2008 Dscpe Kobisch Guide Renforcement Chaussees

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DurabilitDurabilitéé structurelle des structurelle des chausschausséées : pathologies et es : pathologies et entretienentretien

Guide techniqueGuide techniqueGuide techniqueGuide techniqueGuide techniqueGuide techniqueGuide techniqueGuide techniqueDiagnostic et conception des Diagnostic et conception des renforcements de chaussrenforcements de chauss ééeses

Séminaire du 9 septembre 2008

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Historique sur les mHistorique sur les mééthodes de thodes de renforcementrenforcement

••1978 1978 -- Guide de dimensionnement des Guide de dimensionnement des renforcements des chaussrenforcements des chausséées soupleses souples••1988 1988 -- Actualisation du guideActualisation du guide••1992 1992 –– Diffusion Diffusion dd’’ERASMUSERASMUS ChaussChaussééesesbitumineusesbitumineuses••1995 1995 -- Diffusion Diffusion dd’’ERASMUSERASMUS ChaussChausséées es bitumineuses et semibitumineuses et semi--rigidesrigides

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Objectif du guide 2008Objectif du guide 2008

ÉÉtablir une mtablir une mééthodologie pour le thodologie pour le dimensionnement des dimensionnement des

renforcements des chaussrenforcements des chausséées es existantesexistantes

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Diagnostic et conception Diagnostic et conception des renforcements de des renforcements de chausschaussééeses

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IntroductionIntroduction

Domaine dDomaine d’’application de la mapplication de la mééthodethode

DDééfinition des objectifs du gestionnairefinition des objectifs du gestionnaire

Fondement de la mFondement de la mééthodethode

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Domaine dDomaine d’’application de la application de la mmééthodethode

Toutes les structures Toutes les structures àà ll’’exception des exception des chausschausséées en bes en béétonton

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DDééfinition des objectifs du finition des objectifs du gestionnairegestionnaire

A partir :A partir :

•• De la vocation de la voieDe la vocation de la voie

•• De la durDe la duréée de service des futurs travaux e de service des futurs travaux

ou des scou des scéénarii dnarii d’’entretienentretien

•• Des particularitDes particularitéés du trafics du trafic

•• De lDe l’’indice de gel de rindice de gel de rééfféérencerence

•• Des exigences de qualitDes exigences de qualitéé dd’’usageusage

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Fondement de la mFondement de la mééthodethodeSS’’appuie sur :appuie sur :••Une connaissance et une bonne dUne connaissance et une bonne dééfinition des finition des

objectifs du gestionnaireobjectifs du gestionnaire

••La connaissance des pathologies des structuresLa connaissance des pathologies des structures

••Une Une éévaluation de la qualitvaluation de la qualitéé structurelle des structurelle des

structuresstructures

••Une caractUne caractéérisation des matrisation des matéériaux utilisriaux utiliséés en s en

entretienentretien

••Des rDes rèègles de conception et de dimensionnementgles de conception et de dimensionnement

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Fondement de la mFondement de la mééthodethodePrincipaux modes de fonctionnement et de Principaux modes de fonctionnement et de

ddéégradations des chaussgradations des chausséées :es :

••SouplesSouples

••Bitumineuses Bitumineuses éépaissespaisses

••InversesInverses

••MixtesMixtes

••ÀÀ assise traitassise traitéée aux liants hydrauliquese aux liants hydrauliques

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Principaux modes de fonctionnement et de Principaux modes de fonctionnement et de

ddéégradations des chaussgradations des chausséées es

Bitumineuses Bitumineuses éépaissespaisses

Importance du collage des couches sur les élongations de traction

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Principaux modes de dPrincipaux modes de déégradations des chaussgradations des chausséées es Bitumineuses Bitumineuses

éépaissespaisses

••-- temptempéératures ratures éélevlevéées, trafic lourd lent ou choix es, trafic lourd lent ou choix

inadaptinadaptéés de mats de matéériauxriaux ►► fluage de la couche de surface fluage de la couche de surface

►► orniorniééragerage••-- durcissement par vieillissement du bitume de la durcissement par vieillissement du bitume de la

couche de roulement (oxydation, gradients thermiques, couche de roulement (oxydation, gradients thermiques,

lessivage des eaux superficielles)lessivage des eaux superficielles) ►► fissuration fissuration

anarchiqueanarchique et fissuration transversaleet fissuration transversale--

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éépaissespaisses

•• ►► fissuration anarchiquefissuration anarchique et fissuration et fissuration

transversaletransversale--

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éépaissespaisses

••-- efforts refforts rééppééttéés de tractions de traction--flexion flexion àà la base la base

des couches bitumineuses des couches bitumineuses ►► fatigue de cellesfatigue de celles--ci, ci,

