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Adhérence – Présentation générale
Direction : Département Laboratoire de LyonAuteur : Mathias LIEGEOIS
03/11/16 2Adhérence – Présentation générale
Définition
Capacité à mobiliser les forces de frottement pneu/chaussée sous l’effet des sollicitations engendrées par la conduite du véhicule, particulièrement en présence d’un troisième élément entre le pneumatique et la chaussée (eau, poussières, ...).
Source : Michelin
03/11/16 3Adhérence – Présentation générale
Objectifs
Assurer la sécurité des usagers
Freiner le plus court possible :
Adhérence Longitudinale- Coefficient de Frottement Longitudinal (CFL)- Décélération
- Distance d’arrêt
Conserver la trajectoire désirée :
Adhérence Transversale- Coefficient de Frottement Transversal (CFT)
- Pouvoir directeur, braquage
03/11/16 4Adhérence – Présentation générale
Propriétés d’usage des revêtements
Assurer la sécurité du trafic dans de bonnes conditions de confort, en protégeant les assises de chaussée et le sol support :
Sécurité : stabilité du véhicule, distances de freinage, visibilité
Confort : peu bruyante, peu résistante au roulement
Protection du support : infiltration d’eau
03/11/16 5Adhérence – Présentation générale
Le profil de texture routière
Profil routier :- Amplitude « a »
- Longueur d’onde « l »
Facteurs influents :- Formulation de l’enrobé et granulométrie- Mise en œuvre (type compactage, ...)- Structure de chaussée- Age, trafic, géométrie de la route…
03/11/16 6Adhérence – Présentation générale
Les échelles de texture
Source : Guide L’adhérence des chaussées (IDRRIM - Cerema)
03/11/16 7Adhérence – Présentation générale
Le rôle des échelles de texture
Inconfort et usure du véhiculeInconfort et usure du véhicule
Bruit dans le véhiculeBruit dans le véhicule
Pneu/chausséePneu/chausséebruit extérieurbruit extérieur
Adhérence pneu/chausséeAdhérence pneu/chaussée ..
Résistance au roulement.Résistance au roulement.
Usure du pneuUsure du pneu
Inconfort et usure du véhiculeInconfort et usure du véhicule
Bruit dans le véhiculeBruit dans le véhicule
Pneu/chausséePneu/chausséebruit extérieurbruit extérieur
Adhérence pneu/chausséeAdhérence pneu/chaussée ..
Résistance au roulement.Résistance au roulement.
Usure du pneuUsure du pneu
MicroMicro--texturetexture
MacroMacro--texturetexture UniUni
0 0 0.5 mm 5 mm 50 mm 0.5 m 5 m 0.5 mm 5 mm 50 mm 0.5 m 5 m 50 m50 m
MegaMega--texturetexture
MicroMicro--texturetexture
MacroMacro--texturetexture UniUni
0 0 0.5 mm 5 mm 50 mm 0.5 m 5 m 0.5 mm 5 mm 50 mm 0.5 m 5 m 50 m50 m
MegaMega--texturetexture
Micro-texture
Macro-texture
Méga-texture UNI
0 0.5 mm 5 mm 50 mm 0.5 m 5 m 50 m
03/11/16 8Adhérence – Présentation générale
Indicateurs
Indicateurs constitutifs de l’adhérence offerte par une couche de roulement :- Microtexture
- Macrotexture
Indicateurs de l’état de la couche de roulement perturbant l’adhérence offerte :- Mégatexture
- Uni (particulièrement PO)
- Profil en travers
- Déformations (orniérage, affaissement, …)
- ...
