ENROBES BITUMINEUX A MODULE ELEVE COMME SOLUTION AUX SURCHARGES SUR LES CHAUSEES :

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LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE UNIVERSITE D’ABOMEY-CALAVI

ECOLE POLYTECHNIQUE D’ABOMEY-CALAVI DEPARTEMENT DE GENIE CIVIL

Option : Bâtiment et Travaux Publics (BTP) Mémoire de fin de formation pour l’obtention du

DIPLOME D’INGENIEUR DE CONCEPTION

Année académique 2014-2015 8^émepromotion

ENROBES BITUMINEUX A MODULE ELEVE COMME SOLUTION AUX SURCHARGES SUR LES CHAUSEES :

ETUDE ET FORMULATION

Sous la direction de :

Dr. Ezéchiel I. ALLOBA

Maître Assistant des Universités Enseignant chercheur { l’EPAC/UAC Présenté par :

TONFFOUSSIE A. Stéphane

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Présenté par TONFFOUSSIE A. Stéphane i Sommaire

Dédicaces ... ii

Remerciements... iii

Résumé ... viii

Abstract ... ix

Introduction générale ... 1

PREMIERE PARTIE: Synthèse bibliographique ... 5

Chapitre 1: Structure d’une chaussée ... 6

Chapitre 2: Dégradations des chaussées revêtues ... 18

Chapitre 3: Méthodes d’évaluation de la performance des chaussées ... 34

DEUXIEME PARTIE : La route Parakou-Béroubouay et les enrobés ... 53

Chapitre 4: La route Parakou-Béroubouay ... 54

Chapitre 5: Evaluation de la chaussée ... 58

Chapitre 6: Les enrobés bitumineux ... 71

TROISIEME PARTIE : Etude de formulation du béton bitumineux à module élevé de classe 3 (EB 14-BBME 3) en couche de liaison pour le tronçon Parakou-Béroubouay .... 85

Chapitre 7: Matériaux et spécifications ... 87

Chapitre 8: Formulation de l’enrobé selon la méthode française de formulation ... 91

Chapitre 9: Résultats et discussion... 97

Conclusion et suggestions ...111

Références bibliographiques ... 114

Annexes ...116

Table des matières ...129

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Présenté par TONFFOUSSIE A. Stéphane ii Dédicaces

A mon père Mr VESSAH Salif et à ma mère Mme TCHEUPI Jeanne pour cette éducation, ces années de sacrifices et tous les encouragements que vous avez déployés à mon égard. Vous m’avez appris { ne pas renoncer devant la difficulté. Tous les mots ne suffisent pas pour exprimer mon amour.

Recevez par ce travail ma profonde gratitude. Que le Tout Puissant vous accorde, une longue vie afin que vous puissiez en bénéficier.

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Présenté par TONFFOUSSIE A. Stéphane iii Remerciements

Tout d’abord je remercie le bon Dieu de m’avoir aidé durant toute la période de formation.

Ce document a été réalisé grâce { l’appui, { l’engagement, au soutien et à la collaboration de nombreuse personnes physiques et morales à qui je formule ici mes sincères remerciements et ma profonde gratitude ;

- Professeur Félicien AVLESSI, Directeur de l’Ecole Polytechnique d’Abomey- Calavi, pour le cadre et les moyens mobilisés pour notre formation.

- Docteur Gossou Jean HOUINOU, Chef du Département de Génie Civil de l’Ecole Polytechnique d’Abomey-Calavi, pour tous les sacrifices consentis pour la bonne marche des activités pédagogiques au sein du département.

- Docteur Ezéchiel I. ALLOBA, mon maître de mémoire. Merci pour vos apports, vos conseils, vos analyses pertinentes, votre implication personnelle malgré vos multiples charges. Encore Merci !

- A tous les enseignants de l’École Polytechnique d’Abomey-Calavi, et en particulier { ceux du Département de Génie Civil, pour la qualité de l’enseignement transmis.

Pour la qualité de la formation reçue, je vous rends un hommage sincère et plus que mérité.

- A tout le personnel du Ministère des Travaux Publics et des Transports et tout spécialement au DGTP Mr Gualbert KOUDOGBO et au DTN Mr Gilbert AHOUANSOU pour m’avoir accordé ce stage sur le chantier de réhabilitation de la route Parakou-Béroubouay.

- A tout le personnel de la mission de contrôle TR-ENGINEERING, spécialement au chef de mission Mr Gualbert FADEGNON et { l’ingénieur géotechnicien Mr Wilfrid DESSOUASSI pour leurs accueils chaleureux, leurs soutiens et leur multiples conseils.

- A tout le personnel de l’entreprise SOGEA SATOM et spécialement { l’équipe du Laboratoire, pour la grande disponibilité lors des essais et manipulations.

- A tous mes camarades de la 8ème promotion avec qui nous avons passé cinq mémorables années de notre vie et pour les nostalgiques moments d’entraide, de solidarité et de joie.

– A tout mon groupe de travail qui a été un creuset de solidarité durant toutes ces années. Merci à Péricles, Hospice, Roméo, Rubens.

- A tous mes compatriotes, notamment Franck, Cauchy, Christian, Yannick, Abah, Sara, Njoya, Madeleine, Francine.

J’adresse aussi mes sentiments de profonde reconnaissance { tous ceux qui, de près ou de loin m’ont aidé d’une manière ou d’une autre tout au long de ma formation et pendant la rédaction de ce document.

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Présenté par TONFFOUSSIE A. Stéphane iv Symboles et abréviations

CEDEAO : Communauté Economique Des Etats de l’Afrique de l’Ouest AASHO : American Association of State Highway Official

CRR : Centre de Recherches Routières

CEBTP : Centre Expérimental de Recherches et d’Etudes du Bâtiment et des Travaux Publics

LCPC : Laboratoire Central des Ponts et Chaussées DGTP : Direction Générale des Travaux Publics DTN : Direction des Travaux Neufs

EB : Enrobé Bitumineux

BBME : Béton Bitumineux à Module Elevé EME : Enrobé à Module Elevé

RNIE : Route Nationale Inter-Etats PK : Point Kilométrique

TMJA : Trafic Moyen Journalier Annuel CAM : Coefficient d’Agressivité Moyen

NES : Nombre Equivalent d’essieux Standard EN : European Norms

NF : Norme Française TL : Teneur en Liant

SOGEA : Société Générale de Gestion des Eaux et Assainissement MVR : Masse Volumique Réelle

MPa : Méga Pascal

Ng : Nombre de Giration MDE : Micro Deval

FI : Coefficient d’aplatissement Σ : Surface Spécifique

: Intensité du trafic

C : Capacité de circulation de la route S : Degré de saturation

TBA : Température de ramollissement Bille et Anneau

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Présenté par TONFFOUSSIE A. Stéphane v Liste des tableaux

Tableau 3.1: Niveau de gravité des déformations de type A ... 36

Tableau 3.2: Niveau de gravité des déformations de type B ... 37

Tableau 3.3: tableau de calcul de l’indice des dégradations de type A et B ... 37

