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EXPÉRIMENTATION DU CONCEPT DE

STRUCTURE INVERSE POUR LE

RENFORCEMENT DE CHAUSSÉES

SOUMISES AUX CHARGES D’AUTOBUS

URBAINS Congrès INFRA

Hôtel Hilton Québec

9 novembre 2011

2 VILLE DE QUÉBEC EXPÉRIMENTATION DE CHAUSSÉES À STRUCTURE INVERSE

• Renforcer de façon optimisée les chaussées

soumises aux charges d’autobus urbains

• S’attaquer aux causes des problèmes

rencontrés et non à leurs effets

• Utiliser le plus possible les matériaux

recyclés disponibles localement

• Viser un meilleur rapport bénéfices/coûts

Objectifs du projet


• Charges : - conception : 8 165 kg (1.0 ECAS)

- légale : 10 000 kg (2.2 ECAS)

- autobus standard : 11 670 kg (4.2 ECAS)

- autobus articulé : 12 120 kg (4.9 ECAS)

• Gel et dégel : - portance réduite au dégel

- contrôle inexistant au dégel

• Particularités : - trottoirs et bordures (rehaussement impossible)

- services d’utilités publiques à conserver (750 mm de profondeur)

Sollicitations et contraintes de conception


Modes d’endommagement des chaussées

Déformation permanente

Fissuration par

fatigue


Réseau des circuits d’autobus sur l’ensemble du territoire

•109 parcours d’autobus

• 857 km de réseau

• 42 km de voies réservés

• 4 614 arrêts


Ordre de grandeur des CA moyens des autobus selon les modèles

0,00,20,40,60,81,01,21,41,61,82,02,22,42,62,83,03,23,43,63,84,04,24,44,64,85,05,25,45,65,86,06,26,4

Sco

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Pré

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3-45

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CA

)

Vide - Poids nominal

Évaluation de l’agressivité de différents types d’autobus


Répartition des véhicules lourds sur le réseau artériel


Comparaison de différentes approches de conception


Renforcement de chaussée flexible à l’aide d’une structure inverse


Composition du matériau granulaire de la grave rave ciment


Endom

magem

ent re

latif (%

) E

ndom

magem

ent re

latif (%

)

0

5

10

15

20

25

janvier février mars avril mai juin juillet août sept. octobre nov. dec.

ESSIEU ARRIÈRE

ESSIEU AVANT

0

5

10

15

20

25


ARTÈRE PRINCIPALE

TRAFIC D'AUTOBUS: 250 A/j

VITESSE DES AUTOBUS: 50 km/h

(mm) (mm)

1) EB-10S 40

2) EB-20 70

Revêtement: 110

3) MG 450

4) ST 450

Épaisseur Totale: 1010

5) SS1 790

6) SS2 -------

ENDOMMAGEMENT RELATIF

Fatigue: 100%

Déformation: 20%

DURÉE DE VIE: 5 ans

Endommagement relatif d’une chaussée flexible

FATIGUE

DÉFORMATION


DÉFORMATION

0

5

10

15

20

25


En

do

mm

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)

FATIGUE

0

5

10

15

20

25


ESSIEU ARRIÈRE

ESSIEU AVANT

Endom

magem

ent re

latif (%

) E

ndom

magem

ent re

latif (%

)

ARTÈRE PRINCIPALE

TRAFIC D'AUTOBUS: 250 A/j

VITESSE DES AUTOBUS: 50 km/h

(mm) (mm)

1) EB-10S 40

2) GBR 70

3) MAF 100

4) GCR 100

Renforcement: 310

5) MG 250

6) ST 450

Épaisseur Totale: 1010

7) SS1 790

8) SS2 -------

ENDOMMAGEMENT RELATIF

Fatigue: 100%

Déformation: 10%

DURÉE DE VIE: 26 ans

Endommagement relatif d’une chaussée inverse


0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

janvier février mars avril mai juin juillet août sept. octobre nov. déc.

t /

Rf

ESSIEU ARRIÈRE

ESSIEU AVANT

SEUIL D'ENDOMMAGEMENT

PAR FATIGUE

Prédiction de l’endommagement de la couche de grave ciment


Site d’expérimentation et type de matériaux antifissuration


Coupes transversales des planches d’essais


Pré-planche d’essai Caractérisation de la grave ciment


Mise en place du mélange de grave ciment


Mise en place des couches antifissuration


Description

Résistance en

compression

(MPa)

Résistance en flexion

(MPa)

Modélisation 6,75 2,15

Laboratoire 11,19 1,70

Chantier 10,35 1,78

Résistances en compression et en flexion de la grave ciment


Bassins de déflexion du FWD avant les travaux


Bassins de déflexion du FWD après les travaux


Bassins de déflexion du FWD après les travaux (agrandit)


Vieillissement accéléré et suivi des performances


Les avantages des chaussées à structure inverse

Les chaussées à structure inverse permettent d’entrevoir :

• Des excavations peu profondes (500 à 600 mm)

• L’utilisation de grave ciment à faible teneur en ciment (5 %)

• Le recyclage de matériaux disponibles localement

• Des réhabilitations futures limitées à la surface

• Une très grande durabilité (4 cycles de 25 ans)

• Un bon rapport-bénéfices/coûts

www.ville.quebec.qc.ca

Pierre Gauthier, ing.

Service de l’ingénierie

Section planification et développement

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