►► fissuration remontant du fond de la structure fissuration remontant du fond de la structure ►►

fissuration longitudinale fissuration longitudinale ►► fafaïïenenççageage••--

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éépaissespaisses

••-- fissurations du haut vers le basfissurations du haut vers le bas ►► fissuration fissuration

longitudinale longitudinale dans les bandes de roulement dans les bandes de roulement ►►

fafaïïenenççageage

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ddéégradations des chaussgradations des chausséées es MixtesMixtes

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FT franche

FT ramifiée ou faïencée FT ramifiée ou faïencée

et affaissée

FT faïencée et affaissée

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FT franche

FT ramifiée ou faïencée

FT faïencée avec ou sans affaissement

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ddéégradations des chaussgradations des chausséées es InversesInverses

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Fondement de la mFondement de la mééthodethodeFacteurs influant sur les dFacteurs influant sur les déégradationsgradations

•• ExtExtéérieurs rieurs àà la chaussla chaussééee

•• LiLiéés s àà la structurela structure

•• LiLiéés aux mats aux matéériauxriaux

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Facteurs influant sur les dFacteurs influant sur les déégradationsgradations


•• Trafic Trafic

• Pneumatiques

• Efforts verticaux

• Efforts tangentiels

• Charges des véhicules• Suspension des poids lourds

• Uni des chaussées

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•• Conditions climatiquesConditions climatiques

•• La pluviomLa pluvioméétrietrie

•• TempTempéératures ratures éélevlevééeses

•• TempTempéératures hivernalesratures hivernales

•• Variations journaliVariations journalièèresres

•• GelGel

•• ……

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•• LiLiéés s àà la structurela structure

•• GGééomoméétrie des couchestrie des couches

•• Variations dVariations d’é’épaisseurpaisseur

•• DDéécalage de couchecalage de couche

•• Liaison entre couchesLiaison entre couches

•• ÉÉlargissement dans la bande de largissement dans la bande de

roulementroulement

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•• liliéés aux mats aux matéériauxriaux

Taux de compactageTaux de compactage

•• MatMatéériaux non traitriaux non traitééss

•• Teneur en eauTeneur en eau

•• Teneur en fines Teneur en fines

•• PropretPropretéé

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•• liliéés aux mats aux matéériauxriaux

•• MatMatéériaux bitumineuxriaux bitumineux

•• Teneur en liantTeneur en liant

•• Sous dosage : Sous dosage :

•• moindre performance en moindre performance en

fatiguefatigue

•• difficultdifficultéé de compactagede compactage

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liliéés aux mats aux matéériauxriaux


•• Teneur en liantTeneur en liant

•• Sur dosage : Sur dosage :

•• SensibilitSensibilitéé àà ll’’orniorniéérage et rage et

àà ll’é’évolution de la volution de la

macrotexturemacrotexture

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•• Nature du bitumeNature du bitume

•• Liants durs : sensibilitLiants durs : sensibilitéé au au

basses tempbasses tempéératures et au ratures et au

éécarts thermiquescarts thermiques

•• Fissures transversalesFissures transversales

•• Fissuration de vieillissementFissuration de vieillissement

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Facteurs influant sur les dFacteurs influant sur les déégradations gradations


•• MatMatéériaux traitriaux traitéés aux liants s aux liants

hydrauliqueshydrauliques

•• DDéélai de maniabilitlai de maniabilitéé

•• Conditions de mise en Conditions de mise en œœuvreuvre

•• Dessiccation de la partie supDessiccation de la partie supéérieurerieure

•• Feuilletage de la partie supFeuilletage de la partie supéérieurerieure

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Recueil des donnRecueil des donnéées es dd’’auscultationauscultation

Principes de lPrincipes de l’’auscultation des auscultation des chausschaussééeses

Itinéraire

ST 4

ZH 2 ZH 3 ZH 4

Zones homogènes

Sections témoins

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Recueil des informations globales ou Recueil des informations globales ou ààcaractcaractèère continure continu•• HistoriqueHistorique•• TraficTrafic•• EnvironnementEnvironnement•• Drainage Drainage –– assainissementassainissement•• ClimatClimat

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Recueil des informations globales ou Recueil des informations globales ou ààcaractcaractèère continure continu•• HistoriqueHistorique

•• Info banques de donnInfo banques de donnéées es routiroutièèresres

•• Points zPoints zééroro•• DonnDonnéées sur les des sur les déégradations, gradations,

sur les entretienssur les entretiens……

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Recueil des informations globales ou Recueil des informations globales ou ààcaractcaractèère continure continu

TraficTrafic

•• Permet dPermet d’’expliquer et de expliquer et de comprendre lcomprendre l’é’évolution et la volution et la ddéégradation de la structuregradation de la structure

•• MJA PL par voie dans le tempsMJA PL par voie dans le temps•• AgressivitAgressivitéé des PLdes PL

