5.4.1.2. - Module dynamique
La couche de roulement en béton bitumineux est
directement affectée par les charges induites par le trafic et la
rupture par fatigue est souvent notée sur cette couche. Il est donc
important d'étudier le comportement de ce matériau, pour
prédire les dégradations futures. Des études faites sur ce
matériau montrent que les enrobés bitumineux ont un comportement
viscoélastique. Ce comportement dépend du temps de chargement
(fréquence), et sa réaction est retardée dans le
temps contrairement aux matériaux élastiques dont la
réaction est instantanée. Ce comportement peut être
caractérisé par la détermination du module dynamique qui
est la norme du module complexe.
Le module dynamique est déterminé à
partir du module complexe. Ce dernier est obtenu à l'aide d'un essai de
traction-compression directe sur une éprouvette cylindrique
d'enrobé de 75 mm de diamètre sur 150 mm de hauteur. Les
éprouvettes sont obtenues par carottage dans une plaque d'enrobé
de 100 mm d'épaisseur préparée à l'aide d'un
compacteur de plaque à pneu roulant. Les enrobés sont
malaxés en laboratoire et conditionnés 4 heures avant leur
(1)
(2)
compactage, afin de reproduire la production en centrale, le
transport et la mise en oeuvre de l'enrobé.
Le E* est déterminé à différentes
fréquences (0,1 à 10 Hz) et températures (-20 à
40°C), sous chargement cyclique à petite déformation (50
ìå), afin de déterminer le comportement
viscoélastique linéaire de l'enrobé.
L'essai de traction-compression directe pour sa distribution
homogène du chargement à l'intérieur de
l'éprouvette, ce qui permet une détermination directe des
contraintes et des déformations dans l'axe de chargement. Le chargement
est appliqué de façon uni-axiale en traction et compression
alternée, ce qui permet de conserver une hauteur d'éprouvette
constante au cours de l'essai. Le E* de l'enrobé est
déterminé par balayage de fréquence à
différentes températures. Selon le principe d'équivalence
temps-température applicable aux matériaux
thermorhéologiquement simple, la même valeur de |E*| peut
être obtenue avec différents couples de fréquence et de
température. Ainsi, les valeurs obtenues à différentes
températures peuvent être translatées à une
température de référence en déterminant la
fréquence équivalente pour obtenir la même valeur de |E*|
à cette température. La courbe unique obtenue à la
température de référence est dénommée courbe
maîtresse.
La courbe maîtresse de |E*| est modélisée
en fonction de la fréquence réduite (fr) à
l'équation(1) La fr est déterminée à
l'équation (2) par le facteur de translation (aT) qui est fonction de la
température à l'équation (3) Ainsi, la valeur |E*| de
l'enrobé peut ~tre prédite pour différentes
fréquences et températures jà partir des paramètres
de régression (ä, ~, â, ã, a1, a2)
déterminés par les essais de laboratoire.
(3)
E* : module dynamique (MPa)
fr : fréquence réduite
(Hz)
aT : facteur de translation (Hz)
f : fréquence (Hz)
T : température (°C)
ä, I, ã, â, a1, a2 : paramètres de
régression
En plus des propriétés des matériaux, le
dimensionnement mécanistique cherche à déterminer les
critères de ruptures et la fatigue des matériaux.
| 
