DRAINAGE DU CORPS DE LA CHAUSSEE

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1 DRAINAGE DU CORPS DE LA CHAUSSEE GENERALITES - COUCHE DRAINANTE - DRAIN EN ARRETE DE POISSON - TRANCHEE DRAINANTE TRANSVERSALE - TRANCHEE DRAINANTE LONGITUDINALE - ECRAN DRAINANT (EDRC)

2 POSITION DU PROBLEME : Le drainage du corps de la chaussée a pour but de limiter, en durée et en quantité, la présence d eau accidentelle pouvant former une nappe suspendue temporaire d eau à l intérieur du corps de la chaussée d eu libre pouvant former une nappe suspendue temporaire à l intérieur du corps de la chaussée. La présence de l eau libre représente un danger pour la structure. Elle entraîne, en effet, une perte de portance due à l augmentation de la teneur en eau dans la masse, des remontés de fines causant la contamination de couches en contact et le décollement et le désenrobage des couches liées. COLLECTE DE DONNEES : a) Reconnaissance du problème : La présence de l eau dans le corps de la chaussée peut se manifeste par différents types d indices et de dégradations :

3 b) Données à collecté : Pour évaluer les infiltrations d eau possibles on doit : - dans le cas d un projet neuf, repérer les infiltrations possibles pour les éliminer ; - dans le cas d une route existante recueillir les données relatives des couches constituant le corps de chaussée. En effet, l eau peut provenir soit directement des précipitations, soit des inondations pouvant avoir lieu, ou encore des remontées des nappes et des franches capillaires. Le diagramme suivant résume les étapes préalables à l établissement d un plan d action de drainage interne. Ainsi, si l eau est parvenue aux différentes couches de la chaussée, elle suit les chemins de plus grande perméabilité, l évaluation de la quantité d eau à drainer passe par une estimation des infiltrations. OBJECTIFS A ATTEINDRE : Eliminer ou réduire les effets de l eau accumulée dans la chaussée et dans le sol de fondation Empêcher la nappe d atteindre le niveau de la plate-forme Intercepter les remontées capillaires Eliminer les effets de bord Capter et collecter les eaux infiltrées dans les terres pleins et aménagements annexes.

4 PLAN D ACTION POSSIBLES : Le drainage des eaux internes peut se faire par l adoption de l un ou de plusieurs systèmes suivants : Rappelons qu il est nécessaire de respecter le principe de perméabilité croissante de haut en bas. - Couches drainantes. - Tranchées drainantes (longitudinales et transversale). - Drains en arrête de poisson. - Ecrans drainants de rive de chaussée. Tous ces systèmes se caractérisent par un point commun qui est l utilisation des matériaux drainants. CARACTERISTIQUES DES MATERIAUX DRAINANT [13]: a) Matériaux enveloppés dans un géotextile - grave creuse 0/30 avec un E.S 50 passant à 2 mm < 10% - enveloppés dans un géotextile (200 à 300 g/m²) anticontaminant. - drain non enveloppé en béton poreux ou en PVC. b) Matériaux non enveloppés : solution facile sur chantier : - grave routière 0/30 de granulométrie continue avec un E.S 50 passant à 2 mm < 10% pour le drain en béton poreux - 2 mm < 15% PVC - drain en béton poreux ou en PVC dont il est conseillé d envelopper dans un géotextile. solution élaborées est plus coûteuse (application des règles de TERZAGHI)

5 4 - COUCHE DRAINANTE - le matériau doit vérifier : D15/D85 > 5 non contamination D15/d15 > 5 pouvoir drainant D60/D10 < 20 pour éviter de la dégradation à la mise en oeuvre. avec Dx maille du tamis qui laisse passer x% du matériau drainant. dy y% à drainer. Le LPEE propose un tout-venant 0 / 40 ou 0 / 60 ou un matériau à granulométrie serrée 20 / 40 [11] Remarque : En traçant les courbes granulométriques des GNF et GNT proposées par le C.S.T Marocain il s est avérée que les GNF ne peuvent drainer les GNT car il ne répondent pas aux critères des TERZAGHI. DEFINITION : La couche drainante est un tapis de matériaux drainants supportés par le sol de fondation ou éventuellement par la couche de forme convenablement profilés. Le rôle de la couche drainante est d évacuer l eau vers le fossé collecteur. DIMENSIONNEMENT : Dimensionner une couche drainante revient à déterminer son épaisseur H. Elle doit satisfaire à certains critères à savoir : Epaisseur suffisante pour que la frange capillaire n atteigne pas la couche supérieure. Epaisseur compatible avec la portance exigée pour supporter les contraintes du trafic. Epaisseur ayant un minimum de 20 cm pour des raisons des mise en oeuvre et de rétention capillaire.