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Recueil des informations globales ou Recueil des informations globales ou ààcaractcaractèère continu Environnementre continu Environnement

Profil transversalProfil transversalLargeur de la chaussLargeur de la chausséée, de le, de l’’accotementaccotementDDééblai, remblai, NTblai, remblai, NTFossFosséés s

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Recueil des informations globales ou Recueil des informations globales ou ààcaractcaractèère continu re continu

Drainage Drainage –– assainissementassainissement

ASSAINISSEMENT

DRAINAGE Infiltrations par capillarité

Infiltrations gravitaires

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Recueil des informations globales Recueil des informations globales ClimatClimat

PluviomPluvioméétrie au cours des derniers moistrie au cours des derniers moisTempTempéératures estivalesratures estivalesTempTempéératures hivernalesratures hivernales

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Recueil des informations globales ou Recueil des informations globales ou ààcaractcaractèère continure continu•• ÉÉtat visuel de surfacetat visuel de surface•• UniUni•• DDééflexionflexion•• Rayon de courbureRayon de courbure

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ÉÉtat visuel de surfacetat visuel de surface

Application de la mApplication de la mééthode dthode d’’essai essai LPC 38LPC 38--22

ChaussChausséées souples et es souples et bitumineuses bitumineuses éépaisses paisses

RelevRelevéé M1 pour trafics M1 pour trafics ≥≥ T2 T2

RelevRelevéé M1 ou M2 pour trafics M1 ou M2 pour trafics <T2<T2

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ÉÉtat visuel de surfacetat visuel de surface

Application de la mApplication de la mééthode dthode d’’essai LPC 38essai LPC 38--22

ChaussChausséées es àà assise traitassise traitéé aux liants aux liants hydrauliques, mixtes et inverseshydrauliques, mixtes et inversesRelevRelevéé M1M1Les FT seront relevLes FT seront relevéées en 4 niveaux de gravites en 4 niveaux de gravitéé

FranchesFranchesDDéédoubldoublééesesFaFaïïencencééesesFaFaïïencencéées et affaisses et affaissééeses

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Recueil des informations Recueil des informations ààcaractcaractèère continu Unire continu Uni

Uni longitudinalUni longitudinal

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Défaut de PO (fissure affaissée en BDR de rive)

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Recueil des informations Recueil des informations ààcaractcaractèère continu Unire continu Uni

Uni transversalUni transversal

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Recueil des informations Recueil des informations àà caractcaractèère re continucontinu

•• DDééflexion et Rayon de courbureflexion et Rayon de courbure

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JumelageJumelage6,5 tonnes6,5 tonnes

Déflexion maximale (mm)Rayon de courbure (m)

de de ddééformabilitformabilitéé……

La courbe de dLa courbe de dééflexionflexion est un indicateur est un indicateur de comportement d'une chaussde comportement d'une chaussééee

Principe de mesurePrincipe de mesurede la dde la dééflexionflexion

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•• DDééflexion et Rayon de courbure flexion et Rayon de courbure ààll’’aide daide d’’un dun dééflectographeflectographe

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ChaussChausséées bitumineuseses bitumineuses

DDééformabilitformabilitéé trtrèès satisfaisante s satisfaisante

DDééformabilitformabilitéé hhééttéérogrogèènene…… ddéégradations de fatigue localisgradations de fatigue localisééeses

0

20

40

60

80

100

0 1000 2000 3000

DDééflexions D.03 flexions D.03 (mm/100)(mm/100) en 2003 en 2003 �� 1212°° CC

PF2 + 2 x 14 GB + 6 BBSG + 4 PF2 + 2 x 14 GB + 6 BBSG + 4 BBDrBBDr construite en 1994construite en 1994

0

20

40

60

80

100

0 1000 2000 3000


35 limon CaO + 2 x 15 GB + 8 BBSG construite en 1976 + BBTM en 135 limon CaO + 2 x 15 GB + 8 BBSG construite en 1976 + BBTM en 1988988

Jumelage GaucheJumelage Gauche Jumelage DroitJumelage Droit

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0

20

40

60

80

100

0 200 400 600 800 1000


DDééformabilitformabilitéé trtrèès satisfaisantes satisfaisante…… fissuration transversalefissuration transversale

ChaussChausséées es àà assise traitassise traitééeeaux liants hydrauliquesaux liants hydrauliques

Fissuration activeFissuration active

PF2 + 20 GC + 25 GC + 8 BBSG construite en 1983PF2 + 20 GC + 25 GC + 8 BBSG construite en 1983

0

20

40

60

80

100

0 200 400 600 800 1000


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uc –

0

20

40

60

80

100

0 200 400 600 800 1000


PF2 + 25 GC + 15 GB + 6 BBSG construite en 1977 + BBUM en 1992PF2 + 25 GC + 15 GB + 6 BBSG construite en 1977 + BBUM en 1992

