Pathologies de chaussées

Effet PROCTOR

Effet PROCTOR

L’eau est l’ennemi N°1 des voix de circulations

Règle n°1

Portance du sol+

Trafic+

Véhicules=

Structure de Voirie

Toutes les routes ne sont pas circulables par tous les véhicules.

Règle n°2

Pour minimiser l’entretien, assurer une signalisation correcte des chaussées.

Règle n°3

Charge et répartition

Structure Souple

StructureSemi-rigide

Structurerigide

Structure Souple

Les matériaux de la couche d’assise ne sont pas traités par un liant. La chaussée se déforme sous la charge.

Charge faiblement répartie.

Sol support de bonne portance

Effortélevé

Structure Souple

Au passage d’une charge…Le sol support se déformeLa structure de chaussée se déforme

Après le passage de la charge… la chaussée retrouve sa forme.

Structure Souple

Si la charge est : trop lourde.trop fréquente.

La chaussée ne reprend pas sa forme initiale entrainant une dégradation rapide de la structure.

Chaussées PEUcirculées par les poids lourds

Attention !

Structure de chaussée souple

Fonctionnement d’une chaussée souple

Répartition comparative de charge

Structure Semi-rigide

Les matériaux de la couche d’assise sont traités par un liant blanc (grave laitier) ou noir (grave bitume).

Charge moyennement répartie.

Sol support de moyenne portance

Effortmoyen

Structure Semi-Rigide

Au passage d’une charge…La structure de chaussée se déforme peu (< 0,5 mm)

La charge est bien répartie sur le sol.Le sol se déforme peu.

Structure Semi-Rigide

Si la charge est trop lourde… Le sol se déforme beaucoup.

La chaussée casse. Et entraine une dégradation brutale.

Attention !

Chaussées TRES circulées par les poids lourds

Structure Rigide

L’assise est réalisée en béton de ciment.Cette structure est radicalement différente des 2 précédentes. Nous ne l’étudierons pas ici.

Charge fortementrépartie.

Sol support de faible portance

Effortfaible

Mais pourquoi les chaussées se dégradent…

?

Analyse de situation / Historique/ Diagnostic / Traitement r/

Les 3 facteurs de désordre sont :

Le climatLe trafic

Les malfaçons

Effets du trafic

Fatigues internes liées au passage des véhicules.

1 essieu de 13 tonne = 1 000 000 VL

Fatigue de la couche de roulement liée au frottement des pneumatiques.

Interne

Externe

Effets des malfaçonsDéfauts de conception.

Epaisseur non suffisante.Couche de roulement non adéquate.

Portance du sol non étudiée.

Défauts de réalisation.Epaisseur insuffisante. (Prix de marché)

Qualité des matériaux. Modalités de mise en œuvre. (Pluie)

Réinterventions.Tranchées en reprise de réseaux.

Effets du climatL’eau de surface.

L’eau de capillarité.

L’eau gélive.

Les variations de températures.

Les rayons ultras violets.

Tous les sols sont sensibles à l’eau

Qu’est-ce que cela signifie?

Sol Sec =

Bonne Portance

Sol Mouillé =

Mauvaise Portance

EAU

PORTANCEOK

OK

Comment l’eau pénètre t’elle une

chaussée?

L’eau pénètre une chaussée dans toutes les directions.

Infiltration de pluie de surface

Infiltration latérale par les accotements et fossés

Infiltration par capillarité des eaux de nappes

3 règles d’Or- Vérifier l’étanchéité de la couche de roulement pour

éviter la pénétration de l’eau par-dessus.

- Entretenir accotements et fossés pour permettre l’évacuation rapide des eaux de ruissellement et

éviter la pénétration bilatérale.

- Abaisser le niveau d’eau dans le sol par - la vérification des pentes de fossé et

- la mise en place de drains.

La dégradation d’une chaussée n’est pas liée

au hasard

Mauvais drainage

Augmentation de la teneur en eau du sol

Perte de portance du sol

Insuffisance des couches de structures de la chaussée

Apparition de dégradations

L’eau Gelée

Ennemi public

N° 2

Tous les sols sont sensibles au gel

L’eau se déplace toujours du plus chaud vers le plus froid.

