Dimensionnement Des Renforcements de Chaussees Souples Guide Technique

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MINISTÈRE

DES

TRANSPORTS

Direction des Routes et de la Circulation Routière 244, Bd Saint-Germain - 75775 PARIS Cedex 16

DIMENSIONNEMENT DES RENFORCEMENTS DE CHAUSSEES SOUPLE

s. E. T. 1\. A. Service

Doc" ~ " .-: tation u 1 .l. ... ' - ' . L J .

Document réalisé et diffusé par: le Service d'Etudes Techniques des Routes et Autoroutes 46, avenue Aristide Briand - 92223 BAGNEUX

S[IHA [

le Laboratoire Central des Ponts et Chaussées 58, boulevard Lefebvre - 75732 PARIS Cedex 15

lCPC

GUIDE TECHNIUUE Juin 1978

1

Ce document est propriété de l'Administration, il ne pourra être utilisé ou reproduit, même partiellement, sans l'autorisation du Directeur du Service d'Etudes Techniques des Routes et Autoroutes ou du Directeur du Laboratoire Central des Ponts et Chaussées.

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Bagneux, le 12 Juin 1978 46, Avenue Aristide-Briand - Tél. 664.14.77

MINISTERE DES TRANSPORTS DIRECTION DES ROUTES ET DE LA CIRCULATION ROUTIERE

Service d'Etudes Techniques des Routes et Autoroutes S.E.T.R.A. J. BERTHIER Directeur

Le Directeur du SETRA

à

Messieurs les Directeurs Départementaux de l'Equipement

OBJET: Guide technique pour le dimensionnement des renforcements de chaussées souples. REF.

Directive R EG/2 du 16 Septembre 1976 pour la Réalisation des travaux de renforcements de chaussées

La politique globale de remise en état des routes du réseau national mise en place par la Direction des Routes depuis une dizaine d'années comporte deux volets étroitement liés: - d'une part, les renforcements coordonnés des chaussées qui répondent aux objectifs définis dans la Directive citée en référence, - d'autre part, l'entretien préventif des chaussées renforcées, destiné à préserver le capital que représente la route et à maintenir le niveau de service en compensant l'usure et en adaptant les chaussées à l'évolution du trafic. Dans le cadre de cette politique, le problème complexe du dimensionnement du renforcement des chaussées souples a fait l'objet en France de nombreuses études portant sur l'auscultation des anciennes chaussées, le comportement sous trafic des matériaux utilisés en renforcement, l'influence du phénomène de gel-dégel sur les structures de chaussée et a conduit à la mise au point d'une méthodologie qui bénéficie actuellement d'une expérience d'une dizaine d'années.

1 1 Le présent guide technique qui ne s'applique qu'aux chaussées souples, c'est-à-dire constituées d'un corps granulaire non traité revêtu d'enduit superficiel ou d'enrobés, a été élaboré par le SETRA et le LCPC avec l'aide des Laboratoires Régionaux - Points d'Appui Renforcement (PAR) et des Divisions Terrassements et Chaussées (DTC) des CETE. Il fait la synthèse des connaissances actuelles dans ce domaine et a pour objet: - de faire connaître les principes généraux de la méthode de dimensionnement du renforcement des chaussées souples mise au point en France par les ingénieurs spécialisés des CETE dans le cadre des renforcements coordonnés de routes nationales. - de permettre une application plus homogène de cette méthode dans les différentes régions de France tout en tenant compte des conditions particulières à chaque itinéraire. - de permettre de tirer parti au maximum de l'expérience acquise sur les routes nationales au profit du réseau géré par les Collectivités locales. Il s'inscrit (chapitres 1 à 3) dans le cadre des objectifs de la politique des renforcements coordonnés notamment en ce qui concerne la qualité et le niveau de service offert aux usagers, et la possibilité de mettre en place une politique d'entretien préventif. Les principes qu'il énonce peuvent cependant être appliqués à d'autres itinéraires (chemins départementaux, voies communales, ...) supportant des trafics comparables. Dans l'hypothèse où une politique de remise en état différente de celle qui vient d'être définie (renforcement - entretien préventif) serait menée, le guide (chapitre 4) donne quelques éléments d'appréciation pour la remise en état des routes moins circulées sur lesquelles un niveau de service moins élevé peut être accepté et pour lesquelles les solutions issues de la méthode évoquée ci-dessus se révèlent souvent inadaptées.

Utilisation du Guide

En raison de la complexité de l'analyse d'une ancienne chaussée et du caractère particulier de chaque cas, il n'est pas apparu souhaitable de présenter ce document sous la forme d'une méthode de dimensionnement mais plutôt sous celle d'un guide destiné à apporter aux meîtres d'œuvre gestionnaires des réseaux les éléments de jugement nécessaires pour arrêter le dimensionnement des renforcements de chaussées en s'entourant des conseils et de l'aide des ingénieurs spécialisés des CETE. Le guide définit les épaisseurs de renforcement (couche de base et couche de roulement) pour deux types de matériaux différents: - les graves traitées aux liants hydrauliques _les graves traitées aux liants hydrocarbonés (grave bitume) et les bétons bitumineux.

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et utilise quatre paramètres caractéristiques: - le trafic supporté Ti - l'indice de gel de l'hiver de référence IR - la classe de structure de l'ancienne chaussée Cj - l'index de comportement au gel de l'ancienne chaussée Ya Les paramètres IR et Y ne sont utilisés que lorsque les effets du gel sont à craindre. a Le guide, enfin, comporte des annexes destinées à en faciliter l'utilisation ou la compréhension.

La prise en compte du Trafic (Ti)

Le dimensionnement du renforcement d'une chaussée est conditionné par l'intensité du trafic lourd. Les classes de trafic 7j définies dans le présent guide sont les mêmes que celles du Càtalogue des structures types de chaussées neuves (cf. circulaire RIN/01 77-1156 du 5 Décembre 1977) et correspondent à l'intensité du trafic «poids lourds» (véhicules de charge utile supérieure à 5 tonnes) sur la voie la plus chargée. Ce paramètre a une grande importance sur la tenue du renforcement et sur le coût des travaux. 1/ importe donc de recueillir le maximum d'informations sur l'intensité du trafic poids lourds au cours des années antérieures et sur son évolution prévisible. Les bascules de pesage dynamique pourront avantageusement être utilisées à cet effet. L'annexe n° 3 permet de corriger la classe de trafic à adopter lorsque la progression prévisible de ce trafic au cours des années à venir est différente de 7 %en moyenne géométrique.

Le choix de l'hiver de référence (IR)

Le guide présente une méthode de prise en compte du gel entièrement nouvelle et spécifique aux renforcements des chaussées anciennes.

1

Comme pour le Catalogue des structures types de chaussées neuves (cf. circulaire RIN/01 77-1156 du 7 Décembre 77J l'hiver de référence contre les effets duquel on veut se prémunir est caractérisé par son indice de gel IR. Le choix de cet indice est important pour la définition du renforcement car il conditionne le risque de pose de barrières de dégel. Par analogie avec le Catalogue des structures types de chaussées neuves il y aura lieu d'adopter comme hiver de référence pour le dimensionnement des renforcements coordonnés de routes nationales: - pour les trafics Ta et TT' l'hiver exceptionnel (hiver le plus rigoureux rencontré entre 1951 et 1975J - pour les trafics T2 et T3, l'hiver rigoureux non exceptionnel (en général l'hiver de rigueur n° 3, quantifié en indice de gel, rencontré entre 1951 et 1975J. J'attire votre attention sur le fait que les indices de gel des hivers de référence donnés dans l'annexe 5, sont relatifs aux stations météorologiques principales. 1/ vous appartient de les adapter aux conditions propres à chaque chantier (localisation des travaux, altitude ... J. Les CETE, qui ont établi les valeurs des indices de gel pour les stations météorologiques secondaires, pourront utilement vous apporter leur concours pour la fixation de ces indices de gel de référence.

La prise en compte de la structure de l'ancienne chaussée (Cj et Va) Avant de déterminer l'épaisseur du renforcement nécessaire sur une chaussée, il importe de caractériser les qualités résiduelles de celle-ci et de son sol support. C'est le but de l'auscultation de la chaussée, dont les résultats, présentés sous la forme d'un schéma itinéraire conforme à l'annexe 2 permettent, par une appréciation synthétique de définir: - d'une part, la classe de structure C] de l'ancienne chaussée. Ce paramètre qui ne tient pas compte du phénomène de gel-dégel est non seulement fondé sur la déflexion de l'ancienne chaussée mais aussi sur la connaissance de sa structure (coupes, sondages, ...J de son histoire (nature et date des derniers travaux, fréquence du petit entretien, ... J et sur un relevé visuel de son état (déformations, dégradations, .. .J - d'autre part, l'index de comportement au gel Ya de l'ancienne chaussée. Cet index est utilisé pour vérifier le comportement au gel-dégel de la structure de chaussée renforcée, déterminée à partir des couples de paramètres précédents Ti et C], et modifier si nécessaire l'importance du renforcement initialement prévu. La méthode permet de définir pour chaque section homogène de l'itinéraire un indice de gel d'alerte lA au-delà duquel la structure risque d'être insuffisante. L'utilisation de cette information permettra d'effectuer en période de gel un suivi particulier des sections jugées les plus fragiles et pourra conduire éventuellement à certaines restrictions de circulation en période de dégel.

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La définition des paramètres Ci et Ya caractéristiques du comportement de l'ancienne chaussée et de son sol support constitue les points délicats de l'étude d'auscultation. Je ne saurais donc trop insister sur la contribution importante que doivent apporter les ingénieurs des PAR aux meîtres d'œuvre gestionnaires de la route pour la détermination de ces paramètres.

*

* *

Je vous rappelle enfin que ce guide (chapitres 1 à 3) n'est qu'un élément d'un ensemble de documents techniques ou règlementaires et que vous devez veillerparticulièrement : - à la qualité des matériaux et à leur conformité aux prescriptions des Directives et Recommandations SETRA - LCPC pour la

réalisation des assisesde chausséeset des couches de surface ,. - au respect des indications données par les notes d'information SETRA pour la réalisation des épaulements de chaussées et des travaux en traverses ,. - à la bonne application des fascicules du CCTG et notamment au respect des épaisseurs de matériaux réellement mises en œuvre

qui ont une très grande importance sur le comportement des renforcements de chaussées. Pour une meilleure utilisation des enseignements que vous pourrez tirer de l'application de ce guide, nous vous serions obligés de faire part de vos éventuelles suggestions au SETRA,division des Chaussées, ou au LCPC, département des Chaussées. LE DIRECTEUR DU S.E. T.R.A.

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1 1 1 1 1

SOMMAIRE LISTE DES PRINCIPAUX SYMBOLES ET ABREVIATIONS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..

7

OBJET DU GUIDE. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..

