Résistance au roulement - Projet Européen ROSANNE (2013 - 2016) BRRC Dr ir Johan Maeck - Ifsttar
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Résistance au roulement
Projet Européen ROSANNE (2013 – 2016)
Dr ir Johan Maeck
BRRC
26-1-2017
Intervenant et titre de la présentationobjectifs
WP3 sur la résistance au roulement
Objectif:
• Préparer la normalisation européenne et internationale des méthodes de
mesure pour une caractérisation représentative et précise des propriétés de
résistance au roulement des revêtements routiers
robin test
round
Contexte:
• Résultats du projet MIRIAM, divers projets (inter)nationaux
résultats
Tâches du programme
• Analyse des méthodes disponibles et des équipements d’essai.
• Définition et analyse des paramètres influents: réalisation d’essais en
laboratoire et sur site
projet de
norme
• Proposition d’une méthode de calibration solide pour les remorques
• Comparaison avec d’autres méthodes (consommation et coast-down)
• Rédaction d’un projet de norme pour la mesure harmonisée de la résistance au
roulement, validée par un programme “Round Robin Test”
Intervenant et titre de la présentationRound Robin Test (RRT)
objectifs
Sept. 2015 à
Nantes, FR
robin test
round
résultats
• Mesures sur une pisted’essai (IFSTTAR) avec 12 revêtements &
mesures sur des routes circulées (impact des défauts d’uni et de la
dégradation du revêtement)
• 5 équipes et 7 appareils au total:
projet de
norme
5 remorques RR (TUG, CRR (ARW1 & ARW2), BASt, Colas)
1 véhicule d’essai pour les essais de consommation de carburant et coast-
down (VTI)
1 Road Surface Tester (texture, consommation de carburant, rugosité
longitudinale et transversale, IRI, etc) (VTI)
Intervenant et titre de la présentationRound Robin Test (RRT)
CRR (ARW1) BASt
Colas
5 remorques
RR
CRR (ARW2)
TUG
Méthodes
alternatives
Caractéristiques
de surface VTI
VTI
Intervenant et titre de la présentationParamètres de mesure
objectifs SRTT
• 2 types de pneus d’essai:
P1 (ASTM SRTT F2493): P225/60 R16 97S
H1 (Avon AV4 Supervan): 195 R14C 106/104N
robin test
• Pression: 210 +/- 5 kPa
round
AV4
• Charge: 4 ± 0.02 kN
• 2 vitesses de référence: 50 et 80 km/h
résultats
Important:
• Temperature de l’air (et du pneu et du revêtement)
projet de
norme
• Procédure de chauffe (15 min. à la vitesse d’essai)
Intervenant et titre de la présentationMesures sur la piste d’essai
• 12 revêtements sur 4 lignes
- Large variété de textures (MPD allant de 0,12 à + 3)
- 50m à 250m de long
- En ligne droite, aucun défaut d’uni
• Mesure CRR : 1 essai “standard” + 2 répétitions à
court terme + répétition le jour suivant
• Essais optionnels (autre direction, autres pneus,
autres revêtements, etc.)
Intervenant et titre de la présentationRevêtements de la piste
d’essai
Longueur
Code Ligne Type de revêtement MPD (mm) IRI
(m)
C1 L1 Enduit fin 140 0,33 1,83
C2 L1 Enduit grossier 0/14 100 3,96 2,21
A’ L1 Enduit grossier 8/10 50 3,08 2,15
A L1 Enrobé drainant 0/6 220 1,23 1,02
N L1 Enrobé dense 0/6 – type ISO 186 0,36 1,94
E1 L2 Enrobé dense 0/10 (nouveau) 252 0,87 1,87
E2 L2 Enrobé dense 0/10 (ancien) 250 1,12 1,59
M2 L2 Enrobé mince 0/6, classe 2 150 130 1,69
L1 L3 Résine époxy (lisse) 128 0,11 1,15
L2 L3 Sable enrobé 0/4 116 0,71 1,68
M1 L4 Enrobé mince 0/10, classe 1 244 1,42 1,59
F L4 Enduit à haute adhérence 1/3 250 1,42 1,41
Intervenant et titre de la présentationMesures sur route
• Circuit de 11 km de long
objectifs
• 6 sections en enrobé dense
• Réalisées par 2 remorques +
véhicule énergie + RST
robin test
round
• Mesures répétées 3 fois
Longueur Vitesse IRI
résultats
