7-donness de calculs structurauxl [Mode de compatibilit ] · Méthodes de dimensionnement structural • Méthode empirique • AASHTO • Catalogues de coupes-types ... • Sollicitations

Données de calculs structuraux : cas pratiques d’identification et de validation au niveau national et internationalPréparé par : L.Luc Chartrand, ing.

BITUME QUÉBEC – FORMATION TECHNIQUE 2010STRUCTURES DES CHAUSSÉES SOUPLES

CONTENU DE LA PRÉSENTATION

• Contexte du dimensionnement structural des chaussées chez LVM

• Méthodes de dimensionnement structural• Intrants de calcul typiques• Intrants de calcul typiques• Intrants de trafic• Intrants de matériaux


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Contexte du dimensionnement structural des chaussées chez LVM• Demandes internes et externes• Principalement pour préparation des plans et devis de

projets• Projets locaux, nationaux et internationaux• Chaussées :• Chaussées :

• Routier• Aéroportuaire• Industriel

• Dimensionnement structural versus conception structurale


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Dimensionnement vs conception


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Méthodes de dimensionnement structural

• Méthode empirique• AASHTO• Catalogues de coupes-types

• Méthode mécaniste-empirique • Calculs mécanistes• Calculs mécanistes• Calculs empiriques

• Critères LVM de sélection de la méthode de calcul appliquée


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Calculs mécanistes


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Calculs mécanistes


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Calculs empiriques


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Intrants de calcul typiques• Sollicitations (trafic)

• Types, charge, fréquence/unité de temps• ECAS, spectre de trafic• Roues, chenilles

• Propriétés des matériaux• Propriétés des matériaux• Mécaniques

• Comportement sous les conditions climatiques


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Intrants de trafic

• Autoroutes/routes (gouvernements centraux)• Rues (municipal)• Aéroports• Industriel• Industriel• Cas de qualité et quantité décroissante des

données de trafic


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Intrants de traficAutoroutes/routes • Données complètes du trafic

• DJMA• Pourcentage et distribution du trafic lourd• Projection de croissance durant la durée de vie

• Études de circulation• Objectifs typiques généralement incompatibles avec • Objectifs typiques généralement incompatibles avec

le dimensionnement structural• Cas de croissance non-uniforme du trafic

• Données de trafic minimales• DJMA, % de véhicules lourds ou non• Approximation raisonnable, recherche laborieuse

d’informations


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Données trafic complètes


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Données trafic complètes


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Classification camions


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Études de circulation


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Études de circulation

BITUME QUÉBEC – FORMATION TECHNIQUE 2010 20

Intrants de traficAutoroutes/routes (suite 1)• Profil général du transport lourd selon documentation

disponible• Principales activités industrielles et économiques• Points de concentration du transport lourd

• Industries majeures• Ports (données de manutention)• Ports (données de manutention)• Aéroports• Terminus intermodaux et bus

• Mode de transport des marchandises les plus courants• Vrac• Conteneurs

• Itinéraires et circuits d’autobus


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Intrants de traficAutoroutes/routes (suite 2)• Collecte de données in situ

• Inspection sur place• Google Earth et Streetview• Types de véhicules lourds sur la route• Règlementation sur les véhicules• Règlementation sur les véhicules• Origine et destinations• Présence de dégradations de surface associées au

transport lourd


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Informations Street View


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Informations Street View


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Inspection sur place


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Transport lourd typique - bus


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Transport lourd typique - bus


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Transport lourd typique - camions


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Transport lourd - règlementation


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Étude de circulation – débit véhicules


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Origine et destinations - bus


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Origine et destinations - camions


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Intrants de traficMunicipal• Étude de circulation/comptages spécifiques au projet

• Comptage/classification par tubes ou analyseurs électroniques

• Calibration des analyseurs pour correspondance véhicules réglementation Québec

• Données ponctuelles dans le temps. Pas de références aux cycles semaine, mois, année.