9

CHAPITRE 1

CHAPITRE Il

DETERMINATION DES PARAMETRES DU DIMENSIONNEMENT DU RENFORCEMENT

11

• Schéma synoptique de la méthode

12

1.1 1.2 1.3 lA

13 13 15 15

Classe de trafic: Ti Classe de structure de l'ancienne chaussée: Cj Index de comportement au gel de l'ancienne chaussée: Va Choix de l'hiver de référence: 1R

,

,

DIMENSIONNEMENT DU RENFORCEMENT

17

Il.1

Dimensionnement avant prise en compte du gel Tableau n° 1 - Renforcement en graves traitées aux liants hydrauliques Tableau n° 2 - Renforcement en matériaux traités au liant hydrocarboné

17 19 20

Il.2

Vérification au gel-dégel du renforcement Abaque n° 1 Détermination de l'index du renforcement et de l'indice d'alerte Tableau n° 1a Renforcement en graves hydrauliques Tableau n° 2a Renforcement en graves-bitume

21 25 26 27

CHAPITRE III

CHOIX DE LA SOLUTION DEFINITIVE DE RENFORCEMENT

29

CHAPITRE IV

REMISE EN ETAT DES ROUTES DE MOINDRE IMPORTANCE

31

-5 -

1 ANNEXES Annexe 1 - Directives et Recommandations SETRA-LCPC dans le domaine des chaussées

.

37

Annexe 2 - Cadre de schéma itinéraire

.

39

Annexe 3 - Coefficient à appliquer au trafic P.L. lorsque la progression prévisible de ce trafic au cours des années à venir est différente de 7 % en moyenne géométrique .

41

Annexe 4 - Vérification au gel-dégel. Détermination de Ya

.

43

Annexe 5 - Indices de gel des hivers exceptionnels et des hivers rigoureux non exceptionnels des principales stations météorologiques .

47

Annexe 6 - Exemples d'utilisation du guide Exemple 1 Exemple 2

49 49 53

"

,

. . .

1 1 1 1 1 1 1 1

1 1

1 1 -6 -

1 1

1

1 1

1

LISTE DES PRINCIPAUX SYMBOLES ET ABREVIATIONS UTILISES DANS LE GUIDE Ti

Classe de trafic (i de 0 à 3)

C·J

Classe de structure (j de 1 à 6)

PL-MJA

Nombre de poids lourds en moyenne journalière annuelle

de

Déflexion caractéristique

1

e

Epaisseur d'enrobés en place

R, R', R"

Solutions de renforcement

1 1 1 1

ES

Enduit superficiel

GH

Graves traitées aux liants hydrauliques

GB

Graves-bitume

BB

Béton bitumineux

1

1 1 1

1 1

Vérification au gel-dégel:

IR

Indice de gel de référence

lA

Indice de gel d'alerte

Yt

Index du renforcement

Ys

Index d'un sondage

YS

Index d'une section

Ye" Ye2

1ndex

Ya

Index de l'ancienne chaussée.

de deux catégories d 'h ivers

-7 -

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OBJET DU GUIDE Le présent guide traite du dimensionnement du renforcement des chaussées souples traditionnelles, constituées d'un corps granulaire non traité d'épaisseur variable, revêtu d'enduits superficiels ou d'enrobés bitumineux dont l'épaisseur ne dépasse généralement pas 15 cm. Il a pour but d'apporter aux maîtres d'œuvre gestionnaires des réseaux les éléments de jugement nécessaires pour arrêter le dimensionnement du renforcement des routes nationales après consultation des CETE (chapitres 1 et 2), et effectuer les mei lieurs choix techniques et économiques en fonction des dimensionnements possibles, des contraintes locales et des matériaux de renforcement utilisables (chapitre 3). Le guide expose le principe de la méthode actuellement utilisée en France pour établir le dimensionnement des renforcements coordonnés de routes nationales. La méthode proposée est indissociable de la méthodologie d'analyse des chaussées souples à renforcer, appliquée par les Points d'Appui Renforcement (P.A.R.) des CETE et des "Directives et Recommandations SETRA - LCPC" pour ce qui concerne les matériaux et leur mise en œuvre. Ces principes sont également applicables à d'autres itinéraires (chemins départementaux, voies communales ...) supportant un trafic comparable. En dernier lieu, le guide donne quelques éléments d'appréciation pour la remise en état des routes moins circulées, sur lesquelles un niveau de service moins élevé peut être accepté, et pour lesquelles les solutions issues de la méthode évoquée ci-dessus se révèlent souvent inadaptées (chapitre 4).

-9 -

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

1 1

1 1

CHAPITRE 1 DETERMINATION DES PARAMETRES DU DIMENSIONNEMENT DU RENFORCEMENT On suppose avant de commencer l'étude du renforcement, que le schéma itinéraire (1), qui regroupe les observations faites sur l'état de la chaussée, a été établi au préalable. Sur le schéma itinéraire apparaissent les quatre paramètres principaux dont l'analyse permet le sectlonnement de la chaussée en tronçons homogènes. La réflexion portera doncsur le dimensionnementdu renforcement à adopter pour chacun de ces tronçons homogènes. Le dimensionnement est établi en deux étapes successives. 1 - Au cours de la première étape, on étudie d'une part l'intensité des sollicitations mécaniques auxquelles la chaussée sera soumise et d'autre part, la quai ité du support constitué par l'ancienne chaussée. Ces grandeurs sont respectivement exprimées par: - un paramètre représentatif du trafic: Ti - un paramètre représentatif de la structure existante: Cj Ces deux paramètres constituent les entrées de tableaux qui définissent les solutions de renforcement possibles, avant prise en compte de leur comportement durant les périodes de gel - dégel. 2 - Au cours de la seconde étape, on étudie d'une part l'intensité des sollicitations thermiques auxquelles la chaussée sera soumise lors des périodes de gel et de dégel, et d'autre part la qualité du support constitué par l'ancienne chaussée. Ces grandeurs sont exprimées par deux paramètres: - l'indice de gel de référence: 1 R - un index de comportement au gel de l'ancienne chaussée: Ya Ces deux paramètres constituent les entrées d'un abaque dont l'utilisation pourra conduire à accepter le dimensionnement initial, ou à le majorer. Dans les deux cas, on déterminera un "indice de gel d'alerte" lA, au-delà duquel la structure retenue en renforcement risque d'être insuffisante. Dans certains cas (zones où le gel est peu rigoureux, sol de fondation non gélif) il apparaîtra évident/après une appl ication sommaire de la méthode/que la vérification au gel est positive. Le schéma synoptique suivant résume le principe de la méthode de dimensionnement.

(1) on trouvera en annexe 2 un cadre du schéma itinéraire et les principaux symboles utilisés.

- 11 -

1

SCHEMA SYNOPTIQUE DE LA METHODE

Etudes préalables

Etudes d'auscultation Schéma itinéraire

Etudes de trafic

Analyse complémentaire non ou approche I-----'lo.

~

/

<

>:

Etudes climatiques

~

Concordance ~

différente

Détermination

1 1 1 1 1

ou choix des paramètres

1 1 1

Solutions sans prise en compte Dimensionnement

du gel

Détermination des structures de renforcement R sans prise en compte du gel

f-------------

Tenue

du Vérification

Maintien des solutions R

,

des solutions renforcement

Choix de solutions plus épaisses

au gel-dégel

1

Détermi nation d'un indice d'alerte

lA

- 12 Conclusions

Etudes économiques Choix de la solution définitive

1 1

1

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

1 1 1 1

1.1

CLASSE DE TRAFIC: Ti La classe de trafic Ti est déterminée à partir du trafic poids lourds journalier moyen (PL-MJA) sur la voie la plus chargée de la chaussée pendant l'année du renforcement et dans les hypothèses suivantes: - les poids lourds pris en compte sont ceux de charge utile supérieure ou égale à 5 t - le taux de croissance moyen géométrique du trafic pris en compte dans les épaisseurs de renforcement préconisées est de 7 %. Si le taux de croissance prévisible est différent de 7 % on se reportera à l'annexe 3. Les différentes classes de trafic adoptées sont les suivantes:

1

50

1

150

1

300

1

750

1

2000

PL - MJA sur la voie la plus chargée pendant l'année des travaux. La connaissance aussi exacte que possible de l'agressivité du trafic poids lourds (intensité, poids des essieux) est un élément fondamental du dimensionnement du renforcement. A cet effet, il est recommandé d'util iser les bascules dynamiques chaque fois que le maître-d'œuvre pourra en disposer, pour parfaire la connaissance du trafic supporté. A défaut de ce type d'information, le trafic Ti sera estimé à partir: - des rencensements périodiques de trafic PL-MJA. - des comptages totaux de trafic moyen journalier et d'une évaluation du pourcentage de poids lourds (CU;;;. 5T).

1.2 CLASSE DE STRUCTURE DE L'ANCIENNE CHAUSSEE - Cj La classe de structure Cj de l'ancienne chaussée est déterminée, pour chaque section homogène définie sur le schéma itinéraire, par une appréciation synthétique globale de l'état mécanique de la chaussée basée sur l'analyse combinée des facteurs précisés ci-dessous, appréciation faite en tenant compte du trafic lourd supporté au cours des dernières années. - la structure de l'ancienne chaussée (nature et épaisseur des différentes couches) en liaison avec son environnement géotechnique (sol support) et hydraulique (existence et état des dispositifs de drainage), -- la nature, l'importance et la date des travaux réalisés antérieurement sur la chaussée en distinguant d'une part les travaux de petit entretien (emplois partiels, réparations localisées, ...) et d'autre part, les travaux de rechargement (compléments de structure, tapis d'enrobés, ...) .- l'état de surface de la chaussée révélé par un examen visuel effectué en parcourant à pied l'itinéraire (fissures, faïençages, flaches, déformations ...),

- 13 -

1

1 - la mesure du comportement mécanique de la chaussée représenté par la déflexion caractéristique dc (1) (valeur représentative de l'ensemble des mesures faites sur un tronçon de longueur déterminée, par exemple 50 rn, qui tient compte de leur dispersion). Il n'est pas possible en l'état actuel des connaissances de définir une règle précise pour la détermination de la classe Cj qui reste une affaire de jugement, d'expérience et de connaissance locale du comportement des chaussées. Toutefois, la ligne directrice du raisonnement qui doit conduire à cette détermination est la suivante: 1.2.1 S'il n'y a pas concordance entre les divers

aspects de la chaussée révélés par les facteurs mentionnés ci-dessus, il ya lieu:

- de chercher les raisons de cette non-concordance, - d'établir le diagnostic précis de l'état de la chaussée en effectuant éventuellement des mesures complémentaires (par exemple: nouvelles mesures de déflexion, sondages supplémentaires, analyse du sol de fondation, ...) - lorsque la raison de cette discordance est connue et que le diagnostic de l'état de la chaussée est établi, de déterminer la classe C]. soit par correspondance avec la déflexion (comme au § 1.2.2 ci-dessous), soit par analogie avec une section de route voisine présentant des caractéristiques sensiblement identiques. Les exemples de discordance suivants peuvent être cités: - corps de chaussée faible, déflexion élevée, trafic moyen, excellent état de surface: un rechargement récent masque les dégradations de surface et l'insuffisance de structure. La déflexion est représentative pour caractériser C], - corps de chaussée faible, déflexion faible, trafic élevé, état de surface dégradé, entretien fréquent mais dernier rechargement ancien. L'analyse complémentaire doit déterminer si la valeur de la déflexion n'a pas été mesurée dans les conditions particulièrement favorables (après une période de sécheresse ou pendant une période de gel) auquel cas une nouvelle mesure de déflexion est indispensable. Si la chaussée repose sur un sol de fondation de bonne qualité particulièrement bien drainé, la déflexion peut être jugée représentative et doit servir à déterminer la classe Cj. Dans ce cas la mauvaise qualité de la couche de roulement est certainement la cause principale des dégradations de surface.