# 1 ~ 300 m 50 km/h ~6 Route urbaine - Ancienne
# 2 ~ 700 m 80 km/h ~5 Route rurale – Ancienne
# 3 ~ 400 m 50 km/h ~3 Route rurale – Ancienne
projet de
norme
# 4 ~ 500 m 80 km/h ~1 Route nationale – Neuve
# 5 ~ 700 m 80 km/h ~1 Route rurale – Neuve, avec
pente
# 6 ~ 350 m 50 km/h ~4 Route semi-urbaine -
Intervenant et titre de la présentation
AncienneComparaison des appareils
objectifs
robin test SRTT
round
• Résultats aberrants (outliers):
remorques BASt et COLAS
• Pour les autres, tendances
résultats
similaires
• Résultats proches pour CRR
(ARW1) et TUG (pneu H1)
projet de
norme
AV4
Intervenant et titre de la présentationRépétabilité
PNEU P1 PNEU H1
objectifs
% 50 80 50 80
km/h km/h km/h km/h Avg
Répétabilité à court terme
ARW1 1.4 1.8 1.6 %
Ecart type de répétabilité
ARW2 2.3 7.5 4.9 %
% valeur moyenne
robin test
round
BASt 5.6 8.1 0.5 1.4 3.9 %
TUG 2.4 3.9 2.2 1.7 2.6 %
Dépend de l’appareil COLAS 19.0 6.3 9.1 11.3 11.4 %
résultats
Relativement indépendante de la vitesse (moins clair pour pneu P1)
Remorques CRR (ARW1) & TUG: répétabilité de 1,6 à 2,6 %
(similaire à RRT 2011)
projet de
Remorque BASt: environ 1 % avec le pneu H1, 6 - 8 % avec le pneu P1
norme
Remorque COLAS: résultats irréguliers donnant un écart type élevé
L’application de l’ISO 5725 a donné un écart type général de répétabilité
(pneu H1, deux vitesses, 3 remorques): σR = 0.035
Intervenant et titre de la présentationRépétabilité
1,8
1,6 ARW1 - Pneu H1 - 80 km/h
objectifs
Répétabilité d’un jour à l’autre 1,4 Avg
1,2 DR
CRR (en %)
Dépend de l’appareil 1,0
0,8
Calcul de la moyenne de 0,6
robin test
round
CRR,D1 − CRR,D2 0,4
100× 0,2
CRR,D1 0,0
A A' C1 C2 E1 E2 F L1 L2 M1 M2 N
Sections
1,8
résultats
1,6 TUG - Pneu P1 - 50 km/h
1,4
TUG: < 4% 1,2 Avg
CRR (en %)
CRR (ARW1): 7% 1,0 DR
BASt: 10% (1 aberrant, 4,5% quand exclu) 0,8
projet de
norme
0,6
Amélioration depuis RRT 2011 0,4
(sauf pour BASt) 0,2
0,0
A A' C1 C2 E1 E2 F L1 L2 M1 M2 N
Sections
Intervenant et titre de la présentationRevêtement vs. effet du pneu
1,50
objectifs
1,40 TUG-P1 Vitesse = 50 km/h 0,55
1,30
TUG-H1
(-35%)
1,20
Valeurs CRR (%)
1,10
1,00
robin test
0,90
round
0,80 0,61
0,70 (-51%)
0,60
0,50
C1 L1 N E1 M1 L2 M2 E2 A F A' C2
résultats
1,70
1,60 Vitesse = 80 km/h
1,50 0,63
1,40 (-40%)
1,30
Valeurs CRR (%)
1,20
projet de
1,10
norme
1,00
0,90 0,74
0,80
-56%)
0,70
0,60
0,50
L1 L2 C1 N M1 E1 A M2 F E2 A' C2
Intervenant et titre de la présentationImpact de la texture du revêtement
objectifs
Corrélations entre CRR et indicateur de texture MPD
robin test
round
résultats
• Relation linéaire claire pour tous les
pneus et les appareils
projet de
norme
• La qualité de la correlation dépend de
l’appareil
Intervenant et titre de la présentationobjectifs
Impact de la texture du revêtement
Coefficient de corrélation entre CRR et bandes spectrales de texture
1,0
0,9
0,8
0,7
robin test
0,6
round
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0,0
500
400
315
250
200
160
125
100
31,5
12,5
8
5
4
3,15
2
1,25
1
0,63
80
63
50
40
25
20
16
10
6,3
2,5
1,6
0,8
0,5
résultats
Longueur d’onde de texture (en mm)
Tyre P1 - S=50 km/h Tyre P1 - S=80 km/h Tyre H1 - S=50 km/h Tyre H1 - S=80 km/h
corrélation claire entre CRR et mégatexture
projet de
norme
(longueurs d’ondes de ~ 50 à 500 mm) pour toutes les
configurations de pneus et de vitesses
Intervenant et titre de la présentationImpact de la texture du revêtement
Corrélation entre CRR et MPD calculés après filtrage du profil
de texture avec différentes procédures d’enveloppement
• Bonne corrélation avec MPD et LMe
(niveau de mégatexture)
• Meilleure corrélation lorsqu’on
applique une procédure
d’enveloppement
• Les méthodes d’enveloppement
avec fonction de Green [Klein et al.]
