Academic literature on the topic 'Chaussées – Sous-revêtements'

Ce travail de thèse concerne l'étude expérimentale et numérique du contact pneumatique/chaussée pour la prévision du bruit de roulement. Les efforts de contact dynamiques entre le pneu et la chaussée sont modélisés par une succession d'états statiques entre un massif semi-infini élastique et plusieurs aspérités parfaitement rigides. Le problème de contact statique est résolu à l'aide d'une Méthode Itérative à Deux Échelles (MIDE) plus rapide que les méthodes numériques classiques. Au niveau expérimental, les efforts de contact mesurés entre un pavé de gomme et plusieurs pointes sphériques sont en bon accord avec ceux donnés par la MIDE. Dans le cas du contact statique entre un pneu lisse et différentes surfaces rugueuses, les comparaisons essais/calculs restent bonnes pour des surfaces composées de pointes sphériques et des revêtements de chaussée à macrotexture modérée. Elles se dégradent pour des revêtements à forte ou faible macrotexture. Ces résultats sont encourageants étant donné la précision de mesure et les hypothèses simples du modèle par rapport à la complexité du contact pneumatique/chaussée. Enfin, des mesures de force de contact et de bruit sont réalisées sur site réel pour un pneu lisse roulant sur différentes surfaces routières. Il semblerait que les efforts de contact dynamiques soient influencés par la visco-élasticité de la gomme et par la vibration du pneumatique au cours du roulement. Ces phénomènes pourront être introduits dans le modèle à l'avenir. D'autre part, les niveaux de force et de bruit mesurés sont très fortement corrélés autour de 800 Hz, fréquence qui pourrait directement être liée à la texture de chaussée
This work deals with experimental and numerical investigations on tyre/road contact for the prediction of tyre/road noise. The dynamical contact stresses between the tyre and the road are modeled by successive static states between an elastic half-space and several perfectly rigid asperities. The problem in statics is solved using a Two-scale Iterative Method (TIM) which is faster than classical numerical methods. Concerning experiments, the contact stresses measured between a rubber block and several spherical punches are in good agreement with the results of the TIM. For the contact in statics between a slick tyre and many rough surfaces, the comparisons between experiments and calculation are still good for surfaces composed of spherical indenters and road surfaces with medium macrotexture. The results are less good for road surfaces with high or small macrotexture. These results are encouraging considering the precision of the measurement system and the simple hypotheses used in the model in comparison with the complexity of tyre/road contact. Finally, in situ measurements of contact forces and tyre/road noise were carried out for a slick tyre rolling on several road surfaces. It seems that dynamical contact stresses are influenced by the visco-elastic behavior of the rubber and by the vibration of the tyre during rolling. These phenomena could be included in the model in the future. Moreover, the measured levels of contact forces and noise were greatly correlated around 800 Hz, which frequency could be directly linked to road texture

L'optimisation du dimensionnement des chaussées souples passe nécessairement par l'amélioration de la modélisation et de la prise en compte du comportement mécanique des graves non traitées (GNT) utilisées en couche d'assise. La caractérisation de l'état initial des GNT en place est une étape indispensable pour prédire correctement les déformations permanentes du matériau (contribution à l'orniérage de la chaussée). L'utilisation d'essais triaxiaux cycliques structurés en plans d'expériences permet d'étudier l'influence du matériau et de sa mise en oeuvre sur ses paramètres d'état initial (module élastique initial et densité sèche initial). De la même façon, l'influence du matériau, de son état initial, et du chargement sur l'accumulation des déformations permanentes des GNT calcaires est mise en évidence et quantifiée à partir d'essais TCR par paliers. Les modèles établis en laboratoire sont validés par les mesures réalisées sur un site expérimental via des simulations numériques de l'essai à la plaque et du chargement routier standard.