(1)

la déflexion qui mesure en centièmes de mm, à un instant donné, le déplacement vertical de la chaussée sous le passage d'un jumelage chargé à 6,5 t, est un test d'homogénéité et un indicateur global du comportement du sol-support et de la structure. Elle permet d'une part, la détermination des sections homogènes de l'itinéraire et d'autre part, une évaluation de l'état de chacune d'elles, sans toutefois l'expliquer. Pour que la mesure puisse être prise en considération pour la détermination de Cj' elle doit être effectuée obligatoirement dans une zone proche des bandes de roulement des véhicules, après une période humide qui accentue les différences de comportement des structures. La déflexion ne doit pas être mesurée pendant une période de dégel; les problèmes 1iés au gel-dégel font l'objet d'une étude spécifique.

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1 1 1 1 1 1

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1.2.2 S'il Y a concordance entre les divers aspectsde la chaussée révéléspar les facteurs évoqués ci-dessus la valeur de la déflexion carac-

téristique dc qui est un paramètre quantifié, sera choisie pour déterminer la classe Cj en adoptant la correspondance suivante: Valeur de la déflexion caractéristique d c

0-50

50 - 75

75 - 100

100 - 150

150 - 200

200 - 300

C-J

Cl

C2

C3

C4

C5

C6

1.3 INDEX DE COMPORTEMENT AU GEL DE L'ANCIENNE CHAUSSEE: Va La capacité de l'ancienne chaussée à résister aux effets du gel-dégel est quantifiée par un index Va qui est caractéristique de l'ensemble «ancienne chaussée + sol de fondation». Cet index est représentatif de l'indice de gel qui peut être admis au niveau de l'ancienne chaussée, sous le renforcement, sans que celui-ci subisse une fatigue excessive au dégel. La détermination de cet index est abordée plus précisément au § Il.2.2.

1.4 CHOIX DE L'HIVER DE REfERENCE: IR On caractérise la rigueur de l'hiver contre les effets duquel on désire protéger la chaussée (hiver de référence) par son indice de gel atmosphérique (IR) exprimé en "C x jours. On a défini deux hivers de référence : -

l'hiver exceptionnel

- l'hiver rigoureux non exceptionnel

qui est, en un lieu donné, le plus rigoureux des hivers survenus durant la période 1951-1975 (on peut estimer sa périodicité entre 20et 30 ans) qui est en général, l'hiver de rang n° 3 (quantifié en indice de gel) rencontré en un lieu donné entre 1951 et 1975 (on peut estimer sa périodicité à environ 10 ans).

Le choix de la rigueur de l'hiver de référence conditionne la fréquence des poses éventuelles de barrières de dégel et doit être effectué conformément aux instructions en vigueur qui s'appuient sur des considérations d'ordre économique (importance du trafic lourd, rôle de désenclavement, ...). L'annexe 5 du guide fournit à titre indicatif les renseignements statistiques permettant d'évaluer les indices de gel de ces hivers de référence. Toutefois, il faut remarquer que les chiffres fournis sont relatifs aux stations météorologiques principales et ne sont généralement pas représentatifs de l'ensemble d'un département. Il est donc nécessaire de les adapter aux conditions propres à chaque chantier (localisation des travaux, altitude, ...). - 15 -

1 1 1 1

CHAPITRE Il DIMENSIONNEMENT DU RENFORCEMENT 11.1

1 1 1 1 1 1 1 1 1

1 1

DIMENSIONNEMENT DU RENFORCEMENT AVANT PRISE EN COMPTE DU GEL Connaissant les 2 paramètres Tj et Cj on se reportera aux tableaux des pages 19 et 20 qui donnent en cm les épaisseurs des couches de renforcement. - Tableau 1 : Graves traitées aux liants hydrauliques (GH). Ce tableau ne concerne que: - les graves-laitier - les graves-ciment retardé - les graves-cendres volantes de 1 ignite - les graves-pouzzolane-chaux - Tableau 2: Matériaux traités au bitume: graves-bitume (GB) et (ou) bétons bitumineux (BB). Les épaisseurs de couches qui figurent dans les tableaux sont des épaisseurs moyennes, elles ont été fixées en tenant compte de la dispersion constatée lors de la réalisation de travaux de renforcement. - Reprofilages Il importe de respecter sur le chantier les épaisseurs préconisées, de la façon la plus régulière possible. Or les chaussées anciennes présentent fréquemment des déformations de surface tant dans le profil en long que dans le profil en travers (bombement de chaussée, flaches, profils en travers dissymétriques (1)). Il convient donc de local iser visuellement les sections de chaussées parti cul ièrement déformées et d'effectuer au moment de l'étude de renforcement quelques levers de profils en travers, ceci afin de permettre une évaluation approximative des quantités de matériaux de reprofilage nécessaires, chaque fois qu'un risque de sous-di mensionnement local isé est à craindre. Dans le cas de renforcement en graves-bitume, le reprofilage doit être réal isé préalablement à la mise en œuvre de la couche de base. Dans le cas des graves hydraul iques les deux opérations sont réal isées en une seule fois, et il importe alors que des instructions précises quant aux épaisseurs à mettre en œuvre soient données sur le chantier. - Epaulements Il est souvent nécessaire de procéder au calibrage des chaussées dont la largeur est insuffisante afin que la distance entre bandes

(1)

la plupart des chaussées existantes présentent des profils en travers dissymétriques pour lesquels le rétablissement des normes ICTARN conduit souvent à une dépense supplémentaire importante. La décision à prendre dans ces cas résulte alors souvent d'un compromis.

- 17 -

1 blanches atteigne après renforcement la largeur nominale souhaitée. La réalisation d'un ou deux épaulements (bande de chaussée neuve en rive de la chaussée renforcée) contribue à cet objectif et assure aussi une butée latérale de l'ancienne chaussée. L'opportunité, le mode de réalisation des épaulements ainsi que le dimensionnement à retenir sont précisés pour ce qui concerne les trafics Ta, Tl, T2 dans la «Note d'information sur l'exécution des épaulements dans les travaux de renforcements coordonnés». (Pour les routes dont le trafic est inférieur à T2 une adaptation des dispositions de cette note devra être envisagée).

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1 1 1 1 1

1 1 1 1

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1 1 1

TABLEAU N° 1 RENFORCEMENT EN GRAVES HYDRAULIQUES (GH) et BETON BITUMINEUX (BB) (avant prise en compte du gel)

1

1 1 1

SOLUTION R

~

C1

C2

C3

C4

C5

25 GH

25 GH

28 GH

28 GH (1)

2 x 7 BB

2 x 7 BB

2 x 7 BB

25 GH

25 GH

28 GH

8 BB

8 BB

8 BB

25 GH

25 GH

6 BB

6 BB

C6

Ti

Ta

1 1

T1

~: 2 x 7

BB

28 GH

(1 )

2 x 7 BB 28 GH :

Jn

8 BB

(2)

1

1 1 1 1 1

T2

22 GH T3

(1) (2)

6

Cases en pointi lié: ces cas ne se rencontrent généralement pas. Le cas échéant une étude particul ière est à envisager. Dans ce cas la solution de renforcement est à rechercher dans le tableau n" 2.

- 19 -

BB

25 GH 6

BB

25 GH 6

BB

1

1 1 1

TABLEAU N°2 RENFORCEMENT EN GRAVES-BITUME (GB) et BETON BITUMEUX (BB) (avant prise en compte du gel)

SOLUTION R

81 (2)

82

.··....,..

15GB

12

12

18

15

12

18

18

15

(4)

Ta 8BB,

2

8

x 7 BB

8

8

8

8

15GB 12GB+8BB ou 6BB 2 x 7BB

10 BB

18

.. .. .. ..,

18

15

(1)

....,.,

'(4)

"

la

8

8

.la ·..... ....

8 ... ... .,.

8

18

15

12

18

15

12

18

8

8

8

8

8

8

8

18

15

12

18

6

6

6

6

15

12

12

12

ES

ES

ES

6

15GB 12GB+6BB ou 6BB 2 x 7 BB

(3)

la BB

(1 )

Cases en pointillé: ces cas ne se rencontrent généralement pas, Le cas échéant une étude particulière est à envisager

(2)

e- . e2, e3 épaisseur de la couche de roulement de l'ancienne chaussée

(3)

(4)

<

el 5 cm (enduit superficiel ou enrobés) 5 cm 82 10 cm (enrobés) } Si ces enrobés sont «très faïencés», il conviendra e3 10 cm (enrobés) de réduire d'une classe l'épaisseur réelle en place, Dans ce cas, un renforcement n'est pas nécessaire. Toutefois, si le renouvellement de la couche de roulement s'impose (pour des raisons de sécurité par exemple), la solution retenue sera fonction du problème à résoudre et tiendra compte de l'intensité du trafic (un Guide technique provisoire de l'entretien, en cours de préparation, traitera de ces problèmes), Pour obtenir de meilleures qualités superficielles, on pourra exceptionnellement admettre de répandre la GB en couche de 20 cm d'épaisseur et remplacer la structure 18 GB + 10 BB par la structure 20 GB + 8 BB

< < >

- 20-

1 1 1 1 1 1 1

1 1 1 1

1 1 1 1 1 1

1 1 1 1 1

1 1 1 1

11.2

VERIFICATION AU GEL - DEGEL DU RENFORCEMENT

La vérification au gel - dégel consiste, pour une structure de renforcement R donnée, à comparer le gel transmis à la base du renforcement au gel admissible à la surface de l'ancienne chaussée. Le gel transmis à la base du renforcement est exprimé par un index, Yt, appelé «index du renforcement». Il est fonction du renforcement lui-même, et de l'indice de gel de référence 1R (§ 1.4) auquel il est soumis. Cet index Yt est déterminé au § Il.2.1 ci-après. Le gel admissible au niveau de l'ancienne chaussée est exprimé par un autre index, Va, appelé «index de l'ancienne chaussée». C'est une caractéristique du comportement thermique de l'ensemble: «ancienne chaussée + sol de fondation». Cet index Ya est déterminé au § Il.2.2.

~ 027/?ZTflT/7//V2V7k

l-

?Renforcement 'nd.nn. ,h.u"••

IR

La comparaison des deux index peut conduire aux cas suivants:

l''- - y t

- si Yt est inférieur à Ya. la solution R convient.

