Entretien des chaussées

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2 S O M M A I R E I. courant Pages I.1. Objectifs visés par l'entretien courant I.2. Diagnostic des défauts de la couche de roulement I.3. Différents revêtements utilisés pour l'entretien courant techniques d'entretien II. Dimensionnement des renforcements structurels II.1. Introduction II.2. Hypothèses II.3. Exemples d'utilisation du guide d'entretien Synoptique Exemples II.4. Tableaux

3 1 courant 5

4 I.1. OBJECTIFS VISÉS PAR L ENTRETIEN COURANT Les gestionnaires des voiries urbaines sont confrontés à l'obligation de maintenir en permanence un réseau de qualité, aussi l'entretien urbaines vise trois objectifs principaux : le niveau de service, la conservation des caractéristiques de la couche de surface, la conservation de l'intégrité de la structure. Le niveau de service se caractérise globalement par la qualité du service rendu aux utilisateurs de la voirie. Il s'agit d'assurer en permanence la sécurité et le confort de tous les usagers. Les caractéristiques visées concernent essentiellement la couche de roulement sous l'angle :. de l'adhérence pneumatiques/chaussée,. du maintien de l'uni de surface,. de l'aptitude à réduire le bruit de roulement La conservation des caractéristiques de la couche de surface, à savoir :. imperméabilité du revêtement et résistance à la remontée des fissures,. tenue du revêtement aux agressions climatiques,. résistance aux hydrocarbures a pour objectif le maintien en bon état de la couche de roulement et la protection des couches inférieures. La conservation de l'intégrité de la structure doit assurer :. la pérennité de l'ouvrage en fonction de la durée de service fixée. la résistance au gel-dégel éventuellement. I.2. DIAGNOSTIC DES DÉFAUTS DE LA COUCHE DE ROULEMENT Avant d'entreprendre des travaux de rénovation ou d'entretien d'une chaussée, il est nécessaire d'adopter une méthode simple et s'intéressant à tous les aspects du problème : - s'interroger sur le pourquoi des travaux : simple entretien, modification d'une (ou plusieurs) caractéristique(s) de la voie, autres raisons indépendantes de l'état ou des caractéristiques de la chaussée - quantifier les défauts de la chaussée : dégradations et déformations loca-lisées ou généralisées, ruine le ou complète de la chaussée, état des trottoirs et des dépendances. Pour atteindre ces objectifs, il conviendra de prendre en compte : - l'aptitude aux contraintes de mise en œuvre en milieu urbain :. la maniabilité des produits compte tenu de l'importance des émergences. le matériel et les techniques 6

5 adaptés aux chantiers urbains. Un aperçu global de l'état de la chaussée et de ses dépendances (trottoirs, bordures...) donne une première appréciation de son aspect général. Les dégradations superficielles peuvent être de plusieurs natures. Il s'agit des: - Déformations du profil en travers : bourrelet, orniérage... qui caractérisent une fatigue de la chaussée. Elles sont en général causées par le tassement des couches inférieures ou par un défaut de compactage à la construction, ou encore par un trafic canalisé. Elles peuvent aussi traduire une stabilité insuffisante de l enrobé (défaut de formulation). - Nids de poule : trous de forme irrégulière et de taille variée, ils sont dus en général à un défaut localisé de la couche de surface consécutif à une mauvaise qualité des matériaux à la fabrication ou à la mise en œuvre. - Fissures, faïençage : les fissures transversales ou longitudinales et le faïençage traduisent une fatigue de la chaussée, due en général à un sous dimensionnement ou à une mauvaise qualité de la structure de la chaussée (remontée des fissures ou retrait propre aux matériaux de chaussée). le revêtement de la chaussée, et plus particulièrement les risques de dérapage et d'aquaplanage. Le défaut d'adhérence du revêtement ou glissance représente un risque important sur chaussée mouillée pour la sécurité des usagers (freinage, arrêts et ralentissements fréquents, changement de direction...). La rugosité (macro ou microrugosité) est obtenue par l'utilisation de granulats appropriés. Un compromis sera à rechercher quant au choix du revêtement selon que l'on voudra privilégier la macro ou la microtexture du revêtement. - Le bruit Le bruit de la circulation est un facteur de gêne mal ressenti par les riverains. Les bruits de roulement d'un véhicule ne sont pas identiques, selon que le revêtement présente une forte macrotexture négative (enrobé drainant) ou une forte macrotexture positive (enduits superficiels). - L'étanchéité Une étanchéité défectueuse peut entraîner une diminution de portance du sol support et des dégradations des couches de chaussée. On peut être amené également à influer pour tout ou partie sur les caractéristiques de surface suivantes : - L'adhérence Cette notion caractérise les conditions de frottement entre les pneumatiques du véhicule et 7

