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Analyse des déformations d’une chaussée contenant des matériaux bitumineux recyclés à froid

Diffiné, Thomas (2012). Analyse des déformations d’une chaussée contenant des matériaux bitumineux recyclés à froid. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

L’utilisation des enrobés recyclés à froid dans les chaussées bitumineuses est une tendance de plus en plus répandue pour ses aspects économiques et écologiques. A chaque nouvelle formulation, leurs performances doivent être testées afin d’évaluer d’éventuels risques de dégradations. Les déformations internes induites par le passage de charges lourdes telles que des camions peuvent nuire à l’intégrité de la chaussée si elles sont trop importantes.

Dans le cadre de ce mémoire, deux types de matériaux recyclés ont été testés en situation réelle. Des jauges de déformation ont été implantées à différents niveaux d’une structure de chaussée. Deux campagnes d’essais de déflectomètre à masse tombante (FWD) ont été menées à un an d’intervalle dans le but de comparer les résultats obtenus et en tirer des conclusions sur les performances de ces matériaux. Les déformations de surface (bassins de déflexion) et internes (jauges) ont été analysées. Des calculs de modules élastiques et des modélisations ont ensuite permis de vérifier la validité des analyses.

Il a été montré que les essais de FWD sont un bon outil d’auscultation des chaussées qui permet de calculer des paramètres structuraux intéressants pour leur conception. Couplés aux jauges de déformation, ils permettent de simuler le passage d’une charge roulante à une vitesse de 70 km/h. Ainsi, les déformations longitudinales, présentant à la fois des contractions et des extensions, et les déformations transversales, uniquement des extensions, peuvent être étudiées. Le rétro-calcul des modules élastiques à partir des bassins de déflexion reste une méthode incertaine de part le fait que les inconnues sont nombreuses. La variation d’un paramètre comme les épaisseurs des couches ont une grande influence sur les résultats des calculs. Mais les modélisations avec Alizé-LCPC ont permis de valider l’ordre de grandeur de ces modules calculés en les comparants aux mesures réelles des jauges.

Bien que les mesures et les modélisations correspondent dans l’ensemble, il a été démontré que le type d’enrobés recyclés étudié ne répondait pas aux exigences attendues, manquant de cohésion et rendant difficile l’interprétation des résultats. De nouvelles études sont néanmoins envisageables en gardant le même protocole d’essais adapté à ce type de projet.

Résumé traduit

The use of cold recycled asphalt in flexible pavement is a more and more common trend because of its economical and ecological aspects. For each new mixing design, the performances have to be tested in order to prevent risks of cracking or rutting. Internal deformations caused by heavy loads such as trucks can be harmful for the integrity of the structure if they are too high.

In the context of this research program, two kinds of recycled materials have been tested in the field. Asphalt strain gages have been placed at different depths of the road structure. Two series of falling weight deflectometer (FWD) tests have been carried out one year apart to compare the data and to analyze the performances of the cold recycled mixes. Surface deflections (deflection basins) and internal deformations (gages) have been analyzed. Elastic modulus backcalculations and modeling of the pavement behavior have enabled us to validate the analyses.

It has been shown that FWD tests are a good tool to evaluate roads and to calculate structural parameters that are interesting for pavement design. Along with the strain gages, test with FWD can simulate the action of a moving load that goes at 70 km/h. Longitudinal deformations, showing compression and tension, and transversal deformations, showing only tension, can be studied. Backcalculation of the elastic moduli using the deflection basins is still an uncertain method because there are too many unknown parameters. Variations of one of those, layer thickness for example, have an important effect on the backcalculation results. Although, modeling with Alizé-LCPC allows to validate the range of the calculated moduli and to compare them to field data.

Field data and results of modeling look basically alike but the types of cold recycled mix that has been studied do not meet the expectations. Their lack of cohesion makes the interpretations of the results difficult. New studies can still be done following the same test protocol which is adapted to this type of project.

Type de document: Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires: "Mémoire présenté à l'École de technologie supérieure comme exigence partielle à l'obtention de la maîtrise en génie de la construction". Bibliogr. : f. [213]-219.
Mots-clés libres: Déformations (Mécanique). Jauges de contrainte. Revêtements bitumineux (Matériaux, Essais dynamiques). Revêtements bitumineux (Recyclage Travail à froid). déflectomètre à masse tombante, déflexion, enrobés bitumineux recyclés à froid, modélisation, jauges de déformation.
Directeur de mémoire/thèse:
Directeur de mémoire/thèse
Carter, Alan
Co-directeurs de mémoire/thèse:
Co-directeurs de mémoire/thèse
Perraton, Daniel
Programme: Maîtrise en ingénierie > Génie de la construction
Date de dépôt: 31 oct. 2012 18:23
Dernière modification: 03 mars 2017 22:25
URI: http://espace.etsmtl.ca/id/eprint/1076

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