Méthodes de lutte contre le gel dans les chaussées …confjeri.ch/wp-content/uploads/1.-Presentation_Rossel.pdf · Dégradation des chaussées en hiver. 3 JERI 2016, EPFL Lausanne

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


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


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)


Mcanismes du gel

Temprature de gel

Prsence dhumidit dans le sol

Sol sensible au gel


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


Drainage

Rduit le risque dendommagement du gel dans les chausses

Important, mais pas suffisant !

Source: Internet


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)


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


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


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


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


Mesure directe : Exemple

Profondeur de gel thorique: 94 cm

5 sondes + temprature de lair

Projet de Nibuxs

Donnes d'illustration


Mesure directe : Exemple

Peu onreux Rsultats robustes Aide pour caler le dimensionnement Utile pendant la phase de

planification

Projet de Nibuxs


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


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


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


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


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/


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



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


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


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



Verre cellulaire: Exprience

Exprience de construction (nord de la Sude)

Trs bons rsultats

Coteux la construction(Analyser le cycle de vie! )


Couche isolante: Risque de givrage

Refroidissement de la surface en priodes froides

Ncessit dadapter la maintenance hivernale

Source : internet


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


Merci pour votre attention

Documents

Méthodes de lutte contre le gel dans les chaussées …confjeri.ch/wp-content/uploads/1.-Presentation_Rossel.pdf · Dégradation des chaussées en hiver. 3 JERI 2016, EPFL Lausanne