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Dimensionnement des structures de chaussées Omar ESSEKELLI Chef de Service Chaussées et Développement Division Technique - DRCR Source: www.almohandiss.com www.almohandiss.com

Dimensionnement Des Structures de Chausses Trafic (1)

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  • Dimensionnement des

    structures de chausses

    Omar ESSEKELLI Chef de Service Chausses et Dveloppement

    Division Technique - DRCR

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  • 2

    Le trafic

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  • 3

    Actions du trafic sur la chausse

    Actions verticales

    Les actions verticales sont transmises la chausse

    par les pneumatiques.

    La pression qo exerce sur la chausse est

    approximativement gale 1,10 fois la pression de

    gonflage du pneumatique.

    La surface de contact pneumatique / Chausse est

    quasi-circulaire de rayon a

    a = ( Q / .q0 )

    Q tant la charge par roue.

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  • 4

    Actions du trafic sur la chausse

    q0 = 1,6 kg/cm2

    Vhicules de tourisme de

    poids total de 2000 kg

    soit 500 kg/pneu

    Vhicules poids lourds essieu de 13 t jumel soit 3,25 T/pneu

    a = 12,5 cm

    d = 37,5 cm

    q0 = 6,62 kg/cm2

    Actions verticales

    Exemple : a = 10 cm

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  • 5

    Actions du trafic sur la chausse

    Actions verticales

    Le pneumatique impose deux types d'efforts

    verticaux sur la chausse :

    a) des efforts de poinonnement la surface de la

    chausse. Ces efforts sont fonction de la pression

    des pneus. Ces efforts ne sont en fait rellement

    sensibles que pour des pressions de gonflage

    suprieures 7 kg/cm2.

    b) diffusion de la charge totale jusqu'au sol de

    fondation. Ce n'est plus la pression qui est

    importante mais la charge transmise qui joue le rle

    important. Le rle du corps de chausse est d

    diffuser la charge jusqu'au sol de manire avoir

    une charge admissible sur le sol support.

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  • 6

    Actions du trafic sur la chausse

    Actions tangentielles

    Un vhicule en mouvement gnre des contraintes

    tangentielles (latrales et tangentielles) imputables :

    La transmission de leffort moteur ou du freinage.

    La mise en rotation des roues non motrices.

    La rsistance aux efforts transversaux.

    Ces efforts saccompagnent de frottements.

    Ces contraintes gnrent des efforts de traction la base

    des couches lies qui crent des micro dgradations qui

    saccumulent et peuvent entraner la ruine du matriau.

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  • 7

    Actions du trafic sur la chausse

    Actions tangentielles

    En phases d'acclration et de freinage, les roues

    motrices tendent arracher les matriaux et risquent

    parfois de patiner ou de glisser si la surface de la

    chausse n'est pas suffisamment rugueuse.

    Les coefficients de frottement qui conditionnent les

    risques de glissage et les possibilits d'arrt des

    vhicules sont de l'ordre de :

    Chausse sche, pneu en bonne tat f = 0,8 0,9 voire 1

    Chausse mouille, pneu en bonne tat f = 0,6 0,8

    Chausse mouille, pneu us f = 0,3 0,4

    Chausse lisse mouille, pneu us f = 0,1 0,2

    Verglas ou boue sur la chausse f = 0,05 0,1

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  • 8

    Actions du trafic sur la chausse Actions thermiques

    La temprature a deux effets mcaniques principaux :

    Changement du module du matriau. Un Enrob Bitumineux

    que lon chauffe devient plus mou .

    Cration de champs de contraintes et dformations au sein

    du matriau en raison des dilatations et contractions

    thermiques lors des changements de temprature. Cet effet

    est particulirement nfaste :

    Lors dun refroidissement, par exemple, la chausse a tendance se

    contracter. Or les mouvements de contraction sont empchs dans le

    sens longitudinal de la chausse. Cela revient a exercer une traction

    sur cette chausse dans le sens longitudinal, do lamorage ventuel

    de fissures transversales.

    Dans une structure semi rigide. En effet, la couche traite aux liants

    hydrauliques est sujette au retrait thermique et de prise. Le retrait,

    empch par le frottement linterface, peut provoquer une fissure

    dans la couche en enrob bitumineux.

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  • 9

    Mode dvaluation du trafic

    Evaluation du volume du trafic

    Comptage manuel

    Comme son nom lindique, ce type de comptage se

    fait manuellement.

    Il permet de relever aussi bien le nombre de

    vhicules que ses caractristiques (silhouettes).

    Il permet en outre de donner directement

    linformation concernant la rpartition du trafic par

    sens.

    Il est effectu suivant des mthodes statistiques

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  • 10

    Mode dvaluation du trafic

    Evaluation du volume du trafic

    Comptage automatique

    Dispositif pneumatique

    Ce dispositif consiste placer sur la route un tuyau de

    caoutchouc reli un systme de comptage. Chaque

    passage dessieu cre une pression qui inscrit une

    impulsion.

    Ce dispositif permet dons de comptabiliser des

    essieux.

    Malgr ses inconvnients (bruyant, dure de vie

    alatoire, ncessit dintervention sur la chausse), il

    conserve encore quelques avantages (simplicit, faible

    cot) pour des mesures ponctuelles simples pendant

    quelques semaines.