Ce travail comporte une étude par la méthode des éléments finis du comportement mécanique des chaussées dans le but de mieux comprendre les mécanismes d'initiation et de développement de l' orniérage dans les chaussées souples et de déterminer une stratégie pour leur réparation Il est présenté en quatre chapitres : Le premier chapitre comporte une analyse des travaux réalisés sur l' orniérage, et plus particulièrement sur les causes, les mécanismes de formation, les facteurs d'influence et les approches de modélisation. Le second chapitre présente le modèle numérique utilisé dans ce travail pour l'analyse du comportement mécanique des chaussées. Dans ce modèle, le comportement des couches inférieures est décrit à l'aide d'un modèle élastoplastique utilisant le critère de Mohr-Coloumb Un modèle élasto-viscoplastique est utilisé pour les couches de surface. L'effet de la température est pris en compte à l'aide du principe de superposition temps-température. La détermination des paramètres du modèle est discutée, notamment les paramètres rhéologiques et du chargement Le troisième chapitre présente la validation du modèle proposé sur des essais en vraie grandeur réalisés au laboratoire, qui comportent à la fois des essais instantanés et à long terme. Dans le quatrième chapitre, on présente une étude paramétrique sur l'influence des principaux facteurs (type de pneus, densité de charge. . ) sur le développement de l' orniérage Cette étude est suivie par une analyse de l'influence de la température et du type de trafic sur l' orniérage. Le chapitre comporte également une étude des stratégies de maintenance et de réparation des chaussées.

Le traitement des sols aux liants hydrauliques (chaux, ciment…) est un procédé de plus en plus pratiqué par les entreprises du BTP en technique routière. Il améliore les propriétés géotechniques et mécaniques des sols dits « médiocres » in situ. Les guides techniques « Traitement des sols à la chaux et/ou aux liants hydrauliques » (SETRA-LCPC, 2000 et 2007) présentent les méthodologies d’études géotechniques en laboratoire et in situ afin d’atteindre les performances requises. Cependant, l’analyse du retour d’expérience montre un certain nombre de perturbations du traitement tels que des gonflements. La présente thèse s’intéresse à : -la caractérisation physico-mécanique et physico-chimique de 3 sols types de la région Basse-Normandie avant et après un traitement mixte ; -la détermination de seuils de perturbations de la solidification dues à la présence des anions Cl-, SO42-, NO3-, PO43-dans le sol. Les concentrations seuil sont recherchées tant du point de vue des performances mécaniques que de la stabilité structurelle. A l’échelle microscopique, les perturbations sont étudiées à l’aide des analyses physico-chimiques et microstructurales des sols dopés. Il apparaît que les quatre anions présentent un potentiel de perturbation de la solidification dont l’expression diffère selon le sol, le traitement considéré, la forme chimique de l’anion, sa concentration, les conditions de cure et le type de sollicitation. Si l’introduction dans le sol d’un anion unique ne remet pas en cause une réutilisation du sol traité en techniques routières, les simulations d’interactions des anions révèlent des cas d’inaptitude fortement préjudiciables, dont le contrôle doit être poursuivi
The reuse of soils after adding binder agents is becoming more and more applied. This treatment technique results in the improvement of the physical and mechanical characteristics of the soils, allowing them to be reused in several geotechnical applications. The technical guides "Soils treatment with lime and/or hydraulic binders", (SETRA-LCPC, 2000 and 2007) present the geotechnical investigation methodologies in the laboratory and in situ. However, the analysis of the experience feedback analysis shows some disturbances such as swelling. This research work investigates the influence of assumed disruptive chemical compounds thanks to: -the physicomechanical and physicochemical characterisation of 3 soils of the Normandy region before and after treatment; -the determination of the thresholds of solidification disturbance due to the presence of anions Cl-, SO42-, NO3-, PO43- in soils. The concentrations thresholds are evaluate both from the mechanical performances and the structural stability point of view. At the microscopic scale, the disturbances are studied by the physicochemical and microstructural analyses of the spiked soils. It seems that the four anions have a disturbance potential. But their influence depends to the soil, the treatment, the chemical form of the anion, its concentration, the cure conditions and the geotechnical test. If the introduction of one single anion in the soil doesn’t prevent a reuse of the treated soil in road construction, the simulations of the anions interactions reveal harmful cases of unsuitability, opening on a new approach on the understanding of the solidification disturbances

