Les infrastructures municipales, Les infrastructures municipales,
un patrimoine à préserver un patrimoine à préserver
Drainage souterrain des chaussées urbaines
Mardi 6 novembre, Hôtel Sheraton, Laval
INFRA 2007
par:
Jean LAFLEUR, Professeur, École Polytechnique de Montréal, Dép. des génies civil, géologique et des mines Joseph HENRY, Directeur technologique, CERIU
Plan de la présentation
Impact de l’eau sur les chaussées
Infiltration et drainage
Facteurs influençant le dimensionnement
Normes de conception
Solutions proposées
Imperméabilisation du revêtement
Drainage
Conclusions
Impacts de l’eau sur les chaussées
Accumulation d’eau en
surface accélère la
dégradation du
revêtement
Impacts de l’eau sur les chaussées
Perte de la capacité portante de la chaussée au printemps
Impacts de l’eau sur les chaussées
S = 70 % r
S = 100 %
50 r
100
0 résistance au cisaillement (KPa)
perte de résistance à la saturation
50 100
contrainte normale effective (kPa) C'
Ø'
Diminution de la résistance au cisaillement des granulats par la saturation
Impacts de l’eau sur les chaussées
Chaussée
gonflée en hiver:
l’eau en gelant
dans les pores
augmente son
volume de 10%
Impacts de l’eau sur les chaussées
Progression du gel dans la chaussée
et
soulèvement associé à
l’indice de gel maximum
Impacts de l’eau sur les chaussées
Variation de la perméabilité en
fonction de la saturation des pores en eau et
en glace
10
50 100
-n -1
10-n 10-n+1
Sr Sr
eau
glace
Degré de saturation Sr
Log. perméabilité (k)
Impacts de l’eau sur les chaussées
trottoir terrain
alignement bâtiment
Sous- fondation Fondation Revêtement
ligne de gel
sol dégelé
sol gelé imperméable sol non gelé
Position de la zone gelée
imperméable en période de dégel
Plan de la présentation
Impact de l’eau sur les chaussées
Infiltration et drainage
Facteurs influençant le dimensionnement
Normes de conception
Solutions proposées
Imperméabilisation du revêtement
Drainage
Conclusions
Infiltration et drainage
J F M A M J J A S O N D
J F M A M J J A S O N D
100
50
0
0 50 100
Précipitation moyenne mensuelle (mm)Infiltration (mm)
Mois
Distribution mensuelle des précipitations et de l’infiltration (5 stations - période de 5 ans)
Infiltration et drainage
Localisation des zones de charge et de décharge
trottoir alignement
bâtiment
Sous-fondation Fondation Revêtement
Is
IT
IL EP si N.P. basse
Sol
Infrastructure
IL IL
IL
ET si N.P.
