Quantification de l'effet des géogrilles dans les couches de fondation des chaussées asphaltées

Feb 15, 2024

Une géogrille insérée entre les couches de chaussée asphaltée pendant la construction peut augmenter la résistance et la durabilité de la route finie. Pour aider les ingénieurs à décider d'utiliser ou non des géogrilles dans des projets de construction de routes, les chercheurs ont calculé la résistance et la durabilité que le matériau de géogrille peut ajouter à une chaussée en asphalte et ont intégré les résultats dans le logiciel de conception de MnDOT.

Les sols meubles peuvent présenter divers défis pour les concepteurs et les constructeurs de routes. Lorsque les routes sont construites sans fondation de fondation suffisamment solide, les charges de trafic et d’autres facteurs de stress peuvent provoquer des fissures sur l’asphalte ou les chaussées flexibles et montrer une détérioration prématurée. Cependant, créer cette base solide peut nécessiter de creuser plus profondément et de remplacer le sol mou par des agrégats, ce qui ajoute du temps et du coût à un projet.

« Les granulats sont chers et rares. Ce projet a montré comment les géogrilles peuvent être utilisées pour réduire le besoin de granulats dans la construction de routes afin d'économiser du temps et de l'argent tout en augmentant la performance à long terme des chaussées », a déclaré Vernon Schaefer, professeur au Département des sciences civiles, de la construction et de l'environnement de l'Université d'État de l'Iowa. Ingénierie.

Depuis des décennies, les géogrilles offrent une solution au Minnesota. Lorsqu’il est placé entre les couches de chaussée lors de la construction, ce matériau synthétique stabilise la base des granulats et crée un effet raquette sur les sols meubles, répartissant ainsi une charge sur une plus grande surface. L'utilisation de géogrilles ajoute un renforcement structurel et prolonge la durée de vie des chaussées en asphalte.

En 2015, le MnDOT a publié des lignes directrices sur la capacité structurelle des géogrilles, indiquant qu'une couche de géogrille offre le même pouvoir de renforcement que 2 pouces de matériau de base en granulats généralement utilisé dans l'État. Depuis lors, les progrès technologiques suggèrent que le matériau pourrait être plus résistant et capable de déplacer plus d’agrégats qu’on ne le pensait auparavant.

Grâce à des tests sur le terrain et en laboratoire, la recherche visait à évaluer les avantages à court et à long terme de l'utilisation de géogrilles dans les chaussées en asphalte, ainsi qu'à identifier l'endroit où les géogrilles devraient être placées dans les couches de la chaussée pour un effet maximal. Un objectif supplémentaire était de développer un module pour MnPAVE, le programme informatique flexible de conception de chaussées de MnDOT, qui permettrait aux ingénieurs de tout l'État d'incorporer facilement des géogrilles dans les chaussées conçues selon les spécifications de MnDOT. Avec une compréhension plus précise de ce que les géogrilles peuvent faire et où et quand elles offrent le plus d'avantages, les ingénieurs des agences de transport locales seront mieux équipés pour concevoir une solution de chaussée efficace adaptée aux circonstances et au budget individuels de leurs projets.

Les chercheurs ont commencé par examiner la littérature publiée documentant les capacités de renforcement des géogrilles.

Ensuite, en partenariat avec une société d'ingénierie géotechnique, les chercheurs ont mené une série de tests en laboratoire pour étudier l'impact des géogrilles sur les performances de la chaussée dans un environnement contrôlé. Utilisant quatre types de matériaux de géogrille exclusifs – biaxiaux légers et robustes (à motif carré) et triaxiaux légers et robustes (à motif triangulaire) – les tests ont simulé les charges de véhicules avec un équipement personnalisé de pointe. .

Ensuite, les équipes ont collaboré pour évaluer les mêmes matériaux de géogrille dans des conditions réalistes. En construisant 10 sections de route, les chercheurs ont utilisé de la machinerie lourde pour soumettre chaque site à divers tests de résistance tout en collectant des données et en évaluant les performances.

Enfin, l’équipe de recherche a expliqué comment MnDOT pourrait intégrer les résultats à son logiciel de conception MnPAVE.

La recherche a montré que, étant donné qu'un certain nombre de variables affectent le comportement d'une géogrille dans la chaussée finie, moins d'agrégats peuvent être nécessaires pour certains projets, en fonction des conditions locales du site et d'autres facteurs. Comme les revêtements d'asphalte sont un produit de stratification, le succès du résultat final dépend en fin de compte de l'épaisseur et de la qualité de chaque couche constitutive. La profondeur du sol de fondation, la quantité et la taille des granulats, le type de géogrille, sa position dans la structure et le mélange d'asphalte de surface contribuent tous à une chaussée finie réussie.