais état du sous-sol était l™une des principales causes de la détérioration importante de la chaussée. Il fallait, dans le cadre du programme de remise en état des routes de la ville, reconstruire la chaussée. La solution proposée nécessitait le remplacement de la chaussée endommagée existante par une structure composée d™une base en béton asphaltique et granulaire et d™une fondation granulaire. L™épaisseur de la chaussée voulue nécessitait des travaux de terrassement. Pour que les usagers des routes subissent le moins de perturbations et d™inconvénients possibles, il fallait réduire au minimum l™ampleur de ces travaux. Il fallait donc réduire le plus possible l™épaisseur de la chaussée. On sait que l™armature de la chaussée par des matériaux géosynthétiques en renforce la solidité et la rigidité et contribue également à la durée de vie du revêtement, ce qui veut dire qu™une chaussée renforcée de moindre épaisseur peut donner le même rendement qu™une chaussée non renforcée. Des solutions de rechange faisant appel à des combinaisons et à des types différents de matériaux géosynthétiques ont été évaluées. On a finalement décidé d™adopter pour un tronçon une conception dans laquelle une grille de fibres de verre recouverte de bitume a été intégrée au centre de la couche de béton asphaltique et un composite de géogrille biaxiale, comprenant une géogrille biaxiale en polypropylène rigide liée à un géotextile non tissé à fibres longues, a été intégré à la base de la fondation granulaire, et pour l™autre tronçon, de n™utiliser qu™une grille en fibres de verre recouverte de bitume. La chaussée a été construite sans problèmes particuliers et l™évaluation initiale du rendement semble donner des résultats très encourageants. Le document décrit les conditions et les contraintes du site, l™évaluation des autres possibilités de conception, la conception de la chaussée renforcée par des matériaux géosynthétiques, la construction et l™évaluation initiale du rendement.

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