PRINCIPES GENERAUX DE DIMENSIONNEMENT DES SUPERSTRUCTURES ROUTIERES

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1 ETAT DU VALAIS DEPARTEMENT DES TRANSPORTS, DE L'EQUIPEMENT ET DE L'ENVIRONNEMENT SERVICE DES ROUTES ET DES COURS D'EAU PRINCIPES GENERAUX DE DIMENSIONNEMENT DES SUPERSTRUCTURES ROUTIERES DE TYPE REVETEMENT EN BETON BITUMINEUX SUR GRAVE Edition 5

2 D.T.E.E. 2 ETAT DU VALAIS DEPARTEMENT DES TRANSPORTS, DE L'EQUIPEMENT ET DE L'ENVIRONNEMENT SERVICE DES ROUTES ET DES COURS D'EAU PRINCIPES GENERAUX DE DIMENSIONNEMENT DES SUPERSTRUCTURES ROUTIERES De type béton bitumineux sur grave Table des matières Généralités P. 3 Tableau récapitulatif des superstructures traditionnelles P. 5 Coupes types des superstructures P. 6 des couches de béton bitumineux P. 7 Carte des zones de gel P. 8 Structures avec enrobés spéciaux P. 9 Structures types pour ouvrage d'art P. 1 Auteur : Document établi en mars 5, par BUREAU D'INGENIEURS ET LABORATOIRE Route du Manège 19 Sion Tel : Fax :

3 D.T.E.E GENERALITES 1.1 But Les principes généraux de dimensionnement des superstructures routières ont pour but d'aider les concepteurs à déterminer les épaisseurs des différentes couches de la superstructure des routes et de choisir les matériaux, de manière que la chaussée soit en mesure de supporter, sans renforcement, le trafic pondéral durant une durée de vie minimale de ans. (admis dans l application Strada) Le présent document a été rédigé pour les besoins internes du SRCE. Il se veut une aide et une simplification au dimensionnement, à la construction et au suivi de la gestion des routes cantonales. Il exprime les choix conceptuels admis par le Service. Pour tout autre utilisateur, les normes VSS et SIA seules font foi et demeurent les références de base. 1.2 Facteurs d'influence Les facteurs d'influence suivants sont essentiels pour le dimensionnement : la sollicitation du trafic, le terrain naturel et l'infrastructure, les conditions locales 1.3 Trafic déterminant Le trafic déterminant est le trafic pondéral équivalent journalier TF ou le trafic pondéral équivalent total W de la voie la plus sollicitée. Ce trafic est exprimé en essieux standards de 8,16 tonnes. Le tableau de la page suivante, indique les classes de trafic dont il faut tenir compte pour le dimensionnement des routes du canton du Valais. Dans des cas particuliers (voies et arrêts bus, trafic de chantier, etc.) il faut, le cas échéant, calculer le trafic déterminant selon SN 6'3a. 1.4 Terrain naturel et infrastructure Portance du sol Le dimensionnement tient compte des classes de portance S à S4 indiquées dans la norme SN 6'324a Gel La gélivité du sol selon la norme SN 6'1b est déterminante pour le choix des travaux à prévoir pour prévenir des dégâts dus au gel et au dégel ainsi que pour le dimensionnement au gel. La norme définit quatre degrés de gélivité (G1 à G4), correspondant à quatre "taux" de risques de dégâts dus au gel et au dégel. Les catégories G1 et G2 présentent peu de risques alors que les catégories G3 et G4 nécessitent de procéder à un dimensionnement au gel et au dégel (selon les normes SN 6'317b et SN 6'1b). 1.5 Conditions locales La norme SN 6'317b indique dans quelles conditions (profondeur du gel, conditions hydrologiques) des travaux doivent être entrepris pour prévenir des dégâts dus au gel et au dégel ou si un dimensionnement au gel doit être effectué. 1.6 Exigences relatives aux matériaux et aux couches Les principes généraux de dimensionnement et du renforcement de la superstructure routière partent de l'hypothèse que les exigences des normes relatives aux matériaux et aux couches sont satisfaites. 2. CATALOGUE DES SUPERSTRUCTURES 2.1 Superstructures traditionnelles Le tableau de la page 7 résume les différents types de superstructures routières applicables sur les routes cantonales valaisannes pour une classe de portance moyenne de l'infrastructure S2, en fonction du trafic (routes classées), du degré de gélivité de l'infrastructure et de la zone où se situe le projet (selon carte des zones de gel, page 8). Dans le cas où les conditions locales correspondraient à une portance de