~-

- si Yt est supérieur à Va, les couches gélives sont atteintes: On choisit si on le peut une solution plus épaisse. Dans le cas contraire, on détermine un indice de gel d'alerte lA qui sera alors inférieur à 1R.

~ffiffi'A~A Sol de fondation gélif

11.2.1 Détermination de l'index Yt du renforcement

L'index Yt du renforcement dépend de l'indice de gel de référence IR et de la solution R envisagée pour le renforcement. On 1it sur l'abaque n° 1 page25 la valeur de Y t sur la droite qui joint les points R et 1R. Il.2.2 Détermination de l'index Y a de l'ancienne chaussée

L'index Ya de l'ancienne chaussée est déterminé, pour chaque section homogène définie sur le schéma itinéraire, en comparant les résu 1tats : - d'une approche analytique faite à la suite d'un examen des propriétés des constituants de l'ancienne chaussée vis-à-vis des effets du gel ; - d'une approche empirique conduisant à une caractérisation globale du comportement au dégel de l'ancienne chaussée à partir des observations réalisées à la suite d'hivers passés. - 21 -

1 Les contradictions qui peuvent éventuellement apparaître à la suite de cette comparaison doivent être analysées lors de l'étude de renforcement. L'annexe 4 indique la marche à suivre pour ces deux approches et donne les règles de choix permettant de déterminer la valeur de l'index Ya de l'ancienne chaussée. Il.2.3 Choix de la solution de renforcement La comparaison de Yt et Ya peut conduire aux cas suivants:

< Ya b) Ya < Yt < Y a + 2,5

a) Yt

c) Yt

> Y a + 2,5

La solution initiale R est retenue, les couches gélives n'étant pas atteintes. La solution R' à retenir est donnée par les tableaux n° l-a page 26 et n° 2-a page 27. Cette nouvelle solution n'assure pas toujours la protection thermique des couches gélives. Elle est toutefois suffisante pour supporter sans fatigue excessive le surcroît de sollicitation imposé au renforcement en période de dégel (1). La solution R' donnée par les tableaux l-a et 2-a n'est pas suffisante Deux possibilités sont alors envisageables: - on retient une solution plus épaisse R", s'il en existe une, dans le tableau l-a ou dans le tableau 2-a ; on calcule l'indice d'alerte lA, lequel peut éventuellement atteindre ou dépasser 1R (la vérification au gel est alors positive) - on retient R' et on détermine un indice d'alerte lA < 1R (2).

1 1

1 1 1

1 1

1 1 1 (1)

Il peut éventuellement exister, dans la gamme des solutions-types, une solution intermédiaire entre R et R' qui permette de satisfaire à l'inégalité a). Cette solution peut alors être retenue sous réserve qu'elle respecte, pour un trafic donné, les épaisseurs minimum figurant dans les tableaux 1 ou 2 (renvoi 3 excepté). Cette réserve est particulièrement importante dans le cas des graves hydrauliques.

(2)

Il existe inévitablement des cas marginaux où Yt est peu supérieur à Ya ou supérieur à 1 R. La solution R' sera dans ce cas satisfaisante.

- 22 -

+ 2,5.

Il sera alors possible que la solution R' conduise à un indice lA égal

1

1 1 1

1 1 1

1

11.2.4 Détermination de l'indice d'alerte lA

L'indice d'alerte lA est l'indice de gel atmosphérique au-delà duquel la chaussée renforcée est susceptible d'être insuffisante et nécessite des précautions au moment du dégel (la valeur lA peut être inférieure ou supérieure à l 'ind ice de référence 1R). L 'i nd ice d'alerte se déterm ine de la façon suivante (abaque n° 1): - si la solution de renforcement R est retenue on lit lA sur l'échelle 1de l'abaque en joignant Ya à R - si la solution R' ou une solution RU est retenue on lit lA sur l'échelle 1de l'abaque en joignant Y a + 2,5 à R' ou RU

1 1 1

1 1 1 1 1 1

1 1

-23-

UTILISATION DE L'ABAQUE N° 1

1 - DEFINITIONS DES ECHELLES DE L'ABAQUE - Echelle R :

Cette échelle matérialise les différentes épaisseurs possibles pour le renforcement: 6 à 14 cm pour les couches de roulement en BB 12 à 32 cm pour les renforcements GB + ES ou GB + BB 22 + 6 à 28 + 2 x 7 pour les renforcements GH + BB

Ces solutions de renforcement sont celles résultant des tableaux n° n° ou bien des tableaux n° n° - Echelle

1

- Echelle Y :

1 page 2 page 1a page 2a page

19 20 26 27

Cette échelle matérialise les indices de gel 1 R : indice de l'hiver de référence choisi ou lA : indice de gel d'alerte Cette échelle matérialise les index Yt : index du renforcement ou Y a : index de l'ancienne chaussée.

2 - UTILISATION DE L'ABAQUE L'abaque est utilisable pour 2 usages: Détermination de Yt : Yt est lu sur l'échelle Y à l'intersection de cette échelle avec la droite joignant les points figuratifs de R et de 1 R - Détermination de lA : lA est lu sur l'échelle

1

à l'intersection de cette échelle avec la droite joignant les points figuratifs de

- R et Y a si la solution retenue est moins épaisse que celle qui figure dans les tableaux la ou 2a - R' (ou RU lus sur l'échelle R) et Ya + 2,5 si la solution retenue est au moins aussi épaisse que celle qui figure sur les tableaux 1a ou 2a.

- 24 -

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

1 1 1

ABAOUE N° 1 DETERMINATION DE L'INDEX Yt DU RENFORCEMENT ET DE L'INDICE D'ALERTE lA

G H& B B BB

R

1

6 1

1

GB&BB

8

14

10

1 1

1

1

20 1

1

i

1

1

26 1

i

2+5

32 ~ 22+6

i

6

8

• •

•

1 1

~5

j ~8 ~8 1

28+10 28+2-7

• •• l

1 1 1 1 1 1 1

,

Î'

40

60

125

100

80

150

175

200

250

1(

11 1

400

350

300

450 -:J

2~

1

y 1

!

3

4

5

6

1

1

1

1

7 1

8

1

9 1

1

12 1

1

13 1

1

25+2"x 7

14 1

,

TABLEAU W l-a RENFORCEMENT EN GRAVES HYDRAULIQUES (GH) ET BETON BITUMINEUX (BB) (dans le cadre de la vérification au gel-dégel)

SOLUTION R'

Cj

Cl

C2

C3

C4

C5

25GH

25 GH

25 GH

28 GH

28 GH

2 x 7 BB

2 x 7 BB

2 x 7 BB

2 x 7 BB

2 x 7 BB

25GH

25 GH

28 GH

28 GH

28 GH

28 GH

8 BB

8 BB

8 BB

8 BB

10 BB

10 BB

25 GH

25 GH

28 GH

28 GH

28 GH

28 GH

6 BB

6 BB

6 BB

6 BB

6 BB

6 BB

25 GH

25 GH

25 GH

28 GH

28 GH

28 GH

6 BB

6 BB

6 BB

6 BB

6 BB

6 BB

C6

Ti

TO

Il

T2

T?'-'

- 26-

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

TABLEAU N° 2-a RENFORCEMENT EN GRAVES-BITUME (GB) ET BETON BITUMINEUX (BB) (dans le cadre de la vérification au gel-dégel)

SOLUTION R'

........ . . . . .. ..., ....... .. •••••••

o

18

18

15 18(1) 18

15

18

18

18

12 12

12 12

18

8

8

8

8

10

10

8

8

8

10

TO

10

8

18

18

10

8

•

o'

•••

....... .. ., ......... ........ . . . . .. ..., ....... o

••• 12 12 8

••••

••••••••

...... ..... .. ..... ..... . .. ...... ...••. .. o. •••••

12 + 2

10

10

.;:.

15

18

18

888

8

10

10

8

15

15

18

15

15

18

15

15

18

18

15

18

18

18

18

6

6

6

6

6

6

6

6

6

6

6

6

8

6

6

8

12

12

12

12

12

12

12

12

12

12

12

12

18

15

12

18

6

6

6

6

6

6

6

6

6

8

8

6

6

6

6

6

15

15

8

8

15

18

15

•

18

12 12 8

18

o

18

15

8 ..

(1) Pour obtenir de meilleures qualités superficielles, on pourra exceptionnellement admettre de répandre la GB en couche de 20 cm d'épaisseur et remplacer la structure 18 GB + 10 BB par la structure 20 GB + 8 BB. (2) Pour obtenir l'épaisseur de matériaux enrobés nécessaire, il convient de réaliser une couche de base de 24 cm de GB répandue en 2 couches.

- 27 -

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

1 1

CHAPITRE III CHOIX DE LA SOLUTION DEFINITIVE DE RENFORCEMENT Les paragraphes Il.1 et Il.2 ont permis en général de défin ir pour chaque section homogène de l'iti néraire : - une structure de renforcement en graves-bitume et BB (ou ES) - une structure de renforcement en graves hydrauliques et BB. Il appartient alors au maître d'œuvre de choisir la technique qui paraît la mieux adaptée au problème à traiter. Chaque chantier constitue un cas particulier fonction d'un certain nombre de paramètres (nature, provenance et qualité des granulats et des liants utilisables, état de la chaussée, trafic, conditions d'environnement hydraulique, géologique, climatique, ...). Il importe donc d'effectuer pour chaque chantier une étude technico-économique précise avant d'arrêter la solution définitive de renforcement. Il faut remarquer d'ailleurs que dans certains cas la solution optimale pourra conduire sur un même itinéraire à l'utilisation de GH sur certaines sections et de GB sur d'autres. Afin d'aider le maître d'œuvre dans son choix, un certain nombre de conseils généraux peuvent être donnés. Ils sont à la fois d'ordre économique et technique . • Un calcul de coût du renforcement au mètre linéaire de chaussée doit être effectué, par section homogène (1) et pour chacune des techniques envisageables. La comparaison de ces coûts est un premier critère global de choix économique. Ce calcul intègre un certain nombre de paramètres, dont l'incidence sur le coût global du chantier peut varier d'une technique à l'autre. On peut citer parmi ceux-ci: - la reprise par épaulements des faiblesses de rives d'une ancienne chaussée,ou les purges localisées,peuvent être nécessaires pour un renforcement à base de GB, mais peuvent souvent être limitées (voire évitées) avec un renforcement à base de GH. La comparaison économique doit prendre en compte ces différences de métrés. - le reprofilage d'une chaussée particulièrement déformée s'effectuera en même temps que le répandage d'une couche de base en GH alors qu'en GB ces travaux seront exécutés obligatoirement en 2 phases successives. - l'exécution d'un chantier de renforcement en GB nécessite souvent l'amenée d'une seule centrale pour GB et BB, alors qu'un chantier en GH en utilise toujours deux (GH et 88). - dans le cas où existent des contraintes de nivellement extérieures à la chaussée (seuils de riverains, passage supérieur, ouvrages divers, parapets, bordures ...) l'adoption du renforcement qui autorise l'épaisseur la plus faible peut éviter des dépenses importantes concernant les travaux annexes. (1) En pratique, l'examen du di mensionnement sur le schéma itinéraire conduit à un 1issage des sections homogènes par groupes.