La teneur en eau du sol augmente

Que se passe t’il au moment du dégel ?

Au dégel, l’excès d’eau dans le sol fait chuter la

portance. La chaussée est donc fragilisée, le

temps que l’eau s’évacue. La mise en place d’une

Barrière de dégelPermet de limiter la circulation aux véhicules

légers de façon à éviter que la chaussée ne soit

soumise à de trop fortes contraintes qui

provoqueraient des

dégradations.Un drainage correct du sol de la chaussée

permettra d’évacuer rapidement les eaux pour

qu’elle retrouve sa portance initiale.

Les 4 familles de dégradations

1 – Les Déformations 2 – Les Fissures

3 – Les Arrachements 4 – Les Remontées

Familles N°1

« Les Déformations »

Les Déformations

1 Affaissements de rive2 Flaches3 Orniérage

Affaissement de rive Description/Tassement en rive de chaussée formant une cuvette accompagnée d’un bourrelet à l’extérieur de la chaussée.

Causes/Epaisseur de matériaux insuffisante en rive de chaussée et/ou problème de drainage accentué par l’infiltration des eaux stagnantes dans la cuvette formée.

Evolution/Processus de dégradation auto généré. Apparition de faïençage, accentuation du bourrelet, jusqu’à l’arrachage de la couche de surface et apparition de nid de poules.

FlacheFlache Description/Tassement localisé en pleine, de forme ovale.

Causes/Fatigue localisée des chaussées souples due à un défaut de portance du sol (Poche d’humidité = Poche d’argile)

Evolution/Faïençage, puis départ de matériaux formant un nid de poule.

Orniérage Description/Tassement longitudinal de la chaussée localisé au niveau des bandes de roulement.

Causes/Fatigue de la chaussée par tassement des couches inférieures, lié à un défaut de portance du sol, ou un sous dimensionnement de la structure.

Evolution/Accentuation du tassement en ornières, faïençage et départ de matériaux causant apparition de nids de poules.

Familles N°2

« Les Fissures »

Les Fissures

1 Fissures longitudinales2 Fissures transversales3 Faïençage

Fissure Longitudinale Description/Cassure de la couche de roulement dans le sens de l’axe de la chaussée.

Causes/-Fatigue de la chaussée liée à un défaut de portance ou un sous dimensionnement de la structure.-Défaut de construction, élargissement de chaussée, joint d’enrobés défaillants.-Retrait de sol argileux suite à longue période de sécheresse.

Evolution/Faïençage et départ de matériaux, formant nid de poule.

Fissure Transversale Description/Cassure de la couche de roulement perpendiculairement à l’axe de la chaussée.

Causes/-Retrait des couches d’assises traitées aux liants blancs, lié au séchage.-Défaut de joint de reprise du finisher.

Evolution/Faïençage, flaches, et départ de matériaux, formant nid de poule.

Faïençage Description/Maillage de fissures en réseaux sur une zone localisée.

Causes/-Fatigue accentuée de la couche de roulement due à une structure insuffisante ou un défaut de portance du sol.

Evolution/Ouverture progressives des fissures, déformation et flaches, arrachements de matériaux, nids de poule.

Familles N°3

« Les arrachements »

Les Arrachements

1 Nid de poule2 Pelade3 Plumage

Nid de poule Description/Trou en surface de chaussée laissant apparaitre les matériaux de structure.

Causes/-Départ de matériaux lié à un défaut de mise en œuvre (Présence d’eau), un défaut de matériaux (argileux), une fragilité de la chaussée causée par des remonté capillaires d’eau, ou des infiltration à travers un faïençage.

Evolution/Augmentation du diamètre.Ruine complète de toutes la structure de la chaussée.

Pelade Description/Arrachement de la couche de surface par plaques entières.

Causes/-Couche de roulement sous dimensionnée, incapable de résister aux efforts horizontaux liés aux trafic.-Défaut dans le collage de la couche de roulement sur la couche d’assise.

