Chapitre X :
Dimensionnement de corps de chaussée
Introduction : L’estimation estimation d’un projet routier routier ne se limite pas en un bon tracé en plan et d’un bon profil en long, en effet, une fois réalisée, elle devra résister aux agressions des agents extérieurs et a la surcharge d’exploitation : action des essieux des véhicules lourds, effets des gradients thermiques thermiques pluie, neige, verglas,! "tc! pour cela il faudra non seulement seulement assurer # la route de bonne caractéristique caractéristique géométriq géométrique ue mais aussi de bonne caractéristique
mécanique lui permettant de résister # toutes ces charges
pendant sa durée de vie! La qualité de la construction des chaussées joue # ce titre un r$le primordial, celle ci passe d’abord par une bonne reconnaissance reconnaiss ance du sol support su pport et un choix judicieux des matériaux # utiliser, il est ensuite indispensable que la mise en %uvre de ces matériaux soit réalisée conformément aux exigences arr&tées!
1- La ch chau auss ssée ée : 1.1
Définition : Au sens géométrique géométrique : la surface aménagée de la route sur laquelle circulent les
véhicules!
Au sens sens stru struct ctur urel el : l’ense l’ensemble mble des couche couchess des matéri matériaux aux superp superposé osées es qui
permettent la reprise des charges! 1.2 1.2
Less dif Le diffé fére rent ntes es caté catégo gori ries es de ch chau auss ssée ée :
•
les chaussées classiques 'souples et rigides(
•
les chaussées inverses 'mixtes ou semi)rigides( -Chaussée -
*!* +! -ol support *!* +!*
*!* +!.! -tructure -ol support
souple
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-tructure rigide
*éton
de
ciment +! -tructure semi)rigide +! -ol support -ol support
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Chapitre X :
Dimensionnement de corps de chaussée
** : béton bitumineux +* : grave bitume + : grave traité +!.! : grave non trait! 1-2-1 Chaussée souple :
la chaussée souple est constituée de deux éléments constructifs : ) les sols et matériaux pierreux granulométrie étalée ou serrée! ) les liants h5drocarbonés qui donnent de la cohésion en établissent des liaisons souples entre les grains de matériaux pierreux! le chaussée souple se compose généralement de trois couches différentes : a. Couche de roulement (surface :
La couche de surface est en contact direct avec les pneumatiques des véhicules et les charges extérieures! "lle a pour r$le essentiel d’encaisser les efforts de cisaillement provoque par la circulation! "lle est en générale composée d’une couche de roulement qui a pour r$le : ) D’imperméabiliser la surface de chaussée! ) D’assurer la sécurité 'par l’adhérence( et le confort des usages 'diminution de bruit, bon uni(! La couche de liaison a, pour r$le essentiel, d’assurer une transition, avec les couches inférieures les plus rigides! !. Couche de !ase :
"lle reprend les efforts verticaux et repartis les contraintes normales qui en résultent sur les couches sous)jacentes! c. Couche de fondation :
"lle a le m&me r$le que celui de la couche de base! d. Couche de forme :
"lle est prévue pour reprendre # certains objectifs # court terme! -ol rocheux : joue le r$le de nivellement afin d’aplanir la surface 6 -ol peu portant 'argileux # teneur en eau élevée( : "lle assure une portance suffisante # court terme permettant aux engins de chantier de circuler librement!
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Chapitre X :
Dimensionnement de corps de chaussée
8ctuellement, on tient compte d’améliorer de la portance du sol support # long terme, par la couche de forme!
Couche
Couche de roulement!
De
Couche de liaison!
-urface Couche de base! Corps
Couche de fondation!