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  • 11

    Mode dvaluation du trafic

    Evaluation du volume du trafic

    Comptage automatique

    Dispositif boucle lectromagntique

    Ce dispositif se compose dune boucle magntique

    inductive constitues de spires de fil de cuivre noye dans

    le revtement de la chausse.

    Le passage dun vhicule correspond au passage dune

    masse mtallique qui modifiera le champ lectromagntique

    produit par la boucle.

    Ces modification du champ lectromagntique seront

    transformes, par un dtecteur, en un signal lectrique tout

    ou rien, reprsentatif de la prsence dun vhicule.

    Avec une seule boucle par voie, on mesure le dbit et le taux

    doccupation.

    Avec deux boucles espaces dune certaine distance, il est

    aise de calculer la vitesse instantanne des vhicules.

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  • 12

    Mode dvaluation du trafic

    Evaluation du volume du trafic

    Comptage automatique

    Dispositif cbles pizolectrique

    Ce dispositif utilise comme capteur un cble

    pizolectrique qui a la proprit de gnrer une d.d.p.

    proportionnelle la pression qui lui est applique.

    Ce dispositif permet, en plus du comptage des essieux

    et leur classification, le pesage en marche des

    vhicules.

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  • 13

    Mode dvaluation du trafic

    Evaluation de lagressivit du trafic

    Bascule de pesage dynamique

    Cbles pizolectrique

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  • 14

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  • 17

    STATION DE PESAGE DES VEHICULES

    Systme de pr-slection

    Pesage vitesse leve des vhicules

    (cble pizo-lectrique et boucles lectromagntiques)

    Systme dalerte Arrt du vhicule

    en surcharge par les

    Contrleurs routiers

    Pesage basse vitesse des vhicules

    (bascule)

    Application de la rglementation

    en vigueur

    Fin de lopration

    Autres contrles : Contrle technique

    des vhicules Exploitation des donnes Possibilit de consultation des

    donnes en temps rel distance

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  • 18

    Agressivit du trafic

    Lagressivit (A) est estime vis--vis de lendommagement par fatigue

    de la chausse. Elle correspond au dommage provoqu par le passage

    dun essieu de charge (P), par rapport au dommage d un passage de

    lessieu isol de rfrence de charge P0.

    Agressivit dun essieu

    Lagressivit est calcule par la formule :

    0P

    PKA

    K est un coefficient permettant de tenir compte du type dessieu.

    K et dpendent de la nature du matriau et de la structure de chausse.

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  • 19

    Agressivit du trafic

    Agressivit dun essieu

    K

    Essieu simple Essieu tandem Essieu tridem

    Structures

    souples et

    bitumineuses

    4 1 0,75 1,1

    Structures

    semi rigides 8 1 12 113

    Structures

    rigides 12 1 12 113

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  • 20

    Essieu Simple Source: www.almohandiss.com

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  • 21

    Essieu Tandem Source: www.almohandiss.com

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  • 22

    Essieu Tridem Source: www.almohandiss.com

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  • 23

    Agressivit du trafic

    Lagressivit dun poids lourd est gale la somme des agressivits de

    ces essieux

    Agressivit dun Poids lourd

    Agressivit dun trafic

    Connaissant lhistogramme de charge par type dessieu pour un trafic

    donn, lagressivit de ce trafic est qualifi par le coefficient CAM,

    correspondant lagressivit moyenne du poids lourd composant ce

    trafic par rapport lessieu pris pour rfrence.

    i j

    iijj

    P

    PnK

    3

    1 0NPL

    1CAM

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  • 24

    Agressivit du trafic

    Agressivit dun trafic

    NPL : nombre de poids lourds pendant la priode de comptage.

    Kj coefficient correspondant au type dessieu.

    j = 1 essieu simple

    2 essieu tandem

    3 essieu tridem

    nij : nombre dessieux lmentaires de type j et de classe de charge Pi

    i j

    iijj

    P

    PnK

    3

    1 0NPL

    1CAM

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  • 25

    Exemple de calcul de lagressivit du trafic

    Pendant cinq jours de comptage, une station de pesage a dnombr le passage

    de 305 poids lourds reprsentant :

    1 854 essieux simples.

    436 essieux lmentaires en tandem.

    168 essieux lmentaires en tridem.

    la rpartition des charges par essieux est

    donne dans le tableau suivant :

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  • 26

    Classe de

    charge (T) Centre Classe (T)

    Nb. Essieux

    simples (N1)

    Nb. Essieux

    tandem (N2)

    Nb. Essieux

    tridem (N3)

    1-3 2 210 107 48

    3-4 3,5 160 78 34

    4-5 4,5 100 66 28

    5-6 5,5 290 60 22

    6-7 6,5 280 50 16

    7-8 7,5 216 28 14

    8-9 8,5 210 24 4

    9-10 9,5 180 8 2

    10-11 10,5 68 6 0

    11-12 11,5 50 5

    12-13 12,5 40 2

    13-14 13,5 25 1

    14-15 14,5 9 1

    15-16 15,5 7 0

    16-17 16,5 5

    17-18 17,5 2

    18-19 18,5 1

    19-20 19,5 1

    20-21 20,5 0

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