6 I.3. DIFFÉRENTS REVÊTEMENTS UTILISÉS POUR L ENTRETIEN COURANT Les différents revêtements utilisés pour l'entretien courant sont les suivants : - Enduit superficiel - ES Coulis bitumineux - Enduit épais - Enrobé coulé à froid - ECF - Béton bitumineux ultra- - BBUM - Béton bitumineux très - BBTM - Béton bitumineux drainant - BBDr - Béton bitumineux - BBM - Béton bitumineux à module élevé - BBME - Béton bitumineux semi-grenu - BBSG La technique employée sera choisie en fonction : des caractéristiques du revêtement recherché : - amélioration mécanique de la structure - niveau d'adhérence. - étanchéité - bruit de roulement de l'état du support : - adaptation sur une surface hétérogène - correction des déformations du support - comportement à la remontée des fissures 8

7 I.4. PANORAMA DES PERFORMANCES COMPARÉES DES DIFFÉRENTES TECHNIQUES D ENTRETIEN TECHNIQUES CRITERES Enduit superficiel (ES) (1) Conditions d emploi Epaisseur en cm 1 à 1,5 Classes d agressivité Toutes Niveau d adhérence initial ++ Caractéristiques intrinsèques Niveau d adhérence à 5 ans 0 à + (4) Etancheité ++ Bruit de roulement - à -- Adaptation à une surface hétérogène (5) -- Amélioration de l uni longitudinal Etat du support -- Correction des déformations du support -- Comportement à la remontée des fissures (sur GH) - Observations techniques Risques de désordres rapides dans le cas de réalisation défectueuse Enduit épais 1 à 1,5 Toutes Risques de désordres rapides dans le cas de réalisation défectueuse Enrobé coulé à froid (ECF) 1 à 1,5 Toutes à à - (6) -- Risques de désordres rapides dans le cas de réalisation défectueuse Béton bitumeux ultra (BBUM) 1,5 à 2 Toutes (2) + 0 à obtenir à l interface + à - (7) Risques de désordres rapides dans le cas de réalisation défectueuse Béton bitumeux très (BBTM) 2 à 3 Toutes + 0 à + à obtenir à l interface + à - (7) 0 0 à Béton bitumeux drainant (BBDr) 4 Toutes 0 à + (3) 0 à + (3) à obtenir à l interface mal connu au stade actuel (8) Béton bitumeux en couche (BBM) 4 Toutes Techniques destinées à un entretien structurel Béton bitumeux à module élevé 5 à 9 Toutes à à + Béton bitumeux semi grenu (BBSG) 5 à 7 Toutes à Très bon Bon Moyen Faible Mauvais (1) Cas de l ES monocouche double gravillonnage (MDG) (2) Technique sensible aux contraintes de cisaillement élevées (3) Avantage en adhérence à vitesse élevée (4) Selon importance du trafic et nature du support (5) Au sens de la présence de réparations localisées, ressuages, etc... (6) Selon que l on réalise ou pas une première couche en reprofilage d ornière due au fluage (7) Selon granulométrie et formulation (8) Technique vraiment particulière, difficile à caractériser dans un tableau synthétique 9

