ROLE DES COUCHES DE ROULEMENT Définition Fonctions Exigences Les Enrobés Bitumineux : Formulation, Fabrication, Mise en Place - Montréal 2006 1
DEFINITION Partie supérieure de la chaussée assurant le passage du trafic Conditions durables Confort Sécurité Environnement Les Enrobés Bitumineux : Formulation, Fabrication, Mise en Place - Montréal 2006 2
COUCHES DE ROULEMENT Confort Sécurité Durabilité Climat Trafic Impact sur l Environnement Normes FONCTIONS EXIGENCES Les Enrobés Bitumineux : Formulation, Fabrication, Mise en Place - Montréal 2006 3
SECURITE - CONFORT Adhérence Uni Longitudinal et Transversal Bruit Photométrie Les Enrobés Bitumineux : Formulation, Fabrication, Mise en Place - Montréal 2006 4
SECURITE - CONFORT ADHERENCE Chaussée e SècheS Chaussée e Humide Contact sec Microrugosités Macrotexture Freinage Glissement cisaillement Drainabilité superficielle Corps de la couche Projections Retrouver le contact sec Les Enrobés Bitumineux : Formulation, Fabrication, Mise en Place - Montréal 2006 5
MECANISME DE L ADHERENCEL Les Enrobés Bitumineux : Formulation, Fabrication, Mise en Place - Montréal 2006 6
SECURITE - CONFORT Uni Longitudinal et Transversal liés : Au Support A la Technique de mise en oeuvre Les Enrobés Bitumineux : Formulation, Fabrication, Mise en Place - Montréal 2006 7
SUPPORT DE COUCHE DE ROULEMENT Déformations Admissibles Les Enrobés Bitumineux : Formulation, Fabrication, Mise en Place - Montréal 2006 8
LE CONTEXTE FRANCAIS Les Enrobés Bitumineux : Formulation, Fabrication, Mise en Place - Montréal 2006 9
CARACTERISATION DES PROPRIETES D USAGE DE ROULEMENT Les Enrobés Bitumineux : Formulation, Fabrication, Mise en Place - Montréal 2006 10
LES QUALITES D UNE D COUCHE DE ROULEMENT Assurer la SECURITE du trafic dans de bonnes conditions de CONFORT, en PROTEGEANT les assises de chaussée et le sol support Les Enrobés Bitumineux : Formulation, Fabrication, Mise en Place - Montréal 2006 11
ATTENTES DE L USAGERL SECURITE Stabilité du véhicule (notamment en courbe) Distance de freinage Visibilité (nuit, pluie, ) CONFORT Surface «roulante» Peu bruyante Faible résistance au roulement (consommation) et attentes supplémentaires du gestionnaire de la voirie. Les Enrobés Bitumineux : Formulation, Fabrication, Mise en Place - Montréal 2006 12
PROPRIETES D USAGE D EXAMINEES 1. Uni longitudinal et transversal 2. Texture et adhérence 3. Perméabilité Imperméabilité 4. Propriétés acoustiques 5. Propriétés photométriques Les Enrobés Bitumineux : Formulation, Fabrication, Mise en Place - Montréal 2006 13
UNI LONGITUDINAL Somme des écarts de la surface réelle d une chaussée par rapport au profil de référence défini par le projeteur et dont les dimensions affectent la dynamique du véhicule Domaine de l uni : longueurs d ondes comprises entre 0,5 et 50 mètres Effet sur le confort Effet sur la sécurité Effet sur la consommation des véhicules Effet sur la chaussée (surcharges dynamiques) Les Enrobés Bitumineux : Formulation, Fabrication, Mise en Place - Montréal 2006 14
UNI LONGITUDINAL suite Mesuré en France au moyen de l Analyseur de Profil en Long : APL Mode d Exploitation du signal de l APL : NBO Les Enrobés Bitumineux : Formulation, Fabrication, Mise en Place - Montréal 2006 15
UNI LONGITUDINAL suite l Analyseur de Profil en Long - A.P.L. Les Enrobés Bitumineux : Formulation, Fabrication, Mise en Place - Montréal 2006 16
