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Mthodes de lutte contre le gel dans les chausses
Parisa Rossel
2 JERI 2016, EPFL Lausanne
Gel
Soulvements diffrentiels de la chausse
Photo : Federal Highway Administration Researchand Technology
Dgradation des chausses en hiver
3 JERI 2016, EPFL Lausanne
Gel
Route dArolla, Valais
Grand rseau routier de montagne en Suisse
Ltat actuel des routes de montagne est critique
Importance du dimensionnement contre le gel
4 JERI 2016, EPFL Lausanne
Mcanismes de gel et dgel
Gel
Soulvement de la surface de la
chausse
Dgel
Diminution de portance de la
chauss
Fissuration, dformations
permanentes Source: (Mauduit, 2010)
5 JERI 2016, EPFL Lausanne
Mcanismes du gel
Temprature de gel
Prsence dhumidit dans le sol
Sol sensible au gel
6 JERI 2016, EPFL Lausanne
Mthodes de lutte contre le gel
Temprature du gel
Prsence de la humidit dans la sol
Sol sensible au gel
Drainage
Existence de matriaux non glifs profondeur de gel
Mise en place de couches isolantes
7 JERI 2016, EPFL Lausanne
Drainage
Rduit le risque dendommagement du gel dans les chausses
Important, mais pas suffisant !
Source: Internet
8 JERI 2016, EPFL Lausanne
Sol sensible au gel
Epaisseur suffisante de la couche de support Pas sensible au gel
Remplacer le sol de support par les matriaux non glifs Exemple : matriaux de type G1 et G2 selon les normes
suisses
Profondeur du gel Le type de sol (glivit)
9 JERI 2016, EPFL Lausanne
Type de sol
Le degr de glivit des sols peut tre dfini par :
Pourcentage de fines ( < 0.02 mm) Degr de glivit de G1 G4
Dans le cas o la teneur en fines > 3%-masse, la rsistance au gel du sol doit tre vrifie. Gonflement d au gel pour des chantillons avec
diffrentes teneurs en eau Coefficient CBRF aprs gel et dgel SN 670 119
10 JERI 2016, EPFL Lausanne
Profondeur de gel
Mthode Empirique (norme suisse):
Dtermination de la glivit des sols (G1 G4) Evaluation de lindice de gel (FI) et de la profondeur de
pntration du gel (X30)
Mthode numrique Simulation numrique
SN 640 324SN 670 140b
Mesure directe :Installation de capteurs de temprature
11 JERI 2016, EPFL Lausanne
Profondeur de gel : Exemple (norme suisse)
LausanneLa chaux de
fondAndermatt
Profondeur de gel, X30 (mm)
500 650 1100
- Structure de type 1 170 mm denrob bitumineux 400 mm grave non trait ds = 570 mm
- Trafic T4- Sol de portance S2- Dgre de glivit de sol de support G3
12 JERI 2016, EPFL Lausanne
Profondeur de gel : Exemple (norme suisse)
Selon les tudes prcdentes, la profondeur de gelobtenue par la norme suisse est surdimensionne Changement climatique Hivers plus chauds
LausanneLa chaux de
fondAndermatt
Profondeur de gel, X30 (mm)
500 650 1100
13 JERI 2016, EPFL Lausanne
Mesure directe : Exemple
Profondeur de gel thorique: 94 cm
5 sondes + temprature de lair
Projet de Nibuxs
Donnes d'illustration
14 JERI 2016, EPFL Lausanne
Mesure directe : Exemple
Peu onreux Rsultats robustes Aide pour caler le dimensionnement Utile pendant la phase de
planification
Projet de Nibuxs
15 JERI 2016, EPFL Lausanne
Couche isolante
Ralentir la progression du front de gel dans le sol de fondation
Selon la norme Suisse (SN 640 324):
Profondeur minimale de 400 mm au-dessous de la surface de la chausse
Epaisseur minimale de lisolation thermique de 40 mm
Exemples des matriaux isolants:
Polystyrne Argile expanse Verre cellulaire
16 JERI 2016, EPFL Lausanne
Polystyrne
Forme de billes sphriques de petit diamtre(0,2 0,3 mm)
Trs bon isolant thermique(0.038W/(m.K) 0.030W/(m.K))
Economique10 CHF/m2 pour 100 mm d'paisseur de parement et 100 mm d'isolant.
Source: Internet
17 JERI 2016, EPFL Lausanne
Polystyrne: Limitations dutilisation
Circulation lourde interdite sur la surface de lisolant(module de rigidit selon la norme sudoise : 2-10 MPa)
Mise en place sur la surface uniforme
Source: Internet
Source: Service des chausses Qubec
18 JERI 2016, EPFL Lausanne
Polystyrne: Dimensionnement
Dimensionnement (norme sudoise)
Couche de bton arm sur la couche isolante (min 100 mm)
Distance minimale de 500 mm au-dessous de la surface de la chausse
Source: Norme sudoise TK Geo13
19 JERI 2016, EPFL Lausanne
Argile expanse
Matriau issu de l'argile naturelle Fabrique industriellement et cuite
1200 C En forme de bille ou de bloc.
Lger (380-710 kg/m3)
Rsistance thermique lev
Pas trs cologique
http://www.argex.eu/
20 JERI 2016, EPFL Lausanne
Argile expanse: Dimensionnement
Selon la norme sudoise: Utilisation de Gotextile Par couches denviron 60 cm dpaisseur
La teneur en eau augmente dans le temps Augmentation de la conductivit thermique
Source: Norme sudoise TK Geo13
21 JERI 2016, EPFL Lausanne
Verre cellulaire
Production partir de verre recycl
Chauff plus de 950C.
Lger (180 - 250 kg/m3)
Rsistance thermique leve
Fabrication peu cologique Compens grce au recyclage du verre
Misapor
22 JERI 2016, EPFL Lausanne
Verre cellulaire
Pose plus facile par rapport au polystyrne Pas besoin dune surface uniforme
Capacit d'absorption de l'eau plus basse que largile expanse Couche drainante
Lpaisseur de couche pose est environ 3 fois plus importante que lpaisseur des couches de polystyrne
23 JERI 2016, EPFL Lausanne
Verre cellulaire: Dimensionnement
Selon la norme sudoise: Utilisation de Gotextile Module de rigidit recommand 150 Mpa Attention la stabilit des pentes
La fournisseur propose une paisseur minimale de 40 cm
Source: Norme sudoise TK Geo13
24 JERI 2016, EPFL Lausanne
Verre cellulaire: Exprience
Exprience de construction (nord de la Sude)
Trs bons rsultats
Coteux la construction(Analyser le cycle de vie! )
25 JERI 2016, EPFL Lausanne
Couche isolante: Risque de givrage
Refroidissement de la surface en priodes froides
Ncessit dadapter la maintenance hivernale
Source : internet
26 JERI 2016, EPFL Lausanne
Conclusions
La norme suisse a besoin dune mise jour Dtermination de la profondeur de gel Intgration des mthodes de lutte contre le gel
Les matriaux isolants prsentent un potentiel pour les chausses suisses Plus coteux lheure actuelle Phase de construction adapter/tudier
Besoin de crer une exprience suisse
27 JERI 2016, EPFL Lausanne
Merci pour votre attention
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