présentation généralejf2
TRANSCRIPT
Fondation
Partie Supérieuredes Terrassements
(P.S.T.)
Couche de forme
BaseLiaison
RoulementSurface
Assise
La méthode française de dimensionnement
Objectif : déterminer la nature etl’épaisseur des couches del’ensemble de la chaussée
La méthode française de dimensionnement
Le dimensionnement se déduit par une approche mécanique fonction :
La chaussée subit un endommagement structurel sous l’effet de chargements répétés entraînant :
- des caractéristiques de résistance des matériaux (essais de laboratoire)- des sollicitations (trafic, conditions climatiques)
- des déformations permanentes du sol-support et des couches non liées- de la fissuration par fatigue des couches liées (bitumineuses ou traitées au L.H.).
Modèle mécanique de la chaussée
130 kN
130 kN
Z (PF)
Modèle mécanique de la chaussée
T (M.B.)/T(MT.L.H)
-Le TRAFIC CUMULÉ que supportera la chaussée (augmentation de trafic annuel ? )
-Le RISQUE DE RUINE admis sur la chaussée ( % de dégradations admis )
-La DURÉE DE VIE de la chaussée ( 5 , 10 , 15 , 20 ans ou plus)
Particularité fondamentale du caractère « PROBABILISTE » du dimensionnement.
-Le COMPORTEMENT EN FATIGUE des matériaux d’assises de la chaussée
Déterminé par essais en laboratoire pente de la droite de fatigue (b) fonction du matériau.
Compte tenu de la dispersion de l’essai écart type de dispersion fonction du matériau
-On tiendra compte de LA DISPERSION DES ÉPAISSEURS des couches, des EFFETS THERMIQUES ( noir ) et d’un CALAGE corrigeant l’écart entre la prédiction de la démarche de calcul et l’observation du comportement réel
-L’ AGRESSIVITÉ des véhicules passant sur la chaussée(silhouettes, répartition )
La méthode française de dimensionnement
Caractéristiques des matériaux
•Acier•Béton•Grave Ciment•EME•Sable Hydraulique•GB •BBSG•LTCC•Caoutchouc
•100 000 MPa• 40 000 MPa• 25 000 MPa• 14 000 MPa• 10 000 MPa• 9 000 MPa• 5 000 MPa• 5 000 MPa• 10 MPa
• Les modules d’élasticité des matériaux traités aux liants hydrauliques sont constants(insensibles à la température) • Les modules d’élasticité des matériaux traités aux liants hydrocarbonés (noir) sont eux par contre évolutifs avec la température ; comportement visco-élastique
Exemple : -10° 12 000 MPa 10° 10 000 MPa 40° 1 000 MPa
Caractéristiques des matériaux• Essai de fatigue en
flexion à déplacement imposé
• Essai de module complexe
Essai de fatigue
1000 10000 100000 1000000 10000000
NOMBRES DE CYCLES (durée de vie )
6
15°C 10 Hz
Déformation admissible à la base de la couche sollicitée
t admissible = f(6, E, NE)kr.kc.ks
kr ajustement sur la dispersion d’épaisseur
kc coefficient calage vis-à-vis du comportement observé de chaussées de
même type
ks coefficient minorateur pour l’hétérogénéité de portance de plate forme
loi de fatigue :t,adm = 6 x (N/106)b
6
logN
Log
Principe général du dimensionnement
Modélisation mécanique Comportement en fatigue
Charge réelle ±
complexe
Charge de référence
t
z
t calculée < t admissible et z calculée < z admissible
Modèle
Sol
Matériaux
Climat
t
éq
Trafic
x NE
t,cal
h
log t,adm
log Nh solution
Dimensionnement mécanique
Prise encomptedu trafic
Connaissance de la charge
Quelle charge ?
Quelle charge ?
Quelle charge ?
La résistance aux conditions climatiques
Remontée d’eau par cryosuccion
Propagation du front de gel
Ou au dégel?
Dimensionnement au gel
Résistance aux conditions climatiques
Le drainage
Détermination des épaisseurs des chaussées
• Aire industrielle • Route
Un sous dimensionnement est fatal !