- 29 -

• Dans un certain nombre de cas, on peut être conduit à ne pas retenir la solution la moins coûteuse. A titre d'exemple, on peut indiquer les cas suivants: - la mise en œuvre de graves-bitume peut présenter des avantages techniques pour les renforcements sous circulation lorsque les contraintes d'exploitation sont exceptionnellement sévères ou dans des sites particuliers (routes de montagne, agglomération ...). - dans les zones soumises à des gels intenses, on pourra donner la préférence à la solution offrant le meilleur indice de gel d'alerte. Le choix de la solution de renforcement résulte donc d'un compromis entre des critères économiques et des critères techniques. Dans la majeure partie des cas, l'examen de ces critères donnera un net avantage à une des techniques, qui sera alors retenue. Dans d'autres cas, la décision sera plus difficile à prendre et fera appel à l'expérience du maître d'œuvre.

- 30 -

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

1 1 1

1 1 1 1

CHAPITRE IV REMISE EN ETAT DES ROUTES DE MOINDRE IMPORTANCE (en général trafic inférieur à T3) L'expression «routes de moindre importance» désigne: d'une part, les routes à' trafic faible (trafic PL-MJA sur la voie la plus chargée inférieur à 50) - d'autre part, certaines routes ne faisant pas partie du Réseau Routier National et qui supportent un trafic plus important (en général T3) mais pour lesquelles on souhaite adopter, en raison du coût d'investissement initial et sans préjudice du coût de l'entretien ultérieur, une stratégie différente de celle appliquée sur le Réseau Routier National et décrite aux chapitres l, Il et III qui précèdent. En effet, l'application de la méthode de dimensionnement (décrite précédemment) aux routes à trafic plus faible conduirait aux dimensionnernents suivants:

c.J

1 1 1 1 1

1 1 1

C1 à C3

C4

C5

C6

-

8 BB

20 GH + 6 BB ou 10 BB

22 GH + 6 BB ou 12 GB + 6 BB

inférieur à T3

De tels renforcements ne constituent pas en général la solution optimale, la rigidité des matériaux conformes aux directives imposant des épaisseurs fortes, donc un coût élevé. D'autre part, la protection contre les effets du gel peut ne pas constituer pour ces chaussées un objectif prioritaire. On admettra donc, d'une part, la possibilité de mettre en place des restrictions de circulation par barrières de dégel, même pour un «hiver courant» et éventuellement une certaine baisse du niveau de service offert aux usagers. Le problème consiste à offrir à l'usager en période normale, un niveau de service acceptable qui se traduira en général sur les chaussées, par des travaux de : -

drainage calibrage débombement - reprofilage (et exceptionnellement couche de base) rénovation de la couche de roulement (enduit superficiel ou mise en œuvre occasionnelle d'une couche d'enrobés). - 31 -

1 1 IV.1 DRAINAGE Comme pour les chaussées à trafic plus élevé, l'étude de drainage et la réalisation des travaux doivent être entreprises le plus tôt possible en raison de la sensibil ité de la portance des sols de fondation (et des chaussées) à la teneur en eau. La largeur 1imitée des emprises de plate-forme des chaussées de moindre importance ne permet pas toujou rs d'effectuer convenablement ces travaux. On devra donc fixer très tôt les emprises nécessaires pour la remise en état de la route en tenant compte des ouvrages de drainage et du calibrage éventuel des chaussées. Chaque fois que ce sera possible, on devra réaliser un an au moins avant les travaux sur chaussées, les curages de fossés, les réfections d'acqueducs transversaux et longitudinaux, la mise en place éventuelle de drains, ainsi que le dégagement de tous les éxutoires. On étudiera spécialement les points singuliers du profil en long de la route, ainsi que les zones qui présentent les plus fortes déflexions.

IV2 CALIBRAGE Il sera en général nécessaire de procéder à un calibrage de la chaussée existante par un ou deux épaulements latéraux. Leur dirnensionnement devra être adapté au trafic réel que supporte la route (notamment trafic PL), à la nature et à l'état du sol support et surtout aux caractéristiques mécaniques des matériaux utilisés. Les indications fournies ci-dessous ont pour but de donner certains renseignements généraux concernant les épaisseurs minimum relatives à chaque technique utilisable pour le remblaiement des fouilles, et au-dessous desquelles des risques importants de dégradations rapides peuvent apparaître. Les épaulements peuvent être réalisés: - en qraves-ciment retardé (épaisseur minimum 20 cm) - en graves-laitier, graves-pouzzolane-chaux, graves-cendres volantes (épaisseurs identiques aux graves-ciment) - en sables hydrauliques (épaisseur minimum 30 cm en fonction des performances des matériaux) - en graves non traitées d'indice de concassage aussi élevé que possible (épaisseur minimum 25 à 40 cm selon le sol support). La «Note d'information pour l'exécution des épaulements dans les travaux de renforcements coordonnés» ne concerne pas ce genre de routes. Néanmoins la plupart des recommandations sont applicables dans ce cas particulier.

IV3 DEBOMBEMENT Un profil en travers fortement bombé ou déformé constitue souvent un défaut essentiel de nombreuses chaussées à trafic faible et ce défaut est souvent associé à une faiblesse des rives. Le débombement permet alors un renforcement sélectif de ces dernières et constitue une bonne solution. Par ailleurs le reprofilage de la chaussée, tout en améliorant le confort de l'usager, diminue les efforts dynamiques et par conséquent contribue à un meilleur comportement de la structure sous trafic.

- 32 -

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

1 1 1 1

Les techniques les mieux adaptées à l'exécution des débombements sont d'une part les graves-bitume (avec une teneur en bitume légèrement plus forte que la moyenne) et d'autre part les graves-émulsion qui, répandues à la niveleuse, permettent la mise en œuvre d'épaisseurs faibles à moyennes.

IV.4 COUCHE DE BASE

1

La mise en place d'une couche de base est souhaitable dans la plupart des cas où la structure est trop sous-dimensionnée. Toutefois, sa mise en place restera exceptionnelle sur ce type de route pour les raisons évoquées précédemment (montant de l'investissement initial à consentir).

1 1 1 1 1 1

Lorsqu'une couche de base sera répandue, on ne devra utiliser des matériaux locaux (à caractéristiques inférieures à celles des directives SETRA - LCPC) que s'ils sont suffisamment éprouvés et si l'on possède une expérience suffisante de leur comportement. Les techniques utilisables sont alors: -les graves-bitume ou les graves-émulsion (épaisseur 8 à 12 cm (1) suivant la nature de la couche de roulement - enrobés denses ou enduit superficiel) - les graves ou les sables traités aux 1 iants hydrauliques notamment lorsqu'ils sont déjà util isés en couche de fondation. L'épaisseur minimum à adopter est de 15 cm pour les graves hydrauliques et 20 cm pour les sables hydrauliques. -les graves non traitées reconstituées et préhumidifiées (épaisseurs 15 à 20 cm).

IV.5 COUCHE DE ROULEMENT Pour ce type de chaussée dont la stucture est souvent faible, il est essentiel que la couche de roulement assure en priorité une bonne étanchéité superficielle. La rénovation de la couche de roulement sera généralement faite à base d'enduit superficiel (période 5 à 7 ans) lorsque la chaussée est peu déformée et ne nécessite pas de renforcement. Dans le cas contraire, une couche d'enrobés de 6 à 8 cm d'épaisseur améliorera l'uni tout en apportant un certain complément de structure. Ces enrobés ne seront pas des BB conformes à la directive SETRA - LCpe. Il y aura lieu en particulier de rechercher une formulation plus riche en bitume et comportant une partie d'éléments roulés ce qui permet d'obtenir des enrobés plus souples qui s'adapteront mieux aux déformations éventuelles du support.

1

1 1 1

(1)

Dan~ .Ie cas des épaisseurs de 8 à 10 cm, l'util,isation des graves-bitume nécessitera des dosages en bitume élevés (4,5 à 5 %). La formulation d~ce~ matenaux se rapproche alors de celle des enrobes denses. S. E. T. It.

- 33 -

A.

Service Documentation

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

LISTE DES ANNEXES Annexe 1 . Directives et Recommandations SETRA - LCPC dans le domaine des chaussées. Annexe 2 . Annexe 3

Cadre de Schéma Itinéraire.

. Coefficient à appliquer au trafic P.L. lorsque la progression prévisible de ce trafic au cours des années à venir est différente de 7 % en moyenne géométrique.

Annexe 4 .

Vérification au gel-dégel. Détermination de Y a.

Annexe 5

- Indices de gel des hivers exceptionnels et des hivers rigoureux non exceptionnels des principales stations météorologiques

Annexe 6

.

Exemples d'utilisation du guide. - Exemple 1 - Exemple 2

- 35 -

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

ANNEXE 1 DIRECTIVES ET RECOMMANDATIONS SETRA-LCPC DANS LE DOMAINE DES CHAUSSEES (1.7.78)

DIRECTIVES Pour la réalisation des assises de chaussées en graves-ciment (mars 1969) Complément à la directive «graves-ciment» (octobre 1975) Pour la réalisation des couches de surface en béton bitumineux (septembre 1969 ; en cours de révision) Pour la réalisation des enduits superficiels (février 1972; révision à paraître 2ème semestre 78) Pour la réalisation des assises de chaussées en graves-bitume et sables-bitume (septembre 1972) Pour la réal isation des assises de chaussées en graves-laitier et sables-laitier (octobre 1973) Pour la réalisation des assises de chaussées en graves-émulsion (décembre 1974) Pour la réalisation des chaussées en béton de ciment (avril 1978) Pour l'exécution des renforcements de chaussées (septembre 1976).

RECOMMANDATIONS Pour la réalisation des assises de chaussées en graves non traitées (mai 1974) Pour la réal isation des assises de chaussées en graves-cendres-volantes-chaux (à paraître 2ème semestre 78) Pour la réalisation des assises de chaussées en graves-pouzzolane (en préparation)

NOTES TECHNIQUES Sur le traitement des matériaux aux cendres sulfo-calciques (à paraître 2ème semestre 78) Sur le traitement des matériaux au laitier prébroyé (à paraître 2ème semestre 78)

NOTES D'INFORMATION éditées par le SETRA Sur l'exécution des épaulements dans les travaux de renforcements coordonnés (juin 1975) Sur la préparation et l'exécution des travaux de renforcements coordonnés en traverses (1976)

Dans la Collection du Laboratoire Central des Ponts et Chaussées Guide d'Auscultation des Chaussées Souples (Eyrolles, Paris 1977)

- 37 -

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

1 RN 2 LARGEUR 3 LARGEUR 4

ANNEXE 2 CADRE DE SCHEMA ITINERAIRE

carrefours

PR{

-

traverses

Renseignemen ts à c ractère indicatif relev s par le PAR ,

chaussee accotement nature et date des derniers travaux petites réparations

ENTRETIEN

i i

.RenaeLgnemen t s fou :nis par le Mattre d'Oeu rE:

frequence d'interventior

5

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Fa ençage

~Dêgradati ~ms localisêe ~

III

Dêgrada ti ~ms gênêralis ëes

-

Sondages et carottag,",S implantês avec le concours du Maître d 'Oeuvre

-

Coupes caractêristiq ~es et thêoriques dêterminêes grâce au carnet graph1que routier ou à la Banq ~e des Donn ée s Routière!

