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Mémoire de fin d’étude

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by

Abdelhak Choaibe

on 9 September 2014

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Transcript of Mémoire de fin d’étude

Thème
Réalisé par :
OUNNOUGHI BADR EDDINE
MOKADEM MOHAMED

Tableau 1:

Différents types de structures de chaussée
Type de réseau

La route étudie est classée comme réseau principale (RP1)
Classe de TPLi :
Trafic
:
Np1= TJMA. Pp1
AN :
Np1=5000. 0,5 =2 500 PL /J
TPL6=2500PL/J/sens
Compte tenu de ce trafic (2500PL/J/sens), cette route est classée en TPL6 conformément au catalogue de dimensionnement des chaussées neuves.
Calcul de la déformation admissible :
Trafic
:
TPL6 = 2500 PL/J/sens
Durée de vie : 20 ans,
i=5%,
A= 0, 6
TCEi= TPLi.365.((1+i)^n-1 )/i .A
TCEi = TPLi. C. A .l03
Avec :
C=365.((1+i)^n-1 )/i .10^3 Facteur cumul C=l2, 06
TCEi =TPLi. C. A .10^3
TCE6 =2500. 12,06. 0,6 103TCE6=18,15.10-6 essieu équivalents a 13 tonnes

Calcul économique d'une structure de chaussée souple
structure 1
: 8BB/20GB (roue simple)
structure 2
: 8BB/10GB/20GNT (roue simple)
structure 3
: 8BB/45GNT (roue simple)
Tableau 5: Comparaison des critères de dimensionnement sous roue simple entre les trois structures de chaussées étudies
.
D’après les résultats du tableau 5 on remarque que la variation de l’épaisseur et la qualité de matériaux utilisés influent sur des critères de dimensionnement de chaussées.
PARTIE 2


structure
: 8BB/20GB (jumelage)

Tableau 6 :Comparaison des critères de dimensionnement sous roue simple isolée et jumelage pour la structure N°1
D’après les résultats du tableau 6 on remarque que le chargement sous roue simple isolée est plus défavorable à un chargement par roue jumelée
Introduction générale :

Le développement des infrastructures routières revêt un caractère économique et stratégique important. En Algérie, le réseau national, à l’instar de nombreux réseaux routiers dans le monde, est constitué principalement de structures de chaussées souples. Des statistiques récentes révèlent que pratiquement seule la moitié du réseau routier national revêtu présente un état relativement satisfaisant. La nécessité de remédier aux insuffisances structurelles de ce réseau d’une part, et l’importance de la route en tant que mode de transport dominant d’autre part, soulignent le degré d’urgence qu’il convient d’accorder au développement des méthodes modernes de caractérisation des matériaux locaux et d’analyse du comportement des structures de chaussées .

Dans l’analyse et le dimensionnement des structures de chaussées souples, on utilise des modèles avec des degrés de sophistication variés. L’approche simple la plus souvent utilisée, est l’analyse élastique linéaire des systèmes multicouches. Cette méthode est bien adaptée à l’étude des structures comportant des matériaux d’assise rigide, c’est à dire des matériaux dont le comportement peut être considéré comme élastique et linéaire.

La première partie de notre travail consiste à rappeler des généralités sur les chaussées et sur les déférentes méthodes de dimensionnement et les matériaux utilisées dans la construction routière.

La deuxième partie du présent travail est de vérifie le dimensionnement d’un cas réel on se basant sur les caractéristiques des matériaux mesurées in-situ pour le sol support et tirés du catalogue Algérien de dimensionnement de chaussée puis une étude comparative basée sur l’aspect économique est élaborée en proposant deux variantes de structures de chaussées plus économiques utilisant des matériaux granulaires locaux.

La troisième et dernière partie comporte une modélisation par élément finis des structures de chaussées souples en comparant les critères de dimensionnement sous roue simple isolée et jumelage pour la structure de chaussée sujet de notre étude.
Constitution des structures de chaussée

Une chaussée routière se présente comme une structure composite réalisée par empilements successifs de couches de matériaux granulaires, le tout reposant sur un sol support

Le sol support : est généralement surmonté d’une couche de forme pour former un ensemble appelé plate-forme support de chaussée. Cette dernière sert, comme son nom l’indique, de support au corps de chaussée. Pendant la phase de travaux, la couche de forme a pour rôle d’assurer une qualité de nivellement permettant la circulation des engins pour la réalisation du corps de chaussée. Vis-à-vis du fonctionnement mécanique de la chaussée, la couche de forme permet d’augmenter la capacité portante de la plate-forme support de chaussée.

