Emploi des matériaux bitumineux à module élevé ?· INFORMATIONTECHNIQUESTBA Emploi des matériaux…

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    12-Sep-2018

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  • INFORMATION TECHNIQUE STBAEmploi des matriaux bitumineux module lev

    Cette dtermination constitue une adaptation de lamthode de dimensionnement des chausses aro-nautiques, pralable une volution plus impor-tante. En effet, la mthode actuelle est essentielle-ment empirique. Elle considre principalement laprotection du sol support, le comportement desdiffrentes couches du corps de chausse tant enpartie lud. En outre, les coefficients dquiva-lence ne sont pas uniquement lis aux caractris-tiques intrinsques des matriaux.

    Une rflexion est en cours pour dterminer lestudes et exprimentations ncessaires llabora-tion dune mthode rationnelle de dimensionnement.

    La prsente note rappelle les principes de lamthode actuelle, prsente lexprimentation desplanches dessais de matriaux module lev etpublie les coefficients dquivalence des btonsbitumineux module lev (BBME) et des enro-bs module lev (EME) qui permettront lem-ploi de ces matriaux sur chausses aronautiques.

    SERVICE TECHNIQUEDES BASESAERIENNES

    La mthode franaise de dimensionnement des chausses souples aronautiques,base sur la mthode amricaine CBR, fournit une paisseur quivalente totale dechausse. Les paisseurs relles de matriaux sont dtermines en attribuant chaque matriau un coefficient dquivalence reprsentatif de ses qualits mca-niques.

    Les coefficients dquivalence ont t dtermins pour chaque type de matriausuite aux essais amricains AASHO raliss dans les annes soixante aux tatsUnis. Depuis, les qualits mcaniques des matriaux ont volu, en particulier aveclintroduction de matriaux module lev.

    Afin de permettre lutilisation de ces matriaux sur chausses aronautiques il estapparu ncessaire de dterminer de nouveaux coefficients dquivalence. ceteffet, en collaboration avec trois entreprises franaises de BTP (Colas, EntrepriseJean Lefebvre et SCREG), le Service Technique des Bases Ariennes a ralis desplanches dessais exprimentales.

    Emploi des matriaux bitumineux module lev

    NOVEMBRE 1998

    Exprimentation mene par le STBA sur lemploi des matriaux bitumi-neux module lev : planches dessais, essais de portance, sondages

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    M.-

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  • INFORMATION TECHNIQUE STBAEmploi des matriaux bitumineux module lev

    Le dimensionnement des chausses souples uti-lise la mthode CBR mise au point par lUSCorps of Engineers pour des charges isoles, enconsidrant le critre de dformation verticalesur le sol support. Le complexe form par le solsupport et la chausse est assimil un massifsemi-infini, homogne, isotrope, de typeBoussinesq.

    La mthode de calcul permet de convertir lacharge sur un atterrisseur quelconque en unecharge sur une roue simple quivalente.

    La formule CBR permet de calculer lpaisseure de chausse pour laquelle est admissible lacontrainte verticale produite par une charge Papplique 10 000 fois avec une pression q uni-formment rpartie sur laire a dun cercle. Entoute rigueur, la formule CBR se rfre aucisaillement maximal que peut subir le sol, les-sai CBR tant un essai de poinonnement.

    En systme de coordonnes logarithmiques por-tant P en abscisse et e en ordonne, les abaquesfigurent un faisceau de droites CBR parallleslorsque le CBR varie et pour une pression don-ne, la formule CBR sexprimant sous la forme :

    o B est une fonction du CBR.

    En fait, la formule CBR fournit une paisseurrelle pour un massif homogne constitu par unmatriau de rfrence (grave non traite, concas-se et bien gradue et de module dlasticitE = 500 Mpa).

    Cette paisseur relle du matriau de rfrenceest appele paisseur quivalente de la chausse dimensionner.

    Dans la ralit, une chausse souple est gnra-lement compose de trois couches de matriauxprsentant des qualits mcaniques diffrentes :la couche de fondation, la couche de base et lacouche de surface. Les chausses souples sontdimensionnes de manire limiter lescontraintes dans toutes les couches et sur le solsupport. Ce dernier tant considr comme la

    log / loge P B= +1 2

    zone la plus critique, le critre de dimensionne-ment utilis est la limite admissible des dfor-mations verticales sur le sol support.

    La mthode postule que lpaisseur quivalentede la chausse est gale la somme des pais-seurs quivalentes des diffrentes couches, elles-mmes gales aux paisseurs relles pondrespar un coefficient numrique reprsentatif dumatriau et nomm coefficient dquivalence.

    Le coefficient dquivalence de certains mat-riaux est variable dans la mesure o le modulevarie lui-mme en fonction de certains para-mtres physiques (temprature, frquence desollicitations, rhologie). Les valeurs constantesproposes pour le dimensionnement sont doncen fait des moyennes.

    2

    Rappels sur la mthode franaise de dimensionnement

    Valeurs retenues pour les matriaux neufs

    Bton bitumineux 2

    Grave bitume 1,5

    Grave traite aux liants hydrauliques 1,5

    Grave mulsion 1,2

    Grave concasse bien gradue 1

    Sable trait aux liants hydrauliques 1

    Grave roule 0,75

    Sable 0,5

  • INFORMATION TECHNIQUE STBAEmploi des matriaux bitumineux module lev

    Lexprimentation ralise sur le site du STBA Bonneuil-sur-Marne comprend neuf planches detests de matriaux bitumineux module lev(trois planches par entreprise mettant en uvreses produits spcifiques) et une planche de rf-rence forme denrobs traditionnels, aux carac-tristiques connues.

