rapport khenchla 2011

5/11/2018 Rapport Khenchla 2011 - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/rapport-khenchla-2011 1/25

Etabli: le08/11/2011

Mesure, Analyse et Interprétation des déflexions sur un tronçon de RouteCommunal sur 13 kms du PK 00+00 au PK 13+00 Wilaya de KHENCHLA sur 25Rédigé par : B.N Vérifié et Approuvé par : L.K.

1. Introduction

La wilaya de Khenchla est située au Nord-Est Algérien dans la région des Aurès, elle

occupe une position géographique entre la chaîne steppique et les hauts plateaux, ce qui lui

donne un caractère forestier agro-pastoral et saharien. Elle est entourée par les wilayas d'Oum

El Bouaghi à l‟est, Batna et Biskra à l‟ouest, El Oued au sud et Tébessa à l‟est, elle occupe une

superficie estimée à 971000 hectares. La région se caractérise par trois climats :- Un climat très rude en hiver, modéré en été dans les régions montagneuses centrales.

- Un climat modéré en hiver, chaud et sec en été dans les steppes sahraouies du sud.

- Un climat très froid en hiver, sec en été dans les hautes steppes au nord.

Cette diversité climatique a donné à la wilaya un penchant naturel multiple conférant des

spécificités touristiques non négligeables. La wilaya de Khenchla dispose de potentiels

touristiques naturels importants et variés; tels que les forêts de cèdres, les chaînes géologiques

majestueuses au Nord-Est, et les montagnes Auréssiennes où se situe le plus haut sommet de

la région, à savoir le mont Chelia (2328m),.

Acquisition des données

Khenchela, que les romains dénommèrent « Mascula » fut créée au premier siècle après JC

par la troisième légion romaine « Augusta ». L‟importance et le nombre des ruines disséminées

un peu partout, sur son territoire attestent de la vitalité de la région et de la présence agissante

des romains qui s‟étaient développés le long des grandes voies de pénétration militaires(essentiellement : theveste-lambese passant par mascula et Baghai). Elle fut le premier rempart

dans la conquête de l‟Aurès par les byzantins.

La wilaya de Khenchla a bénéficié dans le cadre de différents programmes dedéveloppement de plusieurs opérations, notamment la réhabilitation et la préservation du





réseau routier de la Wilaya, qui est constitué de 1728 km de routes, dont 271 km de route

nationale, 457 km de routes de wilaya, 602 km de chemins communaux et 398 km de pistes et

de chemins non classés.

Suite à la demande de Monsieur le Directeur des Travaux Publics de la Wilaya de

KHENCHLA, Le Laboratoire des Travaux Publics du Sud a procédé à une intervention de

contrôle non destructif au HWD (Heavy Weight Deflectometer), afin d‟évaluer la portance, ladurée de vie, l‟état de surface de la chaussée. Le tronçon de la route communale étudiée au

niveau de ce rapport relie les localités de TAMZA et ZERIZE sur 13 kms.

Notre intervention sur site a eu lieu le 23/10/2011, l‟acquisition des données a été effectuéeen partant du PK 00 jusqu‟au PK 13 avec un intervalle de mesure variable (suivant les points

kilométriques critiques déterminés par les cadres de la DTP de KHENCHLA).

2. Description de l’appareil d’acquisitionHWD Modèle 8082-86

Ce système de mesure de marque Dynatest génère une charge dynamique entre 30 et 260

KN durant 25 à 30 msec sur le point qu‟on désire tester; il permet de simuler le mouvement

ou l‟impact d‟une roue d‟un avion ou d‟ un véhicule sur la chaussée.

Le contrôle de l‟opération d‟acquisition des données HWD est assisté par ordinateur à partir du

véhicule tracteur. Le dispositif d‟acquisition utilisé est composé de :

Un (1) ordinateur de bord muni d‟un logiciel d‟acquisition FWDWIN ;





Une charge de 500 Kg qu‟on fera chuter deux fois à une hauteur de 200 mm

respectivement, ceci génère une pression au alentours de 1000 Kpa et une force d‟ environ

65 KN, sur le point de mesure;

Une plaque de diamètre Ø300mm, qui peut s‟incliner jusqu‟à 6° pour épouser la forme de lachaussée;

9 géophones dont la disposition lors de cette campagne est la suivante ;

Type de géophone utilisé

Disposition des

Géophones (mm)0 200 300 450 600 900 1200 1500 1800

Trois types de thermomètre sont utilisés, le premier est un thermomètre à

Infrarouge qui mesure la température à la surface de la chaussée bitumineuse, les deux





autres mesurent la température de l‟air et la température à l‟intérieur de la couche

bitumineuse AC (Asphalt Concrete).