~ ~~ 1

1

coupe

théorique

z

00

,.

en eau

w.

Indice et limite de plasticitê Existence et êta

MESURES DE DEflEXIONS VALEUR DE LA DEFLEXION CARACTERISTIQUE 8 DATE DES MESURES VOIE PRISE EN COMPTE I-=--~-----

9

RTR : Recommanda ion pour les Terrasseme ts Routiers

classification RTR

200 150 100 50

-----------

~ w

11

--

~-~._---

...

~--------_.

--

III

"'Ill

1

::: Ci "'IIl

- - - - - - - - 1---

des systèmes de collec e des eaux superficiell ~s et internes

250

0::


FAI

1

C

caractéristique

GEOLOGIE . 1~ Gélivité du sol support Cl Index des sondages Ys

0-

Fi sures

1

1

coupe

teneur

'" ~ '"DRAINAGE

7

:

FIS

DDêgradati ons très locs lisê s

Zone intéréssee

III

f-

: :

droite DES Dêsenrobage GLA Glaçage Nid de poule NID Affaissement PEL Pelade Bourrelet PLU Plumage Flache TET Tête de chat CLOU Usure causëe Orniêrage par les pneu Tole ondulêe à crampons

1

~

C carottage

:

TOL ;

•

1

S sondage

...
°

°

1

transversale

:::l

l.L

'///. '//1

v:

1localisation

...'"

U

V///-3; t

:::l

~

0-

ëeeemlnee

photos

AFF BOU FLA ORN

: Ressuage

1 P.R.

... '"... u

z

1

rive gauch

------------ J;Y:c.l~ç~en rive

------- RES o:

ace seue

suc ure

(Jo!,

'.$ f-

--------- --

arrachements

Z

:::l

LU

--- - ____ en

fissures

... ......'"> '"......

RIVE

~r-AxË--L

Courbe obtenue après raitement du dHlectogr ~lIDIle au Centre Coordinateu de Trappes

---

~_Formation-:gI~.fQ~ ~erficiel~_du- s!.te __ f - - - - - . - - SGn, SGp ou SGt Valeur dêterminêe pa l'êtude de sensibil itê au gel des matêriaux ex trai ts des sondages

1 · -f--

_.

..._---

----~

--

---

-

._--- ---Essais complêmentair s pour la détermination de Cj ou l'estimation des quantitês de rep ofilage

--------_._-

à'"

12 08SERVATIONS

Prêsence d'arbres, d ouvrages, seuils, TPC.

lissières ...

Dêblai, Femblai, T,N ...

13 QUALITE du support Cj INDEX de l'ancienne chaussée Ya 14 TRAFIC-INDICEdegelderéf.IR

Donnêes estimêes con ormêment aux indication

du chapitre 1

lS LU

w ....Ja:

OC>

- 39 -

... ...Z

èE2 ~ :cO '" z :::iO Ûw ~a: "'-'f-

En P.enforc ement

:::l

0

;:::

:::l -'

0

16 En epaulement ou chaussée neuve

17 18'

Drainage

Il:
- - 1---

Numéro de section

DE GEL D'ALERTE lA

du Renforcement 1

1 1 1 1 1

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

ANNEXE 3 DETERMINATION DE LA CLASSE DE TRAFIC à retenir lorsque la progression prévisible du trafic PL au cours des années à venir est différente de 7 % par an en moyenne géométrique. Si l'on suppose qu'au cours des années qui suivront la mise en service du renforcement, le trafic PL suivra une progression différente de celle qui a servi de base à la détermination des tableaux n° 1 et 2 (soit 7 % par an), il Y a 1ieu de prendre en compte pour la détermination de Ti, un trafic fictif obtenu en affectant le trafic PL de l'année de mise en service, du coefficient multiplicateur donné par le tableau ci-dessous.

Taux annuel moyen géométrique de progression du trafic (prévision)

0%

1%

2%

3%

4%

5%

6%

7%

8%

9%

la %

Coefficient multiplicateur à appliquer au trafic de l'année du renforcement

0,62

0,66

0,71

0,76

0,81

0,87

0,93

1

1,07

1,15

1,24

- 41 -

1 1 1

ANNEXE 4

1

VERIFICATION AU GEL-DEGEL - DETERMINATION DE Va

1

La valeur de l'index Y a est approchée de deux façons différentes: - d'une part, par une étude des sondages basée sur l'analyse des matériaux extraits de la chaussée

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

Caractérisation du comportement au gel de l'ancienne chaussée.

- d'autre part, par une étude de l'histoire de la chaussée basée sur l'analyse de son comportement global lors d'hivers passés dont on connaît les indices de gel. Une synthèse des deux valeurs ainsi obtenues permet d'arrêter la valeur de Va.

1 - Etudes des sondages (Vs) Cette étude est à confier au laboratoire qui fournira, pour chaque sondage une valeur Ys. Cette valeur Ys intègre tous les paramètres, connus ou appréciés, révélés par le sondage: - la sensibilité au gel du sol support, appréciée par un essai de gonflement au gel - la sensibilité au gel des matériaux granulaires constitutifs du corps de chaussée - la protection thermique apportée au sol support par ce même corps de chaussée - la protection complémentaire apportée par les couches d'enrobés de l'ancienne chaussée. Les valeurs de Ys affectées à chaque sondage peuvent, si leur dispersion est importante, conduire le maître d'œuvre à procéder à un nouveau découpage en sections homogènes. Chacune des sections ainsi retenues se verra affecter un index YS, égal au plus petit des index Ys rencontrés sur la section considérée.

2 - Etude de l'histoire de l'ancienne chaussée (Ve1, Ve2) Cette étude a pour but d'encadrer la valeur de Ya par une borne inférieure (Ye1) et par une borne supérieure (Ye2). La détermination de ces bornes utilise les éléments de l'histoire de l'ancienne chaussée notamment: a) les valeurs des indices de gel des différents hivers, depuis 1962-63 b) les observations sur le comportement au dégel de l'ancienne chaussée parmi lesquelles on peut citer: - la pose de barrières de dégel - les relevés de travaux ou de dégradations attribués à l'effet du gel. On examine en particulier si les différentes couches de

- 43 -

roulement qui apparaissent avec leur âge sur les schémas itinéraires ou les carnets graphiques ont été mises en œuvre à la suite d'hivers rigoureux. L'utilisation de ces données permet de classer (conformément au graphique ci-dessous) les différents hivers en deux groupes

--- r

Mauvais comportement

V&// /h'l/ ffi ~

Groupe nO 1

zone .....~ probable

Groupe nO 2

YI

- le groupe n° 1 correspondant aux hivers qui n'ont pas conduit à des dégradations ou restrictions de circulation au dégel. - le groupe n° 2 correspondant aux hivers qui ont conduit à des dégradations ou restrictions de circulation au dégel (réparations, barrières de dégel, ...).

de Ya

Les indices de gel de ces différents hivers ne sont pas directement utilisables car l'épaisseur d'enrobé de la chaussée a pu varier dans le temps. On affecte donc à chaque hiver de chaque groupe un index Yi caractéristique de la chaussée au moment de l'étude. Cet index est pour chaque hiver fonction de l'indice de gel 1 de l'hiver étudié et de l'augmentation de l'épaisseur d'enrobé entre la date à laquelle cet hiver s'est produit et la date de l'étude (cette augmentation peut être éventuellement nulle). On trouve l'index Yi à affecter à un hiver, en utilisant l'abaque n° 2. On note Yel le plus grand des index Yi du groupe 1 et Ye2 le plus petit des index Yi du groupe 2. On aura en principe: Ye t < Ye2 S'il n'en est pas ainsi, il faut rechercher l'explication de cette contradiction

3 - Choix de Y a La comparaison de YSà Yej et Ye2 permet de définir l'index Y a de la section. Trois cas peuvent être rencontrés: YS
on retient Yg s Yej

Ye t < YS< Ye2

on retient Y a = YS

Ye2 < YS

il Y a contradiction et l'étude de renforcement doit en rechercher l'explication.

~.

- 44 -

1 1 1

1 1 1 1 1 1 1

1 1 1

1 1

1

ABAQUE N° 2

~e

1

1 1

cm d'enrobés Utilisation de l'abaque La droite qui joint l'indice de gel de l'hiver étudié ( 1) à l'augmentation totale de l'épaisseur d'enrobés (,~e) en surface de l'ancienne chaussée depuis cet hiver, détermine Yi sur l'échelle Y

1

1 1

1 1 1 1 1

1 1 1

1nd ice de gel de l'hiver étudié

400

150

250

359

;

300

l5 100

200

- 45 -

50

1 1 1

ANNEXE 5

1 1

TABLEAU des indices de gel de référence 1ndices de gel des hivers exceptionnels et des hivers rigoureux non exceptionnels desprincipales stations météorologiques (en 0 C x jours) Q)

1 1 1 1

E

0) .......

etl

0-

'(1)

1 1 1

10 11 12 13 14 16 17 18 20 21

c0) E 0)

:l

0)

Cl

X

CI:

...-.... etl

>

0

u

0

....0)

UJ

....

~

Ambérieu St Quentin Vichy St Auban Embrun Nice St Girons Romilly siS Carcassonne Millau Marignane Caen Cognac La Rochelle Bourges Ajaccio Dijon

-0)

I

c

...-

...-0-

I

09

1 1 1

STATION météorologique principale

0

0

01 02 03 04 05 06

:l

C

C

0)

x 0) ....

c

...-

0-

'(1)

270 175 22 225 90 25 25fJ 125 26 80 35 26 165 90 27 0 o 28 120 35 29 210 110 30 85 35 31 140 75 33 70 20 34 115 65 35 85 40 35 75 25 36 155 80 37 0 o 38 200 115 40

C

STATION météorologique principale

0 .;:; 0-

s X

UJ

....

.~

I

Rostrenen Besançon Lus la C. Hte Montélimar Evreux Chartres Brest Nimes Toulouse Bordeaux Montpell ier Dinard Rennes Châteauroux Tours Grenoble Mont de Mars.

x

:l

.... 0)

:l

0

Cl .-

CI:

....

~ Ï

85 ao 220 120 420 D75 105 75 195 85 190 85 20 10 60 25 115 40 65 40 55 15 65 25 80 35 155 75 120 65 170 100 .80 40

Q) 0)

E

0) .......

œ

0-

'0)

:l

C

STATION météorologique principale

0

41 42 43 44 45 46 47 49 50 51 52 52 54 55 56 57 58

x ....

c

...-c

0 .;:; 0-

- 47 -

:l

0

0)

.~

X

CI:

u

UJ

....

