chaussée en béton

ISSN 1 15M516

CHAUSSEES EN BETON

GUIDE TECHNIQUE

Laboratoire Central des Ponts et Chaussées

Service d'Études Techniques des Routes et Autoroutes

CHAUSSEES EN BETON

Guide technique

Mars 2000

(Révision)

Document édité par

LCPC Le Laboratoire Central des Ponts et Chaussées 58, boulevard Lefebvre F-75732 PARIS CEDEX 15 Téléphone : 01 40 43 52 26 Télécopie : 01 40 43 54 95 Internet : http;//www.Icpc.fr

Le Service d'Études Techniques des Routes et Autoroutes 46, avenue Aristide Briand BP 100 F-92225 BAGNEUX CEDEX Téléphone : 01 46 11 31 31 Télécopie : 01 46 11 31 69 Internet : http://www.setra.equipement.gouv.fr

http://www.Icpc.fr

http://www.setra.equipement.gouv.fr

Ce guide a été préparé par un groupe de travail réunissant des représentants du réseau

technique de l'Administration, de l'industrie cimentière, du Syndicat professionnel des

entrepreneurs de chaussées en béton et équipements annexes et du secteur autoroutier.

Le groupe de travail était constitué de :

— Joseph ABDO (CIMBéton)

— Jacques AUNIS ( S A P R R )

— Ludovic BAROIN (Entreprise Gailledrat)

— Gérard BONNET ( C E R T U )

— Yves CHARONNAT ( L C P C )

— Jean-François CORTÉ ( L C P C ) , animateur du groupe de travail

— Alain DEPETRINI (Entreprise CMR)

— Jacques GONNET (Entreprise Bouygues)

— Marie-Thérèse Goux (SETRA)

— Georges GUÉRIN (Ingénieur-conseil)

— Yves GuiDOUX (SETRA)

— Jean-Pierre LEFEBVRE ( G T M - B T P )

— François MENAUT (SETRA), secrétaire du groupe de travail

— Jean-Louis Nissoux (LCPC)

— Christian TABAILLON (Entreprise TSS)

— Michel TEMENIDES (CIMBéton)

Cette révision 2000 comporte principalement :

• la mise à jour des normes relatives aux chaussées en béton de ciment (annexe 2 - page 115)

• la modification de la figure 3.17. (page 46) et la figure 6.3. (page 86) ;

• l'inversion des figures 3.8.c. et 3.8.d. (page 36).

Ce document est propriété de l'Administration et ne peut être reproduit, même partiellement, sans

l'autorisation du LCPC ou du SETRA.

© 2000 - LCPC-SETRA

ISBN : 2-1109-0649-9

PRIX : 250 FF

Guide technique

Chaussées en béton

ommaire Introduction

1. Possibilités offertes par les solutions de chaussée en béton de ciment

2. Aspects économiques

3. Conception des chaussées en béton. Éléments pour le projet

4. Le matériau béton et les autres matériaux utilisés pour les chaussées en béton

5. Fabrication du béton

6. Mise en œuvre

7. Démarche d'assurance de la qualité

8. Indications sur les travaux d'entretien des chaussées en béton

Annexes

5

7

19

25

47

65

71

91

105

111

Page laissée blanche intentionnellement

Guide technique


ntroduction • OBJECTIF ET DOMAINE D'APPLICATION DU DOCUMENT

La publication, ces dernières années, de la norme NF P 98-170 Chaussées en béton de ciment Exécution et contrôles et d'un ensemble de normes relatives aux constituants, aux essais et aux matériels de fabrication et de mise en œuvre [cf. annexe 2), ainsi que l'évolution des techniques de construction ont rendu caduque la Directive pour la réalisation des chaussées en béton de ciment éditée, en 1978, par la Direction des routes. Le présent guide a pour objectif de compléter et d'expliquer en tant que de besoin les éléments techniques contenus dans les normes.

Le champ technique couvert est celui des chaussées routières et autoroutières en béton, à l'exception de la voirie urbaine et de la voine rurale pour lesquelles il y a des exigences et des techniques spécifiques.

Ce document s'adresse principalement aux maîtres d'œuvre pour :

— les aider dans les discussions avec leur maître d'ouvrage sur le choix des techniques de chaussée, — mener les études de projet, — établir le dossier de consultation, — juger des propositions des entreprises, — organiser le suivi et le contrôle des travaux.

Ce guide concerne également les entreprises par les règles de l'art qu'il rappelle et les indications qu'il donne pour l'obtention de la qualité.

Ce guide doit être utilisé en association avec d'autres documents dont le contenu n'est pas repris ici :

— les normes bien sûr, et au premier chef la norme NF P 98-170 Chaussées en béton de ciment. Exécution et contrôles déjà citée, — le fascicule 28 du Cahier des clauses techniques générales, — le guide technique Conception et dimensionnement des structures de chaussée [1] pour l'exposé de la démarche permettant de déterminer l'épaisseur des couches de chaussée selon les hypothèses de projet, — les instructions du maître d'ouvrage en matière de choix de la structure et de dimensionnement (pour le réseau des routes nationales. Catalogue de structures types de la Direction des routes).

Introduction

• ORGANISATION GENERALE DU DOCUMENT

Le guide est organisé en huit chapitres :

o Possibilités offertes par les solutions de chaussée en béton de ciment. 0 Aspects économiques. © Conception des chaussées en béton. Éléments pour le projet. o Le matériau béton et les autres matériaux utilisés pour les chaussées en béton. © Fabrication du béton. 0 Mise en œuvre. o Démarche d'assurance de la qualité. © Indications sur les travaux d'entretien des chaussées en béton.

Le premier chapitre présente brièvement les différentes solutions techniques qu'offrent les chaussées en béton en fonction des objectifs de niveau de service recherchés.

Le deuxième chapitre explicite la manière dont l'étude économique est à mener pour établir une comparaison entre solutions techniques.

Le chapitre 3, relatif au projet, décrit les dispositions constructives à respecter pour les divers cas de construction neuve, de renforcement et d'élargissement.

Le chapitre 4, consacré aux matériaux et constituants, indique et justifie les exigences à retenir.

Le chapitre 5 sur la fabrication du béton et le chapitre 6 sur la mise en œuvre rappellent un certain nombre de règles de l'art à respecter pour assurer la réussite du chantier.

Le chapitre 7, relatif à la démarche d'assurance de la qualité, fait un inventaire précis des tâches de contrôle aux divers stades du chantier, de la phase de préparation aux épreuves destinées à permettre la réception des travaux.

Le dernier chapitre donne des indications sur les différentes opérations d'entretien.

Plusieurs annexes complètent le document :

o la liste de l'ensemble des documents appelés en référence, 0 la liste des normes, applicables en 2000, en relation avec les chaussées en béton de ciment, © la présentation du contenu et de la démarche d'une étude de formulation du béton de ciment, o un tableau détaillant l'organisation du contrôle d'exécution, © un tableau sur l'utilisation de constituants, produits, matériaux ou matériels ne bénéficiant pas de « certification »,

ainsi que trois annexes consacrées à des matériaux dont l'expérience n'est aujourd'hui pas aussi bien établie que celle du béton de ciment dense :

0 le béton de sable, © le béton de ciment drainant, 0 l'emploi de liants hydrauliques spéciaux à usage routier.

Guide technique


Chapitre

Possibilités offertes par les solutions de chaussée en béton de ciment

Chapitre 1 • Possibilités offertes pn

Sommaire

1.1. Eventail des structures 9 de chaussée en béton

1.1.1. Chaussées à dalles courtes non armées 9 et non goujonnées (BC)

m Structures à dalles courtes 9 dites « californiennes »

• Structures à dalles sans fondation 10

1.1.2. Chaussées à dalles courtes non armées 11 et goujonnées (BCg)

1.1.3. Chaussées en béton armé continu (BAC) 11

1.1.4. Techniques en phase de développement 12

t. Béton de sable 12 • Béton drainant 13

1.2. Caractéristiques fonctionnelles 13 et choix de solution

1.2.1. Caractéristiques de surface et sécurité 13

• Uni 13 •• Adhérence 14

1.2.2. Caractéhstiques de surface et confort 15

• Bruit 15 • Luminosité et couleur 15

1.3. Stratégie d'investissement, 15 durée initiale de calcul et choix de solution

Guide technique • Chaussées en béton

1.1. Eventail des structures de chaussée en béton

Il est usuel de classer les types de chaussées en béton selon la façon dont sont localisées et, éventuellement, traitées les discontinuités associées aux retraits thermique et de prise du béton :

les chaussées à dalles courtes non armées et non goujonnées (BC), - les chaussées à dalles courtes non armées et goujonnées (BCg),

les chaussées en béton armé continu (BAC).

Le revêtement en béton de ciment repose sur une couche de fondation, qui peut être en béton maigre, en grave traitée aux liants hydrauliques, en sable-ciment ou sable-laitier, en couche drainante, ou sur l'ancienne chaussée (préalablement fracturée si celle-ci est en béton) dans le cas d'un renforcement.

Ce chapitre présente brièvement le principe de ces différentes familles de structures et leur domaine d'emploi. (Ne seront pas évoqués les types de structures qui ne sont pas ou plus réalisés en France, comme les dalles longues armées et les dalles précontraintes).

1.1.1. Chaussées à dalles courtes non armées et non goujonnées (BC)

• structures à dalles courtes dites « californiennes »

Les structures de chaussée constituées de dalles courtes à joints transversaux (au départ moulés puis sciés) correspondent à la technique la plus ancienne. En France, la première réalisation de chaussée d'autoroute en béton, dérivée de la conception allemande, remonte à 1938 (tronçon de Saint-Cloud à Rocquencourt de l'autoroute de l'Ouest) ; la couche de fondation était alors réduire à une mince épaisseur de sable. Ce n'est qu'à partir de 1958 que la technique des chaussées en béton prendra son essor en

Joint longitudinal médiant, hors signalisation horizontale

Joints transversaux de retrait incliné:

50 cm surlargeur non circulée

10 cm

Fondation en béton maigre

Couche de forme

- Bandes de rive.^

Bande axiale Accotement (enduit superficiel)

Drainage latéral (GNT) __

Fig. 1.1. - Dalles courtes non goujonnées dites " californiennes ». Exemple de profil en travers dune chaussée bidirectionnelle (PF2/trafic cumulé 4 10'' essieux équivalents de 130 kN).

Chapitre 1 • Possibilités offertes pa:

France, avec la construction de l'autoroute A6, à partir des techniques mécanisées de fabrication et de mise en œuvre développées aux États-Unis, en Californie. Le revêtement en béton reposait cette fois sur une coucfie de fondation en grave-ciment, mais ne comportait pas de surlargeur. Cette disposition importante sera introduite à partir de 1973.

Afin de localiser la fissuration de retrait du revêtement en béton, les joints déterminant les dalles sont sciés dans le béton au jeune âge avec un espacement de 4 à 6 m pour limiter l'amplitude de l'ouverture des fissures (fig. 1.1.). Les joints transversaux sont légèrement inclinés par rapport à l'axe de la chaussée pour assurer un transfert progressif de charge sur la dalle aval.

Pour les structures construites depuis une vingtaine d'années, afin d'éviter le phénomène de pompage, la fondation est réalisée avec un matériau formulé pour ne pas être érodable, généralement maintenant du béton maigre, et un drainage continu des interfaces de la chaussée est mis en place.

Conçues et exécutées selon les règles de l'art, ces structures peuvent supporter des trafics moyens et forts.

À titre indicatif, l'épaisseur des fondations en béton maigre varie de 12 à 17 cm et l'épaisseur des dalles de revêtement en béton de ciment de 19 à 28 centimètres.

• Structures à dalles sans fondation

Comme variante à la technique des dalles dites « californiennes » figure la structure de la dalle sans fondation installée sur une couche drainante (grave creuse ou géocomposite drainant).

Dans cette structure (fig. 1.2.), la dalle du revêtement se caractérise par sa forte épaisseur afin d'assurer le transfert de charge au droit des joints par engrènement. Cette technique a été utilisée pour la première fois, en France, pour l'autoroute A36 en 1980 avec une dalle de 37 cm d'épaisseur en bord droit. La pérennité de la structure est très dépendante de celle du dispositif de drainage en raison de l'absence de couche de fondation liée.

Fig. 1.2. - Dalles sans fondation.

Exemple de profil en travers d'une chaussée

unidirectionnelle (PF2/trafic cumule

10'' essieux équivalents de 130 kN).


Joint transversal

• 0

17 cm Couche de fondation

(béton maigre)

. • . . « • • « « I F

Fig. 1.3. - dalles courtes goujonnées. Coupe longitudinale au niveau du joint transversal (PF2/trafic cumulé 9,2 10" essieux équivalents de 130 kN).

Son domaine d'application est celui des chaussées à trafic modéré (classe T2/T1).

L'épaisseur des dalles en béton de ciment sans fondation varie de 28 à 39 centimètres.

1.1.2. Chaussées à dalles courtes non armées et goujonnées (BCg)

Afin d'améliorer le comportement des joints transversaux et le transfert de l'effort tranchant entre dalles, des goujons sont ici disposés à mi-épaisseur de la dalle au droit de chaque joint (fig. 1.3).

Les goujons sont des barres d'acier lisses enduites sur la moitié au moins de la longueur d'un produit évitant l'adhérence au béton pour permettre les mouvements longitudinaux des dalles ; les goujons sont espacés de 30 cm environ. Leurs caractéristiques sont précisées au chapitre 4 « Le matériau béton et les autres matériaux utilisés pour les chaussées en béton >> (tableau IV.S.).

Très utilisée à l'étranger, cette technique fut à nouveau employée en France, en 1982, à l'occasion de la reconstruction de la voie lente de l'autoroute A6 non concédée et, de 1988 à 1990, pour les élargissements de l'autoroute AI non concédée.

Cette technique est adaptée aux moyens et forts trafics.

À titre indicatif, l'épaisseur des fondations en béton maigre varie de 14 à 22 cm et celle des dalles de béton de ciment goujonné de 16 à 22 centimètres.

1.1.3. Chaussées en béton armé continu (BAC)

Si les joints sciés permettent d'éviter une fissuration aléatoire de retrait, ces joints restent des points faibles de la structure et une sujétion pour l'entretien. Pour éliminer la présence de joints, une solution est d'employer des armatures métalliques longitudinales disposées en fibre neutre de la dalle (fig. 1.4.). Celles-ci répartissent alors par adhérence, avec des fissures nombreuses mais fines, les déformations dues au retrait du béton. Ces armatures longitudinales, aciers ronds ou plats métalliques crantés, ont respectivement une section de 0,67 % et 0,40 % de la section de béton.

