Les modes de dégradation présents dans cette catégorie sont ceux qui concernent les cas où le revêtement routier se dégrade via l‘apparition de fissures sur sa surface. La fissuration par fatigue, la fissuration thermique, la rupture des joints et la remontée des fissures, cependant parmi ces phénomènes de dégradation.
b. Fissuration par fatigue
La fatigue est l‘un des modes de dégradation de chaussées que l‘on rencontre le plus souvent. Le passage d‘un véhicule engendre des contraintes de tension et de contraction dans les différentes directions des couches de la chaussée. Chaque couche est assimilée à une poutre qui subit des efforts de flexion sous l‘effet du trafic et qui engendrent donc des contraintes de tension. La répétition de ces efforts à la base des couches d‘une chaussée, sous l‘effet du passage des véhicules, provoque l‘apparition de microfissures qui s‘accumulent et remontent progressivement à la surface du revêtement comme le montré la figure (fig.1.16). Les fissures sont généralement concentrées dans les pistes de roulement dans le sens longitudinal de la chaussée. Avec le temps, ces fissures continuent à se propager et s‘interconnecter et forment des zones fissurées qui ressemblent à une peau de crocodile ou de lézard.
Le phénomène de fatigue est pris en compte dans la méthode française de conception de chaussée comme un critère de dimensionnement des structures routières.
Au niveau de l‘enrobé bitumineux, c‘est le bitume qui joue le rôle le plus important quant à la résistance à la fatigue. L‘utilisation de liants modifiés aux polymères augmente généralement la durée de vie des mélanges et ralentit l‘endommagement [25].
Le pourcentage de bitume dans le mélange ainsi que son bon compactage jouent également un rôle pour augmenter la durée de vie.
Le collage des couches du revêtement routier avec un liant adapté est aussi très important pour éviter une fatigue prématurée.
Dans le cas où les couches sont mal ou pas collées, les couches fonctionnent comme des poutres séparées et superposées et les efforts de tension en bas des couches supérieures deviennent très importants et peuvent provoquer la rupture prématurée de ces couches. D‘autres raisons peuvent également provoquer la fatigue prématurée du revêtement. Citons, parmi elles, le sous- dimensionnement de la structure, l‘augmentation imprévue du trafic lourd, le sous compactage des couches liées ou non liées ou le manque de drainage des couches granulaires.
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Fig.1-16: Fissuration du revêtement routier par fatigue [25] c. Fissuration thermique
Le phénomène de fissuration thermique est souvent rencontré dans les pays nordiques où les conditions climatiques hivernales sont particulièrement sévères. La fissuration thermique est la conséquence d‘un couplage de phénomènes thermiques et mécaniques.
Comme il a été expliqué précédemment, le comportement de l‘enrobé bitumineux dépend fortement de sa température. À basse température, le bitume devient moins visqueux et plus fragile.
En laboratoire, lorsque la température de l‘enrobé diminue dans une enceinte thermique, une petite éprouvette d‘enrobé bitumineux se contracte. En revanche, lorsque l‘enrobé se retrouve sur la chaussée, les grandes dimensions du revêtement empêchent la contraction thermique de l‘enrobé. On parle donc d‘un phénomène de « retrait thermique empêché ». Par conséquence, des contraintes de tension se développent et s‘accumulent dans l‘enrobé tant que la température continue à diminuer. Une sollicitation mécanique interne se crée donc par un le seul effet thermique. On parle alors de couplage thermomécanique très complexe [26]. Ces contraintes de tension entrainent donc la rupture de l‘enrobé lorsqu‘elles atteignent une valeur limite correspondant à la résistance à la traction de l‘enrobé. Comme ces contraintes sont plus importantes dans la direction longitudinale de la chaussée (la dimension la plus importante), elles créent des fissures transversales quasiment parallèles et très régulières. La figure (fig.1.17) illustre ce type de fissuration et un phénomène de soulèvement par action du gel peut être constaté à l‘endroit des fissures.
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Fig.1.17 : Fissuration par retrait thermique empêché et soulèvement à petites longueurs d‘onde. d. Rupture de joint de construction
Le répandage ou la mise en œuvre de l‘enrobé bitumineux lors de la construction d‘une chaussée souple se réalise en plusieurs phases. D‘une part, la largeur limitée des tables de répandage ne permet très souvent pas de réaliser le répandage sur toute la largeur de la chaussée. Des joints longitudinaux se créent donc sur le revêtement. D‘autre part, des joints transversaux seront nécessaires au début et à la fin des travaux et lors des arrêts prolongés du répandage de l‘enrobé. Dans la plupart des cas, le nouvel enrobé chaud se met en œuvre à côté de l‘ancien enrobé froid ce qui crée ce qu‘on appelle « un joint froid » qui peut devenir un maillon faible dans le revêtement.
La réalisation des joints longitudinaux et transversaux est une phase essentielle de la construction de la route qui requiert une grande rigueur. Un joint mal exécuté peut se dégrader prématurément.
Ceci se traduit par l‘apparition d‘une fissure tout au long du joint menant à des phénomènes qui réduisent la durée de vie du revêtement. Le nombre de joints dans le revêtement doit être réduit au minimum.
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