(avancée) et indentation (simple)
fonctionnent bien
Intervenant et titre de la présentationobjectifs
CRR sur circuit routier
robin test
round
résultats
Malgré des imprécisions opérationnelles sur route, des
projet de
norme
différences de vitesse et d’éventuelles pentes, une assez
bonne corrélation a été observée entre CRR et MPD
Par contre, la corrélation avec IRI est assez mauvaise
Intervenant et titre de la présentationobjectifs
Préparation du projet de norme
robin test
• Scope du projet de norme: mesure de la RR
round
– dans des conditions réalistes
– sur des revêtements routiers réels
– en utilisant des pneus de référence
résultats
– méthode avec remorque
projet de
norme
Intervenant et titre de la présentation1. Méthodes d’essai
objectifs
• Angle
p. ex. remorques CRR(ARW1), TUG
robin test
• Force
round
p.ex. remorques CRR (ARW2), BASt
résultats
Impact significatif, influence parasite:
Pentes
Angle du véhicule tracteur (carburant et charge du passager)
Accélération
Résistance de l’air
projet de
norme
Offset des capteurs
Pertes de friction
…
Intervenant et titre de la présentation2. Equipement
• Procédures de certification/ calibration
5) Calibration capteur gonflement pneu
1) Test charge pneu
6) Influence taille des pneus
2) Impact pente
7) Calibration équipement de mesure de vitesse
3) Impact accélération/décélération
8) Calibration capteur RR
4) Impact force aérodynamique
9) Influence de l’orniérage et du véhicule tracteur
5) Calibration des capteurs de température
10) surface de référence RR pour contrôle
Intervenant et titre de la présentation3. Conditions d’essai et météorologiques
objectifs
• Vitesses de référence: 80, 50 et 30 km/h
• Charge pneu: p.ex. 4 kN pour P1 et H1
robin test
round
• Gonflement pneu : p.ex. 210 kPa pour P1 et H1
• Mesures de température (air, pneu, revêtement)
• Exigences site d’essai
résultats
• Vent
• Intervalle de température
projet de
• Humidité et pluie: sec!
norme
Intervenant et titre de la présentation4. Procédure
objectifs
• Conditionnement thermique
• Contrôle de l’état du pneu
robin test
• Ajustement de la pression de gonflement
round
• Chauffe à une vitesse de référence, p. ex. 20 min. pour P1
• Position latérale
résultats
• Position longitudinale
• Mesure et enregistrement
projet de
norme
Intervenant et titre de la présentation5. Interprétation et analyse des données
objectifs
• Coefficient de résistance au roulement Cr
• Correction de la température:
robin test
Fr20 = Fr [1+ Kt (tamb -20)]
round
où
Fr résistance au roulement, exprimée en newtons;
tamb température de l’air ambient, exprimée en degrés Celsius;
Kt constante, ayant les valeurs suivantes:
résultats
0,015 pour P1
0,010 pour H1
• Correction pour la pente:
– Appareil mécanique
standard
– Conduite dans les deux directions
draft
– Calculs mathématiques
• Correction accélération/décélération
Intervenant et titre de la présentationConclusions
D’importantes quantités de données ont été collectées et auront un intérêt
au-delà de ce projet
Deux remorques ont présenté des résultats proches en termes de
répétabilité à court terme 2 %– 3%
répétabilité d’un jour à l’autre 4% - 7%
tendances similaires pour le classement des revêtements
La comparabilité des appareils doit être améliorée: les différences sont plus
importantes que l’impact du revêtement sur la RR
Les revêtements testés montrent un potentiel de réduction de la RR
de 35% à 56% (en fonction du pneu)
Bonne corrélation avec indicateurs de texture : MPD, mégatexture (Lme)
Les mesures de RR in situ sont très complexes et doivent encore faire l’objet
d’études
Meilleure connaissance des paramètres influents (pneus H1/P1, charge, T°,
humidité, revêtement, etc.)
Valorisation: future norme d’essais
Intervenant et titre de la présentationMerci de votre attention
Johan MAECK
Chercheur
Division Environnement - Routes en Béton - Géotechnique - Caractéristiques de Surface
Unité Charactéristiques de Surface, Marquages et Bruit
Centre de recherches routières
Boulevard de la Woluwe 42, 1200 Bruxelles, Belgique
TEL.: +32 (0)2 766 03 48
j.maeck@brrc.be
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