Inventée aux États-Unis, très utilisée en Belgique à partir de 1970, cette technique a été introduite en France, en 1983, en reconstruction de voie lente et renforcement par

Chapitre 1

Fia Sens de

circulation


- Bandes de rive

Bande axiale

Fondation ®4 - ~~ ---^__^n béton maigre 15 cm mini

Couche de forme

Armatures longitudinales -

Plan à mi-épaisseur du revêtement

Drainage latéral-(béton drainant)

Exutoire,

recouvrement de chaussées de l'autoroute A6 (partie concédée), puis en construction neuve sur l'autoroute A71. Cette technique a été retenue pour le rechargement de l'autoroute A6 (dans le Val-de-Marne) en 1994 et 1995 et pour la construction de la déviation de Moulins (Allier) (RN7). L'expérience la plus ancienne correspond à l'emploi des aciers ronds, seule technique employée jusqu'en 1996 sur routes nationales. L'introduction des plats crantés remonte à 1988 sur chaussées autoroutières du réseau concédé.

Le béton armé continu s'avère bien adapté aux chaussées à fort trafic (pour lesquelles les contraintes d'exploitation sont importantes), en construction neuve et en renforcement.

En l'état actuel des connaissances sur le fonctionnement de ce type de chaussée, l'épaisseur de la dalle de béton armé continu varie de 16 à 22 cm ; en construction neuve, l'épaisseur de la fondation en béton maigre varie de 14 à 22 centimètres.

1.1.4. Techniques en phase de développement

Lors de ces cinq dernières années, de nouvelles techniques à base de ciment sont apparues et sont, en 1996, à des stades d'expérimentation différents.

" Béton de sable

Le béton de sable s'est développé dans le cadre du projet national Sablocrete [12]. Après quelques planches expérimentales, un chantier de chaussée neuve de 3,5 km sur route départementale, au pied de la dune du Pyla (Gironde), a été réalisé en 1993. Le béton de sable (cf. Annexe 6 « Béton de sable »J est un micro-béton formulé à partir d'un


sable naturel abondant ou d'un sable concassé excédentaire de certains types de carrières. En France, actuellement, l'optimum économique semble être obtenu avec un béton de sable de catégorie 2 ou 3 (norme NF P 98-170). La faible dimension des plus « gros » granulats limite la durabilité du transfert de charge aux joints. Il s'agit donc d'une technique à réserver aux faibles trafics.

I . Béton drainant

Le béton drainant [cf. Annexe 7 « Béton drainant ») est utilisé depuis longtemps en couche de fondation et en bande d'arrêt d'urgence. En revanche, son emploi en dalle de chaussée demeure encore au stade expérimental en 1996. Un chantier a été réalisé à Paris, porte de Vitry, en 1993 ainsi qu'une planche expérimentale sur le site du Laboratoire central des Ponts et Chaussées à Nantes en 1994 dans le cadre de la Charte de l'Innovation. L'objectif recherché ici est de réduire le bruit de roulement à l'aide d'un matériau très ouvert (25 à 30 % de porosité), pouvant être mis en œuvre en forte épaisseur (15 cm et plus) sans risque d'arrachement. Exécuté avec un bon uni. le bruit de roulement mesuré au passage (norme S 31-119) est du même ordre que celui d'un béton bitumineux drainant. En 1996, des progrès restent à faire pour accroître la résistance du béton drainant afin qu'il puisse supporter un trafic poids lourds important et les effets du gel.

1.2. Caractéristiques fonctionnelles et choix de solution

Les différents types de structures et de solutions pour la surface de roulement permettent de dégager une solution adaptée à chaque niveau d'exigences.

1.2.1. Caractéristiques de surface et sécurité

• Uni Grâce au module élevé du matériau béton et à la constance de cette caractéristique avec la température, on peut s'affranchir des problèmes d'orniérage ou de déformation sous trafic.

Les techniques mises en œuvre avec les machines à coffrage glissant permettent d'obtenir des résultats en matière d'uni conformes aux exigences de la circulaire de la Direction des routes n" 84-50 pour les routes nationales et autoroutes.

La cause d'évolution de l'uni longitudinal pour les structures à dalles est l'érosion du support qui peut conduire à un décalage des dalles (« mise en escalier »). Pour réduire ce risque, il est essentiel de concevoir ces structures avec une fondation en matériaux non érodables et un drainage efficace des interfaces. Il faut assurer l'entretien régulier des joints afin d'empêcher les infiltrations d'eau, surveiller et entretenir les dispositifs de drainage (notamment les exutoires).

Chapitre 1 • Possibilités offertes par les solutions de chaussée en béton de ciment

Adhérence

L'adhérence mobilisable est fonction à la fois de la macrotexture et de la microtexture de la surface de roulement.

Le mode de serrage et de mise en forme du revêtement en béton conduit à une surface brute de finition (derrière la lisseuse et après passage de la toile de jute) à très faible macrotexture : hauteur au sable vraie ne dépassant pas 0,5 mm, ce qui est insuffisant. La texture et son évolution dans le temps dépendent de la résistance du mortier à travers la friabilité du sable et de la résistance au polissage des granulats (qualifiée par le coeffficient de polissage accéléré, Cpg), lorsque par usure du mortier les gravillons deviennent apparents.

La macrotexture est essentielle à l'obtention d'un niveau d'adhérence suffisant à vitesse élevée. Cette macrotexture peut être obtenue :

— en dégageant le sommet des gravillons par dénudage chimique ou grenaillage, — par des opérations mécaniques de sthage ou de rainurage dans le béton frais ou durci, — par le cloutage de surface.

Le choix entre ces solutions dépend de l'importance du trafic, de la durabilité recherchée de l'état de surface ainsi que des objectifs de bruit ou de confort de conduite.

— Cloutage La solution de cloutage n'est plus utilisée que sur voihe à faible trafic en raison du caractère assez bruyant de cet état de surface et de l'uni médiocre obtenu par cette technique.

• Dénudage chimique Le dénudage chimique, approprié lorsque le béton est composé de granulats durs résistants à l'abrasion, permet d'atteindre une rugosité géométrique voisine de 2 mm en hauteur au sable (pour des raisons de bruit, il est souhaitable de rester en deçà de 1,5 mm). Cette solution permet d'obtenir un aspect de surface homogène. Elle est bien adaptée aux chaussées pour lesquelles on recherche un niveau de service élevé.

• Striage Lorsque les exigences en termes de texture sont plus faibles, on peut ne réaliser alors qu'un striage à l'aide de peignes ou de balais sur le béton frais. Dans ce cas, c'est le sable du mortier qui assure la microrugosité et son maintien ; il doit présenter des caractéristiques anti-usure que l'on apprécie par l'essai de friabilité. La macrotexture se réduit aussi par usure ; après 2 10^ poids lourds, on retrouve des valeurs de frottement de béton non strié. Ce traitement de surface est donc à réserver aux faibles trafics ou aux chaussées dont on diffère la réalisation de la couche de roulement. Il peut être également associé à un grenaillage ultéheur.

• Rainurage Le rainurage est une autre solution pour produire une macrotexture de surface et assurer la drainabilité de surface. Exécuté longitudinalement dans certains pays (solution abandonnée en France pour une question de confort de conduite des motocycles) ou transversalement, le rainurage tend à être moins employé que les autres techniques pour des raisons de confort.

• Couche de roulement mince ou très mince Une dernière solution est fournie par la mise en œuvre d'une couche de roulement mince ou très mince avec des gravillons répondant cette fois aux exigences pour cette couche.


1.2.2. Caractéristiques de surface et confort

I Bruit

L'émission de bruit est favorisée par les irrégularités d'uni ayant une longueur de défaut de quelques centimètres (qui favorisent la mise en vibration des flancs des pneumatiques), par les décalages de dalles au niveau des joints et par une macrotexture élevée. À l'autre extrême, une surface très fermée et lisse est responsable de l'émission de sifflements.

Si le bruit dû au trafic routier est une composante importante du projet, le choix entre les différentes solutions de traitement de surface mentionnées précédemment est à faire en fonction des exigences retenues.

Les solutions de dénudage chimique avec des gravillons dont le calibre maximal est de 14 à 16 mm ou de striage conduisent à des valeurs de bruit, selon la méthode franco-allemande de mesure de bruit au passage avec véhicules maîtrisés (norme S 31 -119), de l'ordre de 80 dBA,

Des valeurs plus faibles de quelques décibels peuvent être obtenues de plusieurs manières :

— par dénudage chimique avec des gravillons de calibre plus faible (8 ou 10 mm), — en recouvrant la structure en béton d'un revêtement bitumineux de type très mince (BBTM) ou béton bitumineux drainant (BBDr), — par la mise en œuvre d'un béton de ciment drainant (solution faisant l'objet en 1994 d'expérimentation dans le cadre de la Charte de l'Innovation de la Direction des routes).

Par rapport aux projections d'eau, comme pour les techniques de chaussées bitumineuses, les meilleurs résultats sont atteints avec des revêtements ayant une texture ouverte pour offrir une drainabilité de surface élevée (BBTIvI ou dénudage chimique avec formule adaptée) ou avec des matériaux poreux assurant un drainage interne (béton bitumineux ou béton de ciment drainant).

• Luminosité et couleur

Les chaussées en béton sont claires ; elles réfléchissent la lumière et apportent une plus grande distance de visibilité nocturne.

La couleur du revêtement peut être variée, dans une certaine mesure, par le choix des gravillons et, éventuellement, par des ajouts de type pigment permettant de colorer le mortier dans la masse et donc d'assurer une durabilité de cette teinte.

Ces caractéristiques font des chaussées en béton une technique intéressante en tunnel et en aménagements urbains ou périurbains.

1.3. Stratégie d'investissement, durée initiale de calcul et choix de solution

Le choix de la structure de chaussée doit être le résultat d'une analyse technico-économique dans laquelle interviennent les objectifs de niveau de service retenus pour la route ainsi que la stratégie d'investissement et d'entretien du maître d'ouvrage. Des indications générales sur ce sujet peuvent être trouvées dans le guide technique

Chapitre 1 • Possibilités offertes par les solutions de -nt

Conception et dimensionnement des structures de ctiaussée [1]. Les aspects proprement économiques pour les chaussées en béton sont abordés dans le chapitre 2 " Aspects économiques ».

Le propos du présent chapitre se limite à la présentation d'éléments techniques spécifiques à la technique des chaussées en béton : principes de fonctionnement des structures et causes possibles de leur évolution. Des indications sur les solutions d'entretien sont présentées dans le chapitre 8 « Indications sur les travaux d'entretien des chaussées en béton ».

Du fait du module d'élasticité élevé du béton de ciment, les contraintes verticales engendrées par le trafic et transmises au support de la dalle sont faibles en section courante. La présence des discontinuités que sont les joints et fissures et la circulation des charges en bord de dalle majorent, en revanche, localement de façon importante les sollicitations dans la dalle et dans la fondation. C'est donc, en général, à partir de ces discontinuités que se développe l'endommagement des structures de chaussée en béton. L'effet du trafic est considérablement aggravé par celui des infiltrations et du séjour de l'eau (qui favorisent l'érosion du support) et celui des gradients thermiques (qui modifient par cambrure les conditions d'appui des dalles). Lorsque la chaussée n'est pas conçue et réalisée convenablement, l'évolution est alors marquée par un battement des dalles suivi de décalages et de fractures.

C'est pour contrecarrer ces effets qu'ont été introduites les dispositions suivantes qu'il est important de respecter :

— une fondation non érodable, — un drainage continu de l'ensemble des interfaces, — une surlargeur qui éloigne la bande de roulement du bord longitudinal de la chaussée, — une inclinaison des joints transversaux par rapport à l'axe de la chaussée.

Comme l'accroissement des contraintes transversales sous trafic au voisinage des discontinuités est d'autant plus important que le transfert de charges est faible, pour les trafics élevés, on aura avantage à assurer ce transfert d'effort tranchant soit par l'utilisation de goujons, soit par la suppression des joints transversaux avec le béton armé continu dont la finesse des fissures confère une quasi-continuité à la structure.

Du point de vue du comportement en fatigue, la pente de la courbe de fatigue étant faible (b = -1/16), une faible variation d'épaisseur se traduit par une variation importante de la durée de service de la dalle de béton de ciment. C'est cet aspect particulier, conjugué à la résistance élevée en traction que l'on peut obtenir (trois à quatre fois celle d'une grave-ciment usuelle), qui fait des structures de chaussée en béton des solutions particulièrement adaptées à une durée de service longue sans entretien structurel. Les structures du catalogue 1977 actualisé en 1988 [10] ont été conçues pour une durée initiale de vingt ans. Des durées plus longues sont envisageables moyennant le respect des règles de conception mentionnées plus haut et le maintien en état correct de l'étanchéité des joints et des dispositifs de drainage.

La méthode de dimensionnement est exposée dans le guide technique Conception et dimensionnement des structures de ctiaussée [1] déjà cité. À titre d'illustration, la figure 1.5. présente des exemples d'épaisseurs des couches pour les différentes techniques de chaussée en béton (pour les hypothèses retenues dans le catalogue 1977 actualisé pour les routes nationales).

Le tableau 1.1. donne une indication sur les créneaux d'emploi privilégiés des différentes solutions de chaussées en béton en construction neuve, en fonction du trafic poids lourds, compte tenu des aspects techniques et de considérations de coût en 1996. Certaines conditions locales (pluviosité en particulier, rejet de sujétions d'entretien, etc.) pourront amener après étude à moduler ces suggestions.


Couche de fondation

Amélioration du transfert de charge

Drainage sous les dalles

Dalles courtes non goujonnées

sur fondation

oui

non

non

Béton arme continu

sur fondation

oui

oui

non

Béton arme continu ou dalles

goujonnées sur sol traité

• u ciment

non

oui

non

Dalles courtes goujonnées sur fondation

oui

oui

non

Dalles épaisses sur

couche drainante

non

non

oui

37 cm BC

24 cm BC

20 cm BAC

Revêtement

Fondation

22 cm BAC ou BCg

n 5cmBB i_ 1

20 cm BCg

b 10 cm GD

16 cm Bm ou

18 cm GH

17 cm Bm ou

1 8 c m G H ou

20 cm SH

17 cm Bm ou

I B c m G H ou

20 cm SH

60 cm MT

,g. 1.5 -Exemples de structures de chaussée en béton

\is d'une Lite-forme f^2 et d'un ific cumulé • 7,5 10"

•isieux de 10 kN).

