Généralité sur les chaussées souples

Table des matières

Chapitre 1 Introduction et problématique
1.1 Mise en contexte et problématique
1.2 Objectifs de la recherche
1.3 Organisation du document
1.4 Terminologie et convention de signes
Chapitre 2 Revue de littérature
2.1 Méthodes de conception
2.1.1 Méthodes mécanistes-empiriques de conception
2.1.2 Méthode française de dimensionnement
2.1.3 Méthode de dimensionnement nord-américaine
2.1.4 Synthèse
2.2 Généralité sur les chaussées souples
2.2.1 Éléments constitutifs de la chaussée
2.2.2 Effet d’une charge sur la chaussée
2.2.3 Synthèse
2.3 Comportement en petites déformations des enrobés bitumineux
2.3.1 Généralité
2.3.2 Le module complexe
2.3.3 Modélisation du comportement des enrobés bitumineux dans le domaine viscoélastique linéaire
2.3.4 Le coefficient de Poisson
2.4 Comportement à long terme des structures de chaussées
2.4.1 Fissuration des enrobés bitumineux
2.4.2 Orniérage des chaussées
2.5 Essais caractérisant la réponse mécanique et à long terme de la structure de chaussée
2.5.1 Essais de laboratoire
2.5.2 Essais en vraie grandeur
2.5.3 Synthèse
2.6 Caractéristiques des charges
2.6.1 Configurations des différents types d’essieux
2.6.2 Configurations des pneus
2.6.3 Interaction entre le pneu et la chaussée
2.6.4 Synthèse
2.7 Outils de calcul et de modélisation de chaussées
2.7.1 Outils de calcul
2.7.2 Le logiciel ViscoRoute© 2.0
2.7.3 Validation du logiciel
2.7.4 Synthèse
2.8 Instrumentation des chaussées
2.8.1 Problématique liée à l’instrumentation des chaussées
2.8.2 Capteurs de déformations à la base des couches bitumineuses
2.8.3 Instrumentation des couches bitumineuses proche de la surface
2.8.4 Synthèse
2.9 Interfaces entre les couches de la chaussée
2.9.1 La couche d’accrochage
2.9.2 Effet des conditions d’interface
2.9.3 Analyse des déformations au niveau des interfaces
2.10 Conclusion
Chapitre 3 Essais en vraie grandeur : démarche expérimentale, procédure, modélisation et mesures à la base du revêtement