Evolution/-Arrachement progressif de la couche de roulement.-Pénétration des eaux de ruissellement dans le corps de chaussée.-Dégradation généralisée par défaut d’étanchéité.

Plumage Description/Arrachement des gravillons d’un enduit superficiel.

Causes/-Défaut de dosage (manque) du liant bitumineux lors de la mise en œuvre de l’enduit.-Défaut de propreté des gravillons utilisés lors de la mise en œuvre de l’enduit.- Défaut de compactage.

Evolution/-Arrachement progressif de l’enduit.-Accentuation des dommages dus à un défaut d’étanchéité de la couche de surface.

Familles N°4

« Les remontées »

Les Remontées

1 Ressuage

Ressuage Description/Remontée du liant bitumineux à la surface de la chaussée.

Causes/-Défaut de dosage (excès) du bitume.-Enfoncement des granulats dans un support trop mou.-Très fortes chaleurs combinée à circulation.

Evolution/-Arrachement de la couche de roulement sous circulation dense.

Affaissement de rive/ Entretien courant

Affaissement de 3 à 5cmRoutes Nationales (larg.> 6m) Chemins Départementaux très circulésReprofilage avec Béton Bitumineux.

Affaissement de 3 à 5cmChemins Départementaux peu circulésChemins Ruraux Reprofilage avec Enduits

Affaissement de 3 à 5cmRoutes Nationales (larg.> 6m) Chemins Départementaux très circulésReprofilage avec Béton Bitumineux.

1 – Les Déformations 2 – Les Fissures

3 – Les Arrachements 4 – Les Remontées

Orniérage

FlacheAffaissement de rive

Plumage

PeladeNid de poule

Faïençage

Fissures transversalesFissures longitudinales

Ressuage

Affaissement de rive

Affaissement de rive Entretien Courant/

Affaissement modéré (3 à 5 cm)Routes NationalesChemins Départementaux très circulés

Purge des matériaux non liés.

Chemins Départementaux peu circulésChemins Communaux

Reprofilage si enduits programmés.

Affaissement important (> 5 cm)Routes NationalesChemins Départementaux très circulés

Purge des matériaux non liés. Purge profonde si argile.

Chemins Départementaux peu circulésChemins Communaux

Reprofilage localisé.

Vérifier le drainage.

FlacheFlache

FlacheFlache Entretien Courant/

Flache modéré (3 à 5 cm)Routes NationalesChemins Départementaux très circulés

Reprofilage matériaux bitumineux.

Chemins Départementaux peu circulésChemins Communaux

Reprofilage si enduits programmés.

Flache important (> 5 cm)Routes NationalesChemins Départementaux très circulés

Reprofilage matériaux bitumineux.

Chemins Départementaux peu circulésChemins Communaux

Reprofilage localisé.

Vérifier le drainage.Purger si affaissement consécutif à présence d’argile.

Orniérage

Orniérage Entretien Courant/

Orniérage modéré (3 à 5 cm)Routes NationalesChemins Départementaux très circulés

Inclure dans programme général.

Chemins Départementaux peu circulésChemins Communaux

Reprofilage si enduits programmés.

Orniérage important ( > 5 cm)Routes NationalesChemins Départementaux très circulés

Reprofilage matériaux bitumineux.

Chemins Départementaux peu circulésChemins Communaux

Reprofilage localisé.

Fissure Longitudinale

Fissure Longitudinale Entretien Courant/

Fissures fines (< 2 mm d’ouverture) Surveiller l’évolution.

Fissures larges ( > 2 mm d’ouverture)Sans désordre secondaire.

Pontage à chaud avec mastic.

Avec désordres secondaires. Imperméabilisation de surface.

Pontage sur Fissure Longitudinale

Pontage Gros plan

Fissure Transversale

Fissure Transversale Entretien Courant/

Toutes situation Pontage à chaud avec mastic.