TABLEAU 1.1. Créneaux d'emploi privilégiés des différentes techniques

de chaussées en béton en construction de chaussée neuve

Type de chaussée

T2

T3

Béton arme Dalles courtes Dalles courtes continu à joints goujonnés a joints non

sur fondation goujonnés

Dalles sans fondation (dalles épaisses)

Béton de sable

\

Chapitre 1 • Possibilités offertes par les solutions de chaussée en béton de ciment

Dans le cas de travaux de réhabilitation, la question du délai de remise en circulation est souvent un paramètre à prendre en considération et les conditions de remise en circulation sont également importantes pour l'organisation du chantier. Il est, en général, toujours possible de trouver une solution correspondant aux contraintres propres à chaque chantier par un choix adapté du béton.

La remise en circulation est fonction de la résistance du béton mis en oeuvre. Il est possible de remettre sous circulation de poids lourds lorsque la résistance du béton a atteint 90 % de sa résistance caractéristique. Ainsi, dans des conditions de température normale, on peut ouvrir à la circulation les structures :

— en béton traditionnel : 3 à 5 j après leur mise en œuvre. Cette circulation peut être autorisée aux véhicules légers à 48 h. La circulation de chantier peut s'effectuer dès que les résistances atteignent 20 MPa en compression et 1,8 MPa en traction (par fendage) ; — en béton accéléré : 24 h après leur mise en oeuvre. Cette circulation peut être autorisée aux véhicules légers à 12 heures ; — en béton spécial utilisé en réparation uniquement (par exemple, à base de ciment alumineux ou de fibres) : 6 h après leur mise en œuvre.

Guide technique


Chapitre

^ Aspects 2 économiques

Chapitre 2

Quelques aspects propres au béton

Application de la circulaire DR 89-46

Élargissement de l'analyse dans certains cas particuliers

21

21

24


Le choix de la structure de chaussée doit d'abord résulter de la prise en considération des contraintes techniques, mais il doit aussi prendre en compte les contraintes économiques imposées au projet ou attachées au choix même de la structure.

Ces contraintes vont concerner :

— les dépenses consenties pour la construction de l'infrastructure, — les budgets d'entretien ultérieur, — les répercussions économiques que pourront avoir ces opérations d'entretien sur la qualité de service de l'infrastructure.

Pour les chaussées du réseau des routes nationales, la circulaire DR 89-46 du 8 août 1989 du ministère de l'Équipement, Mise en concurrence des teciiniques de construction et de renforcement des c/iaussées[2\, définit les modalités de cette mise en concurrence et les scénahos-types d'entretien sur la base desquels doit être opérée la comparaison économique des solutions. Dans ce chapitre, on examine d'abord l'application de cette circulaire aux chaussées en béton, puis des indications sont données sur l'élargissement de l'approche dans certains cas particuliers.

H Quelques aspects propres au béton

Certains aspects permettent, s'ils sont convenablement pris en compte au moment du projet, de réduire le coût de construction.

C'est ainsi que la technique du béton ouvre la possibilité d'utiliser des granulats locaux (calcaires notamment) inadaptés aux matériaux bitumineux et de réaliser ainsi des économies en coûts de fournitures et de transport.

Pour réduire l'impact des coûts d'amenée, d'installation et de repli des matériels de fabrication et de mise en œuvre du béton, il peut s'avérer intéressant de faire produire par le même atelier : le béton maigre pour la fondation et les accotements, le béton du revêtement ainsi que le béton extrudé des équipements annexes d'assainissement et de sécurité. Cela suppose, cependant, que les délais d'exécution permettent d'exécuter successivement les différentes parties de l'ouvrage. Dans le cas contraire, d'autres solutions sont à étudier en alternative comme, par exemple, la réalisation de la fondation en grave traitée aux liants hydrauliques non érodable.

Application de la circulaire DR 89-46

La comparaison entre solutions est faite sur le coût global « construction et entretien ». Cela fait intervenir :

— le coût de la construction, — une durée sur laquelle on comptabilise les dépenses d'entretien, — un scénario-type d'entretien et de renforcement, fonction du trafic prévu sur cette durée, — une règle financière d'actualisation pour une évaluation des dépenses ramenées à la date de la construction.

Chapitre 2 • Aspects économiques

Coût de la construction Si l'étude économique est faite par le maître d'œuvre dès l'avant-projet, l'analyse doit s'attacher, pour les différentes structures, à optimiser l'ensemble terrassement-couche de forme-chaussée-drainage dans le cas des chaussées neuves, et doit veiller à l'exploitation de la route pour les cas de renforcements.

Il est préférable de réaliser la comparaison économique après un appel d'offres ouvert aux différentes techniques pour avoir les coûts précis d'investissement avec le résultat des offres. Dans cette circonstance, pour que l'épaisseur de couche de forme et les dispositions des ouvrages de drainage puissent être adaptées au choix du type de chaussée, l'appel d'offres « chaussées » sera lancé suffisamment en amont et le marché de terrassements comportera une tranche conditionnelle. Lorsque l'appel d'offres de travaux de chaussée ne comprend pas la fourniture des granulats, le maître d'œuvre doit lancer un appel d'offres « granulats » pour les fractions communes aux différentes structures de chaussée avec une tranche conditionnelle portant sur les fractions granulaires propres à chaque type de chaussée,

• Durée sur laquelle on comptabilise les dépenses d'entretien La durée retenue par la circulaire pour la comparaison économique entre solutions est de trente ans, étant rappelé que les structures du catalogue 1977 et de son actualisation étaient conçues pour un trafic cumulé estimé sur vingt ans avec un faible taux de risque sur cette période.

• Scénarios-types d'entretien Les scénarios-types d'entretien (tableau 11,1,), applicables au réseau routier national, ont été définis sur la base de données statistiques à partir du bilan de comportement d'un certain nombre de sections de routes et d'autoroutes. Ces scénarios s'inscrivent dans une logique d'entretien préventif pour des structures élaborées pour un faible hsque d'en-dommagement à l'issue de la durée de projet. Cela explique pourquoi, avec les structures en béton, aucun apport structurel n'est prévu avant trente ans dans les scénarios-types.

À signaler qu'en fin de durée la valeur résiduelle de la chaussée en béton n'est pas nulle. La dalle de béton fragmentée est prise en compte comme couche de fondation pour constituer une nouvelle chaussée.

• Règle financière d'actualisation La règle financière d'actualisation correspond au choix d'un taux d'actualisation « a » qui est fixé par le plan quinquennal en cours (8 % en 1995), Dans l'estimation du coût global " construction et entretien », la dépense d'entretien « D , », faite à l'année « n », est valorisée pour un montant :

avec

Co„ -

DnCan

1

(1 + a)"

Dans l'analyse comparative, les coûts à prendre en considération doivent intégrer à la fois les dépenses d'entretien et celles connexes de signalisation, les travaux annexes sur dépendances et de surveillance des chantiers.

Le coût des divers types de dépenses est à choisir en fonction des données locales récentes pour des contextes semblables de chantier d'entretien ou de renforcement, mais hors conjoncture exceptionnelle.

Un exemple de calcul de coût actualisé est présenté en encadré.


TABLEAU 11.1. Scénarios-types d'entretien des chaussées en béton

(annexe à la circulaire DR 89-46)

Nombre d'années

après la constructio .

de la chauss~~

Dalles courtes

à joints non

goujonnés

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

S + J

J J J

1/2 S

J-i-1/2 S J

S

1/2 S

J J

S S

J + S J J

Dalles courtes

à joints goujonnés

et dalles épaisses

Béton armé

JL

S

JL JL

1/2 S

1/2 S

JL S + JL JL

S

1/2 S

JL JL + S JL + S

• S ; réfection de surface

" T2 : enduit superficiel ^ T1 : enduit superficiel pour structures à joints avec ou sans goujons et dalles épaisses -

enrobe très mince pour béton armé continu. ^- TO : enrobe très mince. ^ si le traitement initial est un denudage, les interventions sont retardées de trois ans.

• J ; réfection des joints transversaux et longitudinaux

• JL : réfection des joints longitudinaux

• R : renforcement

'^ T2 10 grave-bitume + 8 béton bitumineux ou 16 béton armé continu. ^ T1 12 grave-bitume + 8 béton bitumineux ou 18 béton armé continu. '- TO 15 grave-bitume -h 8 béton bitumineux ou 20 béton armé continu.

avec dispositions constructives (drainage latéral notamment) et recfiargement des accotements.

Chapitre 2 • Aspects économiques

EXEMPLE DE CALCUL DE COUT ACTUALISE EN APPLICATION DE LA CIRCULAIRE DR 89-46 APPLICABLE POUR LA CLASSE DE TRAFIC T1

• Hypothèses

s» Chaussée unidirectionnelle de 8 m de large. 5» Structure de chaussée en béton armé continu (BAC). >- Dénudage de la surface du béton. >- Taux d'actualisation : 8 %. ï» Travaux d'entretien (nature et séquence) correspondant au scénario de la circulaire DR 89-46.

• Coûts

>• Coût de construction de la chaussée ramené au ml : 3 300 F. >• Réfection des joints longitudinaux (JL).

Seul le joint entre la bande d'arrêt d'urgence (BAU) et le béton armé continu (BAC) fait l'objet d'un entretien périodique : - si le BAC n'est pas recouvert, nettoyage et regarnissage du joint : 20 F/ml, - si le BAC est recouvert par une couche de surface, seulement pontage : 4 F/ml.

>- Réfection de surface (S) par un béton bitumineux très mince (BBTM) (y compris travaux annexes, exploitation, signalisation) : 300 F/ml. >» Renforcement (R) après trente ans par une nouvelle dalle en béton armé continu (BAC) (y compris travaux annexes et aspects exploitation) : 1 800 F/ml.

Année

0

7

9

16

19

23

26

30

Travaux

construction

JL

BBTM

JL

BBTIVI

JL

BBTM

18 cm BAC

Coût année 0 (F)

3 300

20

300

4

300

4

300

1 800

Coefficient d'actualisation

1

0,58

0,50

0,29

0,23

0,17

0,14

0,10

Total

Coût actualisé (F)

3 300

11,6

150

1,2

69

0,7

42

180

3 754

Pour cet exemple, le coût de l'entretien, hors renforcement au bout de trente ans, représente 7 % du coût actualisé total, le renforcement s'élève lui à 5 %.

2.3. Élargissement de l'analyse dans certains cas particuliers

L'analyse précédente ne prend pas en considération les répercussions économiques que peuvent avoir les opérations d'entretien sur le service offert par l'infrastructure. Dans certains cas (infrastructures à très fort trafic, route d'accès à certaines installations industrielles), la valorisation monétaire de ces perturbations peut atteindre un niveau très supérieur à celui des coûts directs et il devient alors logique de prendre aussi en compte ces répercussions dans la comparaison des solutions.

Les scénarios-types d'entretien de la circulaire DR 89-46, applicables aux routes nationales, ne peuvent servir de référence pour d'autres réseaux que si les stratégies d'investissement et d'entretien du maître d'ouvrage sont similaires à celles retenues pour le réseau national. Dans le cas contraire, les scénarios doivent être adaptés.

Guide technique


Chapitre

Conception des chaussées en béton. Éléments pour le projet

Chapitre 3 • Conception des chaussées en béton. Éléments pour le projet

Sommaire

3.1. Influence des conditions climatiques locales sur le choix de la structure

3.2. Chaussées neuves

3.3. Élargissements de chaussées par une structure en béton

j . j . i . Caractéristiques géométriques

• Profil en travers B Profil en long

3.3.2. Drainage des interfaces

29

29

3.2.1.

3.2.2.

3.2.3.

3.2.4.

3.2.5.

3.2.6.

3.2.7.

3.2.8.

3.2 n

Caractéristiques géométriques

• Tracé en plan et profil en long • Profil en travers

Drainage des interfaces

Accotements, bandes d'arrêt d'urgence (BAU), bandes dérasées de gauche (BDG)

Franchissement des ouvrages d'art

• Passages inférieurs • Passages supérieurs

Liaison entre bandes de béton

Joints transversaux d'extrémité

• Cas d'une chaussée en béton et d'une autre chaussée

• Cas de deux chaussées en béton

Croisement de deux chaussées

• Cas de deux chaussées en béton • Croisement d'une chaussée souple

par une chaussée en béton

Voies d'insertion en béton de ciment

Bretelles d'accès et de sortie en béton de ciment

29

29 30

33

33

33

33 34

35

35

35

35

37

37 38

39

39

39

39

39 39

40


3.3.3 Accotements, bandes d'arrêt d'urgence 41 (BAU), bandes dérasées de gauche (BDG)

3.3.4 Liaison avec une chaussée existante 42 en béton

3.3.5 Élargissement en béton d'une chaussée 42 bitumineuse

3.3.6 Préparation pour la réalisation 42 d'une couche de roulement en enrobés

3.4 Reconstruction partielle 43 (une partie des voies existantes) d'anciennes chaussées en béton

3.4.1 Démolition des voies à reconstruire 43

3.5 Renforcement de chaussées 43 par une structure en béton

3.5.1 Préparation du support 43

3.5.2 Drainage des interfaces 44

3.6. Dispositions constructives propres 45 aux chaussées en béton

3.6.1 Joints de retrait 45

• Joints transversaux (dalles californiennes) 45 • Joints longitudinaux (toutes techniques) 46

3.6.2 Joints de construction 46

3.6.3 Goujons 46

3.6.4 Armatures longitudinales du béton armé 46 continu

3.6.5 Liaison des joints longitudinaux de retrait 46 ou de construction

TABLEAU III.1. Influence des conditions climatiques locales et du trafic sur le choix de la structure

Pluviosité

Trafic poids lourds

intense (> 2 000/i/sens)

Modéré (300 à 2 000/j/sens)

Faible (< 300/j/sens)

JOi! Jtii qoujonncs

Intense (1 à 3 m/an)

conseille oui

conseille oui

Faible ou modérée (0,1 à 1 m/an)

conseillé

TABLEAU III.2. Classe minimale de résistance à rérosion des matériaux de fondation à retenir

pour le contexte français (surlargeur et drainage longitudinal)

% Class

de tra e Me \

TS Pi TFX

, :'Ui)

T2

(< 150 !

Type de chaussée

Selon ntme continu D,iiii-. i . . .MIPS ' i '•

Il - -

Il II 1

il li 1

iil II il

III Ni

/, // et III classes de résistance à l'érosion des matériaux de fondation (érodabilité croissante).

• Classe 1 béton maigre ou béton bitumineux avec un dosage en bitume minimal de 6 ppc

• Classe II grave-ciment enrichie en ciment (4.5 %) ou béton bitumineux usuel.

• Classe III autres graves traitées aux liants hydrauliques.