Tableau 3.4: Note de qualité Q de la chaussée ... 40

Tableau 3.5:Indices de qualité apparente d’une chaussée ... 42

Tableau 3.6: Calage des résultats suivant la méthode CEBTP – LCPC ... 43

Tableau 3.7: Formulation d’un diagnostic ... 51

Tableau 3.8: Formulation d’un diagnostic ... 52

Tableau 5.1: Classification du trafic à partir du trafic poids lourd ... 66

Tableau 5.2: Classification du trafic selon CEBTP ... 66

Tableau 5.3: Tableau récapitulatif des hypothèses adoptées pour le trafic Parakou-Béroubouay ... 67

Tableau 5.4: Déflexion caractéristiques des sections du tronçon étudié ... 68

Tableau 7.1: Spécifications sur les granulats ... 87

Tableau 7.2:Spécifications sur le liant ... 88

Tableau 7.3:Variation de la profondeur d’ornière en fonction de la quantité de PR PLAST S (source) ... 88

Tableau 7.4: Spécifications sur le PR PLAST S ... 89

Tableau 7.5: Spécifications sur EB14-BBME 3 ... 90

Tableau 8.1 : Résultats d'analyse granulométriques ... 94

Tableau 8.2:Résultats d'essai d'identification de bitume ... 95

Tableau 8.3:Calcul de la surface spécifique ... 96

Tableau 8.4: Récapitulatif de la variation de la teneur en liant en fonction du module de richesse ... 96

Tableau 9.1: Récapitulatif des résultats pour essai PCG ... 97

Tableau 9.2: Récapitulatif des résultats pour essai Duriez ... 98

Tableau 9.3:Récapitulatif des résultats pour essai d'orniérage ... 99

Tableau 9.4:Récapitulatif des résultats pour essai Marshall ... 100

Tableau 9.5 : Résultats du calcul de la teneur en liant ... 102

Tableau 9.6 : Résultats de la mesure de compacité au troxler ... 105

Tableau 9.7: Résultats de la compacité par pesée hydrostatique ... 106

Tableau 9.8: Résultats de l'essai Marshall ... 108

Tableau 9.9:Récapitulatif des composants pour la formulation d'un EB14-BBME 3 ... 109

Tableau 9.10: Tableau récapitulatif des résultats d'essai sur le BBME 3 étudié ... 110

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Présenté par TONFFOUSSIE A. Stéphane vi Liste des figures

Figure 1.1 : Formation d'une ornière sous l'effet d'une charge roulante sur le sol ... 6

Figure 1.2: Principe illustrant la déflexion et la déformation ... 6

Figure 1.3: Structure d'une chaussée ... 7

Figure 1.4: Structure type d'une chaussée souple ... 8

Figure 1.5:Structure type d'une chaussée semi-rigide ... 8

Figure 1.6: Structure type d'une chaussée rigide ... 9

Figure 1.7: Coupe d’une chaussée { structure inverse ... 9

Figure 1.8: Coupe d’une chaussée { structure mixte ... 10

Figure 1.9: Répartition des charges dans une structure souple ... 11

Figure 1.10: Répartition des charges dans une structure semi-rigide ... 12

Figure 1.11:Répartition des charges dans une structure inverse ... 12

Figure 1.12: Répartition des charges dans une structure mixte ... 13

Figure 1.13: Courbes d'évolution des chaussées ... 15

Figure 3.1: Diagramme VIZIR ... 39

Figure 3.2: Détermination de la qualité apparente d’une chaussée ... 42

Figure 3.3:Variation du nombre d'années de service futur en fonction du degré de saturation . 47 Figure 3.4:Abaques permettant de caractériser l’état global du tronçon ausculté ... 49

Figure 4.1 Schéma illustrant l’itinéraire Parakou-Béroubouay ... 55

Figure 5.1: Description de la poutre Benkelman ... 59

Figure 5.2: Principe de mesure de la poutre Benkelman ... 60

Figure 5.3: Déflexion caractéristiques Parakou-Béroubouay du PK9+400 au PK151+753 ... 62

Figure 6.1:Les différents types d'enrobés bitumineux ... 71

Figure 6.2: Situation des variantes EME à squelette pierreux et sableux dans le triangle de Richardson ... 78

Figure 6.3: Structure de la méthode belge de formulation des enrobés bitumineux ... 79

Figure 6.4: Niveaux de l'épreuve de formulation ... 83

Figure 8.1: Courbe représentative des résultats d'analyse granulométrique sur le 10/14 ... 91

Figure 8.2:Courbe représentative des résultats d'analyse granulométrique sur le 6/10 ... 92

Figure 8.3:Courbe représentative des résultats d'analyse granulométrique sur le 4/6 ... 92

Figure 8.6: Courbe représentative des résultats d'analyse granulométrique pour EB14-BBME 3 ... 95

Figure 9.1:Courbe de variation des pourcentages de vide en fonction du nombre de girations.. 98

Figure 9.2:Courbe de variation de la profondeur d'ornière en fonction du nombre de cycle ... 99

Figure 9.3: Courbe granulométrique du mélange après extraction... 103

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Présenté par TONFFOUSSIE A. Stéphane vii Liste des photos

Photo 2.1: Schématisation d'un affaissement sur l’axe Parakou-Béroubouay ... 19

Photo 2.2:Mise en exergue d'ornière sur l'axe Parakou-Béroubouay PK 107+800 ... 21

Photo 2.3:Mise en exergue de bourrelets au PK 105 ... 22

Photo 2.4:Mise en exergue des fissures au PK 64 ... 23

Photo 2.5: Mise en exergue du faïençage au PK 12 ... 25

Photo 2.6: Mise en exergue du désenrobage et du plumage ... 26

Photo 2.7: Mise en exergue de pelade au PK 21 ... 28

Photo 2.8: Mise en exergue de nids de poule ... 29

Photo 2.9:Mise en exergue d'une épaufrure ... 30

Photo 2.10:Ressuage au PK 59+550 ... 31

Photo 5.1: Poutre de Benkelman ... 58

Photo 9.1: Quartage ... 102

Photo 9.2: Centrifugeuse ... 102

Photo 9.3: Echantillon traité ... 102

Photo 9.4: Carottage ... 104

Photo 9.5: Carottes ... 104

Photo 9.6: Mesure de la densité in situ ... 104

Photo 9.7: Interface du troxler ... 104

Photo 9.8: Dispositif nécessaire pour la pesée hydrostatique ... 106

Photo 9.9: Dame marshall ... 108

Photo 9.10: Bain marrin ... 108

Photo 9.11: Presse Marshall ... 108

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Présenté par TONFFOUSSIE A. Stéphane viii Résumé

Les dégradations des chaussées revêtues, principalement celles dues aux surcharges des gros porteurs restent un problème auquel sont confrontés les gestionnaires des réseaux routiers dans les pays en voie de développement. Les recherches ont fait des enrobés à module élevé une alternative crédible pour pérenniser la durée de vie de nos chaussées. C’est dans cette optique que le présent travail a été initié, et dont le but visé est de valoriser les enrobés bitumineux à module élevé à travers les caractéristiques mécaniques obtenues sur la formulation analysée.

La première partie rappelle le comportement mécanique des chaussées, les différentes étapes de leur évolution en abordant les dégradations des routes revêtues et enfin les méthodes d’évaluation utilisées dans le cadre de la définition du type d’entretien ou de la nécessité de renforcement de ces dernières.