4 D.T.E.E. 4 l'infrastructure inférieure à S2, il faut soit adapter l'épaisseur de grave (possible pour portance S1), soit améliorer la portance par un des procédés suivants : réduction de la teneur en eau (drainage) recompactage stabilisation substitution de matériaux Les épaisseurs de grave, pour les infrastructures de degré de gélivité G3 et G4, données dans ce tableau sont simplificatrices en allant dans le sens de la sécurité. Pour un chantier important ou pour des conditions climatiques particulières, il faut procéder à un calcul plus précis selon la norme SN 6'1b. 2.2 Superstructures et couches particulières Les structures et couches particulières sont appliquées principalement comme mesures d'entretien mais peuvent également être utilisées lorsque la portance du sol est inférieure à S2 ou lorsque l'on opte pour une couche de roulement particulière (drainante, par exemple), dans quel cas elles sont des variantes, pour les couches de béton bitumineux, aux solutions classiques décrites en 2.1. Le tableau de la page 9 est une synthèse de ces structures. Les structures abordées dans ce tableau sont : Enrobé drainant Recyclage à froid (stabilisation au ciment) Enrobés spéciaux pour couches de support Enrobés minces pour couches de roulement Structures semi-rigides 2.3 Ouvrages d'art Le revêtement sur les ouvrages d'art est régit par la norme SN 6'4. Il existe plusieurs types d'étanchéité, avec 2 familles : les étanchéités flottantes et les étanchéités collées ou soudées. Ces dernières sont actuellement les plus utilisées car elles présentent un certain nombre d'avantages en excluant notamment les infiltrations sous l'étanchéité et en assurant une bonne liaison inter couches revêtement étanchéité - béton. Les lés d'étanchéité utilisés en Valais sont à base de bitume polymère. Seul ce système est abordé dans le tableau de la page 1, avec : les structures de chaussées les structures de trottoir

5 D.T.E.E. TABLEAU RECAPITULATIF DES SUPERSTRUCTURES ROUTIERES TRADITIONNELLES Catégorie de route 1) St Gingolph-Brigue (T9) principales Suisses principales de plaine 2) Principales de plaine et de montagne 3) Secondaires de plaine et de montagne et collectrices (8) Classe (1) Trafic (SN 6'324a) Nbre essieux de 8.16 to Classe de portance de l'infrastructure (SN 6'324a) (2) Degré de gélivité de l'infrastructure (SN 6'1b) T4 <TF< 3. S2 Grave I G1 /G2 Béton. Bitumineux Lourd (4) G3 /G4 Béton. Bitumineux Grave I T3 < TF < 4. S2 Grave I G1 /G2 Béton. Bitumineux Moyen (4) G3 /G4 Béton. Bitumineux Grave I T2 < TF < 5. S2 Grave I G1 /G2 Béton. Bitumineux Léger 4) Trottoirs et pistes T1 cyclables Très léger TF < (4) G3 /G4 Béton. Bitumineux Grave I S2 G1 /G2 Béton. Bitumineux Grave I (4) G3 /G4 Béton. Bitumineux Grave I Epaisseur de la superstructure (3) (SN 6'324a) Matériau Zone 1 cm 6 cm 64 cm 1 cm 55 cm 65 cm Zone 2 cm 8 cm 84 cm 1 cm 75 cm 85 cm cm 5 35 cm 49 cm 1 cm 35 cm 45 cm cm 3 Zone 3 85 cm 12 cm 85 cm 99 cm 1 cm cm cm Zone 4 95 cm 112 cm 95 cm 19 cm 1 cm cm cm Répartition des couches de béton Remarques bitumineux (SN 6'4a) 3 cm AC 8 S (6) 6 cm AC B 16 S (6) 8 cm AC T 22 S (6) 3 cm ou S (7) 4 cm AC B 16 N ou S (7) AC T 22 N ou S (7) 3 cm AC T 22 (ou 16)N 1 cm 3 cm 4 cm AC T 16 N (1) Les trafics T5, "Très lourd" ( < TF < ) et T6, "Extrêmement lourd" (TF > ) n'existent pas dans le réseau valaisan. Le dimensionnement est donc à étudier de cas en cas. (2) Rappel des classes de degré de gélivité : - G1 très faiblement gélif - G2 faiblement gélif - G3 moyennement gélif - G4 fortement gélif (3) Pour les structures dimensionnées au gel, voir la carte des zones de gel (4) Correspond à un sol de portance moyenne. dans le cas où les conditions locales correspondraient à une portance différente, l'épaisseur de grave doit être ajustée en conséquence. (5) Pour les sols de classe de gélivité G1 et G2, pas de dimensionnement au gel, donc pas de distinction de zones. (6) Eventuellement béton bitumineux de type N (7) Eventuellement béton bitumineux de type S (8) Pour les routes collectrices, le trafic de base est T1. Mais comme ces routes sont de faibles largeurs, le trafic est canalisé. Il faut donc doubler le trafic de base. cm 6 cm 8 85 cm 12 cm (5) (5) (5) (5) 15 cm 112 cm La couche de roulement AC 8 peut être remplacée par un enrobé macrorugueux (AC MR 8), un Splittmastixasp halt (SMA 8) ou un enrobé drainant (PA 8)

