Conception d’une dalle de chaussée en Béton Armé

par Doc genie civil
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Les barres d’armature en Polymères Renforcées de Fibres de Verre (PRFV) sont de nouveaux produits commerciaux qui pourraient offrir beaucoup de solutions aux réseaux de transports et d’infrastructures. La non-corrodabilité des barres de PRFV fait d’eux un bon candidat pour remplacer les barres d’armatures conventionnelles en acier dans les chaussées en BAC. Ce potentiel a encouragé le Ministère des Transport du Québec (MTQ), conjointement avec l’université de Sherbrooke à investiguer dès septembre 2006, l’utilisation des barres en PRVF dans les chaussées en Béton Armé Continu (BAC). L’étude du comportement des chaussées en BAC avec des barres de PRFV s’est faite sur des tronçons conçus sur l’autoroute 40 Est, à Montréal.

L’autoroute 40 Est, est constituée de trois voies de 3,7 m de large et la section de l’autoroute dont il est question dans cette étude fait 150 m de long sur toute la largeur des trois voies de la chaussée, elle est constituée de 18 dalles. Les dimensions de chacune des 18 dalles, constituant la section d’essai, sont de 25 m x 3,7 m. Les dalles ont été conçues et construites de façon à pouvoir étudier certains paramètres pertinents affectant les performances de ce type de chaussées (BAC).

Les paramètres étudiés sont le taux, le type, l’espacement et le diamètre (ou grosseur) des barres d’armature, l’épaisseur de la chaussée, la profondeur optimale des barres, la présence de deux nappes (ou lits) d’armature et enfin la présence de fissures induites uniformément espacées.

Plusieurs types de capteurs ont été utilisés dans ce projet afin de suivre le comportement au jeune âge ainsi que les effets des chargements répétés du trafic et des sollicitations environnementales sur les performances de dalles de chaussées en BAC en utilisant des barres d’armature en matériaux composites de PRFV. Les capteurs en question sont des jauges électriques de déformation et des capteurs à fibre optique pour mesurer les déformations dans le béton et les barres d’armature. En plus de cela, des thermocouples sont utilisés pour mesurer les variations de température dans la chaussée.

Dans ce rapport final sont traitées les performances des dalles en BAC avec des barres de PRFV après six ans de service (septembre 2006 à août 2012). Il sera question de la propagation des fissures et de leur ouverture en fonction du temps ainsi que de simulations numériques pour l’étude du comportement des dalles de BAC avec des barres de PRFV. Des recommandations pour le design pour de futurs projets d’application sur le terrain sont aussi proposées.

Au sommaire

Résumé
TABLE DES MATIÈRES
LISTE DES TABLEAUX
LISTE DES FIGURES

1-INTRODUCTION

1.1 Description générale
1.2 Généralités
1.3 Objectifs de la recherche

2-PHASE I: CONCEPTION, INSTRUMENTATION ET CONSTRUCTION

2.1 Introduction
2.2 Conception des dalles de chaussée en BAC avec des barres de PRFV
2.3 Description des dalles de la section étudiée
2.4 Construction de la chaussée en BAC; propriétés des matériaux utilisés
2.4.1 Assise de la chaussée en BAC
2.4.2 Armature en PRFV
2.4.3 Armature en acier
2.4.4 Béton
2.4.5 Coulage de béton
2.5 Instrumentation
2.5.1 Capteurs utilisés
2.5.2 Système d’acquisition pour les jauges de déformations et les thermocouples

3-PHASE II: RÉSULTATS DU SUIVI


3.1 Introduction
3.2 Température de la chaussée
3.3 Progression de la fissuration
3.3.1 Nombre de fissures
3.3.2 Taux de fissuration
3.3.3 Espacement moyen entre les fissures

3.3.4 Comportement global à la fissuration
3.4 Largeur des fissures

4-PHASE III : ANALYSE PAR ÉLÉMENTS FINIS Introduction


4.2 Méthodologie
4.3 Description des dalles
4.4 Hypothèses de calcul
4.5 Théorie
4.6 Calculs
4.6.1 Totalement fixe
4.6.2 Partiellement fixe
4.7 Modèle par éléments finis
4.7.1 Géométrie
4.7.2 Matériaux
4.7.3 Éléments
4.7.4 Maillage
4.7.5 Condition limite et forces appliquées
4.7.6 Caractéristiques d’analyse
4.8 Présentation des résultats
4.9 Analyse et comparaison

5-CONCLUSIONS

6-REMERCIEMENTS

7-RÉFÉRENCES


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