TABLEAU III.3. Différences d'épaisseur maximales entre bord gauchie et bord droit de la cfiaussée (cas des chaussées neuves unidirectionnelles ayant deux voies par sens au moins)

Type de chaussée

Couches de fondation en béton maigre ou en grave traitée

Dalles goujonnées ou non goujonnées

Dalles sans fondation

Béton armé continu

Dalles sans fondation

8 (•)

5

10

2 ou 4 (*

10

(') en respectant cependant une valeur d'épaisseur minimale de 12 cm en béton maigre et 15 cm en grave traitée.

(") 4 cm si la répartition transversale des aciers est adaptée à la variation d'épaisseur du béton armé continu.

Nota : les différences d'épaisseur indiquées pour la couche de fondation et pour le revêtement ne sont pas à additionner directement II faut tenir compte des pentes transversales admissibles à chaque niveau et du trafic poids lourds supporté par chaque voie.


Après un examen de l'influence des conditions climatiques locales sur le choix de la structure, les dispositions constructives utiles à la définition du projet de chaussées en béton sont abordées pour les différentes situations ;

chaussées neuves, élargissements de chaussées par une structure en béton, reconstruction partielle (une partie des voies existantes) d'anciennes chaussées en

béton, renforcement de chaussées par une structure en béton.

Pour le dimensionnement de la structure, on se reportera au guide technique Conception et dimensionnement des structures de ciiaussée [1].

Influence des conditions climatiques locales sur le choix de la structure

En raison de l'influence essentielle de l'eau s'infiltrant dans le corps des chaussées en béton sur leur comportement à long terme, le choix des dispositions de drainage et de la qualité du support est à mettre en relation avec l'importance de la pluviosité et du trafic (tableaux III.1. et III.2.).

Dans le cas du renforcement d'une ancienne chaussée (en béton, semi-rigide ou souple), l'ancienne couche de roulement sera considérée comme fondation de classe I du point de vue de l'érodabilité, sauf cas particuliers : faïençage très avancé, décollement général de la couche de roulement, enduit superficiel sur matériau non traité, etc.

Chaussées neuves

3.2.1. Caractéristiques géométriques

• Tracé en plan et profil en long

Les structures et les modes de mise en œuvre du béton sont compatibles avec les divers types de tracé en plan et de profil en long. Cependant, pour les chaussées à trafic supérieur ou égal à T3, les sections où le rayon de courbure est inférieur à 500 m nécessitent des dispositions particulières ; les joints longitudinaux de retrait et de construction doivent être munis de fers de liaison pour éviter la séparation des voies par dilatation-contraction thermique. Il est déconseillé de réaliser de tels rayons avec du béton armé continu et il faut exclure cette solution pour des rayons inférieurs à 250 m, en raison :

— d'une part, des déplacements horizontaux importants liés aux vahations thermiques qu'il faudrait reprendre par des ouvrages complexes et coûteux (ce type de risque peut aus-

Chapitre 3 • Conception cl

si apparaître dans un point haut ou bas du profil en long à faible rayon de raccordement) ; — d'autre part, du positionnement des aciers longitudinaux difficile à réaliser.

Ces restrictions concernent les courbes ouvertes. La réalisation de giratoires est possible quel que soit leur rayon (il existe des machines adaptées à des rayons de quelques mètres). Les jonctions avec les voies radiales sont à traiter comme des croisements {cf. paragraphe 3.2.7. « Croisement de deux chaussées »).

i i Profil en travers

Pour limiter les contraintes dans la structure en béton en bord de dalle, le profil en travers devra comporter les surlargeurs indiquées sur la figure 3.1.

Dans le cas des chaussées neuves, la couche de fondation aura une surtargeur de 10 cm de chaque côté de la couche de base.

Pour les routes à chaussées séparées à plusieurs voies de circulation, on peut accepter une variation transversale d'épaisseur entre le bord gauche et le bord droit de la chaussée dans les limites indiquées par le tableau III.3.

Pour les chaussées bidirectionnelles, la machine de mise en oeuvre du béton doit permettre des changements de dévers de profils en toit.

Les constructeurs proposent des machines qui peuvent mettre en oeuvre des largeurs de béton de 3 à 15 m. ,,. a doit être (fig. 3.2.). Si l'espace libre est plus restreint, le Cahier des clauses techniques particulières (CCTP) devra mentionner cette contrainte particulière. Il est généralement possible de s'adapter à une largeur compnse entre 0,7 et 1 m et, dans des conditions très particulières, de limiter la largeur du chemin de roulement à moins de 50 cm, mais des adaptations des machines à coffrage glissant sont alors nécessaires.

La qualité (portance et planéité) de ces bandes de roulement faciliteront l'obtention de l'uni de la couche mise en place.

Fig 3.1,

béton de ciment

Surlargeur bord droit (S) (m)

Surlargeur bord gauche (m)

Largeur (m)

Terre-plein central

0,1 0,25 '

r^—* 1

Chaussée

L '

1

Accotement

S 0,1

Classe de trafic

0,75

0,25

L + 1,20

Surlargeur S

0,50

0,25

Largeur de la fondation

L + 0,95

0,25

0,25

L + 0,70

0,1m

, 0,8m I * ^ 1

1m mini

~A_ r—^

<

r i

1 1 1

. -^

Fig. 3.2. - Dégagements nécessaires pour le passage de la machine à coffrage glissant.


Bande de béton poreux

Etanchéité de surface 15 cm GNT ou béton maigre ou grave ciment 4 cm au ou enduit

j

I/1X \

Béton maigre

Bande de béton p

<

3reux

^\ \ \ 1 1 \

Emulsion ou feuille de polyéttiylène Epis en béton poreux ou grave drainante

Fondation en grave ciment

Etanchéité de surface 4 cm BB ou enduit

Grave ciment

Bande de

15 cm 15 cm

n^— ' —^

\

béton p(

I /1X •

Dreux

\

G

•

MT ou béton maigre ou grave ciment

1 \ \ ^

' > \

Emulsion ou feuille de polyéthylène

Accotement drainant

Epis en béton poreux ou grave drainante

Etanchéité de surface 4 cm BB ou enduit -

Béton

Fondation

Béton poreux ou grave drainante

Couche de forme

Epis en béton poreux ou grave drainante

Fig. 3.3. - Dispositions en accotement pour le drainage des Interfaces (chaussées neuves).

FIg. 3.4. - Raccordement des disposilUs de

drainage aux exutoires

Béton poreux

Accotement

Talus

/ ,

\^\

Vue en plan

I l / —' -

Déblai ^ ^ ^

Bord de dalle

^ ilililiL

a) Epis drainants en béton poreux (0,15 x 2 m) tous les 30 m, orientés dans le sens de la plus grande pente

Vue en plan

Bord de dalle


Drain

Berme

b) Drains PVC

Fig. 3.5. - Drainage côte terre-plein central

(sections où les chaussées sont déversées)

a. Chaussées neuves.

Enduit

a

Dalle de béton

Béton poreux g^,^^ ^^^^^^

Collecteur central

b. Cas d'un élargissement des chaussées côté

terre-plein central.

BBTM_ 5 cm enrobés BBTM

o - Collecteur central

Couches existantes



Il est nécessaire d'assurer le drainage des interfaces (couche de fondation, couche de forme), surtout lorsque les chaussées sont amenées à supporter un fort trafic. Pour cela, on mettra en place, côté dévers bas (qui est généralement le côté droit) (fig. 3.3.) :

— une bande de béton poreux de 15 à 50 cm de large, — une bande poreuse de grave drainante 0/31,5 de 30 à 60 cm de large, — une bande d'arrêt d'urgence (BAU) ou un accotement en béton poreux ou en grave drainante.

Ces dispositifs sont à raccorder tous les 30 à 50 m par des épis à des exutoires (fig. 3.4.).

Les matériaux poreux doivent être protégés en surface d'accotement ou de BAU par 4 cm d'enrobés ou par un enduit et, lorsqu'ils sont recouverts par un autre matériau, par une feuille de polyéthylène ou une émulsion.

Si le côté bas du dévers est à gauche, les mêmes principes sont appliqués à la bande dérasée de gauche (BDG).

Le système de drainage doit être conçu afin que tous les drains soient visitables, et afin de faciliter les opérations d'entretien ultérieures. Notamment, les exutoires en flanc de remblai doivent être signalés et construits pour résister aux opérations de fauchage.

En déblai ou côté du terre-plein central (TPC), les drains seront raccordés aux collecteurs du drainage de la plate-forme qui s'y trouvent généralement (fig. 3.5.).

3.2.3. Accotements, bandes d'arrêt d'urgence (BAU), bandes dérasées de gauche (BDG)

Les accotements, BAU et BDG des chaussées en béton ne différent des cas des autres chaussées que par les dispositifs de drainage des eaux d'interface à mettre en place côté dévers bas. Les normes géométriques sur les différences de dévers entre la chaussée et les zones adjacentes s'appliquent aux chaussées en béton.

3.2.4. Franchissement des ouvrages d'art

• Passages inférieurs

Pour les passages inférieurs de petite longueur (portiques ou cadres), si cela est possible, il est intéressant de poursuivre le revêtement en béton dessus afin d'éviter des joints de chaussée toujours délicats en matière d'entretien. Ceci est particulièrement vrai lorsque le revêtement est en béton armé continu (fig. 3.6.). Ceci suppose cependant qu'il n'y ait pas à craindre de tassements différentiels entre l'ouvrage et les remblais d'accès.

Dès le projet, il faudra veiller à ce que la largeur de l'ouvrage entre parapets permette le passage des machines de repandage. Il est éventuellement possible de différer la construction des parapets après la mise en place de la chaussée tout en prenant des dispositions de protection adéquates.

Si la continuité de la chaussée en béton ne peut pas être assurée au passage de l'ouvrage d'art (passages inférieurs de grande longueur notamment), on adoptera des dispositions analogues à celles indiquées sur la figure 3.7.


Fig. 3.6. - Exemple de franchissement

d'un passage inférieur de faible ouverture par

une chaussée en béton arme continu.

Béton bitumineux 5 cm

Garde grève

« M

1 IWJ

Dalle chaussée BAC

Couche de fondation

Dalle de transition •

\ Sol

Appui Freyssinet (éventuel)

Fig. 3.7. - Exemple d'interruption d'une

chaussée en béton armé continu à l'abord d'un

passage inférieur de grande longueur.

Chape d'étanchéité

Béton bitumineux

K

Mortier de réglage

Bavette

Remplissage asphalte porphyre

t-i Souffle à définir selon conditions climatiques

! ! Joint lourd Reprise de bétonnage OA / BAC

Couche de fondation

Tablier du PI

Plaque béton préfabriquée avec engravure de 5 mm pour néoprène

Joint waterstop type A

Bossage avec engravure de 5 mm pour néoprène 300 x 410

Néoprène 250 x 360 x 4

• Passages supérieurs

Le passage des ouvrages franchissant la chaussée pose parfois deux problèmes qui peuvent cependant être résolus par des adaptations de la mise en œuvre :

les piles centrales très proches de la chaussée (terre-plein étroit, ouverture étroite, etc.) constituent un obstacle au passage de la machine de repandage. Un déport local de la bande de béton mise en oeuvre permet de résoudre cette question. Le revêtement est élargi en bétonnant à la main (dans l'heure qui suit) et la signalisation horizontale rétablit le tracé normal des voies ; f" l'ouvrage ne permet pas de lever les bennes des camions pour décharger le béton frais. Selon la longueur à franchir, une surcharge de la machine juste avant l'ouvrage ou l'appui momentané d'une pelle mécanique permettent la poursuite du bétonnage.


3.2.5. Liaison entre bandes de béton

En travaux neufs, ces dispositions concernent les bétonnages en plusieurs bandes, les voies spéciales pour poids lourds ou les voies d'insertion ou de décélération. Il faut alors prévoir des fers de liaison transversaux selon les dispositions suivantes :

• entre deux bandes en dalles californiennes : trois fers de liaison de diamètre 12 mm répartis ainsi sur la longueur d'une dalle de 5 m (0,75 - 1,75 - 1,75 - 0,75 m),

entre une bande en dalles californiennes et une bande en béton armé continu : la solution est à étudier au cas par cas selon l'état des dalles,

entre deux bandes de béton armé continu : un fer de liaison de diamètre 20 mm

tous les 2 mètres.

Lorsqu'on réalise une cfiaussée en béton dont l'élargissement est prévisible, il est particulièrement recommandé de :

— mettre en attente des fers de liaison, à raison d'un fer de diamètre 12 mm tous les mètres, insérés dans le béton frais, repliés en attente sans autre protection, — réaliser un profil de bord qui assure le transfert de charge [cf. norme NF P 98 -170).

3.2.6. Joints transversaux d'extrémité

• Cas d'une chaussée en béton et d'une autre chaussée

Entre une chaussée en béton en dalles californiennes et une structure en enrobés, il faut fraiser le béton bitumineux et adapter au besoin les épaisseurs des dalles d'extrémité en béton (fig. 3.8.a et b).

• Entre une chaussée en béton armé continu et une structure en enrobés, il faut prévoir un joint de dilatation. L'extrémité du béton armé continu qui devient un bord libre doit être renforcée, de préférence par une surépaisseur correspondant au dimensionne-ment d'une structure à joints non goujonnés si la structure adjacente le permet, sinon en réalisant les quelques derniers mètres avec un béton plus résistant (au moins 20 % de plus que le béton courant). Les figures 3.8.c et d présentent les dispositions de détail correspondant aux cas où la chaussée bitumineuse est aussi à construire ou préexiste.

• Cas de deux chaussées en béton

• Entre deux sections de structures semblables, on assurera la continuité de la chaussée par :

— mise en place de fers de liaison entre les deux sections en dalles, puis par garnissage du joint avec un produit de scellement, — clavage avec continuité des armatures longitudinales entre deux sections de béton armé continu.

• Entre des chaussées en béton à dalles californiennes et en béton armé continu, il faut prévoir un joint de dilatation permettant un souffle de 60 mm au moins (fig. 3.8.e). L'extrémité du béton armé continu est à traiter en la renforçant comme indiqué plus haut.

Chapitre 3 • Conception des chaus

Fig. 3.8. - Joints transversaux d'extrémité

a. Chaussée en dalles non goujonnées se terminant

contre une structure en enrobés existante.

Joints transversaux de retrait

Joint transversal de dilatation

Extrémité découpée avant mise en place du béton

i Goujons —• " ™ 26 cm BC

Fondation 15 cm Bm

Couche de forme

6 cm BB l O c m G B 12 cm GRH

Chaussée en béton de ciment construite Structure existante

b. Chaussée en dalles goujonnées se terminant

contre une structure en enrobes existante.

