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