Effet des pneus de grandes dimensions sur les chaussées flexibles : essais en fosse de laboratoire

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Aline Lebel
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1 Effet des pneus de grandes dimensions sur les chaussées flexibles : essais en fosse de laboratoire Jean-Pascal Bilodeau, ing., Ph.D. Guy Doré, ing., Ph.D. Maurice Phénix, ing., M.Sc.

2 Introduction et problématique o Certaines remorques agricoles utilisent des pneus pour réduire la compaction des sols Pneus simples, grande dimension, basse pression, empreinte particulière Source : DM Machinery Source : BKT

3 Introduction et problématique o Endommagement des chaussées o Le principal mécanisme impliqué est la déformation élastique en compression au sommet du sol (étude préliminaire MTQ) Principaux mécanismes d endommagement des chaussées souples dus aux charges

4 Objectifs o Valider expérimentalement l expertise Documenter la réponse d une chaussée souple en déformation et contrainte pour plusieurs pneus de grande dimension et des pneus références à plusieurs niveaux de charge; Documenter l effet de la pression de gonflage; Documenter la surface de l empreinte et la pression de contact; Évaluer comparativement l endommagement causé par un pneu de grande dimension relativement à un jumelé de camion

5 Méthodologie Fosse de 2m x 6m x 2m o Essais dans une fosse de laboratoire 100 mm Enrobé 200 mm Fondation 450 mm Sous-Fondation Sable silteux

7 Contrainte Déformation Méthodologie - Instruments Instruments de mesure Mise en place dans la fosse ε z ε y ε x σ z

8 Méthodologie - Essais Catégorie Dimensions Pression de gonflage (psi) 4 t 4.5 t 5 t 5.5 t Référence 11R Pneus grande dimension - Conventionnels Pneus grande dimension - Souples (Radiaux) Cas d étude 28L L / / /50R30.5 (1) /50R30.5 (2) /65R /50R30.5 (3)

9 Méthodologie Véhicule et chargement

10 Méthodologie Prise empreintes o Soulèvement de la roue o Application peinture / installation de l électronique o Descente de la roue 28L26 5t 750/65R26 4,5t 11R22.5 4t 850/50R30.5 (2) 4.5t

11 Méthodologie - Passage o 4 niveaux de charges 4t, 4.5t, 5t et 5.5t; Varie en fonction du pneu o 2 pressions gonflage Varie en fonction du pneu o 5 passes valides au-dessus des capteurs (σ et ε) Calcul moyenne o Vitesse 2 km h -1

13 Exemple passage

14 Résultats

15 Empreintes Réponse mécanique (ex: Sous-foundation)

16 Souples Conventionnels Dimensions 11R L26 850/ /50R30.5 (1) 850/50R30.5 (2) 750/65R26 850/50R30.5 (3) Charge Pression gonflage Déformation (ε) Contrainte (σ) EB EB F SF INF F SF INF EB x EB y F z (kg) (psi) (mm/mm) (mm/mm) (mm/mm) (mm/mm) (mm/mm) (kpa) (kpa) (kpa) ,7 317,5-1261,6-1123,8-668,6 207,5 36,2 20, ,5 336,9-1454,3-1268,6-743,1 225,9 41,5 22, ,6 361,6-1714,1-1477,0-835,2 245,0 47,6 27, ,6 345,5-1689,4-1493,9-864,1 252,5 49,4 27, ,6 152,0-1380,8-1228,3-710,5 239,8 41,2 21, ,5 131,0-554,1-1123,1-717,5 179,9 41,1 23, ,0 118,2-1010,5-1298,3-817,5 214,9 47,3 26, ,6 130,5-1011,4-1099,9-682,7 207,6 38, ,0 108,6-1240,4-1237,4-744,4 235,9 50,5 23, ,2 98,7-1226,7-1264,2-806,0 223,0 46,2 28, ,7 90,7-1447,8-1302,2-863,8 247,0 49,9 29, ,3 239,5-1109,5-1090,4-659,4 217,7 39,0 21, ,3 223,4-1378,3-1197,4-749,0 229,0 43,1 23, ,8 195,0-1385,8-1270,1-809,9 241,5 46,9 26, ,4 170,8-1078,1-1135,3-721,4 214,9 40,2 23, ,8 75,5-966,1-1064,3-695,8 198,0 36,6 22, ,7 59,9-866,2-1104,4-733,4 196,6 38,4 23, ,0 83,0-732,7-1091,8-751,8 186,6 39,8 26, ,8 98,1-852,7-1082,3-718,4 192,2 37,3 22, ,1 95,4-860,2-1129,2-753,5 194,7 40,0 24, ,3 184,7 38,9 25, ,4 77,6-655,2-994,9-663,6 178,3 34,9 21, ,8 73,4-773,4-1064,0-725,3 183,4 37,3 23, ,1 102,0-706,9-1000,5-672,9 179,6 34,5 21, ,9 92,7-721,3-1061,6-728,2 183,5 36,9 23, ,3 76,2-1050,6-1131,4-770,2 190,5 39,6 25,8 SF z INF z F z SF z INF z

17 Conventionnels Souples

18 Analyse des résultats

19 Facteur réduction σ 0 (kpa) Contrainte de surface σ kg (brute) 4500 kg (brute) 5000 kg (brute) 5500 kg (brute) d un facteur 0,73 supplémentaire si la pression de gonflage diminue de 33% Facteur réduction 0 vs pneu référence 0 0 pneu agricole masse X pneu référence masse X

20 Déformation relative Déformation relative à 5t rel EB εy F εz SF εz INF εz 5t ag 5t ref

21 Calcul du facteur limite (FL) FL : Ratio de la masse à appliquer sur un pneu donné pour obtenir la même déformation qu un pneu référence (11R22.5) à une charge référence (5 t) divisé par la masse référence P PneuX : Masse pour réponse égale au pneu référence FL PPneuX P P 5 ref PneuX Étape 1: Réponse m P b Étape 2 : P Pneu X 11R R r ef 11R Réponse m 11R Pneu X Pneu X b

22 FL Facteur de charge limite (5 t) Ref=5 t

23 Discussion o Diminution de l effet de la charge avec l utilisation de pneus de grande dimension (plus marquée pour les pneus souples testés) o Déformation équivalente aux pneus référence est mesurée pour des charges plus élevées (orniérage structural) o Fatigue (bas vers haut) n est pas une problématique o Limites o Une seule vitesse (très basse) / Une seule chaussée / Un seul «climat» / Conditions idéalisées o Réponse en conditions réelles?

24 Conclusions o Le critère de performance predominant est l orniérage structural o Pour une même charge, les travaux en fosse de laboratoire montrent que la déformation à une chaussée flexible est généralement égale ou inférieure au cas référence (11R22.5) lorsque des pneus de grande dimension sont utilisés

25 Merci de votre attention QUESTION?

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