Le travail de thèse a consisté à identifier expérimentalement le comportement mécanique d'un mâchefer d'incinération d'ordures ménagères, à la fois non traité et cimenté avec un liant routier à faible dosage. Ce mâchefer est valorisable au sens de la circulaire du 9 mai 1994, précisant les conditions d'emploi des mâchefers en technique routière. L'objectif est d'améliorer la connaissance du matériau « mâchefer» du point de vue mécanique, de telle sorte à améliorer la méthode de dimensionnement rationnelle des chaussées, prenant en compte un comportement plus réel du matériau granulaire « mâchefer» et permettant ainsi de s'affranchir de considérations empiriques. La première étape de cette étude a consisté à mettre en place des dispositifs et méthodologies expérimentaux adaptés au matériau « mâchefer ». Dans cette première approche, la rhéologie du matériau granulaire, non lié et faiblement cimenté, est approchée en régime quasi-statique et en régime cyclique, sur des chemins de contraintes oedométriques et triaxiales. Les résultats expérimentaux révèlent des propriétés mécaniques du matériau granulaire « mâchefer » analogues aux matériaux pulvérulents initialement denses, caractérisées principalement par une élasticité non linéaire, une dépendance vis-a-vis de la pression moyenne appliquée, une dilatance progressive aux grandes déformations, et une stabilisation progressive des déformations élastiques et permanentes en régime cyclique à haut nombre de cycles. Les notions d'état caractéristique et d'état critique semblent applicables au matériau « mâchefer ». La formulation d'une première approche du comportement en fatigue ainsi que la prise en compte de la pathologie de gonflement du matériau dans le dimensionnement sont présentées, et doivent également conduire à une meilleure prise en compte du comportement du mâchefer dans la méthodologie de dimensionnement.

Le diagnostic du parc routier est une étape indispensable préalable à l'entretien et la réparation des structures de chaussées. L'importance d'une plus grande finesse de l'analyse des résultats issus des méthodes de contrôle non destructif peut permettre de réaliser, à terme, des économies sur les coûts et énergie mis en jeu lors de la maintenance et la construction. Ces travaux de doctorat présentent un modèle thermo-visco-elastique permettant d'intégrer le comportement des matériaux bitumineux composant une chaussée par l'utilisation du module et de l'amortissement complexe issu des courbes maitresses. La résolution du problème dynamique est réalisée à l'aide d'une approche fréquentielle. Cette approche est appliquée en particulier à un essai FWD sur lequel des variations climatiques sont étudiées. Des essais in situ, réalisés sur deux sites instrumentés, permettent de valider le modèle. Les bons résultats obtenus suggèrent l'utilisation de ce modèle à travers une analyse multicritère sur les bassins de déflexion et les historiques pour le développement futur d'un modèle de retro calcul dynamique
The diagnosis of the road fleet becomes a necessary step prior to themaintenance and the repair of pavement structures. The importance of a finer analysis of the results of the non-destructive testing methods can eventually achieve to cost and energy savings for the maintenance and construction. This phD thesis introduces a thermo-visco-elastic model for intersting the behavior ofbituminous pavement materials, using the complex modulus and damping from master curves. The resolution of the dynamic problem is performed thanks to a frequency approach. This approach is particularly applicable to a FWD test on which climatic variations are studied. In situ tests, carried out on two instrumented sites, are used to validate the model. The obtained of good results suggests the use of this model through a multi-criteria analysison deflection basins and of the records for the future development of a backcalculation dynamic model

Ce travail concerne l'emploi des granulats issus des formations calcaires du Bajocien lorrain dans les techniques pour assises routières. Les études économiques montrent que l'utilisation des roches carbonatées croît en Lorraine et que cette ressource se substitue majoritairement aujourd'hui aux matériaux traditionnels dans le domaine routier. Le manuscrit s'attache à montrer que l'utilisation de ces matériaux ne pose pas de difficultés particulières en techniques routières, malgré la grande variabilité de leur faciès. Il faut cependant que la formulation soit bien adaptée et qu'un liant routier soit de préférence utilisé. L'adhérence entre granulats calcaires et matrice cimentaire est ensuite abordé : Les calcaires issus de roches massives développent de réelles qualités d'adhérence avec la matrice, notamment si le liant hydraulique contient du laitier. Une étude sur la cinétique de durcissement de ces mélanges prouve que les coefficients de correspondance normalisés ne sont pas adaptés aux calcaires. Enfin, nous confirmons que les courbes normatives de recomposition sont pertinentes