DDééformabilitformabilitéé…… GB dGB déécollcolléée e -- fissuration transversale densefissuration transversale dense

ChaussChausséées es àà structure mixtestructure mixte

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Autres appareils de mesure de Autres appareils de mesure de ddééflexionsflexions

CurviamCurviamèètretre

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uc –

Valeurs caractéristiques du paramètre déflexion

•Moyenne des déflexions maxi (dm)

•Écart-type des déflexions maxi (σ)

•Le seuil caractéristique à 97,5 % des déflexions maximales (dc)

•Correction en fct de la température des matériaux bitumineux

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DéflexionCorrection en fct de la température des matériaux bitumineux

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uc –

DéflexionCorrection en fct de la rigidité de la structure

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DéflexionCorrection en fct de la rigidité de la structure

D = E H3 / 12 (1- ν2)

- E : module de la couche traitée en MPa ;

- ν : coefficient de Poisson ;

- H : épaisseur de la couche traitée en m.

déflexion corrigée = 0,052 x E x H3 / (12 x (1-ν2)) + 0,6 x déflexion mesurée déflectographe 03 + 14

avec déflexion corrigée ≥ déflexion mesurée

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Classes de Déflexion

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Rayon de courbure

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Rayon de courbure

Le rayon de courbure est plus sensible que le paramètre déflexion aux variations :

•- de qualité des couches traitées (MLTH, GB), en particulier pour la partie supérieure des couches de base (MLTH) ;

- d’épaisseurs des assises traitées (MLTH, GB) ;

•- des conditions d’interface des couches ;

•- aux variations de températures des couches bitumineuses.

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Collage des couches et dCollage des couches et dééflexionflexion

0

10

20

30

40

50

60

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

DDééflexions D.03 (mm/100) flexions D.03 (mm/100) �� 88°° CC

100

1000

10000

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

Rayons de courbure D.03 (m) Rayons de courbure D.03 (m) �� 88°° CC

Décollé550 g/m2

Collé400 g/m2

Collé900 g/m2

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Rayon de courbure

Mode d’acquisition

• de manière ponctuelle avec un inclinomètre (dérivée d’ordre 1) ;

• de manière continue par exploitation de l’enregistrement du bassin de déflexion du déflectographe (dérivée d’ordre 2), par un déflectographe équipé d’inclinomètres (dérivée d’ordre 1) ou par le curviamètre (intégration). ;

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Rayon de courbure

Valeurs caractéristiques pour le paramètre Rayon de courbure

- la valeur médiane du rayon ;

• le pourcentage de valeurs de rayons inférieures aux seuils définis par type de structure ;

• le seuil caractéristique à 20 % des rayons Rc

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Classes de Rayon de courbure

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uc –

Exemple de représentation sur schéma-itinéraire des déflexions et rayons de courbure au Curviamètre

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uc –

Autres appareils de mesure de Autres appareils de mesure de ddééflexionsflexionsFWDFWD

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uc –

Recueil des informations Recueil des informations àà caractcaractèère re continucontinu

ÉÉpaisseurs des couches par RADARpaisseurs des couches par RADAR

Antenne de 900 MHz

Roue codeuse

Antennes de 2 GHz

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uc –

SchSchééma itinma itinééraire raire éépaisseurs des couchespaisseurs des couches

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uc –

Mise en évidence du décollement entre couches par l’amplitude du signal

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uc –

Figure 1 - Exemple de reconnaissance au RADAR dans l e sens transversal, mise en évidence de l’absence d e couches d’assise près de la bande blanche qui explique l’af faissement en bord

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uc –

DDéécoupage de lcoupage de l’’itinitinééraire en zones raire en zones homoghomogèènes nes ––

Implantation de zones tImplantation de zones téémoinsmoins

Une zone homogUne zone homogèène fait rne fait rééfféérence rence àà des des donndonnéées de situations (agglomes de situations (aggloméération ration ou rase campagne), dou rase campagne), d’’historique historique (structure, trafic, date de r(structure, trafic, date de rééalisation) alisation) et de caractet de caractééristiques de la chaussristiques de la chausséée e identiques.identiques.