03/11/16 9Adhérence – Présentation générale
Indicateurs constitutifs0,5 à 50 mm
Macrotexture 0,2 à 10 mm
0 à 0,5 mm
Microtexture 0 à 0,2 mm
Grossier
Fin
Râpeux
Poli
03/11/16 10Adhérence – Présentation générale
Texture / revêtementsÉchelle de microtexture
Échelle de macrotexture
Râpeux
GrossierFin
Poli
03/11/16 11Adhérence – Présentation générale
Influences Microtexture et Macrotexture
Microtexture MacrotextureBonne Bonne Grossier râpeux
Bonne Mauvaise Fin râpeux
Mauvaise Bonne Grossier poli
Mauvaise Mauvaise Fin poli
Adhérence chaussée mouillée
Vitesse
Grossier râpeux
Grossier poli
Fin râpeux
Fin poli
03/11/16 12Adhérence – Présentation générale
Facteurs d’influence Choix de la formulation
- Taille des granulats (Dmax) : macrotexture- % gravillons : macrotexture- % éléments fins (sable 0/2) : microtexture
Choix des constituants
- PSV, nature minéralogique des granulats (résistance polissage) : microtexture
- Angularité des granulats (points contact) : microtexture
Mise en œuvre
- Compactage au cylindre : tendance à « coucher » les granulats
03/11/16 13Adhérence – Présentation générale
Facteurs d’influence
Mécanismes d’évolution- Décapage
- Polissage
- Vieillissement (bitume)
Géométrie du site- Pentes, virages : fortes sollicitations (cisaillement)
- Mégatexture, uni (PO) : délestage de roue, distances arrêt
- Dévers faible ou nul, orniérage : accumulation d'eau
03/11/16 14Adhérence – Présentation générale
Incidences des accumulations d’eau
S1 : zone de pénétration
- Macrotexture- Sculpture pneumatique
évacuation de la lame d’eau S2 : zone de transition
- Microtexture
rupture film eau résiduelle S3 : zone de contact
- Contact pneu/chaussée
forces de frottementSource : BLPC n°255
03/11/16 15Adhérence – Présentation générale
Influence de l’usure du pneumatique
Zone de contact avec 1 mm d’eau
03/11/16 16Adhérence – Présentation générale
Variations saisonnières
Valeurs les plus élevées (hiver) :
- Lessivage des sols , pluies acides, micro-fragmentations : microtexture (+)
- Départs de gravillons : macrotexture (+)
Valeurs les plus faibles (été) :
- Abrasion, polissage sous l'effet des poussières (trafic) : microtexture (-)
- Accumulation de polluants : macrotexture (-)
03/11/16 17Adhérence – Présentation générale
Caractérisation de l’adhérence
Macrotexture :
- Méthode volumétrique : essai « à la tâche » (PMT)
- Méthode profilométrique (PMP / PTE)
Microtexture :
- Coefficient de Frottement Longitudinal (CFL)
- Coefficient de Frottement Transversal (CFT)
03/11/16 18Adhérence – Présentation générale
Caractérisation de la macrotexture
Méthode volumétrique : essai « à la tâche » (EN 13036-1)
Profondeur Moyenne de Texture (PMT)
Mesure 4 tâches par lot et 4 diamètres par tâche
PMT = 4V/ D² (en mm) avec V = 25 cm³
03/11/16 19Adhérence – Présentation générale
Caractérisation de la macrotexture
Méthode profilométrique : relevé de profil de texture (EN 13473-1)
Calcul de la Profondeur Moyenne de Profil (PMP)
Permet de déterminer une Profondeur de Texture Estimée (PTE)
- Loi informative : PTE = 0,8*PMP +0,2
- Loi plancher : PTE = 1,1*PMP
Exemple du RUGO2
03/11/16 20Adhérence – Présentation générale
Caractérisation de la microtextureCoefficient de Frottement Longitudinal (NF P 98-220-2)
03/11/16 21Adhérence – Présentation générale
Zone instable
%Glissement
Système antibloquants10 à 20 % glissement
Roue bloquée100% glissement
Roue libre0% gliss.
Adhérence CFL
µmax
µbloq
Caractérisation de la microtexture
03/11/16 22Adhérence – Présentation générale
Caractérisation de la microtextureCoefficient de Frottement Transversal (NF P 98-220-4)
V
N
R
CFT = N/R
V = vitesse constante = angle de pincement (ou dérive, ou envirage)N = force d’adhérence transversaleR = réaction verticale de la chaussée
03/11/16 24Adhérence – Présentation générale
Précautions mesures de frottement Dépendent des conditions de mesure :
- État de la chaussée : propre, polluée, …
- T > 5°C (mouillage de la chaussée, gomme du pneumatique de mesure)
- Chaussée non salée (influence sel sur la mesure + macrotexture également)
- État du pneu d’essai
- Décapage du liant (chaussée neuve)
- ...
