Vers la modélisation du comportement à la fatigue des chaussées bitumineuses routières sous chargement réel

par Zoa Ambassa

Thèse de doctorat en Génie Civil

Sous la direction de Christophe Petit, Fatima Allou et de Robert Medjo Eko.

Soutenue en 2013

à Limoges en cotutelle avec Yaoundé , en partenariat avec Université de Limoges. Faculté des sciences et techniques (autre partenaire) .


  • Résumé

    Ce travail s’inscrit dans le cadre d’une meilleure évaluation des effets des charges réelles sur la durabilité des chaussées bitumineuses. Cette thèse propose une démarche originale pour l’amélioration de l’évaluation de l’agressivité sur des chaussées bitumineuses, de nouveaux types de poids lourds dont la configuration d’essieux n’est pas aujourd’hui prise en compte dans les règlements. Elle associe une approche numérique et une approche opérationnelle. L’approche « numérique » repose sur une analyse des signaux de déformations horizontales subis au passage des configurations du trafic sur trois structures de chaussée du plan expérimental, tirées du catalogue des structures neuves (LCPC-SETRA, 1998). A cette fin, la réponse de ces chaussées à comportement viscoélastique est évaluée par une modélisation numérique 3D à charge roulante. Afin de s’assurer de la fiabilité de la méthode utilisée, les signaux numériques de déformations sont d’abord comparés et validés par des signaux de déformations issus d’une chaussée expérimentale, instrumentée et testée sur le manège de fatigue de l’IFSTTAR Nantes. Les signaux numériques issus de modélisations sont ensuite analysés en fonction des variables de chargement (vitesse des véhicules, température des matériaux bitumineux, configuration de la charge, distance inter-essieux, modèle de chargement, temps de repos entre les essieux, rigidité des matériaux, charges en giratoire). D’autres aspects tels que la contrainte de cisaillement d’interface BBSG-GB3 et l’énergie dissipée sur un cycle de chargement sont également analysés. A partir de ces signaux numériques, les durées de vie en fatigue des structures de chaussée du plan expérimental sont évaluées en fonction des paramètres influents. Les agressivités du trafic sont alors déterminées à partir de ces durées de vie en fatigue en section courante et giratoire (approche « opérationnelle »). Les résultats obtenus sont prometteurs et seront sans doute exploités et utilisés par toute la communauté « routière ».

  • Titre traduit

    Towards the modeling of fatigue behaviour of bituminous pavements submitted by the real loadings


  • Résumé

    This work is part of a better assessment of the effects of actual loads on the durability of asphalt pavements. This thesis proposes an original method for the improvement of the evaluation of the aggressiveness on asphalt pavements the new types of heavy trucks whose configuration of axles is not taken into account in the regulations today. She combines a numerical approach and an operational approach. The "numerical" approach based on an analysis of horizontal strain signals in the passage of traffic loads on three pavement structures of experimental design, taken from the French design code (LCPC-SETRA, 1998). To this end, the response of these pavements at viscoelastic behavior is evaluated by 3D numerical modeling at moving load. To ensure the reliability of the method used, the computed strain signals are first compared and validated by strain signals from an experimental pavement, instrumented and tested on the circular test track of IFSTTAR Nantes. The computed signals from modeling are then analyzed based on the variables of loading (vehicle speed, temperature of bituminous materials, load configuration, distance inter-axle, rest period between the axles, rigidity of the materials, and loads on the curved road section). Other aspects such as shear stress between the surface course (in asphalt concrete) and the road base of asphalt material as well as the dissipated energy on a cycle of loading are also analyzed. From these computed signals, fatigue lives expectancy of pavement structures of experimental design are evaluated based on influential parameters. The aggressiveness of traffic is then determined from these fatigue lives expectancy in current section and curved road section ("operational" approach). The results are promising and will undoubtedly exploited and used by the whole community of "road. "

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Informations

  • Détails : 1 vol. (263 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 235-248

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  • Bibliothèque : Université de Limoges (Section Sciences et Techniques). Service Commun de la documentation.
  • Disponible pour le PEB
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