3.1 Présentation et objectifs
3.2 Campagnes de mesures
3.2.1 Campagne no 1 : développement et validation des protocoles expérimentaux
3.2.2 Campagne no 2 : caractérisation de la réponse mécanique des structures sous charges multiessieux
3.2.3 Campagne no 3 : étude paramétrique et développement des modélisations
3.3 Modélisation viscoélastique sous le logiciel ViscoRoute© 2.0
3.3.1 Paramètres de charge
3.3.2 Propriétés des matériaux
3.4 Déformations longitudinales et transversales à la base des couches bitumineuses
3.4.1 Signaux caractéristiques
3.4.2 Effet de la position des pneus
3.4.3 Développement d’un outil de traitement de données
3.4.4 Effet des paramètres de charge sur la mesure des amplitudes maximales de déformation
3.5 Conclusion
Chapitre 4 Instrumentation des structures de chaussée
4.1 Présentation et objectifs
4.2 Instrumentation des matériaux non liés
4.2.1 Capteurs de déformations pour les sols et matériaux granulaires
4.2.2 Capteurs de température
4.3 Instrumentation des enrobés bitumineux
4.3.1 Capteurs résistifs
4.3.2 Capteurs à fibre optique
4.3.3 Instrumentation d’une carotte d’enrobé bitumineux
4.3.4 Instrumentation d’une plaque de déformation multiniveau
4.4 Validation des capteurs de déformation
4.4.1 Analyse de la répétabilité de la mesure des jauges à fibre optique.
4.4.2 Analyse de la dispersion des jauges des plaques instrumentées.
4.4.3 Analyse comparative entre les différents types de capteurs
4.4.4 Discussion
4.5 Conclusion
Chapitre 5 Analyse des déformations à faible profondeur sous la surface
5.1 Présentation et objectifs
5.2 Analyse des déformations longitudinales à faible profondeur (10 à 20 mm sous la surface)
5.2.1 Signaux caractéristiques et bassins des déformations pour un essieu simple
5.2.2 Effet des paramètres de charge sur les déformations longitudinales
5.2.3 Signaux caractéristiques pour un essieu tridem
5.2.4 Synthèse et enseignements
5.3 Analyse des déformations transversales à faible profondeur (10 à 20 mm sous la surface)
5.3.1 Signaux caractéristiques et bassin des déformations pour un essieu simple
5.3.2 Signaux caractéristiques et bassin des déformations pour un essieu tridem
5.3.3 Effet des paramètres de charge sur les déformations transversales
5.3.4 Synthèse et enseignements
5.4 Analyse des déformations verticales à faible profondeur (20 à 30 mm sous la surface)
5.4.1 Signaux caractéristiques et bassin des déformations pour un essieu simple
5.4.2 Signaux caractéristiques et bassin des déformations pour un essieu tridem
5.4.3 Effet des paramètres de charge sur les amplitudes maximales
5.4.4 Synthèse et enseignements
5.5 Analyse du cisaillement et de la contrainte de cisaillement à faible profondeur (20 mm sous la surface
5.5.1 Distribution du cisaillement sous la charge
5.5.2 Effet des paramètres de charge et des conditions environnementales
5.5.3 Synthèse
5.6 Conclusion
Chapitre 6 Modélisation, analyse et effet de la viscoélasticité de l’interface
6.1 Présentation et objectifs
6.2 Modélisation de l’interface entre deux couches bitumineuses
6.2.1 Interface collée et interface viscoélastique
6.2.2 Paramètres de modélisation de l’interface viscoélastique
6.2.3 Analyse qualitative du comportement d’une interface viscoélastique
6.3 Analyse des déformations de part et d’autre de l’interface
6.3.1 Analyse des déformations transversales
6.3.2 Analyse des déformations longitudinales
6.3.3 Effet des paramètres de charge sur les déformations
6.3.4 Synthèse et enseignements
6.4 Effet de la viscoélasticité de l’interface sur la distribution des contraintes et des déformations
6.4.1 Distribution des contraintes dans la structure en fonction de la température et des conditions d’interface
6.4.2 Distribution des déformations en fonction des conditions d’interface
6.4.3 Synthèse et enseignements
6.5 Détermination de l’épaisseur de modélisation de la couche d’interface
6.6 Conclusion
Chapitre 7 Mise en application du modèle de comportement viscoélastique de l’interface et discussion
7.1 Présentation et objectifs
7.2 Mise en application du modèle de comportement viscoélastique de l’interface
7.2.1 Présentation des cas simulés
7.2.2 Analyse des déformations à la base des couches bitumineuses
7.2.3 Approche énergétique
7.2.4 Analyse du chemin des contraintes au passage d’un essieu tridem
7.2.5 Synthèse et enseignements
7.3 Discussion
7.3.1 Principales avancées dans le domaine
7.3.2 Applicabilité
7.3.3 Critique objective et limite des travaux
7.3.4 Recherches futures
Chapitre 8 Conclusion
Bibliographie
Annexe 1 Matrice expérimentale des campagnes de mesures
Annexe 2 Résultats de caractérisation des matériaux de chaussées des structures du manège de fatigue de l’IFSTTAR
Annexe 3 Localisation des points de mesures sous le pneu
Annexe 4 Température dans les structures de chaussées des sections A et B
Annexe 5 Protocole d’installation des carottes instrumentées
Annexe 6 Résultats : Bassin des déformations
Annexe 7 Étude paramétrique de l’épaisseur de modélisation de la couche d’interface