Setra. Construction des chaussées neuves sur le réseau routier national Spécifications des variantes. Guide technique

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1 Setra service d'études techniques des routes et autoroutes mars 2003 Guide technique Construction des chaussées neuves sur le réseau routier national Spécifications des variantes

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3 Guide technique Construction des chaussées neuves sur le réseau routier national Spécifications des variantes collection les outils Document édité par le Setra dans la collection "les outils". Cette collection regroupe les guides, logiciels, supports pédagogiques, catalogues, données documentaires et annuaires.

4 Ce guide technique sur la recevabilité des variantes pour la construction des chaussées neuves sur le réseau routier national a été rédigé par un groupe de travail constitué par des représentants du réseau scientifique et technique du Ministère de l'equipement. Sa validation technique a été assurée par Monsieur Yves GUIDOUX (SETRA). Groupe de travail : Michel DAUZATS (LRPC d'aix-en-provence) Rolf KOBISCH (LRPC de Saint-Brieuc) Cédric LEROUX (SETRA) Secrétaire technique du groupe Hugues ODEON (LRPC de Strasbourg) Jacques MARIBAS (LRPC d'autun) Jean-Luc DELORME (LREP de Melun)

5 Sommaire Lettre circulaire I Présentation du guide II Contexte réglementaire III Spécifications intangibles des propositions de variantes sur le réseau routier national IV Éléments techniques à incorporer dans le règlement de la consultation.. 11 V Examen des offres VI Période de préparation et validation de la solution variante Annexes 1 Caractéristiques mécaniques des matériaux normalisés Conditions aux interfaces Couche de surface Épaisseur d utilisation des matériaux par couche Durée de vie théorique et taux de risque Vérification au gel-dégel Préfissuration et systèmes retardant la remontée des fissures Limites d emploi des familles de structure Combinaisons possibles couche de base - couche de fondation Bibliographie Glossaire Spécifications des variantes 3

6 Ministère de l'équipement, des Transports du Logement, du Tourisme et de la Mer Direction des routes Circulaire n du 10 décembre 2002 relative à l'application du guide technique sur les variantes pour la construction des chaussées neuves sur le réseau routier national NOR : EQUR C Publiée au B.O. N du 10 janvier 2003 Le Ministre de l'equipement, des Transports, du Logement, du Tourisme et de la Mer à Mesdames, Messieurs les préfets de région, - directions régionales de l équipement - centres d'études techniques de l équipement Mesdames, Messieurs les préfets de département, - directions départementales de l équipement Messieurs les ingénieurs généraux coordonnateurs des missions d inspection générale territoriale Messieurs les ingénieurs généraux spécialisés routes Messieurs les ingénieurs généraux spécialisés ouvrages d art Monsieur le directeur du service d études techniques des routes et autoroutes Monsieur le directeur du centre d études sur les réseaux, les transports, l urbanisme et les constructions publiques Monsieur le directeur du centre d études des tunnels Monsieur le directeur général du laboratoire central des ponts et chaussées Monsieur le président de la mission du contrôle des sociétés concessionnaires d autoroutes La lettre circulaire du 26 octobre 1998 concernant l application du catalogue des structures types de chaussées neuves fixait dans son paragraphe 7 les dispositions transitoires en matière de variantes, en attente de la parution d un document technique précisant les spécifications à appliquer. A compter de sa date de publication, la présente circulaire met fin à ces dispositions transitoires et rend obligatoire, en cas d appel d offres ouvert aux variantes, l'application du guide cijoint, Guide technique sur les variantes - Présentation des spécifications intangibles des variantes pour la construction des chaussées neuves sur le réseau routier national. 4 Construction des chaussées neuves sur le réseau routier national

7 Celui-ci précise les conditions d acceptabilité des variantes sur le réseau routier national et les spécifications à respecter. Il définit les règles de conception des variantes, notamment les catégories de matériaux recevables au titre des propositions variantes, à savoir : les matériaux nouveaux qui ont obtenu un certificat délivré par le SETRA dans le cadre de la Charte Innovation Routière ou un avis technique délivré par le CFTR (Comité Français pour les Techniques Routières), les matériaux normalisés dont les performances mécaniques sont supérieures aux valeurs minimales définies dans les normes et qui restent dans des plages précisées dans le présent guide. Les matériaux n entrant pas dans ces catégories ne seront pas acceptés. Sans remettre en cause le catalogue des structures types de chaussées neuves, je souhaiterais que vous puissiez ouvrir vos appels d offres à variantes, notamment pour les opérations significatives du réseau routier national. D ailleurs, je vous rappelle que le nouveau Code des marchés publics entré en application en septembre 2001, laisse la possibilité aux candidats sauf disposition expresse contraire figurant dans l avis d appel public à la concurrence et dans le règlement de la consultation, de présenter une offre comportant des variantes en même temps que la solution de base. Ce mode d appel d offres permet de susciter la compétitivité entre les différentes techniques et structures de chaussées et de disposer d un éventail d offres techniques plus large. Néanmoins la conception de tels dossiers de consultation des entreprises et l analyse des offres qui en résultent sont complexes. L enjeu mérite d y consacrer le temps et les ressources tant techniques que juridiques nécessaires. Le guide technique joint à la présente circulaire est conçu pour vous aider dans cette démarche. Je vous invite vivement comme il y est conseillé à vous rapprocher de vos correspondants au sein du réseau scientifique et technique de l Equipement pour vous faire assister dans l élaboration de vos dossiers de consultation des entreprises, l analyse technique des offres, la phase préparatoire des chantiers et lors du contrôle et du suivi des travaux. Pour le Ministre et par délégation Le directeur des routes Patrick GANDIL Spécifications des variantes 5

