Etude de mise en 2x2 voies de la RN3 entre Djbel Oust & El Fahs
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2012/2013
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Etude de mise en 2x2 voies de la RN3 entre Djbel Oust & El Fahs
I.
2012/2013
Introduction:
Le drainage longitudinal de la chaussée consiste à évacuer les eaux de ruissellement provenant de la plate-forme routière et de ses abords immédiats. il est assuré par des fossés latéraux. L’eau recueillie par les fossés s’évacue soit :
Par infiltration dans le fond du fossé.
Par évaporation dans l’atmosphère.
Par écoulement vers les ouvrages hydraulique qui constituent les exutoires naturels.
II.
Dimensionnement: choix de la section :
Les fossés de drainage peuvent être d’une forme triangulaire, rectangulaire ou trapézoïdale; leur forme doit être telle qu’elle ne constitue aucun danger pour la circulation et il convient de s’assurer soigneusement que les eaux dont ils assurent l’évacuation ne provoquent pas d’érosion. Comme il est de coutume en Tunisie pour ce genre d’étude, nous appliquerons des fossés triangulaires en terre « galets », en nous appuyant sur les données du tableau suivant: Matériaux
Vitesse limite V L (m/s) Coefficient de rugosité
Sable fin
0,3
50
Sable moyen
5
45
Gros sable
0,6
40
Gravier fin
0,7
40
Argiles compactes
0,9
40
Gravier grossier
1
35
Galets
1,2
30
Cailloux moyens
1,5
25
Gros cailloux
3
20
Schistes et roches >4 20 Tableau: Vitesse limite et coefficient de rugosité de quelques matériaux La vitesse limite d’écoulement et d’entrainement des galets à 1.20 m/s avec un coefficient de rugosité de 30. Le schéma d’une section usuelle de fossé se présente ci-après:
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Figure : section triangulaire de fossé en terre
III.
Calcul des débits:
Pour le calcul du débit on choisit la formule rationnelle:
Avec:
K a : coefficient d’abattement.
Cr : coefficient de ruissellement.
Aeq : superficie de la section (en km²).
I(t) : Intensité de pluie (en mm/h).
Qt exprimé en (m /s).
A1: surface de la chaussée (km²).
A2: surface de l’accotement (km²).
Ls: longueur de la section (km)
3
1. Calcul des surfaces: A1= 7.75 x 155 10 -6 A1= 0.0012
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A2= 3.05 x 155 10 -6 A2= 0.0005
Aeq= (7.75+3.05) 10 -6 Aeq= 0.0017
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2. Calcul des coefficients de ruissellement équivalent: C1= surface revêtue (chaussée)= 0.9 C2= surface non revêtue (accotement)= 0.8
D’où:
∑ Ceq = 0.872
3. Calcul de la pente équivalente:
D’où:
∑∑ √ √ ( )
Ieq= 2.8 %
4. Calcul de l’intensité (i): L’intensité de la pluie, par mesure de sécurité, est déterminée pour une période de retour égale à 50 ans.
D’où:
soit
Tc= 1.852 h
1.852 x 60= 111.12 min
Pour la Station de Zaghouan: -0,67
i= 41,3 x (Tc)
D’où:
exprimé en (mm/h)
i= 27.33 mm/h
5. Coefficient d’abattement: Pour tous les tronçons du projet Aeq< 25 Km²
donc
K a=1.
D’où on sort le tableau suivant qui récapitule l’ensemble des tronçons du projet:
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Profils
Ls (m)
A1
A2
Aeq
Ceq
Ieq
Tc (h)
I (mm/h)
Ka
Q (m3/s)
du 26 au 33 D
155
0,0012
0,0005
0,0017
0,872
0,028
1,852
27,333
1
0,011
du 40 au 43 D
75
0,0006
0,0002
0,0008
0,872
0,028
1,288
34,857
1
0,007
du 40 au 47 G
145
0,0011
0,0004
0,0016
0,872
0,028
1,791
27,950
1
0,011
du 52 au 73 D
400
0,0031
0,0012
0,0043
0,872
0,028
2,975
19,895
1
0,021
du 51 au 73 G
448
0,0035
0,0014
0,0048
0,872
0,028
3,148
19,154
1
0,022
du 100 au 123 G
442
0,0034
0,0013
0,0048
0,872