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uc –

DDéécoupage de lcoupage de l’’itinitinééraire en zones raire en zones homoghomogèènes nes ––

• Pré-découpage à partir : - des dégradations - des déflexions - des rayons de courbure

- Prise en compte des différentes classes

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uc –

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uc –

Implantation de zones tImplantation de zones téémoinsmoins

Les zones témoins doivent permettre de comprendre les origines des dégradations des zones homogènes

Elles sont implantées suite à une visite sur place et observation de l’environnement de la chaussée

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Investigations complInvestigations compléémentaires sur les mentaires sur les sections tsections téémoinsmoins

•• Mesures de rayons de courbureMesures de rayons de courbure

•• Mesures de dMesures de dééflexions sur fissures flexions sur fissures transversalestransversales

•• SondagesSondages

•• Carottages Carottages

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••SondagesSondages

••Importants :Importants :

•• pour les pour les éétudes en traverses tudes en traverses (d(déécaissements partiels ou total)caissements partiels ou total)

•• pour les pour les éélargissementslargissements

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••SondagesSondages

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••CarottagesCarottages

•• DDééterminer les caractterminer les caractééristiques gristiques géénnéérales rales des couches (des couches (éépaisseur, nature, interface, paisseur, nature, interface, performances mperformances méécaniques)caniques)

•• Observer lObserver l’’origine et la propagation des origine et la propagation des fissuresfissures

•• Expliquer les points singuliersExpliquer les points singuliers

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Qualification des matériaux prélevés par carottages

Classification de la qualité des interfaces Collée Bon accrochage, bonne liaison

Semi collée Liaison détruite au carottage (surface brillante de l’interface) Paroi lisse au niveau de la liaison

Décollée Paroi avec formation d’une cavité au niveau de la liaison et/ou érosion des bords des deux couches concernées

et/ou présence de pollution au niveau de l’interface

Classification des matériaux des sous couches

Qualité de la carotte

Saine Médiocre Fissurée Fragmentée Désagrégée

Lisse

Sain

Médiocre

Fissuré

Non rencontré Non rencontré

Qualité de la paroi

Granulats arrachés Non rencontré

Mauvais

Mauvais

Fragmenté

Désagrégé

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uc –

Essais sur les matériaux prélevés par carottages

Matériaux bitumineux

•Compacité, gradient

•Composition

•Analyse des caractéristiques du bitume

Matériaux traités aux liants hydrauliques

•Module et résistance en compression diamétrale

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••OvalisationOvalisation

•• permet :permet :

•• de vde véérifier si la structure fonctionne en rifier si la structure fonctionne en couches collcouches colléées ou des ou déécollcolléées lorsques lorsqu’’il y a il y a litige au carottagelitige au carottage ;;

•• de bien caler la modde bien caler la modéélisation de la lisation de la structure et de dstructure et de dééterminer les terminer les éélongations longations àà la base de la structure la base de la structure (donc son taux de travail)(donc son taux de travail)

86

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uc –

• LPC M38-2 : Relevé des dégradations des surfaces de chaussées

• LPC N°52 : Catalogue des dégradations des surfaces de chaussées

• LPC N°39 : Déformabilité de surface des chaussées

• LPC N°41 : Ovalisation – Exécution et exploitation des mesures

• LPC N°42 : Application d’un RADAR pulsé monostatique

• LPC N°43 : Exécution et exploitation des carottages de chaussées

Méthodes d’essais LPC

87

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uc –Recueil des donnRecueil des donnéées des d’’auscultationauscultation

44-- SynthSynthèèse des diffse des difféérentes donnrentes donnééeses

OrniérageTUS (mm)Rive gauche

Rive droite

Joint longitudinal

Fissures transversales

Fissures longitudinalesspécifique BdR

Fissures longitudinalesnon spécifique BdR

Autres fissures

Faïençagespécifique BdR

DEFLEXIONS (mm/100)

Bande de rive

Voie gauche

Voie droite

REPERAGE

STRUCTURE

Bande d'axe

Faïençagenon spécifique BdR

Réparationsen et hors rive

Revêtement

Pontée Grav 1 Grav 2

Grav 4 Grav 3

Voie gauche

Nombre de fissurestransversalespar 100 m

Voie droite

Dégradationdu revêtement

Echelle distance : 1 cm = 100 m

BB

PI

8 9 10

30

60

90

5 10 15 20

5 10 15 20

5

10

15

20

30

60

90

30

60

90

SEMI-RIGIDE (1991) = 20 cm GC 0/20 +20 cm GC 0/20 + 6 cm BB

Colmatage par pontage des FT+FL (réalisé depuis le relevé)

O.H. (buse)

joint de dilatation

5

6

21

17 10

12 10

16 13

9

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uc –

Diagnostic et modDiagnostic et modéélisationlisationplanplan

Principes gPrincipes géénnééraux de la modraux de la modéélisation lisation au service du diagnosticau service du diagnostic

Analyse Analyse calculatoirecalculatoireLes diffLes difféérentes chaussrentes chaussééeses

•• souplessouples•• bitumineuses bitumineuses éépaissespaisses•• inversesinverses•• àà assises traitassises traitéées aux liants es aux liants

hydrauliqueshydrauliques•• mixtesmixtes

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uc –

Principes gPrincipes géénnééraux de la modraux de la modéélisation lisation au service du diagnosticau service du diagnostic

Expliciter le comportement des Expliciter le comportement des

sections tsections téémoinsmoins

1 1 -- vvéérifier la cohrifier la cohéérence des rence des

informations disponiblesinformations disponibles

2 2 -- intintéégrer ces grer ces informationsinformations dans dans une approche une approche calculatoirecalculatoire de la de la structure.structure.

90

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uc –

Analyse Analyse calculatoirecalculatoireApplication de la mApplication de la mééthode de calcul thode de calcul

des structures au cas ddes structures au cas d’’une chaussune chausséée e existanteexistante

Estimer par calcul inverse le module d’une ou plusieurs

couches, non mesurable ;

Vérifier le dimensionnement initial ;

Evaluer l’endommagement de chacune des couches de

la structure en fonction de l’historique de la chaussée ;

Valider un scénario d’endommagement pour

confirmation ou infirmation

91

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uc –

Diagnostic et modDiagnostic et modéélisationlisation

Pour chacune des structures de Pour chacune des structures de chausschaussééee

•• Pathologies des chaussPathologies des chausséées es ……•• DDéécoupage en zones homogcoupage en zones homogèènesnes•• DDééfinitions des sections tfinitions des sections téémoinsmoins•• ModModéélisation des sections tlisation des sections téémoinsmoins•• Calcul de lCalcul de l’’endommagementendommagement•• CohCohéérence entre le diagnostic et rence entre le diagnostic et

ll’’endommagement calculendommagement calculéé•• SynthSynthèèse du diagnosticse du diagnostic

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uc –


Exemple : Exemple : Cas des chaussCas des chausséées es bitumineuses bitumineuses éépaissespaisses

•• Pathologies des chaussPathologies des chausséées es ……•• fissuration due au vieillissementfissuration due au vieillissement ;;•• fissuration et fafissuration et faïïenenççage de fatigueage de fatigue (par le bas et/ou par le (par le bas et/ou par le

haut) ;haut) ;•• fissuration dfissuration d’’adaptation de la structureadaptation de la structure ;;•• autres fissuresautres fissures (fissures transversales) ;(fissures transversales) ;•• arrachements de surfacearrachements de surface ;;•• orniorniéérage par fluage des couches suprage par fluage des couches supéérieuresrieures ;;•• et pour les moins et pour les moins éépaisses ornipaisses orniééragerage àà grand rayon et grand rayon et

ddééformation en riveformation en rive

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Cas des chaussCas des chausséées bitumineuses es bitumineuses éépaissespaisses

•• DDéécoupage en zones homogcoupage en zones homogèènesnes

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uc –



•• DDééfinitions et essais sur les sections tfinitions et essais sur les sections téémoinsmoins

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uc –



•• ModModéélisation des sections tlisation des sections téémoinsmoins•• DDéétermination du termination du module du solmodule du solmodule du solmodule du solmodule du solmodule du solmodule du solmodule du sol par calcul inverse par calcul inverse

àà partir de la dpartir de la dééflexion caractflexion caractééristique corrigristique corrigéée et e et des hypothdes hypothèèses suivantes :ses suivantes :•• MatMatéériaux bitumineuxriaux bitumineux EEii = = EErefref / 2/ 2•• GNTGNT ddéécoupage en couche de 0,1m coupage en couche de 0,1m

dd’é’épaisseurpaisseur•• EEjj = 2 x E = 2 x E jj--1 1 avecavec EEj j maxi maxi fctfct de la propretde la propretéé

et humiditet humiditéé•• LL’é’épaisseur de sol est de 6 m, il repose sur un paisseur de sol est de 6 m, il repose sur un

massif semimassif semi--infini indinfini indééformable formable

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•• ModModéélisation des sections tlisation des sections téémoinsmoins•• DDéétermination du termination du module des couches module des couches module des couches module des couches module des couches module des couches module des couches module des couches

bitumineusesbitumineusesbitumineusesbitumineusesbitumineusesbitumineusesbitumineusesbitumineuses• Soit Soit Soit Soit àààà partir du rayon de courburepartir du rayon de courburepartir du rayon de courburepartir du rayon de courbure• Soit Soit Soit Soit àààà partir de la carotte reprpartir de la carotte reprpartir de la carotte reprpartir de la carotte repréééésentative de la sentative de la sentative de la sentative de la

section tsection tsection tsection téééémoinmoinmoinmoin

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uc –



•• Calcul de lCalcul de l’’endommagement thendommagement thééoriqueorique•• àà partir de lpartir de l’’historique de la chausshistorique de la chausséée, en e, en

termes de dates et de natures des travaux, termes de dates et de natures des travaux, ainsi que du trafic supportainsi que du trafic supportéé par la chausspar la chausséée.e.

• cette approche calculatoire permet de confirmer un type de dégradation, ou d’en expliquer l’apparition précoce.