8 6 Construction des chaussées neuves sur le réseau routier national

9 I Présentation du guide Les règles qui figurent dans ce guide découlent des choix de la direction des Routes, et ont été définies de façon à limiter les risques techniques (sous-dimensionnement, mauvaise prise en compte des conditions climatiques, alourdissement des travaux d entretien, fermeture d une section...). Elles sont à prendre en considération dans la conception d une variante de chaussée neuve sur le réseau routier national. Le guide est articulé en six chapitres : La présentation du guide ; Le contexte réglementaire ; Les spécifications intangibles des propositions de variantes sur le réseau routier national ; Les éléments techniques à incorporer dans le règlement de la consultation ; L'examen des offres ; La période de préparation et validation de la solution variante. Une annexe reprend les éléments essentiels contenus dans le catalogue des structures et le guide de conception et de dimensionnement des chaussées pour faciliter l'utilisation du guide. Ce document est destiné à la fois aux ingénieurs du ministère de l équipement responsables d un projet routier mais aussi aux entreprises routières, bureaux d études et laboratoires appelés à concevoir des propositions de variantes dans le cadre d un appel d'offres pour un marché public de travaux de l État. Si d autres maîtres d ouvrage envisagent de s inspirer de ce document pour leur propre réseau, leur attention doit être attirée sur le fait qu il a été élaboré en fonction des choix effectués par la direction des routes pour son réseau routier national. Il leur appartient donc de les adapter aux spécificités de leur réseau. Le présent guide ne s'applique pas aux projets de réhabilitation ou de renforcement qui peuvent faire, eux aussi, l objet de variantes. Aide à la lecture du guide Les renvois bibliographiques (dans le texte, les numéros entre crochets, par exemple [2]), correspondent au documents mentionnés dans la bibliographie figurant à la fin de ce guide. Spécifications des variantes 7

10 II Contexte réglementaire Le code des marchés publics (art. 50) laisse la possibilité aux candidats de présenter une offre comportant des variantes en même temps que la solution de base, sauf disposition expresse contraire figurant dans l avis d appel public à concurrence et dans le règlement de la consultation. Le code des marchés publics précise que le maître de l ouvrage a la possibilité de ne pas accepter de variantes lorsqu il lance une mise en concurrence. Dans ce cas, il doit impérativement le mentionner dès l avis d appel à la concurrence (AAPC) et le compléter au niveau du règlement de la consultation (article 1-11 section II de l arrêté du 28/08/2001 J.O du 08/09/2001, page 14377). Ce choix doit être justifié dans le rapport de présentation du marché (Point 4 de l article 75 du code des marchés publics). Lorsque le maître de l'ouvrage a décidé de recourir à une technique particulière sans que cela puisse cependant avoir pour effet de créer des obstacles injustifiés à la mise en concurrence, l'appel d'offres sans variante est souhaitable. Dans le cas contraire (acceptation des solutions variantes), il conviendra également de préciser dans le règlement de consultation (article 1-11 section II de l arrêté du 28/08/2001 J.O du 08/09/2001, page 14377) le périmètre sur lequel portent les solutions variantes. Les solutions variantes peuvent être intéressantes afin : d obtenir l offre économiquement la plus avantageuse ; de faire progresser la technique en offrant aux candidats la possibilité de mettre en oeuvre des solutions ayant reçu la sanction de l expérience (exemple des produits ou matériaux ayant obtenu un avis technique du CFTR, un certificat technique dans le cadre de la Charte de l'innovation Routière ou tout autre document jugé équivalent). La possibilité de limitation du nombre de solutions variantes par candidat ainsi que la notion de variantes limitées ou larges n existent plus au regard des dispositions du code des marchés publics actuel. Il est impératif comme indiqué précédemment de compléter le règlement de la consultation pour définir le périmètre d acceptabilité de la solution variante. Le présent guide précise les spécifications intangibles (au sens de l'article 50 du Code des marchés publics) sur le réseau routier national pour la construction des chaussées neuves. Ces spécifications intangibles sont les caractéristiques qui doivent figurer au niveau du règlement de la consultation. Lorsque le choix d'une variante peut avoir des effets sur le niveau final de la plate-forme support de chaussée, les conséquences de l'ouverture de la consultation avec variantes doivent être prises en compte dans le marché de "terrassements" si celuici est distinct du marché "chaussées". Pour les appels d'offres avec variantes, il est très vivement conseillé : Lors de la consultation des entreprises : de laisser un délai de consultation suffisant et plus long que celui initialement prévu par les articles 58-II (pour les A.O.O.) et 63-II ( pour les A.O.R.) du Code des Marchés publics, pour permettre aux candidats de prendre pleinement connaissance des documents complémentaires visés dans le dossier de consultation des entreprises. Lors de la préparation du chantier : de prévoir une période d'étude, d'au minimum trois mois à compter de la date de notification du marché, dans le cas où la variante de l entreprise prévoirait l utilisation de matériaux de caractéristiques mécaniques supérieures aux valeurs minimales des normes. Cette période est nécessaire pour vérifier que les performances des matériaux annoncées sont bien obtenues avec les constituants qui seront utilisés sur le chantier. 8 Construction des chaussées neuves sur le réseau routier national