This work looks at the use of aggregates taken from limestone formations in the Lorraine Bajocian banks for road subbases. Economic studies show that the use of carbonate rock keeps growing in Lorraine, surpassing traditional materials to the point of being the major resource for road building. This manuscript displays how these materials don't cause any particular technical difficulties in this field even though they have a wide range of aspects. However, the formulation must be well adapted and binder use is preferable. The limestone from massive rock has good adhesion properties with the matrix, especially if the hydraulic binder contains slag. A kinetic study of the setting of these mixes proves that standard equivalence coefficients, for the estimation of final performances, used now are not adapted to limestone, which reacts chemically. As to pertains to the elaboration of the limestone mixes, we confirm that the standard gradings are pertinent until an eventual improvement of recomposition methods based on aggregate stacking theory is established

"De par leur volume important, la gestion des sédiments de dragage représente un grand défi pour notre société. Leur contamination en métaux lourds et en micropolluants organiques fait qu'actuellement, la plupart des sédiments sont considérés comme déchets dangereux et sont mis en décharge. Ceci va à l'encontre de la politique actuelle où, dans le cadre d'un développement durable, la loi française favorise la valorisation afin que seuls les déchets ultimes soient mis en décharge. C'est dans ce contexte que la société Solvay a développé le procédé NOVOSOL(r) pour le traitement des sédiments pollués en vue d'une valorisation " matière ". Le procédé comporte deux étapes : une immobilisation des métaux lourds par formation d'apatites lors d'une phosphatation par acide phosphorique et une destruction des matières organiques par calcination. L'objectif de cette thèse est de valoriser des sédiments fluviaux traités par le procédé NOVOSOL(r) dans des matériaux routiers pour assises de chaussée. Les études expérimentales en laboratoire comportent deux aspects : performance mécanique et comportement à la lixiviation des matériaux. Les sédiments traités NOVOSOL(r) sont introduits dans des matériaux traités aux liants hydrauliques en substitution d'une partie ou en totalité du sable traditionnel. L'élaboration des matériaux selon la méthodologie d'étude en vigueur ne présente aucune difficulté. L'augmentation de la teneur en sédiments entraîne une demande en eau accrue et les matériaux ainsi réalisés sont moins compacts que des matériaux témoins. Ceci est attribuable aux caractéristiques des sédiments traités NOVOSOL(r) : teneur en fines importante, la friabilité et la porosité des grains. Ces caractéristiques ont pour conséquence d'affaiblir le squelette granulaire, ce qui se traduit par une diminution du module d'élasticité des matériaux. . . . "
The management of dredged sediments is a challenge for our society because of their huge volume. The contamination of heavy metals and organic micro pollutants make that the majority of dredged sediments are regarded as dangerous waste and are put in discharge. This isn't in the same point of view of the durable development policy: the French law supports the valorization so that only ultimate waste is put in discharge. In this context, Solvay Company has developed the process NOVOSOL(r) for the treatment of the dredged sediments polluted. The process comprises two stages: an immobilization of heavy metals by formation of apatite under a phosphatising reaction with acid phosphoric and a destruction of the organic matter by a calcination. The goal of this thesis is to use river sediments treated by the process NOVOSOL(r) in road base materials. Experimental studies in laboratory comprise two aspects: mechanical performance and leaching behaviour. The treated sediments by NOVOSOL(r) are introduced into road base mixes treated with cementitious binders as substitute for regular sand. The preparation of materials according to the normalized methodology in laboratory does not present any difficulty. As the treated sediments content increases, the water demand increases and the materials are less compact than reference material. This is due to the characteristics of treated sediments: important ratio of fines, friability and the porosity of granular. These characteristics have as a consequence to weaken the granular skeleton, which results in a reduction in the stiffness module of materials. On the other side, the reactivity of treated sediments NOVOSOL(r) in the matrix of cimentitious binder and a better homogeneity of materials lead to an improvement of the tensile strength. Mechanical performance of all the materials with of treated sediments NOVOSOL(r) evaluated by index of elastic quality is better than that of the reference material. .