0,028
3,127
19,241
1
0,022
du 132 au 139 G
132
0,0010
0,0004
0,0014
0,872
0,028
1,709
28,844
1
0,010
du 133 au 139 D
96
0,0007
0,0003
0,0010
0,872
0,028
1,457
32,091
1
0,008
du 148 au 153 G
115
0,0009
0,0004
0,0012
0,872
0,028
1,595
30,207
1
0,009
du 155 au 170 G
253
0,0020
0,0008
0,0027
0,872
0,028
2,366
23,195
1
0,015
du 169 au 200 D
555
0,0043
0,0017
0,0060
0,872
0,028
3,504
17,828
1
0,026
du 208 au 235 G
465
0,0036
0,0014
0,0050
0,872
0,028
3,207
18,917
1
0,023
du 221 au 241 D
350
0,0027
0,0011
0,0038
0,872
0,028
2,782
20,806
1
0,019
du 242 au 258 D
337
0,0026
0,0010
0,0036
0,872
0,028
2,730
21,071
1
0,019
du 279 au 283 D
84
0,0007
0,0003
0,0009
0,872
0,028
1,363
33,559
1
0,007
du 278 au 283 G
85
0,0007
0,0003
0,0009
0,872
0,028
1,371
33,426
1
0,007
du 463 au 484 D
360
0,0028
0,0011
0,0039
0,872
0,028
2,822
20,610
1
0,019
du 473 au 478 G
124
0,0010
0,0004
0,0013
0,872
0,028
1,656
29,454
1
0,010
du 499 au 512 D
265
0,0021
0,0008
0,0029
0,872
0,028
2,421
22,838
1
0,016
du 499 au 509 G
201
0,0016
0,0006
0,0022
0,872
0,028
2,109
25,054
1
0,013
du 516 au 537 G
385
0,0030
0,0012
0,0042
0,872
0,028
2,918
20,152
1
0,020
du 516 au 522 D
100
0,0008
0,0003
0,0011
0,872
0,028
1,487
31,655
1
0,008
du 566 au 591 G
458
0,0035
0,0014
0,0049
0,872
0,028
3,183
19,013
1
0,023
du 580 au 632 D
877
0,0068
0,0027
0,0095
0,872
0,028
4,405
15,295
1
0,035
du 643 au 653 D
182
0,0014
0,0006
0,0020
0,872
0,028
2,006
25,901
1
0,012
du 655 au 682 D
522
0,0040
0,0016
0,0056
0,872
0,028
3,398
18,198
1
0,025
Tableau: Débit longitudinale pour chaque section
IV.
Dimensionnement des fossés:
Pour le dimensionnement du fossé, on applique la formule générale de l’écoulement à surface libre.
Avec: 3
QT : débit (m /s). C : Coefficient hydraulique (m).
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R h : rayon hydraulique. I : pente longitudinale du fossé. Sm : section mouillée (m).
D’après la formule de Manning-Strinkler on a: 2/3
Q = K x R h
x Sm x I
1/2
Avec: K : coefficient de rugosité (galets) = 30. I : pente longitudinale du fossé.
Le tableau suivant nous aide à dimensionner les fossés des deux types fréquemment utilisé:
Types II-1
Caractéristiques H
L
Sm
Pm
0,5
1,25
0,31
1,68
0,75 1,87 0,7 2,52 II-2 Tableau: Caractéristiques des fossés non revêtus de ty pe II
√ D’où:
Q = K x (0.373 h)
2/3
x 1.25 h² x I
1/2
Donc:
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Prenons l’exemple de calcul du tronçon-4: (du Profil 52 au Profil 73 D).
Donc, d’après le tableau de dimensionnement des fossés, le drainage de cette section sera effectué par un fossé de type II-1.
Donc,
Sm = 1.25 h 2 = 1.25 x 0.5 = 0.625 m² Pm = 3.35 h = 3.35 x 0.5 = 1.675 m R h = 0.373 h = 0.1865 m
Pour le calcul du débit de cette section:
Q = 30 x (0.373 x 0.5)
2/3
x 1.25 x 0.5² x 0.01231
/2
3
Q = 0.3395 m /s Après avoir déterminé le débit de la section choisi du tableau de dimensionnement des fossés, on doit vérifier la vitesse de l’écoulement par la formule de Chézy: 2/3
V= K x R h
2/3
V= 30 x (0.1865)
1/2
x (0.0123)
V= 1.086 m/s
D’ou
1/2
xI
Condi ti on sur l a vitesse:
D’après les caractéristiques des galets et les conditions d’écoulements requises pour les fossés, il faut vérifier cette condition 0.5 m/s < V < 1.2 m/s ; on remarque que: 0.5 m/s < V = 1.086 m/s < 1.2 m/s
Condition vérifiée, le dimensionnement à garder. Dans les cas ou la condition est non vérifié, il faut soit changer la pente soit changer le matériau, et ça influe sur I ou bien K . Autre condition à vérifier :
Q adopté > Q réelle
3
3
0.3395 m /s> 0.021m /s
Condition vérifiée.