11 III Spécifications intangibles des propositions de variantes sur le réseau routier national III.A Définitions III.A.1 Définition d une variante Une variante est une solution technique qui permet au candidat de proposer une structure de chaussée différente de la solution de base prévue au dossier. La variante doit respecter les données et exigences exprimées dans le règlement de la consultation et ses annexes éventuelles, décrivant l acceptabilité des solutions variantes proposées. III.A.2 Les familles de structures types Il existe six familles de structures types, proposées dans l édition 1998 du catalogue [1] : les structures souples ; les structures bitumineuses épaisses ; les structures semi-rigides (structures à assise traitée au liant hydraulique) ; les structures rigides (ou béton) ; les structures mixtes ; les structures inverses. Le Catalogue propose une structure par classe de plate-forme, pour une classe de trafic donnée. III.A.3 Référentiel de calcul des variantes Lors de la conception d une variante, les hypothèses à prendre en compte pour chaque famille de structures sont celles décrites dans le fascicule "Hypothèses et données de calcul" du catalogue des structures (édition 1998). Ces hypothèses sont rappelées en annexe du présent guide. III.B Les types de variantes autorisées sur le réseau routier national La variante proposée à la structure de base type Catalogue peut porter sur : les couches de surface (nature des matériaux et/ou épaisseurs) ; les couches d assise (nature des matériaux ou type de structure) ; la couche de forme (nature et épaisseur) ; ou une combinaison des trois. En aucun cas, une proposition technique qui remet en cause les choix de la maîtrise d'ouvrage spécifiés dans le DCE (cf. paragraphe IV) ne peut être acceptée comme variante à la solution de base. Cette disposition doit être indiquée sans aucune ambiguïté dans le règlement de la consultation. III.B.1 Variante sur les couches de surface La variante porte sur une combinaison couche de liaison/couche de roulement ou sur une couche de roulement autre que celle de la solution de base. En premier lieu, la variante doit respecter la politique technique de la maîtrise d ouvrage adoptée sur son réseau (à joindre en annexe du règlement de la consultation). Celle-ci est récapitulée sous forme de données dans l'annexe du présent guide. Les matériaux proposés doivent être conformes aux exigences du guide d application des normes sur les enrobés hydrocarbonés à chaud [2]. De même, l épaisseur équivalente de la couche de surface est celle spécifiée dans le catalogue des structures types de chaussées neuves [1], pour le type de structure retenue et le trafic cumulé correspondant (Annexe paragraphe 3 "couches de surface"). Comme dans le catalogue des structures [1] on impose sur les voies du réseau structurant (VRS), ainsi que sur les voies du réseau non structurant (VRNS) lorsque le trafic est supérieur à TC5 20, la dissociation des fonctions des couches de liaison et de roulement. Cette dissociation est également conseillée pour la classe TC5 20. En second lieu, le règlement de la consultation doit préciser l ensemble des exigences techniques pris en compte pour établir la solution de base et qui sera utilisé pour l'examen des solutions variantes. Par exemple, le maître de l ouvrage peut imposer un niveau d adhérence ( * ), d'uni ( * ), de drainabilité ou de résistance à l orniérage, pour assurer la continuité d un itinéraire au regard de caractéristiques d usage, répondre à des sollicitations spécifiques ou garantir le confort des usagers et des riverains. ( * ) en respectant les dispositions des circulaires en vigueur : adhérence : la circulaire n du 16 mai 2002 de la direction des routes uni : la circulaire n du 22 mai 2000 de la direction des routes, Spécifications des variantes 9

12 L adoption d un béton bitumineux à module élevé en couche de liaison peut se traduire par une réduction de l épaisseur des couches d assise, en raison de la rigidité apportée par cette couche à l ensemble de la structure. Cette réduction d épaisseur doit être dûment justifiée, à l aide de la méthode française de dimensionnement des structures de chaussée. La justification en fonction de la méthode doit être réclamée au candidat au niveau du règlement de la consultation (section V "autres renseignements" de l annexe 1 du modèle de règlement de consultation J.O du 08/09/2001, page ou pour les marchés d un montant inférieur à H.T. pour l État annexe 3, paragraphe C et alinéa 22). III.B.2 Variante sur les couches d assises La variante porte sur le choix de matériaux d assise différents de ceux adoptés pour la solution de base. Deux cas de figure sont possibles : la variante appartient à la même famille de structure que la solution de base ; la variante appartient à une autre famille de structure que la solution de base. Les combinaisons possibles du couple couche de base/couche de fondation sont définies dans le paragraphe 9 de l'annexe au présent guide. Attention : Le maître de l ouvrage doit spécifier dans son règlement de la consultation s'il interdit ou non des variantes dans une autre famille que celle de la solution de base. L absence d information spécifique vaut autorisation implicite. III.B.3 Variante sur la couche de forme La variante peut porter sur une modification de la plate-forme de la chaussée par l adoption d un matériau de couche de forme autre que celui prévu en solution de base et/ou par modification de la classe de plate-forme souhaitée. Les variantes de la couche de forme doivent s'apprécier conformément aux spécifications du guide technique "Réalisation des remblais et des couches de forme" [3]. Ce type de variante sur la couche de forme peut conduire à une augmentation ou une diminution d épaisseur des couches d assise par rapport à la solution de base. Elle n est pratiquement possible que dans le cas d un appel d offres simultané "chaussées/terrassements" ou lorsque la couche de forme est intégrée dans le marché "chaussées". Il est nécessaire de bien contrôler l'incidence que la variante peut avoir sur la vérification au gel/dégel. III.C Règles de conception des variantes III.C.1 Démarche de calcul La méthode de calcul adoptée pour la détermination des variantes est celle décrite dans le guide technique conception et dimensionnement des structures de chaussée [4]. Pour un calcul plus précis de la vérification au gel/ dégel, on pourra utiliser le code de calcul GEL1D [5] dont une version peut être acquise auprès de la direction des programmes, section des modèles numériques du LCPC, 58, boulevard Lefebvre, Paris cedex 15. Les hypothèses et les données de calcul à prendre en compte pour la conception de la variante sont fournies par le maître de l ouvrage dans le règlement de la consultation et sont identiques à celles ayant servi à la conception de la solution de base. III.C.2 Caractéristiques des matériaux Les structures types proposées dans le catalogue des structures ont été calculées en faisant appel aux matériaux normalisés et aux valeurs seuils de leurs classes de performance définies dans le corpus normatif français. Ces valeurs sont rappelées en annexe du présent document. Trois catégories de matériaux ont été retenues dans le cadre de l'ouverture à variantes : Matériaux faisant l'objet d'un avis technique "CFTR" en cours de validité Pour les caractéristiques de ceux-ci, on se référera à la partie 3 : "Avis du comité" ainsi qu'aux engagements de l'entreprise pour les valeurs de module et de résistance en fatigue. Sauf disposition contraire indiquée explicitement dans l'avis du comité, on adoptera pour les autres paramètres (pente de la courbe de fatigue, dispersion, coefficients kc et kd) les valeurs retenues pour le catalogue des structures et reprises dans la présente annexe en se référant aux matériaux normalisés auxquels s'apparente le plus le matériau couvert par l'avis technique. Matériaux innovants au sens de la charte innovation routière Dans ce cas, c'est le certificat émis par le Setra qui détermine les caractéristiques agréées et le mode de dimensionnement à retenir. Dans les deux cas précédents, il devra être établi que les performances retenues sont bien obtenues avec les constituants du chantier. 10 Construction des chaussées neuves sur le réseau routier national