Thermomètre à infrarouge Thermomètre Thermomètre(T° surface AC) (T° d‟air) (T° intérieur AC)

3. Principe de l’essai

Le principe de base consiste à simuler une charge roulante exerçant une force entre 30 et

260 KN, sous l‟effet de cette charge la chaussée subit un affaissement ou une déflexionmesurable grâce à 09 capteurs en surface, c‟est ce qui est appelé le bassin de déflexion(deflection basin). Cette simulation peut être réalisée par le biais d‟une masse (entre 200 et700 kgs) tombant d‟une hauteur donnée (entre 100 et 400 mm) en heurtant un système

d‟amortissement en caoutchouc. Cette chute génère une impulsion semi-sinusoïdale pendant

une durée de 25 à 30 msec. En plus des mesures des déflexions, les températures, à l‟air, à lasurface de la chaussée et à l‟intérieur de la couche bitumineuse sont mesurées et enregistréesdans une base de données pour être intégrées dans les calculs des paramètres de la structure

étudiée (back calculation).

Bassin de déflexion (deflection basin)





Charge tombant

4. Trafic

La charge simulée lors de cette campagne de mesure est celle d‟un essieu standard de

référence à roues jumelées de poids total de 130 KN ou 13 tonnes (essieu isolé d‟un poidslourd), donc la charge maximum autorisée sur un jumelage isolé est de 65kN (environ 6.5

tonnes).

Le trafic journalier moyen donné est majoré par 100 véhicules par jour, répartie comme

suit :

- 5 % est en poids lourds possédant 3 essieux de référence et plus (semi remorque);

- 10 % est en poids lourds possédant deux essieux de référence ;

- 10 % est en poids lourds possédant un essieu de référence ;

- 75 % du trafic est constitué de véhicules à poids Leger.

Le passage répété des poids lourds sur la chaussée fait apparaître quatre types dedommages :

1 - Une usure superficielle de la couche de roulement due aux efforts tangentiels;

2 - La formation d‟ornières par fluage des couches liées, sous l‟effet des contraintes verticales

et des efforts tangentiels;

3 - Une fatigue des couches, provoquée par leur flexion sous l‟effet des charges répétées;

4 - Une accumulation des déformations permanentes au niveau du support ou des couches

non liées.





5. Déflexions

Une déflexion est par définition une modification progressive de position ou d'une trajectoire

sous l'effet d'un phénomène physique. En mécanique des structures, une déflexion est le

déplacement obtenu en un point d'un corps sous l'effet d'un chargement statique ou

dynamique. Elle s'exprime par rapport à la position de ce même corps au repos, dans un

référentiel absolu ou lié au point concerné. Elle généralise la notion de flèche, déflexiontransverse d'une structure élancée (ex. flèche en y d'une poutre d'axe x). Elle est exprimée en

unité de longueur (micron de mètre) sous l‟effet de la charge exercée par le déflectomètre. Ce

paramètre mesuré permet d‟évaluer la portance de la chaussée exprimée par la durée de vierésiduelle calculé à la fin du traitement de toutes ces données. L‟amplitude de la déflexion estintimement liée aux propriétés et dimensions du corps de chaussée.

Le programme ELMOD 5 (Evaluation of Layer Moduli and Overlay Design) permet le

traitement des données par la méthode de calcul inverse (back calculation) et fournit tous les

résultats conduisant à l‟évaluation de la durée de vie.

Les mesures ont été effectuées en partant du PK 00 au PK 13. Les déflexions enregistrées

dans une base de données correspondent à 02 chutes successives du poids de 500 kg à une

hauteur de 200 mm. La deuxième chute sera prise en considération lors des étapes suivantes

d‟analyse des données. Les déflexions enregistrées, sont illustrées sur les graphes suivants :

Déflexion du chemin communal reliantTAMZA-ZERIZE sur 13 kms

Measured deflections and load

D1

D2

D3

D4

D5

D6

D7

D8

D9

Stress

D e f l e c t i

o n ( M i c r o n s )

S t r e

s s ( k P a )

0

500

1000

1500

0

500

1000

1500

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0

1 1

1 2

1 3

1 4

1 5

1 6

1 7

1 8

1 9

2 0

2 1

2 2





Positiongéophones

(mm)

Nbre depoints

mesurés

déflexionMoyenne

(µ)Max (µ) Min (µ)

Ecarttype.

