Rappel
Une structure de chaussée se décompose en 2 éléments : l’infrastructure (1) et la superstructure(2)
1-la partie terrassement : sol support (partie supérieure de terrassement ) et couche de forme 2-la partie chaussée : couche d'assise et couche de surface
On distingue 2 plate-formes :
•l'arase (AR)
•la plate-forme (PF) support de chaussée
La Couche de forme
LCouche de forme : Cette couche constitue la couche supérieure des remblais, elle est réalisée avec des matériaux sélectionnés, elle est mise en place pour améliorer les corps de remblais, d'empêcher la remontée des eaux et d'éviter la contamination des couches,
La Plate-forme support de chaussée
La plate-forme support de chaussée (PF) est la surface supérieure de la couche de forme.
Rappel
Un sol support de bonne portance
Classe de PST Classe d’Arase Classe de PST Classe d’Arase
PST4,PST5, PST6 AR2, AR3,AR4 PST4,PST5, PST6 AR2, AR3,AR4 Sols insensibles à l’eau
Rés mécanique élevée Sols insensibles à l’eau
Rés mécanique élevée Ps ≥50 MPa
Ps ≥ 200MPa Ps ≥50 MPa Ps ≥ 200MPa Portance du sol (Ps)
Portance du sol (Ps) Sondage et IP en place
Sondage et IP en place
Un sol support de bonne portance
Un sol support de mauvaise portance
Classe de PST Classe d’Arase Classe de PST
Classe d’Arase PST0,PST1, PST2,PST3 AR0, AR1
PST0,PST1, PST2,PST3 AR0, AR1
Sols sensibles à l’eau Res mécanique faible Sols sensibles à l’eau
Res mécanique faible Ps< 20 Mpa
Ps < 50 MPa Ps< 20 Mpa Ps < 50 MPa Portance du sol (Ps)
Portance du sol (Ps) Sondage et analyse au
labo
Sondage et analyse au labo
Détermination de l’épaisseur de la couche de forme Détermination de l’épaisseur de la couche de forme
L’épaisseur de la couche de forme dépend de plusieurs paramètres : - la classe de la PST n° i et de l’arase (ARj),
- la classe de la plate-forme (PFi) visée à long terme,
- la classe géotechnique du matériau constituant la future couche de forme.
La couche de forme sert à améliorer et à optimiser la portance du sol. Elle peut être constituée soit de matériaux grenus roulés ou concassés, soit de matériaux traités aux liants hydrauliques.
4 classes de plate-forme en fonction des portances à long terme sont visées :
PF1 (20 MPa)
PF2 (50 MPa)
PF3 (120 MPa)
PF4 ( 200 MPa)
Pour les sols traités en place Pour les sols traités en place
Ces sols sont traités à la chaux industrielle et ou au ciment ou avec un traitement mixte à des doses bien définis par le labo de géotechnie.
L’épaisseur à adopter varie entre :
•20 et 30 cm pour les sols à la chaux
•20 à 25 cm pour les sols traités à la chaux et au ciment.
Pour les sols non traités Pour les sols non traités
L’épaisseur à adopter varie entre 20 et 70 cm avec un compactage intense
Les techniques considérées se rangent en quatre rubriques :
•G : Action sur la granularité (criblage avec arrosage)
•W : Action sur l'état hydrique ( avec compactage)
•T : Traitement( avec compactage)
•S : Protection superficielle Techniques
Techniques
Pendant les travaux Après réception de la couche de forme Après réception de la couche de forme
Exécution du corps de la chaussée Exécution du corps de la chaussée
malaxage suffisant
Ensemble de la chaussée à l'exclusion de la couche de surface
Réalisation d’une couche de forme
Exigences minimales
• Nivellement de la plate-forme support de chaussée avec une tolérance de +/- 3 cm
• Pour la traficabilité, dans le cas des sols sans cohésion, un IPI au moins égale à 35Mpa
• Déformabilité de la plate-forme, au moment de la mise en œuvre des couches de chaussée telle que :
• module EV2 supérieur à 50 MPa
• déflexion sous essieu de 13 tonnes inférieure à 2 mm,
Niveleuse
VOLVO G930 GRADER.mp4 Malaxage de la chaux 4 (EIFFAGE TP EST).mp4
Malaxeur de chaux
D’après l’exécution des terrassements, y compris la couche de forme( qui est éventuelle); la route commence à se profiler sur le terrain comme une plate–
forme dont les déclivités sont semblables à celles du projet.