Construction de la route
• Terrassement et fond de forme
Construction de la route
• Terrassement et fond de forme
• Couches d’assises
Construction de la route
• Terrassement et fond de forme
• Couches d’assises• Couche de roulement
Réalisation des enrobés bitumineux
• Rappels: généralités sur les enrobés
• Fabrication des enrobés en centrale d’enrobage
• Application et compactage des enrobés
Généralités: Composition
• Granulats : de 90 à 96 %– Plusieurs fractions
granulaires – Fines appelées filler
Généralités: Composition
• Granulats : de 90 à 96 %– Plusieurs fractions
granulaires – Fines appelées filler
• Bitume pur ou modifié: de 4 à 10%
Généralités: Composition
• Granulats : de 90 à 96 %– Plusieurs fractions
granulaires – Fines appelées filler
• Bitume pur ou modifié : de 4 à 10%
• Éventuellement dope – affinité et adhésivité liant
granulats– 0,3 à 0,5 % de la masse de
bitume (ajout en centrale)
Généralités: Composition
• Granulats : de 90 à 96 %– Plusieurs fractions
granulaires – Fines appelées filler
• Bitume pur ou modifié : de 4 à 10%
• Éventuellement dope – affinité et adhésivité liant
granulats– 0,3 à 0,5 % de la masse de
bitume (ajout en centrale)• Additifs pour performance
particulière recherchée; exemple PE
Généralités – Composition Granulats
• Granulats : 3 à 4 fractions + filler (si nécessaire)
– Propres et bien gradués,
– Caractéristiques adaptées,
– Stockage correct !
– Recyclage possible d’agrégats d’enrobés.
Généralité – CompositionTeneur en vides
• Enrobés : Granulats + bitume + vides d’air– Choix de la granulométrie, teneur en filler,– Teneur en bitume.
• Nécessité de réduire la teneur en vides densifier par compactage
– Cohésion des enrobés,– Performances mécaniques,– Durée de vie sous trafic.
• Compacité = 100 – teneur en vides (%) (100 x MVa/MVr)
– Résistance au désenrobage par l’eau,
– Résistance aux déformations : pas d’orniérage,
– Rigidité : module (T°, temps d’application de la charge),
– Durée de vie sous trafic : fatigue,
– Rugosité, drainabilité
GénéralitésPrincipales performances demandées
}
Enrobés Enrobés structurantsstructurants
Couche de Couche de roulementroulement
GénéralitésPerformances physico mécaniques
• Paramètres les plus influents– Caractéristiques granulats et liant, affinité entre eux,– Composition : granulométrie, teneur en filler et liant…– Teneur en vides,– Conformités fabrication et mise en œuvre.
• Suivant fonction et usage des enrobés– Normes pour chaque catégorie,– Performances requises par le marché,– Connaissance de l’usage.
L’étude de formulation est nécessaire !L’étude de formulation est nécessaire !
Fabrication des enrobés en centrale d’enrobage
Centrale discontinue:
production « épicerie »
Étalonnage Étalonnage préalablepréalable
Attention Attention aux aux surchauffessurchauffes
Centrale année 50
AUSTERLITZ 1805
AUSTERLITZ 2003
SLME
Centrale continue : gros chantier avec production Centrale continue : gros chantier avec production
à grand rendement sans changement fréquent de à grand rendement sans changement fréquent de formuleformule
Tambour Tambour sécheur sécheur enrobeur (TSE)enrobeur (TSE)
Application et compactage des enrobés bitumineux
Le finisseur
Le finisseur - Objectif
• Assurer– L’altimétrie– L’épaisseur des couches– L’uni: confort et sécurité de l’automobiliste
• Petites ondes: = 0.7 m à 2.8 m
• Moyennes ondes: = 2,8 m à 11,3 m
• Grandes ondes: = 11,3 m à 45 m
Nivellement : Vérins - bras - table
Vérin – réglage de la hauteur du point d’attache
Dameurs (tampers)Facilitent le passage de l’enrobé sous la table
VibrationPrécompactage de
l’enrobé
BRASAssure la traction
libre de la table
Principe de Principe de fonctionnementfonctionnement
Profil en traversCorrection de dévers
« pendule »• Guidage sur le côté qui demande le plus de
correction
• Utilisation du correcteur de pente
Profil en traversProfil en toit
• Réglage du bombement de 0 à 4 %
Poutres enjambeuses 18 m
Poutres enjambeuses de 18 Poutres enjambeuses de 18 mètresmètres
Autoroute A115Autoroute A115
Nivellement à la poutre
– Correction des Moyennes Ondes (couches de base et de liaison)
– Longueur variable entre 12 et 18 mètres.
– Prend sa référence en amont du finisseur ainsi que sur le tapis répandu en aval de la table.
– La relation des écarts de ces deux ensembles est transmise par deux éléments qui sont articulés en leur axe. Le palpeur va donc lire la variation de ces valeurs pour corriger le nivellement dans le profil en long.