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Etude de mise en 2x2 voies de la RN3 entre Djbel Oust & El Fahs Ls (m)
Profils du 26 au 33 D du 40 au 43 D du 40 au 47 G du 52 au 73 D du 51 au 73 G du 100 au 123 G du 132 au 139 G du 133 au 139 D du 148 au 153 G du 155 au 170 G du 169 au 200 D du 208 au 235 G du 221 au 241 D du 242 au 258 D du 279 au 283 D du 278 au 283 G du 463 au 484 D du 473 au 478 G du 499 au 512 D du 499 au 509 G du 516 au 537 G du 516 au 522 D du 566 au 591 G du 580 au 632 D du 643 au 653 D du 655 au 682 D
A1
A2
Aeq
Ceq
Ieq
Tc (h)
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I Ka (mm/h)
Q 3 (m /s)
I%
V H (m) H (m) (m/s) calculé adopté calculé
155
0,0012 0,0005 0,0017 0,872 0,028 1,852
27,333
1
0,011
0,0021
0,193
0,5
0,449
75
0,0006 0,0002 0,0008 0,872 0,028 1,288
34,857
1
0,007
0,0021
0,161
0,5
0,449
145
0,0011 0,0004 0,0016 0,872 0,028 1,791
27,950
1
0,011
0,003
0,178
0,5
0,537
400
0,0031 0,0012 0,0043 0,872 0,028 2,975
19,895
1
0,021
0,0123
0,176
0,5
1,086
448
0,0035 0,0014 0,0048 0,872 0,028 3,148
19,154
1
0,022
0,0123
0,181
0,5
1,086
442
0,0034 0,0013 0,0048 0,872 0,028 3,127
19,241
1
0,022
0,0005
0,328
0,5
0,219
132
0,0010 0,0004 0,0014 0,872 0,028 1,709
28,844
1
0,010
0,0022
0,184
0,5
0,459
96
0,0007 0,0003 0,0010 0,872 0,028 1,457
32,091
1
0,008
0,0022
0,170
0,5
0,459
115
0,0009 0,0004 0,0012 0,872 0,028 1,595
30,207
1
0,009
0,003
0,168
0,5
0,537
253
0,0020 0,0008 0,0027 0,872 0,028 2,366
23,195
1
0,015
0,003
0,204
0,5
0,537
555
0,0043 0,0017 0,0060 0,872 0,028 3,504
17,828
1
0,026
0,003
0,248
0,5
0,537
465
0,0036 0,0014 0,0050 0,872 0,028 3,207
18,917
1
0,023
0,0027
0,242
0,5
0,509
350
0,0027 0,0011 0,0038 0,872 0,028 2,782
20,806
1
0,019
0,0027
0,226
0,5
0,509
337
0,0026 0,0010 0,0036 0,872 0,028 2,730
21,071
1
0,019
0,0027
0,223
0,5
0,509
84
0,0007 0,0003 0,0009 0,872 0,028 1,363
33,559
1
0,007
0,0321
0,099
0,5
1,755
85
0,0007 0,0003 0,0009 0,872 0,028 1,371
33,426
1
0,007
0,0321
0,100
0,5
1,755
360
0,0028 0,0011 0,0039 0,872 0,028 2,822
20,610
1
0,019
0,0025
0,231
0,5
0,490
124
0,0010 0,0004 0,0013 0,872 0,028 1,656
29,454
1
0,010
0,0039
0,163
0,5
0,612
265
0,0021 0,0008 0,0029 0,872 0,028 2,421
22,838
1
0,016
0,0135
0,156
0,5
1,138
201
0,0016 0,0006 0,0022 0,872 0,028 2,109
25,054
1
0,013
0,0135
0,145
0,5
1,138
385
0,0030 0,0012 0,0042 0,872 0,028 2,918
20,152
1
0,020
0,0227
0,155
0,5
1,476
100
0,0008 0,0003 0,0011 0,872 0,028 1,487
31,655
1
0,008
0,0227
0,111
0,5
1,476
458
0,0035 0,0014 0,0049 0,872 0,028 3,183
19,013
1
0,023
0,019
0,167
0,5
1,350
877
0,0068 0,0027 0,0095 0,872 0,028 4,405
15,295
1
0,035
0,019
0,197
0,5
1,350
182
0,0014 0,0006 0,0020 0,872 0,028 2,006
25,901
1
0,012
0,0012
0,223
0,5
0,339
522
0,0040 0,0016 0,0056 0,872 0,028 3,398
18,198
1
0,025
0,0012
0,290
0,5
0,339
Commentaire Augmente Pente Augmente Pente Augmente Pente Vérifiée Vérifiée Augmente Pente Augmente Pente Augmente Pente Augmente Pente Augmente Pente Augmente Pente Augmente Pente Augmente Pente Augmente Pente Diminue Pente Diminue Pente Augmente Pente Vérifiée Vérifiée Vérifiée Diminue Pente Diminue Pente Diminue Pente Diminue Pente Augmente Pente Augmente Pente
I% V (m/s) modifié rectifié 0,004
0,620
0,004
0,620
0,004
0,620
0,0123
1,086
0,0123
1,086
0,004
0,620
0,004
0,620
0,004
0,620
0,004
0,620
0,004
0,620
0,004
0,620
0,004
0,620
0,004
0,620
0,004
0,620
0,015
1,200
0,015
1,200
0,004
0,620
0,0039
0,612
0,0135
1,138
0,0135
1,138
0,015
1,200
0,015
1,200
0,015
1,200
0,015
1,200
0,004
0,620
0,004
0,620
Tableau: Récapitulatif du calcul de dimensionnement des fossés FLISS Meher
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