Chapitre 6 : Proposition d’une structure adaptée au trafic
6.4. Dimensionnement de la structure de chaussée à l’aide du logiciel ALIZE du LCPC
6.4.4. Vérification des contraintes et déformations
Après lancement des calculs, nous obtenons des résultats qui sont consignés dans le tableau ci-dessous.
Tableau 6. 13 : Détermination des contraintes et déformations maximales
Du tableau ci-dessus, on extrait les valeurs maximales et on procède à la vérification comme suit :
Tableau 6. 14 : Vérification des contraintes et déformations Couches Plateforme (CBR 35) Base
Grave Ciment
Revêtement BB Valeur à vérifier
z( µm) z(MPa) σt (MPa) t( µm)
Sollicitations 130,000 0,031 1,143 29,800
Valeurs
admissibles 413,3 0,187 1,198 137,8
Conclusion Vérifiée Vérifiée Vérifiée Vérifiée
Il ressort de la comparaison des sollicitations aux valeurs admissibles que la rupture par fatigue à la base du grave ciment est évitée, donc que la structure est vérifiée. Alors, tentons d’optimiser l’épaisseur de la structure.
Pour cela, considérons la structure suivante : 6BB + 20GC + PF (S5) Les résultats sont présentés dans le tableau ci-après :
Tableau 6. 15 : Vérification de la structure optimisée Couches Plateforme (CBR 35) Base
Grave Ciment
Revêtement BB Valeur à vérifier
z( µm) z(MPa) σt (MPa) t( µm)
Sollicitations 132,700 0,032 1,171 31,700
Valeurs
admissibles 413,3 0,187 1,198 137,8
Conclusion Vérifiée Vérifiée Vérifiée Vérifiée
Le tableau 8.15 nous permet de conclure que la structure, 6BB + 20GC + PF(S5) est vérifiée.
En conclusion, la structure retenue pour le tronçon de route Akassato – Allada (PK 32 à Pk 33) se présente comme suit :
- 6 cm de béton bitumineux pour le revêtement - 20 cm de grave ciment en couche de base ;
- Sol recyclé sur 20 cm +10 cm de remblais, servant de plate-forme 6.5. Drainage de la chaussée
Le drainage d’une chaussée est une fonction destinée à évacuer les eaux libres présentes à l’intérieur de la structure de chaussée et des sols supports, et également de son environnement immédiat.
Figure 6. 2 : Exemple de drainage [13]
Cette fonction est naturellement évoquée lorsque l’étude géotechnique met en évidence la présence de nappes d’eau libre dans les déblais ou dans un contexte de zone
humide. Elle l’est nettement moins lorsque les sols sont non saturés (en absence de nappe par exemple). Le guide « drainage routier » (SETRA) décrit l’ensemble des techniques de drainage à la disposition des concepteurs routiers, des maîtres d’œuvre, des gestionnaires et des chargés d’études. Ce guide met clairement en évidence l’intérêt de prévoir des dispositifs de drainage même en l’absence de sols saturés afin de maintenir voire d’améliorer les états hydriques des matériaux.
En effet, les états hydriques des sols influencent le dimensionnement des plates-formes : les performances en portance, base du dimensionnement, sont dépendantes de la teneur en eau des matériaux sensibles à l’eau. En général, les portances chutent lorsque l’humidité de ces sols augmente au-delà d’un certain seuil. Il est donc nécessaire de devoir aborder conjointement le dimensionnement et les objectifs du drainage.
Figure 6. 3 : Fonctions à assurer et emplacements possibles des dispositifs de drainage [13]
Deux types de drainage de chaussée sont généralement employés, le drainage vertical et le drainage horizontal. Le premier consiste en l'installation, en bordure de chaussée, d'un dispositif drainant. Le deuxième consiste en l'installation d'un dispositif drainant sur l'ensemble de la surface de l'infrastructure. Ce dernier est généralement constitué d'un géosynthétique ou autres matériaux drainants.
En ce qui concerne la structure de chaussée que nous avons proposée, c’est le drainage vertical qui sera mise en œuvre.
Figure 6. 4 : Choix du type de dispositif de drainage fonction du type de chaussée [13]
Convenons de choisir la solution 2 pour le drainage de notre chaussée (chaussée semi-rigide).
Le matériau drainant à utiliser sera du gravier roulé.