0 21 1002 1345 679 203

200 21 620 825 453 122

300 21 424 594 280 89

450 21 258 375 166 56

600 21 173 254 95 39

900 21 93 135 44 26

1200 21 61 101 27 19

1500 21 44 74 21 15

1800 21 39 127 14 24

Les déflexions enregistrées au niveau du capteur central représentent les comportements du

corps de chaussée entier vis-à-vis des charges exercées par le déflectomètre simulant l‟impactd‟un véhicule poids lourds se déplaçant à une vitesse de 80 km/h.

La déflexion moyenne calculée sur toutes les valeurs enregistrées par le géophone central

est égale à 1002 µm, La déflexion varie dans un intervalle très vaste, elle atteint un maximum

au niveau de la station 1 (PK 00+800) où elle est égale à 1345 µm, la valeur minimale mesurée

par le senseur central est de 679 µm, cette dernière valeur est lié à la station 10 (PK 05+300).

Le tableau suivant regroupe un ensemble de données statistiques de la présente section,

ces données représentent les pourcentages des déflexions au sein de 03 intervalles à savoir ;

déflexions supérieures ou égales à 1000 µm, comprises entre 700 et 1000 µm et inférieures à

700 µm.

Intervalledéflexion „„D‟‟

Nombre depoints

Pourcentage% observations

Section du PK 00 au PK 13D>=1000 12 57,10 % On constate que 95,20 % des valeurs

sont supérieures à 700 µm1000>D>700 08 31,10 %D<700 01 04,80 %

6. Modules à la surface :

Le module de surface (surface modulus E0) est le module d‟une seule couche équivalente

qui va donner une déflection en surface égale à celle enregistrée sur un système multicoucheréel. Ce module permet de constater la présence de couches souples ou rigides, il est utilisé

aussi pour donner une première estimation des modules d‟élasticité de la chaussée. Le module

de surface E0 est un outil simple et pratique pour la détection de présence de couche faible,

mais le module de ces couches ne peut être déterminé directement à partir d‟ E0 seulement.

C‟est pour cela que E0 est lié à l‟épaisseur équivalente de la couche et non à l‟épaisseuractuelle. Cette dernière information doit être connue pour pouvoir calculer les modules

d‟élasticité de chaque couche. Les modules E0 pour chaque profil sont donnés sur les graphes

suivants :





Module de surface du corps de chaussée du chemin communalReliant TAMZA-ZERIZE sur 13 kms

Positiongéophones

(mm)

Nbre depoints

mesurés

E0 Moyen(Mpa)

E0 Max E0 Min Ecarttype.

0 21 268 387 199 1,237

200 21 162 219 119 1,223

300 21 159 237 113 1,245

450 21 174 262 119 1,252600 21 196 344 132 1,275

900 21 245 498 162 1,355

1200 21 286 612 163 1,416

1500 21 318 633 177 1,467

1800 21 320 814 86 1,683

Les modules de surface (modules du corps de chaussée), qui sont considérés comme des

données préliminaires permettent d‟avoir une idée générale sur la consistance de la chausséeétudiée, par la suite mettre en évidence la présence ou pas de corps très rigides dans le sol tels

que blocs rocheux ou couches de béton …etc.

La valeur moyenne des modules de surface ne dépasse pas les 268 Mpa pour la section

auscultée, c‟est une valeur moyennement faible, pour des conditions de trafic moyen et

important en combinaison avec d‟autres paramètres reliés essentiellement aux conditionsclimatiques de la région, mais le trafic réel enregistré sur ce tronçon de route est sensiblement

très réduit, c‟est ce qui rend ces valeurs du module du corps de chaussée acceptables. La

valeur maximale du module à la surface est égale à 387 Mpa (Miga Pascal), calculée au niveau

de la station 10 (PK 05+300), tandis que la valeur minimale de ce paramètre est égale à 199

Mpa calculée au alentour de la station 1 (PK 00+800).