La deuxième partie présente d’une part les caractéristiques du tronçon d’étude, l’analyse du trafic, le relevé des dégradations, des mesures de déflexion ; et d’autre part les enrobés bitumineux.

La troisième partie a permis de faire l’étude du matériau composite dont les principaux composants sont : les granulats, les fines, le liant et du PR PLAST S comme additif. Les résultats obtenus pour cette formulation { l’issu des essais de presse { cisaillement giratoire et d’orniérage sont respectivement à girations et à cycles ; la stabilité Marshall est de correspondant à un fluage de 𝑚𝑚.

L’analyse de ces résultats d’essais montre qu’ils sont pour l’essentiel conformes aux spécifications exigées en niveau 2 de formulation par la norme NF EN 13108-1 pour un béton bitumineux à module élevé.

Mots clés : surcharge, dégradations, enrobés, module, stabilité

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Présenté par TONFFOUSSIE A. Stéphane ix Abstract

Deterioration of paved roads, mainly those due to overload large aircraft remains a problem facing the managers of road networks in developing countries. The research has high modulus mixes a credible alternative to sustain the life of our roads. It is in this context that the present work has been initiated, and whose goal is to enhance the high modulus asphalt mixes through the mechanical characteristics obtained during the analysis formulation.

The first part recalls the mechanical behavior of pavements, the various stages of their development by addressing the deterioration of paved roads and finally the assessment methods used in the context of the definition of the type of maintenance or the need to strengthen these last.

The second part presents the one hand the characteristics of the study section, traffic analysis, the statement of degradations, deflection measures; and secondly bituminous coatings.

The third part to permit the study of composite material whose main components are:

the aggregates, fine, binder and PR PLAST S as an additive. The results for this formulation at the end of the gyratory compactor tests and rutting are respectively 5.1%

and 4.8% 80 gyrations at 30,000 cycles; Marshall stability is 11,20 KN corresponding to a creep of 3.4 mm. Analysis of these test results shows that they are essentially conform to the specifications required in Level 2 of formulation per EN 13108-1 standard NF for a high modulus asphalt concrete.

Keywords: overload, damage, coated, module, stability

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Présenté par TONFFOUSSIE A. Stéphane 1

Introduction générale

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Présenté par TONFFOUSSIE A. Stéphane 2 Le réseau routier d’un pays est un facteur de création de richesse car il constitue un maillon important dans la chaine de communication, d’échanges et de transport des personnes d’une part, et des biens d’autre part. En effet, La route est considérée comme un des moyens efficaces pour promouvoir le développement économique et l’expansion d’un pays du fait de la libre circulation des personnes et des biens qu’elle permet. Elle assure aussi la liaison entre les zones de production, d’importation, d’exportation et de consommation ; elle assure aussi des liaisons humaines et sociales d’une importance inestimable contribuant à l’établissement d’échanges culturels, sociaux politiques et administratifs qui est aussi un des éléments promoteurs de tout développement. Ainsi se justifie dans nos pays la raison du caractère particulier de la conception et de la réalisation des routes disposant d’une résistance mécanique nécessaire qui en fait d’elle un patrimoine qu’il faut préserver puisqu’elle est { la fois un investissement, un capital accumulé et un outil de travail collectif dont il convient de suivre et d’évaluer périodiquement le comportement une fois qu’elle est mise en service.

Du fait de l’importance qu’elle revêt, une route est appelée { subir des dommages dus { son exploitation. Ces dommages sont généralement traduits par une dégradation du confort offert aux usagers sous l’effet des facteurs tels que l’accroissement constant du trafic lourd, les conditions climatiques, les activités humaines et l’augmentation des coûts d’entretien. L’amélioration des caractéristiques des chaussées revêtues s’avère indispensable devant la croissance du trafic et le tonnage de plus en plus important des véhicules. Cette amélioration qui est { l’origine de l’utilisation des matériaux traités aux liants s’est développée par l’introduction de nouvelles techniques et procédés de modification des enrobés bitumineux constituant ainsi un axe de recherche très étudié à travers le monde ces dernières années.

L'utilisation et l'amélioration des performances des enrobés font donc l'objet de nombreuses recherches. Selon les expériences du centre de recherches routières, les enrobés à module élevé (EME) constituent un excellent compromis pour la durée de vie globale des couches de liaison des chaussées lourdement chargées.

L’enrobé bitumineux à module élevé (EME) : enrobé hydrocarboné à chaud est caractérisé par un module de rigidité plus élevé que celui de la grave bitume en vue de limiter les dégâts dus aux surcharges des agresseurs extérieurs de la chaussée. La particularité du module de rigidité des EME est la principale motivation ayant amené les administrateurs routiers à opter pour les EME au cours de la réalisation de nos chaussées. Ainsi se justifie le choix de notre travail dont le thème est intitulé :

« « Enrobés bitumineux à module élevé comme solution aux surcharges sur les chaussées : étude et formulation » ».

La présente étude a été réalisée afin de proposer une formulation optimale de béton bitumineux à module élevé dont les caractéristiques mécaniques du mélange sont conformes à celles requises par la norme de formulation des enrobés à module élevé.

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 Objectifs

 Objectif général

L’objectif général visé à travers ce travail est d’apporter notre contribution { la valorisation et à une utilisation rationnelle des matériaux routiers plus précisément les enrobés à module élevé dont l’utilisation en structure de chaussée constitue une solution pour lutter contre le phénomène d’orniérage qui, actuellement représente l’une des principales dégradations observée sur le réseau routier Béninois en particulier sur le tronçon Parakou-Béroubouay.

 Objectifs spécifiques

- Analyser les différents composants de l’enrobé ; - maitriser les normes de formulations d’enrobés ;

- proposer une étude de formulation optimale des enrobés à module élevé ;

- déterminer les caractéristiques physiques et mécaniques de l’enrobé à module élevé formulé.

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 Plan de l’étude

Le présent travail est subdivisé en trois grandes parties.

 une première partie qui sera constituée de la synthèse bibliographique en rapport aux notions sur les structures de routes revêtues et leur fonctionnement, les dégradations sur ces dernières et les méthodes de leurs évaluations ;

 une deuxième partie qui sera consacrée d’une part { l’étude du tronçon PARAKOU-BEROUBOAUY à travers une présentation des caractéristiques de la route, l’analyse du trafic, le relevé des dégradations, des mesures de déflexion, et d’autre part aux enrobés bitumineux;

 une troisième partie qui sera consacrée { l’étude de formulation du béton bitumineux à module élevé de classe 3 (EB14-BBME 3) mis en œuvre en couche de liaison sur le tronçon Parakou-Béroubouay.

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Présenté par TONFFOUSSIE A. Stéphane 5 [Tapez une citation prise dans le document, ou la

synthèse d’un passage intéressant. Vous pouvez placer la zone de texte n’importe où dans le document et modifier sa mise en forme à l’aide de

l’onglet Outils de dessin.]

PREMIERE PARTIE: Synthèse

bibliographique

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Présenté par TONFFOUSSIE A. Stéphane 6 Chapitre 1: Structure d’une chaussée

Au cours de son déplacement sur un sol, le poids du véhicule est transmis au sol sous forme de pressions, par le biais des pneumatiques. Ces pressions, voisines de la pression de gonflage des pneumatiques, sont relativement importantes : 𝑘𝑔 𝑐𝑚 pour un véhicule léger, 𝑘𝑔 𝑐𝑚 pour un poids lourd. Il s’avère difficile pour les sols de supporter, sans dommages de telles pressions.

