MEFISTO: Moyen d Essai de résistance à la FISsuration en fatigue sous cisaillement (τ)

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1 : Moyen d Essai de résistance à la FISsuration en fatigue sous cisaillement (τ) Ph. Tamagny, Laboratoire central des Ponts et Chaussées Centre de Nantes L. Wendling, Laboratoire régional des Ponts et Chaussées, Autun 1 / 18

2 Couche bitumineuse Retrait thermique Sol support Couche traitée aux liants hydrauliques Problématique: évaluer l apport de solutions retardatrices de remontées de fissures trafic initiation Renforcer l interface pour supporter les contraintes Assouplir l interface pour diminuer les contraintes Chaussées semi-rigide Fissuration d origine thermique Flexion / cisaillement sous charge roulante 2 / 18

3 la machine de retrait-flexion + Conclusions 3 / 18

4 Machine de retrait-flexion Principes de fonctionnement 4 / 18

5 Machine de retrait-flexion 5 / 18

6 Caractérisation de la résistance à la propagation des fissures des enrobés (1997) Opérationnel : Tester et comparer les solutions de construction et d entretien des chaussées semirigides Recherche : Études des phénomènes de remontée des fissures dans les chaussées semirigides 6 / 18

7 Principes de fonctionnement Capacités Sollicitation Verticale - Force maxi = +/-1000 dan - Amplitude = +/ mm - Fréquence = 0 à 20 Hz Sollicitation Horizontale - Force = 5000daN - Mouvement monotone = 0 à 250mm/s - Mouvement cyclique = 0 à 1 Hz Sollicitation thermique -10 C à +30 C 7 / 18

8 Exemple : mode 1 barreau homogène. Principes de fonctionnement 8 / 18

9 Principes de fonctionnement Exemple : mode 1 barreau homogène. Plaques de répartition en acier Interface EB /Alu collée Vérin de serrage Eprouvette en enrobé y d3=0 (L=560;h=100;l=110mm) x z F2/2 d2 100 mm Interface AL /acier visée F2/2 Plaque support en acier Moteur Jauge de fissuration face arrière Jauges de déformation face avant 9 / 18

10 sollicitations δ Déplacement vertical (trafic) t 1<F<10 Hz Retrait thermique F<<1 Hz 10 / 18

11 horizontal vertical 0 colonne 1 colonne 2 colonnes D3 = / /2000 sollicitations D3 variable 2003 Barreaux d enrobés homogènes: BBSG - GB Conditions d essai: Mode 1 colonne : 5 C, 1 Hz et 10 C, 10 Hz amplitude crête/crête 350 µm Mode 2 colonnes : 5 C, 1 Hz amplitude crête/crête 100 µm 11 / 18

12 Remontée de fissure Force amplitude Amplitude of the vertical load (kn) Nb Nb de of cycles Crack expansion (%). bas Haut! Bas haut! Crack amplitude du chargement vertical (kn) longueur de fissure (%) 12 / 18

13 + attentes Opérationnel : Tester et comparer les solutions de construction et d entretien des chaussées semi-rigides Mettre en œuvre les essais de la norme EN sur les chapes d étanchéité d ouvrages Recherche : Étudier les phénomènes de fissuration dans les chaussées semirigides sous simulation de chargement roulant en prenant en compte les effets liés à la visco-élasticité en adaptant le cycle de chargement à la progression de la fissure 13 / 18

14 + Chapes d étanchéité Le mode de fixation de l éprouvette sur la machine doit assurer une application de la force de traction dans le plan de la feuille d étanchéité. 14 / 18

15 + Chapes d étanchéité w (mm) 1 s t (s) θ = -30, -20, -10, 0 C 15 / 18

16 + Essais sur barreaux bitumineux barreau bitumineux F 1, δ 1 F1 F2 F 2, δ 2 F3 F 3, δ 3 Barreau bitumineux Plaque d acier Plaque aluminium collée sur l éprouvette, vissée sur plaque acier Plaque d aluminium collée à l éprouvette et fixée sur la plaque d acier Espace matérialisant une fissure dans la chaussée 16 / 18

17 + Cycle de base Simulation de passage de charge Basculement pilotage F 1 force-déplacement δ 1 F ± 30 kn δ ± 2 mm 0 < f < 20 Hz -40 < f < 80 C F 2 δ 2 Basculement pilotage déplacement-force F 3 δ 3 17 / 18

18 + caractéristiques Bâti Trois vérins hydraulique 50 kn, 120 mm de course Centrale Hydraulique Électronique de pilotage et d acquisition 64 voies de mesures possible: 3 capteurs de forces 7 capteurs de déplacements capteurs d ouverture de fissure capteurs de température jauges de fissuration Enceinte climatique Groupe de froid Livraison janvier 2009, opérationnelle septembre / 18

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