Surface Moduli

D1

D2

D3

D4

D5

D6

D7

D8

D9

M o d u l u s ( M P a )

0

200

400

600

800

1000

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0

1 1

1 2

1 3

1 4

1 5

1 6

1 7

1 8

1 9

2 0

2 1

2 2





7. Modélisation :

Le modèle choisi est celui composé de trois couches (couche de roulement, couche de base

et sol support). La couche de roulement est en enduit superficiel bicouche, son épaisseur

moyenne est de 15,00 mm en moyenne, la couche de base est en Grave Concassée (GC), elle

est d‟ une épaisseur variable de 40 à 100 mm, la troisième couche est constitué de tout venant

d‟oued (TVO) disposé en deux couches et il est associé au sol support, qui est caractérisé parsa qualité portante.

Afin d‟extraire un modèle de la chaussée, Les données résultants de l ‟expertise réalisée en

date du 04 / 05 / 2011 sur le chemin communal reliant TAMZA-ZIRIS sur 13 kms, nous

permettent de mettre en évidence le modèle de chaussée suivant :

Stations PK

COORDONNEESGPS

Epaisseurde la

couche deroulement(mm)

Epaisseur dela Couche debase en GC

(mm)Observations

00 00+250N 35°15’22.12’’ E 06°59’34.47’’

15 40

01 00+800 N 35°15’23.94’’ E 06°59’ 13.07’’

15 80

02 01+000 N 35°15’24.48’’ E 06°59’04.71’’

15 80

03 01+500N 35°15’25.55’’ E 06°58’45.48’’ 15 100

04 02+000 N 35°15’33.80’’ E 06°58’28.58’’

15 110

05 02+250 N 35°15’37.74’’ E 06°58’21.35’’

15 50

06 03+000 N 35°15’57.30’’ E 06°58’03.94’’

15 70

07 03+500 N 35°16’10.59’’ E 06°57’53.38’’

15 100

08 03+750N 35°16’04.89’’ E 06°57’50.34’’ 15 50

09 04+500 N 35°15’40.27’’ E 06°57’51.92’’

15 60

10 05+300 N 35°15’20.31’’ E 06°57’31.39’’

15 50

11 05+900 N 35°15’04.01’’ E 06°57’15.86’’

15 50

12 06+280 N 35°14’57.44’’ E 06°57’03.52’’

15 40

13 07+580N 35°14’34.35’’ E 06°56’21.62’’ 15 80





14 08+490 N 35°14’22.11’’ E 06°55’51.06’’

15 40

15 09+100 N 35°14’08.61’’ E 06°55’33.67’’

15 70

16 09+710 N 35°13’ 51.33’’ E 06°55’ 23.19’’

15 60

17 10+000N 35°13’ 41.80’’ E 06°55’ 20.25’’ 15 90

18 10+900 N 35°13’ 42.15’’ E 06°54’47.98’’

15 60

19 12+480 N 35°13’40.84’’ E 06°53’57.45’’

15 50

20 12+830 N 35°13’39.83’’ E 06°53’45.76’’

15 50

Le modèle à trois couches adopté correspond au modèle basé sur ces données, qui révèlent

une couche de roulement en enduit superficiel bicouche d‟épaisseur moyenne égale à 15

millimètres, et une couche de base en Grave Concassée d‟épaisseur variable allant de 40 à 100millimètres. Le sol support est caractérisé par sa qualité portante, il est associé à une couche de

forme en TVO.

Ce modèle servira de base pour toutes les étapes d‟analyses et de calculs suivantes. Grace à

la substitution, des données des campagnes d‟étude géotechnique réalisées antérieurement,

dans le programme de calcul, le modèle de chaussée suivant peut être créé :

Modèle de calcul représentatif du corps de chaussée

Couche de roulement en enduit superficiel bicouche

Deux couches en TVO

Sol

Support

Sol naturel

Couche de base en GC (d’épaisseur variable de 40 à 100cmm)





8. Calculs des modules d’élasticité E1 , E2 et E3 :

L’équipement, le système de chargement et la théorie connexe des chaussées peuvent

ensemble servir à l’évaluation de la rigidité des couches de forme et des sous -couches déjà en

place. La théorie des chaussées et les équations de Boussinesq sur la répartition des

contraintes permettent d’obtenir des modules de couche de forme en utilisant les équations

adéquates de cette théorie.

Le calcul des modules élastiques Ei des couches. Après avoir introduit les épaisseurs (ei)

des différentes couches de la structure et compte tenu d'une part du module moyen défini et,

d'autre part, des valeurs mesurées lors de l'essai, le module de chacune des couches est calculé

(calcul inverse) ainsi que les contraintes et déformations correspondantes. Les éléments

théoriques utilisés lors de cette phase de calculs itératifs sont basés sur le principe M.E.T.

