Préparation des supports en grave émulsion. Rennes 18/10/ Entretien des couches de surface et techniques à froid 1

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1 Préparation des supports en grave émulsion Rennes 18/10/ Entretien des couches de surface et techniques à froid 1

2 Points abordés : - Contexte et rappel de la politique d entretien du CG35 - Présentation de la fabrication et mise en œuvre de - Illustrations sur quelques chantiers(rd125 - RD44) - Echange avec le public Rennes 18/10/ Entretien des couches de surface et techniques à froid 2

3 Préambule une bonne stratégie d entretien consiste à appliquer les bons produits au bon endroit et au bon moment. (Le Moniteur du 28 septembre 2012) Rennes 18/10/ Entretien des couches de surface et techniques à froid 3

4 LE RESEAU Un réseau hétérogène Le réseau routier du CG35 c est 5200 km de routes classées en 4 catégories : km de réseau structurant (cat A, B et C) km de maillage local (cat D) Un réseau très hétérogène composé à la fois de 2 * 2 importantes et de petites RD de rases campagnes. RD137 au nord de Rennes : véhicules / jour en moyenne sur l année. Rennes 18/10/ Entretien des couches de surface et techniques à froid 4

5 Le budget de l entretien des routes Le Budget annuel 2012 de 11 Millions d euros en investissement réparti en 3 catégories : - Le Traitement préventif qui concerne les routes de catégorie A, B, C modernisées. (950 km concerné ; budget annuel de 5.5 millions d euros) - Les rechargements sur le réseau structurant qui concernent les routes de catégorie A, B, C non modernisées. (400 km concerné; budget annuel de 1.5 millions d euros) - Les rechargements sur le réseau de catégorie D. (3 850 km ; budget annuel de 4 millions d euros) Rennes 18/10/ Entretien des couches de surface et techniques à froid 5

6 Outils d aide à la décision Un choix technique qui s appuie sur Le règlement de la voirie départementale qui préconise pour chaque catégorie de route des techniques à privilégier et des cycles de renouvellement à respecter. Les propositions des acteurs de terrain qui peuvent être différentes du règlement de la voirie départementale compte tenu de situations particulières. Une grille d évaluation de l état des chaussée est utilisée par chaque technicien. Les études de diagnostic de l état des chaussées qui sont confiées à un laboratoire principalement pour le réseau préventif (environ 20 à 25 sections étudiées par an). Rennes 18/10/ Entretien des couches de surface et techniques à froid 6

7 FICHE DE RELEVE DES DEGRADATIONS ET DEFORMATIONS ARD : Opérateur : Date : Abscisses (sens +) N route : Type de structure : Trafic : Largeur de la chaussée Déformations nombre de croix par ligne Orniérage (préciser si fluage) Affaissements de rives Faïençage Fissures longitudinales Dégradations Rennes 18/10/ Entretien des couches de surface et techniques à froid 7

8 Une nouvelle approche de l entretien routier Dans cadre l agenda 21, la collectivité souhaite promouvoir le développement durable et s engager dans des actions concrètes avec les objectifs suivants : - Favoriser le développement des techniques économes en énergie et en ressources. - Améliorer les conditions de travail des agents chargés de réaliser les travaux. - Maitriser les coûts liés à l entretien des chaussées Rennes 18/10/ Entretien des couches de surface et techniques à froid 8

9 Les travaux en 2012 Surface par technique Techniques à l'émulsion de bitume (en m2) Enduit superficiel Enrobés coulé à froid Grave émulsion + Enduit superficiel Techniques au bitume pur ou modifié (en m2) Enduit superficiel BB ou GB à chaud Enrobés tièdes avec Fraisats sous total Total en m Total en pourcentage 63 % 37 % * Surface de PATA réalisée en 2012 : m2 Rennes 18/10/ Entretien des couches de surface et techniques à froid 9

10 Politique d entretien sur le réseau de catégorie D Les objectif sont de : - Conserver le patrimoine (imperméabilisation et assainissement des chaussées). - Maintenir la structure de chaussée, l uni et l adhérence. Techniques préconisées : - Enduits superficiels avec ou sans reprofilage Le cycle de renouvellement est de : - 30 ans Rennes 18/10/ Entretien des couches de surface et techniques à froid 10

11 Fabrication et mise en œuvre de la dans le département d Ille et Vilaine Rennes 18/10/ Entretien des couches de surface et techniques à froid 11

