Aux vues des essais réalisés et des résultats obtenus dans la présente étude, un certain nombre de recommandations peut être proposé :
Les essais sur le sable ont montrés que ce sol réagissait différemment par rapport aux sols fins et qu’il ne pouvait pas être caractérisé par la même loi d’endommagement. Cependant, les essais qui ont été réalisés sur le sable sont assez limités. Cela nécessiterait la construction d’autres échantillons de chaussées avec différents types de sables pour pouvoir confirmer les observations faites lors de ce projet.
La même recommandation peut être faite au sujet de l’argile. En effet, les essais sur l’échantillon d’argile, séparé de la fondation par un géotextile, ont montrés que ce sol réagissait différemment des sables-silteux et des silts argileux. Toutefois, cette affirmation nécessiterait d’être validée avec d’autres essais sur de l’argile, en construisant par exemple un échantillon sans géotextile.
La méthode développée a fait l’objet de la création d’un support de conception sous forme d’abaques. Il est envisagé, dans un futur proche, de pouvoir implanter les lois d’endommagement obtenues pour les chaussées non revêtues dans le logiciel I3C-ME développé par la Chaire de recherche I3C, Chaire avec laquelle a été développé le présent projet. Ce logiciel utilise un code de calcul plus élaboré que le modèle Boussinesq-Odemark et cela permettrai ainsi d’obtenir des conceptions plus rigoureuses. Il est également question dans ce logiciel de tenir compte de l’endommagement saisonnier et des soulèvements au gel. Il existe très peu d’informations dans la littérature sur la problématique des soulèvements au gel dans les chaussées non revêtues. Dans un premier temps, il pourra être utilisé le même critère de soulèvement que pour les chaussées revêtues, étant donné qu’une chaussée non revêtue peut être susceptible d’être pavée un jour. La question du soulèvement au gel dans les chaussées non revêtues pourra éventuellement faire l’objet de futurs travaux.
117
10)
Conclusion
L’étude présentée dans ce document a permis le développement d’une méthode mécaniste- empirique de conception pour les chaussées non revêtues. L’approche analytique a consisté en l’élaboration d’un code de calcul, basé sur les équations de Boussinesq et la transformation d’Odemark, afin de pouvoir déterminer la déformation réversible au sommet du sol d’infrastructure d’une chaussée non revêtue soumise à un trafic lourd. L’étude s’est focalisée sur les déformations qui apparaissent à cet endroit car c’est l’orniérage structural qui a été considéré comme étant véritablement problématique. Une analyse de la stabilité des pentes latérales de chaussée a également été entreprise, permettant l’élaboration d’une formule reliant le facteur de sécurité relatif à la rupture des pentes aux paramètres géométriques de la chaussée. Des essais de chargement routier accélérés ont été réalisés sur des échantillons de chaussées reconstituées en laboratoire. Ces essais ont permis, en mesurant l’évolution de l’orniérage en fonction du nombre de cycles de chargement, d’établir des lois d’endommagement spécifiques au contexte des chaussées non revêtues. Pour obtenir ces lois, il a fallu au préalable retenir des critères d’endommagements jugés critiques, à savoir une ornière structurale de 25mm ou 50mm de profondeur. Les lois d’endommagement, associées au code de calcul, ont permis d’établir des abaques de conception.
Les lois d’endommagement élaborées dans ce projet ont été comparées avec des lois d’endommagement spécifiques aux routes à faible volume ainsi qu’avec des données de terrains. Les comparaisons ont permis de conclure que les lois développées étaient pertinentes. Cependant, d’autres essais devraient être effectués afin de pouvoir valider pleinement les résultats obtenus sur les sables et les argiles dans cette étude.
La méthode développée a été comparée avec les principales méthodes de conception des chaussées non revêtues existantes. D’une manière générale, les méthodes purement empiriques prévoient des hauteurs de fondations plus grandes. Ainsi, l’approche mécaniste-empirique développée dans ce projet aboutit à une économie de matériaux.
L’analyse de la stabilité des pentes latérales de chaussées non revêtues soumises à un trafic lourd a abouti à l’établissement d’une formule. Cette formule, reliant la probabilité de rupture des pentes aux paramètres géométriques de la chaussée, permet de valider ou non les conceptions effectuées en tenant compte des facteurs d’orniérage.
L’insertion des lois d’endommagement dans le logiciel I3C-ME, spécialisé dans la conception mécaniste-empirique des chaussées, permettra une conception très rigoureuse des chaussées non revêtues en tenant compte également des soulèvements au gel et des dommages saisonniers.
118
Références
1. AASHTO. (1993). Guide for Design of Pavement Structures. Washington D.C.
2. AASHTO. (1993). Guideline for Geometric Design of Very Low-Volume Local Roads. Washington D.C.
3. AASHTO. (2002). Guide for the Design of New and Rehabilitated Pavement Structures. Washington D.C.
4. Barksdale, R.D. (1972). Laboratory Evaluation of Rutting in Base Course Materials. Proceeding of 3rd International Conference on the Structural Design of Asphalt Pavements, London, pp.161-174
5. Beaudry, T. (1992). Minnesota’s Design Guide for Low Volume Aggregate Surfaced Roads. Minnesota Department of Transportation.