Joints transversaux de retrait

i

Joint transversal de dilatation

Extrémité découpée avant mise en place du béton

—^m Goujons —• ^ B 21 cm BC

Fondation 17 cm Bm

Couche de forme


Chaussée en béton de ciment construite Structure existante

c. Chaussée en béton armé continu se terminant

contre une structure en enrobés neuve.

Joint transversal de dilatation Extrémité découpée avant mise en place du béton

21 cm BC 26 cm BC rHn

Fondation i7cmBm

; 12 m ' r n n r h P HP fnrmP

^ • ^ • • • • ^ • I k

/


Chaussée en béton de ciment construite

* après réalisation de la fondation et avant réalisation de la couche de BAC

Transition à Structure existante construire*

d. Chaussée en béton armé continu se terminant

contre une structure en enrobés existante.

Joint transversal de dilatation Extrémité découpée avant mise en place du béton

21 cm BC JS

\ T?q 26 cm BC

Fondation l y cmBm

; , ^2m j c ouche de forme

Chaussée en béton de ciment construite


Structure existante

e. Chaussée en béton armé continu se

terminant contre une chaussée en béton à dalles californiennes.

Joint t ransversa l de di latat ion Joints transversaux de retrait

21 cm BC

17 cm Bm

1

12m

26 cm BC

15 cm Bm

!

3 i

p " ,

Goujons 1 1

1 ' J Fondation

Couche de forme

i 7 26 cm

BC 15 cm Bm

Chtaussée en béton de c iment constru i te Joint ob tenu par découpage (Structure existante)

ou cof f rage (structure neuve)


3.2.7. Croisement de deux chaussées

Cas de deux chaussées en béton

En raison des dilatations thermiques, il faut répartir sur une certaine longueur les poussées latérales de la chaussée qui débouche sur l'autre. Le calepinage des joints d'un carrefour doit être réalisé afin d'éviter les angles aigus ou rentrants (fig. 3.9.). Il est nécessaire aussi d'assurer, d'une part, la continuité des écoulements d'eau dans les systèmes de drainage et, d'autre part, les transitions entre les épaisseurs qui ne sont pas toujours identiques (fig. 3.10.a). Il est obligatoire de vérifier que l'épaisseur du bord libre de la chaussée nouvelle est compatible avec le trafic entrant. Si ce n'est pas le cas, il faut le renforcer par une surépaisseur, ou par une augmentation locale de la résistance du béton, ou encore en goujonnant le joint entre les deux chaussées.

Intersection des joints de retrait transversaux

< ^ < = ^

Joints de retrait longitudinaux Joint de retrait transversal

Bonne disposition des joints sur un carrefour

Joints de retrait transversaux ,— *-

< = 3

Joints de retrait longitudinaux

Mauvaise disposiiion aes /omis sur un carrefour

Fig. 3.9. - Calepinage des joints à une intersection de chaussées en béton (exemples).


Fig. 3.10. - Croisement de deux chaussées

a. Chaussées en béton à dalles.

b. Chaussée souple croisée par une chaussée

en béton.

Chaussée neuve (cas d'une chaussée supportant le même trafic) Chaussée existante

Chaussée neuve (cas d'une chaussée

supportant un trafic plus faible)

\ + -1 >

-ondatlon drainante /

— - « — Goujon (optionnel)—>- —

Fondation normale . , ,

u

- ^

Chaussée existante (cas d'une structure plus épaisse que la structure à construire) Chaussée à construire

Chaussée existante (cas d'une structure

plus mince que la structure à construire)

Fondation normale

Fondation drainante / Vers exutoire à créer

Largeur nécessaire au passage de la machine (1m mini)

Enfin, lorsqu'une chaussée en béton armé continu arrive sur une autre chaussée, quelle que soit sa structure, il est nécessaire de prévoir des joints de dilatation comme indiqué au paragraphe 3.2.6. « Joints tranversaux d'extrémité ».

• Croisement d'une chaussée souple par une chaussée en béton

• Si les chaussées sont d'importance inégale, c'est celle qui est la plus importante qui traverse l'autre ; on s'inspire alors des principes indiqués pour les extrémités de sections pour concevoir les raccordements de structures.

Lorsqu'il s'agit d'une chaussée en béton armé continu, il est préférable cependant que celle-ci traverse la chaussée souple pour éviter l'introduction de joints de dilatation.

Dans les deux cas, il faut assurer la continuité des écoulements d'eau dans les systèmes de drainage (fig. 3.10.b).


3.2.8. Voies d'insertion en béton de ciment

Des voies avec largeur variable ne peuvent être réalisées en béton qu'à la main, entre coffrages, ce qui peut nuire à leur qualité et à leur uni. On a donc plutôt intérêt à prévoir des bandes en béton de largeur constante.

Il faut toujours prévoir un drainage (drain ou fondation drainante) entre la voie lente, munie de sa surlargeur hiabituelle, et les voies d'accélération ou de décélération.

3.2.9. Bretelles d'accès et de sortie en béton de ciment

Les recommandations sont les mêmes que celles pour les sections courantes. Elles ne peuvent pas être exécutées en béton armé continu si leur rayon est faible (inférieur à 250 métrés).

3.3. Élargissements de chaussées par une structure en béton

Aux recommandations précédentes s'ajoutent les dispositions suivantes.

3.3.1. Caractéristiques géométriques

• Profil en travers

Celui de l'élargissement est projeté de la manière suivante (fig. 3.11.) :

• s'il s'agit d'un élargissement par l'intérieur, le joint longitudinal entre ce dernier et la voie adjacente se trouve au bord de la signalisation horizontale les séparant ; la surlargeur coté gauche est au moins égale à 0,25 mètre ; • s'il s'agit d'un élargissement par l'extérieur, le joint longitudinal entre ce dernier et la voie adjacente se trouve au bord de la signalisation horizontale les séparant ; la surlargeur coté droit est au moins égale à 0,50 mètre.

Les joints des couches de base et de fondation sont, si possible (surlargeur des couches préexistantes), décalés.

Dans le cas de l'élargissement d'une chaussée en enrobés, le joint entre la couche d'enrobés existante et la couche de béton de l'élargissement est réalisé en coulant le béton contre l'enrobé, après sciage de celui-ci sur une profondeur d'au moins 12 centimètres.

• Profil en long

C'est la copie de celui de la voie adjacente. Les vérins de la machine de mise en œuvre du béton sont en général calés côté voie existante avec un dispositif de guidage du type règle glissante qui assure le lissage des très courtes longueurs d'onde.

Chapitre 3 • Conception des chaussées

Fig. 3.11. - Élargissement de chaussée. Position des joints longitudinaux

Situation initiale

Bandes de rive

Joints transversaux de retrait inclinés

Surlargeur de gauche : 25 cm

Joint longitudinal médiant, tiors signalisation tiorizontale

Surlargeur non circulée : 75 cm

a. Elargissement par l'intérieur.

Situation après élargissement

Bandes de rive

Bandes axiales


Joints longitudinaux hors signalisation horizontale



Quand l'élargissement s'effectue par l'extérieur et qu'il s'agit du côté bas du dévers en section courante, il faut éviter que les coucfies de l'élargissement soient polluées par l'eau percolant à travers la chaussée préexistante.

• Lorsqu'il s'agit d'élargir une chaussée comportant déjà trois voies ou plus, le système de drainage réalisé au moment de l'élargissement doit être capable d'évacuer des quantités d'eau importantes. Pour ce faire et assurer la pérennité du drainage, il est suggéré d'adopter les dispositions suivantes (fig. 3.12.) :

— une couche de fondation drainante (béton poreux ou grave drainante) mise en œuvre sur une couche imperméabilisant l'interface entre la fondation et la plate-forme pour éviter la contamination par l'eau du sol support de l'élargissement ; — un drain (d'un diamètre de l'ordre de 80 mm) disposé au niveau de la couche de fondation au contact de la chaussée existante, raccordé par des drains transversaux inclinés à 45°, tous les 35 à 50 m, à des exutoires. Les raccordements des drains doivent être conçus pour permettre leur débouchage au besoin.


Bandes de rive


Situation initiale




Situation après élargissement

Bandes de rive .

Bandes axiales


Goujons Joints transversaux de retrait inclinés

Joints longitudinaux hors signalisation horizontale


b. Élargissement par l'extérieur.

• Dans le cas de réiargissement d'une chaussée comportant moins de voies et dans des régions à pluviosité moyenne, on peut envisager d'assurer le drainage des eaux infiltrées dans l'ancienne chaussée par la couche de fondation drainante de l'élargissement (fig. 3.13.).

En dévers inversé, si l'élargissement est effectué par l'intérieur, on procédera selon les mêmes principes.

3.3.3. Accotements, bandes d'arrêt d'urgence (BAU), bandes dérasées de gauche (BDG)

Les structures de BAU ou de BDG sont identiques à celles préconisées pour les chaussées neuves. Côté bas du dévers, il faut prévoir un drainage de bord de dalle (c'est généralement le côté droit de la chaussée, c'est-à-dire au droit du joint longitudinal avec la BAU). Des dispositifs de drainage (ou une fondation de BAU drainante) identiques à ceux recommandés pour les chaussées neuves sont utilisés. Si le côté bas du dévers est à gauche, les mêmes principes sont appliqués à la BDG.


Fig. 3.12. - Elargissement de chaussée. Dispositions

pour le drainage des interfaces dans le ca.s

d'une chaussée ancienne à fort trafic comportant déjà trois voies ou plus

(coupe transversale)

Fig. 3.13. - Elargissement de chaussée. Dispositiom, pour le drainage des inter

faces dans le cas usuel (coupe transversale)

1m 3,5m i 4-*-

Fer de liaison Béton poreux

Drains transversaux périodiques

Tranchée drainante

Etanchéité de surface

Exutoire

3.3.4. Liaison avec une chaussée existante en béton

Si l'élargissement a été prévu à la construction et que des fers de liaison en attente existent, ils doivent être dépliés et nettoyés avant coulage de la ou des nouvelles voies.

S'il n'y a pas de fers en attente, ou lorsque des fers en attente sont cassés au dépiiage, des fers de liaison sont scellés dans des forages horizontaux avec des mortiers de scellement aux liants hydrauliques ou aux résines, spécifiques à cet usage.

3.3.5. Élargissement en béton d'une chaussée bitumineuse

Il faut réaliser un joint d'étanchéité au contact de l'ancienne chaussée bitumineuse.

3.3.6. Préparation pour la réalisation d'une couche de roulement en enrobés

Si l'on a l'intention de recouvrir l'ensemble des chaussées, après élargissement, d'un tapis mince général, on a tout intérêt à en différer la réalisation, ce qui permettra à la circulation d'user la surface du béton de l'élargissement et de faire disparaître les traces de laitance. Cependant, si l'on doit réaliser le tapis immédiatement, il faut prévoir un grenaillage efficace suivi d'un nettoyage, et utiliser une couche d'accrochage dont le dosage dépendra de la texture du béton (dosage de 400 à 700 g de bitume élastomère résiduel, s'il s'agit d'une émulsion).

Un complexe anti-fissure (géotextile imprégné) au droit des joints de construction longitudinaux permet de retarder la remontée de fissures dans l'enrobé.


Reconstruction partielle (une partie des voies existantes) d'anciennes chaussées en béton

Aux recommandations données pour les cas de chaussées neuves s'ajoutent les dispositions suivantes.

3.4.1. Démolition des voies à reconstruire

La démolition partielle du béton de revêtement de l'ancienne chaussée doit être effectuée sans dégrader les voies adjacentes conservées. C'est pourquoi on réalisera d'abord un sciage longitudinal sur l'épaisseur du revêtement. Le sciage sera réalisé à une distance de :

— 10 cm du joint de construction existant, s'il ne comporte pas de fers de liaison, — 60 cm de ce joint, s'il est ferraillé.

Les dalles à évacuer sont fracturées, puis la bande restante proche du joint de construction est éliminée par ripage latéral. Le bord du revêtement conservé sera protégé d'éventuelles épaufrures lors des travaux d'évacuation des matériaux de démolition.

Lorsque la fondation doit également être démolie, la partie à évacuer doit aussi être désolidarisée par sciage ou tranchage préalable de celle conservée.

Bien qu'il faille adapter la structure au trafic prévisible sur la voie que l'on va reconstruire, on a intérêt à chercher à conserver, à moins que leur état ne le permette pas, tout ou partie des couches d'assise existantes. Il faut éviter de remanier la couche de forme et le sol support pour ne pas en amoindrir les caractéristiques consolidées.

La continuité des systèmes de drainage doit être établie (fig. 3.14.).

H Renforcement de chaussées par une structure en béton

Aux recommandations Indiquées pour les cas de chaussées neuves s'ajoutent les dispositions suivantes.

3.5.1. Préparation du support

Généralement, il n'y a pas besoin de préparation particulière du support si ce n'est un balayage de tous les matériaux et graviers roulants. Néanmoins, sur tous les supports, un reprofilage (rabotage ou couche d'apport) sera nécessaire si :

— les déformations transversales ou longitudinales sont supérieures à 3 cm sous une règle de 1,5 mètre, — pour un renforcement en béton armé continu, les épaisseurs maximales et minimales ne sont pas incluses dans une fourchette de -i- 3 /-1 cm par rapport à l'épaisseur moyenne pour laquelle les aciers longitudinaux ont été calculés.


Fig. 3.14. - Drainage des interfaces dans

le cas d'une réfection de la voie lourde (coupe

transversale).

Fig. 3.15. - Dispositions en accotement pour le drainage des interfaces (cas

d'un renforcement).

Etanchéité de surface

Voie rapide ou centrale conservée

. Tranchées drainantes

Béton

Ctiaussée existante

1 Accotement ou BAU \ ^ x

hi . A \ ,

Drain

.

Géomembrane Exutoire périodique

Béton

Chaussée existante

Géotextile avec âme drainante

Accotement ou BAU \ ^ \

>

Exutoire périodique

Dans le cas du renforcement d'une chaussée en béton, il convient au préalable :

— d'asseoir la structure existante sur son support par fragmentation de l'ancienne chaussée (fracturation des dalles en quatre morceaux au moins) ; — de désolidariser la nouvelle couche de béton de son support (empêcher le collage du nouveau béton sur l'ancien). Si la chaussée en béton à renforcer est déjà recouverte d'un enduit superficiel ou d'un béton bitumineux très mince (BBTM), cette couche de surface est suffisante. Si le béton de l'ancienne chaussée est apparent, la désolidarisa-tion sera assurée par une couche d'émulsion dosée à 300 g de bitume résiduel au moins (selon la rugosité du support). Si la circulation de chantier doit rouler sur cette émulsion, un gravillonnage 2/4 ou 2/6 sera réalisé.


