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1. Laboratory characterisation of the fatigue behaviour of a glass fibre grid-reinforced asphalt concrete using 4PB tests

Author

Ioana Maria Arsenie, Jean-Louis Duchez, Pierre Hornych, Cyrille Chazallon, Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (ICube), École Nationale du Génie de l'Eau et de l'Environnement de Strasbourg (ENGEES)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut National des Sciences Appliquées - Strasbourg (INSA Strasbourg), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Matériaux et nanosciences d'Alsace (FMNGE), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Réseau nanophotonique et optique, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Les Hôpitaux Universitaires de Strasbourg (HUS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Matériaux et Nanosciences Grand-Est (MNGE), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Réseau nanophotonique et optique, and Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
[SPI.OTHER]Engineering Sciences [physics]/Other, four point bending test, Materials science, business.industry, fully reverse fatigue tests, Glass fiber, 0211 other engineering and technologies, 02 engineering and technology, Structural engineering, Bending, Grid, Fatigue crack propagation, Geogrid, Asphalt concrete, Flexural strength, Asphalt, 021105 building & construction, fatigue, glass fibre grid, Composite material, asphalt concrete, business, 021101 geological & geomatics engineering, Civil and Structural Engineering
Abstract

International audience; This paper presents a complete experimental study of the fatigue behaviour of a glass-fibre-reinforced asphalt concrete, respecting EN 12697-24:2012, Annex D. The study is based on 38 four point bending tests, performed on 18 non-reinforced asphalt specimens and 20 geogrid-reinforced asphalt specimens. Both non-reinforced and reinforced asphalt specimens are tri-layered beams. The reinforced specimens contain two glass fibre grids, each one placed at the interface between two asphalt concrete layers. The objectives of the study were: (1) to characterise the fatigue behaviour of reinforced asphalt concrete, and to determine fatigue parameters, which can be used for pavement design, following the French pavement design method, (2) to show that glass fibre grid delays fatigue crack propagation and (3) to estimate the gain in fatigue due to the geogrid. The comparison of the fatigue curves of non-reinforced and reinforced asphalt concrete indicates that the geogrid increases fatigue life for the testing conditions, which were: fully reverse loading, displacement control, sinusoidal waveform, T = 10°C and f = 25 Hz.

Published
2017
Full Text
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2. Modelling of the fatigue damage of a geogrid-reinforced asphalt concrete

Author

Ioana Maria Arsenie, Cyrille Chazallon, Jean-Louis Duchez, Saida Mouhoubi, Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (ICube), École Nationale du Génie de l'Eau et de l'Environnement de Strasbourg (ENGEES)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut National des Sciences Appliquées - Strasbourg (INSA Strasbourg), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Matériaux et nanosciences d'Alsace (FMNGE), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Réseau nanophotonique et optique, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Les Hôpitaux Universitaires de Strasbourg (HUS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Matériaux et Nanosciences Grand-Est (MNGE), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Réseau nanophotonique et optique, and Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
[SPI.OTHER]Engineering Sciences [physics]/Other, 050210 logistics & transportation, finite elements modelling, continuum damage model, four-point bending test, 05 social sciences, 0211 other engineering and technologies, 02 engineering and technology, fatigue damage, 021105 building & construction, 0502 economics and business, glass fibre grid, asphalt concrete, Civil and Structural Engineering
Abstract

International audience; This paper presents a modelling approach to predict the fatigue damage of glass fibre grid-reinforced asphalt concrete in the fully reverse four-point bending (4PB) test configuration. The objective of the present study is to predict the fatigue damage of a composite material made of asphalt concrete and geogrid, using a damage model proven for asphalt mixes. The non-local damage model of Bodin, implemented in a finite element code, is used. Parameter identification is performed with 4PB test results of non-reinforced asphalt (NRA) and reinforced asphalt concrete beams. A unique model is developed and two analyses are performed for both NRA and geogrid-reinforced asphalt (GRA) in the 4PB fully reverse fatigue test configuration: monolayer beams and five-layer beams. A comparison between the predicted and the experimental fatigue damage curves indicates that the finite element model is able to predict the fatigue behaviour of GRA mixtures.

