Guide technique Drainage Routier
Yasmina BOUSSAFIR LCPC Paris
Service d’études sur les transports, les routes et leurs aménagements www.setra.developpement-durable.gouv.fr
De Quoi Parle-t-on ? Assainissement : terme général concernant plus particulièrement l’évacuation des eaux superficielles Drainage : évacuation des eaux internes
2 Guide technique Drainage Routier Bordeaux – 27 janvier 2009
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Le guide technique «drainage des chaussées » Chapitre 1 : Notions générales sur le drainage Chapitre 2 : Drainage dans un projet routier neuf Chapitre 3 : Drainage d’une chaussée existante Chapitre 4 : Caractéristiques des dispositifs de drainage et des matériaux utilisés dans ces dispositifs Chapitre 5 : Exécution des travaux, application de l’assurance qualité, achèvement des travaux de drainage, exploitation et entretien Édition Mars 2006 – 20€ 3 Guide technique Drainage Routier Bordeaux – 27 janvier 2009
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Le guide technique «drainage des chaussées » Chapitre 1 : Notions générales sur le drainage
Définition du drainage Critères à prendre en compte lors d’une étude de drainage Effets du drainage sur l’environnement
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Pourquoi Drainer ?
(1)
(2) Carte de répartition des zones humides (1) et sensibles au gel (2) en France
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Dégel 2008-2009
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D’où Vient L’eau
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D’où Vient L’eau FT : fissure transversale FL : fissure longit udinale P : précipitations
FT P
FT
Qft
FL
Qe Qr
P
Qfl Qi
Qi Qs
Qa
8 Guide technique Drainage Routier Bordeaux – 27 janvier 2009
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Pourquoi Drainer ? Amélioration du comportement mécanique - Sol support - Chaussée
Augmentation de la durée de vie
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Caractéristiques Mécaniques D’une G.N.T. Ec (MPa)
A1c (10-4 ) DEFORMATION PERMANENTE
MODULE CARACTERISTIQUE
1500
500 400
1000 300 200
500
100 0 -4
-3
-2
-1
w - w OPM (%)
0
0 -4
-3
-2
-1
0
w - w OPM (%)
LEGENDE Teneur en eau résiduelle Sur chaussée
1 0
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Calcaire tendre Calcaire dur Microgranite
10 10
EME sur GNT
GNT en tranchée
BB sur GNT
1 1
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Caractéristiques Mécaniques D’un Sol ESSAI IPI/CBR (NF-P 94.078) 20
Poinc onnem ent
Courbe I.P.I. CBR 4 jours 10
0 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 Teneur en eau W%
1 2
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Orniérage et remontée du sol Voirie forestière
1 3
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Accélération des désordres sur chaussée chaussée souple • • • • •
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Orniérage Flaches Affaissement de rives Fissuration longitudinale Faïençage
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Accélération des désordres sur chaussée Chaussée rigide • • •
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Augmentation de la taille des fissures Diminution du collage entre couches Pompage, remontées de boue, puis faïençage
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Accélération des désordres sur chaussée Chaussée béton • •
•
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Accumulation d'eau au droit des joints Battement de dalles et mise en "marches d’escalier « Pompage"
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Le guide technique «drainage des chaussées » Chapitre 1 : Notions générales sur le drainage
Drainage du sol et drainage des structures de chaussées : in-dis-pen-sable
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Le guide technique «drainage des chaussées » Chapitre 2 : Drainage dans un projet routier neuf
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Les travaux de terrassements Les plates-formes support de chaussée (PST + couche de forme) La chaussée
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Drainage et Terrassement En déblai Amélioration des états hydriques des déblais -Stabilisation des talus -Amélioration de la portance de la PST -
DEBLAI futur
Source ou résurgence DEBLAI
P.S.T.