6 Remarque : Si le niveau de l eau par rapport au niveau inférieur de la couche drainante. DOMAINE D APPLICATION : Les couches drainantes peuvent être utilisées : sous les accotements, avec un exécution dans le fossé latéral, pour drainer les eaux infiltrées à travers l accotement. sur toute la largeur de la chaussée, s il y a risque de remontées capillaires, dans ce cas la couche drainante fait office d écran capillaire, protégeant le corps de chaussée. Dans le cas où l eau libre s accumule, la couche drainante doit être connectée au fossé latéral. Lors des travaux d élargissement pour assurer une continuité du drainage interne Aux points bas du profil en long où il y a risque d accumulation des eaux. Au niveau du passage déblai - remblai ou profil mixte. SURVEILLANCE ET ENTRETIEN : Les fossés et les exutoires doivent être entretenus pour éviter, la stagnation d eau entraînant le mauvais fonctionnement de la couche drainante. Le niveau d eau dans les fossés ne peut atteindre le niveau des exutoires pour éviter l alimentation en eau du corps de chaussée (fonctionnement inversé). Evaluation continue du bon fonctionnement de la couche drainante en observant les débits des exutoires.

7 5 - DRAIN EN ARRET DE POISSON DEFINITION : Le drain en arrête de poisson est une tranchée transversale placée dans l accotement reliant le corps de chaussée au fossé latéral. Cette technique dérivée du drainage par tranchées drainantes transversales. Elle est largement utilisé au Maroc dans les cas de renforcement des routes anciennes par une G.N.T. Les drains sont placés en quinconce de part et d autre de la chaussée et souvent distant souvent de 20m. DOMAINE D APPLICATION : Sous les accotements dans le cas : - d un renforcement d une chaussée existante. - d un élargissement. OBJECTIFS A ATTEINDRE : _ Evacuer l eau infiltrée dans le corps de la chaussée qui se trouve piégée entre l ancienne chaussée moins perméable et l accotement ; _ Assurer la continuité du drainage interne. Cette technique est un moyen curatif qui devrait accompagné d une action préventive d imperméabilisation pour limiter les infiltrations. DIMENSIONS : Le manuel de renforcement des chaussées revêtues définit les conditions d utilisation des drains en arrête de poisson. Un exemple de vue en plan et de profil en travers se présente comme suit :

8 Vue en perspective d un exemple de drain en arrête de poisson

9 Les dimensions à donner aux drains en arrête de poisson sont les suivantes : - 40 cm de largeur - dans le cas d un renforcement, ils doivent empiéter dans l ancienne chaussée de 0,50 à 1m - la distance entre deux drains successifs est souvent 20m. - la profondeur h du drain de l épaisseur du renforcement et de celle du matériau de couverture de l ancienne chaussée. SURVEILLANCE ET ENTRETIEN : Pour le raccordement avec un fossé, il faut veiller à ce que l exutoire des drains soit bien dégagé, et le fossé aussi profond que possible, de façon à ne pas introduire dans la chaussée, les eaux collectées. Les exutoires doivent toujours être apparents.

10 6 - TRANCHEE DRAINANTE TRANSVERSALE DEFINITION : C est une saignée réalisée dans le sol de fondation à travers toute la largeur de la chaussée pour capter les eaux infiltrées dans le corps de la chaussée. Elle peut être perpendiculaire ou en biais, et doit être munie d un exutoire dans un système d écoulement naturel. DOMAINE D APPLICATION : La tranchée drainante transversale peut être prévue : _ dans les points bas du profil en long ; _ au pente longitudinale trop longue ; _ Elargissement de plate-forme ; _ Profil mixte. _ changement de dévers. OBJECTIFS A ATTEINDRE : accélérer le captage et l évacuation des eaux dans les points bas du profil minimiser la longueur du chemin de l écoulement lorsque la pente longitudinale dépasse la pente transversale. EXECUTION : 1) Implantation de la tranchée ; 2) ouverture de la fouille aux dimensions prévues et avec la pente compatible au niveau des fossés ou de l exutoire dans le système d écoulements naturel ; 3) équiper la tranchée avec les éléments drainants prévus ; 4) placer et compacter le matériau drainant ; 5) raccordement avec le corps de chaussée et restauration de celui-ci ; 6) aménager l exutoire.

