Prediction of permanent deformations of surface layers of bituminous pavements
Prédiction des déformation permanentes des couches de surface des chaussées bitumineuses.
Résumé
This work is in the context of the evaluation the permanent behaviours of asphalt pavements.
The objective is to propose a model for the permanent deformations of bituminous materials and
to apply it to the prediction of the rutting phenomenon of bituminous pavements. In a first time,
a three dimensional multi-mechanism multi-criteria is proposed. This is a coupling of a customized
quadratic criterion with a linear Drucker-Prager type criterion. It is able to take into account a
number of mechanical behaviours of bituminous materials, of which the permanent deformations
under cyclic loadings. The validation of this model is carried out by the simulation of some cyclic
creep tests. In a second time, an improved approach is proposed while presenting a single surface
multi-mechanism model. The new model is capable of simulating not only cyclic loadings but also
static loadings. Some validations are presented which show the capacities and the relevance of
the new model. Finally, the proposed model is applied to the prediction of rutting of bituminous
pavements through its implementation in the ORNI module of the finite elements code CESA
The objective is to propose a model for the permanent deformations of bituminous materials and
to apply it to the prediction of the rutting phenomenon of bituminous pavements. In a first time,
a three dimensional multi-mechanism multi-criteria is proposed. This is a coupling of a customized
quadratic criterion with a linear Drucker-Prager type criterion. It is able to take into account a
number of mechanical behaviours of bituminous materials, of which the permanent deformations
under cyclic loadings. The validation of this model is carried out by the simulation of some cyclic
creep tests. In a second time, an improved approach is proposed while presenting a single surface
multi-mechanism model. The new model is capable of simulating not only cyclic loadings but also
static loadings. Some validations are presented which show the capacities and the relevance of
the new model. Finally, the proposed model is applied to the prediction of rutting of bituminous
pavements through its implementation in the ORNI module of the finite elements code CESA
Ce travail de thèse se situe dans le contexte de l'évaluation du comportement permanent des enrobés bitumineux. L'objectif est de proposer un modèle mécanique pour les déformations permanentes des matériaux bitumineux et de l'appliquer à la prédiction du phénomène d'orniérage des chaussées. Dans un premier temps, un modèle tridimensionnel de viscoplasticité à plusieurs mécanismes et plusieurs critères est proposé. Ce modèle résulte du couplage d'un critère quadratique particularisé avec un critère de type Drucker-Prager linéaire. Il est capable de prendre en compte un certain nombre d'aspects du comportement mécanique des matériaux bitumineux, parmi lesquelles les déformations permanentes sous sollicitations cycliques. La validation de ce modèle s'effectue par la simulation de quelques essais de fluage cycliques. Dans un deuxième temps, une approche améliorée est proposée en présentant un modèle monosurfacique multi-mécanisme. Le nouveau modèle permet de simuler non seulement les sollicitations cycliques mais aussi les chargements monotones de fluage statique. Quelques validations sont présentées et montrent les capacités et la pertinence de ce modèle. Finalement, ce modèle est appliqué aux calculs de l'onriérage de chaussées bitumineuses à travers son implémentation au sein du module ORNI du code de calcul CESAR-LCPC.
Domaines
Mécanique [physics.med-ph]
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