6. Beaulieu, L. (2011). Influence de la granulométrie et de la minéralogie sur le comportement d’un matériau granulaire stabilisé ou traité à l’aide d’abat-poussière. Mémoire de Maîtrise, Département de Génie Civil, Université Laval, Québec, Canada. 7. Bilodeau, J.P. and Doré, G. (2014). Géotechnique routière. Notes de cours,
Département de Génie Civil, Université Laval, Québec.
8. Boutet, M., Pierre, P. and Doré, G. (2007). Élaboration de modèles mathématiques pour l’interprétation des données obtenues avec le pénétromètre dynamique. Groupe de recherche en ingénierie des chaussées, Département de génie civil, Facultés des sciences et de génie, Université Laval.
9. Dawson, A. (2003). Cumulative damage and its applicability to low volume road pavement. University of Nottingham, United Kingdom.
10. Dawson, A. (1997). Rutting in Unsurfaced Roads – Materials and Structure Interaction Effects. International Symposium on Thin Pavements, Surfaced Treatments, Unbound Roads.
11. Dawson, A., Kolisoja, P., Vuorimies, N. and Saarenketo, T., (2007). Design of low- volume pavements against rutting – a simplified approach. Transportation Research Board Low Volume Roads Conference 2007.
12. Dawson, A., Kolisoja, P., and Vuorimies, N. (2008). Understanding Low-Volume Pavement Response to Heavy Traffic Loading. Project ROADEX III, Northen Periphery.
13. Depatie, J. (2013). Évaluation des propriétés mécaniques et physiques des matériaux bitumineux recyclés produits par retraitement en place. Mémoire de Maîtrise, Département de Génie Civil, Université Laval, Québec, Canada.
14. Department of the Army, (1990). Design of Aggregate Surfaced Roads and Airfields. Washington D.C.
15. Department of the Army, (1995). Unsurfaced Roads Maintenance Management. Washington D.C.
119
16. Desrochers, P. (2001). Modules réversibles des matériaux granulaires de chaussée en conditions de laboratoire et de terrain. Mémoire de Maîtrise, Département de Génie Civil, Université Laval, Québec, Canada.
17. Doré, G. (2015). Conception et réhabilitation des chaussées. Notes de cours, Département de Génie Civil, Université Laval, Québec.
18. Douglas, R. (1997). Heavy Load, Low Tire Pressure Rutting of Unbound Granular Pavements. Journal of Transportation Engineering.
19. Eskioglou, P. and Stergiadou, A. Low-volume forest roads. Pavement thickness computation for environmental protection. Department of Forestry, Aristotle University of Thessaloniki, Thessaloniki, Greece.
20. Giroud, J.P. and Han, J. (2012). The Giroud-Han design method for geosynthetic- reinforced unpaved roads. Geosynthetics Magazine, April/May 2012, Volume 30 Number 2, pp 12-16.
21. Glennon, J. (2015). Roadway Hydroplaning – Measuring Pavement Wheel Rut Depths to Determine Maximum Water Depths. www.crashforensics.com
22. Gupta, A., Kumar, P. and Rastogi, R. (2014). Mechanistic–empirical approach for design of low volume pavements. International Journal of Pavement Engineering. 23. Heukelom, W. and Klomp, A. (1962). Dynamic Testing as a Means of Controlling
Pavements During and After Construction. Proceedings, International Conference on the Structural Design of Asphalt Pavements, University of Michigan.
24. Holtz, R.D. and Kovacs, W.D. (1991). Introduction à la géotechnique. Traduit par Jean Lafleur. Éditions de l’École Polytechnique de Montréal.
25. Khedr, S. (1985). Deformation Characteristics of Granular Base Course in Flexible Pavement. Transportation Research Rec. 1043, Transportation Research Board, Washington, D.C. pp.131-138
26. Konrad, J.M. et Gabezas, F. (2008). Caractérisation des particules fines d’un matériau granulaire de fondation par l’essai au bleu de méthylène. Chaire industrielle de Recherche en Exploitation des Infrastructures soumises au Gel, Université Laval. 27. Korkiala-Tanttu, L., Laaksonen, R. and Törnqvist, J. (2003). Effect of spring and
overload on the rutting of a low-volume road. HSV-Nordic-research, Finnish Road Administration.
28. Lekarp, F., Isacsson, U. and Dawson, A. (2000). State of the Art. I: Resilient response of unbound aggregates. Journal of transportation engineering, 126(1), pp 66-75.
29. Lekarp, F., Isacsson, U. and Dawson, A. (2000). State of the art II: Permanent strain response of unbound aggregates. Journal of transportation engineering, 126(1), pp 76- 83.
30. Little, P. (1992). The Design of Unsurfaced Roads Using Geosynthetics. Thèse de doctorat, Université de Nottingham, Angleterre.
120
31. Mc Donald, M. and Robinan, R. (1995). Geometric Design of Low-Cost Roads in Developing Countries. Sixth International Conference on Low Volume Roads, Volume 2.
