Design, Construction and Long-Term Performance of a Major Highway Embankment Reconstructed using Tire Derived Aggregate (TDA)

RÉSUMÉ: En 2007, l'agrégat dérivé des pneus (TDA) a été utilisé comme remblai léger pour réparer une panne de remblai très importante d'une autoroute à quatre voies divisées menant au passage frontalier Canada-États-Unis à St. Stephen, au Nouveau-Brunswick. Le remblai de l'autoroute était en construction lorsqu'il est échoué à une hauteur de 12,3 m juste en dessous de la hauteur de conception de 14 m. La cause de l’échec a été attribuée à la vitesse de construction rapide et à l'intensité du chargement du remblai sur les sols de fondation à faible résistance, constitués de 15 m d'argile marine tendre. La stratégie de reconstruction a utilisé un remblai léger TDA à partir de 1,4 million de pneus usagés et un système de drains verticaux préfabriqués installés à travers l'argile marine au-dessus du lieu de défaillance d'origine. Le processus de reconstruction a été organisé et contrôlé à l'aide de l'instrumentation géotechnique et de l'approche observationnelle. Le remblai TDA reconstruit a été achevé avec succès à la hauteur de conception originale en 2008 et a continué d'être surveillé en 2009. Du point de vue du volume TDA, ce projet était le plus grand remblai TDA au Canada et le deuxième en grandeur en Amérique du Nord au moment de la construction. Ce remblai autoroutier TDA est ouvert au grand public et en pleine activité depuis 2008. En 2020, douze ans après la construction, le propriétaire et les concepteurs d'origine sont retournés sur le site pour évaluer les performances à long terme du remblai TDA et les comparer aux données de performance 2008/2009 et aux hypothèses de conception d'origine. Cette étude de cas examine la conception, la construction et les performances à long terme du remblai de l'autoroute TDA du point de vue du propriétaire et des concepteurs. Les résultats de performance à long terme montrent que le remblai et la chaussée de l'autoroute TDA continuent de fonctionner en général conformément aux hypothèses de conception d'origine.

ABSTRACT: In 2007, Tire Derived Aggregate (TDA) was used as lightweight fill to repair a very significant embankment failure of a four-lane divided highway leading to the Canada-U.S. border crossing in St. Stephen, New Brunswick. The highway embankment was under construction when it failed at a height of 12.3 m just short of the design height of 14 m. The cause of the failure was attributed to the rapid rate of construction and the intensity of the embankment loading on the low-strength foundation soils, consisting of 15 m of soft marine clay. The reconstruction strategy used TDA lightweight fill from 1.4 million scrap tires, and a system of prefabricated vertical drains installed through the marine clay over the original failure location. The reconstruction process was staged and controlled using geotechnical instrumentation and the observational approach. The reconstructed TDA embankment was successfully completed to the original design height in 2008 and continued to be monitored into 2009. From the perspective of TDA volume, this project was the largest TDA embankment in Canada and the second largest in North America at the time of construction. This TDA highway embankment has been open to the general public and in full operation since 2008. In 2020, twelve years after construction, the owner and original designers have gone back to the site to assess the long-term performance of the TDA embankment and compare against the 2008/2009 performance data and the original design assumptions. This case study reviews the design, construction and long-term performance of the TDA highway embankment from the perspectives of the owner and the designers. The long-term performance results show that the TDA highway embankment and pavement continues to perform in general accordance with the original design assumptions.