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Conception de chaussées submersibles

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Gaied, Mohamed Aziz (2019). Conception de chaussées submersibles. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

Au Québec, les conditions météorologiques influencent énormément la performance du réseau routier. Le gradient de température que subit une route au Québec contribue à la détérioration des chaussées. L’augmentation attendue des précipitations, diminuera la durée de vie des infrastructures et augmentera la probabilité d’inondation. Cette augmentation explique l’intérêt porté par plusieurs organismes à l’amélioration de la performance des chaussées en conditions d’inondation. Ce rapport présente une revue de la littérature des différentes défaillances pouvant réduire la performance de la chaussée et ses différentes couches en condition d’inondation pour par la suite proposer des solutions adaptées à un contexte québécois.

Un des effets de l’eau sur la surface de la chaussée est la rupture des liaisons entre les granulats et l’enrobé. Ainsi, l’eau cause une accélération de la dégradation de l’enrobé. En s’infiltrant vers les couches liées sous-jacentes, cette eau affecte aussi la liaison entre les couches. Pour les couches granulaires, un fort degré de saturation et une faible perméabilité génèrent une augmentation de la pression interstitielle et une diminution de la rigidité et de la résistance du matériau. Le module résilient est influencé par le niveau de saturation. Donc, le niveau d’eau influence les déformations permanentes associées à l’orniérage. Pour les talus de remblai, les dommages occasionnées sont essentiellement dus à l’érosion et à la saturation.

Ces problématiques dépendent des décharges d’eau au niveau de la chaussée et cette décharge est issue de la vitesse de l’écoulement. Ainsi, les dommages affectant les chaussées doivent être classés en fonction de la vitesse et nature de l’écoulement. Afin d’arriver à une proposition de chaussée submersible adaptée au Québec, plusieurs problématiques ont été soulevées découlant des dommages affectant plusieurs réseaux routiers. La proposition de solution est passée d’abord, par une présentation des solutions utilisées; leurs effets et leurs efficacités en fonction de la vitesse de l’écoulement.

Ensuite, deux pistes de solutions ont été proposées, une piste de solution perméable et une imperméable. Chacune de ces solutions répond à une vitesse d’écoulement spécifique. Ces propositions ont été basée sur l’approche de conception introduite et de nouveaux concepts. Les résultats découlant de ce rapport permettent de mieux comprendre les problématiques liées à l’inondation dans une chaussée. Néanmoins, les propositions faites doivent être validées. Une proposition de méthode de validation a été donnée à la fin de ce rapport.

Titre traduit

Submersible pavement design

Résumé traduit

In Quebec, weather conditions greatly influence the performance of the road network. The Quebec, weather conditions greatly influence the performance of the road network. The temperature gradient experienced by a road in Quebec contributes to the deterioration of roadways. The expected increase in rainfall will decrease the lifespan of infrastructure and increase the probability of flooding. This increase explains the interest shown by several organizations in improving pavement performance under flood conditions. This report presents a review of the literature of the various failures that can reduce the performance of the roadway and its different layers in flood conditions and then propose solutions adapted to a Quebec context.

One of the effects of water on the pavement surface is the breaking of the bonds between the aggregates and the asphalt. Thus, water causes an acceleration of the degradation of the asphalt. By infiltrating the underlying bonded layers, this water also affects the bond between the layers. For granular layers, a high degree of saturation and low permeability generate an increase in interstitial pressure and a decrease in stiffness and strength of the material. The resilient module is influenced by the saturation level. Therefore, the water level influences the permanent deformations associated with rutting. For embankment embankments, the damage is mainly due to erosion and saturation.

These problems depend on the water discharges at the level of the pavement and this discharge comes from the speed of the flow. Thus, damage to pavements should be classified according to the speed and nature of the flow. In order to arrive at a submerged pavement proposal adapted to Quebec, several issues have arisen arising from the damage affecting several road networks. The proposal for a solution was passed first, by a presentation of the solutions used; their effects and efficiencies as a function of the flow velocity.

Then, two solutions tracks were proposed, a permeable solution track and a raincoat. Each of these solutions responds to a specific flow rate. These proposals were based on the introduced design approach and new concepts. The results of this report provide a better understanding of the issues related to pavement flooding. Nevertheless, the proposals made must be validated. A proposal for a validation method was given at the end of this report.

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 avec mémoire en génie de la construction". Comprend des références bibliographiques (pages 159-165).
Mots-clés libres: changements climatiques, chaussée submersible, inondation, conception de chaussée, chaussée inondée, saturation
Directeur de mémoire/thèse:
Directeur de mémoire/thèse
Vaillancourt, Michel
Codirecteur:
Codirecteur
Duhaime, François
Carter, Alan
Programme: Maîtrise en ingénierie > Génie de la construction
Date de dépôt: 10 juill. 2019 15:18
Dernière modification: 10 juill. 2019 15:18
URI: http://espace.etsmtl.ca/id/eprint/2336

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