A la suite, la chaussée est appelée à :
1.Supporter la circulation des véhicules de toute nature.
2.reporter le poids sur le terrain de fondation.
Couche de Surface Couche de Surface Corps De Chaussée Corps De Chaussée
Couche de roulement Couche de roulement
Couche de base Couche de base Couche de fondation Couche de fondation
Couche de liaison Couche de liaison
Les couches d’assise
3) La couche d'assise: Elle comprend la couche de fondation et la couche de base.
La couche de fondation(G.C) est la couche sus-jacente à la plate-forme, La couche de base (GB) proche de la couche de surface doit présenter des caractères mécaniques élevés.
Couche d'imprégnation : Elle est réalisée de bitume fluidifié 0/1 dosé à 1kg/m3, son rôle d'envoi une bonne adhésion entre la G.C et G.B
Graves non traités Graves non traités Liants hydrauliques Liants hydrauliques
Liants
hydrocarbonés Liants
hydrocarbonés
Rôle de la couche d’assise Rôle de la couche d’assise
Constituant le corps de chaussée, c'est cette couche qui réduit les contraintes exercées sur le sol support ou la plate forme support de chaussée
Couche de base
Couche de fondation
PST CFSC
Elles répartissent les pressions sur le sol support afin de maintenir les déformations à ce niveau dans les limites admissibles,
La couche d’assise: pendant la phase des travaux:
-Support de portance suffisante pour le compactage de la couche de
surface.
-Servir provisoirement de couche de roulement ( circulation de chantier).
La couche d’assise: à long terme:
-Rôle thermique en protégeant le sol support du gel.
-Couche de base proche de la surface doit présenter des caractères mécaniques
élevées.
-Couche de fondation: doit présenter des déformations et des qualités mécaniques moindres que la couche de base.
Rôle de la couche d’assise Rôle de la couche d’assise
Le poids du véhicule est transmis au sol, sous forme de pressions, par l’intermédiaire des pneumatiques. D’une manière générale, les sols ne peuvent supporter sans dommage de telles pressions. Si le sol n’est pas assez porteur, le pneu comprime le sol et il se forme une ornière
Orniérage
Déflexion Compression Cisaillement Bonne exécution des terrassements
Sol porteur( contraintes sans déformation du sol) Rôle de la couche d’assise
Rôle de la couche d’assise
Sous l’action d’une charge, une couche granulaire non liée travaille principalement en compression. La pression la plus élevée se situe à la verticale de la charge.
Rôle de la couche d’assise Rôle de la couche d’assise
L’application d’une charge roulante induit une déformation en flexion des couches de la structure. Cette flexion entraîne des sollicitations
en compression au droit de la charge et des sollicitations en traction à la base des couches d’enrobés.
Il existe une grande diversité de chaussées. Ainsi, le choix d'un type de chaussée peut être fonction de la durée de vie de la route, des sollicitations auxquelles la dite chaussée sera soumise après mise en service, et/ou coût de réalisation.
LES FAmIILLES DE STRUCTURES DE CHAUSSEE LES FAmIILLES DE STRUCTURES DE CHAUSSEE
Les chaussées souples.
Les chaussées souples.
L’assise est réalisée d’une ou plusieurs couches de matériaux granulaires non traités (GNT). L’épaisseur de ensemble de la structure est en générale comprise entre 30 et 60 cm.
Algérie
LES FANIILLES DE STRUCTURES DE CHAUSSEE LES FANIILLES DE STRUCTURES DE CHAUSSEE Les chaussées bitumineuses épaisses.
Les chaussées bitumineuses épaisses.