8 2 Dimensionnement des renforcements structurels 11

9 II.1. INTRODUCTION II.1.1. Avantages du renforcement Les chaussées construites selon les principes exposés dans le Classeur Dimensionnement des Chaussées doivent montrer un comportement satisfaisant sous trafic. Néanmoins, même bien dimensionnée, une chaussée peut atteindre la " limite d âge ". Afin de prolonger sa durée de service, il convient de la renforcer en apportant une nouvelle couche d assise et une couche de roulement. Le dimensionnement de ces nouvelles couches s inscrit dans la même logique que le dimensionnement d une chaussée neuve. On évalue les contraintes à la base du renforcement et on choisit l épaisseur du renforcement pour que les contraintes restent inférieures à une valeur compatible avec le trafic. L opération de réhabilitation des chaussées est destinée à préserver le capital que représente la route et à maintenir le niveau de service offert à l usager. II.1.2. Techniques possibles : La réhabilitation répond en général à deux objectifs : 1) l amélioration des qualités superficielles (uni, adhérence,...) L amélioration de l état superficiel peut être réalisé avec les techniques précisées au paragraphe I., 2) la remise en état de la structure Pour effectuer la remise en état de la structure, on distingue trois grandes familles de solutions : 1. les solutions de rechargement (apport d une ou plusieurs couches supplémentaires) 2. les solutions de décaissement 3. les solutions de réfection totale de la structure II.1.3. Matériaux employés, dispositions constructives : NORME PRODUIT CONCERNE ABREVIATION EPAISSEURS MOYENNES D UTILISATION* NF P Béton Bitumineux semi-grenu BBSG 0/10 5 à 7 Béton Bitumineux semi-grenu BBSG 0/14 6 à 9 NF P Béton Bitumineux Mince BBM 0/10 3 à 4 BBM 0/ à 5 NF P Béton Bitumineux très Mince BBTM 2 à 2.5 NF P Grave Bitume de classe 3 GB 0/14 8 à 14 GB 0/20 10 à 16 NF P Enrobés Module Elevé EME2 0/10 6 à 8 de classe 2 EME2 0/14 7 à 13 EME2 0/20 9 à 15 NF P Béton Bitumineux BBME 0/10 5 à 7 à Module Elevé BBME 0/14 7 à 9 NF P Grave Liant Hydraulique Routier GLR 15 à 25 NF P Béton Dense BC 15 à 40 Béton Maigre BM 12 à 40 NF P Grave Laitier Cendres Volantes Chaux GLCV 15 à 25 * Epaisseur exprimée en cm 12

10 II.2. HYPOTHÈSES Typologie des voies : A3 : voie de desserte : circulation réduite, absence de bus, secteur résidentiel, vie locale importante, présence de commerces, bennes de ramassage des ordures ménagères, livraisons occasionnelles (la typologie de cette voie peut correspondre à moins de 25 PL peu chargés/j/voie sur la voie la plus chargée) A2 : voie de distribution : liaisons entre quartiers, peu de trafics de transit, quelques bus (la typologie de cette voie peut correspondre à moins de 100 PL moyennement chargés/j/voie sur la voie la plus chargée) A1 : voie artérielle : avenues, boulevards, pénétrantes, voies supportant lement du trafic de transit, des PL et des bus (la typologie de cette voie peut correspondre à moins de 300 PL chargés/j/voie sur la voie la plus chargée) A0 : études particulières (Z.I., voies non inscrites dans les diverses typologies, plus de 300 Pl très chargés/j/voie sur la voie la plus chargée) Durée de dimensionnement et taux de risque : Les notions de risque de calcul et de durée de dimensionnement initiale de la chaussée sont définies ci-dessous : Un risque de calcul de x% sur une durée de dimensionnement initiale de la chaussée de p années, c est la probabilité pour qu apparaissent au cours de ces p années des désordres qui impliqueraient des travaux de renforcement assimilables à une reconstruction de la chaussée, en l absence de toute intervention d entretien structurel. Le risque est de 7%, la durée de vie 30 ans. Taux d accroissement de la circulation : Ce taux représente la croissance géométrique annuelle du trafic PL (valeur fixée à 1%) Agressivité : L agressivité correspond au dommage provoqué par le passage d un essieu de charge P par rapport au dommage dû à un passage de l essieu isolé de référence de charge 13 tonnes. Agressivité associée à la typologie des voies : Classe Nombre Nombre d'agressivité de PL/j d'essieux 13 T/j A (NPL) (N 13 T) A 3 0 à 25 0 à 0,25 A 2 25 à 100 2,5 à 10 A à à 150 Structure résiduelle : Le modèle de calcul utilisé pour déterminer le renforcement inclut la schématisation de l ancienne chaussée. Deux cas ont été étudiés : 1. La réhabilitation ne nécessite pas un décaissement supérieur à 20 cm. Dans ce cas, la chaussée ancienne a encore un rôle structurel et elle 13