Pour assurer le drainage des interfaces, notamment au niveau de l'ancienne chaussée, on disposera (fig. 3.15.) :

— un drain longitudinal inséré après tranchage dans la chaussée existante au droit du bord du renforcement (cf., éventuellement, guide technique Écrans drainants de rive de cfiaussée [4]), — lorsque le renforcement est en béton armé continu, une bande de géotextile de 50 cm de large comportant une âme drainante mise en place sur la chaussée existante au droit du bord du renforcement.


3.6. Dispositions constructives propres aux chaussées en béton

3.6.1. Joints de retrait

L'espacement entre joints de retrait est limité à environ 25 fois l'épaisseur de la couche de béton.

• Joints transversaux (dalles californiennes)

On n'exécute pas habituellement de joints de retrait sur la couche de fondation. Les joints de la couche de revêtement sont réalisés obliquement avec un angle de + 15° au bord droit, avec la perpendiculaire à l'axe de la voie (fig. 3.16.).

Chaussée unidirectionnelle (TO. T1)

Bandes de rive



Chaussée bidirectionnelle (T2)

Joint longitudinal médiant, tiors signalisation horizontale


A

15° :l==-



Fig. 3.16. - Disposition des joints et de la signalisation horizontale.


0,01

Coulage initial

• Joints longitudinaux (toutes techniques)

Les joints longitudinaux sont disposés généralement en limite de voie de circulation. On veillera à ce que les bandes de peinture ne chevauchent pas ces joints, ainsi qu'à les éloigner du passage des essieux lourds en voie lente (fig. 3.16.).

3.6.2. Joints de construction

Coulage suivant

Fig. 3.17. - Profil vertical du joint longitudinal entre deux bandes

de béton.

En dehors des extrémités de lots de construction (cf. p. 35), des joints de construction transversaux sont réalisés à chaque interruption de bétonnage (fin de journée de travail). Ils sont coffrés et comportent des armatures. Pour assurer la pérennité de leur fonctionnement, il faut éviter l'intrusion d'éléments solides dans l'espace du joint. On pourra, pour cela, disposer une protection latérale en fixant une petite plaque en acier sur la dalle d'arrêt du bétonnage.

Les joints de construction longitudinaux séparent deux bandes adjacentes de construction. Dans la couche de fondation, ils sont décalés latéralement d'environ 50 cm du joint de la couche supérieure. Dans la couche de revêtement, l'étanchéité du joint est assurée par mise en place d'un produit d'étanchéité après sciage sur une profondeur de 3 cm et une largeur minimale de 1 cm, ou par un profil en caoutchouc synthétique collé sur la bande de béton déjà coulée.

Le profil latéral des bandes de béton mis en forme par la machine à coffrage glissant doit être de type joint conjugué pour assurer le transfert des charges (fig. 3.17.). Là aussi, on veillera à éloigner la position de ces joints des bandes de roulement des essieux lourds.

3.6.3. Goujons

Les goujons sont disposés au droit des joints, à mi-épaisseur des dalles, parallèlement à l'axe de la voie. Les goujons et le joint transversal forment donc un angle égal à la valeur du biais du joint de retrait. Leur dimensionnement est exposé dans l'annexe C de la norme NF P 98 -170 et rappelé au paragraphe 4.5.1. « Goujons » du chapitre 4.

3.6.4. Armatures longitudinales du béton armé continu

Le dimensionnement des armatures longitudinales est exposé dans l'annexe C de la norme NF P 98-170.

3.6.5. Liaison des joints longitudinaux de retrait ou de construction

La liaison des joints longitudinaux a pour but de maintenir le joint fermé, afin que le transfert de charge entre bandes de béton soit assuré par l'engrènement des profils verticaux des deux bandes. Cette disposition est indispensable pour les structures à joints goujonnés et le béton armé continu (le dimensionnement en tient compte). Pour les chaussées à dalles non goujonnées, cette disposition est à retenir pour les voies à fort trafic et pour les sections particulières (virages à faible rayon, élargissement localisé, etc.).

Deux dispositifs sont possibles pour assurer la liaison :

— un treillis soudé déroulé par la machine à coffrage glissant, — l'insertion de barres haute adhérence.

Le dimensionnement des fers de liaison est exposé dans l'annexe C de la norme NF P 98-170.

Guide technique


Chapitre

Le matériau béton et les autres matériaux utilisés pour les chaussées en béton

Chapitre 4 • Le matériau béton et les autres matériaux utilisés pour les chaussées en béton

Sommaire

4.1. Constituants du béton 49

4.1.1. Granulats 49 • Caractéristiques mécaniques des granulats 53 m Granulats de béton recyclé 53

4.1.2. Ciments 53 • Choix du ciment 53

4.1.3. Éléments fins d'ajout 54 • Correcteur granulaire 54 • Substitution partielle du ciment 54

4/ Eau 55

4.1.5. Adjuvants 55 • Agent entraîneur d'air 55 • Plastifiant réducteur d'eau 55

4.2. Performances du béton 56

4.2.1. Résistance mécanique 56

4.2.2. Résistance au gel et aux fondants 57

4.2.3. Consistance du béton 57

4.3. Étude de formulation 58

4.4. Résistance à l'érosion 59 des matériaux de fondation

4.5. Éléments métalliques 59

4.5.1. Goujons 59

4.5.2. Fers de liaison des joints longitudinaux 60

4.5.3. Armatures de béton armé continu 60

4.6. Produits pour joints 61

4.7. Produits de protection de surface 62

4.8. Retardateurs de surface 63

4.9. Géotextile drainant 63


Si le béton pour chaussée n'est pas fondamentalement différent du béton pour ouvrage d'art, le choix des constituants et la définition de leurs proportions dans le mélange doivent être déterminés afin d'obtenir des performances adaptées au mode de mise en place (machine à coffrage glissant) et aux sollicitations particulières que supportent les chaussées (sollicitations de flexion, usure superficielle et tenue au gel et aux sels de déverglaçage). Avec les dosages et qualités de ciment préconisés en France, il n'est pas à craindre de phénomènes d'alcali-réaction pour les chaussées en béton de ciment.

Le caractère industriel de la mise en oeuvre des couches de chaussée permet d'atteindre une compacité et une épaisseur homogènes à partir du moment où cela a été vérifié lors de l'épreuve de convenance {cf. chapitre 7 « Démarche d'assurance de la qualité »).

En plus des constituants du béton, on utilise d'autres produits qui sont destinés à aider à la bonne exécution de la couche de béton (retardateur de prise et produit de cure), ou des éléments qui participent au fonctionnement de la structure (goujons, fers de liaison et armatures).

Même si le rôle du retardateur de prise et du produit de cure est très limité dans le temps, le respect des règles de l'art, tant en ce qui concerne leur qualité que leur utilisation, n'en est pas moins indispensable. Malgré leur action passagère, ils confèrent à l'ouvrage les propriétés assurant sa durabilité.

Les spécifications relatives aux matériaux sont décrites dans la norme NF P 98-170 et dans ses annexes. Ces dernières étant informatives, il y a lieu de les citer dans les pièces du marché.

4.1. Constituants du béton

4.1.1. Granulats

Les granulats (fillers, sable, gravillons et cailloux) constituent la partie principale du squelette granulaire du béton. Les textes concernant les granulats pour chaussées en béton sont :

— la norme XP P 18-540, — l'annexe A de la norme NF P 98-170.

Ces textes étant soit expérimentaux soit informatifs, il faut les mentionner dans les pièces du marché.

Pour la gamme des résistances mécaniques visées pour le béton, le choix des granulats peut être large, tant pour la nature de la roche d'origine que pour les caractéristiques intrinsèques et de fabhcation. Le tableau IV.1. fournit des indications pour le choix des granulats en fonction des propriétés visées. Le tableau IV.2. donne la correspondance entre les caractéristiques normalisées à retenir pour les granulats et les conditions d'emploi. Le tableau IV.S. indique les autres exigences que fixe la norme P 18-540 pour les granulats pour béton.

Les exigences relatives aux caractéristiques mécaniques des granulats sont brièvement justifiées ci-après.

Propriétés visées dans la ctiaussée

Régularité des performances en général

Compacité du béton (cotiésion du béton frais et résistance mécanique)

Résistance mécanique du béton

Bruit de roulement

Transfert de charge aux discontinuités (joints, fissures)

Résistance à l'usure

Résistance au polissage

Absence d'évolution à la fabrication

TABLEAU IV.1. Indications pour le choix des granulats

Actions Domaine d application

Recomposer le squelette du béton à partir de plusieurs classes granulaires

Tous bétons

Apport d'un correcteur granulaire (lorsque les sables sont crus, soit moins de 3 % de passant à 0,080 mm)

Dimension du plus gros granulat

Forme et propreté

Dimension du plus gros granulat

- Dimension du plus gros granulat - Résistance mécanique des gravillons

Dureté

Dureté

Dureté

Tous bétons

Couche de surface dénudée

Dalles non armées et non goujonnées

Béton strié

Béton dénudé

Béton clouté

Béton strié

Béton dénudé

Béton clouté

Tous bétons

Moyens

Trois classes 0/5, 5/20 et 20/40 0/5, 5/10 et 10/20

Quantité suffisante de 0/0,080 mm pour que la quantité de fines soit de l'ordre de 400 l<g/m' (ciment compris)

Dalles

e < 30

e > 30

BAC

cm

cm

25 ou

40

20

Cf.

; 31,5 40 mm

ou 60 mm

ou 25 mm

norme P 18-540

8 ou 14 mm

D le plus possible

Choix du et du L^

grand

MDE

Nature du sable

MQE des gravillons

M|-,E des clous

Nature du sable

CpA des gravillons

CpA des clous

MDE et L^ de la roche d'origine

Commentaires

La multiplication des classes permet de limiter les risques de ségrégation à la constitution et à la reprise des stocks

- Cendres volantes - Fillers calcaires - Fillers siliceux

Les fines nécessitent une quantité d'eau supplémentaire

Toutes choses égales par ailleurs, la résistance mécanique, pour les niveaux visés : - est proportionnelle à D°'=' - augmente avec D ce qui permet une diminution de la quantité d'eau du béton

Choisir D le plus petit possible compatible avec la résistance mécanique du béton

Ces éléments ont également une action bénéfique sur la dura-bilité des chaussées en dalles goujonnées et en BAC

cf. tableau 4.2.

Cf tableau 4.2.

Cf tableau 4.2.

TABLEAU IV.2. Correspondance entre les caractéristiques des granulats et les conditions d'emploi

Conditions d'emploi

, Caractéristiques

1

aractéristiques ntrinsèques

Résistance mécanique

CpA

Friabilité des sables

"aractéristiques le fabrication

Gravillons

Variation du module de finesse (sable résultant)

Béton de Béton de Béton de Béton de Béton de Béton de Chaussée revêtement revêtement revêtement chaussée revêtement chaussée à faible trafic

dénudé dénudé strié composite ~'~'-' composite ou fondation > T3 T3 > T3 > T3 • T3

B B C C D D (2)

> 0,5 (1) > 0,5

< 40 < 40

III III III III II! III (2)

+ 0,3 ± 0.3 ± 0,3 + 0,3 ± 0,3 ± 0,3 (3)

Nota : dans les chaussées en béton composites, la couche de roulement est une couche bitumineuse.

(1) La règle de compensation Cp^, L^ et Mp^r n'est pas applicable.

(2) Lorsque les contraintes de service justifient des exigences particulières d'état de surface, la classe DIII est requise pour les caractéristiques des gravillons.

(3) Lorsque des contraintes de mise en œuvre le justifient, il est requis une amplitude de variation du module de finesse infeneure à plus ou moins 0,4.

Categoii,

B

C

D

Catégorie

III

-A * MDE

< 35

< 45

< 55

Tamisât

(d + D)/2

entre 33 et 66 %

< 25

< 30

< 35

Granularite

Étendue

d et D

10 %

< 20

<. 25

< 30

maximale

(d + D)/2

25 %

Correspondance entre catégories et caractéristiques intrinsèques et de fabrication des gravillons

(norme XP P 18-540)

Aplatissement

D < 10 D > 10

< 25 < 20

Propreté

< 2

Nota ," l'appartenance à une catégorie suppose que toutes les conditions indiquées soient satisfaites.

TABLEAU IV.3. Autres exigences relatives aux caractéristiques des granulats pour béton

selon la norme XP P 18-540

Piliers

Sable

Toutes les fractions granulométriques

Caractéristique

Passants

Propreté

Passants

à 2 mm à 0,125 mm à 0,063 mm

VBta

à D à 0,08 mm

Étendus

Module de finesse

Propreté (*") ESV roulé ESV broyé VBta

Absorption d'eau

Homogénéité

Impuretés protiibées

Sensibilité au gel

Teneur en soufre

Teneur en sulfates

en S en SO3

en SO;,

Teneur en chlorure à communiquer si

Teneur en éléments coquilliers des gravillons

Valeurs spécifiées (")

> 99 7o > 80 % > 70 %

< 1 (••)

> 85 % < 1 2 %

< 3 points

entre 1,8 et 3,2

> 75 > 65 < 1

< 5 %

> 95 %

< 0,1 %

< 5 0 %

< 0,4 % < 1 %

< 0,15%

> 0,06 %

< 1 0 %

C) Limites absolues s'il y a moins de quinze résultats d'essais, valeurs spécifiées pour 90 % des résultats au-delà.

(") si VBta est supérieur à 1. il faut VBtu inférieur ou égal à 0.5.

C") En pratique, l'essai de propreté par la valeur au bleu n'est réalisé que si l'ESV nést pas respecté. Il est toutefois conseillé que la valeur de l'ESV ne soit pas inférieure de dix points à la valeur spécifiée.