13 Matériaux normalisés Certains matériaux normalisés peuvent présenter des caractéristiques mécaniques supérieures aux valeurs minimales définies dans les normes pour chaque classe de performance. Il pourra en être tenu compte dans le dimensionnement sous réserve d'établir que ces performances sont bien obtenues avec les constituants du chantier pour un pourcentage de vides conforme à celui prévisible sur le chantier et avec le liant qui sera utilisé. Pour les matériaux bitumineux, on retiendra les dispositions complémentaires suivantes : les performances mécaniques retenues resteront comprises dans une fourchette de performances définies en fonction du matériau considéré et récapitulées dans le tableau ci-dessous. Pour les matériaux à base de liants hydrauliques, les performances retenues seront celles fournies par l'étude et pondérées selon les critères indiqués dans le guide technique de conception et de dimensionnement des chaussées de Pour les autres paramètres (pente de la courbe de fatigue, dispersion, coefficients kc et kd) les valeurs retenues seront celles du catalogue des structures, reprises dans la présente annexe. Matériau Norme Module E (MPa) à 15 C et 10 Hz (NF P ) Déformation relative à 10 6 cycles ε 6 à 10 C et 25 Hz (NF P ) GB 2 NF P E < µdef ε 6 < 90 µdef GB 3 NF P E < µdef ε 6 < 100 µdef GB 4 NF P E < µdef ε 6 < 110 µdef EME 2 NF P E < µdef ε 6 < 140 µdef Les matériaux normalisés dont les performances mécaniques sont éloignées des plages du tableau ci-dessus, seront considérés comme des matériaux nouveaux. Ils devront faire l'objet pour leur acceptation, d'un processus de validation de type Charte innovation ou Avis technique du CFTR. Dans l'attente de cette validation, leurs performances seront limitées aux bornes définies dans le tableau. IV Éléments techniques à incorporer dans le règlement de la consultation Lorsque le règlement de la consultation (RC) autorise la présentation de variantes, le maître de l ouvrage doit y inclure les conditions que doivent respecter les solutions variantes pour être recevables. Ces conditions sont identiques à celles utilisées pour la solution de base (programme à annexer au règlement de la consultation si nécessaire). Il est conseillé de se rapprocher de son correspondant du réseau scientifique et technique de l'équipement pour rédiger correctement ce paragraphe particulier du RC. Les paramètres suivants doivent être pris en compte dans la conception de la solution variante et figurer dans le règlement de consultation : Spécifications des variantes 11

14 IV.1 Géotechnique Indiquer le cas de PST (partie supérieure des terrassements), la classe de portance de l arase des terrassements (ARj) et la gélivité des couches supérieures. Commentaire : le maître de l ouvrage doit spécifier les valeurs des paramètres relatifs à l environnement hydrique, la nature, l état et la gélivité du sol support désigné dans sa partie supérieure des terrassements par le terme PST et dont la surface constitue l arase terrassement. IV.2 Intensité des périodes de gel Indiquer l hiver de référence à prendre en compte lors de la vérification au gel-dégel et l indice de gel correspondant à cet hiver de référence. Commentaire : sur le réseau national, l hiver de référence est l hiver exceptionnel à l exception des routes supportant un trafic journalier inférieur à T3. Pour ces dernières, l éventualité de pose de barrières de dégel est acceptée pour les hivers de rigueur supérieure à celle des hivers rigoureux non exceptionnels. La vérification de la tenue des structures au gel-dégel, vis à vis de l hiver de référence choisi, doit être effectuée à partir des données issues de la station météorologique la plus représentative du site étudié. IV.3 Catégorie de la voie Elle doit être la même que celle retenue pour la solution de base. Commentaire : sur le réseau national, deux catégories (VNRS et VRS) sont proposées. Le choix de la catégorie impose une durée de vie théorique de la chaussée (20 ans pour les VNRS ou 30 ans pour les VRS). IV.4 Profil en travers Les caractéristiques du profil en travers (type de chaussée unidirectionnelle ou bidirectionnelle, nombre de voies, pente transversale du profil en travers) sont identiques à celles retenues pour la solution de base. IV.6 Trafic Le dimensionnement de la solution variante doit être effectué à partir du nombre de poids lourds cumulés correspondant au centre de la classe de trafic TCi 20 ou 30 retenue dans la solution de base. Indiquer la valeur du coefficient d agressivité structurelle moyen à retenir. Commentaire : les nombres de poids lourds cumulés correspondant au centre des classes TCi 20 ou 30 sont indiqués dans le fascicule Hypothèses et données de calcul Tableau 7 (page 14) du catalogue des structures édition 1998 [1]. Les valeurs du coefficient d'agressivité structurelle moyen figurent dans le fascicule Hypothèses et données de calcul Tableau 6 (page 14) du catalogue des structures édition 1998 [1]. Le maître de l ouvrage peut opter pour une agressivité du trafic différente de celle du catalogue si elle a été déterminée par une station SIREDO placée sur le projet. A défaut il doit indiquer que les valeurs à retenir sont celles qui figurent dans le catalogue des structures de IV.7 Constitution de la structure Indiquer les familles de structures autorisées ou non autorisées en variante (choix à justifier au niveau du rapport de présentation du marché), l'obligation ou non de mettre en œuvre un dispositif limitant la remontée des fissures, la nature, l épaisseur et les spécifications rattachées à la couche de surface. Commentaire : si aucune spécification n est précisée dans le cadre des contraintes à prendre en compte sur le type de structures autorisées, tous les types peuvent être proposés par les entreprises candidates à variante. IV.8 Contraintes particulières Indiquer toutes les autres contraintes figurant aux spécifications techniques intangibles et donc imposées aux variantes. Cela peut-être par exemple : pas de modification de la ligne rouge sur tout ou partie du projet. IV.5 Plate-forme Indiquer l épaisseur de la couche de forme, la nature des matériaux et leur classe de gélivité, la classe de la plate-forme et son module de calcul (50, 120 ou 200 MPa), les tolérances de nivellement. Commentaire : si la couche de forme ne peut pas faire l objet d une variante, ses caractéristiques seront celles retenues dans la solution de base. Dans les autres cas, le maître de l ouvrage doit indiquer les caractéristiques de la couche de forme à prendre en compte pour le dimensionnement de la solution variante. 12 Construction des chaussées neuves sur le réseau routier national