6 D.T.E.E. 6 COUPES TYPES SUIVANT LES DIFFERENTES ZONES (1) (superstructures de type revêtement en béton bitumineux sur grave) (2) Catégorie de route Degré de gélivité de l'infrastructure (SN 6 1 b) (3) G1 + G2 G3 + G4 1 ) St Gingolph - Brigue principales Suisses prinipales de plaine classe de trafic T4 (lourd) AC 8 S AC 8 S AC B 16 S AC B 16 S AC T 22 S AC T 22 S 1 1 grave I grave I éventuellement N éventuellement N 2) principales de plaine et de montagne classe de trafic T3 (moyen) AC B 16 N AC T 22 N grave I éventuellement S AC B 16 N AC T 22 N grave I éventuellement S 3) secondaires et collectrices classe de trafic T2 (léger) 4) trottoirs et pistes cyclables classe de trafic T1 (très léger) AC T 22 N 1 AC T 22 N 1 grave I grave I AC T 16 N 1 1 AC T 16 N grave I grave I (1) Les zones géographiques (1 à 4) sont définies sur la carte jointe (zones de gel du Valais). (2) Ce dimensionnement correspond à un sol de portance moyenne (classe S2). Dans le cas où les conditions locales correspondraient à une portance différente, l'épaisseur de grave doit être ajustée en conséquence - Les épaisseurs de grave sont données pour des tronçons bien exposés (sans ombre portée (3) Rappel des classes de degré de gélivité : - G1 très faiblement gélif - G2 faiblement gélif' - G3 moyennement gélif - G4 fortement gélif Structures types, simplifiées, établies d'après les normes SN 6 324a et 6 4a. Principes généraux de dimensionnement des superstructures routières.xls Coupes types

7 D.T.E.E. 7 EPAISSEURS DES COUCHES DE BETON BITUMINEUX (superstructures de type revêtement en béton bitumineux sur grave) 1) St Gingolph - Brigue principales Suisses 16 principales de plaine 12 AC 8 S 3 cm AC B 16 S 6 cm 8 AC T 22 S 8 cm classe de trafic T4 total (lourd) 4 2) principales de plaine et de montagne cm AC B 16 N 4 cm 8 AC T 22 N classe de trafic T3 total 4 (moyen) 3) secondaires et collectrices en cm en cm en cm AC T 22 S AC B 16 S AC 8 S éventuellement N AC T 22 N AC B 16 N éventuellement S 3 cm 8 AC T 22 N classe de trafic T2 total 1 cm 4 (léger) AC T 22 N 16 4) trottoirs et pistes cyclables 12 3 cm 8 AC T 16 N 4 cm classe de trafic T1 4 total (très léger) en cm AC T 16 N Selon SN 6 324a et 6 4a BUREAU D'INGENIEURS ET LABORATOIRE Principes généraux de dimensionnement des superstructures routières.xls BB