Chapitre 4 • Le matériau béton et les autres matériaux utili---

QUELQUES EXEMPLES •

DE DIFFERENTS BÉTONS

(composition pour un m( tre

TM I O N

lAUSSEE

cube)

Béton armé continu

^ Sable Û/5 >- Gravillons 5/10 (Ryolithe) »• Gravillons 10/20 (calcaire dur) >- Plastifiant 5» Agent entraîneur d'air 5- Ciment CPJ-CEM II / A 32,5 >- Eau

Béton maigre et béton de propreté

Sable 0/5 Gravillons 5/25 sillco-calcaire Plastifiant Agent entraîneur d'air Ciment CPJ-CEM II / A 32,5 Eau

Béton poreux de bande d'arrêt d'urgence

^ Sable 0/5 y^ Gravillons 5/25 silice-calcaire >- Ciment CPJ-CEM II / A 32,5 >- Eau

Béton de dalles de revêtements goujonnées dénudées

0/4 roulé 6/20 concassé Plastifiant Agent entraîneur d'air Ciment CPJ-CEM II / A 32,5 Eau

Béton poreux de fondation

0/4 roulé 6/20 roulé Plastifiant Agent entraîneur d'air Ciment CPA-CEM I 42,5 Eau

800 kg 440 kg 585 kg 1,65 kg 0,06 kg 325 kg

145 I

860 kg 935 kg 1,25 kg

0,025 kg 250 kg

170 I

150 kg 1 420 kg

300 kg 120 I

760 1 060 1,65

0,154 350

kg kg kg kg kg

175 1

220 kg 1 380 kg

1,2 kg 0,1 kg

210 kg 90 I


• i Caractéristiques mécaniques des granulats

Si celles-ci interviennent peu sur la résistance mécanique du béton en raison des valeurs recherchées, ces caractéristiques sont importantes à d'autres titres pour :

— éviter la production de fines pendant les phases de stockage, manutention et malaxage ; — assurer le transfert de charge au droit des discontinuités (joints, fissures) ; — résister à l'usure sous le trafic en couche de roulement.

• Vis-à-vis du lansfert de charge, même lorsque la discontinuité est fermée (chaussée neuve, cas de forte température), la flexion des dalles induit un frottement au droit de la discontinuité. Avec le temps et lorsque la discontinuité s'ouvre sous l'effet du retrait thermique, l'usure s'accroît. Au bout d'un certain temps, le jeu qui se crée fait que le transfert de charge n'est plus assuré. Cette situation peut être fortement retardée par la présence de goujons et d'armatures.

Par rapport à usure de la chaussée, la fraction granulaire concernée dépend du traitement de surface :

— en cas de striage ou de balayage, la résistance à l'usure doit être apportée par le sable ; — en cas de dénudage ou de cloutage, c'est la résistance du gravillon (respectivement des clous) qui intervient.

• Granulats de béton recyclé

Les granulats provenant du recyclage de béton routier ont des caractéristiques (friabilité, Los Angeles, etc.) qui dépendent du béton dont ils sont issus. Du fait de la présence de trace de mortier à la surface des grains, la quantité d'eau nécessaire pour obtenir une consistance visée est plus importante. Cette augmentation d'eau n'a pas de conséquence directe sur la résistance mécanique du béton (eau absorbée).

4.1.2. Ciments

Le choix de la provenance du ciment doit être arrêté suffisamment tôt pour permettre la réalisation de l'étude de composition du béton. Cette obligation peut imposer que le choix du ciment soit étudié préalablement à l'appel d'offres par le maître d'œuvre et que les provenances possibles soient indiquées au Cahier des clauses techniques particulières (CCTP).

Il est toujours préférable que son approvisionnement soit assuré à partir d'une cimenterie unique. Il peut être envisagé de traiter l'approvisionnement par lot d'ouvrage. Aucun mélange de ciment ne peut cependant être toléré dans un même lot d'ouvrage.

Le ciment doit être conforme à la norme NF P 15-301.

L'annexe B de la norme NF P 98-170 précise les caractéristiques souhaitables pour le ciment. Cette annexe étant informative, il est nécessaire de la citer dans les pièces du marché.

• Choix du ciment

L'attestation de conformité à la norme est donnée par la marque NF-LH ou par une procédure reconnue. Parmi les différentes natures de ciment disponibles, ce sont les ciments CPA-CEM I et CPJ-CEM Il/A ou /B qui sont les plus appropriés.


Les ciments avec ajout de laitier de métaux non ferreux (pouzzolanes industrielles) sont interdits en raison des risques de pollution des eaux de ruissellement.

Le choix du ciment est fait à partir de sa classe de résistance et de ses caractéristiques d'hydratation (teneur en C3A, temps de prise, etc.). L'annexe B de la norme NF P 98-170 précise les caractéristiques souhaitables pour le ciment en fonction de la nature pétrogra-phique des granulats et de la température ambiante au moment du chantier. On peut, dans certains cas, s'écarter quelque peu des valeurs proposées par cette annexe, mais cela implique que les conditions d'exécution du chantier soient adaptées, comme l'indique cette même annexe. Ces conditions particulières doivent figurer dans le plan d'assurance qualité de l'entreprise [cf. chapitre 7 « Démarche d'assurance de la qualité »).

Compte tenu des résistances mécaniques généralement demandées, la classe 32,5 de résistance (1) du ciment suffit. On pourra éventuellement retenir la classe 42,5. Dans le cas où une remise en service rapide est prévue, on choisira un ciment ayant une vitesse de durcissement élevée (la vitesse de prise ne doit pas être réduite), classe R par exemple.

Le dosage en ciment est fixé par l'étude de composition. Un ordre de grandeur des dosages courants est de 330 kg/m^ pour les bétons denses destinés aux couches de roulement, 200 kg/m^ pour les bétons denses maigres, et 200 kg/m^ pour les bétons drainants de fondation.

4.1.3. Éléments fins d'ajout

Les éléments d'ajout sont incorporés au béton en vue de corriger la courbe granulaire ou/et de réduire la quantité de ciment.

• Correcteur granulaire

Pour corriger la courbe granulaire, ces produits doivent présenter des caractéristiques conformes aux spécifications de la norme P 18-501.

• Substitution partielle du ciment

Les produits utilisés en substitution pour diminuer la quantité de ciment doivent être conformes aux normes NF P 18-502 (fumée de silice), NF EN 450 (cendres volantes de houille), NF P 18-506 (laitiers vitrifiés moulus de haut fourneau) ou NF P 18-508 (additions calcaires). La norme P 18-305 propose un mode de calcul de la quantité de ciment substituable (tableau l\/.4.) et de prise en compte de ces additions. Des quantités éventuellement plus importantes d'éléments de substitution peuvent être envisagées sur la base d'études détaillées appropriées. Dans tous les cas, il faut s'assurer du respect de la spécification concernant la résistance mécanique du béton.

Cette substitution n'est admise que dans le cas d'emploi d'un ciment CPA-CEM I.

(1) La nouvelle normalisation désigne la classe de résistance des ciments par la valeur minimale et non, comme par le passé, par la valeur moyenne. Ainsi, le CPA-CEM I de classe 32,5 correspond, à peu de cliose près, au GPA 45 de l'ancienne norme ciment.


TABLEAU IV.4. Prise en compte des additions en substitution partielle du ciment pour un béton routier

(environnement 3 selon la norme XP P 18-305)

Type d addition

Laitiers moulus de haut fourneau

128 > 0,83 et içio > 0,95

Cendres volantes ha ^ 0.80 et igo > 0,90

128 > 0,75 et igo > 0,85

Additions calcaires 128 ^ 0,71

Fumée de silice (pour toute la fumée de silice entrant dans la composition du béton)

, ,jleur de k

0,9

0,6

0,5

0,4

0,25

1

2 Si E/C < 0,45 et C > 280 l<g

0,15

0.15

0,05

0,10

/ l .' quantité d'addition en substitution.

C : quantité de CPA-CEM i.

A/(A + C) : proportion admissibie.

I< : coefficient de prise en compte de l'addition.

il : indice d'activité à j jours.

La quantité C + tiA est alors la quantité de liant équivalent correspondant à la quantité de ciment définie par l'étude de formulation.

4.1.4. Eau

L'eau doit être conforme à la norme XP P 18-103.

Son origine doit être soigneusement analysée, notamment lorsqu'elle est récupérée par pompage en milieu naturel (risque de présence de détergents, matières organiques, huiles, argile, matières sucrées ou salées, sulfates, etc.). En cas de doute, des essais comparatifs avec de l'eau distillée, sur mortier normal, doivent être réalisés.

4.1.5. Adjuvants

Les adjuvants utilisés doivent être conformes aux normes de la sous-série NF P 18-33... L'attestation de conformité à la norme est donnée par la marque NF ou par une procédure reconnue. Il est interdit d'employer des adjuvants à fonctions multiples, les besoins pour chacune des fonctions pouvant évoluer différemment selon les conditions de déroulement du chantier. Les produits chlorés sont interdits.

Tous les adjuvants utilisés doivent faire l'objet d'une vérification de la sensibilité avec les autres constituants du béton.

• Agent entraîneur d'air

Son emploi est obligatoire. Il permet de garantir la durabilité du béton vis-à-vis du gel et des fondants employés en période hivernale. Il donne, par ailleurs, un bon comportement au béton pendant son transport et sa mise en oeuvre.

• Plastifiant réducteur d'eau

Son rôle est d'améliorer la consistance du béton. Cet adjuvant est déclaré efficace s'il permet de réduire la quantité d'eau d'au moins 10 l/m^ de béton. La réduction de la quantité d'eau qui en résulte permet de diminuer la quantité de ciment ; ce résultat doit être vérifié lors de l'étude de composition {cf. paragraphe 4.3. « Étude de formulation »).

Chapitre 4 • Le matériau béton et les autres matériaux utili

4.2. Performances du béton

Les performances à obtenir dépendent de la nature de l'ouvrage à réaliser, des fonctions de la couche et des moyens de mise en place.

On s'attactie ici à trois caractéristiques principales du béton :

O la résistance mécanique, 0 la résistance au gel et aux fondants, © la consistance.

4.2.1. Résistance mécanique

Essai de compression sur carotte.

La résistance mécanique est qualifiée par la « valeur caractéristique » (norme P 18-010) atteinte à 28 j . Elle est mesurée soit par l'essai de fendage (norme NF P 18-408), soit par l'essai de compression (norme NF P 18-406). En pratique, l'essai de fendage est utilisé pour caractériser le béton destiné aux couches de roulement et l'essai de compression pour le béton réservé aux couches de fondation.

La norme NF P 98-170 prévoit six classes de résistance. Le tableau IV.5. précise les conditions de choix en fonction des travaux.

Pour déterminer la résistance moyenne nécessaire, on se fonde par expérience sur une dispersion courante (rapport de l'écart type à la moyenne) liée à l'outil de production, voisine de 10 %. Ainsi, la valeur moyenne visée pour un béton de classe 5 sera de 3,3 MPa. Pour une excellente production, on peut espérer une dispersion voisine de 7 %.

Si les constituants choisis ne permettent pas d'atteindre la résistance recherchée, plusieurs aménagements sont possibles. On peut :

— utiliser un adjuvant plastifiant réducteur d'eau ; — incorporer des fillers afin d'augmenter la compacité du béton ; — choisir un ciment de classe de résistance supérieure ; — augmenter le dosage en ciment, mais sans dépasser la valeur acceptable au vu des risques de fissuration (360 kg).


TABLEAU IV.5. Guide pour le choix des classes de résistance du béton pour les couches de roulement

Classe de résistance

Résistance caractéristique

à 28 j (MPa)

Fendage

3,3

2,7

2,4

2

1,7

1,3

Résistance moyenne à viser lors de l'étude (MPa)

" spersion lormale

4

3,3

2,9

2,4

2,1

1,6

Dispersion réduite

3,8

3,1

2,7

2,3

2

1,5

Chaussées aéronautiques

Couche de roulement pour trafic supérieur ou égal à T3

Couche de roulement pour trafic inférieur à T3 ; pour un trafic supérieur, il faut prévoir une couche de surface

Pas applicable en couche de roulement

4.2.2. Résistance au gel et aux fondants

La résistance au gel et aux fondants est rattachée à la teneur en air occlus, La quantité d'air occlus nécessaire ne peut se satisfaire ni de la quantité, ni de la forme et de la dimension des vides existant naturellement dans les bétons et qui correspondent à moins de 3 % en volume. Il est indispensable d'augmenter cette quantité en incorporant un agent entraîneur d'air.

L'efficacité de l'air entraîné a été vérifiée lorsque le diamètre de ces bulles est voisin de 0,01 mm et que la distance moyenne entre ces bulles est voisine de 0,2 mm. Cette mesure peut être réalisée sur béton durci par observation d'une face polie. L'expérience a montré que la mesure sur béton frais, à l'aide de l'aréomètre à béton (norme NF P18-353), donne une indication fiable sur l'efficacité des bétons à résister au gel et aux sels de déverglaçage.

La mesure de la teneur en air occlus est effectuée sur le béton frais. Le résultat doit être supérieur à 3 % et inférieur en général à 6 %, car l'excès d'air provoque une chute de résistance.

C'est au moment du malaxage que se forment ces bulles d'air. L'assurance d'arriver à l'objectif visé est donc d'avoir un produit efficace (produit certifié) et un malaxage adapté et constant.

En cas d'utilisation d'un produit non titulaire de la marque de conformité à la norme, il est nécessaire de vérifier le respect du diamètre moyen des bulles d'air et la distance moyenne entre les bulles (facteur d'espacement).

4.2.3. Consistance du béton

La consistance du béton est une propriété requise pour la mise en place du béton ; le choix est généralement du ressort de l'entreprise exécutant les travaux.


On vise en général des consistances inférieures à 5 cm pour l'essai d'affaissement au cône (norme NF P 18-451) et supérieures à 15 s pour l'essai au maniabilimètre LCL (norme NF P 18-452). Il peut exister, en cas d'excès, des effets secondaires néfastes dont certains peuvent s'évaluer en laboratoire (comme la résistance mécanique et la teneur en air occlus), alors que d'autres ne se révéleront que sur cfiantier (comme les affaissements de bord, les accumulations de laitance, les tassements différentiels, etc.). Il faut donc, pour assurer la constance des caractéristiques mécaniques du béton en place, fixer dans le cahier des chiarges les fluctuations admissibles de la consistance. Ces étendues admissibles sont de ± 2 cm pour l'essai d'affaissement au cône et de ± 10 s pour l'essai de maniabilité.

C'est la consistance au moment de la mise en oeuvre qui doit être prise en considération. Aussi, il est normal que la consistance au départ de la centrale puisse être différente de la valeur visée (écart de 1 à 2 cm pour l'affaissement au cône, ou de 5 s au maniabilimètre).

;«so!KMg Etude de formulation

Essai de consistance au cône.

L'étude de formulation du béton revêt une grande importance pour le chantier, car elle permet de :

— tirer le meilleur parti des caractéristiques des constituants utilisés, — rechercher alors les économies possibles, sans remettre en cause la qualité du béton, — pouvoir adapter la conduite du chantier, selon les besoins, — prédire les performances du mélange en place, en cas de dérive de la composition.

