Méthode rationnelle de civile dimensionnement des ...· Dans la méthode de dimensionnement, ...

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  • Directiongnrale delAviationcivile

    Servicetechnique delAviation civile

    Mai 2018

    www.stac.aviation-civile.gouv.fr

    Ministre de la Transition cologique et Solidaire

    Conception tape par tapeavec utilisation dAliz-aro

    Mthode rationnelle dedimensionnement des chausses

    aronautiques souples

  • Service technique de lAviation civile

    Dpartement Structures Adhrence

    Rdacteurs :

    Jessica CLAVEL

    Thomas COURANT

    Directiongnrale delAviationcivile

    Servicetechnique delAviation civile

    Mai 2018

    Conception tape par tapeavec utilisation dAliz-aro

    Mthode rationnelle dedimensionnement des chausses

    aronautiques souples

  • Service technique de lAviation civile

    Introduction_______________________________________3

    1. Plate-forme support de chausse ___________________4

    2. Dtermination du niveau de sollicitation _____________5

    3. Dtermination des matriaux ______________________6

    4. Dtermination des paisseurs minimales de matriaux __7

    5. Bibliothque de matriaux et risque _________________8

    6. Trafic __________________________________________9

    7. Autres donnes de trafic _________________________10

    8. Calcul unique __________________________________11

    9. Reprsentations graphiques _______________________12

    10. Calcul itratif _________________________________13

    11. Pour aller plus loin : Critres dendommagement _____14

    12. Pour aller plus loin : RseR (Roue simple quivalenterationnelle) ______________________________________15

    Sommaire

    sommaireMTHODE RATIONNELLE DE DIMENSIONNEMENT DES CHAUSSES ARONAUTIQUES SOUPLES

  • 3

    En 2014, le STAC a dit le guide technique relatif la mthode rationnelle de dimensionnement des chaussesaronautiques souples. En 2016, un logiciel ddi lapplication de ce guide a t commercialis, en collaboration aveclIfsttar.

    Cette synthse du guide technique a pour objectif de faciliter la prise en main de la mthode de dimensionnement etdu logiciel associ, Aliz-aronautique, en rsumant les principales tapes permettant de raliser un calcul, quil soitunique ou itratif.

    Lobjectif premier dun dimensionnement est dassurer la prennit de la chausse souple et du sol support sur lapriode de calcul choisie, jusqu endommagement de la structure. Il existe deux types dendommagement.

    Par fatigue, pour les matriaux bitumineux, conduisant la fissuration progressive du matriau par le bas. Le calculsappuie sur les valeurs de dformations horizontales calcules la base de la couche infrieure de matriauxbitumineux.

    Par dformations permanentes dorigine lasto-plastique, pour la plate-forme non lis. Le calcul sappuie alors surles valeurs de dformations verticales calcules au sommet de la plate-forme.

    introductionMTHODE RATIONNELLE DE DIMENSIONNEMENT DES CHAUSSES ARONAUTIQUES SOUPLES

    Introduction

    Figure 1 : Modes de dgradation.

    Document de rfrence :

    GAN Guide de dimensionnement Notice aliz

  • Service technique de lAviation civile

    La premire tape consiste dterminer la classe de plate-forme, fonction de module lastique du sol support (Guidetechnique p50) :

    implmentation dans aliz

    Dans le logiciel Aliz, module aronautique, pour ouvrir une structure de chausse souple par dfaut, cliquez sur :

    Fichier Donnes structures Modle flexible Mf1

    Puis, dans longlet Structure de chausse , cliquez sur le module de Young de la plate-forme afin dentrer la valeursouhaite ou sur plateforme pour entrer directement la classe de plateforme souhaite.

    1. Plate-forme support de chausse

    chapitre 1MTHODE RATIONNELLE DE DIMENSIONNEMENT DES CHAUSSES ARONAUTIQUES SOUPLES

    Module (MPa) 50 80 120 200

    Classe de plate-forme PF2 PF2QS PF3 PF4

    Tableau 1 : Classes de portance long terme de la plate-forme support (Guide technique).

    Figure 2 : Aliz aro, Structure de chausse, Plate-forme.

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    chapitre 2MTHODE RATIONNELLE DE DIMENSIONNEMENT DES CHAUSSES ARONAUTIQUES SOUPLES

    Dans la mthode de dimensionnement, le Niveau de Sollicitation intervient dans la dtermination des matriaux(partie 3).

    classe de trafic cti (Gan p17, Guide technique p114)La classe de trafic (CTi) caractrise une zone aronautique en fonction du groupe et de la frquence daccueil de lavionle plus contraignant qui la frquente. La pression (P) de gonflage des pneumatiques et le nombre de roue (R) delatterrisseur principal sont les donnes dentre. Lannexe A du GAN recense la plupart des aronefs et leur groupeassoci (en 2009).

    Dans le logiciel, la classe de trafic intervient dans le choix de la nature de la GNT (partie 3), ainsi que dans la dter-mination du risque (partie 5).

    Toutefois, lutilisation des classes de trafic ne quantifie pas de faon assez prcise lagressivit dun trafic. Cest pourcela que la notion de RseR a t introduite (partie 12).

    niveau de sollicitation nsi (Gan p19, Guide technique p114)Le niveau de sollicitation (NSi) caractrise le degr de sollicitation dune zone aronautique en fonction du type declimat et de la classe de trafic.

