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OPECC | À propos

OPECC... Outil de Prédiction de l'Évolution du Comportement des Chaussées


Informations sur les calculs de contraintes

Les calculs des contraintes sont effectués à l'aide du logiciel KENPAVE développé par M. Yang H. Huang (Pavement Analysis and Design ISBN : 9780131424739) selon une méthode de calcul élastique. De plus, le calcul des modules complexes est basé sur le modèle viscoélastique linéaire "2S2P1D" développé par MM. Di BENEDETTO, OLARD et SAUZÉAT.



Informations sur les calculs des températures

Les calculs des profils de température dans la chaussées sont basés sur la théorie de la conductivité de la chaleur et de l'équation développée par MM. SHAO, PARK et KIM (TRR 1568, Paper No. 971509) :




Informations sur les positions de calculs




Hypothèses de calculs

Dans la littérature, les matériaux bitumineux sont généralement considérés comme étant homogènes, un milieu continu, isotropes, viscoélastiques, linéaires et thermosusceptibles (Baaj, 2002). Ces hypothèses sont considérées dans les calculs de dimensionnement routier.

Homogénéité et milieu continu – Pour les éprouvettes de laboratoire, il est considéré généralement qu’un rapport de 5 (Di Benedetto et Corté, 2005) ou de 10 (Baaj, 2002; Bodin, 2002) entre la taille du plus gros granulat et celle de l’éprouvette est nécessaire pour considérer l’hypothèse de milieu continu : application de la notion de volume élémentaire représentatif (VER). Ce rapport n’est cependant pas toujours respecté : certaines éprouvettes testées en fatigue ont un rapport de l’ordre de 3.

Bien que sa structure composite grenue confère à l’enrobé utilisé couramment sur chaussées un caractère hétérogène à l’échelle microscopique (Bodin, 2002), l’hypothèse d’homogénéité macroscopique à l’échelle d’une couche de chaussée peut être considérée, sauf dans le cas de couches très minces : épaisseur < 3 cm (Di Benedetto et Corté, 2005). Soulignons que lors de la mise en œuvre, il est recommandé que l’épaisseur des couches bitumineuses de base, unique et de surface soient, au minimum de 2,5 à 4 et au maximum de 5 à 7 fois la grosseur nominale maximale (GNM) du gros granulat composant l’enrobé (Transports Québec, 2007).

Isotropie – Le mode de mise en œuvre de l’enrobé sur chaussées, c'est-à-dire l’épandage par couche du matériau foisonné et compactage par passage successif de compacteurs à la surface, confère au matériau une certaine anisotropie (gradient de densité dans le sens de l’épaisseur (profondeur) et orientation privilégiée des grains par le compactage).

Ceci est observable également sur les éprouvettes fabriquées en laboratoire. Des mesures de modules complexes en traction-compression réalisées sur des échantillons cylindriques prélevés suivant trois (3) axes de carottages dans des plaques d’enrobé compactées en laboratoire ont montré des variations pouvant atteindre 20% (Doubanneh, 1995).

Pour minimiser cette anisotropie, les essais sont réalisés sur des échantillons prélevés au cœur du matériau, des plaques. Également, les prélèvements et les sollicitations sont effectués de façon à se qu’ils correspondent à la direction de la plus grande déformation, généralement selon l’axe longitudinal.

Viscoélastique linéaire – L’enrobé bitumineux hérite des caractéristiques viscoélastiques du liant qui le compose. À cet effet, les enrobés ont un comportement fortement dépendant de la fréquence (durée, temps ou vitesse de chargement) et également de la température (matériaux thermoplastiques ou thermosusceptibles).

L’hypothèse de comportement viscoélastique linéaire des enrobés bitumineux est utilisée pour décrire de façon fine la réponse temporelle de ces matériaux. Son utilisation permet de retrouver par calculs l’allure des déformations transversales et longitudinales mesurées à la base des couches bitumineuses (Huhtala, 1995 cité par Baaj, 2002) et où lorsque l’on veut évaluer la dissipation visqueuse liée à l’accumulation des sollicitations.

Élastique linéaire – Sous sollicitations, les déformations des couches bitumineuses restent faibles (< 10-4 m/m)[1] ce qui explique que les calculs des contraintes et des déformations, pour chaque cycle de chargement, s’effectue classiquement en considérant un modèle multicouche élastique linéaire isotrope (Di benedetto et Corté, 2005). A cet effet, la détermination des valeurs du module de Young et du coefficient de Poisson est nécessaire. Cependant, l’hypothèse d’un comportement élastique correspond à une approximation parfois non justifiée : effets de non-linéarités et irréversibilités s’accumulant avec le nombre de cycles qui peut atteindre plusieurs millions au cours de la durée de vie d’une chaussée. Il faut préciser que le caractère viscoélastique du matériau est pris en compte à travers le choix des valeurs de module pour un couple donné (fréquence – température) représentatif des conditions moyennes (LCPC-SETRA, 1994).




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