Jusqu'à récemment dans de nombreuses régions tropicales et subtropicales, on utilisait surtout les graveleux latéritiques en géotechnique routière, comme matériaux d’assise de chaussée. Avec l'évolution des besoins, la récente prise en compte des contraintes environnementales et la rareté des graveleux latéritiques de bonne qualité, la promotion de matériaux dont l'usage est peu répandu pour diverses raisons techniques ou historiques est encouragée. En Afrique subsaharienne, la valorisation des matériaux marginaux naturels locaux, singulièrement les sols latéritiques fins, en technique routière est vivement encouragée pour une meilleure utilisation des ressources dans le cadre du développement durable et dans un contexte socio-économique particulier.Ce mémoire de thèse expose une étude du comportement mécanique d’un sol latéritique fin traité au ciment à différents dosages pour une valorisation en technique routière. Il comporte cinq parties:La première partie concerne une étude bibliographique des travaux réalisés sur les sols latéritiques. On présente également les travaux réalisés sur les sols traités au ciment.La deuxième partie est consacrée à la description des matériaux étudiés. Après la présentation des caractérisations physiques, chimiques et minéralogiques de ces matériaux, on présente les paramètres de l’étude. Cette partie s’achève par la caractérisation minéralogique et microstructurale du sol latéritique traité au ciment à différents dosages.La troisième partie présente les résultats expérimentaux d’une étude de la consolidation unidimensionnelle du sol latéritique avant et après traitement au ciment à différents dosages. La vérification de l’aptitude au traitement du sol, la détermination des caractéristiques intrinsèques et de compactage du sol traité au ciment sont également présentées dans cette partie.La quatrième partie présente les résultats expérimentaux de la résistance mécanique du sol avant et après traitement au ciment. La portance, les résistances en compression et en traction, les résistances à la rupture et au cisaillement forment l’ossature de cette partie.Enfin la cinquième partie présente une analyse numérique et économique de la conception d’une assise de chaussée en sol latéritique traité au ciment à différents dosages L’influence du traitement du sol sur l’épaisseur de l’assise de chaussée est examinée, ainsi que le coût économique de l’assise de chaussée
Until recently, in many tropical and subtropical regions, lateritic gravels have been used in geotechnical highway, like for example in the road foundations. With the increase of needs, the recent consideration of environmental constraints and the unavailability of lateritic gravels with good mechanical properties, the promotion of materials whose use is not widespread for various technical or historical reasons is encouraged. In Sub-saharan Africa, the valorization of local natural marginal materials particularly the fine grained lateritic soils, in road construction purposes is strongly encouraged where a better utilization of resources might help insure sustainable development in a particular socio-economic context.This thesis presents a study of the mechanical behavior of a cement treated fine grained lateritic soil for a valorization in road construction. It constains five parts:The first part concerns a literature review of work on lateritic soils. It also presents the work completed on soils treated with cement.The second part is devoted to the description of the materials studied. After the presentation of physical, chemical and mineralogical characterizations of these materials, we present the parameters of the study. At the end, mineralogical and microstructural characterization of cement treated lateritic at different dosages is presented.The third part presents the experimental results of a study of one-dimensional consolidation of lateritic soil before and after treatment with cement at different dosages. The verification of the processability of the soil, as well as the determination