Supervision par :

Jean-Pascal Bilodeau (Membre régulier)

Description du projet de recherche

Méthode de conception mécaniste-empirique pour les routes non revêtues dans les climats froids, basée sur l'évaluation des risques du modèle hiérarchique holistique.

Introduction: Les gestionnaires des infrastructures des routes d'accès aux régions éloignées, aux communautés du Nord et pour l'exploitation des ressources naturelles sont confrontés à plusieurs défis. Il peut s'agir, par exemple, de la disponibilité et de la production de matériaux granulaires sélectionnés, de conditions de sol difficiles, de l'entretien, de la surveillance de l'état des structures éloignées, des effets du changement climatique, de la protection de l'environnement et de la maximisation du rendement. Dans un tel contexte, d'un point de vue sécuritaire et socio-économique, la qualité des infrastructures de transport et de communication pour l'accès revêt une grande importance. Les risques liés aux dangers naturels et les mauvaises performances conduisant à un niveau réduit ou même à une interruption de service peuvent avoir des conséquences économiques importantes pour l'industrie ou soulever des problèmes de sécurité pour les communautés.Objectifs: - Développer une méthode de conception mécaniste-empirique intégrant les principes d'évaluation des dommages saisonniers pour les infrastructures de transport non revêtues dans les régions froides. - Mettre à jour les connaissances sur la conception des routes non revêtues et les mécanismes de dégradation en tenant compte du comportement fondamental des sols et des matériaux marginaux et de l'analyse des risques. - Inclure la méthode d'analyse des risques du modèle hiérarchique holistique en se concentrant sur les infrastructures de transport non pavées dans les régions froides et les coûts d'entretien et de réhabilitation. - Évaluer les facteurs de conception critiques ayant un impact quantifiable sur le risque. Sites d'études: La nouvelle proposition de conception doit avoir une condition de contrôle, c'est pourquoi l'essai sur le terrain sera effectué dans une fosse d'essai intérieure au laboratoire de géotechnique des chaussées de l'Université Laval. Des structures de chaussée expérimentales peuvent être construites dans la fosse et sont instrumentées avec des jauges de température, de contrainte, de déformation et de déflexion. La température peut être contrôlée avec précision de -15 à 40 degrés Celsius. Afin d'appliquer les charges de trafic, un simulateur de véhicule lourd est utilisé pour reproduire les conditions réelles de trafic. D'autre part, pour la caractérisation avancée des sols, le laboratoire de géotechnique des chaussées dispose d'un appareil triaxial dynamique avec une adaptation pour le contrôle thermique de l'échantillon par deux plaques de chargement modifiées, entre autres pour les tests de module résilient et de déformation permanente. Matériel et méthodes: La recherche se concentrera sur la documentation des coûts d'entretien et de réhabilitation, ainsi que sur les facteurs de conception critiques ayant un impact quantifiable sur le risque en intégrant les modèles de risque. L'impact de certains facteurs de risque spécifiques à la conception et à la construction sera quantifié à l'aide d'une fosse de laboratoire et d'un simulateur de véhicules lourds sur quatre structures de routes non pavées dont les conditions seront variées. Cet outil permettra d'évaluer le comportement des routes non revêtues dans diverses conditions de sous-couche, de température, d'humidité et de caractéristiques de charge. En attendant, des essais de module résilient et de déformation permanente de trois matériaux marginaux sont généralement utilisés pour les routes non revêtues. Un cycle équivalent à une année complète représentatif de la réalité climatique et mécanique des routes non revêtues dans les régions froides. Résultats attendus: A la fin des essais en laboratoire et sur le terrain, une caractérisation complète du sol utilisé sera rapportée et analysée en termes de propriétés de résistance et d'indice. Ensuite, quelques lois de dommages pour l'orniérage pour chaque variation groupée : a) matériaux marginaux, b) structure de la chaussée et c) taux de déformation/réponse à la charge de vitesse. Les résultats expérimentaux seront comparés aux modèles existants. Toutes ces informations rassemblées et filtrées sous la forme d'une base de données représentative alimenteront la conception mécaniste-empirique adoptée pour les routes non revêtues dans les régions froides.