Instrumentation by accelerometers and distributed optical fiber sensors of a real ballastless track structure

International audienceWhile relatively expensive to build, ballastless track structures are presently seen as an attractive alternative to conventional ballast. Firstly, they are built quickly since the slabs can be cast in place in an automated fashion by a slipform paver. Secondly, with its service life of at least 60 years, they requires little maintenance and hence they offers great availability. Other reasons for using ballastless tracks instead of ballasted tracks are the lack of suitable ballast material and the need of less noise and vibration for high-speed, in particularly. In the framework of a FUI project (n • 072906053), a new ballastless track structure based on concrete slabs was designed and its thermal-mechanical behavior in fatigue under selected mechanical and thermal conditions was tested on a real scale mockup in our laboratory [1,2]. By applying to the slabs both together mechanical stresses and thermal gradients, finite elements simulation and experimental results show that the weather conditions influence significantly the concrete slabs curvatures and by the way, the contact conditions with the underlaying layers. So it is absolutely necessary to take into account this effect in the design of the ballastless track structures in order to guarantee a long target life of at least of 50 years. After design and experimental tests in laboratory, a real ballastless track structure of 1km was built in France at the beginning of year 2013. This structure has 2 tracks on which several trains circulate every day since the beginning of year 2014. Before the construction, it was decided to monitor this structure to verify that the mechanical behavior is conform to the simulations. One part of the instrumentation is dedicated to monitor quasi-continuously the evolution of the curvature of a concrete slab. For this, 2 accelerometers were fixed on the slab under the track. One was placed on the edge and the other in the middle of the slab. The acquisition of the signals by a nano computer (called Pegase and developed at Ifsttar for data acquisition [3]) were performed automatically every time that a threshold is exceeded due to the passage of a train. These data are then send to a web server via a 3G Wireless Network. Many data was thus stored daily for several months. Moreover, several thermocouples were embedded at different depths in order to measure thermal gradients into the track slab

Recyclage dans les matériaux Hydrauliques : Deux exemples de recherche au LCPC

Recyclage des fraisats d'enrobés dans les bétons hydrauliques

High and ultra-High performance concrete in pavement : tools for the road eternity

The paper presents a review of recent works dealing with application of high-performance (UPC) or ultra-high-performance concrete (UHPC) in pavement technology

High Performance Concrete Carpet, High Performance Cementitious Surface Dressing : Two innovative solutions for long lasting pavements

Is it worth using high or ultra high performance concrete (HPC or UHPC) in traditional concrete pavement structure ? A simplified approach to compare different materials accounting for the fatigue resistance of the materials. Concept of equivalent quality index Used in the French Pavement Design Method to classify the materials

Le logiciel BétonlabPro 3

Les nouveautés introduites dans le logiciel BétonlabPro 3 par rapport à la version 2 diffusée en 2000 sont présentées. Cet outil permet d'identifier des constituants, d'alimenter une base de données et d'étudier des mélanges de diverses combinaisons des constituants pour obtenir un béton satisfaisant à un cahier des charges donné. En termes de nouveaux constituants, le logiciel traite à présent des laitiers moulus de haut-fourneau et des bétons à air entraîné. Il évalue, pour les bétons simulés, le temps nécessaire pour les malaxer, la vitesse initiale de ressuage et la teneur en alcalins, en vue de la prévention des réactions de gonflement de type alcali-réaction. Certains modèles ont été recalibrés, notamment ceux visant à prévoir les propriétés rhéologiques à l'état frais. Les nouvelles normes européennes ont également été prises en compte. Enfin, un certain nombre d'améliorations ont été apportées afin de rendre le logiciel et la méthode de formulation qui lui est associée plus faciles d'emploi

Recyclage des fraisats d'enrobés dans les bétons routiers

: Chaque année en France, l'entretien des chaussées bitumineuses génère environ deux millions de tonnes de fraisats d'enrobés dont moins de 10% sont recyclés. Ce travail étudie l'intérêt technique et économique d'une nouvelle filière de recyclage pour les fraisats : les bétons de ciment routiers pervibrés. Après une synthèse bibliographique des techniques de recyclage de fraisats existantes, nous nous intéressons à l'étude et à la modélisation des propriétés mécaniques statiques du matériau " béton de fraisat " : résistance en compression, résistance en fendage et module élastique. Les essais réalisés sur différents bétons à différents taux de fraisats et à différentes températures montrent que les propriétés mécaniques du béton diminuent avec l'augmentation de la teneur en bitume, cette baisse étant d'autant plus marquée que la température est élevée. La modélisation permet d'expliquer ces résultats en considérant que les phases granulat et bitume des fraisats sont incluses respectivement dans la phase granulaire (sable, gravillons) et à la phase matricielle (ciment, eau, air) du béton. Dans une troisième partie, nous caractérisons ce nouveau matériau pour une utilisation routière en étudiant son comportement en fatigue, et sa susceptibilité à la fissuration par retrait empêché. L'ensemble des résultats obtenus ont permis de réaliser le dimensionnement de diverses chaussées incorporant du " béton de fraisat ". Ils montrent que, même s'il faut augmenter l'épaisseur des couches de béton ou le dosage en ciment du béton pour compenser la chute de résistance due au fraisat, l'introduction de fraisats dans les bétons routiers peut se faire dans des conditions économiques.NANTES-BU Sciences (441092104) / SudocNANTES-Ecole Centrale (441092306) / SudocSudocFranceF