11 est prise en compte pour déterminer les solutions d entretien. Classes de déflexion (NFP ) : 2. La réhabilitation nécessite un décaissement supérieur à 20 cm. D un point de vue économique, il est préférable de reconstruire. La détermination de la solution d entretien est alors ramenée au dimensionnement d une chaussée neuve sans couche de forme (sauf en cas d insuffisance de la portance du fond de forme) et avec d éventuelles purges ponctuelles. La déflexion caractérise le comportement mécanique d une chaussée et se définit comme le déplacement vertical en un de ses points, engendré par le passage d un essieu de 13 tonnes. Elle fournit des indications sur la portance du sol support, sur la rigidité de la structure et sur l homogénéité de la chaussée. Valeurs : C1 : 0 à 50/100 ème de mm C2 : 50 à 100/100 ème de mm C3 : 100 à 150/100 ème de mm C4 : 150 à 300/100 ème de mm 14

12 II.3. EXEMPLES D UTILISATION DU GUIDE D ENTRETIEN II.3.1. Synoptique Données générales Trafic, typologie de la voie, essais de déflexion, présence de seuils Détermination de l agressivité Ai Détermination de la classe de déflexions Cj Fiche Ai/Cj Non présence de seuils Oui Tous les types de réhabilitation sont valables Solutions de : revêtement décaissement reconstruction Choix économique de la technique d entretien et des matériaux Choix économique de la technique d entretien et des matériaux Détermination des épaisseurs de mise en œuvre Détermination des épaisseurs de mise en œuvre 15

13 II.3.2. Exemples II Exemple 1 Hypothèses : Typologie de la voie : boulevard Classe de déflexion : C3 Résultats : D après la définition des typologies de voies (cf. II.2), cette catégorie correspond à une agressivité A1. Les solutions à entreprendre, d après la fiche A1/C3 sont : revêtement : entretien considéré comme insuffisant en terme de renforcement rechargement : il peut s effectuer avec de la grave bitume (2.5 BBTM et 21 GB ou 4 BBM et 20 GB ou 6 BBSG et 18 GB) du béton bitumineux à module élevé et de l enrobé à module élevé (2.5 BBTM et 6 BBME et 11 EME ou 4 BBM et 6 BBME et 10 EME ou 6 BBSG et 6 BBME et 8 EME) décaissement : un décaissement supérieur à 20 cm est nécessaire pour réhabiliter la voirie. D un point de vue économique, cet entretien est donc non adapté et il est préférable de reconstruire. Les épaisseurs proposées sont : 6 BBSG et 13 GB et 13 GB 6 BBSG et 10 EME et 10 EME 6 BBSG et 21 GLCV et 21 GLCV 6 BBSG et 23 GLCV et 22 GLCV 6 BBSG et 24 GLR et 20 GLR 36 BC II Exemple 2 Hypothèses : Typologie de la voie : rue reliant deux quartiers classe de déflexion : C2 Résultats : D après la définition des typologies de voie (cf. II.2), cette catégorie correspond à une agressivité A2. La fiche A2/C2 préconise uniquement la mise en œuvre d un revêtement en cas de désordres de la couche de roulement. 16