Les couches d’assise : sont généralement constituées d’une couche de fondation surmontée d’une couche de base. Elles apportent à la structure de chaussée l’essentiel de sa rigidité et répartissent (par diffusion latérale) les sollicitations, induites par le trafic, sur la plate-forme support afin de maintenir les déformations à ce niveau dans les limites admissibles.

La couche de surface : est formée d’une couche de roulement surmontant éventuellement unecouche de liaison intermédiaire. La couche de roulement assure la fonction d’étanchéité des couches d’assise vis-à-vis des infiltrations d’eau ; et à travers ses caractéristiques de surface, elle garantit la sécurité et le confort des usagers.

Figure 1: Coupe type d’une structure de chaussée et terminologie des différentes couches
Les chaussées souples
Les structures de chaussée souples, destinées à des trafics faibles à moyens (moins de 200poids lourds par jour), sont constituées d’une couverture bitumineuse relativement mince (inférieure à 15 cm), parfois réduite à un enduit pour les chaussées à faible trafic, reposant sur une ou plusieurs couches de matériaux granulaires non traités. L’épaisseur globale de ce type de chaussées est généralement comprise entre 30 et 60 cm. La Figure schématise la coupe d’une structure de chaussée souple sous le passage d’une charge roulante.

Figure 2
Caractéristiques des chaussées souples
La principale caractéristique des chaussées souples est leur aptitude à travailler en grande déformation. Au passage des charges roulantes en un point de la chaussée, la flèche au voisinage de la charge étant relativement importante, ceci a pour effet de localiser les pressions sous le sol support dans un faible rayon autour de l'axe de la charge. Ainsi, pour diffuser ces pressions et les réduire, on augmente l'épaisseur de la chaussée. Ceci constitue la base de toutes les méthodes de calcul des chaussées souples, méthodes qui relient l'épaisseur requise à la pression maximale admissible sur le sol support.
Selon l'importance de la route, le revêtement hydrocarboné peut être un simple enduit superficiel de 1,5 à 2cm, ou un béton bitumineux de 4 à 10cm d'épaisseur.
Paramètres de dimensionnement des chaussées souples
Le dimensionnement des chaussées souples est basé sur les paramètres suivants :
La déformation radiale à la base de la couche de béton bitumineux qui doit être limité pour empêcher sa rupture par fatigue (fissuration).
La déformation verticale à la surface du sol support qui doit être limité pour cause d’orniérage.

Le béton bitumineux
Le béton bitumineux est un mélange, parfaitement contrôlé et de haute qualité, réalisé à chaud. Il est constitué de granulats de bonne qualité et bien calibré provenant exclusivement de roches massives et de bitume pur tenant à la fois d'éléments mouillant et agglutinant. Il doit être bien compacté en une masse uniforme et dense.
Matériaux de chaussée souple
Les différents matériaux constitutifs des couches d’une chaussée souple doivent présenter des caractéristiques mécaniques leur permettant de résister aux différentes sollicitations que subit la chaussée durant sa vie de service
Les Graves Non Traitées (G.N.T)
Sont des mélanges granulaires composés uniquement de granulats et d’eau (aucun liant hydraulique ou hydrocarboné n’entre dans leur composition). Leur granulométrie est continue avec un diamètre maximal de grains compris entre 14 et 31,5 mm.

DIMENSSIONEMENT DES CHAUSSEE SOUPLE SUIVANT LA REGLEMENTATION ALGERIENNE

Le dimensionnement des structures de chaussée fait appel au choix de la politique de gestion du réseau routier. Cette politique est définie par le maitre de l’ouvrage en fonction de la hiérarchisation de son réseau routier. Ceci se traduit concrètement par un classement en type de réseaux routiers regroupant des routes de même catégories du point de vue trafic et considérations socio-économiques.

Constitution du réseau routier national
Les études initiées par les services du ministère des travaux publics ont abouti en 1996 à la décomposition du réseau national comme suit:


Le réseau principal noté RP :
Ce réseau principal se décompose en deux niveaux:

- Le réseau principal de niveau 1 (RP1).
Il comporte des :
 liaisons supportant un trafic supérieur à 1500 véhicules/jour
 liaisons reliant deux chefs lieu de wilaya
 liaisons présentant un intérêt économique et/ou stratégique

-Le réseau principal de niveau 2 (RP2).
Il est constitué de liaisons supportant un trafic inférieur à 1500 véhicules/jours. Ce réseau est composé de routes nationales(RN), de chemins de wilaya(CW) et de liaison reliant l’Algérie aux pays riverains.
-Le linéaire total du réseau principal (RP) est de l’ordre de 18400 km.