De
-ous couche 'éventuellement!(
Chaussée
Couche de forme 'éventuellement!(
Différentes "éthodes de dimensionnement : /our la détermination de l’épaisseur de corps de chaussée, il faut commencer par l’étude du sol! La méthode utilisée par les bureaux d’études qui sont empiriques et basées sur : ) la détermination de l’indice portant du sol! ) 8ppréciation du trafic composite! ) 9tilisation d’abaque ou formule pour déterminer l’épaisseur de chaussée! n distingue deux méthodes approches : Les méthodes empiriques et semi)empiriques : Ces méthodes s’appuient sur trois param;tres :
• La force portante : btenue par les différents essais géotechniques!
• Le trafic : Charge par voie, pression de gonflage et répétition des charges 6 Caractéristiques mécaniques des différents matériaux constituant les couches on peut citer :
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Chapitre X :
Dimensionnement de corps de chaussée
a "éthode C.#.$ (California % #earing % $atio :
C’est une méthode 'semi)empirique(, elle se base sur un essai de poin=onnement sur un échantillon de sol)support en compactant les éprouvettes de '71 # >11?( de l’!/!@! les abaques qui donnent l’épaisseur AeB des 6 chaussées en fonction des pneus et du nombre de répétitions des charges, tout en tenant compte de l’influence du trafic! L’épaisseur de la chaussée, obtenue par la formule C* améliorée, correspond # un matériau bien défini 'grave propre bien graduée (! /our ce matériau, le coefficient d’équivalence est égal # >! "t pour les qualités différentes, il faudra utiliser le coefficient 'e i(, tel que :
e ∑ ai ei
ai : coefficient d’équivalence de chacun de matériau # utiliser! Les coefficients d’équivalence pour chaque matériau!
@8"E89X 9ELE-""-
C"FFECE". D’"G9EH8LL".C"
*éton bitumineux I enrobé dense +rave bitume +rave ciment I grave laitier -able ciment +rave concassée ou gravier +rave roulée I grave sableuse I !H! -able +rave bitume uf
0!11 >!J1 >!31 >!11 # >!01 >!11 1!J3 1!31 >!<1 # >!J1 1!<1
! "éthode A.A.&.'. :
Cette méthode empirique est basée sur des observations du comportement, sous trafic des chaussées réelles ou expérimentales! Chaque section re=oit l’application d’environ un million des charges roulantes qui permet de préciser les différents facteurs :
L’état de la chaussée et l’évolution de son comportement dans le temps! L’équivalence entre les différentes couches de matériaux! L’équivalence entre les différents t5pes de charge par essai! L’influence des charges et de leur répétition! "./0112
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Chapitre X :
Dimensionnement de corps de chaussée
c "éthode d)A&*'AL+ I,&+I++ :
*asée sur les résultats obtenus des essais A88-K B on prend en considération le trafic composite par échelle de facteur d’équivalence et utilise un indice de structure tenant compte de la nature des diverses couches! L’épaisseur sera déterminée en utilisant l’abaque de l’asphalte institue! d "éthode du catalogue des structures :
Catalogue des structures t5pe neuf est établi par A-"8 B El distingue les structures de chaussées suivant les matériaux emplo5és '+., -L, +C, -*(! El consid;re également quatre classes de trafic selon leur importance, allant de 011 # >311 HéhM! El tient compte des caractéristiques géotechniques du sol de fondation! El se présente sous la forme d’un jeu de fiches classées en deux param;tres de données : rafic cumule de poids lourds # la 01 ;me année j! Les caractéristiques de sol '-j(! Détermination de la classe de trafic :
tableau n?> :
Classe de trafic > 0 N 2 3
rafic poids lourds cumule sur 01 ans < J!N >13 J!N >13<<0 >13 0 >1<<1< J!N >1<<<2 >1J > 2 >1J
Le trafic cumulé est donné par la formule suivante : e pl [ >O '>OP(nO> P] ! N<3 pl : trafic poids lourds # l’année de mise en service! P : taux d’accroissement annuel! Détermination de la classe du sol :
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/age <0
Chapitre X :
Dimensionnement de corps de chaussée
ableau n?0 : Classe de sol -> -0 -N -2
Endice C!*! 03)21 >1)03 13)>1 Q13
e La méthode L.C.*.C (La!oratoire Central des *onts et Chaussées :
Cette méthode est dérivée des essais 8!8!-!K!, elle est basée sur la détermination du trafic équivalent donnée par l’expression :
eq [ M@8 ! a ['>OP(n )>] ! 1!J3 ! / ! N<3 ] ['>OR( )>] ! eq
trafic équivalent par essieu de >Nt!
