Dr. Francois OLARD, Directeur R&I EIFFAGE Infrastructures

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1 Dr. Francois OLARD, Directeur R&I EIFFAGE Infrastructures REVÊTEMENT BITUMINEUX HORS-NORME POUR LE VIADUC DE MILLAU 26/11/2015 Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) 1

2 DESCRIPTION DU VIADUC DE MILLAU Ouvrage orthotrope multi-haubané le plus haut et le plus long du monde platelage d épaisseurs 12 mm (voie rapide) et 14 mm (voie lente et BAU) couche d étanchéité 3 mm (Parafor Pont ) enrobé 70 mm (Orthochape ) 2460 mètres 343 mètres largeur mètres 2

3 DESCRIPTION DU VIADUC DE MILLAU caisson latéral caisson central caisson latéral Clermont-Ferrand (nord) Bézier (sud) 3

4 OBJECTIFS QUANTIFIER L'APPORT STRUCTUREL D'UN REVÊTEMENT QUELCONQUE AUX PROPRIÉTÉS ÉLASTIQUES OU VISCOÉLASTIQUES SUR LE COMPORTEMENT DES PONTS À DALLE ORTHOTROPE Revêtement auget platelage 4 4

5 STRUCTURES ORTHOTROPES ÉTUDIÉES Structures avec revêtement bitumineux Structure de petites dimensions : essai de flexion 5 points (5PBT) 0.58m*0.20m Ouvrage réel : Viaduc de Millau 2460m*27.75m 5 5

6 ESSAI DE FLEXION 5 POINTS - PRINCIPE Développé au LCPC dans les années 70 Norme française NF P Accès au comportement d un revêtement de pont sous moment négatif 6 6

7 ESSAI DE FLEXION 5 POINTS - PRINCIPE P (MPa) t (s) chargement sinusoïdal P en compression à 4 Hz (P < P max ) Temp. T patins (130x200 mm 2 ) P max déterminé lors d une phase de calibration P max = f(ep. tôle) bâti Point A encastrement Point B appuis simples 7 7

8 ESSAI DE FLEXION 5 POINTS - INSTRUMENTATION z y x En sous-facede l acier au centre des patins: 2 jauge de déformation Point B Point A 5 En surface de l enrobé au centre de l éprouvette: 4 jauges de déformation

9 ESSAI DE FLEXION 5 POINTS - PHÉNOMÈNE ε, σ T = 10 C Point A E*(10 C, 4Hz) E 00 4Hz T ref = 10 C E 0 compression traction start cycle stabilisé stop 4 premiers cycles E*(10 C, 4Hz) contraction extension 9

10 ESSAI DE FLEXION 5 POINTS - PHÉNOMÈNE INTERPRÉTATION ÉLASTIQUE CLASSIQUE INTERPRÉTATION VELI (PLUS PROCHE DE SOLLICITATION EN FATIGUE) CYCLES EN COMPRESSION LORS DU CALCUL ÉLASTIQUE ELI00 CALCUL VELI compression traction T = 10 C trac./comp. contraction ε, σ Point A traction extension 10 contraction extension 10

11 ESSAI DE FLEXION 5 POINTS - PHÉNOMÈNE T = 10 C vs 30 C ε, σ Point A MÊME COURBE MOYENNE POUR LES 2 TEMP. PARCOURUE À VITESSE DIFFÉRENTE AMPLITUDE DES CYCLES DIFFÉRENTES compression traction a T (10 C) t (10 C) = a T (30 C) t (30 C) stop t = s (10 C) t = 200 s (30 C) start t = 0 s contraction extension 11

12 OUVRAGE RÉEL DESCRIPTION DU VIADUC DE MILLAU caisson latéral caisson central caisson latéral Zone d étude instrumentée Clermont-Ferrand (nord) Bézier (sud) 12