32. Ministère des Transports du Québec. (2004). Guide d’utilisation des géosynthétiques de séparation et de renforcement des chaussées. Direction du soutien à l’exploitation des infrastructures, Gouvernement du Québec.
33. Ministère des Travaux Publics, Royaume du Maroc (1997). Guide pour le choix de techniques de construction et d’entretien des routes non revêtues. Direction des Routes et de la Circulation Routière.
34. Mujillas, A. (2010). Application de méthodes et d’outils mécaniste-empiriques pour la conception et la réhabilitation des chaussées. Mémoire de Maîtrise, Département de Génie Civil, Université Laval, Québec, Canada.
35. Odermatt, N., Janoo, V. and Magnusson, R. Analysis of permanent deformation in subgrade material using a heavy vehicule simulator. Royal Institute of Technology, Highway Engineering, Stockholm, Sweden.
36. Oloo, S., Fredlund, D. and Gan, J. (1997). Shear Stenght Design of Thin Pavements and Unbound Roads. International Symposium on Thin Pavements, Surfaced Treatments, Unbound Roads.
37. Paute, J-L., Jouve, P., Martinez, J., Ragneau, R. (1988). Modèle de calcul pour le dimensionnement des chaussées souples. Bull. liaison Labo. P. et Ch. 156, juil-août, Ref. 3260, pp.21-36.
38. Paute, J-L., Hornich, P., Benaben, J-P. (1996). Repeated Load Triaxial Testing of Granular Materials in the French Network of Laboratories des Ponts et Chaussées. Flexible Pavement, Proceeding of the European Symposium Euroflex 1993, A. G. Correia, ed., Balkema, Rotterdam, The Netherlands, pp.53-64.
39. Pelletier, L. (2007). Étude comparative de la performance en laboratoire de matériaux granulaires stabilisés utilisés comme surfaces de roulement pour les chaussées non revêtues. Mémoire de Maîtrise, Département de Génie Civil, Université Laval, Québec, Canada.
40. Perron, F. (2014). Effets des changements climatiques sur la performance à long terme des chaussées souples au Québec. Volet 2 : Effet de l’augmentation de la température en hiver et d’une hausse du nombre d’épisodes de redoux hivernaux. Mémoire de Maîtrise, Département de Génie Civil, Université Laval, Québec, Canada.
41. Poulin, P. (2010). Étude de la performance de chaussées non revêtues traitées par abat- poussière en contexte nordique canadien. Mémoire de Maîtrise, Département de Génie Civil, Université Laval, Québec, Canada.
42. Poupart, J. (2013). Étude du comportement en déformation permanente des matériaux granulaires non liés de fondation de chaussée en condition de gel saisonnier. Mémoire de Maîtrise, Département de Génie Civil, Université Laval, Québec, Canada.
43. Qiang, L. and al. (2011). Mechanistic-empirical pavement design guide (MEPDG): a bird’s-eye view. Journal of Modern Transportation, Volume 19.
44. Rahim, A.M. and George, K.P. (2005). Model to estimate subgrade resilient modulus for pavement design. International Journal of Pavement Engineering, 6(2) : 89-96.
121
45. Robert, C., Doucet, F. and St-Laurent, D. (2002). La caractérisation et l’application du module réversible des matériaux granulaires de chaussée au Ministère des Transports
du Québec. 2e Conférence spécialisée en génie des matériaux de la Société canadienne
de génie civil.
46. Schwartz, C. and Carvalho, R. (2007). Evaluation of Mechanistic-Empirical Design Procedure. Department of Civil and Environmental Engineering, The University of Maryland.
47. Skorseth, K. and Selim, A. (2000). Gravel Roads Maintenance and Design Manual. U. S. Department of Transportation.
48. Suarez, C. (2010). Estimation du module réversible des matériaux granulaires de chaussées. Mémoire de Maîtrise, Département de Génie Civil, Université Laval, Québec, Canada.
49. Sweere, G.T., (1990). Unbound Granular Bases for Road. Thèse de doctorat, Delft University of Technology.
50. Tannant, D. and Regensburg, B. (2001). Guidelines for Mine Haul Road Design. 51. The State of Queensland. (2012). Deformation of granular materials (Wheel Tracker).
The State of Queensland, Department of Transport and Main Roads.
52. Thiam, P.-M. (2014). Effet des futurs changements climatiques sur la performance à long terme des chaussées souples au Québec. Mémoire de Maîtrise, Département de Génie Civil, Université Laval, Québec, Canada.
53. Truebe, M. and Evans, G. (1994). Lowell Surfacing Thickness Design Test Road. U.S. Department of Transportation.
54. Truebe, M., Evans, G. and Bolander, P. (1995). Lowell Test Road: Helping Improve Roads Surfacing Design. Sixth International Conference on Low Volume Roads, Volume 2.
55. Veverka, V. (1979). Raming van de spoordiepte bij wegen met een bitumineuze verharding. De Wegentechniek. 24(3), pp.25-45 (en Hollandais).
56. Wolff, H., and Visser, A. T. (1994). Incorporating elasto-plasticity in granular layer pavement design. Proc. of Inst. Of Civil Engrs. Transp., 105, pp. 259-272
122