14 II.4. TABLEAUX : enrobés coulés à froid, enduits superficiels, enduits épais, BBUM, BBTM, BBM (techniques considérées comme non structurantes) A1/C1 En cas de désordres de la couche de roulement A1/C2 Insuffisant Insuffisant Insuffisant Insuffisant Insuffisant Insuffisant Insuffisant 2.5 BBTM/19 GB 2.5 BBTM/6 BBME/ 4 BBM/18 GB 9 EME 6 BBSG/16 GB 4 BBM/6 BBME/ 8 EME 6 BBSG/6 BBME/ 6 EME Non adapté Non adapté Non adapté Non adapté Non adapté Non adapté Non adapté 6 BBSG 6 BBSG 6 BBSG 6 BBSG 6 BBSG 36 BC 13 GB 10 EME 21 GLCV 23 GLCV 24 GLR 13 GB 10 EME 21 GLCV 22 GLCV 20 GLR 17

15 A1/C3 Insuffisant Insuffisant Insuffisant Insuffisant Insuffisant Insuffisant Insuffisant 2.5 BBTM/21 GB 2.5 BBTM/6 BBME/ 4 BBM/20 GB 11 EME 6 BBSG/18 GB 4 BBM/6 BBME/ 10 EME 6 BBSG/6 BBME/ 8 EME Non adapté Non adapté Non adapté Non adapté Non adapté Non adapté Non adapté 6 BBSG 6 BBSG 6 BBSG 6 BBSG 6 BBSG 36 BC 13 GB 10 EME 21 GLCV 23 GLCV 24 GLR 13 GB 10 EME 21 GLCV 22 GLCV 20 GLR A1/C4 Insuffisant Insuffisant Insuffisant Insuffisant Insuffisant Insuffisant Insuffisant 2.5 BBTM/24 GB 2.5 BBTM/6 BBME/ 4 BBM/22 GB 13 EME 6 BBSG/21 GB 4 BBM/6 BBME/ 12 EME 6 BBSG/6 BBME/ 10 EME Non adapté Non adapté Non adapté Non adapté Non adapté Non adapté Non adapté 6 BBSG 6 BBSG 6 BBSG 6 BBSG 6 BBSG 36 BC 13 GB 10 EME 21 GLCV 23 GLCV 24 GLR 13 GB 10 EME 21 GLCV 22 GLCV 20 GLR 18

16 A2/C1 En cas de désordres de la couche de roulement A2/C2 En cas de désordres de la couche de roulement 19

17 Insuffisant Insuffisant Insuffisant Insuffisant Insuffisant Insuffisant Insuffisant 7 BB A2/C3 6 BBSG/13 GB 6 BBSG/14 BBME 4 BBM/15 GB 4 BBSG/16 BBME 2.5 BBTM/17 GB 2.5 BBTM/17 BBME 6 BBSG/9 EME 4 BBM/10 EME 2.5 BBTM/12 EME 4 BBM 4 BBM 6 BBSG 6 BBSG 6 BBSG 32 BC 8 GB 14 EME 19 GLCV 19 GLCV 20 GLR 10 GB 18 GLCV 18 GLCV 20 GLR Insuffisant Insuffisant Insuffisant Insuffisant Insuffisant Insuffisant Insuffisant 2.5 BBTM/17 GB 2.5 BBTM/10 EME 4 BBM/16 GB 4 BBM/9 EME 6 BBSG/14 GB 6 BBSG/7 EME A2/C4 2.5 BBTM/6 BBME/ 8 EME 4 BBM/6 BBME/ 6 EME 4 BBM 4 BBM 6 BBSG 6 BBSG 6 BBSG 32 BC 8 GB 14 EME 19 GLCV 19 GLCV 20 GLR 10 GB 18 GLCV 18 GLCV 20 GLR 20

18 A3/C1 En cas de désordres de la couche de roulement A3/C2 En cas de désordres de la couche de roulement 21

19 En cas de désordres de la couche de roulement A3/C3 A3/C4 Insuffisant Insuffisant Insuffisant Insuffisant Insuffisant Insuffisant Insuffisant 3 BB 7 BBSG 2.5 BBTM/9 BG 2.5 BBTM/10 BBME 4 BBM/8 GB 4 BBM/8 BBME 6 BBSG/6 BBME Non adaptée Non adaptée Non adaptée Non adaptée Non adaptée Non adaptée Non adaptée Photos de couverture : Max Lerouge - François Duvernay 22