Published
2017
Full Text
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3. Modelling of the Fatigue Damage of Geogrid Reinforced Asphalt Concrete

Author

Cyrille Chazallon, Jean-Louis Duchez, Saida Mouhoubi, Ioana Maria Arsenie, Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (ICube), École Nationale du Génie de l'Eau et de l'Environnement de Strasbourg (ENGEES)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut National des Sciences Appliquées - Strasbourg (INSA Strasbourg), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Les Hôpitaux Universitaires de Strasbourg (HUS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Matériaux et Nanosciences Grand-Est (MNGE), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Réseau nanophotonique et optique, Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Armelle Chabot, William G. Buttlar, Eshan V. Dave, Christophe Petit, Gabriele Tebaldi, Institut National des Sciences Appliquées - Strasbourg (INSA Strasbourg), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale du Génie de l'Eau et de l'Environnement de Strasbourg (ENGEES)-Réseau nanophotonique et optique, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Matériaux et nanosciences d'Alsace (FMNGE), and Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
[SPI.OTHER]Engineering Sciences [physics]/Other, Materials science, Mathematical model, business.industry, Glass fiber, 0211 other engineering and technologies, 02 engineering and technology, Bending, Structural engineering, FE modelling, Finite element method, Geogrid, Asphalt concrete, 020303 mechanical engineering & transports, 0203 mechanical engineering, Flexural strength, Asphalt, 021105 building & construction, Fatigue damage, Grid, business, 4PBT
Abstract

International audience; This paper presents a modelling approach to predict the fatigue damage of glass fibre grid reinforced asphalt concrete in the fully reverse four point bending test (4PB) configuration. The objective of the presented study is to predict the fatigue damage of a composite material made of asphalt concrete and geogrid, using a damage model proven for asphalt mixes. The non-local damage model of Bodin, implemented in a finite element code, is used. Parameter identification is performed with 4PB test results of non-reinforced asphalt concrete beams. A unique model is developed and three analyses are performed for both non-reinforced asphalt (NRA) and geogrid reinforced asphalt (GRA-100 for a 100 kN/m grid reinforced asphalt and GRA-50 for a 50 kN/m grid reinforced asphalt) in the 4PB fully reverse fatigue test configuration with five-layer beams. A comparison between the predicted and the experimental fatigue damage curves (GRA-100 and GRA-50) indicates that the finite element model is able to predict the fatigue behaviour of geogrid reinforced asphalt mixtures.

Published
2016
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4. Rheological behavior of asphaltite-modified bituminous binders

Author

Andrea Themeli, Emmanuel Chailleux, Fabienne Farcas, Cyrille Chazallon, Jean-Louis Duchez, Matériaux pour Infrastructure de Transport (IFSTTAR/MAST/MIT), Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM), Comportement Physico-chimique et Durabilité des Matériaux (IFSTTAR/MAST/CPDM), Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Communauté Université Paris-Est, Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (ICube), École Nationale du Génie de l'Eau et de l'Environnement de Strasbourg (ENGEES)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut National des Sciences Appliquées - Strasbourg (INSA Strasbourg), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Les Hôpitaux Universitaires de Strasbourg (HUS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Matériaux et Nanosciences Grand-Est (MNGE), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Réseau nanophotonique et optique, Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Epsilon Ingenierie, Communauté Université Paris-Est-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Matériaux et nanosciences d'Alsace (FMNGE), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Réseau nanophotonique et optique, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA), and Cadic, Ifsttar

Subjects
RHEOLOGIE, MODULE COMPLEXE, BITUME
Abstract

This work focuses on the rheological properties of asphaltite-modified bituminous binders. The natural asphaltite, employed to modify a petroleum-derived-bitumen, is mined in Albania. At a first time, penetration,ring ball temperature and rheological properties of both asphaltite and pure petroleum bitumen are determined. Then, the petroleum bitumen is mixed with 5, 10 and 15% of natural bitumen and the penetration and ring ball temperature of the blends are assessed. In addition to this, rheological tests are performed on the 10% blend. The rheological experimental tests are carried out by means of a visco-analyzer METRAVIB under annular shearing and tension-compression loadings. Based on the experimental results and assuming that the material follows the time-temperature superposition principle (TTSP), master curves of complex modulus and of phase angle are constructed. The results show that the modified bitumens get stiffer and behave more elastically with the modification rate. This evolution is explained by the physicochemical composition of the asphaltite which presents high asphaltene agglomerates content. These improved characteristics are interesting for binders’ behavior at high temperature conditions in pavement applications. The experimental data are modeled by means of a simple blending law. In addition to this, some efforts are done to model the blend’s behavior by the Palierne’s model developed for emulsions of viscoelastic phases.

Catalog

Books, media, physical & digital resources
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