• Réseaux réglementaires de camionnage• Réseaux et circuits d’autobus• Trafics typiques selon classification fonctionnelle et

vocation


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Chaussée municipale Grenade


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Intrants de traficMunicipal (suite 1)• Modification de la vocation durant le cycle de vie et

sollicitations importantes durant la construction• Collecte de données in situ

• Similaire à autoroutes/routes• Similaire à autoroutes/routes• Présence d’industries non documentées existantes• Industries anciennes (Google Earth)


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Analyseur Nu-Metrics

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Rapport d’analyseur Nu-Metrics

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Rapport d’analyseur Nu-Metrics

42BITUME QUÉBEC – FORMATION TECHNIQUE 2010

Intrants de traficAéroports - Pistes (côté air)• Nombre de passages par types d’avions/an• Configuration et agressivité très variables des trains

d’atterrissage• Données généralement bien documentées• Évolution des types d’avion• Évolution des types d’avion

Aéroports - Pistes (côté ville)• Dominance des autobus et livraisons• Origines et destinations très variables des autobus,

inventaire laborieux• Agressivité plein versus vide• Cumul par sections


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Intrants de traficIndustriel• Aires de manœuvre ou de circulation• Charges importantes par engins de manutention variés• Pas ou peu de relation avec ECAS calculs mécanistes• Charges dynamiques• Roues ou chenilles• Nécessité de définir un patron de circulation

• Sollicitations par types d’engins ou de camions• Zones de répétitions ou superpositions des sollicit ations• Zones critiques pour dimensionnement


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Intrants de matériaux

• Matériaux de construction routière• Matériaux granulaires • Enrobés• Enrobés

• Matériaux du sol-support


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Intrants de matériauxMatériaux de construction routière - granulaires • Comportement sous conditions climatiques

généralement normalisées• Essai triaxial cyclique • Essais CBR ASTM-D-1883 en laboratoire et application • Essais CBR ASTM-D-1883 en laboratoire et application

des relations Mr = f (CBR)• Données du logiciel Chaussée pour Mr selon modèles

applicables et stratigraphie projetée• Cartes des formations géologiques et sources

d’approvisionnement et utilisation de valeurs typiques


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Essai triaxial cyclique


Cellule essai triaxial cyclique


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Norme ASTM D 1883 - Essai CBR


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Rapport essai CBR D-1883


Corrélations CBR-Mr

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Essais in situ - FWD


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Essais in situ - LWD


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Modules matériaux selon logiciel Chaussée


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Carte géologique


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Sources de matériaux locaux


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Valeurs typiques Mr granulaires


Intrants de matériauxMatériaux de construction routière - enrobés• Caractérisation du module élastique des enrobés

• Fréquence d’application des sollicitations (vitesse des_véhicules)

• Température d’application des charges• Température d’application des charges• Impact du niveau de fissuration (coefficient struct ural)

• Référence aux normes et exigences applicables


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Variation module bitume en fonction de vitesse et température


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Variation module enrobés en fonction de vitesse et température


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Fissuration vs module

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Intrants de matériauxMatériaux du sol-support (matériaux fins) • Propriétés mécaniques (Mr)

• Essais in situ• Pénétromètre• Scissomètre• Essais de plaque• Essais de plaque

• Essais en laboratoire• Résistance au cisaillement • Essai triaxial

• Détermination du module effectif (saisonnier) de conception


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Sondages routiers

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Pénétromètre DCP


DCP Grenade

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Lectures pénétromètre DCP

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Corrélations Ip-Mr (MTQ)

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Corrélations Cu-Mr (MTQ)

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Mr sol-support selon FWD

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Affaiblissement de Mr durant le dégel

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Modules matériaux selon logiciel Chaussée

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Intrants de matériauxMatériaux du sol-support (matériaux fins - suite)• Cartes des dépôts meubles• Utilisation de valeurs typiques selon la documentation • Comportement sous conditions climatiques

• Potentiel de ségrégation SP et calcul du soulèvemen t • Potentiel de ségrégation SP et calcul du soulèvemen t au gel selon logiciel Chaussée

• Potentiel de variation saisonnière de volume selon la teneur en eau. Essai CBR et AASHTO T-258.

• Matériaux dont IL>0.9


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Carte des dépôts meubles

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Documents

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