    2. Dtermination du Niveau de Sollicitation

    Aviation lgreMasse totaleavion < 5.7 t

    P x R < 2 2 P x R < 4,1 4,1 P x R < 5,5 5,5 P x R

    Groupe 1 Groupe 2 Groupe 3 Groupe 4 Groupe 5

    F < 10 mvts/j** CT1 CT2 CT2 CT3 CT4

    10 mvts/j F 100 mvts/j CT1 CT2 CT3 CT4 CT5

    F > 100 mvts/j CT1 CT2 CT4 CT5 CT5

    Tableau 2 : Classe de trafic (GAN).

    Pression gonflagex roues (MPa)

    Frquence (F)*

    *un mouvement correspond soit un atterrissage, soit un roulage, soit un dcollage

    **si F > 1 mvt/j, la classe de trafic dtermine est retenue pour lensemble des aires (de manuvre et de trafic).

    si F 1 mvt/j, la classe de trafic nest retenue que pour laire de trafic et la classe de trafic de laire de mouvement est dter-mine par les autres avions accueillis sur la plate-forme.

    CT1 CT2 CT3 CT4 CT5

    Ocanique

    NS1

    NS1 NS2 NS3

    NS4Continental

    MditerranenNS2 NS3 NS4

    Tropical

    Tableau 3 : Niveau de sollicitation (GAN).

    Classede trafic

    Climat

  • Service technique de lAviation civile

    chapitre 3MTHODE RATIONNELLE DE DIMENSIONNEMENT DES CHAUSSES ARONAUTIQUES SOUPLES

    choix des matriaux bitumineux (Gan p20-22, Guide technique p55)Le choix des matriaux bitumineux est fonction du niveau de sollicitation NSi et du type dair dimensionner.

    choix du type de Grave non traite (Gnt) (Guide technique p68)Seules les GNT de catgorie 1 et 2 sont utilises en aronautique :

    Les GNT de catgorie 1 sont utilises pour les Classes de Trafic CT3, CT4 et CT5

    Les GNT de catgorie 2 sont utilises pour les Classes de Trafic CT1 et CT2.

    implmentation dans aliz-aronautique

    3. Dtermination des matriaux

    Tableau 4 : Choix des matriaux bitumineux (GAN).

    Figure 3 : Aliz aro, structure de chausse, Type de matriaux.

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    chapitre 4MTHODE RATIONNELLE DE DIMENSIONNEMENT DES CHAUSSES ARONAUTIQUES SOUPLES

    paisseurs minimales (Gan p14-15, Guide technique p64)Les paisseurs nominales pour les btons bitumineux et autres enrobs chaud normaliss, dfinies dans le GAN, sontindiques ci-dessous. Ce tableau ne classe que les matriaux les plus communment utiliss sur les plateformesaronautiques. Pour les autres matriaux, consultez le GAN :

    Lajustement des paisseurs doit tre fait de faon :

    tenir compte des contraintes technologiques d'paisseurs minimales et maximales des couches pour atteindre lesobjectifs de compacit et d'uni, qui dpendent de la nature des matriaux,

    limiter le nombre d'interfaces et ainsi rduire les risques de dfaut de liaison ces niveaux,

    tenir compte des autres critres du projet (technico-conomiques, environnementaux, etc.).

    implmentation dans aliz-aronautique

    4. Dtermination des paisseurs minimales dematriaux

    Figure 4 : Aliz aro, Structure de chausse, paisseurs.

    Tableau 5 : paisseurs minimales (GAN).

  • Service technique de lAviation civile

    Bibliothque de matriauxLa bibliothque matriaux regroupe les principaux matriaux utiliss en construction routire en France. Lajout dematriaux est possible sur Aliz-aronautique. Pour plus dinformation, se reporter au paragraphe 4.2.3 de la noticedutilisation du logiciel.

    risque (Guide technique p36)Le risque est choisir en fonction de limportance de laroport. Il est propos de le fixer en fonction de la classe detrafic (CTi) prvue sur laroport. Le risque pour un aroport dont la classe de trafic annuel est suprieure ou gal CT3peut tre fix 2,5 %. Pour un aroport dont la classe de trafic annuel est infrieure CT3, ou suprieur CT3 maisavec la possibilit de reporter le trafic sur une autre piste ou voie de circulation durant les travaux de maintenance oude rparation, le risque peut tre choisi entre 5 et 10 %.

    5. Bibliothque de matriaux et risque

    chapitre 5MTHODE RATIONNELLE DE DIMENSIONNEMENT DES CHAUSSES ARONAUTIQUES SOUPLES

    Figure 5 : Aliz aro, bibliothque matriaux.

    Figure 6 : Aliz aro, Structure de chausse, Risque.

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    chapitre 6MTHODE RATIONNELLE DE DIMENSIONNEMENT DES CHAUSSES ARONAUTIQUES SOUPLES

    trafic avion (Guide technique p37)Le trafic est usuellement dcrit par les diffrents types daronefs prvus sur la chausse aronautique et par leurfrquence de passage, avec distinction des dcollages et des atterrissages.

    Les masses associes sont donc :

    la masse maximale pour les volutions de lavion (ou masse maximale au roulage Mrw),

    la masse maximale au dcollage de lavion, Mtow,

    la masse maximale latterrissage de lavion, Mlw.

    Lpaisseur de chausse souple calcule tant plus sensible aux variations de charges quaux var