13 VIADUC DE MILLAU - INSTRUMENTATION caisson latéral caisson central caisson latéral Clermont (nord) PdP PdP m PdP m PdP 8 Bézier (sud) Jauges bidirectionnelles 8 G2 7 G4 6 G6 5 G1 G3 G5 G7 entre pièces de pont (PdP) n 6 et 7 (situé à m de C0) 13

14 VIADUC DE MILLAU ESSAIS IN SITU Deux types d essais ont été réalisés : sous chargement statique(le 20/10/2009) sous charge roulante(le 20/10/2010) 14

15 VIADUC DE MILLAU PESAGE DU CAMION essieu 1 essieu 2 essieux 3, 4 et 5 essieux 1, 3, 4 et 5 essieu 2 essieu 2 le plus chargé Masse (t) chargement statique charge roulante Essieu Essieu Essieu Essieu Essieu Total

16 VIADUC DE MILLAU PESAGE DU CAMION essieu 1 essieu 2 essieux 3, 4 et 5 essieux 1, 3, 4 et 5 essieu 2 P = 0.35 MPa e = 9 cm e = 8 cm Empreintes (cm) chargement statique charge roulante a b a b Essieu Essieu Essieu b e a Essieu 1 Essieu 2 Essieu 3 Essieu 4 Essieu Essieu Essieu 5 16

17 VIADUC DE MILLAU CALCULS EF (GÉOMÉTRIE & CL) y z x Orthochape : 70 mm ParaforPont : 3 mm Platelage: 14 mm 0.25 m encastrement Pièces de pont épaisseur 15 mm augets n 6, 7 and 8 épaisseur 6mm 17

18 VIADUC DE MILLAU CALCULS EF (MAILLAGE & CHARGEMENT) y z x essieu 1 Dans le cas VELI : 13e6 ddl soit 7 jours essieu 2 essieux 3, 4 et 5 Maillage raffiné dans la zone instrumentée 18

19 VIADUC DE MILLAU BILAN DE L ÉTUDE Jauge G4 dx 1770 mm statique dx = 1770 mm Passage 10km/h dx = 1750 mm Passage 50km/h dx = 1820 mm -PLUS «V» AUGMENTE, PLUS LA FRÉQUENCE DE SOLLICITATION AUGMENTE ET PLUS LE CAS ELI0 EST PERTINENT; -DANS LE CAS D UN CALCUL STATIQUE LE CAS ELI00 PEUT-ÊTRE CONSIDÉRÉ; -CAS VELI ET ELI10&50 PERMETTENT TOUJOURS UNE BONNE APPROXIMATION DES ε MESURÉES. 19

20 DE MULTIPLES UTILISATIONS S EN SONT SUIVI Asphalt mixtures > 500,000 tons of mixes with HPMB since 2011 Using % of HPMB Production at ºC Asphalt concrete BBSG or BB5 0/10mm Microstructure on Asphalt concrete: Homogeneous distribution of the HPMB on the aggregate

21 DE MULTIPLES UTILISATIONS S EN SONT SUIVI Lyon city Center ( ) BB5 0/10mm on buses & trolleys lines Main observations Good behavior of the asphalt concrete during layoff and compaction Good surface texture No degradation after 4 years under traffic

22 2011: GB5 on A43 & A41N highways 31,000T with HiPMB continuous 0/14mm gradation 0/14mm gradation (4/10mm gap-graded)

23 IFSTTAR APT facility (2012) BBM 0/10 overlay with HiPMB Moving load : dual-wheel 65 kn Speed: up to 100 km/h (15 rounds/min.) Loading rate: up to cycles/day APT : Accelerated Pavement Testing

24 UTILISATIONS RÉCENTES Lyon St Exupéry airport (2014) : BB5 0/10mm with HiPMB

25 Lille Lesquin airport (2014) : BB5 0/10mm with HiPMB UTILISATIONS RÉCENTES

26 Thank you for your attention Shoot for the moon. Even if you miss, you'll land among the stars (Oscar Wilde ) Francois.olard@eiffage.com