Dimensionnement des chaussees souples par MEPDG – A. Carter
Transcript of Dimensionnement des chaussees souples par MEPDG – A. Carter
Dimensionnement des chaussées souples méthode mécaniste-empirique
Alan CarterÉTS
Plan de la présentation
Qu’est qu’une méthode M-E
Définition
Justification
MEPDGMEPDG
Historique
Principaux points à considérer
Exemple avec nos données
Conclusion
Dommages
M-E?
Méthode mécanistique-empirique
Partie mécanique
Calcul les contraintes et déformations dans un système multi-couche soumis à des charges extérieures, aux multi-couche soumis à des charges extérieures, aux effets de la températures et de l’humidité
Modélisation du
comportement
des matériaux
inclut dans la
chaussée
M-E?
Méthode mécanistique-empirique
Partie empirique
Lien entre les caractéristiques mécaniques et les dégradations de la chausséedégradations de la chaussée
corrélations
=?
M-E?
principeDommages
Durée de dimensionnement Durée de dimensionnement
M-E?
Hypothèse de Miner
Pourquoi pas juste mécanique?
Manque de connaissances
Manque de données
Pas nécessairement utile…
Historique
Chaussées rigides
1938 Bradbury
Dalle structurale
Travaux toujours en cours
Chaussées souples
1940 Burminster
HypothèseLa chaussée peut être modélisé comme une structure multi-couche élastique ou visco-élastique sur une fondation élastique ou visco-élastique
Premier développement méthode mécaniste: Ivanov (URSS) et McLeod (Canada)
M-E utilisable
Chaussées rigides
Méthode PCA
Chaussées souplesChaussées souples
Kentucky DOT
Asphalt Institute
Shell International
Minnesota DOT
Pourquoi une méthode M-E?
Nos chaussées sont en bons états…
Pourquoi une méthode M-E?
Trafic
Augmentation du nombre
De 5 à 15x106 en 1960 à 50 à 200x106 aujourd'hui
Augmentation de la période de conceptionAugmentation de la période de conception
20 ans en 1960 à 30-40 ans maintenant
Changement de la configurations des essieux
Pression des pneus
80 vs 120 psi
Pourquoi une méthode M-E?
Environnement
Méthode AASHTO basé sur le test track
Basé sur climat local
Utilisation d’une moyenne dans la régionUtilisation d’une moyenne dans la région
Pourquoi une méthode M-E?
Matériaux
Surface
Modèle non complet
BaseBase
Modèle sur 2 types de base seulement
Infra
Caractérisation incomplète
Pourquoi une méthode M-E?
Lien avec performance
Méthode empirique basé sur PSI
Besoin d’une méthode qui prédit la fissuration par fatigue, fissuration thermique, orniérage, fatigue, fissuration thermique, orniérage, écaillage, arrachement, etc…
Problèmes avec méthode M-E
Énormément de facteur à prendre en considération
Nécessite un ordinateur
Besoin de données pas Besoin de données pas
nécessairement disponible!
Méthode M-E AASHTO
Commencé en 1996
AASHTO abandonne
Devient MEPDG
Mechanical Empirical Pavement Design Guide
Chaussées souples et rigides
2009 groupe de travail pour DARWIN-ME
Critères de conception
Confiance - Reliability
Probabilité qu’une structure de chaussée donnée «survive» le temps prévue lors de la conception
MEPDG
Étapes de conceptions
1. Le concepteur entre une conception initiale
2. Le logiciel estime le domage et les principales dégradations durant la durée de principales dégradations durant la durée de vie
3. La conception est vérifiée en fonction des critères de performances et est modifiée au besoin
Les intrants
Trafic
Environnement
structure
Trafic
DJMA-camion
Dans les deux directions
Classe 4 et plus
50%
60%
70%
80%
90%
100%
Rem
ain
ing
Tra
ffic
, %
4%
5%
6%
7%
8%
Dam
age
Co
ntr
ibu
tio
n, %
< 5% of traffic> 80% of total damage
0%
10%
20%
30%
40%
14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54 56 58 60 62 64 66 68 70 72 74 76 78 80
Tandem axle load, kips
Rem
ain
ing
Tra
ffic
, %
0%
1%
2%
3%
4%
Dam
age
Co
ntr
ibu
tio
n, %
Trafic
Ajustement
Mensuel
Trafic annuel ajusté à chaque mois
Classe de véhiculeClasse de véhicule
Ajustement en fonction des classes
Horaire
Trafic annuel ajusté à chaque heure
Accroissement du trafic
Pas d’accroissement, linéaire, composé
Trafic
7.00%
8.00%
9.00%
0.00%
1.00%
2.00%
3.00%
4.00%
5.00%
6.00%
7.00%
Hour of Day
Rura l Cars
Business Day T rucks
T hrough T rucks
Urba n Cars
Trafic
Charge sur essieux
Doit définir charge sur chaque essieux pour chaque catégorie de véhicules à chaque mois
Calculer avec WIM
WIM
Trafic
Configurations des essieux
Position des charges sur la chaussée
Climat
Température
Humidité
Profondeur de la nappe phréatique
Structure
Utilisation de modèle mathématique pour
Évaluation des contraintes
Évaluation des modules
……
Avant de voir les résultats: Les équations
Ava
nt
de
voir
les
résu
ltat
s: L
es é
qu
atio
ns
Ava
nt
de
voir
les
résu
ltat
s: L
es é
qu
atio
ns
Résultats
Résultats
Résultats
Résultats
Résultats
Résultats - autoroute
ESG-10 50mm
GB-20 175mm
MG-20 200mm
ESG-10 100mm
MR-5 150mm
MG-20 200mm
MG-112 750mm
IRI 45 ansFiss. (haut-bas) > 50 ansFiss. (bas-haut) >50 ansFiss. thermique >50ansOrni. enrobés >50 ansOrni. total 36 ans
MG-112 750mm
IRI 44 ansFiss. (haut-bas) > 50 ansFiss. (bas-haut) >50 ansFiss. thermique >50ansOrni. enrobés >50 ansOrni. total 25 ans
Résultats - urbain
ESG-10 60mm
GB-20 110mm
MG-20 213mm
ESG-10 30mm
MR-5 traité 150mmMR-5 150mm
MG-20 100mm
MG-112 575mm
IRI >30 ansFiss. (haut-bas) 27 ansFiss. (bas-haut) >30 ansFiss. thermique >30ansOrni. enrobés >30 ansOrni. total 25 ans
MG-20 100mm
MG-112 450mm
IRI 44 ansFiss. (haut-bas) > 50 ansFiss. (bas-haut) >50 ansFiss. thermique >50ansOrni. enrobés >50 ansOrni. total 25 ans
Conclusions
Méthode complète et complexe
Besoin d’intrants non disponible
Modèle de dégradation à revoir
Pas de dimensionnement au gel
Il reste beaucoup de travail
à faire
Merci de votre attention