03/11/16 25Adhérence – Présentation générale
Précautions mesures de frottement Utilisation du matériel de mesure adapté à la configuration
de la chaussée :
- Ligne droite, courbe, épingle, ...- Inter-urbain, agglomération, voie piétonne, ...
- Limitation de vitesse
- Gabarit du véhicule d’essai
- Vitesse d’essai (constante ?)
- ...
03/11/16 26Adhérence – Présentation générale
Documents de référence
Note technique du 30 septembre 2015 relative à l’adhérence des couches de roulement neuves du domaine routier
Guide technique Cerema-IDRRIM sur l’adhérence des chaussées, État de l’art et recommandations, octobre 2015
Méthode d'Essai n° 50, mesure de l'adhérence des chaussées routières et aéronautiques.
03/11/16 27Adhérence – Présentation générale
NF EN ISO 13473-1 Caractérisation de la texture d'un revêtement de chaussée à partir de relevés de profils - Partie 1 : détermination de la profondeur moyenne de la texture
NF EN 13036-1 Caractéristiques de surface des routes et aérodromes - Méthodes d'essai - Partie 1 : mesurage de la profondeur de macrotexture de la surface d'un revêtement à l'aide d'une technique volumétrique à la tâche
NF P 98-220-2 : Partie 2 : Méthode permettant d’obtenir un coefficient de frottement longitudinal (adhérence longitudinale),
XP CEN/TS 15901-3 : Caractéristiques de surface des routes et aéroports - Partie 3 : mode opératoire de détermination de l'adhérence d'un revêtement de chaussée à l'aide d'un dispositif à frottement longitudinal contrôlé (CFLA) : l'ADHERA
NF P 98-220-3 : Partie 3 : Méthode permettant de mesurer le coefficient de frottement transversal entre un pneumatique de véhicule et la chaussée (adhérence transversale),
NF P 98-220-4 : Partie 4 : Méthode permettant d'obtenir un coefficient de frottement transversal avec un appareil SCRIM,
XP CEN/TS 15901-6 : Caractéristiques de surface des routes et aéroports - Partie 6 : mode opératoire de détermination de l'adhérence d'un revêtement de chaussée en procédant au mesurage du coefficient de frottement transversal (CFTS) : le SCRIM
Documents de référence
03/11/16 28Adhérence – Présentation générale
Réception des couches de roulement neuvesNote technique du 30 septembre 2015
Microtexture : pas de recommandations
03/11/16 30Adhérence – Présentation générale
En matière de revêtements, un des objectifs à atteindre pour les niveaux de service porte sur l’adhérence,
L’entretien des revêtements se traduit par 2 types d’interventions :
- l’entretien courant (traitement curatif à réaliser dès la parution des défauts, interventions urgentes, non programmables),
- l’entretien programmé (actions préventives liées au vieillissement et à l’usure des chaussées),
avec des enjeux financiers importants.
Politique d’entretien
03/11/16 31Adhérence – Présentation générale
Politique d’entretien
Dans les 2 cas, un diagnostic permet de :
- qualifier l’adhérence,
- déterminer les points singuliers (faible adhérence, variation importante d’adhérence, ...) à traiter en priorité,
- justifier une demande de crédits spécifiques.
Possibilités d’intervention :
- au coup par coup (zone présentant une accidentologie marquée),
- par itinéraire et fonctionnalité dans le cadre d’un marché d’auscultation de chaussées.
03/11/16 32Adhérence – Présentation générale
Guide technique Cerema-IDRRIM
Matériels de mesure (France et Europe)
Recommandations :
- Tableau adéquation demande-offre
d’adhérence
- Règles de l’art- ...
Réception de travaux
- PMT, possibilité d’utiliser la PMP ...
03/11/16 33Adhérence – Présentation générale
Conclusion Adhérence = élément essentiel de la sécurité des usagers sans
en être le seul
Offre d’adhérence adaptée à la situation :
- Usages (vitesses)- Configuration (géométrie, …)
Choix de la méthode de caractérisation prépondérant (fiabilité, adaptation au site)
Interprétation complexe (météo, polluant, …)
Guide technique Cerema-IDRRIM : outil de travail complet pour les acteurs de la route
Merci de votre participation
LIEGEOIS Mathias - 04.72.14.32.94Département Laboratoire de [email protected]
Site internet : www.centre-est.cerema.fr