Dans le cas d’un sol peu ou pas résistant, le pneu comprime le sol et il se forme une ornière illustrée sur la figure ci-dessous.

Figure 1.1 : Formation d'une ornière sous l'effet d'une charge roulante sur le sol (1)

Dans le cas d’un sol résistant, il se passe deux choses imperceptibles mais qu'il faut bien comprendre :

- Le sol s'affaisse sous le pneu. C'est la déformation totale :

- Lorsque la roue s'éloigne, le sol remonte mais pas totalement : il reste une déformation résiduelle : .

La différence 𝑑 – s'appelle la déflexion.

Figure 1.2:Principe illustrant la déflexion et la déformation (1)

L’apparition de ces déformations, rend nécessaire d’interposer un écran entre le véhicule et le sol support, afin d’assurer la répartition sur une plus grande surface des charges issues des pneumatiques des véhicules, réduisant ainsi les pressions transmises au sol jusqu’{ valeur admissible. La chaussée constitue cet écran.

La diffusion des pressions diffère par sa nature et son intensité selon que l’on a affaire { une couche granulaire non traitée, à une couche granulaire traitée (au ciment ou au bitume) ou { une dalle de béton de ciment. Toutefois, cette diffusion n’est obtenue qu’avec une épaisseur convenable de matériaux adéquats. Ces couches de matériaux constituent la structure de la chaussée.

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Présenté par TONFFOUSSIE A. Stéphane 7 1.1 Présentation des différentes parties d’une structure de chaussée

On entend par chaussée un empilement les unes sur les autres des couches de matériaux de caractéristiques mécaniques différentes assurant convenablement la transmission des charges issues du trafic au sol support pendant une durée déterminée appelée conventionnellement durée de vie de la chaussée.

La chaussée est généralement constituée à partir du sol support des couches suivantes :

- la couche de forme : elle facilite la traficabilité du chantier, protège l’arase terrassement tout en évitant qu’elle subisse des modifications physiques, qu’il s’agisse de sa géométrie ou de sa portance car ses performances mécaniques facilitent la mise en œuvre des couches de fondation et leur compactage. Elle doit être constituée de matériaux insensibles { l’eau et dont la composition granulométrique lui permet de conserver une traficabilité élevée ;

- les couches d’assise constituées de la couche de fondation, surmontée de la couche de base généralement constituées de matériaux élaborés pour le cas des chaussées à trafic élevé, apportent à la chaussée la résistance requise et repartissent les contraintes de pression issues du trafic dans les limites admissibles au niveau du sol support ;

- les couches de surface constituées de la couche de liaison et de la couche de roulement qui supportent les variations climatiques, du fait de leur contact direct avec les agresseurs extérieurs, et reportent directement aux couches de bases les contraintes issues de ces agresseurs extérieurs.

Figure 1.3:Structure d'une chaussée (2)

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Présenté par TONFFOUSSIE A. Stéphane 8 Les structures de chaussée s’identifient selon le guide technique de conception et de dimensionnement des structures en :

- les structures souples, comprenant une couche de matériaux bitumineux inférieure à 𝑐𝑚, parfois limitée à un enduit superficiel, sur une assise composée d'une ou de plusieurs couches de matériaux granulaires non traitées.

Les sollicitations dues au trafic sont entièrement transmises de façon non uniforme au sol qui est sollicité en compression simple. Ces sollicitations conduisent à la déformation de la couche d'assise non liée et à celle de la couche de roulement. Cette structure se présente comme illustrée sur la figure ci- dessous :

Figure 1.4:Structure type d'une chaussée souple

- les structures semi-rigides, dont l’une au moins des couches d’assise est en matériaux granulaires liés sur laquelle repose un enduit superficiel ou un enrobé bitumineux. Suite { la politique de renforcement et d’amélioration du réseau routier Béninois, de routes revêtues dudit réseau sont conformes à cette structure.

La figure ci- dessous nous présente façon générale une structure semi-rigide :

Figure 1.5:Structure type d'une chaussée semi-rigide

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Présenté par TONFFOUSSIE A. Stéphane 9 - les structures rigides, comprenant un revêtement constitué de dalle en béton de ciment pré-vibré ou fluides, soit en béton compacté. Au regard du module d'élasticité élevé du béton armé, les sollicitations déterminantes sont celles de traction par flexion dans la dalle. Dans cette structure, la couche de roulement assure à elle seule le rôle de couche de base et couche de surface.

Figure 1.6:Structure type d'une chaussée rigide

- les structures inverses comprenant une couche de matériaux bitumineux d’environ 𝑐𝑚 sur une couche de matériaux granulaires non traités d'environ 𝑐𝑚 reposant sur une couche de matériaux traités aux liants hydrauliques. La couche intermédiaire en matériaux granulaires non traités est relativement déformable dans le sens horizontal, elle a pour fonction de limiter les fissures.

Ces structures se déforment dans le temps par des orniérages limités et des fissures transversales de fatigue.

La mise en œuvre est plus sensible aux imperfections que celles pourvues de couches collées, elles sont particulièrement sensibles à l'eau. En effet, la circulation de l'eau dans la couche intermédiaire conduit rapidement à la ruine des couches supérieures.

Figure 1.7:Coupe d’une chaussée à structure inverse

- les structures mixtes dont la couche de roulement et la couche de base sont faites en matériaux hydrocarbonés, quant à la couche de fondation, elle est traitée aux liants hydrauliques.

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Présenté par TONFFOUSSIE A. Stéphane 10 La couche de matériau traité aux liants hydrauliques placée en fondation, diffuse et atténue, du fait de sa raideur élevée, les efforts transmis au sol support.

Elle constitue un support de faible déformabilité pour les couches supérieures de matériaux bitumineux. La faiblesse de ces structures tient dans la sensibilité des interfaces aux dilatations différentielles, les couches peuvent alors se décoller et les couches supérieures supporter des contraintes qui produisent leur destruction.

Figure 1.8:Coupe d’une chaussée à structure mixte

1.2 Mode de fonctionnement des structures de chaussée

Les chaussées sont assimilables à des structures multicouches qui au cours de leur durée de vie sont capables de résister aux contraintes principalement dues au trafic d’une part et aux variations climatiques d’autre part. Confrontée à ces contraintes, la structure présente un comportement mécanique dont l’étude constitue en partie l’ossature de la mécanique des sols ou celle de la géotechnique routière.

A chaque type de structure de chaussée correspond un mode de fonctionnement donné.

1.2.1 Mode de fonctionnement des structures souples

L’assise en matériaux non traités présente une faible rigidité qui est en relation avec l’épaisseur de la couche granulaire et la rigidité du sol ; cela a pour effet de rendre ces chaussées particulièrement sensibles aux variations d’état hydrique des matériaux non traités et des sols supports.

La couverture bitumineuse relativement mince assure peu la diffusion des contraintes verticales dues au trafic et subit à sa base des efforts répétés de traction par flexion.