Guidage laser
- Simple : Plan de référence
- Évolué: Système D&PS, cartographie intégrée
Améliore les Améliore les cadences et l’uni cadences et l’uni
résultantrésultant
Amélioration de l’uni: alimentateur de finisseur
Compactage des enrobés• Densifie l’enrobé
(ou réduit la teneur en vide)
• Optimise les performances de l’enrobé
• Pérennise la chaussée
• Agit sur la macro texture (Rugosité)
• Définition : Définition :
Compacité %Compacité % = 100x MVA/MVR = 100x MVA/MVR
Teneur en videTeneur en vide %% = 100 – compacité % = 100 – compacité %
Le compactage
• Objectif :– Atteindre la densité nominale de l’enrobé
• Obtention des caractéristiques mécaniques et de surface
• Moyens:– Atelier de compactage adapté
• À la formule• À l’épaisseur• À la cadence
– Respect du plan de compactage
Compactage principes• Le compacteurs vibrants tandems
– Leur efficacité en profondeur dépend de leur masse et de leur masse linéique (Kg/ m de génératice)
– Leur rendement dépend de leur largeur– Les compacteurs tandems légers permettent d’assurer les finitions et
points singuliers
• Les compacteurs à pneus (maxi 3 t/roue)– Compactent efficacement en profondeur– Peuvent coller sur les bitumes modifiés– Peuvent améliorer l’adhérence sur des formules trop fermées– Lourds à transporter, ils sont trop peu utilisés – Ils peuvent le plus souvent être remplacés par des tandems lourds
Efficacité
En augmentant la masse ou l’amplitude de vibration,
on augmente l’efficacité
Compacteurs vibrants tandem
VT0: 7,5 ≤ (M1/L)×AO ≤ 15 et AO≥0,2ou 15 et 0,2≤AO≤0,6
VT1: 15 ≤ (M1/L) ×AO ≤ 25 et AO≥0,6ou 25 et 0,6≤AO≤0,8
VT2: 25 ≤ (M1/L) AO ≤ 40 et AO≥0,8ou 40 et 0,8≤AO≤1,0
-(M1/L) masse par longueur de génératrice en kg/cm- AO amplitude nominale à vide en mm
CLASSIFICATION
Compacteurs à pneumatiques
PL0: CR < 15P0: 15< CR <25P1: 25< CR <40P2: 40< CR <60
CR = Charge par roue en kN
Réglages vibration des tandems
Fréquence40 Hz à 70 Hz
Amplitude0,2 mm à 0,9 mm
remarques
Enrobés très minces et drainants
Haute Minimale2 passes maximum vibrées,
sinon en lisse
Engins légers
3,5 à 6 cm Hauteà ajuster selon
support et conditions
En principe amplitude moyenne sur engins lourds / forte sur
engins légers
Enrobés épais 7 cm
Basse Forte --
Enrobés très épais 11 cm
Basse MaximaleEmploi de compacteurs lourds
indispensable
Compacteurs évolués:
• Réglage automatique de l’amplitude de vibration en fonction de la rigidification de l’enrobé
Compacteurs évolués:
• Vibration et oscillation
• Ouvrages d’art
• Zones urbaines sensibles
• Travail de nuit
Classique
HAMM Vibration
HAMM Oscillation
Les must…
Compactage et uni
• Une mauvaise pratique du compactage détériore l’uni de l’enrobé
Consignes pour une réalisation réussie
• Respect des consignes de fabrication et transport: T°C, granulométries, teneur en bitume, pas de fuel dans les bennes, camions bâchés (nombre adapté au rendement) …
• Préparation du support - Couche d’accrochage impérative
Consignes pour une réalisation réussie
• Respect des consignes de fabrication et transport: T°C, granulométries, teneur en bitume, pas de fuel dans les bennes, camions bâchés (nombre adapté au rendement) …
• Préparation du support• Couche d’accrochage
impérative• Respect : épaisseur,
température, conditions météo
Consignes pour une réalisation réussie• Réglage du finisseur (et des
poutres): vitesse constante, approvisionnement régulier, arrêts limités.
• Utiliser des compacteurs adaptés: charge, pression gonflage, protection du vent des pneus (jupe),fréquence de vibration
• Vérifier le nombre de passes et le balayage correct de la largeur à compacter, planche d’essai si nécessaire
• Limiter les joints (points faibles), les badigeonner à l’émulsion et les compacter
Réussir les enrobés, pas si Réussir les enrobés, pas si difficile…difficile…
Piste de Roissy 2