Elles sont composées de revêtements bitumineux. L’assise est réalisée en matériaux traités aux liants hydrocarbonés dont l’épaisseur est le plus souvent comprise entre 15 et 40 cm.
LES FANIILLES DE STRUCTURES DE CHAUSSEE LES FANIILLES DE STRUCTURES DE CHAUSSEE Les chaussées à assise traitée aux liants
hydrauliques
Les chaussées à assise traitée aux liants hydrauliques
Elles sont aussi appelées chaussées semi-rigides. La couche de roulement est composée d’un revêtement bitumineux, elle repose sur une assise traitée aux liants hydrauliques dont l’épaisseur totale est d’environ 20 à 50 cm. Ce type de chaussée présente un fort risque de retrait qui fait apparaître, dans la couche de base, des fissures remontant rapidement dans la couche de surface.
LES FANIILLES DE STRUCTURES DE CHAUSSEE LES FANIILLES DE STRUCTURES DE CHAUSSEE
Les chaussées à structure mixte Les chaussées à structure mixte
La couche de roulement et la couche de base ( 10 à 20 cm) sont en matériaux bitumineux. La couche de fondation est en matériaux traités aux liants
hydrauliques (20 à 40 cm). L’épaisseur de matériaux bitumineux doit être de la moitié de l’épaisseur totale de la chaussée. Ce type de chaussée empêche la remontée de fissures entre la couche traitée aux liants hydrauliques (retrait) et la couche de grave bitume.
LES FANIILLES DE STRUCTURES DE CHAUSSEE LES FANIILLES DE STRUCTURES DE CHAUSSEE
Les chaussées à structure inverse Les chaussées à structure inverse
Cette structure est composée d’une couche de surface en matériaux bitumineux d’environ 15 cm d'épaisseur; d’une couche de base en matériaux bitumineux (10 à 20 cm) et granulaires non traités , environ 12 cm; d’une couche de fondation en matériaux traités aux liants hydrauliques ( 15 à 50cm). L’épaisseur totale de la structure est de l’ordre de 60 à 80 cm.
LES FANIILLES DE STRUCTURES DE CHAUSSEE LES FANIILLES DE STRUCTURES DE CHAUSSEE Les chaussée en béton de ciment
Les chaussée en béton de ciment
Elles sont constituées de dalles de béton de ciment de 20 à 28 cm sans armature, reposant sur une fondation en béton maigre (12 à 18 cm ), ou en matériaux traités aux liant hydrauliques (15 à 20 cm).
Béton armé continu (avec aciers filants sur toute la longueur de voirie) : Dalle de béton de ciment (16 à 24 cm), reposant sur une fondation en béton maigre de 12 à 14 cm.
Critères pour dimensionner la couche d’assise non traité( chaussée souple) Critères pour dimensionner la couche d’assise non traité( chaussée souple) Le nombre des couches, leurs épaisseurs et les matériaux d’exécution, sont
conditionnées par plusieurs facteurs parmi les plus importants sont : -Le trafic
-L’environnement
-La plate-forme support
-Les matériaux de chaussée
-La qualité de la réalisation (durée de vie de l’ouvrage)
Trafic : Trafic :
Le trafic de dimensionnement est essentiellement le poids lourds (véhicules supérieur à 3.5tonnes). Il intervient comme paramètre d’entrée dans le dimensionnement des structures de chaussées et le choix des caractéristiques intrinsèques des matériaux pour la fabrication des matériaux de chaussée.
Le trafic cumulé selon la durée de la route est donné par la formule suivante :
Avec :
TPL: trafic poids lourds à l’année de mise en service.
τ : taux d’accroissement annuel n: durée de vie de la route (20 ans)
PL: Nombre de poids lourds journalier durant l’année de comptage Pour dimensionner les
épaisseur de la chaussée Le trafic journalier Le trafic cumulé
TPL= (1+)n+1x PL TPL= (1+)n+1x PL
Il faut calculer le nombre de poids lourds passant par cette route par année et sur 20 ans.