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Drainage et Terrassement En remblai INTERCEPTION DES VENUES D'EAU EN REMBLAI Zone altérée
Chaussée ou réseau divers Ouvrage
DEBLAI
2
1 6
Nappe
2 0
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REMBLAI
3
4
20 20
Drainage et Terrassement • complément au GTR 92 INITIAL
INITIAL
PST0-AR0 PST0/AR0
PST2-AR1 PST2/AR1
FINAL
FINAL
(Maxi en hiver)
IN ITIA L
P S T 3-A R 1
PST1-AR1 PST1/AR1
PST3-AR1 PST3/AR1
(Maxi en hiver)
F IN A L
P S T 3-A R 2
PST3/AR1
PST3/AR2
C H A U S S E E E T C O U C H E D E FO R M E
(M axi)
(M axi)
2 1
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Drainage et Terrassement • Quelques règles : – Éviter les points bas en déblai – Réflexion sur les exutoires • Milieu naturel ou assainissement • Accompagnement
– – – –
Impact sur l’environnement Distance point haut et exutoire < 500m Distance entre exutoires 70 - 80m Entretien tous les 3 – 5 ans
• Cas courant : drains Ø 100 à 150mm
2 2
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Drainage et Chaussée Drainer les interfaces de chaussées dans le TPC
Drainer le TPC
Drainer les interfaces de chaussées en rive
exutoire
pente Couches d’assise
Drainer sous la chaussée Sens de circulation de l’eau
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infiltration de l’eau
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Drainage et Chaussée • Nouvelle notion : le drainage de la structure de chaussée SOLUTION 1
SOLUTION 2
Chaussée souple TRANCHEES OU ECRANS DRAINANTS
GNT
SOLUTION 1
SOLUTION 2 PREFISSURATION SURFACE IMPERMEABILISEE
PREVENTION DALLE BETON EPAISSE
PREFISSURATION SURFACE IMPERMEABILISEE
MATERIAU DRAINANT MATERIAU TRAITE AUX LIANTS HYDRAULIQUES
MATERIAU TRAITE AUX LIANTS HYDRAULIQUES
SOLUTION 1 ETANCHEIFICATION DES FISSURES ET DES JOINTS
COUCHE DRAINANTE
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MATERIAU DRAINANT
GNT
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Chaussée béton SOLUTION 2 BETON ARME CONTINU
BETON ARME CONTINU GNT
Chaussée rigide
GNT
BETON MAIGRE
BETON MAIGRE
MATERIAU DRAINANT
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Le guide technique «drainage des chaussées » Chapitre 2 : Drainage dans un projet routier neuf
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Propose des solutions de drainage en terrassement et pour la chaussée Propose des règles de conception et de dimensionnement
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Le guide technique «drainage des chaussées » Chapitre 3 : Drainage d’une chaussée existante
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Type de désordres rencontrés Établissement du diagnostic Définition des solutions de travaux Dimensionnement ou évaluation des débits à évacuer
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Diagnostic du besoin de drainage Légende s a b lo n s a llu v io n s r u is s e a u r iv iè r e , fle u v e é m e r g e n c e d e la nappe é c o u le m e n ts n a t u r e ls 0
100
200m
P r o f il e n lo n g
1 2 6 .1
1 2 1 .0 R : r e m b la i D : d e b la i M : p r o f il m ix t e
PR 47
PR 46
M
D
R
D
R
r
E ta n c h é ït é d u r e v ê te m e n t
2
2
0
0
0
0
a
A s s a in is s e m e n t s u p e r fic ie l
1
1
0
0
0
0
h
E n v ir o n n e m e n t h y d r o g é o lo g iq u e
1
2
2
1
2
1
d
D r a in a g e d e la c h a u s s é e
2
2
2
2
2
2
s
S o l s u p p o rt
2
2
2
1
2
1
m
M a té r ia u x d e la c h a u s s é e
2
2
0
0
0
0
10
11
6
4
6
4
N o t e d e r i s q u e g lo b a l
2 7
1 2 5 .0
1 2 4 .3
0 à 3 : pas de risque – 4 à 7 : risque faible – 8 à 12 : risque important Guide technique Drainage Routier Bordeaux – 27 janvier 2009
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Paramètre
Exigences de drainage
Étanchéité du revêtement (r)
Imperméabiliser le revêtement
Assainissement superficiel (a)
Rétablir les écoulements, éviter les stagnations d’eau
Solutions et dispositifs de drainage possibles Pose d'un enduit, d'un pontage, fraisage et réfection de la couche de roulement. Remise en état des systèmes d’assainissement : - examen des sens d’écoulement des eaux, augmentation des pentes, création d’exutoires plus opérants - Curage et reprofilage des fossés - Dérasement des accotements - Réalisation de saignées superficielles (1) - Etanchéification et remise en état des cunettes - Vérification de l’état des exutoires, des regards de visite
Environnement hydrogéologique défavorable (h)
Drainage de la chaussée (d)
Sensibilité des sols support (s)
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Interception des arrivées d’eau, rabattement de la nappe sous le niveau de la P.S.T., création ou entretien des exutoires. Selon la complexité des cas, une étude hydrogéologique* peut être nécessaire pour dimensionner les ouvrages et définir leurs caractéristiques. Remise en état ou réfection du réseau de drainage
Protection des sols supports sensibles à l’eau d’éventuelles infiltrations. L’amélioration de l’état hydrique des sols lorsque ceux-ci s’y prêtent (cf. tableau 1 annexe 2) est un objectif difficile et demandant un délai parfois important.