Les efforts verticaux transmis aux matériaux non traités et au sol support sont relativement élevés ce qui a pour effet d’entrainer l’apparition des déformations permanentes biens prononcées croissants avec le cumul du trafic au droit du point de passage des pneumatiques. Les efforts répétés de traction-flexion à la base de la couverture bitumineuse entrainent une fatigue de celle-ci qui se traduit en surface par l’apparition de fissuration longitudinale qui évolue rapidement vers un faïençage à mailles fines.

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Présenté par TONFFOUSSIE A. Stéphane 11 La possibilité pour les eaux superficielles de s’infiltrer dans l’assise provoque une accélération des dégradations : épaufrures aux lèvres de fissures avec départ de matériaux, augmentation de l’amplitude des déformations, puis apparitions des nids-de- poule.

Figure 1.9:Répartition des charges dans une structure souple (3)

1.2.2 Mode de fonctionnement des structures semi-rigides

La grande rigidité des matériaux traités aux liants hydrauliques permet d’atténuer fortement les contraintes verticales transmises au support de chaussée.

L’assise traitée subit des contraintes de traction-flexion qui s’avèrent déterminantes pour le dimensionnement de ce type de chaussée. Tant que l’interface entre la couche de base et la couche de fondation est collée, la contrainte maximale de traction est observée à la base de la couche de fondation. Si cette interface est décollée ou glissante, les couches travaillent toutes deux en traction à leur base. La qualité des interfaces a donc une grande incidence sur le comportement de ces chaussées. Les assises traitées aux liants hydrauliques sont sujettes aux retrait de prise et retrait thermique qui provoquent une fissuration transversale remontant rapidement au travers de la couche de roulement (de l’ordre du centimètre par an), selon un espacement assez régulier (entre et ).

Suivant les variations thermiques, l’ouverture de la fissuration évolue de quelques dixièmes de 𝑚𝑚 à quelques 𝑚𝑚 entrainant des conditions d’engrènement variables.

Sous l’effet du trafic, au droit des fissures transversales de retrait, la fissuration tend { se dédoubler abimant ainsi l’étanchéité de la surface qui favorise la pénétration des eaux superficielles susceptibles de diminuer la qualité du collage des interfaces, d’augmenter l’allongement { la base de la couverture bitumineuse.

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Présenté par TONFFOUSSIE A. Stéphane 12 Figure 1.10:Répartition des charges dans une structure semi-rigide (3)

1.2.3 Mode de fonctionnement des structures inverses

La grande rigidité des matériaux traités aux liants hydrauliques permet d’atténuer fortement les contraintes verticales transmises au support de chaussée. La rigidité des couches bitumineuses permet de diffuser, en les atténuant, les contraintes verticales transmises à la couche de grave non traité. Les efforts induits par les charges roulantes sont repris en traction par flexion dans les couches bitumineuses. Le rôle du grave non traitée est de ralentir la remontée des fissures de retrait thermique du grave hydraulique. Tant que les interfaces entre les couches bitumineuses restent collées, les efforts de traction maximaux se produisent à la base de la couche bitumineuse inférieure.

Pour cette structure, deux modes d’endommagements concourent { la ruine de la chaussée :

- la fissuration longitudinale de fatigue des couches bitumineuses qui favorisent les entrées d’eau dans la grave non traitée, altère sa rigidité et la rend plus sensible aux déformations permanentes ; ce qui amplifie la fatigue des couches bitumineuses avec une évolution rapide vers le faïençage ;

- la fissuration transversale de retrait thermique du matériau traité au liant hydraulique qui apparait en surface sous forme de fissures irrégulières, dédoublées donc difficile à étancher.

Figure 1.11:Répartition des charges dans une structure inverse (3)

(23)

Présenté par TONFFOUSSIE A. Stéphane 13 1.2.4 Mode de fonctionnement des structures mixtes

Les matériaux hydrauliques de la couche de fondation diffusent et atténues du fait de leur rigidité élevées, les efforts transmis au sol support. Grace à son épaisseur, la couche de base en matériaux bitumineux permet de ralentir la remontée des fissures transversales de la couche de fondation et d’atténuer les gradients thermiques journaliers ; ses performances mécaniques lui permettent de réduire les contraintes de flexion à la base de la couche de fondation.

Par suite de coefficient de dilatation thermique différent entre les matériaux bitumineux et hydrauliques et de l’action du trafic, les couches de base et de fondation peuvent finir par se décoller et se rompre dans certaines zones, ce qui conduit à considérer un mode de fonctionnement mécanique de la structure en deux temps :

- 1^er temps : l’interface entre les couches de fondations et de base est considérée collée : la base de la couche traitée aux liants hydrauliques est sollicitée en fatigue par traction ;

- 2^eme temps : l’interface entre les couches de fondation et de base est localement décollée : dès lors, les deux couches sont fortement sollicitées en traction à leur base.

La fissuration transversale de retrait de la couche de fondation affecte au fil du temps les couches bitumineuses. Ces fissures par l’effet du trafic et des pénétrations d’eau évoluent en se dédoublant, entrainant une dégradation des matériaux bitumineux.

Les efforts répétés de traction { la base de l’assise hydraulique entrainent sa dégradation par fatigue traduite par l’apparition d’une fissuration longitudinale remontant peu à peu dans la structure. Lorsque du grave hydraulique est dégradée et/ou que l’interface entre les matériaux hydrauliques et bitumineux présente des signes de faiblesse. La couche de base est sollicitée à son tour par fatigue, ce qui se traduit alors par l’apparition d’une fissuration longitudinale.

Figure 1.12:Répartition des charges dans une structure mixte (3)

(24)

Présenté par TONFFOUSSIE A. Stéphane 14 1.3 Les différentes étapes d’évolution de la chaussée

Le processus de vieillissement d’une structure de chaussée passe nécessairement par trois phases fondamentales dont chacune d’elle est caractérisée par des indicateurs de performances indiquant l’aptitude de la chaussée { répondre aux attentes. Il s’agit de :

- la phase élastique ; - la phase plastique ; - la phase de rupture.

(25)

Figure 1.13:Courbes d'évolution des chaussées (4)

(26)

Présenté par TONFFOUSSIE A. Stéphane 16 Interprétation du graphe :

- Courbe A:

Lorsque la route est construite avec des matériaux de qualité, on observe une augmentation de la portance de la structure qui est due au recompactage des couches sous l’action du trafic (premiers passages des charges). Après cela la déflexion reste constante sur une longue période (dans la phase élastique) et commence à évoluer dès qu’elle entre dans la zone plastique. L’indication d’une zone de rupture suggère l’existence d’une déflexion critique qui marque la frontière entre la fin de la phase plastique durant laquelle un renforcement est encore possible et la phase de rupture où il ne peut s’agir que de reconstruction.

- Courbe B:

Il arrive que la chaussée soit dès l’origine sous dimensionnée. La phase élastique peut être ainsi réduite, voire complètement inexistante, et la chaussée, si elle est constituée de matériaux de bonne qualité, se trouvera d’emblée { la limite de la phase plastique. Là, le renforcement reste encore possible et doit être exécuté sans aucun retard.

- Courbe C:

Lorsque la chaussée est réalisée avec des matériaux de qualité moins bonne et est sous dimensionnée, elle se trouve très rapidement en phase de rupture et devient à court terme impraticable.