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uc –



•• Calcul de lCalcul de l’’endommagement thendommagement thééorique (exemple)orique (exemple) Phase 2

Nature Epais. m

Interf. Module MPa

Epsi µdef

NE 106 adm 50%

BBM 0,036 Collé 5400 BBME 0,038 Collé 9000 BBSG 0,073 Décollé 5400 125.8 1.05 GB 2 0,126 Collé 9300 74.3 10.8 GNT3 0,05 Collé 600 GNT2 0,10 Collé 544 GNT1 0,10 Collé 272 Sol classe GTR D 6,00 Collé 136 302 16.0

Massif rigide Semi infini

10000

ne 106 matériaux bitumineux 2.21 ne 106 sol 2.76 Dommage BBSG/phase 2.10 Dommage BBSGcumulé 2.53 Dommage GB2/phase 0.20 Dommage GB2cumulé 0.51 Dommage Sol 0.17 Dommage Sol cumulé 0.27

100

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•• CohCohéérence entre le diagnostic et rence entre le diagnostic et ll’’endommagement calculendommagement calculéé

F3, F4, F5F1, F2, F3Classe de fissuration / faïençage

> 1< 1Dommage

101

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•• SynthSynthèèse du diagnosticse du diagnostic•• Origine des dOrigine des déégradationsgradations

•• ModModéélisation de la structure avant travauxlisation de la structure avant travaux

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OrniOrniéérage des couches bitumineusesrage des couches bitumineuses

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DDéégradations des gradations des couches de surface couches de surface de type arrachementde type arrachement

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DDééfauts de conception et de rfauts de conception et de rééalisation alisation les plus frles plus frééquentsquents

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uc –

Conception des solutions de Conception des solutions de travaux de renforcementtravaux de renforcement

•• Objectif des travauxObjectif des travaux•• Cahier des charges dCahier des charges dééfini par le fini par le

gestionnairegestionnaire•• MMééthode de calcul des thode de calcul des

renforcementsrenforcements•• Cas des chaussCas des chausséées es ……•• VVéérification au gelrification au gel--ddéégel des gel des

renforcementsrenforcements•• Avantages et inconvAvantages et inconvéénients des nients des

diffdifféérentes solutionsrentes solutions

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Conception des solutions de travaux de Conception des solutions de travaux de renforcementrenforcement

•• Objectif des travauxObjectif des travaux

•• RRééhabilitation ou remise en habilitation ou remise en éétat dtat d’’une une chausschaussééee

•• RRéétablir les caracttablir les caractééristiques de ristiques de surfacesurface

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Cahier des charges dCahier des charges dééfini par le fini par le gestionnairegestionnaire

•• Trafic futurTrafic futur•• DurDuréée de calcul des travauxe de calcul des travaux•• Les qualitLes qualitéés ds d’’usage de surfaceusage de surface

Uni, Uni, macrotexturemacrotexture, bruit, couleur, bruit, couleur……•• Nature des matNature des matéériauxriaux

Bitumineux, hydrauliques, retraitBitumineux, hydrauliques, retraitéés en place ou en s en place ou en centralecentrale

•• Le profil transversal ; seuilsLe profil transversal ; seuils•• Gel Gel

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•• MMééthode de calcul des thode de calcul des renforcementsrenforcements

Deux cas :Deux cas :•• Endommagement des couches Endommagement des couches

dimensionnantesdimensionnantes de lde l’’ancienne structure ancienne structure infinféérieur ou suprieur ou supéérieur rieur àà 11

Deux types de travaux :Deux types de travaux :•• Sans contrainte de seuils : rechargementSans contrainte de seuils : rechargement•• Avec contrainte de seuils : dAvec contrainte de seuils : déécaissement caissement

(partiel ou total)(partiel ou total)

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•• MMééthode de calcul des thode de calcul des renforcementsrenforcements

•• Endommagement des couches Endommagement des couches dimensionnantesdimensionnantes de lde l’’A.C. infA.C. inféérieur rieur àà 11•• Application de la loi de Miner de cumul des Application de la loi de Miner de cumul des

dommages pour dimensionner le renforcementdommages pour dimensionner le renforcement

•• Endommagement des couches Endommagement des couches dimensionnantesdimensionnantes de lde l’’A.C. supA.C. supéérieur rieur àà 11•• Application de la mApplication de la mééthode de calcul des chaussthode de calcul des chausséées es

neuves, le support neuves, le support éétant reprtant repréésentsentéé par tout ou par tout ou partie de lpartie de l’’A.C.A.C.

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•• MMééthode de calcul des renforcements thode de calcul des renforcements –– Types de travauxTypes de travauxCas des rechargementsCas des rechargements

Ancienne structure

Structure renforcée

Sollicitations dimensionnantes

Epaisseur ; module ; coef.