Modelling of Mechanical Properties of Cement Concrete Incorporating Reclaimed Asphalt Pavement

In many countries there is a trend to recycle wastes obtained during pavement maintenance or reconstruction, and to forbid the landfill of these products. Thus, in some circumstances it can be tempting to use reclaimed asphalt pavement (RAP) in new hydraulic concrete mixtures. This paper presents experimental data and modelling about the effect of RAP incorporation on cement concrete mechanical properties (compressive strength, tensile strengths and E-modulus). All these properties tend to decrease with the rate of RAP dosage, and with temperature. Then attempts are made to adapt LCPC mix-design models to these innovative concretes. Two alternative hypotheses are evaluated. In the first one, RAP aggregate is viewed as composite particles playing the role of an homogenous aggregate having lower bond, strength and E-modulus as compared to normal aggregate. In the second one, the bitumen phase is assumed to be finely dispersed within the cement paste, acting as a supplementary dosage of water (or air). According to the simulations, the second hypothesis is the best one. This finding extends the scope of application of modern mix-design methods, and will help in using RAP in cement concrete, for the technical, economical and environmental benefit of the road community

Utilisation d'une souche bactérienne alcalino-résistante productrice de CaCO3 pour l'amélioration de la qualité des granulats de béton recyclé

Microbiologically induced CaCO3 production (MICP) is a process employed in several domains. Biocarbonatation was first study and employ to preserve and repair calcareous ornamental stones. Then, studies have been conducted to use MICP with concrete, with the aim to improve the quality of the material, repair cracks, or produce a self-healing concrete. The aim of this study is to evaluate the interest of using MICP with cement-based road construction. Because recycled concrete aggregate (RCA) are widely used in road construction, this study will focus on the improvement of RCA quality by MICP. So, after the selection of an alkalophilic bacterial strain, there was an analysis and a quantification of its CaCO3 production. Then, X-ray diffraction (XRD) and thermogravimetric analysis (TGA) have been conducted on precipitate formed. After that, selected bacteria have been contacted with RCA to study their influence on RCA's properties.La production de carbonates de calcium par les bactéries est un processus utilisé dans différents domaines. Ce procédé de biocarbonatation a d'abord été étudié et employé pour traiter les pierres ornementales calcaires dans le but de les préserver et de les réparer. Des recherches ont ensuite été menées afin d'utiliser cette capacité des micro-organismes à produire des carbonates de calcium dans le béton. L'objectif est d'améliorer la qualité du béton, réparer les fissures formées ou encore produire un matériau capable d'autoréparation. Une étude pour évaluer l'intérêt de telles bactéries pour les matériaux routiers à base de ciment a débuté. Une des premières pistes envisagées est l'utilisation des bactéries pour améliorer les performances des granulats de béton recyclé pour améliorer leur recyclage dans les matériaux routiers. Après avoir sélectionné une souche bactérienne alcalino-résistante, nous nous sommes intéressés à qualifier et quantifier la production de carbonate de calcium au cours des différentes phases de croissance de la bactérie d'étude. Les précipités formés ont ainsi été analysés par diffraction des rayons X (DRX) et analyses thermogravimétrique (ATG). Dans un second temps, les bactéries ont été mises en contact avec du sable de béton recyclé, et leur effet sur les propriétés d'usage du sable ont été mesurées

Utilisation d’une souche bactérienne alcalino-résistante productrice de CaCO

La production de carbonates de calcium par les bactéries est un processus utilisé dans différents domaines. Ce procédé de biocarbonatation a d’abord été étudié et employé pour traiter les pierres ornementales calcaires dans le but de les préserver et de les réparer. Des recherches ont ensuite été menées afin d’utiliser cette capacité des micro-organismes à produire des carbonates de calcium dans le béton. L’objectif est d’améliorer la qualité du béton, réparer les fissures formées ou encore produire un matériau capable d’autoréparation. Une étude pour évaluer l’intérêt de telles bactéries pour les matériaux routiers à base de ciment a débuté. Une des premières pistes envisagées est l’utilisation des bactéries pour améliorer les performances des granulats de béton recyclé pour améliorer leur recyclage dans les matériaux routiers. Après avoir sélectionné une souche bactérienne alcalino-résistante, nous nous sommes intéressés à qualifier et quantifier la production de carbonate de calcium au cours des différentes phases de croissance de la bactérie d’étude. Les précipités formés ont ainsi été analysés par diffraction des rayons X (DRX) et analyses thermogravimétrique (ATG). Dans un second temps, les bactéries ont été mises en contact avec du sable de béton recyclé, et leur effet sur les propriétés d’usage du sable ont été mesurées