LE BETON ARME CONTINU : DE NOUVELLES AVANCEES POUR UN CONCEPT PLUS DURABLE. Luc Rens (FEBELCEM)- Anne Beeldens (CRR) Pieter De Winne (AWV) 11/09/2013

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Josiane St-Denis
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1 LE BETON ARME CONTINU : DE NOUVELLES AVANCEES POUR UN CONCEPT PLUS DURABLE Luc Rens (FEBELCEM)- Anne Beeldens (CRR) Pieter De Winne (AWV) 11/09/2013

2 Une longue tradition de BAC en Belgique 1950 : premier BAC à Leuze-en-Hainaut, RN8 584 m 0,3 et 0,5% d armature longitudinale Recouvert d hydrocarboné, toujours en service

3 Une longue tradition de BAC en Belgique 1967 : Bierwart 1400 m 0,70 % d armature longitudinale Concept réussi

4 Une longue tradition de BAC en Belgique 1970 : début de construction du réseau autoroutier 0,85 % d armature longitudinale Une grande partie est toujours en service

5 Une longue tradition de BAC en Belgique 1971 : E40 (E5) Bruxelles - Liège

6 Le principe du BAC Absence de joints transversaux Retrait maîtrisé par l armature longitudinale Armature longitudinale ( % ): 0,60 0,85 (aujourd hui : 0,75 % en Belgique) Schéma de fissures fines Distance idéale entre fissures : 0,6 à 1,5 m Ouverture des fissures limitée à 0,5 mm Armature transversale supporte les barres d armature longitudinale

7 Le principe du BAC Ouverture de la fissure Distance entre fissures

8 Evolution du concept de BAC en Belgique Concept 1 Concept 2 Concept 3 Période Epaisseur du béton 20 cm 20 cm 23 cm-25 cm Type de cement CEM I 42,5 CEM III/A 42,5 CEM III/A 42,5 CEM III/A 42,5 Armature longitudinale 0,85% 0,67% 0,75% Répartition arm. longitudinale Ø 18 à 15 cm Ø 16 à 15 cm Ø 20 à 18 cm Répartition arm. transversale Ø 12 à 60 cm Ø 12 à 60 cm Ø 12 à 60 cm Module d élasticité de l acier 500 N/mm² 500 N/mm² 500 N/mm² Enrobage 6 cm 9 cm 8 cm Couche intermédiaire 6 cm d enrobé Aucune 5 cm d enrobé Finition de surface Striage transversal Striage transversal ou Béton dénudé à béton dénudé granulats fins Entraîneur d air Non Non oui

9 Schéma de fissuration, concept 1 et concept 2

10 Schéma de fissuration, concept 3 (exemple du Ring d Anvers)

11 Défauts du concept 3

12 Mesures, modélisations, calculs et simulations par des étudiants masters et doctorants 2009 : S. Höller Technical University of Dresden (PhD) 2010 : F. Feys Universiteit Gent (Master) 2011 : B. Van Waeyenberghe & Jeroen van Avermaet KaHo St- Lieven College Gent (Master) 2012 : O. Dhondt; Ward Sarens Universiteit Gent (Master) : Dongya Ren Delft University of Technology (PhD) : P. De Winne Universiteit Gent - AWV Wegenbouwkunde (PhD)

13 Modèle de schéma de fissuration

14 Gemiddelde scheurafstand [m] Comment éviter les fissures regroupées? Diminution du taux d armature? 2010, E17 3 planches d essai 0,75% 0,70% 0,65% E17 - Kruishoutem 4,5 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0, Ouderdom (in dagen) 0.65% 0.70% 0.75%

15 Simulations sur base d un logiciel de dimensionnement américain

16 Comment éviter les fissures regroupées? Addition de fibres d acier? 2011,E17 3 planches d essai 0.75 % 0.70 % 0.65 % + 20 kg/m³ fibres d acier Focus sur ouverture des fissures et sur risque de punchout réduit

17 Mesures de l ouverture des fissures

18 Mesures de l ouverture des fissures LVDT Microscope Appareil photo

19 Evolution du concept Epaisseur de projet 25 cm Tendance vers des revêtements en béton bicouches à cause du bruit de roulement BAC 25 cm Enrobé 5 cm Béton sec compacté 15 cm Sous-fondation BAC 20 cm + 5 cm Enrobé 5 cm Béton sec compacté 15 cm Sous-fondation

20 BAC bicouche 1996 Herne 2001 Estaimpuis Zwijndrecht Couche inférieure composée de granulats de béton recyclé

21 BAC bicouche à Zwijndrecht - pathologie

22 BAC bicouche à Zwijndrecht - pathologie

23 BAC bicouche à Zwijndrecht mesures au tomographe ultrason

24 BAC bicouche à Zwijndrecht mesures au tomographe ultrason

25 Modifications du concept BAC bicouche 2012, E313 Sans granulats de béton recyclé Pas d entraineur d air dans la couche inférieure Niveaux de l armature 1 cm plus bas Amorce de fissuration

26 Amorce de fissuration dans le BAC Au bord du revêtement 40 cm de long 3 à 6 cm de profond Tous les 1,20 m

27 Amorce de fissuration dans le BAC Une technique simple et efficace La profondeur et le moment du sciage sont importants Presque 80% des fissures partent d une amorce (6cm) Un développement des fissures plus rapide, des fissures plus droites et plus régulières avec un risque de fissures regroupées considérablement réduit

28 CPX level [db(a)] Overview CPX levels of different concrete pavements in function of the date of construction (SRTT Tyre - 80 km/h) 105,0 104,0 103,0 102,0 101,0 100,0 99,0 98,0 97,0 96,0 2012, E313 niveau SMA-C (0/10)

29 Evolution des niveaux de bruit de roulement (CPX pneu SRTT 80 km/h) 2012, E313 niveau SMA-C (0/10)

30 Conclusions Concept belge de BAC > 40 ans Nouveaux développements en cours La technique des amorces de fissuration est réussie Recherche et planches d essai restent indispensables Durée de vie Recyclage? Bruit de roulement

31 Merci de votre attention

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