1.3.1 La phase élastique

Après une période initiale de recompactage qui entraîne une légère diminution des déflexions, ces dernières restent constantes. Les déformations rémanentes sont pratiquement nulles et l’état de surface reste parfait (puisque l’imperméabilité est encore existante) sauf défauts imputables au revêtement. La déflexion restant pratiquement constante durant la phase élastique, il n’est d’ailleurs pas possible d’établir une corrélation entre sa valeur actuelle et le trafic antérieurement supporté par la chaussée. L’état général de la route est le plus souvent satisfaisant et le niveau de dégradation varie de faible à modéré.

1.3.2 La phase plastique

Après un certain nombre de passages d’essieux, la chaussée commence { manifester des signes de fatigue.

(27)

Présenté par TONFFOUSSIE A. Stéphane 17 Simultanément, les déflexions commencent par augmenter avec le temps de manière sensible. Si rien n’est fait pour diminuer les contraintes qui s’y manifestent, la chaussée entre en phase plastique et se met à évoluer rapidement.

Des ornières profondes apparaissent, accompagnées de ruptures de revêtement (fissurations et déformations légères) et d’une perte totale d’imperméabilité et de surcroît de portance.

1.3.3 La phase de rupture

Les déflexions augmentent rapidement avec le temps et la réaction qui s’est amorcée, aboutit dans un bref délai à sa ruine complète. La chaussée ayant alors perdu toutes ses qualités initiales est désormais très défaillante et une réhabilitation s’impose.

Le vieillissement des chaussées se manifeste soit par la perte de portance de la structure, soit par des pathologies enregistrées sur la surface ou dans le corps de ces chaussées. Alors une bonne maîtrise de l’évolution des structures de routes revêtues nécessite la connaissance des pathologies des chaussées que constituent les dégradations.

(28)

Présenté par TONFFOUSSIE A. Stéphane 18 Chapitre 2: Dégradations des chaussées revêtues

Une dégradation de chaussée se définie comme une détérioration des structures de la chaussée résultant de la mise en service de cette chaussée. WHOLER et MINER ont développé une théorie en définissant les indices d’état pour mesurer le niveau d’endommagement des chaussées. Ils définissent une dégradation comme le résultat de l’état de fatigue qu’accuse une structure de chaussée sollicitée par une répétition de charges { l’instar des essieux des véhicules.

D’une manière générale, une dégradation est souvent la conséquence :

- de l’état de fatigue des matériaux des couches de chaussée sous charges statiques ou répétées ;

- de la nature et l’épaisseur des matériaux utilisés, et { leur condition de fabrication et de mise en œuvre ;

- d’un défaut de portance du support de la chaussée ; - d’un défaut d’assainissement et de drainage des eaux ; - des cas d’accidents et infractions des usagers de la route.

Les dégradations sont couramment classées en deux types :

- les dégradations de types A ou dégradations structurelles ; issues d’une insuffisance de la capacité structurelle de la chaussée, elles caractérisent un état structurel de la chaussée, soit lié à l'ensemble des couches et du sol, soit seulement lié à la couche de surface.

On a comme dégradation superficielles :

 les déformations ;

 les fissures par fatigue.

- Les dégradations de type B ou dégradations superficielles ; qui prennent naissance dans les couches superficielles de la chaussée. Elles engendrent des réparations qui généralement sont non liées à la capacité structurelle de la chaussée et donc leurs origines sont soit un défaut de mise en œuvre, soit un défaut de qualité d'un produit, soit une condition locale particulière que le trafic peut accentuer.

Comme dégradations de type B, on peut citer :

 les fissurations (hors fatigue) ;

 les arrachements ;

 les mouvements de matériaux.

(29)

Présenté par TONFFOUSSIE A. Stéphane 19 Les dégradations des routes revêtues sont regroupées en quatre familles :

- la famille des déformations ; - la famille des fissurations ; - la famille des arrachements ;

- la famille des remontées des matériaux.

Ces dégradations sont généralement à la base de la baisse de portance des chaussées, et sont la principale cause des campagnes de mesure de déflexion sur nos axes routiers.

2.1 La famille des déformations

On entend par déformations des dépressions ou ondulations de la route qui prennent généralement naissance dans le corps de chaussée ou dans le sol support et qui se manifestent sur la couche de roulement. Elles sont généralement différenciées suivant leur forme et leur localisation.

On distingue les tôles ondulées, les affaissements, les flaches, les orniérages et les bourrelets.

2.1.1 Les affaissements

Ce sont des dépressions très prononcées et souvent assez étendues, localisées soit en rive (Affaissements de rives) ou en pleine largeur de la chaussée (Affaissements hors rives).Ces derniers prennent le nom de flaches lorsqu'ils présentent une forme arrondie.

Photo 2.1:Schématisation d'un affaissement sur l’axe Parakou-Béroubouay

 Causes probables :

 sous dimensionnement du corps de chaussée ;

 tassements différentiels ;

 défaut de mise en œuvre ;

 défaillance du système de drainage ;

(30)

 utilisation de matériaux inadéquats ou mal compactés ;

 zone de déblai argileux ou secteurs marécageux.

Pour les flaches, les causes probables sont :

 problème d’interface béton bitumineux, couche de base ;

 insuffisance en un point du corps de chaussée ou du sol support ;

 stabilité insuffisante du revêtement.

 Niveau de sévérité

 Faible : Dénivellation dont la profondeur est inférieure à 𝑚𝑚 sous la règle de 𝑚. La sécurité n’est pas compromise { la vitesse de référence, et l’effet sur le confort au roulement est négligeable.

 Moyen : Dénivellation dont la profondeur se situe entre et 𝑚𝑚 sous la règle de 𝑚. À la vitesse de référence, la sécurité est peu compromise et le confort au roulement est modérément diminué.

 Majeur : Dénivellation dont la profondeur est supérieure à 𝑚𝑚 sous la règle de 𝑚. À la vitesse de référence, la sécurité est compromise et le confort au roulement est fortement diminué.

 Evolutions possibles

 formation de bourrelets ;

 faïençage ;

 rupture de la chaussée en saison des pluies.

 Traitement

Les principales solutions préconisées sont:

 le déflachage (pour les affaissements de moins de 𝑐𝑚) ;

 la réfection localisée du corps de chaussée (pour les affaissements de plus de 𝑐𝑚) ;

 réalisation d’un tapis en enrobé drainant ou d’un enduit superficiel ;

 amélioration du système de drainage.

2.1.2 Les orniérages

Ce sont des dépressions longitudinales apparaissant dans les pistes de roues des véhicules et pouvant affecter, soit la couche de roulement (orniérage à petit rayon), soit le corps de chaussée (orniérage à grand rayon).

(31)

Photo 2.2:Mise en exergue d'ornière sur l'axe Parakou-Béroubouay PK 107+800

 enrobé à stabilité réduite par temps chaud ;

 compactage insuffisant de l’enrobé lors de la mise en place ;

 vieillissement (accumulation des déformations permanentes) ;

 le tassement des couches inférieures de la chaussée ;

 la fatigue des matériaux des couches inférieures de la chaussée ;

 le trafic.

 Faible : Profondeur de l’ornière inférieure { 𝑚𝑚.

 Moyen : Profondeur de l’ornière de à 𝑚𝑚.