12 La loi du 26/10/2009 a organisé le transfert des parcs de l Equipement aux Conseils généraux. En Ille et Vilaine, l intégration du Parc en tant que service du Département est effective depuis le 1/1/2011. Le Parc Départemental est un service public administratif. Il fonctionne sous la forme de régie autonome dotée d un budget annexe où les recettes doivent équilibrer les dépenses. Il exécute pour le compte du Département et des communes (ou groupements de communes) des prestations de voirie (Entretien de chaussées Terrassements - Voirie et réseaux divers - Dispositifs de sécurité - Signalisation routière) et il assure la fabrication et la vente de produits de revêtements routiers (Emulsions de bitume - Grave-émulsions -Enrobés à froid - Béton bitumineux à froid). Le Parc s est fortement engagé dans des démarches de certification qui visent à améliorer l organisation du travail et à réduire les impacts de ses activités sur l environnement. Il est certifié ISO 9001 et ISO14001 et il est titulaire du certificat de marquage CE pour les enduits superficiels et les émulsions de bitume. Rennes 18/10/ Entretien des couches de surface et techniques à froid 12

13 Depuis 1991, Le Parc Départemental d Ille et Vilaine fabrique et met en œuvre des grave-émulsions sur le réseau routier départemental (essentiellement de catégorie D) et sur le réseau communal. La fabrication du produit est assurée par l usine de Noyal-Chatillon sur Seiche située près de Rennes avec l appui technique du L.R.P.C. de St Brieuc et du S.M.E.R. (laboratoire routier interne au CG35). En 2011, tonnes de grave-émulsion ont été fabriquées et mises en œuvre par le Parc Départemental, ce qui représente un peu plus de m2 de surface traitée en technique «grave-émulsion et enduit à l émulsion de bitume». Rennes 18/10/ Entretien des couches de surface et techniques à froid 13

14 - Définition de la grave-émulsion La grave-émulsion est un matériau préparé à partir d un mélange d émulsion de bitume à rupture lente, de granulats et d eau, dosés et malaxés à froid. Elle est élaborée dans des centrales de malaxage fixes ou mobiles. Le produit est fabriqué et répandu à température ambiante. C est un produit stockable destiné aux couches structurantes, aux reprofilages et aux réparations localisées. Dans le département d Ille et Vilaine, la grave-émulsion est essentiellement utilisée en reprofilage de chaussées avec une formulation 0/10. Plusieurs opérations ont aussi été réalisées avec de la grave-émulsion structurante 0/14 notamment lors de chantiers expérimentaux Rennes 18/10/ Entretien des couches de surface et techniques à froid 14

15 - Quelques références normatives techniques La norme XP P définit les graves-émulsion utilisées en reprofilage, en renforcement ou en construction de chaussée. Elle fixe les caractéristiques du produit et précise leurs conditions de fabrication et de mise en œuvre. Rennes 18/10/ Entretien des couches de surface et techniques à froid 15

16 - Quelques références normatives et techniques La norme NF P définit la fabrication, le transport et la mise en œuvre des enrobés hydrocarbonés à froid utilisés en couche de roulement, en couche de liaison, en couche d assise et en reprofilage. Rennes 18/10/ Entretien des couches de surface et techniques à froid 16

17 - Quelques références normatives et techniques La nouvelle édition (septembre 2006) du livre de référence sur les émulsions de bitume éditée par la S.F.E.R.B et l U.S.I.R.F. qui consacre un chapitre complet à la description, l étude de formulation, la fabrication et la mise en œuvre de la grave-émulsion. Rennes 18/10/ Entretien des couches de surface et techniques à froid 17

18 - Quelques références normatives et techniques La note d information n 97 du SETRA d avril 1997 décrit la technique des grave-émulsions et donne des éléments sur les constituants, la formulation, les conditions de fabrication et de mise en œuvre, les contrôles et les propriétés et performances de la grave-émulsion. Rennes 18/10/ Entretien des couches de surface et techniques à froid 18

19 - Fabrication de la grave-émulsion Rennes 18/10/ Entretien des couches de surface et techniques à froid 19