11 7 - TRANCHEE DRAINANTE LONGITUDINALE DEFINITION : La tranchée drainante longitudinale est une tranchée exécutée au bord de la chaussée, remplie de matériaux drainant et éventuellement d un drain servant à la collecte des eaux. Elle est munie d un système d évacuation des eaux collectées vers un système d écoulement naturel. OBJECTIFS A ATTEINDRE : Capter les eaux évacuées latéralement par la couche drainante et les eaux infiltrées à travers les accotements et bermes centrales ; DOMAINE D APPLICATION : tranchée drainante en pied de talus Les tranchées draintes peuvent être prévues dans les cas suivants : Lorsque l emprise de la route est étroite et on ne peut pas exécuter des fossés latéraux profonds; Sous les fossés revêtus ; Lorsque la pente du profil en long est faible. CONSTITUTION ET DIMENSIONS : Les schémas ci-dessous présentant deux exemples de tranchées drainantes longitudinales : 1) Exemple avec filtre sans géotextile.

12 Les dimensions sont à déterminer en fonction des débits à collecter Pour un bon fonctionnement de l ouvrage, il faut placer le tuyau au dessous de la couche drainante, si les conditions de l exutoire le permettent. Les tranchées drainantes sont munies de chambres de visite où débouchent les eaux vers des fossés ou collecteurs enterrés. EXECUTION : Lors de la réalisation des travaux, les dispositions suivantes sont observer : Fouilles sont à exécuter à sec ; Toute élément de tuyau ou de matériau drainant (filtre) ne peut être utilisé dans la tranchée ; Drains construits de l amont vers l aval pour éviter la contamination par les eaux superficielles; Pour éviter d écraser le tuyau, le matériau filtrant est mis en couches minces et compacté à la main jusqu à la hauteur de 30 cm au dessous de la génératrice supérieure du tuyau au delà de laquelle on utilise un engin mécanique léger.

13 8 - ECRAN DRAINANTE DE RIVE DE CHAUSSEE (EDRC) DEFINITION : L écran drainant de rive de chaussée (EDRC) est une tranchée drainante étroite à parois minces verticales remplie d un matériau drainant. Les éléments constitutifs sont soit préfabriqués soit élaborés sur chantier. OBJECTIFS A ATTENDRE : - protéger le corps de chaussée contre l effet de bord par succion capillaire; - captage des eaux excédentaires du corps de chaussée. DOMAINE D APPLICATION : Un EDRC joue le rôle d un écran capillaire, en effet, si l on interpose en rive de chaussée un écran drainant celui-ci va entraver l immigration des eaux par succion depuis les zones à forte humidité (accotements) vers les moins humides (sol de fondation) donc il permet d éviter l effet de bord. Ainsi il peut être utilisé dans les cas suivants : - La connotation de fortes déflexions et affaissements de rive par rapport à ceux de l axe est un signe d un effet de bord. - La résurgence d eau chargée de fines en est un autre. L emploi d un EDRC s impose selon le type de route, le type de sol et le climat : - Lorsque la solution de l imperméabilisation des accotements ne peut pas être envisagée ; - lorsque le sol de fondation est en déblai ou au voisinage du terrain naturel. DISPOSITION CONSTRUCTIVE : CR : couche de roulement CB : couche de base CF : couche de fondation

14 CONSTITUTION ET DIMENSIONS : a) EDRC en matériaux drainants : H = 1.00 à 1.20 m L = 0.15 m minimum = 0.25 m maximum D : diamètre du drain collecteur = 50 mm recouvert de fentes de largeur de 0.9 à 2 mm matériau pour l âme : - D mm - teneur en particules inférieures à 0.02 mm < 3% Si la teneur en particules inférieures à 0.02 mm est compris entre 3 et 6% il faut avoir D40 / D 90 < 5 b) EDRC Géocomposite 1) EDRC à âme en polyéthylène ou polypropylène entouré d un géotextile avec une cunette étanche à la base du drain PVC. 2) EDRC à âme drainante en géotextile associée à un collecteur, le tout enveloppé dans un filtre géotextile. les dimensions sont : H de 0.50 à 1.00 m L 0.02 à 0.25 m EXECUTION : excavation de la tranchée et des exécutoires, aux points bas, par des engins mécaniques, appropriés. mise en place du tuyau dans le fond de la tranche et aménagement des exécutoires; pose de l écran en matériaux drainant ou en géocomposite plaqué contre la rive de la chaussée. remblayer la tranchée et compacter le remblai. imperméabilisation du dessus de l écran.