15 V Examen des offres Les critères de choix des offres et le classement des offres devront respecter les instructions décrites à l'article 53 du Code des Marchés Publics. V.1 Critères de choix Pour choisir l'offre économiquement la plus avantageuse, le maître de l'ouvrage se fonde sur des critères dûment définis et hiérarchisés qui sont indiqués dans le règlement de la consultation ou dans l'avis d'appel public à la concurrence. Ces critères peuvent être variables selon l'objet du marché. Pour le domaine des travaux de construction de chaussées, on pourra retenir utilement 4 critères : le coût d utilisation... (entretien) Dans le cas d une structure de chaussée, le coût d utilisation doit être apprécié par le calcul du coût global tel qu il est décrit dans la circulaire DR du 8 août Commentaires : Il est recommandé de réclamer un mémoire justificatif au candidat de la solution variante en fonction de la circulaire DR du 08/08/1989 (figurant dans le catalogue des structures et dans la DTRF) au niveau du règlement de la consultation (Section V "autres renseignements, alinéa 2" modalités de remise des candidatures et/ou des offres selon la procédure adoptée au modèle du règlement de la consultation arrêté du 28 août 2001 J.O du 08/09/2001, page 14379). la valeur technique de l offre, (résultats des études de référence et des études avec les matériaux utilisés lors du chantier et ce avec toutes les justifications techniques que le candidat devra joindre à sa proposition variante) ; le délai d'exécution Commentaires : Les résultats des études de référence et des études avec les matériaux utilisés lors du chantier accompagnés de toutes les justifications techniques doivent également être réclamés au niveau du règlement de la consultation en complément de l offre variante ; le prix des prestations. V.2 Classement des offres En préambule, il est important de préciser que l'explicitation du mode de classement des offres est de la responsabilité du maître de l'ouvrage. Le classement des offres est généralement préparé, après l'ouverture des plis, par le maître d'œuvre qui procède à l'analyse technique des offres et l'adresse au maître de l'ouvrage avec ses propositions. Une variante est jugée recevable si elle répond à toutes les spécifications du dossier de consultation des entreprises la concernant. Pendant toute cette phase d'analyse technique, il est vivement recommandé de s'appuyer sur le réseau scientifique et technique de l'équipement. La méthode de classement des offres est fonction du poids des critères choisis qui ont été définis et hiérarchisés dans le règlement de la consultation ou dans l'avis d'appel public à la concurrence. La comparaison des offres de base et des variantes doit s'opérer séparément. Dans un premier temps, la personne responsable du marché examine les offres conformes entre elles et les classe. Elle procède de même avec les offres variantes. Dans un deuxième temps, la personne responsable du marché compare l'offre de base la mieux classée avec la variante la plus intéressante. Cette liste n'est pas limitative; le maître de l'ouvrage pourra retenir d'autres critères s'ils sont justifiés par l'objet du marché ou ses conditions d'exécution. Spécifications des variantes 13

16 VI Période de préparation et validation de la solution variante Si pendant la période de préparation, les performances mécaniques annoncées dans la solution variante de l entreprise ne sont pas confirmées avec les constituants du chantier, l entreprise titulaire peut proposer, dans les conditions prévues à cet effet à l article 8-1 période de préparation Programme d exécution des travaux du cahier des clauses administratives particulières et de son plan assurance qualité, un réajustement du dimensionnement en fonction des performances obtenues. Commentaire : A cet effet, il conviendra d indiquer au règlement de la consultation (article 1-11, section II "objet du marché, annexe I du modèle de règlement de la consultation arrêté du 28/08/2001 J.O du 08/09/2001) que : "En cas de choix de variante le maître de l ouvrage introduira en complément de l article 8-1 du CCAP la rédaction suivante : "En complément des dispositions de l article 28-2 du C.C.A.G-travaux, le programme d exécution comporte les performances mécaniques annoncées dans l'offre. Si un réajustement du dimensionnement est à effectuer, celui-ci doit s effectuer sans modification du prix initial. Si cela n est pas possible le maître de l ouvrage doit résilier le marché en vertu de l article 49.4 du CCAG Travaux aux frais et risques de l entrepreneur et lancer un nouvel appel d offres après avoir mis en œuvre les dispositions des articles 49.1 et 49.2 du C.C.A.G-travaux. Cette précision figurera également au niveau du règlement de la consultation du marché. En cours de réalisation du marché des modifications techniques des travaux peuvent s effectuer sur proposition de l entrepreneur (article 30 du CCAGtravaux). Ces modifications, si elles sont acceptées par le maître d œuvre, n ouvrent pas droit à indemnisation au titre des travaux supplémentaires, dès lors que la solution initiale était réalisable. Il est fortement recommandé au maître d'ouvrage de s'assurer, dans le cadre de son contrôle extérieur, que les performances mécaniques des matériaux annoncées par l'entrepreneur sont bien atteintes avec les constituants du chantier. Pour cela, il est souhaitable de s'appuyer sur le laboratoire régional des ponts et chaussées de sa zone d'action. 14 Construction des chaussées neuves sur le réseau routier national

17 Annexes Annexes Cette annexe reprend les éléments contenus dans le catalogue des structures [1] et le guide de conception et de dimensionnement des chaussées [4] auxquels on pourra se référer utilement. Elle a uniquement pour objet de récapituler les données applicables sur le réseau routier national par type de structure afin de faciliter le jugement des offres. Elle présente également les combinaisons possibles Couche de base/couche de fondation autres que celles figurant déjà dans le catalogue des structures. Spécifications des variantes 15