Le réseau secondaire noté RS
: Il se compose du reste des routes qui ne sont pas classées en RP, son linéaire total est de l’ordre de 7900 km.
Choix du niveau de réseau principal
Ce choix est fait au départ par le projeteur en fonction de données telles que le trafic etl’intérêt socio-économique de la route à construire.
On aura donc à faire le choix entre deux niveaux de réseaux principaux, à savoir:





• Risque de calcul
:
On a :
La classe de trafic TPL6, la structure type GB/GB r = 5% t= -1,645

Couche de roulement
:
8 cm de Bêton bitumineux
• Zone climatique
:
Zone climatique I θeq=20° C
• Classe de sol :

ICBR= 40 le sol est de classe S0 (d’après le tableau de classe de portance de sol) .
• Sol support :

Classe de sol support S0 E= 40.1CBR =40.5 = 200 MPa
K=2,5 ʋ= 0,3 ,



TPL6 = 2500 PL/J/sens 8BB
E= 40.1CBR =40.5 = 200 MPa 10GB
Le sol est de classe S0 10GB

• Condition aux interfaces : interface collées
Toutes les interfaces sont collées
• Durée de calage : Kc = 1,3
Calcul de la déformation admissible sur le sol support ƐZ,ad:
ƐZ,ad =22. 10-3.(TcEi)-0.235

ƐZ,ad=22.10-3.(.106)-0.235 ƐZ,ad=369,32.10-6mm

Calcul de déformation admissible ƐZ,adà la base de GB
Tableau 2: Résultats de calculs par Alizé
• Structure de chaussée avec GB/GNT :
Pour la couche de fondation

Tableau 3: Résultats de calculs par Alizé

Tableau 4: Résultats de calculs par Alizé

La déférence en pourcentage: la déférence est de 10 %
Pour un linéaire de 1000 m :
La surface de la route:
S = 1000* 3,5= 3500 m2

Introduction :
Une analyse numérique a été effectuée sur la structure de chaussée en vu de comparer les critères de dimensionnement pour les trois structures étudier .dans une deuxième partie une comparaison des critères de dimensionnement d’une même structure de chaussée sous un chargement de roue simple isolé et un chargement par roue jumelée est établie .
Partie1 :
Dans ce qui suit on présente graphiquement les résultats des déférents critères de dimensionnement pour les structures étudié.
INVESTIGATION NUMERIQUE DU COMPORTEMENT DE STRUCTURE DE CHAUSSEE SOUPLE
Dimensionnement des structures de chaussée selon la règlementation Algérienne
Suivi par :
Mr K.SANDJAK
Université de Boumerdés
2013/2014
Mémoire de fin d’étude
en vue de l’obtention du diplôme master en génie civil
Conclusion générale
Le secteur de travaux public reste un secteur stratégique et revêt un caractère économique important .le développement de réseau routier a été depuis longtemps la mission principale de responsables du secteur de travaux public.
Le présent travail s’inscrit dans les efforts consentis dans le domaine du dimensionnement et de l’analyse des structures de chaussées souples.

Les résultats de notre travail ont permis de mettre en place une méthodologie de dimensionnement des chaussée souples selon la réglementation Algérienne et d’essayer de proposer une structure de chassée comportant des matériaux locaux ce qui rend le cout de la construction de la section de la chaussée plus intéressant.
La première partie de notre travail a consisté a rappeler les déférentes méthodes de dimensionnement de chaussée et les matériaux utilises dans la construction routière.
La deuxième partie a permis de vérifie le dimensionnement d’ un cas réel on se basant sur des caractéristique des matériaux mesure in-situ pour le sol support et tire du catalogue de dimensionnement Algérien pour les autres matériaux constituant notre structure de chaussée .
Une étude comparative a été élabore en proposant deux autre structure plus économique utilisant des matériaux granulaires locaux.
La dernière partie on utilisée un logiciel par élément finis pour la modélisation des structures de chaussées souples en comparant les critères de dimensionnement sous roue simple isolée et jumelage pour la structure de chaussée sujet de notre étude.

Une extension du présent travail est toujours possible dans le cas d’une modélisation non-linéaire du comportement des matériaux granulaire qui reflète mieux le comportement réel des structures de chaussées souples in situ.

Plan de travail
Introduction générale
Constitution des structures de chaussée
Différents types de structures de chaussée
Les chaussées souples
Caractéristiques des chaussées souples
Paramètres de dimensionnement des chaussées souples
Matériaux de chaussée souple
DIMENSSIONEMENT DES CHAUSSEE SOUPLE SUIVANT LA REGLEMENTATION ALGERIENNE
Constitution du réseau routier national
Calcul économique d'une structure de chaussée souple
INVESTIGATION NUMERIQUE DU COMPORTEMENT DE STRUCTURE DE CHAUSSEE SOUPLE
Conclusion générale



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