M@8 trafic # la mise en service de la route! a coefficient qui dépend du nombre de voies ! P taux d’accroissement annuel! n durée de vie de la route ! p pourcentage de poids lourds ! 9ne fois la valeur du trafic équivalent est déterminée, on cherche la valeur de l’épaisseur équivalente e 'en fonction de eq, EC* ( # partir de l’abaque L!C!/!C! L’abaque L!C!/!C est découpé en un certain nombre de Rones pour lesquelles, il est recommandé en fonction de la nature et la qualité de la couche de base!
f( "éthode du Catalogue des &tructures algérien : Cette méthode découle du r;glement algérien en *<1 I *<>, et elle consiste # déterminer la classe du trafic des poids lourds # la 01 ;me année et de la classification du sol support! 9ne grille combinant ces deux param;tres permet au projecteur de trouver le t5pe de chaussée qu’il dévire suivant la disponibilité des matériaux aux environs! g( "éthode du catalogue de dimensionnement des chaussées neu/es :
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/age
Chapitre X :
Dimensionnement de corps de chaussée
L’utilisation de catalogue de dimensionnement fait appel aux m&mes param;tres utilisés dans les autres méthodes de dimensionnement de chaussées : trafic, matériaux, sol support et environnement! Ces param;tres constituent souvent des données d’entrée pour le dimensionnement, en fonction de cela on aboutit au choix d’une structure de chaussée donnée! La @éthode du catalogue de dimensionnement des chaussées neuves est une méthode rationnelles qui se base sur deux approches :
•
8pproche théorique!
•
8pproche empérique!
La démarche catalogue : rafic 'campagne de comptage, enqu&te!(
essources en matériaux climat
"tudes géotechniques climat
Détermination du niveau de réseau principal 'pi(
Détermination de la classe du sol support de chaussée '-i(
Détermination de la classe de trafic /L # l’année de mise en service '/i( Choix d’une ou plusieurs variantes de structures de dimensionnement
Détermination de la structure optimale de dimensionnement
A**LICA+I, A *$0+ : $,-1 :
n a : /L 01S 6 τ N!3S 6 C* J M@80114 >>422 vjsens 'année de mise en service(! ./L0114 >>422 x 1!01 0N<7 /Ljsens ./L0104 0N<7 x '>O1!1N3(01!1!7 2020!204 /Lj voies
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Chapitre X :
Dimensionnement de corps de chaussée
La méthode C#$ :
>11+ p 'J3+31log' N L>1(( I CBR +3 e
>11+ 1 J +3 e
donc : e 30!>40 cm e a>e> O a0e0 O aNeN ai : coefficient d’équivalence! ei : épaisseur réelle! coefficients d’équivalence : ** 0 +* >!J +C > "paisseur équivalence 30!
** :
Couche de base en grave bitume A>0 cm B!
+* : >0cm
Couche de fondation en grave concassé A01cm B!
+C : 01 cm
"éthode du catalogue de dimensionnement des chaussées neu/es : Détermination du tpe de réseau :
n a : M@80114 >>422 vj > >311 vj La route principale sont de route national de grande importance Donc on est dans le réseau principal d niveau > '/>(! Choi3 des structures tpes par ni/eau de réseau principal : "./0112
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Chapitre X :
Dimensionnement de corps de chaussée
D’apr;s le catalogue de dimensionnement notre choix se fixe sur une structure de t5pe : 4#54#! Détermination de la classe de trafic :
@M80114 0N<7 /LM @M80114 >>43 /Ljsens D Tapr;s le classement donné par le catalogue des structures!notre rafic est classé en /L3 'voir le catalogue(! Détermination de la portance de sol-support de chaussée :
C* J D’apr;s le catalogue, l’ordre de portance de sol est de : - N! &ur classement des sols supports de chaussées :
éseau principal de niveau > /ortance de sol support est de -N
couche de forme nécessaire!