Poisson

Interface

Couche de surface H11 ; E11 ; ν11 Collée

Couche d’assise

ST12 inf

H12 ; E12 ; ν12

Collée ou semi-collée ou décollée

Couche de surface Couche de surface ST1 inf h1 ; E1 ; ν1 Collée ou semi-collée ou décollée

Assise traitée Assise traitée ST2 inf

h2 ; E2 ; ν2 Collée

Grave non traitée Grave non traitée

SZ3 sup. h3 ; E3 ; ν3

Collée

Sol support

Sol support

SZn sup. hn ; En ; νn

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•• MMééthode de calcul des renforcements thode de calcul des renforcements –– Types de travauxTypes de travauxCas des dCas des déécaissements partiels dans un matcaissements partiels dans un matéériau riau

traittraitééAncienne structure

Structure renforcée avec décaissement partiel dans

l’assise traitée



Poisson

Interface


Couche de surface

Couche d’assise

ST12 inf

H12 ; E12 ; ν12 Collée ou semi-collée ou décollée

Assise traitée

Assise traitée ST21 inf


Grave non traitée Grave non traitée

SZ3 sup.


Sol support

Sol support

SZn sup.

hn ; En ; νn

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•• MMééthode de calcul des renforcements thode de calcul des renforcements –– Types de travauxTypes de travauxCas des dCas des déécaissements partiels dans un matcaissements partiels dans un matéériau riau

non traitnon traitééAncienne structure

Structure renforcée avec décaissement partiel dans la

grave non traitée



Poisson

Interface


Couche de surface

Assise traitée Couche d’assise

ST12 inf

H12 ; E12 ; ν12

Collée Grave non traitée

Grave non traitée SZ31 sup. h31 ; E31 ; ν31 Collée

Sol support

Sol support

SZn sup.

hn ; En ; νn

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•• MMééthode de calcul des renforcements thode de calcul des renforcements –– Types de travauxTypes de travauxCas du dCas du déécaissement totalcaissement total

Ancienne structure

Structure renforcée avec décaissement

total



Poisson

Interface


Couche de surface

Assise traitée

Grave non traitée

Couche d’assise

ST12 inf

H12 ; E12 ; ν12

Collée

Sol support

Sol support

SZn sup.

hn ; En ; νn

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•• MMééthode de calcul des renforcements thode de calcul des renforcements –– Types de travauxTypes de travaux

Cas des retraitements en placeCas des retraitements en place

SS’’apparentent aux dapparentent aux déécaissements partiel ou caissements partiel ou totaltotal

Voir : Guide technique Voir : Guide technique Retraitement en place Retraitement en place àà froid des anciennes froid des anciennes

chausschaussééeses

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•• Choix des couches de surfaceChoix des couches de surface

Tableau 1 : Epaisseur totale équivalente des couche s de surface en fonction de la classe de trafic et du matériau de renforcement

T4 T3 et T2 T1 T0 TS et TEX

GB 4 cm 6 cm 8 cm 8 cm 8 cm

EME - 2,5 cm* 2,5 cm* 8 cm 8 cm

GH 6 cm 6 cm 8 cm 10 cm 14 cm

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uc –


•• Cas des chaussCas des chausséées es ……

•• ParamParamèètres de dimensionnementtres de dimensionnement

•• DDééfinition des conditions dfinition des conditions d’’interfaceinterface•• ParamParamèètres des lois de fatigue des tres des lois de fatigue des

matmatéériauxriaux•• Prise en compte de la dispersion Prise en compte de la dispersion

des des éépaisseurs sur paisseurs sur εεzz

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uc –


•• VVéérification au gelrification au gel--ddéégel des gel des renforcementsrenforcements

•• MMééthode GEL 1D (voir GT : thode GEL 1D (voir GT : CDSC)CDSC)

•• Prise en compte des conditions Prise en compte des conditions de drainage et dde drainage et d’’impermimpermééabilitabilitéépour qualifier le module du sol pour qualifier le module du sol ddéégelgeléé

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uc –


•• Avantages et inconvAvantages et inconvéénients des nients des diffdifféérentes solutionsrentes solutions•• Prise en compte des diffPrise en compte des difféérentes rentes

techniquestechniques•• (domaine d(domaine d’’emploi, fabrication emploi, fabrication

et mise en et mise en œœuvre, uvre, caractcaractééristiques Uni, ristiques Uni, adhadhéérencerence……))

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uc –

Dispositions constructivesDispositions constructives

Drainage du corps de chaussDrainage du corps de chaussééee……..ÉÉcrans de rives de chausscrans de rives de chausséée EDRCe EDRC

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uc –

Dispositions constructivesDispositions constructives

Carrefour giratoireCarrefour giratoire

ÉÉlargissementslargissements

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uc –

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uc –

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uc –

Ce guide technique est réalisé par ungroupe de travail constitué de

représentants du Réseau Scientifique et Technique et de l’Union des Syndicats

de l’Industrie Routière Française

Documents

2008 Dscpe Kobisch Guide Renforcement Chaussees