PRINCIPE DE LA NOTATION PAR BANDES SONORES D ONDESD N.B.O Les Enrobés Bitumineux : Formulation, Fabrication, Mise en Place - Montréal 2006 17
UNI LONGITUDINAL DOCUMENTS DE REFERENCE Les Seuils Méthode d Essai n 46 Guide Technique Pénalités Les Enrobés Bitumineux : Formulation, Fabrication, Mise en Place - Montréal 2006 18
UNI LONGITUDINAL Travaux Neufs Spécifications (lot de contrôle de 1000m) Valeurs 130 km/h 110 km/h 90 km/h PO 100% > 6 100% > 6 100% > 6 50 notes 90% > 7 90% > 7 90% > 7 MO 100% > 7 100% > 7 100% > 6 10 notes 90% > 8 90% > 8 90% > 7 GO 100% > 8 100% > 7 100% > 5 5 notes 90% > 9 90% > 8 90% > 6 Les Enrobés Bitumineux : Formulation, Fabrication, Mise en Place - Montréal 2006 19
UNI LONGITUDINAL Travaux de Réhabilitation : Spécifications Mise en œuvre d une couche d au moins 5 cm d épaisseur (cas1) ou de 2 couches, d ont l une peut être un reprofilage général de la voie (cas2) 1 er cas 1 couche E > 5 cm 2 ème cas Spécifications PO : 100% > 5 MO : moy. Après = moy.avant 130 km/h 110 km/h 90 km/h PO 100% > 6 100% > 6 100% > 6 50 notes 90% > 7 90% > 7 90% > 7 MO 100% > 7 100% > 7 100% > 6 10 notes 90% > 8 90% > 8 90% > 7 Les Enrobés Bitumineux : Formulation, Fabrication, Mise en Place - Montréal 2006 20
UNI LONGITUDINAL Travaux d Entretien Caractère non obligatoire de l uni) Notes PO du support > 3 2 cas 1 couche E < 3 cm 1 couche 3 cm < E < 5 cm SPECIFICATIONS PO : 100% > 5 PO : 100% > 5 MO : Moy. Après = moy. Avant Les Enrobés Bitumineux : Formulation, Fabrication, Mise en Place - Montréal 2006 21
UNI TRANSVERSAL Travaux Neufs Chaque couche permet l amélioration d une gamme d onde particulière Liaison et Roulement Basse PO MO GO Forme - Fondation Les Enrobés Bitumineux : Formulation, Fabrication, Mise en Place - Montréal 2006 22 Michel Gothié Toute utilisation des supports pédagogiques en dehors de la formation ne pourra être réalisée qu'avec l'accord exprès de leur auteur.
UNI TRANSVERSAL Écart profil en travers réel d une chaussée par rapport au profil en travers théorique défini par le projeteur DEFAUTS CARACTERISTIQUES ORNIERAGE (fort trafic) FLACHES (routes secondaire) EFFETS SUR LA SECURITE Mauvais écoulement des eaux Risque d aquaplanage Effet de guidage Les Enrobés Bitumineux : Formulation, Fabrication, Mise en Place - Montréal 2006 23
UNI TRANSVERSAL Suite Le TRANSVERSOPROFILOGRAPHE STATIQUE W1 Les Enrobés Bitumineux : Formulation, Fabrication, Mise en Place - Montréal 2006 24
UNI TRANSVERSAL Suite Transverso à Laser PALAS Transverso à Ultra-Sons TUS Les Enrobés Bitumineux : Formulation, Fabrication, Mise en Place - Montréal 2006 25
L ADHERENCE Capacité à mobiliser les forces de contact pneumatique-chaussée sous l effet des sollicitations engendrées par la conduite d un même véhicule en présence d eau Les Enrobés Bitumineux : Formulation, Fabrication, Mise en Place - Montréal 2006 26
BUT DE L ADHERENCEL FREINER aussi court que possible Adhérence longitudinale Coefficient de frottement longitudinal Décélération Distance d arrêt CONSERVER la trajectoire désirée Adhérence transversale Coefficient de frottement transversal Les Enrobés Bitumineux : Formulation, Fabrication, Mise en Place - Montréal 2006 27
L ADHERENCE suite L adhérence est conditionnée par deux facteurs principaux : la MACROTEXTURE qui permet l évacuation de l eau la MICROTEXTURE qui permet l indentation de la gomme du pneumatique et génère les forces de frottement Les Enrobés Bitumineux : Formulation, Fabrication, Mise en Place - Montréal 2006 28