D’apr;s le catalogue on a une couche de forme de 21cm '0 couches(! Choi3 de la couche de roulement :
/> : <** # 4** pour les structures traitées au bitume! /our notre cas on prend <**! Conclusion :
D’apr;s les fiches du catalogue on a une structure comme suit :
## : 6cm 4# : 2 cm
4,+ : 7 cm Les !retelles:
n a : /L 01S 6 τ N!3S 6 C* J M@80114 00<1 vjsens 'année de mise en service(! ./L0114 00<1 x 1!01 230 /Lj ./L0104 230 x '>O1!1N3( 01 477!N42 /Lj
La méthode C#$ :
"./0112
/age <<
Chapitre X :
Dimensionnement de corps de chaussée
>11+ p 'J3+31log' N L>1(( I CBR +3 e
>11+ 1 J+3 e
donc : e 23!1>J cm e a>e> O a0e0 O aNeN ai : coefficient d’équivalence! ei : épaisseur réelle! coefficients d’équivalence : ** 0 +* >!J +C > "paisseur équivalence 23cm! "paisseur réelle : NN cm Le corps de la chaussée est : Couche de roulement en béton bitumineux A< cmB! Couche de base en grave bitume A>1 cm B! Couche de fondation en grave concassé A>Jcm B!
** : 1 cm +C : >Jcm "éthode du catalogue de dimensionnement des chaussées neu/es :
n suivant les m&mes démarche pour le dimensionnement des deux routes nationaux on trouve : D’apr;s les fiches du catalogue on a une structure comme suit :
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/age
Chapitre X :
Dimensionnement de corps de chaussée
## : 6cm
4# : 18 cm
4,+ : 78 cm
La route secondaire :
n a : /L 01S 6 τ N!3S 6 C* J M@80114 07N4 vjsens 'année de mise en service(! ./L0114 07N4 x 1!01 007 /Lj ./L0104 34J!< x '>O1!1N3( 01 >><7 /Lj
La méthode C#$ : >11+ p 'J3+31log' N L>1(( I CBR +3 e
>11+ ><7 (( >1 J+3 e
donc : e 2e> O a0e0 O aNeN ai : coefficient d’équivalence! ei : épaisseur réelle! coefficients d’équivalence :
** 0 +* >!J +C > "paisseur équivalence 2
/age <4
Chapitre X :
Dimensionnement de corps de chaussée
Couche de roulement en béton bitumineux A< cmB! Couche de base en grave bitume A>1 cm B! Couche de fondation en grave concassé A>0cm B!
** : 1 cm +C : >Jcm "éthode du catalogue de dimensionnement des chaussées neu/es :
n suivant les m&mes démarche pour le dimensionnement des deux routes nationaux on trouve : D’apr;s les fiches du catalogue on a une structure comme suit :
## : 6cm
4# : 18 cm
4,+ : 78 cm
Conclusion :
Catalogue Couches C!oulement
"./0112
du
C*
dimensionnemen
<**
t <** /age <7
Chapitre X :
.)1>
Dimensionnement de corps de chaussée
C!base
>0+*
01+*
C!fondation
01+.
N1+.
C!oulement C!base
N4 <** >1+*
3< <** >3+*
C!fondation
>J+.
N3+.
NN
3<
otal éel *retelles otal éel
Le choix du corps de chaussée d’apr;s le tableau récapitulatif, nous remarquons que la méthode C* nous a donné des épaisseurs inacceptables suivant l’importance de la route! n opte pour la @éthode du catalogue de dimensionnement des chaussées neuves! D’apr;s le C* J le sol étant de mo5enne portance, donc on prévoit une couche de forme de 21cm!
"./0112
/age J1
