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Theses Year : 2007

Polishing and skid-resistance of road surfaces

Polissage et adhérence des chaussées routières

Zhenzhong Tang
  • Function : Author

Abstract

The thesis deals with road skid resistance, and with the possibility to predict its evolution through laboratory tests and models. First an original laboratory method is presented to polish and to measure the friction coefficient, using the Wehner & Schulze machine, developed in Germany. This method allows the measurement of friction coefficient vs. polishing time. Road sites are monitored to compare laboratory results with actual skid resistance. In parallel with experiments, mathematical models are built. A 5-parameter best fit model is first proposed, some parameters of which are related with aggregate characteristics, such as PSV, maximum size and microtexture. Then, a more physical model is described, which separates the three main mechanisms (ageing and wear of bitumen, polishing of aggregate particles). An equivalence coefficient is established between heavy lorry traffic and the number of wear cycles in laboratory. Such a model should allow in the future the rational choice of surface material, and the prediction of skid resistance of a new pavement wearing course. Finally, the surface profiles are examined at various polishing states, in order to link skid resistance with roughness parameters and aggregate properties (PSV, MDE, LA).
La présente thèse concerne l'adhérence des pneumatiques avec les chaussées routières, et la possibilité de prévoir son évolution à l'aide d'essais de laboratoire et de modélisations. Tout d'abord, une méthodologie originale de polissage et de mesure de l'adhérence en laboratoire est présentée ; elle s'appuie sur la machine de Wehner et Schulze, développée en Allemagne. Grâce à elle, on peut mesurer l'évolution du coefficient de frottement avec la durée du polissage. Des chantiers routiers sont suivis dans le temps, afin de comparer la simulation en laboratoire et l'évolution réelle de l'adhérence. Parallèlement à la simulation expérimentale, des lois d'évolution sont établies. Un modèle à cinq paramètres est tout d'abord proposé, que l'on tente de relier aux caractéristiques des granulats (PSV, diamètre maximal, microtexture, etc.). Ensuite, un modèle plus physique est ébauché, explicitant les mécanismes de vieillissement et de décapage du bitume, et de polissage des granulats. Un coefficient d'équivalence entre le trafic poids lourd et le nombre de cycles d'usure en laboratoire est proposé, devant permettre à terme de choisir entre différents matériaux de couche de surface, et de prévoir l'évolution de l'adhérence d'une chaussée neuve. Enfin, les profils de surface sont examinés à différents états de polissage, dans le but de relier l'évolution de l'adhérence aux paramètres de rugosité, et aux caractéristiques des granulats (PSV, MDE, LA).
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Tang_Zhenzhong_-_Rapport_de_these_-_Influence_du_polissage_.pdf (3.55 Mo) Télécharger le fichier

Dates and versions

pastel-00003623 , version 1 (10-04-2008)

Identifiers

  • HAL Id : pastel-00003623 , version 1

Cite

Zhenzhong Tang. Polishing and skid-resistance of road surfaces. Engineering Sciences [physics]. Ecole des Ponts ParisTech, 2007. English. ⟨NNT : ⟩. ⟨pastel-00003623⟩
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