(Method of Equivalent Thicknesses), ou méthode d'Odemark-Kirk, complétés par la théorie de

Boussinesq.

A la fin de cette première phase d'exploitation des mesures, les données suivantes, qui

sont les réponses in-situ de la structure, sont disponibles au droit de chaque point testé:

Après cette partie analytique, il reste à interpréter les résultats en termes de "résistance

globale à la portance" vis à vis du trafic futur prévu. Dans un premier temps, plusieurs

paramètres doivent être définis, en particulier la variation des modules des bétons bitumineux

en fonction de la température.

L'interprétation "empirique" des résultats, est proposée à travers le logiciel ELMOD 5

(Elevation Layer Moduli Overlay & Design), qui combine un critère "structurel" qui est la

déformation horizontale à la base des bétons bitumineux, et un critère "fonctionnel", qui définit

la contrainte verticale sur les couches non liées de fondation.

Le logiciel ELMOD 5 est composé de plusieurs modules de calcul, certains de ces derniers

permettent le calcul des modules d‟élasticité de chaque couche, la présente version d‟ELMOD encontient 03 d‟entre eux à savoir:





1- Radius of Curvature :

Cette technique est basée sur la méthode Odemark-Boussinesq de l‟épaisseuréquivalente ; elle utilise les enregistrements des géophones éloignés du centre de la charge

pour la détermination des caractéristiques non linéaires de la couche de forme « subgrade »

et les enregistrements des géophones proches du centre de la charge pour la détermination

du module de la couche superficielle. La rigidité des couches restantes est calculée en se

basant sur la réponse de la chaussée à la charge appliquée.

2- Deflection Basin Fit

Cette technique est aussi basée sur la méthode Odemark-Boussinesq de l‟épaisseuréquivalente, mais un processus d‟itération additif est utilisé pour faire converger au sens des

moindres carrés les déflections calculées avec celles mesurées. Vu sa mise en œuvre facile,cette méthode a été adoptée pour l‟ensemble des profils étudiés.

3- FEM / LET / MET (Finite Element Method / Linear Elastic Theory / Method of EquivalentThickness )

Ce sont trois techniques pour le calcul des modules se basant sur des différentes théories :

la première se base sur le programme d‟éléments finis symétriques axiaux développépar Wilson (University of California),

la deuxième fait usage du programme WESLEA (waterways experiment station‟s) et,

la dernière est une méthode similaire à la technique « Basin Fit » déjà vue

précédemment mais avec quelques facteurs d‟ajustement additifs.

Exemple de calcul des modules d’élasticité





Les modules d‟élasticité calculés par la méthode « Deflection Basin Fit » sont donnés sur le

graphe suivant :

Modules d’élasticité des différentes couches du corps de chausséeDu chemin communal reliant TAMZA-ZERIZE sur 13 kms

Modulesdes

couches

Nbre depoints

mesurés

Moyenne(Mpa)

Ecarttype

E1 21 1314 3,804

E2 21 369 1,415

E3 21 160 1,48

Les modules E1 moyens calculés pour la section testée est égale à 1314 Mpa (Miga Pascal),

la température ambiante moyenne est égale à 25,5 °C, c‟est une moyenne qui peut êtreacceptable pour un enduits superficiel mis en œuvre depuis deux ans de service. Tandis que les

modules E2 relatif à la deuxième couche de base (en Grave Concassée) est égale à 369 Mpa, ce

qui représente un module faible pour une couche de base en grave concassée normalisée. Enfin

le module moyen du sol support E3 issue de cette analyse est égal à 160 Mpa.

Le graphe ci-après illustre les variations des températures mesurées à l‟air, à la surface dela couche superficielle et à l‟intérieur de la couche bitumineuse :

Elastic Moduli

E1

E2

E3

M o d u l i ( M P a )

10

100

1000

10000

100000

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0

1 1

1 2

1 3

1 4

1 5

1 6

1 7

1 8

1 9

2 0

2 1

2 2





Les températures enregistrées lors d’acquisition des données sur la chaussée duchemin communal reliant TAMZA-ZERIZE sur 13 kms

Températures moyennes (°C)T° de l’air 25,5

T° à la surface d’Asphalt 31,0

T° de l’Asphalt 28,0

Le bitume, est un corps viscoélastique, n‟est ni un solide élastique idéal (répondant à la loide Hooke), ni un liquide visqueux idéal. Il présente des propriétés combinées de l‟un et l‟autre

en fonction du temps de charge à laquelle il est soumis. Pour une charge appliquée trèsrapidement et à basse température, le bitume se comporte comme un solide élastique: la

déformation est proportionnelle à la charge appliquée et le retour à l‟état initial est total si la

charge est annulée rapidement.