 Majeur : Profondeur de l’ornière supérieure { 𝑚𝑚.

 formation de bourrelets, de fissures et faïençage par infiltration d’eau ;

 ressuage.

 Traitement

Les principales techniques d'entretien sont le reprofilage dans les ornières avec des matériaux bitumineux pour orniérage de profondeur inférieure à 𝑐𝑚 et le rechargement pour orniérage dont la profondeur est supérieure à 𝑐𝑚. On peut également recourir au déflachage ou à la réfection localisée avec enrobé à froid pour la réparation des ornières.

(32)

Présenté par TONFFOUSSIE A. Stéphane 22 2.1.3 Les bourrelets

Ce sont des déplacements horizontaux du revêtement, créant un renflement allongé de la surface de la chaussée dans la direction du trafic. Ils sont généralement accompagnés d'ornières.

Photo 2.3:Mise en exergue de bourrelets au PK 105

 tassement des couches inférieures de la chaussée ;

 la fatigue de la chaussée ;

 défaut de compactage à la construction ;

 l’absence ou l’insuffisance de la liaison entre le revêtement bitumineux et la couche sous adjacente.

L'évolution des bourrelets est identique à celle des ornières, avec les affaissements. Mais on peut noter une extrusion de matériaux sous l'effet de la déformation.

 Traitement

Les solutions préconisées sont: le déflachage pour les bourrelets de faibles hauteurs et la réfection localisée dans le cas contraire.

2.1.4 La tôle ondulée

C’est une suite d’ondulations de faible longueur d’onde et perpendiculaire { l’axe de la chaussée.

(33)

 défauts de profilage de la couche de base ;

 action mécanique due au trafic ;

 manque de stabilité des enrobés (enrobés trop épais).

Les fissures, le faïençage et les arrachements sont les désordres qui peuvent survenir de l’évolution de la tôle ondulée.

 Traitement

La reprise de la couche de surface par la réalisation d’un enduit superficiel ou d’un tapis en enrobé et éventuellement le reprofilage de la couche de base, suffisent généralement pour venir à bout de la tôle ondulée.

2.2 La famille des fissurations

Les fissurations sont des rupture de revêtement de degré plus ou moins important de la route qui affectent la couche de roulement et même tout ou partie du corps de chaussée. On distinguera les fissures longitudinales, les fissures transversales et le faïençage.

2.2.1 Les fissures longitudinales et transversales

Ruptures du revêtement relativement parallèle à la direction de la route dans le cas des fissures longitudinales, ou perpendiculaires à la direction de la route dans le cas des fissures transversales ; intéressant toute ou une partie de la chaussée.

Photo 2.4:Mise en exergue des fissures au PK 64

(34)

 le retrait thermique ;

 vieillissement et fragilisation par fatigue du revêtement ;

 Joint de construction mal exécuté (arrêt et reprise des travaux de pose d’enrobé) ;

 mauvaise qualité des matériaux, notamment les bitumes trop durs.

 Faible : Fissures simples et intermittentes dont les ouvertures sont inférieures à 𝑚𝑚. Les bords sont en général francs et bien définis.

 Moyen : Fissures simples ou fissures multiples le long d’une fissure principale, dont l’ouverte est comprise entre et 𝑚𝑚. Les bords sont parfois érodés et un peu affaissés. Sans être inconfortable, la fissure est perceptible par l’usager.

 Majeur : Fissures simples ou fissures multiples le long d’une fissure principale, dont l’ouverte excède 𝑚𝑚. Les bords sont souvent érodés. Le confort au roulement est diminué par les déformations de surface.

Les fissures transversales apparaissent soit directement en pleine largeur, soit au droit du passage des roues des véhicules pour s'étendre sur la totalité du profil en travers. Leur largeur, de même que leur profondeur peuvent par conséquent augmenter avec le temps. D'abord fines, ces fissures peuvent se ramifier avec épaufrement des lèvres et évoluer vers le faïençage.

Les fissures longitudinales quant à elles, évoluent vers une épaufrure des bords de fissure favorisant la pénétration de l'eau, une ramification puis un dédoublement de la fissure avec ouverture des lèvres liée au départ de matériaux en bord de fissure.

L'évolution aboutit à un faïençage à mailles fines, à un orniérage et des nids de poules lorsque les fissures sont dues à une résistance insuffisante des matériaux d'assise.

En résumé, les fissures évoluent vers un faïençage et si aucune mesure de réparation n’est prise, cela conduit { une destruction localisée ou générale de la chaussée.

 Traitement

 le colmatage des fissures (pour les fissures superficielles) ;

 l’imperméabilisation localisée du revêtement ;

 la réfection localisée si le corps de chaussée est atteint ;

 la réalisation d’un tapis en enrobés ou enduits superficiels.

(35)

Présenté par TONFFOUSSIE A. Stéphane 25 D’autres solutions peuvent être employées notamment celles relatives aux techniques anti-remontées des fissures. Il s’agit de :

 interposition d’un enrobé fin ;

 interposition d’un géotextile ;

 interposition d’une membrane.

2.2.2 Le faïençage

Réseaux maillés de fissures plus ou moins larges au niveau de la surface de roulement. Les mailles peuvent apparaitre sous forme circulaire ou polygonale communément appelée «peau de crocodile».

Photo 2.5:Mise en exergue du faïençage au PK 12

 fatigue excessive du revêtement ;

 sous dimensionnement du corps de chaussée ;

 mauvaise liaison entre la couche de roulement et la couche de base au cours de la mise en œuvre ;

 mauvaise qualité de la structure ou d’une des couches de la chaussée.

Si aucune opération d'entretien n'est effectuée, les zones faïencées s’étendent et les mailles deviennent plus serrées. Le faïençage évolue alors vers un départ de matériaux entrainant la formation de pelades ou encore de nids de poule. Une destruction localisée ou généralisée de la chaussée peut survenir à terme.

(36)

 Traitement

Dans le cas où le corps de chaussée n'est pas affecté, les solutions préconisées sont la réalisation d'un enduit superficiel ou d’un tapis en enrobés; ce qui permettra de rétablir l'imperméabilité de la couche de surface.

On peut aussi enlever toute la couche de roulement et procéder { la mise en œuvre d'une couche d'enrobé à chaud (après couche d'accrochage).

En revanche, dans le cas où l’assise de la chaussée est affectée, il faut procéder { une reprise en profondeur de la partie concernée.

2.3 La famille des arrachements

Les arrachements sont des phénomènes de séparation cruelle issus de la rupture d'adhésion entre éléments ou parties de la route suivie généralement de leur disparition. Ce type de dégradations n'affecte que la couche de roulement au début de son apparition mais peut s'aggraver en affectant les couches sous-jacentes au revêtement. On distingue les désordres suivants : le désenrobage, le plumage, le peignage, la pelade, les nids de poule et les épaufrures.

2.3.1 Le désenrobage, le plumage et peignage

Il s'agit de trois phénomènes extrêmement liés pour être traités séparément. Le désenrobage une érosion du mastic et perte des gros granulats en surface produisant par conséquent une détérioration progressive du revêtement. Sous l’action conjuguée du climat et du trafic, on assiste à un arrachement des gravillons du revêtement rendant ainsi la surface de roulement rugueuse : c'est le plumage. Quant au peignage, il s'agit aussi d'un arrachement des gravillons du revêtement mais cet arrachement s’effectue suivant des lignes parallèles à l'axe de la chaussée.