18 16 Construction des chaussées neuves sur le réseau routier national

19 1 Caractéristiques mécaniques des matériaux normalisés Matériaux bitumineux (le coefficient de Poisson est pris égal à 0,35) E en MPa (10 C ; 10 Hz) E en MPa (15 C ; 10 Hz) ε (10 C ; 25 Hz) -1/b SN Sh (m) k c BBSG ( * ) ,25 ( ** ) 1,1 GB ,3 ( ** ) 1,3 GB ,3 ( ** ) 1,3 GB ,3 ( ** ) 1,3 EME ,25 ( ** ) 1 ( * ) Les calculs des structures ont été effectués avec les couches de roulement et de liaison assimilées à un BBSG d'épaisseur égale à l'épaisseur totale d'enrobé. ( ** ) Sh (en mètre) dépend de l'épaisseur totale d'assise mise en oeuvre : Sh = 0,01 m si h< 0,10 m Sh = 0,01 + 0,3 x (h-0,1) si 0,1 m h 0,15 m Sh = 0,025 m si h > 0,15 m Dans la schématisation de la structure on adoptera pour les couches de surface le module déterminé sur les matériaux qui seront appliqués sur le chantier ou à défaut les modules conventionnels (valeurs basses) indiqués ci-après : A 15 C et 10 Hz, le module conventionnel d un BBSG, d un BBM ou d un BBTM est de 5500 MPa, celui d un BBDr de 3000 MPa et celui d un BBME de 9000 MPa. Matériaux traités aux liants hydrauliques (le coefficient de Poisson est pris égal à 0,25) Matériaux E (Mpa) σ 6 (MPa) -1/b SN Sh (m) k c k d Grave-ciment ou Grave-liant routier ou Grave-cendres hydrauliques classe G , ,03 1,4 1 Grave-ciment classe G , ,03 1,4 ( * ) Grave-laitier prébroyé (activant sulfatique ou calcique autre que chaux) classe G ,70 13,7 1 0,03 1,5 1 Grave laitier granulé (GLg) ou grave laitier prébroyé (activant chaux) classe G ,50 12,5 1 0,03 1,5 1 Grave-cendres volantes silico-alumineuses-chaux classe G , ,03 1,5 ( * ) Sable-laitier classe S2 classe S , , ,8 0,025 1,5 1 Sable-ciment ou liant hydraulique routier classe S2 classe S , , ,8 0,025 1,5 1 ( * ) kd = 1 si la mise en oeuvre est faite en deux couches avec réalisation d'un enduit de cure sur la première kd = 0,8 dans les autres cas Spécifications des variantes 17

20 Béton de ciment (le coefficient de Poisson est pris égal à 0,25) Matériaux E (Mpa) σ 6 (MPa) -1/b SN Sh (m) k c k d BC non goujonné et non armé BC classe , ,01 1,5 1/1,7 BC goujonné ( * ) BC classe , ,01 1,5 1/1,47 BC armé en continu ( ** ) BC classe , ,01 1,5 1/1,47 Béton maigre BC classe , ,03 1,5 1 ( * ) goujons conformes à la norme NF A ( ** ) armatures conformes à la norme NF A Grave non traitée (le coefficient de Poisson est pris égal à 0,35) Couche Trafic Catégorie ( * ) E (MPa) k Emax ( ** ) (MPa) Base TC3 20 B2C1 B2C Fondation Subdivisée sous GNT TC3 20 B2C1 B2C2 E GNT [sous-couche1] = k E plate-forme support 3 2, en sous-couches de 0,25 m sous GB3 TC5 20 B2C1 B2C2 E GNT [sous-couche i] = k E GNT [sous-couche (i-1)] 3 2, ( * ) La GNT peut être classée en B2C1 si ses caractéristiques à l'essai TCR sont conformes aux valeurs indiquées dans la norme NF P ( ** ) Les valeurs de Emax retenues en fondation tiennent compte, conformément au Guide de conception et dimensionnement [1], du type de structure souple autorisé (cf 2.5 ci-avant) : GB/GNT pour les trafics TC520, et GNT/GNT pour les trafics TC Construction des chaussées neuves sur le réseau routier national

21 2 Conditions aux interfaces Le tableau ci-dessous rappelle les conditions aux interfaces entre la couche de base et la couche de fondation pour les différents types de structures. Structures bitumineuses épaisses mixtes bétons de ciment souples inverses GLp ( * ) /GLp ( * ) GC3/GC3 ou GLR/GLR ou GCH/GCH GLg ou Glp ( ** ) GC4/GC4 ou GCV/GCV SL3/SL3 (laitier prébroyé ( * ) ) SC3/SC3 (ciment ou liant routier ou cendres hydrauliques) GLp ( * ) /SL2 ou GLp ( * ) /SL3 - GC/SC2 ou GC/SC3 Conditions aux interfaces collé collé à la mise en service, décollé après la rupture du matériau traité aux liants hydrauliques décollé collé collé semi-collé collé décollé semi-collé semi-collé ( * ) activant sulfatique ou calcique autre que la chaux ( ** ) activant chaux L interface couche de surface/couche de base est collée. L interface couche de fondation/plate-forme est collée, sauf dans le cas d une couche de fondation en matériaux traités aux liants hydrauliques ou en béton sur une couche de forme traitée. 3 Couche de surface Épaisseur totale équivalente d enrobé de la couche de surface TC7, TC8 TC6 TC5 TC4, TC3 TC2 GB/GB, GB/GNT, structures mixtes EME/EME GH/GH, GH/SH 8 cm 8 cm 8 cm 8 cm 8 cm 2,5 cm 14 cm 10 cm 8 cm 6 cm 4 cm 2,5 cm sans objet 6 cm 6 cm SH sans objet sans objet sans objet 8 cm 6 cm Rappelons que les équivalences d épaisseur retenues en première approche dans le catalogue des structures [1] vis-à-vis de l apport structurel sont : 1 cm BBSG= 1 cm BBME= 1 cm de BBM= 1 cm de BBTM= 2 cm BBDr Spécifications des variantes 19