ADHERENCE DU REVETEMENT 10mm Grossier MACROTEXTURE 0,5 à 50 mm Fin 0,5mm Râpeux MICROTEXTURE 0 à 0,5 mm Poli Les Enrobés Bitumineux : Formulation, Fabrication, Mise en Place - Montréal 2006 29
INFLUENCES MICRO & MACROTEXTURE Chaussée Mouillée Adhérence MICRO Bonne Bonne Mauvaise Mauvaise MACRO Bonne Mauvaise Bonne Mauvaise Grossier Rapeux Fin Râpeux Grossier poli Fin poli Vitesse Les Enrobés Bitumineux : Formulation, Fabrication, Mise en Place - Montréal 2006 30
APPAREIL RUGO MACROTEXTURE (PMP) 30 80 km/h Les Enrobés Bitumineux : Formulation, Fabrication, Mise en Place - Montréal 2006 31
APPAREIL PROTEX ou TM2 MACROTEXTURE (PMP) 5 km/h Les Enrobés Bitumineux : Formulation, Fabrication, Mise en Place - Montréal 2006 32
RELATION ENTRE C.P.A. et C.F.L. (enduit superficiel) 40 km/h 80 km/h 120 km/h Coefficient de polissage accéléré du gravillon Les Enrobés Bitumineux : Formulation, Fabrication, Mise en Place - Montréal 2006 33
APPAREIL ADHERA Pneu lisse, roue bloquée, hauteur d eau 1 mm 3 Appareil en France (Lille, Bordeaux et Lyon) Les Enrobés Bitumineux : Formulation, Fabrication, Mise en Place - Montréal 2006 34
ADHERA mesure en CFL roue bloquée, pneu lisse, hauteur d eau 1 mm, 3 vitesses entre 40 et 120 km/h Les Enrobés Bitumineux : Formulation, Fabrication, Mise en Place - Montréal 2006 35
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L ADHERENCE suite MESURE DU COEFFICIENT DE FROTTEMENT TRANSVERSAL SCRIM Sideway Force Coefficient Routine Investigation Machine Pneu lisse (type moto) angle d envirage 20 hauteur d eau 0,5 mm Vitesse constante de 60 km/h 2 appareils en France Les Enrobés Bitumineux : Formulation, Fabrication, Mise en Place - Montréal 2006 43
PEUT-ON PREVOIR L ADHERENCE D UN REVETEMENT DE CHAUSSEE? INFLUENCE DES CONSTITUANTS ET DE LA FORMULATION Les Enrobés Bitumineux : Formulation, Fabrication, Mise en Place - Montréal 2006 44
FACTEURS IMPORTANTS POUR LA MACROTEXTURE CPA Micro % Sable 0/2 Micro D Micro Les Enrobés Bitumineux : Formulation, Fabrication, Mise en Place - Montréal 2006 45
QUELLES SPECIFICATIONS? Les Enrobés Bitumineux : Formulation, Fabrication, Mise en Place - Montréal 2006 46
La circulaire n 2002-39 QUELLES SPECIFICATIONS? Les Enrobés Bitumineux : Formulation, Fabrication, Mise en Place - Montréal 2006 47
CHOIX DU TYPE DE REVETEMENT SYNTHESE PAR TYPE DE PRODUIT En tenant compte d abord de la macrotexture Sans oublier la microtexture 3 niveaux de qualification + Convient bien = peut convenir Ne convient pas Non considéré (autres raisons) Les Enrobés Bitumineux : Formulation, Fabrication, Mise en Place - Montréal 2006 48
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PERMEABILITE? DRAINABILITE? IMPERMEABILITE? ETANCHEITE? DRAINABILITE SUPERFICIELLE = fonction de la Macrotexture DRAINABILITE INTERNE Doit être plus FAIBLE possible (cas général) ou la plus FORTE possible dans le cas des BB Drainants Les Enrobés Bitumineux : Formulation, Fabrication, Mise en Place - Montréal 2006 55
LE BRUIT DU TRAFIC ROUTIER Lamax mesuré en db(a) # LAeq (8h-20h) Part du bruit de contact pneumatique-chaussée 2 nd rapport de boite Bruit Pneu / Chaussée : 70% Bruits Mécaniques : 65% A partir du 4 ème rapport de boite Bruit Pneu / Chaussée : 70% Bruits Mécaniques : 30% Les Enrobés Bitumineux : Formulation, Fabrication, Mise en Place - Montréal 2006 56