Photo 2.6:Mise en exergue du désenrobage et du plumage

(37)

 sous-dosage du bitume ;

 mauvaise adhésivité liant-granulat ;

 vieillissement du liant ;

 compactage insuffisant de la couche de roulement ;

 usure du revêtement par trafic intense ;

 ouverture précoce à la circulation du chantier.

 Faible : Perte tout juste observable du mastic ou des gros granulats, principalement dans les pistes de roues.

 Moyen : Perte facilement observable du mastic laissant les gros granulats très apparents ou perte des gros granulats laissant un patron régulier de petites cavités généralisées à toute la surface.

 Majeur : Surface entièrement érodée et dégradation accentuée dans les pistes de roues (début d’orniérage par usure).

Si aucune opération d'entretien n'est effectuée, le désenrobage évolue et on assiste alors à un arrachement des gravillons et une ruine du revêtement. Le plumage et le peignage évoluent et on note une apparition des nids de poule.

 Traitement

La solution préconisée est la méthode dite des emplois partiels. Elle permet de traiter aussi bien les plumages que les peignages. Elle consiste, après délimitation et balayage de la zone à traiter, à deux options au choix :

 l'imperméabilisation qui est réalisée avec une émulsion à froid ou du bitume fluidifié à chaud après avoir appliqué une couche d'accrochage.

On répand ensuite des gravillons (classe ) jusqu'à une couverture complète. Enfin, à l'aide d'un petit compacteur, on fait pénétrer les gravillons dans le bitume.

 l'application d'enrobé qui consiste à appliquer sur la zone à réparer du bitume fluidifié à chaud ou une émulsion de bitume afin de constituer une couche d'accrochage. On répand ensuite de l'enrobé fin à froid (constitué de gravillons inférieurs à 𝑚𝑚) sur la surface à traiter et on compacte à l'aide d'un petit compacteur vibrant.

(38)

Présenté par TONFFOUSSIE A. Stéphane 28 2.3.2 La pelade

La pelade est arrachement par plaques de l’enrobé de la couche de surface.

Photo 2.7:Mise en exergue de pelade au PK 21

 mauvais accrochage de la couche de roulement ;

 épaisseur insuffisante de la couche de surface ;

 chaussée fortement sollicitée par le trafic ;

 évolution du faïençage.

 Faible : Pelade dont la surface d’arrachement est inférieure à 𝑚 .

 Moyen : Pelade dont la surface d’arrachement est de à 𝑚 .

 Majeur : Pelade dont la surface d’arrachement est supérieure à 𝑚 .

 Evolution possibles

Comme le plumage et le peignage, la pelade évolue vers un arrachement progressif de la couche de surface qui conduit à terme à sa ruine. Elle s'accompagne aussi d'une altération de l'uni. Elle aboutit enfin vers des nids de poule si elle n'est pas traitée à temps.

 Traitement

Lorsque les surfaces concernées ne sont pas importantes, l'entretien consiste en un bouchage aux enrobés adaptés, précédé d'une couche d'accrochage à l'émulsion.

Cependant, si la dégradation se généralise, on procédera par reprofilage en enrobé à chaud avec toujours une couche d'accrochage. Une autre solution consiste en l'application d'enduits superficiels.

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Présenté par TONFFOUSSIE A. Stéphane 29 2.3.3 Les nids de poules

Ce sont des désagrégations localisées du revêtement sur toute son épaisseur, formant des orifices de forme généralement arrondie, au contour bien défini, de taille et de profondeur variables apparaissant sur le revêtement par arrachement de matériaux.

Ils représentent le stade final d'un faïençage, d'une flache, d'un plumage ou d'une pelade.

Photo 2.8:Mise en exergue de nids de poule

 défaut localisé de la couche de roulement ou de base ;

 défaut de portance, notamment faiblesse ponctuelle de la fondation ;

 chaussée fortement sollicitée par le trafic lourd ;

 défaut d’interface pour les structures traitées au liant hydraulique ;

 évolution finale des fissurations et des déformations.

 Faible : Nid-de-poule dont le diamètre est inférieur à 𝑚𝑚.

 Moyen : Nid-de-poule dont le diamètre est compris entre et 𝑚𝑚.

 Majeur : Nid-de-poule de diamètre supérieur à 𝑚𝑚.

Les nids de poule évoluent vers une augmentation en taille et en nombre de trous et vers la ruine totale de la chaussée par infiltration massive d'eau dans le corps de la chaussée.

 Traitement

La technique d'entretien la plus connue est le point à temps bitume, une réfection localisée.

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Présenté par TONFFOUSSIE A. Stéphane 30 2.3.4 Les épaufrures

Les épaufrures sont des cassures des bords de la chaussée causant ainsi une réduction de la largeur de l’accotement jusqu'{ la disparition de cette dernière dans certains cas.

Photo 2.9:Mise en exergue d'une épaufrure

 érosion de la couche de roulement ;

 mauvais drainage des eaux : l'effet de bord entraine une perte de portance aux abords de l'accotement ;

 absence de butée latérale ;

 compactage insuffisant des rives ;

 chaussée trop étroite: les véhicules circulent sur les accotements ;

 mauvaise courbure des virages : les virages trop serrés obligent les conducteurs à emprunter les accotements entrainant une usure.

L'évolution peut revêtir différentes formes notamment, le ravinement de la couche de roulement et des couches inférieures mettant en péril le corps de chaussée. Ce ravinement se poursuit dans le temps pour aboutir à un enlèvement pur et simple de la couche de roulement.

 Traitement

Des solutions préventives visant à retarder le phénomène doivent être prises durant la mise en œuvre. Il s'agit de veiller au bon compactage des couches mais surtout du sol support principalement au niveau des accotements. Aussi, une attention particulière doit être accordée à la protection des accotements contre les effets indésirables de l'eau. Dans les solutions curatives, on retiendra la réfection localisée du corps de chaussée et la reprise des conditions de drainage et la mise en place de butées latérales.

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Présenté par TONFFOUSSIE A. Stéphane 31 2.4 La famille des remontées des matériaux

Ces dégradations sont caractérisées par la remontée du liant et d’éléments fins { la surface de la chaussée ou par l'éjection de l'eau à la surface lors du passage des véhicules lourds par suite de l'existence de cavités sous la couche de surface.

Ce phénomène peut soit provenir des couches inférieures, soit se manifester à partir même de la couche de roulement. Au nombre des dégradations de cette famille on retrouve le ressuage, les remontées d’eau, de fines et de boue et les boursouflures.

2.4.1 Le ressuage

C'est une remontée du liant à la surface de la couche de roulement, recouvrant partiellement ou totalement les granulats et donnant un aspect luisant. Le ressuage est accentué dans les pistes de roues. Un ressuage trop prononcé peut être la cause de formation des plaques glissantes qui sont très dangereuses pour la circulation.

Photo 2.10:Ressuage au PK 59+550

 excès de liant pour l’enrobé de la couche de roulement ;

 bitume trop mou (liant non adapté au climat) ;

 effet combiné de la température trop élevée du revêtement et des sollicitations du trafic ;

 excès de liant d’accrochage ;

 formulation d’enrobé inadaptée aux sollicitations ;

 surcompactage.