Pontage de Fissure Transversale

Pontage sur Fissures combinées

Faïençage

Faïençage Entretien Courant/

Faïençage fin( < 2mm d’ouverture)Routes NationalesChemins Départementaux très circulésChemins Départementaux peu circulésChemins Communaux

Attendre

Faïençage ouvert ( > 2 mm avec départs)Routes NationalesChemins Départementaux très circulésChemins Départementaux peu circulésChemins Communaux

Imperméabilisation de surface.

Nid de poule

Nid de poule Entretien Courant/

Routes NationalesChemins Départementaux très circulés

Bouchage enrobés à froid. Purge et bouchage enrobés à chaud.

Chemins Départementaux peu circulésChemins Communaux

Bouchage d’urgence. Imperméabilisation. Purge et bouchage.

Pelade

Pelade Entretien Courant/

sur enduits. Néant. Inclure dans campagne d’enduits.

sur enrobés. Surveiller si généralisation. Si OUI. Entretien général par enrobés. Si NON. Accrochage à l’émulsion et enrobés à chaud.

Plumage

Plumage

Plumage Entretien Courant/

Stopper l’évolution par enduit monocouche.

Ressuage

Ressuage

Ressuage

Ressuage

Ressuage Entretien Courant/

URGENCE.Gravillonnage à sec au 2/4 ou 4/6.

Matériaux Techniques&

Les constituants

Les granulatsProduits d’origine rocheuse provenant de gravière, ou

carrières de roches massives.

Les liants blancs(liants hydrauliques)

Produits adjuvants d’origines diverses assurant une prise en

présence d’eau.

Les liants noirsProduits d’origine pétrolière, assurant un durcissement à température ambiante et pouvant être utilisés en

émulsion ou modifiés par ajout de polymères.

Les matériaux non traités

Les graves 0/DProduits rocheux à

granulométrie continue.

Les graves d/DProduits rocheux à

granulométrie lacunaire

Les matériaux traités

Les graves HydrauliquesProduits reconstitués en

centrale de blanc à partir de grave 0/D, de liant blanc et

d’eau.

Les enrobés à froidProduits reconstitués en

centrale à partir de granulats d/D et d’émulsion de bitume,

permettant une mise en œuvre à température ambiante.

(Poreux)

Les enrobés à chaudProduits reconstitués en

centrale de noir à partir de granulats 0/D et de bitume pur. La mise en œuvre s’effectue à

chaud.

Techniques Reprofilage Purges

Bouchage Imperméabilisation Traitement ressuage

Reprofilage Objectif Technique: Redonner à la chaussée un profil en travers correct capable d’assurer l’évacuation des eaux de ruissellement, c’est-à-dire ayant une pente de 2 à 3 cm / m.

Mode Opératoire:

1) Repérer: Sur la chaussée, délimiter sommairement les parties à traiter.

2) Accrocher: Répandre une couche d’accrochage à l’émulsion pour assurer la liaison des couches.

3) Epandre et profiler: Mettre en œuvre les matériaux blancs humidifiés pour éviter la ségrégation. Profiler au râteau (M.Blanc) ou à la raclette large (M.Noir) en rétablissement une pente convenable. Veiller à surcharger les zones à forte épaisseur de matériaux, car le compactage qui va suivre tassera d’autant plus que les épaisseurs sont importantes.

Reprofilage

Reprofilage 4) Préparer les rives : Si nécessaire, donner un coup de balai au bord du reprofilage pour repousser les gros éléments vers l’intérieur.

5) Compacter : En 4 aller et retours minimum. Sans vibrer pour la première passe. En vibrant pour les suivantes. (En cas d’enrobés à chaud, veiller à humidifier les jantes pour éviter le collage.)

6) Vérifier la pente: A l’aide d’une règle de 1 m, d’un niveau à bulle et d’un mètre enrouleur, pour vérifier qu’elle se situe entre 2 et 3%.

7) Effectuer l’imperméabilisation de surface :

-Enrobés à chaud : Scellement des rives à l’émulsion suivi d’un gravillonnage fin 2/4 ou 4/6.

-Enrobés à froid : Scellement des rives à l’émulsion suivi d’un gravillonnage fin 2/4 ou 4/6. Et gravillonnage de la surface au 4/6. Imperméabilisation doit être différée pour laisser à l’enrobé le temps d’évacuer l’eau présente dans l’émulsion.