BRUIT DE ROULEMENT Influence du type de revêtement Les Enrobés Bitumineux : Formulation, Fabrication, Mise en Place - Montréal 2006 57
DISSOCIATION DES FONCTIONS DES COUCHES ASSISE = STRUCTURE Les Enrobés Bitumineux : Formulation, Fabrication, Mise en Place - Montréal 2006 58
DISSOCIATION DES FONCTIONS DES COUCHES (> 15 ans) EME Assises «Fondation + base» Module suffisant pour réduire la contrainte sur le sol, Bonne résistance à la fatigue, Excellente stabilité (très bonne résistance à l orniérage) BBTM Couche de roulement : propriétés des surfaces Texture et adhérence Résistance à l eau (imperméabilisation, désenrobage) Visibilité Réduction des bruits de roulement Les Enrobés Bitumineux : Formulation, Fabrication, Mise en Place - Montréal 2006 59
IMPORTANCE DU COLLAGE DES COUCHES CHAUSSEE : Structure multicouche devant fonctionner comme une poutre monolithique pour réduire les contraintes dans les différentes couches et conserver un bon comportement en fatigue Dessin des contraintes : collé / non collé Les Enrobés Bitumineux : Formulation, Fabrication, Mise en Place - Montréal 2006 60
CHOISIR UNE TECHNIQUE DE COUCHE DE ROULEMENT Les Enrobés Bitumineux : Formulation, Fabrication, Mise en Place - Montréal 2006 61
OUVRAGES CONCERNES Chaussées neuves, réhabilitation, entretien Les Autoroutes et les routes nationales Les routes départementales et communales La voirie urbaine Les routes et plates-formes industrielles Les pistes d aérodrome Les revêtements d ouvrage d art Les pistes sportives COUCHE DE ROULEMENT = COUCHE DE SURFACE + COUCHE DE LIAISON Les Enrobés Bitumineux : Formulation, Fabrication, Mise en Place - Montréal 2006 62
LES TECHNIQUES DISPONIBLES PRODUITS TRES NOMBREUX Enduits superficiels, enrobés coulé à froid Bétons Bitumineux ultra minces, très minces, minces Bétons Bitumineux semi grenus, Bétons Bitumineux drainants Bétons Bitumineux aéronautiques, Bétons Bitumineux souples Bétons Bitumineux cloutés, Bétons Bitumineux à module élevé Les Enrobés Bitumineux : Formulation, Fabrication, Mise en Place - Montréal 2006 63
LES DIFFERENTES FAMILLES Béton Bitumineux Très Mince NF P 98-137 / Mai 2001 Béton Bitumineux Mince NF P 98-132 / Juin 2001 Béton Bitumineux Drainant NF P 98-134 / Juin 2000 Béton Bitumineux semi-grenu NF P 98-130 / Nov. 1999 Béton Bitumineux à Module Elevé NF P 98-141 / Nov. 1999 Béton Bitumineux Aéronautique NF P 98-131 / Nov. 1999 Béton Bitumineux Chaussée souple NF P 98-136 / Dec. 1991 Les Enrobés Bitumineux : Formulation, Fabrication, Mise en Place - Montréal 2006 64
STRUCTURE D UNE D NORME Références normatives Terminologie, abréviations, classification Condition d emploi : état support et épaisseur d utilisation Caractéristiques des composants : granulat, fine, liant, additif, agrégat Caractéristiques du mélange : composition, épreuve de formulation, performance Fabrication, Mise en Œuvre Performances in-situ : Pourcentage de vide, Macro texture Les Enrobés Bitumineux : Formulation, Fabrication, Mise en Place - Montréal 2006 65
LES DIFFERENTES GRANULOMETRIES Les Enrobés Bitumineux : Formulation, Fabrication, Mise en Place - Montréal 2006 66
BETONS BITUMINEUX TRES MINCE Les Enrobés Bitumineux : Formulation, Fabrication, Mise en Place - Montréal 2006 67
DOMAINE D EMPLOI Destination Renouvellement de la couche de roulement en entretien Dissocier les fonctions en construction et réhabilitation Trafic Tous Trafics Epaisseur Moyenne : 2 à 3 cm (45 à 65 kg/m²) Mini : 1,5 cm Contre indication d emploi Mise en œuvre manuelle, giratoire Les Enrobés Bitumineux : Formulation, Fabrication, Mise en Place - Montréal 2006 68
ETAT DU SUPPORT Déflexions Trafic < T3 < 100/100 m Trafic T2 < 80/100 m Trafic T1 < 65/100 m Trafic > T0 < 50/10 m Orniérage < 1 cm Les Enrobés Bitumineux : Formulation, Fabrication, Mise en Place - Montréal 2006 69
CARACTERISTIQUES DE COMPOSITION Granularité 0/6 et 0/10 généralement discontinues Classe Liant 1 et 2 selon le pourcentage de vides Bitume pur ou liant modifié Ajouts Eventuels Fibres ou autres Les Enrobés Bitumineux : Formulation, Fabrication, Mise en Place - Montréal 2006 70
ESSAI DE COMPACTAGE Essai à la Presse à Cisaillement C 25 mini Maxi 0/6 Cl1 Cl2 > 12 > 20 < 20 < 25 0/10 Cl1 Cl2 > 10 > 18 < 18 < 25 Les Enrobés Bitumineux : Formulation, Fabrication, Mise en Place - Montréal 2006 71
PERFORMANCES MECANIQUES Essais sur BBTM 0/6 ou 0/10 Essai Duriez à 18 C (NF P 98-251-1) Rapport : r (en Mpa) / R (en Mpa) Essai de stabilité mécanique (NF P 98-253-1) Profondeur de déformation en % de l épaisseur de la dalle pour une dalle de 5 cm d épaisseur pour 3000 cycles et à 60 C, à un pourcentage de vide compris : - de 9 à 16 % pour le BBTM 0/10 - de 16 à 22 % pour le BBTM 0/6 Classe 1 et classe 2 0.80 15 % 20 % Les Enrobés Bitumineux : Formulation, Fabrication, Mise en Place - Montréal 2006 72
TRAVAUX PREPARATOIRES ET ANNEXES Préparation du support Remise en profil régulier si nécessaire par apport de matériaux ou fraisage Fraisage de la signalisation horizontale en résine thermoplastique Les Enrobés Bitumineux : Formulation, Fabrication, Mise en Place - Montréal 2006 73
FABRICATION & MISE EN OEUVRE Conditions météorologique Température > 5 C Vent inférieur à 30 Km/h si température < 10 C Couche d accrochage Emulsion au bitume pur ou modifié au dosage de 300 à 400 g/m² de liant résiduel Compactage Cylindre à jantes lisses Les Enrobés Bitumineux : Formulation, Fabrication, Mise en Place - Montréal 2006 74
PERFORMANCES ATTENDUES Adhérence Bonne à très bonne selon granularité Réduction des projections d eau Moyenne à bonne selon classe Réduction du bruit de roulement Bonne à très bonne pour les 0/6 Moyenne à bonne pour les 0/10 Résistance à l Orniérage Sans objet Les Enrobés Bitumineux : Formulation, Fabrication, Mise en Place - Montréal 2006 75
PERFORMANCES ATTENDUES suite Résistance au cisaillement Moyenne Amélioration de l Uni Bonne à moyenne Aptitude à limiter la remontée des fissures Ne convient pas Les Enrobés Bitumineux : Formulation, Fabrication, Mise en Place - Montréal 2006 76
CONTRAINTES D EXPLOITATION Viabilité Hivernale Adaptation du service hivernal Surveillance accrue Les Enrobés Bitumineux : Formulation, Fabrication, Mise en Place - Montréal 2006 77
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES Normes XP P 98-137 et NF P 98-150 Guide Guide d Application des normes Note d information du Sétra Béton Bitumineux très mince et ultra mince n 94 Avril 97 Les Enrobés Bitumineux : Formulation, Fabrication, Mise en Place - Montréal 2006 78
BETONS BITUMINEUX MINCES Les Enrobés Bitumineux : Formulation, Fabrication, Mise en Place - Montréal 2006 79
DOMAINE D EMPLOI Destination Couche de roulement et couche de liaison Trafic Tous trafics Epaisseur Moyenne 3 à 5 cm suivant type : 0/10 mm : 3 à 4 cm 0/14 mm : 3,5 à 5 cm Mini 2,5 à 3 cm suivant type Les Enrobés Bitumineux : Formulation, Fabrication, Mise en Place - Montréal 2006 80