20 - Formulation de la grave-émulsion - La formule granulaire continue de la grave-émulsion 0/10 est constituée de sable 0/2, de gravillons 2/4, de gravillons 4/6.3 et de graviers 6.3/10. Ces granulats doivent être conformes à la norme européenne NF EN et aux critères des articles 7 et 8 de la norme NF P L émulsion d enrobage à 60% de bitume est fabriquée à partir d un liant 160/220 en conformité avec la norme NF EN Le produit fini a une teneur en liant résiduel de 4,2%. - L eau d apport est ajoutée à raison d environ 4% pour une teneur en eau globale de 6 à 7%. - Dans le cadre de notre démarche Qualité, des contrôles de conformité sont systématiquement effectués sur les constituants et sur les fabrications de la grave-émulsion tout au long de la saison. Rennes 18/10/ Entretien des couches de surface et techniques à froid 20

21 - Constitution de la centrale de grave-émulsion 4 trémies avec prédoseurs pour le sable et les granulats une cuve à émulsion d enrobage avec groupe de dosage un système de dosage et d arrosage pour l eau d apport un tapis élévateur pour l alimentation du malaxeur un malaxeur à palettes avec trémie anti-ségrégation une cabine de commande et un logiciel de gestion et de contrôle Rennes 18/10/ Entretien des couches de surface et techniques à froid 21

22 - Constitution de la centrale de grave-émulsion Rennes 18/10/ Entretien des couches de surface et techniques à froid 22

23 - Fabrication de la grave-émulsion Les silos de stockage et les trémies à granulats Rennes 18/10/ Entretien des couches de surface et techniques à froid 23

24 - Fabrication de la grave-émulsion Les trémies, le tapis collecteur et les cuves à émulsions Rennes 18/10/ Entretien des couches de surface et techniques à froid 24

25 - Fabrication de la grave-émulsion Le tapis-élévateur et le malaxeur avec trémie anti-ségrégation Rennes 18/10/ Entretien des couches de surface et techniques à froid 25

26 - Fabrication de la grave-émulsion Le chargement sous trémie et la pesée sur pont-bascule Rennes 18/10/ Entretien des couches de surface et techniques à froid 26

27 - Mise en œuvre de la grave-émulsion 27

28 - Mise en œuvre de la grave-émulsion La grave-émulsion 0/10 est essentiellement utilisée en reprofilage de chaussée pour reprendre le profil transversal et longitudinal de la route. Les caractéristiques du produit permettent de s adapter aux variations d épaisseur de mise en œuvre, de travailler en très faible épaisseur et de réaliser un reprofilage «à zéro». Les dosages mis en œuvre sont de l ordre de 50 kg/m2 en moyenne en fonction de l état des chaussées et du niveau de résultat souhaité. La grave-émulsion 0/14 est particulièrement adaptée pour les renforcements de chaussée avec des épaisseurs plus importantes (jusqu à 12 cm) Rennes 18/10/ Entretien des couches de surface et techniques à froid 28

29 - Constitution d un atelier de mise en œuvre de grave-émulsion : - un camion-porteur avec balayeuse frontale et tonne à eau - une répandeuse à liant à rampe télescopique de 6m - des camions-bennes (6x2x4, 6x4, 8x4, semi-bennes) équipés de chaînes pour le déchargement en cordon de la grave-émulsion. - une niveleuse équipée de joues latérales sur la lame - un compacteur 10t/12t vibrant mixte (bille et pneus) - un compacteur à pneus 21t/24t Rennes 18/10/ Entretien des couches de surface et techniques à froid 29

30 - Les différentes phases de la mise en œuvre : - un balayage et un nettoyage soigné du support - l application d une couche d accrochage à l émulsion de bitume - le déchargement des camions à l avancement - la mise en œuvre de la grave-émulsion à la niveleuse - le compactage intensif essentiellement au compacteur à pneus - l exécution d un cloutage au gravier (pré-gravillonnage) - la réalisation d un enduit bicouche à l émulsion de bitume 69% pure ou modifiée aux polymères - le calage des accotements en GNT - le balayage des rejets par aspiration Rennes 18/10/ Entretien des couches de surface et techniques à froid 30

31 - Mise en œuvre de la grave-émulsion Le balayage préalable de la chaussée Le nettoyage préalable de la chaussée est impératif avant tout répandage du produit. Cette opération consiste en un balayage mécanique du support avec un camion-porteur équipé d une balayeuse frontale et d une tonne à eau. La mise en œuvre de la grave-émulsion peut être réalisée sur un support humide. Rennes 18/10/ Entretien des couches de surface et techniques à froid 31

32 - Mise en œuvre de la grave-émulsion Le balayage préalable de la chaussée Rennes 18/10/ Entretien des couches de surface et techniques à froid 32