-Grave non traitée: Réaliser un bicouche 10/14 et 6/10.

Reprofilage

Purges Objectif Technique: Reconstituer tout ou partie de la structure porteuse de chaussée en cas de dégradation partielle en évitant de créer un piège à eau.

Mode Opératoire:

1) Repérer: Sur la chaussée, délimiter sommairement les parties à traiter en ajoutant une largeur de 20 cm .

2) Découper: La chaussée à la bèche pneumatique en laissant un bord de coupe franc et vertical.

3) Enlever: La structure polluée et la mettre en dépôt. Assurer une profondeur d’au moins 40 cm pour les purges profondes et 10 cm pour les purges superficielles.

4) Poser un drain: Sur le fond de fouille avec une pente vers le point bas du fossé pour éviter les pièges à eau.

5) Compacter: Le fond de fouille.

Purges 5) Compacter: Le fond de fouille.

6) Mettre en œuvre les matériaux : Utiliser une GNT type 0/31,5 par couches de 15 cm, ou une grave émulsion/ grave bitume par couches de 12 cm, en essayant de reproduire la structure de chaussée existante.

7) Compacter : Chaque couche pour éviter tout tassement différentiel ultérieur en insistant sur les bords de fouille.

7) Imperméabiliser : Réaliser une couche de surface en bicouche (à minima) ou en enrobés à chaud en veillant à ce que les bords de reprise soient au même niveau et imperméabilisés.

BouchageObjectif Technique: Rendre à la chaussée son état initial dans les meilleurs délais afin de maintenir la sécurité sur la chaussée, et d’éviter des interventions ulterieures.

Mode Opératoire:

1) Découper: La chaussée à la bèche pneumatique en laissant un bord de coupe franc et vertical. A minima nettoyer la zone de toutes les parties non liées et évacuer les eaux stagnantes.

2) Combler à refus: En utilisant un matériaux approprié. 0/31,5; grave émulsion ou enrobés selon les contraintes de la chaussée.

3) Compacter: A l’aide d’une dame vibrante ou d’une dame à main. Attention la qualité du compactage décidera de la durabilité de la réparation.

4) Imperméabiliser: Assurer une non pénétration de l’eau en imperméabilisant les graves. Pour les graves émulsions l’imperméabilisation peut être différée. Pour les enrobés à froid, gravillonner pour évider le collage aux pneumatiques.

ImperméabilisationObjectif Technique: Eviter toute pénétration de l’eau dans le corps de chaussée. Intervention dite de « l’emploi partiel à l’émulsion ».

Mode Opératoire:

1) Vérifier: Que le support est capable de recevoir une imperméabilisation sans risquer le ressuage.

- Surface bitumineuse : Vigilance car pas d’infiltration d’enduit possible.- Surfaces graves : OK car infiltration de l’enduit possible.

2) Délimiter: La zone à traiter.

3) Epandre gravillon 4/6 (ou 6/10): De façon à apercevoir la chaussée entre les gravillons. (4 à 6 l/m²)

4) Pulvériser: un film de liant à raison de 1,5 à 2 kg/m² d’émulsion à 65%.

5) Epandre gravillon 2/4 (ou 4/6): A raison de 5 à 6 l/m².

Imperméabilisation 6) Balayer: et ramener sur la partie traitée les gravillons roulants.

5) Compacter: Au cylindre à bille à raison d’un aller et retour.

Traitement du ressuage

Objectif Technique: Supprimer les effets néfastes de la présence d’un film de bitume résiduel à la surface de la chaussée. (Glissement, collage pneumatiques)

Mode Opératoire: (Cloutage)

1) Repérer: Sur la chaussée, délimiter sommairement les parties à traiter.

2) Epandre: Le granulat en choisissant la grosseur (2/4) (6/10); (10/14) et la quantité, en fonction de l’importance du film de liant à neutraliser.

3) Enchasser: Les gravillons à l’aide d’un cylindre à bille. Toujours procéder en périodes très chaudes pour utiliser la plasticité naturelle du liant.