En définitive une schématisation (1/2 coupe transversale) de la chaussée se présente comme suit :
Figure 6. 5 : Demi-coupe transversale de la structure proposée
CONCLUSION
De toutes les voies d’accès au nord Bénin, la RNIE2 reste et demeure la principale voie de communication entre les régions septentrionale et australe du Bénin. Elle draine un trafic important et se trouve malheureusement au jour d’aujourd’hui, dans un état de dégradation avancée notamment sur le tronçon Akassato – Bohicon. La section de ce tronçon qui a fait l’objet de notre étude est celle allant de Akassato (Pk 15+700) à Allada (Pk 39+000).
Les dégradations observées sur ladite section sont en général des faïençages d’une gravité sévère (mailles serrées et lèvres dégradées), et des ornières de gravité moyenne, en ce qui concerne les dégradations structurelles. Par rapport aux dégradations superficielles, les nids de poule, 7 en moyenne par kilomètre, les pelades dont les plaques décollées sont moyennes et les épaufrures tout le long du linéaire inspecté, sont en majorité les dégradations observées.
Les causes probables identifiées pour ces dégradations sont multiples et variées. Parmi ces causes, les principales sont les suivantes :
le trafic actuel inadapté à la structure existante ;
le mauvais drainage des eaux de ruissellement ;
la fatigue du revêtement et du corps de chaussée.
La solution de remise en état, après évaluation de la chaussée sur 1km (Pk 32 au Pk 33) par les méthodes VIZIR et CEBTP – LCPC et combinée avec l’âge de la chaussée, est la reconstruction de cette dernière.
Après une analyse suivant quatre critères à savoir : les matériaux disponibles ; le coût du premier investissement ; le risque technique et le type de structure de l’ancienne chaussée, la structure semi-rigide composée de 6BB + 20GC + PF (obtenue après recyclage sur 20cm de l’ancienne chaussée +10cm de remblai en latérite) a été retenue au détriment des structures souple et bitumineuse épaisse.
RECOMMANDATIONS
Nous jugeons utiles les recommandations suivantes dans l’amélioration du réseau routier national.
L’élaboration d’une méthode propre de dimensionnement des chaussées et des catalogues de structures neuves et de renforcement pour tenir compte de nos réalités, comme c’est le cas au Sénégal.
La prise de dispositions nécessaires en vue de faire respecter la limitation de la charge à l’essieu, étant entendu que l’essieu de référence considéré pour le dimensionnement des chaussées est de 13 tonnes au Bénin et que cette limite est loin d’être respectée.
L’entretien courant et périodique doivent se faire de façon systématique pour garantir à nos routes, une bonne praticabilité.
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
[1] Ministère des Transports du Québec (MTQ)
Manuel d’identification des dégradations des chaussées souples, 2002, 57p.
[2] LCPC : Méthode d’essai LPC n°38-2
Relevé des dégradations de surface des chaussées. République Française, Ministère de l’équipement, des transports et du logement, version 2.0, Mai 1997, 43p.
[3] LCPC : Méthode d’essai n°52, complément à la méthode d’essai n°38-2
Catalogue des dégradations de surface des chaussées. République Française, Ministère de l’équipement, des transports et du logement, version 1998, 98p.
[4] LCPC : VIZIR
Méthode assistée par ordinateur pour l’estimation des besoins en entretien d’un réseau routier, Décembre 1991, 64p.
[5] LCPC : Documentation technique
La maîtrise de la fissuration des graves hydrauliques. Supplément routes n ° 77 - septembre 2001, 10p.
[6] Service technique des bases aériennes
Techniques anti-remontées des fissures. Guide d’emploi en chaussées aéronautiques, Avril 1999, 35p.
[7] SETRA. Aide au choix des techniques d'entretien des couches de surface des chaussées. République française, Ministère de l'Équipement des Transports du Logement du Tourisme et de la Mer, Juillet 2003, 28p.
[8] Manuel international de l'entretien routier, Volume III, Routes revêtues, Association Mondiale de la Route, 1997.
[9] CEBTP. Guide pratique de dimensionnement des chaussées pour les pays tropicaux.
République Française, Ministère de la coopération, 1980, 157p.
[10] CEBTP-LCPC. Manuel pour le renforcement des chaussées souples en pays tropicaux. République Française, Ministère des relations extérieures coopération et développement, mai 1985, 166p.
[11] LCPC-SETRA. Conception et dimensionnement des structures de chaussée/Guide technique. République Française, Ministère de l’équipement, des transports et du tourisme, décembre 1994, 260p.