33 - Mise en œuvre de la grave-émulsion La couche d accrochage La couche d accrochage est réalisée de manière continue et régulière par une répandeuse à liant classique. Elle est de faible dosage en liant (200 à 300 g/m2) mais s avère nécessaire à la liaison de la grave-émulsion avec le support notamment lors de la mise en œuvre en faible épaisseur ou sur des tracés sinueux. Rennes 18/10/ Entretien des couches de surface et techniques à froid 33

34 - Mise en œuvre de la grave-émulsion La couche d accrochage Rennes 18/10/ Entretien des couches de surface et techniques à froid 34

35 - Mise en œuvre de la grave-émulsion Le déchargement des camions Le déchargement des matériaux doit être soigneusement réalisé pour faciliter le travail de la niveleuse et éviter une ségrégation du produit. Tous les véhicules de transport sont équipés de chaînes sur les portes arrières des bennes, ce qui permet de déposer la grave-émulsion en cordon régulier et uniforme sur la chaussée en adaptant la vitesse d avancement du camion. Rennes 18/10/ Entretien des couches de surface et techniques à froid 35

36 - Mise en œuvre de la grave-émulsion Le déchargement des camions à l avancement Rennes 18/10/ Entretien des couches de surface et techniques à froid 36

37 - Mise en œuvre de la grave-émulsion La mise en œuvre à la niveleuse Le reprofilage des chaussée en grave-émulsion s effectue avec une niveleuse dont la lame est équipée de joues latérales. Cet équipement permet l accumulation de la grave devant la lame et évite le fluage des matériaux vers l accotement lors de la mise en œuvre. Le nombre de passes de la niveleuse doit être le plus faible possible pour éviter la ségrégation du produit. Rennes 18/10/ Entretien des couches de surface et techniques à froid 37

38 - Mise en œuvre de la grave-émulsion La mise en œuvre à la niveleuse Rennes 18/10/ Entretien des couches de surface et techniques à froid 38

39 - Mise en œuvre de la grave-émulsion La mise en œuvre à la niveleuse Rennes 18/10/ Entretien des couches de surface et techniques à froid 39

40 - Mise en œuvre de la grave-émulsion Le compactage Le compactage vise à obtenir une densification et une montée en cohésion maximales de la grave-émulsion. Il est réalisé avec un atelier comprenant un compacteur mixte vibrant 10t/12t et un compacteur à pneus 21t/24t. Dans des conditions normales de mise en œuvre, le plan de compactage prévoit 2 passes de vibrant qui permettent de «serrer» le produit et 15 à 20 passes de compacteur à pneus. Un arrosage léger des pneumatiques est nécessaire pour éviter tout risque de collage. Rennes 18/10/ Entretien des couches de surface et techniques à froid 40

41 - Mise en œuvre de la grave-émulsion Le compactage Rennes 18/10/ Entretien des couches de surface et techniques à froid 41

42 - Mise en œuvre de la grave-émulsion La grave-émulsion, quelque soit le procédé de fabrication et de mise en œuvre, ne constitue pas une couche de roulement. Après quelques jours de séchage et de «murissement», un enduit superficiel est réalisé avec une émulsion de bitume dosée à 69% pure ou modifiée aux polymères. Ce revêtement bicouche de finition 4/6 ou 2/4 est précédé d un prégravillonnage 10/14 ou 6/10 pour poinçonner et homogénéiser le support. Rennes 18/10/ Entretien des couches de surface et techniques à froid 42

43 - Fiche technique G.E. du Parc Départemental Rennes 18/10/ Entretien des couches de surface et techniques à froid 43

44 RD 44 - Bruz / Goven Expérimentation d une grave émulsion structurante 0/14 Rennes 18/10/ Entretien des couches de surface et techniques à froid 44

45 1- Le cadre de l expérimentation Dans le cadre de son «agenda 21», le Conseil Général 35 s engage dans une gestion durable des infrastructures routières. L IFSTTAR (ex Laboratoire Central des Ponts et Chaussées - LCPC) travaille sur un programme de recherche désigné sous le nom d OPTIMIRR (OPTImisation de Matériaux routiers économes et Incorporant des Recyclés de la Route) C est dans ce cadre que le CG35 et l IFSTTAR ont signé un contrat de collaboration scientifique (note CP du 25/02/09) pour la réalisation d un chantier expérimental sur la RD 44. Rennes 18/10/ Entretien des couches de surface et techniques à froid 45