Par contre, si une contrainte est appliqué à haute température, le bitume se comporte

comme un liquide visqueux et présente une déformation continue, le taux de déformation étant

proportionnel à la charge appliquée. Pour les temps de charge et les températures

intermédiaires, le bitume présente un caractère viscoélastique et son comportement est situé

entre les deux extrêmes précédents.

La figure suivante présente un exemple de courbe donnant le module d‟élasticité d‟unenrobé en fonction de la température et de la fréquence d‟application de la charge:

20

22

24

26

28

30

32

34

Asphalt

Surface

Air

Variation des températures

Temps

Températures °C





9. Durée de vie et réhabilitation(Design Life and Overlay)

Pour la conception, l‟évaluation de la durée de vie et la détermination de la couche la

plus endommagée, ELMOD5 se base sur des méthodes empiriques mécaniques établies dans

les laboratoires de recherches scientifiques.

Deux types de détérioration de la chaussée sont modelés dans ELMOD5, fissuration par

fatigue des couches liées (Bound layers) et déformation permanente des couches non liées(Unbound layers).

La durée de vie calculée pour ce tronçon de chemin communal, est donnée comme suit :





Durée de vie du chemin communal reliantTAMZA-ZERIZE sur 13 kms

Nbre de pointsmesurés

Moyenne Ecart type

Durée de vie (an) 21 4 2,38

Renforcement (mm) 21 46,1 21,07

La durée de vie résiduelle de la section étudiée est inférieure à 5 ans (elle est égale à 4

ans). Pour une durée de vie prévisionnelle de 15 ans, le renforcement moyen proposé atteint

les 46 millimètres en béton bitumineux (BB) coulé à chaud, pour que ce corps de chaussée

puisse supporter un trafic moyen de 100 véhicules par jour et avec une augmentation de 2,5 %

par an.

Design

Overlay

Life

O v e r l a y ( m m )

L i f e

0

20

40

60

80

0

5

10

15

20

25

30

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0

1 1

1 2

1 3

1 4

1 5

1 6

1 7

1 8

1 9

2 0

2 1

2 2





10. Conclusion

L‟évaluation des charges admissibles du chemin communal reliant TAMZA à ZIRIS au

niveau du tronçon délimité par les points Kilométriques PK 00 et PK 13, a été effectuée par

des mesures des déflexions en utilisant le HWD de Dynatest, l‟ intervalle de test était variable

en fonction des points critiques déterminés par les responsables du service technique de la

DTP de Khenchla présents sur site.

Dans l‟ensemble les résultats en valeurs moyennes obtenues après traitement et analyse

révèlent :

1- La déflexion moyenne obtenue au niveau de la totalité du segment étudié est égale à 1002 µm

(micron de mètre). Les valeurs de déflexion varient entre 679 et 1345 µm, mesurées

respectivement aux stations 10 (Pk 5+300) et 1(0+800).

2- Le module moyen à la surface relatif à la section étudiée est égal à 268 Mpa (Miga Pascal), ce

qui représente une moyenne faible, pour un trafic moyen ou important, mais dans notre cas le

trafic enregistré sur ce chemin est très réduit. les valeurs des modules d‟élasticités calculés à

la surface au niveau des points testés varient entre 199 et 387 Mpa.

3- Le résultat de calcul du module moyen de la couche de roulement révèle une valeur de 1314

Mpa, sachant que la température ambiante moyenne de mesure était égale à 25.5 °C, c‟estune moyenne qui peut être acceptable pour un enduit superficiel mis en œuvre depuis deuxans de service. Tandis que les modules E2 relatif à la deuxième couche de base (en Grave

Concassée d‟épaisseur faible non normalisée) est égale à 369 Mpa, ce qui représente un

module faible pour une couche de base en grave concassée normalisée. Enfin le module

moyen du sol support E3 issue de cette analyse est égal à 160 Mpa.