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9 D.T.E.E. TABLEAU RECAPITULATIF DES SUPERSTRUCTURES ROUTIERES PARTICULIERES LES PLUS COURAMMENT UTILISEES Type Domaine d'utilisation Utilisation non recommandée Structure Remarques Enrobé drainant (1) Routes à grand débit, chaussées avec pente longitudinale ou transversale insuffisante Déviations Recyclage à froid (stabilisation au ciment) Renforcement des chaussées Amélioration résistance au gel Agglomération Aires de stationnement Altitude Trafic agricole Trafic : T4 et T3 Couche de support Membrane étanche Membrane (SAMI) Trafic : Couche stabilisée (3) cm (4) T4 Epaisseur d'enrobé min. T3 Epaisseur d'enrobé min. 13 cm T2 /T1 Epaisseur d'enrobé min. 4 cm Lors du dimensionnement, prendre en compte le fait qu'une couche de drainant correspond à une demi-couche d'ac Ne pas utiliser dans les zones 3 et 4. Utilisation principale en zone 1 (2) Le dosage en ciment et la détermination de la teneur en eau optimale doivent faire l'objet d'une étude appropriée Ne pas entreprendre ce type de structure trop tard dans la saison à cause du risque d'apparition du gel. Enrobés spéciaux pour couches de support Enrobés minces pour couches de roulement Routes à grand débit, Arrêts bus Aérodromes Structures semi-rigides Arrêts bus Aires de stationnement poids lourds Entretien des chaussées de trafic moyen et faible Couche de roulement sur enrobés spéciaux utilisée en couche de support Parc de stationnement de véhicules lourds Trafic : T4 Profil transversal du support déformé de plus de 15 mm Importante déformabilité de la chaussée (portance) Si la technique n'est pas maîtrisée. Trafic : T4/T3 /T2 (6) Trafic : T4 Idem structures traditionnelles. (5) Couche de support Couche support en enrobé spécial Membrane (SAMI) Enrobé percolé Attention aux problèmes de glissance, lorsqu'une telle couche sert de couche de roulement provisoire. L'utilisation de ce type de couche à la place des AC T traditionnels, permet une réduction importante des épaisseurs. L'intervention des cylindres doit se faire au plus près du finisseur, car le refroidissement est rapide. Cette technique se cumule en général avec une couche de support en enrobé spécial. Grave I selon p.6 (1) Utilisé en couche de roulement (épaisseur courante 4 cm). Les couches de base en enrobé drainant et les couches drainantes ne sont pas traitées dans ce tableau (2) zones définies sur carte des zones de gel (page 8) (3) L'épaisseur de cm est courante pour le type de machines sur le marché. Pour des épaisseurs différentes effectuer le dimensionnement au gel. (4) Le type de couches d'enrobé est à définir au cas par cas (selon SN 6'4a). (5) Désignations de ce type de couche : BBHM (béton bitumineux à haut module), EME (enrobé à module élevé), BBME (béton bitumineux à module élevé), CSHM (couche de support à haut module), BBTHP (béton bitumineux à très hautes performances), etc. (6) Pour le trafic T1, il vaut mieux réaliser un gravillonnage

10 1 D.T.E.E. TABLEAU RECAPITULATIF DES SUPERSTRUCTURES ROUTIERES POUR OUVRAGES D'ART Avec étanchéité de type "collé en plein" (selon SN 6 4) Superstructure Couche de roulement Epaisseur de la superstructure et répartition des couches Exigences sur l'épaisseur de la structure hydrocarbonée Remarque Chaussée MA MA 11 gravillonné 35 mm MA 16 mm Etanchéité LBP 5 mm (1) Total minimum 75 mm en tout point Application de l'étanchéité sur enduit d'apprêt approprié ou résine époxy (2) AC AC 11 S (3) mm AC T 16 S (3) mm Etanchéité LBP 5 mm Total minimum mm en tout point Events de drainage tous les m 2, plus rapprochés aux points bas ou drains longitudinaux Trottoir MA MA 8 mm MA mm Etanchéité LBP 5 mm Total minimum 65 mm en tout point AC AC 11 N mm AC T 16 N mm Etanchéité LBP 5 mm Total minimum mm en tout point (1) Attestation de compatibilité du système, requise (2) L'enduit d'apprêt et le bitume de reprofilage devraient être à base de bitume polymère lors de l'utilisation de lés LBP en exécution soudée ou collée (3) Eventuellement N.