22 4 Durée de vie théorique et taux de risque Valeur des paramètres de calcul classe de trafic TC2 TC3 TC4 TC5 TC6 TC7 TC8 durée de vie théorique VRS VRNS 30 ans 20 ans chaussées souples et bitumineuses risque (en %) assises traitées et chaussées béton 12,5 10 7,5 5 2,5 1 1 fondation des structures mixtes Le dimensionnement des structures de chaussée s'appuie sur une démarche probabiliste, prenant en compte les distributions aléatoires de 2 paramètres : l'épaisseur des couches lors de l'exécution des travaux ; les résultats d'essais en fatigue. Chacune de ces variables est supposée suivre une loi de distribution normale (gaussienne). 5 Épaisseur d utilisation des matériaux par couche Épaisseurs nominales minimales et maximales de mise en oeuvre des matériaux d'assise (cm) au bord droit de la chaussée, notées HND GB 0/14 0/20 0/10 EME 0/14 0/20 GH 0/20 SH 0/14 GNT(*) 0/20 BAC BCg BC5 BC2 mini ( *** ) ( *** ) maxi ( ** ) 45 ( ** ) 32 ( ** ) 35 ( ** ) ( * ) utiliser une GNT 0/14 pour une couche de réglage de 10 cm. ( ** ) ces épaisseurs nécessitent un atelier de compactage adapté. ( *** ) épaisseur minimale au bord droit : 15 cm en couche de base ou en couche de fondation sur PF4 ; 18 cm en couche de fondation sur PF3 ; 20 cm en couche de fondation sur PF2. Lorsque l épaisseur nominale est proche du minimum ou du maximum, les dispersions d'épaisseur à la mise en oeuvre peuvent conduire à une épaisseur réelle en place s'écartant ponctuellement de la fourchette. 20 Construction des chaussées neuves sur le réseau routier national

23 6 Vérification au gel-dégel La structure variante doit faire l objet d une vérification au gel-dégel en prenant en compte l indice de gel de référence ainsi que les caractéristiques de la plate-forme indiquées dans le descriptif du marché. Cette vérification se fera conformément au chapitre 5, partie VI, du guide de conception et de dimensionnement des chaussées [4] et au chapitre 5 de la notice d utilisation du catalogue des structures (édition 1998) [1] ( * ). Pour un calcul plus précis de l'indice de gel admissible de la chaussée IA, on pourra avoir recours au code de calcul GEL1D [5]. 7 Préfissuration et systèmes retardant la remontée des fissures Pour les structures à assises traitées aux liants hydrauliques la préfissuration est obligatoire pour la couche de base : lorsque le trafic cumulé est supérieur à TC6 ; lorsque celle-ci est en grave-ciment de classe G4 (ou de classe supérieure) quel que soit le trafic. Elle est vivement conseillée dans les autres cas. L utilisation de systèmes retardant la remontée des fissures est possible mais se fait dans tous les cas en complément de la préfissuration. Pour les structures à assises traitées aux liants hydrauliques, lorsque l épaisseur totale de la couche de surface préconisée est de 14 cm, l utilisation d un système retardant la remontée des fissures permet de diminuer cette épaisseur totale de la couche de surface de 14 cm à 10 cm (limite absolue). 8 Limites d emploi des familles de structure Les limites d emploi des familles de structure sont les mêmes que celles affichées dans le catalogue des structures de chaussées neuves [1]. 9 Combinaisons possibles couche de base - couche de fondation Pour les structures bitumineuses épaisses et semi-rigides, le catalogue [1] ne propose des fiches qu avec des matériaux identiques en couche de base et couche de fondation. Pour ces deux familles de structure, dans le cadre d une variante, les possibilités de combiner des matériaux de couche de base et de fondation différents sont les suivantes : structures bitumineuses épaisses semi-rigides combinaisons autorisées en variante ( ** ) GB2/GB3, GB3/GB4, GB2/EME2, GB3/EME2, GB4/EME2 GC3/GC4, GLg/GLp, GLp/GCV, GLg/GCV (**) xxx/yyy = couche de base / couche de fondation En plus des combinaisons énumérées ci-dessus sont autorisées toutes les structures faisant l objet d une fiche régionale validée par le SETRA et le LCPC ainsi que la structure BBTM/BAC/GB3 après accord du SETRA. (*) On notera que dans le catalogue et en s en référant au guide de conception et de dimensionnement, on a : QB=Qg + Qng = QPF - QM Spécifications des variantes 21

24 Bibliographie [1] Réseau routier national - Catalogue des structures types de chaussées neuves. Bagneux : Setra ; Paris : LCPC, octobre [2] Enrobés hydrocarbonés à chaud Guide d application des normes pour le réseau routier national. Bagneux : Setra ; Paris : LCPC, décembre 1994, 2 vol., 49+97p. [3] Réalisation des remblais et des couches de forme GTR Guide technique Bagneux : Setra ; Paris : LCPC, septembre 1992, 2 vol., p. [4] Conception et dimensionnement des structures de chaussées. Guide technique. Bagneux : Setra ; Paris : LCPC, décembre Pag. Multiple. [5] GEL1D Modélisation monodimensionnel de la congélation de structures de chaussées multicouches (logiciel) Paris : LCPC, septembre Construction des chaussées neuves sur le réseau routier national

