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Adhérence – Présentation générale Direction : Département Laboratoire de Lyon Auteur : Mathias LIEGEOIS

Adhérence – Présentation générale - CoTITA National€¦ · présence d’un troisième élément entre le pneumatique ... Présentation générale 30 En matière de revêtements,

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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 23Adhérence – Présentation générale

Interprétation simplifiée des valeurs CFT SCRIM

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 29Adhérence – Présentation générale

Note technique du 30 septembre 2015

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