of intrinsic characteristics and compaction of the cement treated lateritic are also illustrated in this section.The fourth part shows the experimental results of the mechanical strength of the lateritic soil before and after treatment with cement. The discussion about bearing capacity, the compressive and tensile strength and the rupture and shear strengths constitutes the major concern of this part.Finally, the fifth part presents a numerical and economic analysis of the design of a road foundation of lateritic soil treated with cement at different dosages. The influence of soil treatment on the thickness of the road foundation is examined, as well as the economic cost of the road foundation

Environ 50 millions de m3 des sédiments sont dragués chaque année des ports en France. La solution traditionnelle comme le dépôt en terre et l’immersion en mer pour les sédiments devient de plus en plus réglementée. L’utilisation des sédiments dans le domaine de construction peut non seulement résoudre les problèmes relatifs aux sédiments, mais également constituer une nouvelle source de matériaux. Les présents travaux portent sur la proposition d’une solution pour l’utilisation des sédiments marins en couche d’assise de chaussée à travers le respect d’une méthodologie générale de valorisation. Après une identification des sédiments bruts, la valorisation des sédiments par le ciment et la chaux dans le domaine routier est évaluée en point de vue de l’IPI et de la performance mécanique. L’effet du ciment et de la chaux sur le compactage, la résistance, le gonflement, la durabilité et le changement des phases minérales est étudié. Les cendres volantes peuvent être utilisées pour la valorisation des sédiments à cause de sa propriété pouzzolanique. L’ajout des cendres volantes induit certainement le changement des propriétés mécaniques et chimiques, qui sont évaluées par les essais de compaction, les essais de l’indice portant immédiat, les essais en compression et en traction, les essais du cycle au gel-dégel, les essais de l’immersion à l’eau et les essais DRX et ATD/ATG. Le potentiel d’utilisation des formulations élaborées est évalué en technique routière. Enfin, l’étude mécanique complémentaire sur les sédiments bruts et les sédiments traités à la chaux est présentée. Les performances mécaniques plus approfondies des sédiments sont prises en compte à l’aide de l’essai de compressibilité, de l’essai de cisaillement direct et de l’essai triaxial
Nearly 50 millions m3 of sediments are dredged each year from rivers and ports in France. The traditional solution such as land deposit and ocean dumping to manage dredged sediments is increasingly restricted. The use of sediments in the field of construction can not only solve problems related to sediments, but also provide a new source of construction materials. The present work focuses on a proposed solution for use of marine sediment in roadbed layer by the respect of a general methodology. After identifying the characteristics of raw sediments, the evaluation of marine sediments by cement and lime in roadbed is assessed in terms of bearing capacity and mechanical performance. The effect of cement and lime on soil compaction, strength, swelling, durability and le change in mineral phases is studied. Fly ash can be used for the valorization of sediments because of its pozzolanic property. For treated sediments, the addition of fly ash induces certainly the change in mechanical and chemical properties, which are evaluated by the compaction tests, the bearing capacity tests, the compressive and tensile strength tests, the freezing-thawing cycle tests, the immersion in water tests and the XRD and DTA/TGA tests. The potential of the proposed formulations treated with fly ash was evaluated for the potential use in road engineering. Finally, the supplementary mechanical study on raw sediments and lime-treated sediments is presented. The mechanical performance of sediments is evaluated by using the compressibility tests, direct shear tests and triaxial tests