25 Glossaire Les notations et abréviations sont regroupées par thème : matériaux catégories de voies trafic paramètres de dimensionnement support de chaussée tenue au gel/dégel coupe transversale autres organismes BAC BB BBDr BBM BBMa BBME BBS BBSG BBTM BCi BCig CD CS CV EMEi GBi GCH GCi GCV GH Gi et Si GLg GLp GLR GNT (BiCj) LTCC MTLH SCi SH SLi (ou SLp i ) Matériaux béton armé continu béton bitumineux béton bitumineux drainant béton bitumineux mince béton bitumineux mince de classe a béton bitumineux à module élevé béton bitumineux pour chaussée souple à faible trafic béton bitumineux semi-grenu béton bitumineux très mince béton de ciment de classe i béton de ciment goujonné de classe i couche drainante couche de surface cendres volantes enrobé à module élevé de classe i grave-bitume de classe i grave-cendre hydraulique grave-ciment de classe i grave-cendres volantes silico-alumineuses-chaux grave traitée aux liants hydrauliques classes des matériaux grave-laitier granulé grave-laitier préboyé grave traitée aux liants routiers grave non traitée (de type Bi et de classe mécanique Cj) limon traité à la chaux-ciment matériaux traités aux liants hydrauliques sable traité au ciment de classe i sables traités aux liants hydrauliques sable traité au laitier (préboyé) de classe i Spécifications des variantes 23

26 Catégories de voies ARNC LACRA RN VRNS VRS VRU autoroute non concédée liaison assurant la continuité du réseau autoroutier route nationale voie du réseau non structurant voie du réseau structurant voie rapide urbaine Trafic C coefficient de cumul CAM coefficient d agressivité structurelle moyenne d un poids lourd par rapport à l essieu de référence d durée de dimensionnement initiale de la chaussée MJA moyenne journalière annuelle NCU nombre de véhicules de charge utile supérieure à 50 kn NE nombre d essieux équivalents NPTAC nombre de véhicules de PTAC supérieur à 35 kn PL poids lourd (véhicule de plus de 35 kn de PTAC) PTAC poids total autorisé en charge t taux de croissance linéaire annuelle du trafic lourd (%) SATL station d analyse du trafic lourd SIREDO système informatisé de recueil des données T 1998 trafic poids lourds MJA en 1998 sur la voie la plus chargée TCi 20 i ème classe de trafic cumulé sur 20 ans TCi 30 i ème classe de trafic cumulé sur 30 ans VRNS voie du réseau non structurant VRS voie du réseau structurant Paramètres de dimensionnement ν coefficient de Poisson γ masse volumique apparente (kg/m 3 ) σ 6 contrainte pour laquelle la rupture par traction en flexion sur éprouvette de 360 jours est obtenue pour 10 6 cycles (MPa) ε 6 (10 C, 25 Hz) déformation pour laquelle la rupture conventionnelle en flexion sur éprouvette est obtenue au bout de 10 6 cycles avec une probabilité de 50%, à 10 C et 25 Hz λ g conductivité thermique du matériau gelé (W/m 2. C) λ ng conductivité thermique du matériau non gelé (W/m 2. C) ε z déformation verticale maximale ε z, adm déformation verticale admissible en compression b pente de fatigue du matériau exprimée sous forme d une loi bi-logarithmique E module d Young (MPa) coefficient de calage k c 24 Construction des chaussées neuves sur le réseau routier national

27 k d coefficient tenant compte des discontinuités des structures de chaussées rigides et de l incidence des gradients thermiques pour les chaussées en béton k r coefficient ajustant la valeur de déformation ou de contrainte admissible en fonction du risque de calcul et des facteurs de dispersion k s coefficient de prise en compte d hétérogénéités locales de portance de la couche non liée sous-jacente r risque de calcul (%) Sh écart-type sur l épaisseur de la couche de matériau mise en oeuvre (m) SN écart-type sur le logarithme du nombre de cycles entraînant la rupture par fatigue w teneur en eau (%) Support de chaussée A, B, C, D, R, F classes des sols et matériaux rocheux (cf. Guide technique "Réalisation des remblais et des couches de forme") AR arase de terrassement ARi classe de portance à long terme de l arase de terrassement EV 2 module à la plaque au second cycle de chargement Ip indice de plasticité (%) PFi classe de portance à long terme de la plate-forme support de chaussée PST partie supérieure des terrassements R t résistance à la traction directe (MPa) VBS valeur de bleu de méthylène d un sol (g de bleu pour 100g de sol) Tenue au gel/dégel A n coefficient dépendant de la nature du matériau de couche de forme ( ( C x jours) / cm) HE hiver exceptionnel h n épaisseur de matériaux non gélifs de la plate-forme (cm) h p épaisseur de matériaux peu gélifs de la plate-forme (cm) HRNE hiver rigoureux non exceptionnel IA indice de gel admissible de la chaussée ( C jours) IR indice de gel atmosphérique de référence ( C jours) p pente obtenue à l essai de gonflement (mm / ( C x heure)) QB quantité de gel admissible à la base de la chaussée ( ( C x jours)) Q g quantité de gel admissible en surface des matériaux gélifs ( ( C x jours)) Q ng protection thermique apportée par les matériaux non gélifs de la plate-forme ( ( C x jours)) SG classe de sensibilité au gel : - SGn : matériau non gélif - SGp : matériau peu gélif - SGt : matériau très gélif Spécifications des variantes 25

28 H BAU BD BM CS HND HNG m S TPC Coupe transversale variation transversale d épaisseur des couches d assise bande d arrêt d urgence bande dérasée (BDG : bande dérasée de gauche, BDD : bande dérasée de droite) bande médiane couche de surface épaisseur nominale au bord droit épaisseur nominale au bord gauche marquage de rive surlargeur structurelle de chaussée portant le marquage de rive (m) terre plein central LR PI PS e b e v a Ca n D n CF ES J JL JT RS IQRN DES Autres notations ligne rouge passage inférieur passage supérieur épaisseur totale de la solution de base variante d épaisseur taux d actualisation coefficient d actualisation dépense d entretien à l année n scellement ou pontage de fissures enduit superficiel réfection des joints transversaux et longitudinaux réfection des joints longitudinaux réfection des joints transversaux réfection de la couche de surface (BBTM, enrobé drainant ou recyclage en place) Image Qualité du Réseau National Division Exploitation Sécurité Organismes CERTU CETE DR LCPC SETRA Centre d études sur les réseaux, les transports, l urbanisme et les constructions publiques Centre d études techniques de l Equipement Direction des Routes Laboratoire central des Ponts et Chaussées Service d études techniques des routes et autoroutes 26 Construction des chaussées neuves sur le réseau routier national

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