    La structure des planches dessais est la suivante :

    - une couche de fondation en grave reconstituehumidifie (39 cm ralise en deux couches)

    - une couche de base (12 cm) en grave bitume

    - une couche de roulement (6 cm) en bton bitu-mineux.

    Les matriaux tests sont :

    - BBA : bton bitumineux aronautique(NFP.98.131)

    - BBME : bton bitumineux module lev,0/10, niveau 2 dtude, (NFP 98.141)

    - GBO : grave bitume ordinaire, classe 2,(NFP.98.138)

    - EME : enrob module lev, 0/14, niveau 1dtude, (NFP.98.140)

    Les quatre associations de produits ont t misesen uvre :

    BBA + GBO : une planche de rfrence

    BBME + GBO : trois planches dessai du BBME

    BBA + EME : trois planches dessai de lEME

    BBME + EME : trois planches dessai BBME + EME

    Compte tenu des conditions de mise en uvre, lapremire couche de GRH joue le rle de sol sup-port et seule la seconde (soit 19 cm) est consid-re comme couche de fondation.

    Le principe de dtermination des coefficientsdquivalence est assez simple. La remorque deportance du STBA a dtermin la portance dechaque planche dessai avec le critre de tasse-ment rsiduel pris en compte habituellement(5 mm).

    Lpaisseur quivalente de la planche de rf-rence est calcule partir des coefficientsdquivalence classiques : 2 pour le BBA, 1,5

    pour la grave bitume ordinaire et 1 pour laGRH). Connaissant la portance RSI, on peutdterminer lindice CBR du sol support de laplanche de rfrence par la mthode inverse dedimensionnement et ltendre lensemble de laplate-forme des planches dessais.

    partir de ce CBR et des diffrentes charges deservice mesures, a t dduite lpaisseur qui-valente de chaque planche. Celle-ci tant lasomme des produits des paisseurs relles et descoefficients dquivalence des matriaux, il enrsulte un systme dquations dans lequel lesinconnues (coefficients dquivalence desBBME et EME) sont aisment calcules.

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    BBA

    Matriaux

    BBME

    EME

    GBO

    ENTREPRISE 1

    PLANCHEDE RFRENCE

    ENTREPRISE 2 ENTREPRISE 3

    Structure des planches dessais

    Charges de service mesures sur lesplanches dessais(valeurs moyennes en tonnes RSI des trois planches)

    Planches dessais de matriaux bitumineux module lev

    Structure Charge de service

    BBME / EME 24BBA / EME 22

    BBME / GBO 20Rfrence 18

  • INFORMATION TECHNIQUE STBAEmploi des matriaux bitumineux module lev

    En consquence et sous rserve que les produitsmis en uvre correspondent aux spcificationsdes normes franaises, il est possible dutiliserdans le calcul les coefficients du tableau ci-des-sus pour lensemble des matriaux modulelev.

    Ainsi, sont respectivement affects au BBME(classe 1, NF P 98.141) et lEME (classe 2, NFP 98.140) les coefficients 2,5 et 1,9. Le BBMEsera utilis en couche de roulement et lEME encouche de base.

    Les coefficients retenus pour les BBME et EMEsont suprieurs ceux des BBA et GBO.

    Ainsi, lemploi de ces enrobs spciaux dans laconstruction ou le renforcement des chaussesaronautiques permettra gnralement unerduction dpaisseur relle des structures. Lespaisseurs devront cependant respecter les mini-ma recommands pour leur mise en uvre dansles chausses aronautiques.

    Sagissant du BBME utilis en couche de roule-ment, il conviendra de respecter galement lescaractristiques de surface (macrotexture, adh-rence) tel que dfinies dans la norme des btonsbitumineux pour chausses aronautiquesNFP 98.131.

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    Textes de rfrenceInstruction sur le dimensionnement des chaussesdarodromes et la dtermination des chargesadmissibles : volumes 1 et 2 (STBA, 1983)BBA: bton bitumineux aronautique (NFP98.131)BBME:bton bitumineux module lev(NFP98.141)EME: enrob module lev (NFP 98.140)GBO: grave bitume ordinaire (NFP 98.138)GRH: grave reconstitue humidifie (NFP98.129)

    Autres abrviationsAASHO :American Association of State

    Highway OfficialsCBR : indice portant californien (Californian

    Bearing Ratio)RSI : roue simple isole

    Matriaux Coefficient dquivalence Type de couche

    BBME (classe 1, NF P 98.141) 2,5 roulement

    EME (classe 2, NF P 98.140) 1,9 base

    Tableau des coefficients dquivalence des matriaux module lev

    MINISTERE DE L'EQUIPEMENTDES TRANSPORTS ET DU LOGEMENT

    31 AV. DU MARECHAL LECLERC 94381 BONNEUIL-SUR-MARNE CEDEXTEL. 01 49 56 80 00 - FAX 01 49 56 82 19

    DIRECTION GENERALE DE L'AVIATION CIVILE

    SERVICE TECHNIQUEDES BASESAERIENNES

    Rdacteur / renseignements : dpartement Gnie civil et pistesric Parize, Tel : 01 49 56 80 92 - Fax : 01 49 56 82 64

    ISBN 2-11-088735

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