élevée Nappe phréatique
élevée
Nappe phréatique basse
Fissures
Drain
Plan de la présentation
Impact de l’eau sur les chaussées
Infiltration et drainage
Facteurs influençant le dimensionnement
Normes de conception
Solutions proposées
Imperméabilisation du revêtement
Drainage
Conclusions
Particularités du milieu urbain
Hétérogénéité de la fondation
Absence de fossés
Zones résidentielles vs zones commerciales
Regards et puisards
Facteurs influençant le dimensionnement
FACTEURS POIDS
position de la nappe phréatique 3
profil en dépression avec nappe en surface 3
nature et perméabilité du sol d’infrastructure latéral et sous la chaussée
3
perméabilité des granulats 2
profil longitudinal : pente 2
nature du revêtement : enrobé bitumineux ou béton de ciment
1
profil en remblai 1
intensité du trafic 1
Importance relative des facteurs intervenants dans le dimensionnement des systèmes de drainage
Plan de la présentation
Impact de l’eau sur les chaussées
Infiltration et drainage
Facteurs influençant le dimensionnement
Normes de conception
Solutions proposées
Imperméabilisation du revêtement
Drainage
Conclusions
Normes de conception
Profondeur des drains
Type et diamètre des conduites et des drains
Pente longitudinale du drain
Pente des interfaces vers l’extérieur de la chaussée
Position des sorties de drains (exutoires)
Sélection des filtres enrobants
Plan de la présentation
Impact de l’eau sur les chaussées
Infiltration et drainage
Facteurs influençant le dimensionnement
Normes de conception
Solutions proposées
Imperméabilisation du revêtement
Drainage
Conclusions
Solutions proposées
Scellement des fissures dans les revêtements existants
Doit être effectuée peu de temps après l’apparition des fissures entre la mi-mai et la mi-octobre
Taux de fissuration < 1000km/m pour éviter chaussée glissante
Durée de vie du scellement: 4 à 5 ans sur autoroute, 4 à 8 ans sur routes nationales
Scellement inefficace si < 50% de la longueur des fissures totales
Solutions proposées
Processus de sélection des
routes et des fissures à sceller
Plan de la présentation
Impact de l’eau sur les chaussées
Infiltration et drainage
Facteurs influençant le dimensionnement
Normes de conception
Solutions proposées
Imperméabilisation du revêtement
Drainage
Conclusions
Solutions proposées
Tuyau de drainage à l’infrastructure TDI
Drainage latéral DL
Écran de rive ER
Couche drainante à la ligne
d’infrastructure CD
Solutions proposées
sous-fondation fondation revêtement terrain
tuyau ou raccord à l'égout pluvial
trottoir
conduite longitudinale drain
tuyau de drainage perforé à l’infrastructure TDI
Solutions proposées
tuyau perforé à la ligne d’infra, drain de pierre et géotextile d’enrobage TDI
Sol à drainer
Tuyau perforé Matériau filtrant Géotextile
150 min.
150
chevauchement
Ligne
d'infrastructure
1 3 4
Solutions proposées
écran drainant géocomposite vertical en rive de chaussée DL/ER
écrant
drainant sous-fondation
fondation revêtement terrain
trottoir
Solutions proposées
Surface
Collecteur drainant Écran drainant
alignement bâtiment
Sous-fondation Fondation
Revêtement terrain trottoir
Écran drainant géocomposite incliné en rive de chaussée DL/ER
Solutions proposées
Couche drainante horizontale, géocomposite à l’infra CD
Solutions proposées
Solution proposée en fonction de la nature du sol d’infrastructure
Sol d’infrastructure nappe élevée1 nappe basse2
gravier TDI non requis
sable TDI non requis
silt, moraine silteuse DL/ER + CD DL/ER argile, moraine argileuse DL/ER + CD DL/ER
1 : vient au niveau du terrain naturel ou dans la sous-fondation au printemps
2 : se maintient en tout temps sous le niveau inférieur de la structure de chaussée
Précautions à prendre
Personnel qualifié pour la conception, l’installation et la surveillance des travaux
Bon protocole de travail pour la pose des conduites et leur remblayage
Équipement adéquat pour respecter les faibles pentes des conduites
Enveloppe filtrante compatible avec les sols environnants
Nettoyage possible des drains si on a noté la présence d’ocre ferreux
Conclusion
Avant de prendre une décision sur la méthode de drainage, il est important
de connaître
- la nature des sols d’infrastructure
- la position maximale de la nappe phréatique
de comprendre les mécanismes de dégradation du revêtement dans les cas de réhabilitation
Membres du comité
France Bernard, Ville de Montréal
Éric Blond, SAGEOS/CTT
France Davidson, MTQ
Yves Descôteaux, Terratech
Joseph Henry, CERIU
Daniel Laberge, consultant
Jean Lafleur, École Polytechnique de Montréal
Pierre Legault, Génivar
Pascal Saunier, PS2i Inc.
Martin Tremblay, Ville de Montréal
Pierre Wickir, CERIU