•Pour un trafic en voiture particulaire: TMJ×365×1.5t ≥ 100000 t/ans
Avec:
•e: épaisseur équivalente
•ICBR : indice CBR (sol support)
•N: désigne le nombre journalier de véhicules de plus 1500 kg à vide
•P: charge par roue P = 6.5 t (essieu 13 t)
•Log: logarithme décimal Avec:
•e: épaisseur équivalente
•ICBR : indice CBR (sol support)
•N: désigne le nombre journalier de véhicules de plus 1500 kg à vide
•P: charge par roue P = 6.5 t (essieu 13 t)
•Log: logarithme décimal
Le tableau ci-dessous indique les coefficients d’équivalence pour chaque matériau : Les valeurs des coefficients d’équivalence
Coefficient d’équivalence :
L’épaisseur équivalente est donnée par la relation suivante:
e = a1 e1 + a2 e2 + a3 e3 Où:
a1, a2, a3 : coefficients d’équivalence.
e1, e2, e3 : épaisseurs réelles des couches.
Epaisseur de Chaussée souple
Le gel et l’eau peuvent affecter les matériaux granulaires ou la plate forme support dans les chaussée mal drainées ou qui ne sont pas hors gel. Les écarts de températures provoquent des fissures de retrait dans les matériaux traités aux liants hydrauliques et dans les chaussées rigides. Il provoquent également des désordres dans les matériaux bitumineux. La région climatique à donc une importance dans les calculs
L'environnement.
L'environnement.
La plateforme support La plateforme support
La classe de portance à long terme des plateforme et défini en fonction de la PST et de la couche de forme, Les essais effectués pour le classement sont : essai de
plaque , dynaplaque, pénétromètre. On doit tenir compte de l’état hydrique des matériaux et se rapprocher des conditions de service.
Pour les chaussées à fondation en grave non traité, l'épaisseur du matériau granulaire est déterminée en fonction de la portance de la plate-forme.
Les épaisseurs minimales retenues sont : 15 cm sur PF3,
25 cm sur PF2, 45 cm sur PF1.
Les matériaux de construction de chaussées répondent à des normes sur lesquelles s’appuient les calculs. une étude particulière doit être réalisée en laboratoire (Tests: Coef Los angeles, Coef Micro Deval, Equivalent de sable).
La qualité des matériaux La qualité des matériaux
Il existe 4 matériaux différents grâce auxquels on peut former le corps de chaussée:
•Les graves non traitées
•Les graves et les sables traités aux liants hydrauliques
•Les graves et les sables traités aux liants hydrocarbonés
•Les bétons de ciment
Angularité et forme : utiliser des granulat anguleux pour stabiliser l’assise de la chaussée ( coefficient de concassage > 80) . Les élements plats nuit à la
compacité de la couche( coefficient d’aplatissement<30).
Dureté: les efforts de fragmentation et d’attrition sont exercés sur les granulats sans liants ( Los angeles, et Micro deval)
Propreté : l’élimination des particules fines afin d’obtenir un granulat propre popur garder la stabilité de l’assise non traitéen temps humide ( essai
d’aquivalent de sable)
Granularité : pour les couches d’assises diminuer les gros diamètres des granulats pour avoir une bon uni.
D est limité à 14mm ou 20 mm pour les couches de base et 20à 31,5mm pour la couche fondation.
La durée de vie d’une réalisation est intimement liée à la qualité des travaux.
Dans le choix des structures de voirie, on tient compte de la durée de service sans entretient de la chaussée.
La qualité de la réalisation (durée de vie de l’ouvrage)
5 ans 10 ans 15 ans 20 ans
Mise en œuvre des assises non traitées Mise en œuvre des assises non traitées
L’ épandage de la grave non traité : il se fait à l’aide de la niveleuse pour avoir une meilleure précision de réglage ( sans bosses).
L’arrosage et compactage : est nécessaire afin de ramener la grave non traitée à sa teneur en eau optimale pour faciliter le travail des compacteur selon le nombre de passes et assurer l’uni des granulats.
La mise en œuvre des assises en graves non traités comprend les étapes suivantes:
