Chaussées souples à durée de vie prolongée (Long Life Pavement) Pierre Langlois, ing. Laboratoire des chaussées Transports Québec

Provinces de l'Atlantique Rien de prévu à court terme

Provinces de l'Atlantique À Terre-Neuve ? PPPPPP

Des concepts éprouvés Cette présentation traite essentiellement du phénomène de fatigue des revêtements; S'applique seulement en construction; Le concept considère les fondations granulaires comme étant performantes; Utilisation de concepts déjà existant: Revêtements bitumineux de forte épaisseur; Distribution des contraintes en profondeur; Planage et et resurfaçage;

Les objectifs Structures de chaussées à longue durée de vie Augmentation de la durée de vie actuelle Les dégradations se limitent à la couche de surface Entretiens mineurs (scellement de fissures, etc) Planage et resurfaçage

Stratégie de conception MTQ Construction pour ans (inspiration de la tradition nord américaine de 20 ans) Suivi de couches dusure ou de renforcement se répétant suivant des cycles denv. 10 ans La chaussée est sévèrement détériorée au stade de premier resurfaçage et souffre de problèmes majeurs Déficience structurale (croissance du trafic lourd) Patron de fissuration qui remonte à travers les couches subséquentes Comportement au gel parfois marginal

Extraits des motivations justifiant le nouveau guide AASHTO 2002 (chap ) « Les autoroutes originales ont été conçues pour 5 à 15 millions de camions alors quaujourdhui elles doivent être conçues pour plus de 50 à 200 millions de camions tout en ayant de plus longues durées de vie (e.g ans versus 20 ans) »

Les effets de la fatigue Contrainte en tension Contrainte Durée de vie (fatigue) Durée de vie indéfinie Contrainte en compression La fatigue dans le revêtement; Contrainte en tension diminue avec lépaisseur du revêtement; Faible épaisseur = Contrainte élevée; Contrainte élevée = Durée de vie raccourcie.

Les effets de la fatigue Contrainte en tension Contrainte Durée de vie (fatigue) Durée de vie indéfinie Contrainte en compression La fatigue dans le revêtement; Contrainte en tension diminue avec lépaisseur du revêtement; Épaisseur élevée = Contrainte plus faible; Contrainte plus faible sous la limite = Durée de vie indéfinie.

Les effets de la fatigue Durée de vie (fatigue) Contrainte Teneur en bitume élevée et/ou bitume modifié Faible teneur en bitume Durée de vie indéfinie La fatigue dans le revêtement; Teneur en bitume élevée = meilleure résistance en tension; Bitume modifiés = meilleure résistance en tension.

La solution Effort maximum en tension Fondation granulaire ou stabilisée Enrobé ESG-5 résistant à la fatigue 75 à 100mm Enrobé à module élevé et résistant à l'orniérage. Épaisseur selon le besoin 30 à 60 mm SMA-10, EG-10, ESG-10 } 100 mm à 150 mm Zone de compression élevée GB-20

Le choix du bitume (exemple zone 2) Fondation granulaire ou stabilisée Température Profondeur Changement de température PG PG ou PG 58 – 28 ou PG 58-34

Tamis (mm) % Passant Tamis (µm) 0.45 EG-10 et EGA-10 ESG-5 GB-20 Les granulométries des enrobés

Variantes calculées Parc des Laurentides (A) 20 ans 192 mm (B) 50 ans 231mm (C) 50 ans 210 mm GB mm EG mm EB mm EB mm EG mm EG mm ESG-5 60 mm

Exemple de coûts Parc des Laurentides Hypothèses 1200 camions par jour (djma 5000 à 7000) 1% de croissance par année, C.A. = 3,57 Exemple sur sol de type SM fin 12,85 millions dECAS en 20 ans 192 mm d'enrobé 276 mm de MG mm de MG-112 (type B) $/km

Exemple (suite) (plus longue durée de vie) 37,1 millions dECAS en 50 ans Enlever 40 mm de GB-20 à 60$/t : - 6,60$/m² Ajouter 60 mm de ESG-5 à 70$/t : +10,30 Hypothèse conservatrice: Sol gélif (SP = 6) sous-profil de 300 mm Déblais à 4$/m³ : +1,20 MG-112 supplémentaire: +2,60 surcoût initial total: +7,50 $/m² $/km (env. 10% de plus) (3,70) (3,80)

Comparaison à long terme Conception 20 ans 0 - Construction initiale de $/km 20 – couche d'usure (avec un peu de chance) 29 - couche d'usure 38 - couche d'usure 47 - Réfection majeure Conception 50 ans 0 - Construction initiale de $/km 20 - couche d'usure 40 - couche d'usure (60 - couche d'usure)

La durabilité Prévention de la dégradation de la chaussée: Choix judicieux des composantes: Classes des bitume utilisés; Granulats performants fonction des types denrobés; Liant daccrochage et dimprégnation; Essai de résistance à lorniérage; Essai dadhésivité bitume/granulat; Assurer un contrôle de qualité serré des travaux de construction.

Le désenrobage et arrachement Adhésivité du bitume/granulat; Méthode LC PG PG 64-34

Des fissures apparaîtront La chaussée vieillira! Fissuration par retrait thermique; Sera toujours présente; Fonction: Du climat et de la classe de bitume; De la masse d'enrobé (épaisseur, largeur); Peut être colmatées efficacement.

Conclusion Une stratégie à plus long terme Construire une infrastructure durable qui ne nécessitera que des interventions légères Sol et structure granulaire stable Revêtement plus robuste requiérant seulement des réparations superficielles (planages et c.u.) ou ponctuelles (réparation de fissures transversales) Il est désormais possible de construire à coût raisonnable des chaussée pour plus que seulement ans

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