Influence de la rigidité du revêtement sur les prédictions de soulèvement au gel

Résumé

Chaque année, lors de la saison hivernale, la pénétration du gel dans les structures de chaussées induit de nouvelles contraintes pouvant provoquer des soulèvements au gel. En fonction de la structure de chaussée, plusieurs outils de prédiction permettent de quantifier la grandeur de ces soulèvements au gel. Par contre, dans ces outils, le type de revêtement n’est pas considéré. Le but de ce projet est de déterminer si la rigidité d’un revêtement de chaussée influence la grandeur des soulèvements au gel. Présentement, lors du dimensionnement d’une structure de chaussée, les soulèvements au gel sont limités sur autoroute par le Ministère des Transports du Québec à 50 mm pour les chaussées à revêtement bitumineux et 40 mm pour les chaussées à revêtement rigide. Lorsque les prévisions de soulèvements au gel dépassent ces valeurs, l’épaisseur de la couche de matériau granulaire est augmentée dans le but de diminuer la portion de sol d’infrastructure gélif exposé au gel. L’installation d’un revêtement de chaussée limitant les soulèvements au gel permettrait de diminuer l’épaisseur de la couche de matériau granulaire, ce qui pourrait entraîner des économies intéressantes. Pour répondre à la problématique, un logiciel d’analyse par différences finies a été utilisé dans le but d’y modéliser une structure de chaussée. Le revêtement de cette structure de chaussée a été modélisé dans le logiciel selon quatre scénarios; un revêtement d’enrobé bitumineux, un revêtement de béton armé continu (BAC), un revêtement de dalles courtes non armées non goujonnées (DCNANG) et un revêtement de dalles courtes non armées goujonnées (DCNAG). Les contraintes et les déformations liées aux soulèvements au gel de la chaussée à revêtement bitumineux ont été définies et ensuite appliquées sur les trois types de chaussées à revêtement de béton. Il a été possible de simuler la réaction des revêtements de béton face aux soulèvements au gel. Dans le cas où les contraintes liées aux soulèvements au gel de la chaussée bitumineuse ont été appliquées sur les trois types de chaussées de béton, les résultats montrent que la réduction de soulèvement est importante. Dans le cas où les déformations liées aux soulèvements au gel de la chaussée bitumineuse ont été appliquées sur les trois types de chaussées de béton, les résultats montrent que la réduction de soulèvement est aussi importante. Dans ces deux cas, une couche de matériau granulaire permettant de réduire l’exposition au gel d’un sol d’infrastructure gélif ne serait pas requise. Ces simulations montrent qu’un revêtement possédant une rigidité importante devrait être en mesure de limiter, en partie, la grandeur des soulèvements au gel prévus.

Date	5 mai 2015
langue originale	Français
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Michel Vaillancourt (Directeur(-trice)) & Alan Carter (Codirecteur(-trice))