4- La durée de vie résiduelle moyenne de la totalité du segment de route étudié est inférieure à 5

ans (elle est égale à 4 ans), le renforcement moyen proposé est égal à 46 mm en Béton

Bitumineux (BB) coulé à chaud, pour que ce corps de chaussée puisse supporter un trafic de

100 véhicules par jour (avec une augmentation de 2,5 % par an), sur une duré de vie

prévisionnelle de 15 ans.

Le Chef Département des Essais Spéciaux Le Directeur Technique

N. Benabderrahmane L. Kedied





ANNEXE A

Méthodologie de l'Évaluation de la Chaussée

1. INTRODUCTION

Pour une évaluation structurelle fiable de chaussées existantes (routes et pistes

d‟aérodrome) la méthode d'essai non destructive est utilisée et est acceptée mondialement. LeDeflectometer (HWD) de Dynatest est l'outil reconnu pour l'estimation structurelle de

chaussées. Ce matériel est capable d'appliquer une charge dynamique à une chaussée avec une

force qui peut simuler le chargement d'une roue d‟un véhicule léger ou lourd, d'un B 747-400

complètement chargé, B777-300, MD 11 ou avion extrêmement lourd équivalent tel que l'avion

A380.

L'objectif de ce programme de l'évaluation est l‟estimation des conditions fonctionnellesstructurelles actuelles réelles des chaussées exprimée en capacité de portance, durée de vie

résiduelle et les mesures à prendre dans l‟immédiat ou dans le futur pour permettre à lachaussée de répondre aux exigences du trafic actuel et futur.

2. Les mesures des déflexions parles méthodes non destructives:

2.1 Equipement :

Les mesures des déflections sont effectuées par le déflectomètre HWD Dynatest 8082-86

“Heavy Weight Deflectometer”, qui est capable d‟appliquer une force dynamique équivalente à240 kN (24 tonnes) environ à la surface de la chaussée en utilisant une plaque de diamètre

450mm ou 300mm. De cette façon le HWD simule l'effet d‟impact d‟une charge induite par lemouvement d‟un avion lourd ou d‟un véhicule léger ou lourd.





Le Principe de base de ces méthodes consiste à faire tomber une masse sur une plaque

de 300 ou 450mm de diamètre (charge verticale), de telle façon que les caractéristiques de la

pulsation de la charge produite par le poids tombant est semblable au chargement d'une roue

d'avion ou d‟un véhicule en mouvement.

La déformation de la chaussée due à la charge appliquée est mesurée à l‟aide de neuf

(09) géophones positionnés en surface ; ces derniers mesurent la vitesse de propagation del‟onde de déformation dans la chaussée durant l‟application de la charge et les déflections sontobtenues par intégration du signal enregistré. L‟équipement électronique prend en charge cette

étape du processus automatiquement afin que les déflections soient enregistrées directement.

Une présentation schématique de la l‟appareil HWD et le bassin de déflection est présentéesur la figure suivante :

Lors des tests de la chaussée en surface les géophones sont placées à distance

déterminées du centre de la charge appliquée voir figure 2.3 (dispositif pour les chaussée

souple)

Dans le cas des chaussée rigides, les géophones seront placés de part et d‟autres du joint entre deux dalles de béton pour estimer les caractéristiques de transfert des charges de la

chaussée, dans la plus part des cas les géophones 1 (centrale) et 2 sont placés d‟un côté et lesgéophones 3, 4, 5, 6, 7,8 et 9 seront de l‟autre côté du joint.





La charge appliqué doit correspondre à celle produite par l‟avion la plus représentativec‟est à dire l‟avion qui a la fréquence la plus élevé d‟usage de la chaussée. Les opérations

d‟enregistrement et stockage des données sont assistées par Un PC puissant se trouvant dansla cabine du véhicule. Le logiciel FWDWin gère toutes les opérations de l‟ HWD, ceprogramme fonctionne sous Windows XP la figure suivante donne une aperçue sur l‟interfaced‟acquisition des données.

2.3. Analyse d'Engineering :

La déflection au centre de la charge, D0, représente la condition totale de la chaussée

(incluant l‟épaisseur et la rigidité relative de la couche). À une distance (a) approximativementégale à l'épaisseur de 1ère Couche, la déflection mesurée à la surface Da, correspond

seulement à la déflection de la 2ième Couche et la couche de fondation seulement. D'où, le

paramètre D0- Da représente seulement la déflection de la 1ère Couche (sous la charge

appliquée). Suivant la magnitude de la charge appliquée et la déflection de 1ère Couche on

peut évaluer la rigidité de cette couche. Une analyse Semblable peut être exécutée pour

répartir la rigidité des autres couches.