[12] ETRICO Ingénieur – Conseil
Etudes de faisabilité technico – économique, environnementale et technique détaillée des travaux de réhabilitation de la route CALAVI-BOHICON-DAN (Tronçon Akassato – Bohicon, PK 15+700 AU PK 118+300). Cotonou : ETRICO, 2010. 70p. Rapport géotechnique, volet route.
[13] SETRA. Guide Technique – Drainage Routier, Janvier 2009.
[14] Dr. ALLOBA Ezéchiel et Dr. CODO François de Paule.
Cours de Routes II Ecole Polytechnique d'Abomey-Calavi, 2011-2012, 68p.
[15] LCPC : Manuel d'utilisation du logiciel ALIZÉ-LCPC version 1.3, 2010, 84p.
[16] WENDEOU Edgard, CHADARE Joël
Recherches sur les dégradations de routes : cas des routes GODOMEY-BOHICON ; BOHICON-DASSA ; DASSA-SAVALOU. Mémoire pour l’obtention du diplôme d’ingénieur des travaux, Abomey-Calavi CPU, 1997-1998.
[17] LO saliou, NDIAYE Massamba
Elaboration d'un catalogue des dégradations des chaussées au Sénégal. Projet de Fin d'Étude en vue de l'obtention du diplôme d'ingénieur de conception, ESP Thiès, Juillet 2009, 125p.
[18] DIOUF Oumar , GUEYE Khadim.
Etude de comportement et de dégradation des chaussées souples au Sénégal : Cas des dentelles de rive. Projet de Fin d'Étude en vue de l'obtention du diplôme d'ingénieur de conception, ESP Thiès, Juillet 2005, 108p.
[19] NDIAYE Assane, SARR Leger Malé.
Etude de la pathologie routière au Sénégal. Projet de Fin d'Étude en vue de l'obtention du diplôme d'ingénieur de conception, ESP Thiès, Juillet 2000, 130p.
[20] SEIDOU Zoulkanéïni
Etude pratique du phénomène de fissuration sur des routes revêtues au Sénégal. Projet de Fin d'Étude en vue de l'obtention du diplôme d'ingénieur de conception, ESP Thiès, Juin 1995, 129p.
[21] BOUKARI Ali
Etude des défauts de surface des chaussées souples revêtues. Projet de Fin d'Étude en vue de l'obtention du diplôme d'ingénieur de conception, ESP Thiès, Juin 1990, 141p.
[22] HOUNDEFANDAN Mahounou
Contribution au choix du type de chaussée sur les routes inter-Etats à gros porteurs en République Populaire du Bénin. Mémoire de fin d’études, Abomey-Calavi CPU, 1981.
ANNEXES
Annexe 1 : Résultats des campagnes de comptages manuels de trafic 2000 - 2001 - 2003 – 2008
Annexe 2 : Catalogue de structures types, fonction des classes de trafic et du sol support
Annexe 3 : Fiche de calcul des contraintes et déformations
Table des matières
SOMMAIRE : ... i
DEDICACE : ... ii
REMERCIEMENTS ... iii
LISTE DES SIGLES ET ACRONYMES ... v
LISTE DES FIGURES ... vi
LISTE DES PHOTOS ... vii
LISTE DES TABLEAUX ...viii
LISTE DES ANNEXES ... ix
RESUME ... x
ABSTRACT ... xi
INTRODUCTION ... 1
-1. Problématique ... 1
-2. Objectifs ... 2
-3. Plan de l’étude ... 3
-4. Méthodologie et équipements ... 3
-Première Partie : Etude bibliographique sur la structure de la route, ses maladies et les remèdes possibles ... 6
Chapitre 1 : Généralités sur les chaussées ... 7
-1.1. Les différentes structures de chaussée ... - 7 -
1.1.1. Les chaussées souples ... 7
-1.1.2. Les chaussées rigidifiées ... 7
-1.1.3. Les chaussées mixtes ... 9
-1.1.4. Les chaussées à structure inverse ... 9
-1.1.5. Les chaussées bitumineuses épaisses ... 10
-1.2. Mécanisme de transmission des charges dans les chaussées ... - 10 -
1.2.1. Les chaussées souples ... 10
-1.2.2. Les chaussées rigidifiées ... 11
-1.3. Etapes d’évolution des chaussées ... - 12 -
Chapitre 2 : Généralités sur les dégradations des chaussées ... 16
-2.1. Principales causes des dégradations ... - 16 -
2.1.1. Le trafic ... 16
-2.1.2. Les conditions climatiques ... 17
-2.1.3. La qualité des matériaux ... 17
-2.1.4. La mise en œuvre ... 18
