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RESUME

Contexte : Cette communication concerne l’étude du mécanisme d'orniérage des chaussées souples à l’aide d’une élaboration d’un modèle numérique destiné à mieux comprendre le mécanisme de formation de l’orniérage. Le comportement des couches de l’enrobé bitumineux à l’aide d’huile lourde et poudre de sachets plastique est décrit en utilisant un modèle élasto-viscoplastiquee. Le modèle prend en compte l’influence de la température en utilisant le principe de superposition temps- température. Un modèle élasto-plastique est utilisé pour les couches inférieures. Le modèle reproduit d’une manière réaliste le chargement appliqué par la circulation. Objectif : Des recommandations sont proposées pour réduire le risque de formation de l’orniérage de chaussée a l’incorporation du fondu de déchets de sachets plastiques sur la consistance de l’huile lourde de Tsimiroro. Méthode : Après une analyse du mécanisme de formation de l’orniérage, on présente une étude de l’influence des principaux paramètres sur ce mécanisme, notamment les propriétés des matériaux constitutifs, la température et la pression de gonflage. Résultat : Nous avons obtenus en augmentant la température de 20 à 40 C°, E décroît de 25%, ce qui a pour conséquence diminutions de l’orniérage avec la teneur en poudre plastic de 6% - 10% (Figure 5). L’augmentation de la charge de 8 à 13 tonnes avec pression de gonflage de 800 kPa fait augmenter l’orniérage de 35%, (Figure 6), En augmentant la module de déformation de 4000 - 6000 MPa, l’orniérage décroît de 91% (Figure 7). L’augmentation de la charge de 13 tonnes avec une pression de gonflage de 800 kPa fait augmenter l’orniérage de 20% (Figure 8). Par contre l’augmentation de la pression de gonflage de 600 à 900 kPa avec une charge par essieu de 11,5 tonnes ne la fait augmenter que de 8% (Figure 9). La charge de 11,5 tonnes avec une pression de gonflage de 800 kPa donne des profondeurs environ de 4% par rapport au béton bitumineux sans déchet plastique (Figure 10). Par contre, l’augmentation de la pression de gonflage à 800 kPa avec une charge par essieu de 11,5 tonnes fait augmenter jusqu’à 24% (Figure 11). La mesure de cisaillement de même charge de 11,5 tonnes avec une pression de gonflage de 800 kPa donne des profondeurs environ de 4% (Figure 12). La charge de 11,5 tonnes avec une pression de gonflage de 800 kPa fait augmenter l’orniérage de 16% (Figure 13). Conclusion : on a constaté qu’on peut faire une étude numérique du mécanisme d’orniérage dans les chaussées souples à l’incorporation du fondu de déchets de sachets plastiques sur la consistance de l’huile lourde de Tsimiroro. Les résultats obtenus montrent qu’une modélisation élasto-viscoplastique pour les couches de surface et élastoplastique pour les couches inférieures reproduit bien ce phénomène. Les enrobés à haut module de déformation présentent une meilleure résistance à la température, réduisent le risque d’orniérage. L’intensité de la charge par essieu a une influence plus significative sur l’orniérage que la pression de gonflage.
Mots clefs : Chaussée ; Orniérage ; Eléments finis ; Viscoplasticité, huile lourde, déchet plastique.

ABSTRACT

Context: This communication concerns the study of the rutting mechanism of flexible pavements using the development of a numerical model intended to better understand the mechanism of rutting formation. The behavior of layers of bituminous mix using heavy oil and plastic bag powder is described using an elasto-viscoplastic model. The model takes into account the influence of temperature by using the principle of time-temperature superposition. An elasto-plastic model is used for the lower layers. The model realistically reproduces the loading applied by traffic. Objective: Recommendations are proposed to reduce the risk of formation of pavement rutting when incorporating melted plastic bag waste on the consistency of Tsimiroro heavy oil. Method: After an analysis of the rutting formation mechanism, we present a study of the influence of the main parameters on this mechanism, in particular the properties of the constituent materials, the temperature and the inflation pressure. Result: We obtained by increasing the temperature from 20 to 40 C°, E decreases by 25%, which results in reductions in rutting with the plastic powder content of 6% - 10% (Figure 5). Increasing the load from 8 to 13 tons with an inflation pressure of 800 kPa increases the rutting by 35%, (Figure 6), By increasing the modulus of deformation by 4000 - 6000 MPa, the rutting decreases by 91 % (Figure 7). Increasing the load by 13 tonnes with an inflation pressure of 800 kPa increases rutting by 20% (Figure 8). On the other hand, increasing the inflation pressure from 600 to 900 kPa with an axle load of 11.5 tonnes only increases it by 8% (Figure 9). The load of 11.5 tons with an inflation pressure of 800 kPa gives depths of approximately 4% compared to asphalt concrete without plastic waste (Figure 10). On the other hand, increasing the inflation pressure to 800 kPa with an axle load of 11.5 tonnes increases the pressure by up to 24% (Figure 11). The shear measurement for the same load of 11.5 tons with an inflation pressure of 800 kPa gives depths of approximately 4% (Figure 12). The load of 11.5 tons with an inflation pressure of 800 kPa increases rutting by 16% (Figure 13). Conclusion: it has been found that a numerical study of the rutting mechanism in flexible pavements can be made with the incorporation of melted plastic bag waste on the consistency of Tsimiroro heavy oil. The results obtained show that an elasto-viscoplastic modeling for the surface layers and elastoplastic for the lower layers reproduces this phenomenon well. Asphalt mixes with a high deformation modulus have better resistance to temperature, reduce the risk of rutting. Axle load intensity has a more significant influence on rutting than inflation pressure.
Keywords: Roadway; Rutting; Finished elements ; Viscoplasticity, heavy oil, plastic waste.