46 2- Objectif Etudier à court, moyen et long terme le comportement d une structurante 0/14 mise en œuvre au finisseur sur 12 cm d épaisseur. Pour cela de nombreux capteurs sont mise en place au cœur de la chaussée qui permettront de suivre les évolutions du matériau. Rennes 18/10/ Entretien des couches de surface et techniques à froid 46

47 3- Les grandes étapes du projet Le CG 35 sélectionne puis met à disposition une section de route qui répond à des caractéristiques requises : trafic (T3), caractéristiques géométriques (ligne droite de 300 m), exposition (pas de zone ombragée sur la section). L IFSTTAR (ex LCPC) réalise le programme technique avec les LR (LR Saint- Brieuc et LR Autun) et l USIRF (l Union des Syndicats de l Industrie Française) L USIRF est partenaire de la démarche, notamment pour la fourniture de certains capteurs utilisés dans la chaussée. Les LR assurent les campagnes de mesures et le suivi du comportement. Le Parc Départemental réalise les travaux préparatoires (assainissement et génie civil) puis fabrique et met en œuvre la grave-émulsion structurante. Rennes 18/10/ Entretien des couches de surface et techniques à froid 47

48 4 - Les dates importantes Signature du contrat de collaboration scientifique entre le LCPC et le CG35 : Note CP du 25/02/2008. Validation de la section retenue : Choix du RD 44 (Bruz / Goven) le 05/03/2008 par l ensemble des partenaires. Réalisation du chantier : le 03 juillet Rennes 18/10/ Entretien des couches de surface et techniques à froid 48

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51 Un exemple de réalisation La RD125 Rennes 18/10/ Entretien des couches de surface et techniques à froid 51

52 Localisation de la section : La RD 125 est une route de catégorie C qui se situe à 30 km à l ouest de Rennes la section de la RD125 entre Saint-Méen le-grand et Boisgervilly. Rennes 18/10/ Entretien des couches de surface et techniques à froid 52

53 Descriptif de la section : - La section retenue au programme 2011 fait 3.7 km et représente m2 - Elle se situe entre 2 sections réalisées en BBSG 0/10. - Le trafic est de 1766 (tous véhicules confondus) soit T3- Rennes 18/10/ Entretien des couches de surface et techniques à froid 53

54 Solution de travaux initiale Dans la continuité des travaux réalisés précédemment en BBSG, la proposition du LR de St-Brieuc est la suivante : - un reprofilage généralisé en BBSG 0/10 - Un renforcement structurel localisé ( 6 cm de BBSG) - Une couche de roulement en 6 cm de BBSG pour assurer l étanchéité de la voie La quantité de matériaux nécessaire à la réalisation du chantier est estimée à T d enrobés pour un montant de Rennes 18/10/ Entretien des couches de surface et techniques à froid 54

55 Une solution alternative Compte tenu du trafic relativement «faible» de la voie (moins de 2000 véhicules par jour), le CG35 souhaite trouver une solution plus économe. Le LRPC de St-Brieuc propose alors la solution de travaux suivante : - Reprise des déformations en 0/10. (dosage moyen 50 Kg/m2) - Apport structurel localisé en 0/14. (dosage moyen 220 kg/m2 en 2 couches) - Imperméabilisation en enduit bicouche pré-gravillonné.(6/10, 4/6, finition 2/4) Une mise en œuvre de la entièrement réalisée à la niveleuse, technique traditionnelle de mise en œuvre utilisée par le Parc Départemental. Rennes 18/10/ Entretien des couches de surface et techniques à froid 55

56 Les résultats Bilan Economique : T de mise en œuvre m2 d enduit T de calage d accotement au lieu des T d enrobé prévu initialement. Le chantier est réalisé pour un montant de Soit d économie (32 %) Rennes 18/10/ Entretien des couches de surface et techniques à froid 56

57 Les résultats Bilan technique : - Mesure d uni : l analyseur de profil en long est passé sur les 3 sections (les 2 sections en BBSG et celle en GE+ES) - Les 2 techniques améliorent l uni de façon importante sur les petites et moyennes ondes par rapport à l état initial. - Durée de vie : à suivre. Rennes 18/10/ Entretien des couches de surface et techniques à froid 57

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60 Merci pour votre écoute, des questions? Rennes 18/10/ Entretien des couches de surface et techniques à froid 60