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Dimensionnement routier au Sénégal, quelles perspectives ?

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par Adama DIONE
Université Cheikh Anta Diop de Dakar - Master 2011
  

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5.4.1.2. - Module dynamique

La couche de roulement en béton bitumineux est directement affectée par les charges induites par le trafic et la rupture par fatigue est souvent notée sur cette couche. Il est donc important d'étudier le comportement de ce matériau, pour prédire les dégradations futures. Des études faites sur ce matériau montrent que les enrobés bitumineux ont un comportement viscoélastique. Ce comportement dépend du temps de chargement (fréquence), et sa réaction est retardée dans le temps contrairement aux matériaux élastiques dont la réaction est instantanée. Ce comportement peut être caractérisé par la détermination du module dynamique qui est la norme du module complexe.

Le module dynamique est déterminé à partir du module complexe. Ce dernier est obtenu à l'aide d'un essai de traction-compression directe sur une éprouvette cylindrique d'enrobé de 75 mm de diamètre sur 150 mm de hauteur. Les éprouvettes sont obtenues par carottage dans une plaque d'enrobé de 100 mm d'épaisseur préparée à l'aide d'un compacteur de plaque à pneu roulant. Les enrobés sont malaxés en laboratoire et conditionnés 4 heures avant leur

(1)

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compactage, afin de reproduire la production en centrale, le transport et la mise en oeuvre de l'enrobé.

Le E* est déterminé à différentes fréquences (0,1 à 10 Hz) et températures (-20 à 40°C), sous chargement cyclique à petite déformation (50 ìå), afin de déterminer le comportement viscoélastique linéaire de l'enrobé.

L'essai de traction-compression directe pour sa distribution homogène du chargement à l'intérieur de l'éprouvette, ce qui permet une détermination directe des contraintes et des déformations dans l'axe de chargement. Le chargement est appliqué de façon uni-axiale en traction et compression alternée, ce qui permet de conserver une hauteur d'éprouvette constante au cours de l'essai. Le E* de l'enrobé est déterminé par balayage de fréquence à différentes températures. Selon le principe d'équivalence temps-température applicable aux matériaux thermorhéologiquement simple, la même valeur de |E*| peut être obtenue avec différents couples de fréquence et de température. Ainsi, les valeurs obtenues à différentes températures peuvent être translatées à une température de référence en déterminant la fréquence équivalente pour obtenir la même valeur de |E*| à cette température. La courbe unique obtenue à la température de référence est dénommée courbe maîtresse.

La courbe maîtresse de |E*| est modélisée en fonction de la fréquence réduite (fr) à l'équation(1) La fr est déterminée à l'équation (2) par le facteur de translation (aT) qui est fonction de la température à l'équation (3) Ainsi, la valeur |E*| de l'enrobé peut ~tre prédite pour différentes fréquences et températures jà partir des paramètres de régression (ä, ~, â, ã, a1, a2) déterminés par les essais de laboratoire.

(3)

E* : module dynamique (MPa)

fr : fréquence réduite (Hz)

aT : facteur de translation (Hz)

f : fréquence (Hz)

T : température (°C)

ä, I, ã, â, a1, a2 : paramètres de régression

En plus des propriétés des matériaux, le dimensionnement mécanistique cherche à déterminer les critères de ruptures et la fatigue des matériaux.

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