-2.2. Types de dégradations ... - 18 -
2.2.1. Les dégradations structurelles, type A ... 18
-2.2.2. Les dégradations superficielles, type B ... 19
-2.3. Processus de dégradation par type de chaussée ... - 19 -
2.3.1. Chaussées souples ... 19
-2.3.2. Chaussées semirigides : ... 20
-2.3.3. Chaussées rigides : ... 20
Chapitre 3 : Dégradations des chaussées revêtues ... 21
-3.1. Les déformations ... - 21 -
3.2.1. Les fissures longitudinales et transversales... 26
-3.2.2. Le faïençage ... 28
-3.3. Les arrachements ... - 29 -
3.3.1. Le désenrobage, le plumage et le peignage ... 29
-3.3.2. La pelade ... 31
3.5.1. L'indentation et le glaçage ... 36
-3.5.2. Têtes de chat ... 37
-3.5.3. Disparition de la signalisation horizontale (quand elle existe) ... 38
Chapitre 4 : Méthodes d’évaluation des chaussées ... 39
-4.1. Méthode VIZIR ... - 39 -
4.1.1. Classification et quantification des dégradations ... 39
-4.1.2. Relevé et notation des dégradations ... 39
-4.1.3. Utilisation des quantificateurs de dégradation pour la détermination des besoins en entretien ... - 42 -4.1.4. Détermination de l’indice de dégradation ... 42
-4.1.5. Recherche de solutions ... 45
-4.1.5.1. Note de qualité de la chaussée... 45
-4.1.5.2. Détermination de la solution ... 47
-4.2. Méthode du CEBTP – LCPC... - 49 -
4.2.1. Méthodologie ... 49
-4.2.2. Calage des résultats ... 50
-Deuxième Partie : Détermination des causes des dégradations sur le tronçon AKASSATO – ALLADA et proposition d’une structure adaptée au trafic. ... 51
Chapitre 5 : Auscultation et Evaluation de la chaussée ... 52
-5.1. Localisation et caractéristiques du tronçon AKASSATO – ALLADA ... - 52 -
5.2. Climat et environnement dans la région d’étude... - 52 -
5.3. Historique ... - 53 -
5.4. Relevé des dégradations ... - 54 -
5.4.1. Observations... 54
-5.4.2. Schéma itinéraire des dégradations relevées ... 60
-5.5. Causes probables des dégradations observées ... - 64 -
5.5.1. Les fissurations ... 64
-5.5.2. Les déformations... 65
-5.5.3. Les arrachements ... 65
-5.6. Mesures de déflexion ... - 66 -
5.7. Evaluation de la chaussée par les méthodes VIZIR et CEBTP – LCPC ... - 70 -
5.7.1. Evaluation de la chaussée par la méthode VIZIR ... 71
-5.7.2. Evaluation de la chaussée par la méthode du CEBTPLCPC ... 73
Chapitre 6 : Proposition d’une structure adaptée au trafic ... 75
-6.1. Etude du trafic ... - 75 -
6.1.1. Etude du trafic antérieur : Calcul du taux de croissance ... 75
-6.1.2. Etude du trafic actuel : Calcul du MJA ... 77
-6.1.3. Etude du trafic futur : Calcul du NE ... 79
-6.2. Etude de portance ... - 82 -
6.2.1. Portance de l’ancienne chaussée ... 82
-6.2.1.1. Prélèvements effectués sur les premiers 30 cm du corps de chaussée en dehors du revêtement ... 82
-6.2.1.2. Prélèvements effectués au bord de la chaussée existante (dans la tranche située entre 0,35 et 1m) ... 84
-6.2.1.3. Prélèvement Revêtement + graveleux latéritique sur 20cm ... 85
-6.2.2. Portance de la plateforme pour la nouvelle chaussée ... 86
-6.3. Proposition de la structure de chaussée ... - 88 -
6.4. Dimensionnement de la structure de chaussée à l’aide du logiciel ALIZE du LCPC ... - 89 -
6.4.1. Définition du modèle de calcul ... 89
-6.4.2. Hypothèses de calcul... 89
-6.4.3. Détermination des limites admissibles des contraintes et déformations ... 94
-6.4.4. Vérification des contraintes et déformations ... 100
-6.5. Drainage de la chaussée ... - 102 -
CONCLUSION ... 105
RECOMMANDATIONS ... 106
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES... 107
ANNEXES ... 109