~ Ï

Homorantin St Etienne Le Puy Nantes Orléans Gourdon Agen Angers La Hague Reims Langres St Dizier Nancy Bar-le-Duc Lorient Metz Ch. Chinon

0)

.... .~

I

135 75 220 145 240 155 75 35 170 70 120 45 110 40 100 45 10 0. 235 95 325 145 235 95 320 135 340 130 40 20 290 130 225 115

Q)

c0) E

0) .......

etl

0-

'0)

:l

C

STATION météorologique principale

0

0

(1)

(1)

Cl

X

CI:

...-0u

UJ

....

.~

I

58 59 59 60 61 62 63 64 64 65 66 67 68 69 69 70 71

x ....

c

...-

Nevers Dunkerque Lille Beauvais Alençon Boulogne/Mer Clermont Fd. Biarritz Pau Tarbes Perpignan Strasbourg Mulhouse-Baie Lyon Tarare Luxeuil Macon

:l

0

....

~

I

Q)

c

...-c

0)

E

0) .......

etl

0-

'0)

C

STATION météorologique principale

0

190 105 71 165 65 72 250 85 73 215 110 73 165 75 76 165 75 76 225 115 77 20 o 80 80 40 83 95 45 83 25 o 84 405 180 86 415 150 87 220 135 89 275 155 90 335 165 93 200 135

0

...-

:l

s

.~

0-

X

UJ

....

.~

I

Mt St Vincent Le Mans Bg St Maurice Challes les E. Cap de la Hève Rouen Melun Abbeville St Raphaël Toulon Orange Poitiers Limoges Auxerre Belfort Le Bourget

x :l 0) .... 0

CI:

....

~ Ï

270 150 120 60 220 160 225 150 95 45 130 60 185 85 165 85 25 0 15 0 80 45 130 60 160 60 200 85 365 175 160 100

1 1 1

ANNEXE 6

1

EXEMPLES D'UTILISATION DU GUIDE

1

L'itinéraire LYON-CASTEL, par la RN 2002 traverse le département de la PLAINE sur une longueur de 8 km et doit faire l'objet de travaux au titre du programme annuel de Renforcements Coordonnés. Le PAR concerné a procédé à l'auscultation de l'itinéraire au printemps 1977 et ses principales observations ont été reportées sur le schéma itinéraire ci-après.

1

1 - Détermination de la classe de trafic

1 1 1 1 1 1 1

1 1

Exemple 1

Le trafic est homogène sur toute la longueur étudiée. Les comptages P.L. effectués en 1975 donnent, en ce qui concerne les P.L. de charge utile supérieure ou égale à 5 t circulant sur la voie de droite: 515 PUj (le trafic est équilibré dans les deux sens). Après une certaine stagnation entre 1974 et 1976, ce trafic PL semble de nouveau devoir augmenter de 7 % par an à l'avenir. La classe de trafic retenue est donc Tl sur toute la section étudiée.

2 - Analyse du schéma itinéraire 2.1

Tronçonnement préliminaire

• Du P.R.O. au P.R. 5 + 500, la chaussée est implantée sur une ancienne terrasse alluviale. Le drainage est assez bon. Les déflexions mesurées à l'automne 74 en période humide sont modérées, la déflexion caractéristique d c restant inférieure à 70/100 de mm. • A partir du P.R. 5 + 500 et jusqu'à la fin de la section, la chaussée passe sur une zone d'alluvions récentes composées essentiellement de sables limoneux sur laquelle les faibles pentes ne contribuent pas à un drainage efficace. Les déflexions sont plus importantes et atteignent 150/100 de mm. 2.2

Vérification pour chaque tronçon de la concordance entre les différents paramètres

• P.R. 0 à 5 + 500 : les sondages réalisés dans 2 zones caractéristiques, aux P.R. 1 + 150 et 4 + 900 révèlent des structures de chaussées assez semblables et composées de 50 à 55 cm de grave silico-calcaire semi-concassée 0/60 recouverte d'enduits et d'enrobés successifs sur une épaisseurs totale de 7 à 9 cm. L'état visuel relevé au printemps 1977 fait apparaître quelques fissures localisées et un léger orniérage, partiellement lié au désenrobage de la couche de surface dans les bandes de roulement. - Ces différents paramètres sont en bonne harmonie avec la déflexion et sont révélateurs d'une chaussée en bon état dont la couche de roulement commence cependant à fatiguer. - 49 -

1

1 • P.R. 5 + 500 à la fin: le sondage du P.R. 7 + 200 montre une structure voisine des précédentes. Cependant les 10 à 20 cm inférieurs de graves sont poil ués par des remontées de 1imon. L'examen visuel montre un orniérage généralisé à grand rayon accompagné d'un début de faïençage de la couche de roulement -

Les équipes d'entretien interviennent assez fréquemment pour colmater les nids de poules qui apparaissent en période humide.

- Ces différents paramètres concordent avec la déflexion et montrent que l'on a affaire à une chaussée fatiguée dont le corps pollué souffre en outre d'un drainage insuffisant.

1 1 1

1

3 - Choix de Cj Les conditions de drainage ne pouvant pas être notablement améliorées et les déflexions mesurées étant Jugées représentatives de la chaussée, on retiendra (tableau page 15) : du P.R. 0 à 5 + 500 . C2 du P.R. 5 + 500 à la fin: C4

4 - Sectionnement Le trafic étant uniforme, nous aurons donc 2 sections homogènes, de part et d'autre du P. R. 5

+ 500 :

Section 1 : Tl C2 Section 2: T1C4

Les tableaux 1 et 2 donnent:

6 - Vérification au gel - dégel (IR

+ 8 BB

12DoC

1 1 1

5 - Détermination des épaisseurs Section 1 : 2 x 7 BB Section 2 : 25 GH + 8 BB ou 15 GB

1 1

J)

Section 1

le sol support n'est pas gélif

1

Section 2 :

le laboratoire a fourni pour YS la valeur 8,1. l'application de l'annexe 4 ne met pas en évidence d'incompatibilité de cette valeur avec les constatations dont on dispose. On retient donc Ya = 8,1

1

=

'>(

- 50-

1 1

L'abaque 1 montre que les 2 solutions, 25 GH

+8

BB ou 15 GB

+8

BB, sont satisfaisantes.

7 - Choix économique La grave-ciment retardé est, dans la région, la GH la plus économique. L'étude économique globale conduite dans les 2 variantes GH et GB fait apparaître une différence significative de coût en faveur de la GH. Cette solution se trouve mieux adaptée compte tenu des importantes quantités de reprofilage nécessaires sur la section 2.

- 51 -

.

ANN~

P.R.{ carrefour traverses

RN

2 LARGEUR

chaussee accotement nature et date des

III

1

arrachements

Z

fr quent F S - FA

~._-_.-

fissures

...

7,20 m 2 m

En t re t Le

h-equence d'intenrentl

> ......... ......

___ 8

7.

125 '100 kg/m 2

petites r.parations

5

,

. l,. -

7,50 3 m

derniers travaux

ENTRETIEN

6 ~ .~! .~rLJ> 1

3 LARGEUR 4

_2

0

n S ~

1

1

FAT

1

1

FTS

1

1

0

Ill:

;::

::l

III

s ......

Ill:

Mts de matériaux

...

Cl

et ...

1J1

Q

...

"'.II""III""II~U"IIIIIIII.lI.I'.II'"

déformations

et Q et

~rfoce eeule ·Itucture

&,V

~#I ,Tndeterminée phOt05

~

6

1

localisation

...

::l

~

.. V

W

::l

U

Ill:

a:::

III

0 I.L Z

S, sondage

4

0/12 5

C , carottage

3

successif

50

rave silicoale. semi oncassée 0/6

:s

Ill:

::l

ui

a:::

coupe

III

~ caractéristique

l!!

... ...z ...!:2 Z

::J c, o,

~

~

« 0

wO

...z

Z

~

. 0

z

'" u,

,.

1 6

w.

0

7

w

MESURES DE DEFLEXIONS VALEUR DE LA DEFLEXION 8 CARACTERISTIQUE

250

DATE DES MESURES' VOIE PRISE EN COMPTE'

100

....J a::

~

a:: ....J o, ~

w

a::

«

DRAINAGE

RD ou RG

9

4 % 3-27

Mauv is drainage R.D A.D --

3-.Ci:.

150

,

--

.r-

50

AD ou

A 2

'0

non mesurapl Assez bon - Fossés à approfondir R.G.

200

G

GEOLOGIE

1~ Gélivité du

-. _.. remon tée de 1 imon

D2

teneu r en eau

00

Ill:

Grave silico-calc. semi concassée

50

sur 20 cm

clauification R T R

0;:::

4 2

coupe théorique

Zone intéréssée z

III

~

a,

m

tran5venale

Ill:

W

,

P,R.

...

Z

A 501

~ Index des sondages

SGt

SGn

support Ys

8 1

CJ)

11111_ III "'et Ill: III

"Ill ~ ...

12 OBSERVATIONS 13 QUALITE du support Cj INDEX de l'ancienne chaussée Ya

C2

C4 8,1

14 TRAFIC- INDICE degelderéf. IR lS

...::l Z «::J ... Cl...w

Ww ....Ja:: a:: >

~

En Renforcement

16 En .épaulement ou

Ill:

a::?

::JO Cl... w

~a::

w~

a::-

«

«~

z

chaussée neuve

0

17

:3

18

;:: 0

III

Drainage

Numéro de section

191NDICE DE GEL D'ALERTE lA du Renforcement 1

-

-,---

--

--"--

1 1 1

1 1 1 1 1

Exemple 2

La RN 2003 qui assure la liaison entre les itinéraires PARIS-CASTEL (RN 2000) et LYON-BRASSAC (RN 2500) est inscrite au programme annuel de Renforcements Coordonnés. Le PAR a procédé à l'auscultation de l'itinéraire au printemps 77 et ses principales observations ont été reportées sur le schéma itinéraire ci-après.

1 - Détermination de la classe de trafic Le trafic total recensé au P.R. 70 + 500 en 1975 était de 4850 v/j MJA. Le pourcentage de P.L. du CU ;> 5T s'établit à 8 %. L'étude des précédents comptages montre que le trafic, en augmentation constante de 7 % par an jusqu'en 1972, présente actuellement un taux d'accroissement annuel voisin de 4,5 %. Le trafic PL-MJA estimé en 1978 sur la voie la plus chargée (trafic équilibré) est donc voisin de 220 PL/j. Si l'on retient l'hypothèse d'un tel accroissement dans les années à venir, le trafic actuel fictif qui conduirait, avec un taux de + 7 % par an, à un nombre cumulé égal de PL est de l'ordre de 175 PLlj (voir annexe 3). Nous retiendrons donc la classe de trafic T2.

2 . Analyse du schéma itinéraire 2.1

•

L'ensemble de la section considérée est implanté dans une zone de coulées volcaniques (basaltes, cendres). Les formations superficielles sont successivement des sables argileux jusqu'au P.R. 68 environ, puis des graves argileuses et enfin des graves bien graduées à partir du P.R. 70+ 600.

