Etude numérique de la fissuration d'un milieu viscoélastique - Pastel

5.2 Principe de l’essai
5.2. Principe de l’essai
Afin d’étudier le comportement du bitume vis à vis de la fissuration et de l’autoréparation, le
LCPC 9 a développé un nouvel essai afin d’évaluer la contribution du bitume au phénomène de fissuration
des enrobés, l’idée proposée par Stéfani [168] consiste à simuler en laboratoire, la rupture et
l’autoréparation d’un film mince de bitume soumis à des sollicitations répétées, dans la même configuration
que celle rencontrée entre deux granulats dans un enrobé bitumineux. Or, dans un enrobé
bitumineux, le bitume ne se présente ni en masse, ni en pellicule et ce n’est qu’au pseudo contact des
granulats qu’existe une direction privilégiée selon laquelle une épaisseur est définissable.
mastic
(liant+fines)
2 mm
granulat
granulat
Aperçu de la structure
interne d'un enrobé bitumineux
Deux protubérances
convexes en acier
Axe de révolution vertical
Protubérance supérieure fixe
Echantillon
de liant ou de mastic
Axe de symétrie horizontal
Asservissement en déplacement
FIG. 5.1 – Visualisation d’un pseudo-contact granulaire et représentation en laboratoire
Ce nouvel essai a été conçu donc de manière à prendre en compte les constatations suivantes :
– Le passage d’un poids lourd induit des déformations de flexion dans la structure de la chaussée.
Le matériau lié, situé à la base de la structure est soumis à un effort de traction ;
– De par son squelette granulaire, un enrobé bitumineux est un matériau composite hétérogène
composé essentiellement de granulats de taille donnée et de bitume en film mince d’épaisseur
variable enrobant ces granulats (Duriez [56], Hammoum [75]) ;
– L’examen des surfaces de rupture d’un enrobé dégradé par fatigue indique que la fissure s’est
propagée dans le film de bitume entre les granulats (Moutier [123], Castaneda [23]) ;
– Lors du passage d’une charge, les contraintes et les déformations maximales se situent dans
les zones où l’épaisseur de bitume est la plus faible et où la courbure des granulats est la plus
prononcée. Ces zones constituent des lieux privilégiés pour l’initiation de la fissure.
Ainsi, le principe de l’essai proposé par Stefani [169] en 1988 repose sur la géométrie particulière
de l’échantillon qui se présente sous forme d’un film mince de bitume pris entre deux protubérances
convexes en acier. Les dimensions des protubérances correspondent à une classe granulométrique
donnée.
9 Laboratoire Centrale des Ponts et Chaussées
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