L‟analyse actuelle des données est basée sur la théorie de Odemark -Boussinesq car

elle donne une bonne corrélation entre les déflections mesurées et celles calculées, ceci permet

d‟avoir une bonne estimation des conditions régnant sur la chaussée. Un élément essentiel del‟analyse est que chaque point testé est traité en utilisant la méthode de conception élastique

par calcul inverse (backcalculation) et récursif, méthode qui prend en compte l‟épaisseur decouche mesurée à chaque point (données GPR) sans avoir besoin de donner une valeur

moyenne équivalente.

Il est possible de calculer les contraintes et les efforts critiques dans la chaussée (voir

figures ci après) à l‟aide des formules mécanique– empirique. Des organisations internationales

ont développé des relations entre les charges ou efforts critiques et le nombre permissibled‟application de la charge. Ces relations ont été développées pour tous les matériaux utilisés

constituant une chaussée typique. Une fois que le nombre permissible des futures

applications et le trafic prévisionnel future seront comparés, il est possible d‟établir uneestimation de la durée de vie de la chaussée.





εt : est l‟effort horizontale de tension, qui représente la fissuration par fatigue dans les

couches bitumineuses.

σt: est la contrainte horizontale de tension, qui représente l‟effort de flexion dans les couchescimentées en PCC.

ε z

: est l‟effort vertical de compression qui représente la déformation permanente

d‟ornière (rutting) du matériau de la couche de forme (subgrade).

Les données des déflections HWD sont analysées pour évaluer la durée de vie restante

de la chaussée. Cette estimation de vie est gouvernée par la prédiction du trafic et par le choix

des équations de fatigue. Pratiquement on utilise des méthodes Mécanique – Empirique pour la

conception et l‟évaluation des chaussées. Les résultats obtenus dans les laboratoires de

recherches sont utilisés pour déterminer les équations de fatigue, qui vont être intégrées lors

des analyses des données.

Les principaux calculs durant l‟analyse par ELMOD5 sont basés sur les équations suivantes:

* Relation de fatigue pour les couches bitumineuses AC :

log Nf = -9.38 – 4.16 log εr

ou : Nf = nombre de charge admissible (trafic)

εr = effort de tension horizontal.

* Les modules E de la couche de forme sont parmi les principaux paramètres input lors de

l‟analyse. La procédure de conception est basé sur l‟effort principale dans la couche de forme,

i.e. : la relation générale liant l‟effort admissible vertical de compression ( εz) et le nombre de

charges admissibles (Nf ) est donnée par:

log Nf = -7.21 – 3.95 log εZ

Ou : Nf = nombre de charge admissible (trafic)

εz = effort vertical de compression.





ANNEXE BDÉFLEXIONS

Déflexion du chemin communal reliantTAMZA-ZERIZE sur 13 kms

Station Stress D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8 D9

0 1013 793 490 336 211 148 90 64 51 40

1 1018 1345 825 594 375 254 129 71 50 37

2 1012 1022 628 423 260 171 93 62 47 38

3 1013 1082 608 376 195 118 52 31 21 17

4 1011 1252 784 532 312 201 92 59 45 34

5 998 860 538 360 225 153 81 52 38 29

6 1008 1125 703 478 301 190 110 76 58 47

7 1006 735 453 280 172 123 75 52 37 32

8 995 947 589 428 286 202 119 76 51 41

9 1012 761 572 448 301 219 127 85 60 4910 997 679 464 344 250 198 135 101 74 66

11 995 1138 659 442 248 172 89 55 37 127

12 997 1243 810 552 341 215 113 66 56 45

13 999 796 454 308 186 120 62 38 26 20

14 1006 723 490 337 216 151 86 59 48 38

15 998 1288 804 536 303 186 93 67 49 32

16 999 1038 506 295 166 95 44 27 21 15

17 1000 1048 685 434 239 169 105 78 58 46

18 997 1173 704 507 288 168 66 37 25 18

19 1002 1080 666 451 257 169 78 40 21 14

20 998 919 591 432 283 207 121 79 53 40





ANNEXE C Album Photos

Tronçon du chemin communal étudié

Partie apparente du Corps de chaussée





Gite du matériaux TVO

Acquisition des données

rapport khenchla 2011

Documents