Le schéma itinéraire permet de distinguer 5 tronçons:

1

• Du P.R. 67 à 67 + 900 les déflexions sont importantes et hétérogènes: la déflexion caractéristique dcvarie de 100 à 170/100 de mm (mesures en Avril 1977, période défavorable). • Du P.R. 67 + 900 à 69 + 100 : d c varie entre 60 et 95/100 de mm.

1

1 1

Tronçonnement préliminaire

• Du P.R. 69 + 100 à 70 + 700 : la déflexion est très homogène et voisine de 60/100 de mm • Du P.R. 70 + 700 à 71 + 400: les valeurs remontent légèrement en restant comprises entre 75 et 90/100 de mm • Du P.R. 71 + 400 à 72 enfin, la chaussée est beaucoup plus déformable puisque d c atteint 140/100 de mm. 2.2

Vérification, pour chaque tronçon, de la concordance entre les différents paramètres

• Tronçon 1 : le sondage du P.R. 67 + 700 est implanté en rive gauche bien que la déflexion y soit moins importante qu'en rive droite.

1

1 1

- 53 -

Il indique 6 cm d'enduits et enrobés successifs surmontant 5 cm de pierres cassées 20/40 traitées en pénétration et 28 cm de grave brute de carrière polluée reposant sur un sable argileux très humide (teneur en eau supérieure à la limite de plasticité). L'état visuel relevé le 28.8.77 montre de graves désordres en surface et en particulier d'importantes déformations: orniérage et affaissements localisés à généralisés. L'ensemble de ces paramètres est en harmonie avec la forte déflexion et montre une chaussée très faible qui est donc à renforcer. • Tronçon 2 : le sondage du P.R. 68 + 800 lui aussi implanté en rive gauche indique 11 cm d'enduits et enrobés successifs surmontant 15 cm de pierres cassées 40/70 traitées en imprégnation, 15 cm de grave brute de carrière et 10 cm de pouzzolane. Le sol support est une grave argileuse à teneur en eau modérée. Les déformations observées sur ce tronçon sont beaucoup plus local isées que sur le précédent. Ces paramètres sont concordants et, de même que la valeur de la déflexion, indiquent une chaussée nécessitant un certain complément de structure. La déflexion est représentative. • Tronçon 3 : le sondage du P.R. 69 + 600, implanté en rive droite, indique 13 cm d'enduits et d'enrobés successifs surmontant 10 cm de pierres cassées 40/70 traitées en pénétration, 15 cm de macadam à l'eau et 12 cm de sable de pouzzolane pollué. Le sol support est une grave argileuse à teneur en eau modérée. Un tapis d'entretien récent semble masquer les dégradations que l'on peut supposer affecter ce tronçon, peu différent du précédent. La déflexion, voisine de celle enregistrée sur le tronçon précédent, est représentative. • Tronçon 4 : il n'a pas été implanté de sondage sur ce tronçon. Cependant le P.R. 70 + 700 est l'origine d'une rectification de tracé effectuée en 1965. On connaît ainsi la nature du support, identique à celui révélé par le sondage P.R. 71 + 500 : il s'agit d'un tout venant de carrière, à granulométrie bien graduée. Les dégradations observées sur cette section sont peu importantes. Pour incomplètes qu'elles soient, ces indications ne semblent aucunement en désaccord avec la déflexion. Cette chaussée nécessite là encore un complément de structure (déflexion représentative) . • Tronçon 5 : le sondage du P.R. 71 et 10 cm environ d'enrobés.

+ 500 révèle, au-dessus du support mentionné ci-dessus, 10 à 12 cm de macadam imprégné

L'examen visuel ne révèle aucune dégradation importante. Ce paramètre n'est pas en concordance avec la déflexion élevée mesurée sur ce tronçon. Ce bon état apparent peut être expl iqué par la mise en œuvre récente du dernier tapis d'entretien. La déflexion est donc jugée représentative.

- 54 -

1 1 1

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

1 1 1 1 1 1

3 - Choix de Cj Sauf entre les P.R. 67 et 68, l'amélioration de l'état des fossés ne devrait pas sensiblement réduire la teneur en eau du sol support, déjà modérée. Sur le premier tronçon, les déflexions paraissent trop importantes pour qu'un drainage, si efficace soit-il, les réduise è un niveau admissible. En conséquence, Cj pourra, compte tenu des éléments qui précèdent, être déterminé conformément au tableau, page 15 : Soit : tronçon 1 : C4 tronçon 2 : C3 tronçon 3 : C2 tronçon 4 : C3 tronçon 5 : C4

4 - Sectionnement Le trafic étant homogène, nous aurons 5 sections correspondant aux 5 tronçons précisés ci-dessus: Section 1 : P.R. 67 67 + 900 T2 C4 (e2) Section 2 : P.R. 67 + 900 69 + 100 T2 C3 (e3) Section 3: P.R. 69 + 100 70 + 700 T2 C2 (e3) Section 4. P.R. 70 + 700 7J + 400 T2 C3 (e2) Section 5 : P.R. 71 + 400 72 T2 C4 (e2) à

1 1 1 1 1

1 1 1 1

à à à

à

5 - Détermination des épaisseurs Les tableaux 1 et 2 donnent: Section 1 : 25 GH + 6 BB ou 12 GB + 6 BB Section 2 : 10 BB Section 3 : 6 BB compte tenu des éléments exposés en 2.2 Section 4 : 10 BB Section 5 : 25 GH + 6 BB ou 12 GB + 6 BB

6 - Vérification au gel - dégel Les indices de gel correspondant aux hivers exceptionnel et rigoureux non exceptionnel sont respectivement 240° C x J et 155° C x J. La section d'itinéraire étud iée n'a pas vocation de désenclavement; le niveau de trafic justifie la prise en compte de l'indice de gel correspondant à l'hiver rigoureux non exceptionnel (155°C x J) et l'on admet, si les circonstances l'exigent, de poser des barrières de dégel. On retient donc 1R : 155° C x J.

- 55 -

1

1 6.1

Index de l'ancienne chaussée (Y a)

6.1.1 Analyse du PAR (YS) L'étude du comportement au gel-dégel de l'ancienne chaussée a permis de distinguer trois zones homogènes: - P.R.67 à 67.900. L'étude des sondages a fourni YS = 6 Cette zone correspond à la section 1 définie au paragraphe 4 - P.R. 67.900 à 70.700. L'étude des sondages a fourni YS= 11 Cette zone correspond aux sections 2 et3 définies au paragraphe 4 - P.R. 70.700 à 72.000. L'étude des sondages a fourni YS = + 00 Cette zone correspond aux sections 4 et 5 définies au paragraphe 4. La vérification au gel est positive pour ces sections. 6.12 Analyse du maître d'œuvre (Ye1, Ye2) L'étude du comportement de l'ancienne chaussée durant les hivers passés permet de classer ceux-ci en deux groupes: - groupe 1 pour les hivers qui n'ont pas conduit à des dégradations ou restrictions de circulation au dégel. - groupe 2 dans le cas contraire. L'itinéraire a été protégé par des barrières en 62-63, 63-64, 69-70,70-71. Ces hivers appartiennent donc au groupe 2. L'hiver 65-66 n'a pas conduit à la pose de barrières; de grosses réparations ont du être effectuées sur la section 1 à la suite de cet hiver qui appartient donc aussi au groupe 2 (pour la section 1 uniquement). Tous les autres hivers appartiennent au groupe 1. 6.1.3 Calcul de Y a Les renseignements permettant de trouver l'index Ya de l'ancienne chaussée, relatif aux sections 1,2,3, sont récapitulés dans le tableau ci-dessous. On retient les valeurs suivantes: - section 1 Ya = 7 - section 2 et 3 Y a = 11 6.2

Choix des solutions de rentorcement 0

62.1 Section 1 (IR: 155 C xJ; Y a= 7) • solution avant prise en compte du gel: 25 GH + 6 BB. L'utilisation de l'abaque n° 1 conduit à Y t = 6,9 < Va. La solution peut 0 donc être retenue (indice d'alerte lA : 160 C x J) • solution avant prise en compte du gel : 12 GB + 6 BB. L'utilisation de l'abaque conduit à Yt = 9. On est dans le cas où Y a < Yt < Ya + 2,5. La solution à retenir est fournie par le tableau 2-a (T2-C4-e2). On trouve 18 GB + 6 BB (indice d'alerte 0 190 C x J). Remarques : - la solution intermédiaire 15 GB + 6 BB n'est pas satisfaisante. En effet, pour cette solution, Y t = 8,5> Y a

- on constate que l'indice d'alerte correspondant à la solution GB (18 + 6) est supérieur à celui qui correspond à la solution GH (25 + 6), ce qui peut paraître surprenant. Le passage du tableau 2 au tableau 2a se traduit par un surdimensionnement de la couche de base par rapport à la structure initiale T2-C4-e2. La même structure de renforcement -18 GB + 6 BB - serait applicable (avant prise en compte du gel) à une section caractérisée par les paramètres T2-C5-81 (tableau 2) ; son ind ice d'alerte calculé avec

- 56 -

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

1 1 1 1

Hivers passés

Section 1

Sections 2 & 3

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Années

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2

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6,5 7 7

4 4 BB

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E

Q)

cr: 62-63 63-64 64-65 65-66 66-67 67-68 68-69 69-70 70-71 71-72 72-73 73-74 74-75 75-76

cQ)

x

x

o o o o

plus grand des hivers du groupe 1

2 2

9 11

4

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x x

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7 7 7 7 7 3 3

3

o o o

13 11

x x

2 2

9

11 4,5 4

5 7,5

Ye2

plus petit des hivers du groupe 2

YS

index fourni par le PAR

6

Ya

index de l'ancienne chaussée

7

7,5

(cas ou Ye1 > YS)

- 57 -

9 11 YS> Ye2. Cette contradiction 11 s'expl ique : les barrières posées L..-:-,-----;-----,--.---or-I en 1969-70 étaient destinées à protéger la section l, plus sensible au gel. La valeur Ye2 = 9 n'est donc pas significative.

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MESURES DE DEFLEXIONS 250 VALEUR DE LA DEFLEXION 200 8 CARACTERISTIQUE 150 DATE DES MESURES' 23-4-17. 0 0 VOIEPRISEENCOMPTE'DroÜ'è

:; Index des sondages Ys 11, l!! Profil en travers

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2

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Sab1~'ae

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, 31

B6

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28-27

Mauvaises cond Lt Ldn s de dramage , fossés Axe droit

on errés, parfois

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roite

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rive axe ~,- - - - - - l ,----,. 1...L

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SGp 12,3 ---

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1

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SGp

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1 En

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Rectification du tracé 1965

du tracé 1965

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T

C3 ya=ll

T

C2

C3 ..ka=tOJ

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En épaulement ou chaussée neuve

18

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13 QUALITE du support Cj

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12 08SERVATIONS

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théorique

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