Dans certains cas (sols très défavorables) le drainage n'apportera pas d'amélioration. Evacuation des eaux internes, protection Sensibilité des matériaux de des couches sous-jacentes par chaussée (m) entretien et/ou réfection de la couche de roulement Guide technique Drainage Routier Bordeaux – 27 janvier 2009
- Curage des canalisations - Captage des arrivées d’eau en talus par des éperons - Modification du profil en long (de la chaussée ou ou des masques drainants, des systèmes de drainage existant) ou du profil en - Rabattement travers du niveau de la nappe (drain subhorizontal, tranchée ou écran drainant, pompage) - Interception des alimentations en eau superficielle - Curage des canalisations (fossé profond, tranchée ou écran drainant) - Vérification et remise en état des drains, des exutoires, des regards de visite - Interception des alimentations en eau superficielles ou des infiltrations d’eau par les accotements (tranchée ou écran drainant) - Réfection de chaussées et/ou substitution des sols
- Réalisation de drains de rive de chaussée - Imperméabilisation de la surface et des fissures, reprofilage, programmation de campagne d’entretien
28 28
Le guide technique «drainage des chaussées » Chapitre 3 : Drainage d’une chaussée existante
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Pas de confusion entre besoin de drainage et sous-dimensionnement d’une chaussée existante Outil complémentaire aux relevés de dégradations
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Le guide technique «drainage des chaussées » Chapitre 4 : Caractéristiques des dispositifs de drainage
3 0
Ouvrages et dispositifs de drainage Prescriptions relatives aux matériaux Ouvrages annexes
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Les dispositifs de drainage Description des 8 ouvrages les plus courants : - fossés profonds, - tranchée drainante, - écran drainant, - saignée et épis drainants, - couche drainante, - puits, - masque dainant,
Objectifs visés par l’ouvrage Schéma type Mode d’exécution Pérennité et entretien Éléments dimensionnants
- éperon drainante.
+ Prescriptions relatives aux géotextiles drainants et aux matériaux drainants
3 1
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Couche drainante sous remblai
Fossé profond
Tranchée drainante pour PST
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Épis drainants sous remblai
Masque drainant en stabilisation de talus Écran drainant
3 3
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Les dispositifs de drainage
Drain souple annelé enrobage géotextile Drain routier à cunette
Drain souple annelé enrobage végétal 3 4
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Drain rigide annelé
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Les dispositifs de drainage
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Le guide technique «drainage des chaussées » Chapitre 5 : Exécution des travaux, application de l'assurance qualité, achèvement des travaux de drainage, exploitation et entretien
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Exécution des travaux Application de l’assurance qualité Achèvement des travaux de drainage Exploitation et entretien
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Qualité de l’ouvrage 1. Agrément des matériaux 2. Agrément des éléments préfabriqués 3. Les contrôles à la mise en œuvre 4. Réception (vérification des écoulement, nettoyage, caméra…) 5. Plan de récolement 6. Point zéro 7. Entretien (3 à 5 ans)
3 7
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CONCLUSION Le dispositif de drainage nécessite : ¾
Une phase de conception,
¾
un suivi et un entretien
L’équipement d’une chaussée par un dispositif de drainage est un investissement qui a un objectif permanent : Évacuer l’eau en excès dans les structures de chaussées et le sol ¾
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¾
Maintenir les caractéristiques mécaniques
¾
Augmenter la durée de vie de la structure
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Bon drainage à tous…
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