L'étude doit conduire à la définition des proportions des différents constituants pour atteindre le niveau de performance recherché tout en restreignant l'amplitude de fluctuation de ces performances, pour des variations de dosage accidentelles. La formule du béton peut être fixée à partir :

— d'une étude spécifique qui, dans ce cas, doit être entreprise au moins trois mois avant le début de bétonnage ; — de résultats antérieurs ayant donné satisfaction pour toutes les performances visées. Il faudra ici effectuer une vérification confirmant que les constituants employés sont rigoureusement identiques à ceux du chantier pris pour référence ; — d'une étude associant les deux approches précédentes, les performances non contrôlées sur le chantier pris pour référence faisant l'objet d'un complément d'étude spécifique.

En pratique, pour lancer une étude de formulation, il est nécessaire de disposer :

— de constituants représentatifs de ceux utilisés sur le chantier visé, — de la définition des performances prévues pour l'ouvrage, en prenant en considération les moyens envisagés pour la mise en oeuvre du béton.

Toute modification des constituants doit conduire à refaire tout ou partie de l'étude.

Le contenu d'une étude de formulation est présenté dans l'annexe 3 « Étude de formulation du béton de ciment ».


Résistance à l'érosion des matériaux de fondation

Pour éviter les conséquences du phénomène de pompage, le matériau de la couche de fondation doit avoir une résistance suffisante à l'érosion que l'on apprécie à partir d'un essai de brossage rotatif avec une brosse métallique en présence d'eau (annexe K de la norme NF P 98-170). Les matériaux correspondants aux différentes classes d'éroda-bilité sont, en général, les suivants ;

• Classe I (non érodable) Béton maigre et béton bitumineux avec un dosage en bitume minimal de 6 ppc.

• Classe II (peu érodable) Grave-ciment enrichie en ciment (4,5 %) et béton bitumineux usuel.

• Classe il! (érodable) Autres graves traitées aux liants hydrauliques.

Eléments métalliques

4.5.1. Goujons

Rôle Le rôle des goujons est d'assurer le transfert d'effort tranchant aux joints, d'abord en combinaison avec les plus gros granulats du béton et ensuite seuls dès que l'engrène-ment par les gros granulats devient insuffisant du fait du retrait du béton et de l'usure de ces granulats dans le temps.

Ces goujons ne doivent pas induire d'efforts mécaniques de traction dans le béton lors des mouvements des dalles liés aux phénomènes de contraction ou d'allongement par effets thermiques ou hydriques. Ils doivent donc pouvoir glisser librement dans leur logement. Pour garantir cette possibilité de glissement des goujons dans le béton, les goujons sont lisses, rectilignes, sans aspérités aux extrémités et enduits d'une fine couche de produit bitumineux ou plastique. C'est également pour cette raison que l'ajustement à la longueur se fait obligatoirement par sciage et ebavurage

Caractéristiques Les goujons sont en acier, de nuance supérieure ou égale à Fe E 240, de diamètre compris entre 20 et 45 mm et de longueur comprise entre 400 et 550 mm selon l'épaisseur de la dalle (tableau IV.6.).

TABLEAU IV.6. Dimensions des goujons utilisés dans les chaussées en béton

(norme NF P 98-170 - Annexe C)

Dimensions des goujons (cm) Epaisseur de la dalle

13

16

21

29

41

cm)

à 15

à 20

à 28

a 40

à 50

Diamètre

2

2,5

3

4

4,5

Longueur

40

45

45

50

55

Espacement

30

30

30

40

45


4.5.2. Fers de liaison des joints longitudinaux

Rôle Le rôle des fers de liaison est de maintenir fermée la discontinuité entre les bandes adjacentes de béton malgré les mouvements liés à la dilatation ou la contraction du béton. Ces aciers n'empêchent pas la fissuration de retrait du béton et limitent l'ouverture de ces fissures, en première approximation, au retrait de la zone de béton désolidarisée de l'acier.

• Caractéristiques Ces fers de liaison sont en acier haute adhérence, généralement de nuance Fe E 400, de diamètre compris entre 10 et 14 mm et de longueur comprise entre 0,6 et un mètre.

La section des fers de liaison, pour 1 m de chaussée en béton, est donnée par la formule :

f X 1 X p S =

Ls avec

— f : coefficient de frottement du revêtement sur son support (on prend le plus souvent f = 1,5), — 1 : distance minimale séparant le joint du bord libre de la chaussée (un joint liaisonné n'est pas un bord libre), — L3 : la contrainte admissible dans l'acier (prise égale à 75 % de la limite élastique), — p : le poids de 1 m^ de la couche.

Soit pour une dalle de 20 cm d'épaisseur, des fers de diamètre 12 mm, de 0,6 m de longueur, espacés d'un mètre.

4.5.3. Armatures de béton armé continu

• Rôle Le rôle des armatures est de répartir la fissuration de retrait du béton de façon que ces fissures soient, au bout de plusieurs années d'usage de la chaussée, distantes de 1 m environ et que leur ouverture soit la plus faible possible. En général, cette ouverture est inférieure à 0,5 mm au niveau de l'armature (à la surface de la chaussée, cette ouverture peut apparaître supérieure, mais il arrive le plus souvent que cet aspect soit en fait dû à des épaufrures de surface). Cette ouverture, comme pour les fers de liaison, correspond au retrait de la zone de béton désolidarisée de l'acier.

• Caractéristiques Ces armatures sont de deux types :

— soit des ronds à béton, de diamètre nominal 14 à 20 mm (généralement 16 mm) constitués d'acier haute adhérence, de nuance Fe E 500, — ou des plats crantés, de dimensions 40 x 2,55 mm ou 50 x 2,55 mm (épaisseur nominale), de nuance Fe E 800.

La section d'armatures est définie par la possibilité de reprise des efforts de retrait du béton par l'acier, ce dernier restant dans le domaine élastique. En pratique, pour les aciers précités, on retient :

— pour les ronds à béton (diamètre = 16 mm) : un rapport des sections acier/béton de 0,67 %,

[ ^ M — pour les plats crantés : 0,41 % (0,41 ~ 0,67 x 500/800).


Plat cranté pour béton armé continu, (en haut : ancien profilé , en bas : nouveau plat), (source : Sollac).

L'attention est attirée sur le fait que l'espacement entre deux armatures contiguës doit être supérieur à trois fois la dimension du plus gros des granulats du béton, ce qui peut limiter la taille du plus gros gravillon {cf. paragraphe 4.1 « Constituants du béton »),

• Comportement Les cinq paramètres les plus importants régissant le comportement de l'armature dans le béton sont :

— le rapport des sections acier-béton, — la limite élastique de l'armature, — le retrait potentiel maximal du béton, — la résistance mécanique du béton, — l'adhérence du béton sur l'armature.

C'est la conjugaison de ces cinq paramétres qui permet d'assurer le fonctionnement et la durabilité des chaussées en béton armé continu. En plus des prescriptions et des spécifications déjà citées, il est recommandé de prévoir l'emploi d'armatures faisant l'objet d'une certification. Si ce n'est pas le cas, il faut réaliser, d'une part, les essais courants caractérisant les performances de l'acier et, d'autre part, un essai d'adhérence acier-béton. Cet essai dit « essai ABA » est décrit par la norme expérimentale XP P 98-249-1. L'adhérence acier-béton est caractérisée par un coefficient appelé MORE 0,5E dont la valeur dépend à la fois de l'acier et du béton. Ce coefficient doit être supérieur à 0,75 (valeur retenue en 1996 à titre provisoire) pour satisfaire aux exigences du béton armé continu.

4.6. Produits pour joints

Les produits pour joints ont pour objectif de limiter, autant que faire se peut, les infiltrations d'eau et d'empêcher la pénétration de corps étrangers risquant de provoquer, lors des mouvements de dalles, des éclatements en bord de joint. En particulier, pour cette seconde raison, tous les joints d'une chaussée en béton doivent être garnis


Vis-à-vis de l'étanchéité, on considère que les produits sont efficaces en moyenne cinq ans. Cette durabilité dépend de la qualité du produit, de sa mise en place ainsi que du trafic lourd et de l'amplitude des battements de dalle. Pour atteindre cette durabilité, il est indispensable que :

Produit d'étanchéité Fond de

joint

La preseï le joint dans la situation (2) I los t'iioils de traction sur le produit de

Fig. 4.1- Garnissage des /oints.

— les produits utilisés satisfassent les exigences des normes de la sous-série NF P 98-28.., en particulier pour la résistance à la fatigue, au cisaillement, à la traction, au vieillissement et aux agents chimiques ; — la surface d'application soit propre ; — le produit pénètre sur au moins 2 cm de profondeur dans le joint et qu'il adhère aux lèvres du joint (cas des produits coulés).

Il existe différents types de produits pour joint.

Les produits coulés à chaud Ce sont les produits les plus couramment employés.

Les produits coulés à froid Leur emploi impose l'utilisation d'un primaire d'accrochage dont le rôle est primordial dans la tenue du joint dans le temps.

• Les produits préformés ou profilés Ces produits sont peu utilisés sur les chaussées à fort trafic de crainte de les voir remonter avec les mouvements relatifs des dalles. Ils sont utilisés sur les aéroports.

Pour limiter les efforts de traction sur les produits coulés (fig. 4.1.), il est important que ces produits ne soient collés que sur les surfaces latérales du joint. On emploie, pour cela, un « fond de joint » (une simple cordelette du diamètre de l'ouverture du joint) qui fait écran.

4.7. Produits de protection de surface

Lors de la mise en œuvre, le béton est un produit presque saturé d'eau et la chaussée se trouve dans un milieu beaucoup plus sec qui aura naturellement tendance à s'hydrater au détriment du béton. La surface de la dalle est très grande pour son épaisseur, elle représente un véritable échangeur d'humidité pour son environnement. La quantité d'eau introduite dans le béton est une quantité minimale, aussi tout départ d'eau doit être considéré comme un manque ultérieur pour l'hydratation du ciment. C'est la surface de la dalle qui se ressentira en premier de tout départ d'eau, or c'est cette surface qui sera la partie de la chaussée la plus sollicitée par le trafic.

C'est pour ces raisons que le maître d'oeuvre doit être particulièrement vigilant sur la cure des bétons. Il faut choisir correctement les produits et respecter les règles d'application (moment d'application et durée de maintien ; cf. chapitre 6 « Mise en oeuvre »).

Deux types de produits sont couramment utilisés pour protéger le béton contre la dessiccation, la feuille de polyéthylène et les produits de cure.

• La feuille de polyéthylène La feuille de polyéthylène ne doit pas présenter de discontinuité (trou ou déchirure). Ses dimensions doivent être suffisantes pour couvrir totalement (plan supérieur et flanc) la couche de béton.


Chaussée protégée par une feuille de polyethylene pendant la cure.

• Les produits de cure Les produits de cure doivent répondre aux spécifications d'efficacité mesurées conformément à la norme NF P 18-370. Le coefficient de protection du béton frais doit être au minimum de 90 % à 6 h et de 85 % à 24 heures.

Il est recommandé d'employer des produits faisant l'objet d'une certification.

Retardateurs de surface

Les produits utilisés sont des produits d'entreprise ; il n'y a pas de norme de définition ou de performances. Ce sont des produits liquides que l'on répand sur la surface de la couche de béton afin de réaliser ultérieurement son dénudage. Le retardateur ralentit la prise du mortier de surface et permet ainsi de mettre à jour les gravillons présents en surface par enlèvement de la partie de mortier retardé. Le moment de réalisation du dénudage dépend du produit employé, de son dosage, de la température et de la rugosité recherchée. C'est au cours de l'épreuve de convenance de repandage que les divers paramètres, dosage et moment d'intervention, sont fixés.

L'efficacité du retardateur peut être remise en cause par les effets de dessiccation. Aussi, il est important de réaliser une protection de surface (généralement avec une feuille de polyethylene) de la couche sur laquelle est répandue le retardateur. Il faut noter que, actuellement, aucun produit ayant la double fonction cure et retardateur n'a donné satisfaction pour assurer correctement celles-ci.

Géotextile drainant

Avec les structures à dalle sans fondation, le drainage sous la chaussée peut être assuré par un géotextile composite (cas sur l'autoroute concédée A26). L'efficacité de ces géotextiles, vis-à-vis du pompage, semble cependant moindre que celle de graves creuses drainantes non érodables.


Dans cet emploi, le géotextile assure deux fonctions :

— de drainage (par l'âme drainante du géotextile) des eaux d'infiltration vers les exu-toires ; — de filtre (par les textiles extérieurs) pour éviter la pollution de l'âme drainante par les fines du sol support ou la laitance du béton.

Le choix du polymère doit tenir compte du contact du géotextile avec des matériaux traités au ciment. Ainsi, en l'absence d'étude de durabilité, l'emploi de polyester au contact de matériaux à pH supérieur à 9 est fortement déconseillé.

Pour assurer ces fonctions, le géotextile doit posséder un certain nombre de caractéristiques fonctionnelles et de caractéristiques mécaniques déterminées selon un ensemble de normes de la série NF G 38-0...

À défaut d'une large expérience, on indique, ci-après, à titre d'illustration, les caractéristiques du géotextile employé dans le cas de l'autoroute A26 (100 % polypropylène).

• Ame drainante — transmissivité (norme NF G 38-018) : 5 10 m /s sous 200 kPa, — porométrie (norme NF G 38-017) comprise entre 200 et 300 microns, — compressibilité : déformation inférieure à 0,02 mm sous 100 000 chargements entre 0,01 et 0,04 MPa.

• Filtres — porométrie inférieure à 100 microns côté sol et à 250 microns côté béton, — résistance au déchirement (norme NF G 38-015) supérieure à 1 kN dans les deux directions.

• Composite — résistance à la traction (norme NF G 38-014) supérieure à 16 kN/m dans les deux directions, — allongement à l'effort maximal (norme NF G 38-014) supérieur à 30 %.

Guide technique


Chapitre

_ Fabrication Q du béton

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Chapitre 5 • Fabrication du béton

Sommaire

5.1. Approvisionnement et stockage des constituants

5.1.1. Aire de stockage et de fabrication

5.1.2. Granulats

5.1.3. Ciment et additions de matières sèches

5.1.4. Additions de matières humides

5.1.5. Eau

5.1.6. Adjuvants

5.2. Centrales de fabrication

5.3. Transport du béton

67

67

68

68

68

68

69

69

70


5.1. Approvisionnement et stockage des constituants

5.1.1. Aire de stockage et de fabrication

Le guide technique Stockage des granulats - Aires de stockage [3] présente les règles à respecter en matière d'aménagement et de gestion des aires de stockage. Rappelons que l'aire de stockage et de fabrication devra être, à chaque cas, adaptée au volume de stockage préalable de granulats et avoir la surface nécessaire pour la centrale et la circulation des camions (tableau V.1.). La superficie et l'aménagement des aires de stockage, les moyens utilisés et les modalités prévues pour la constitution des stocks ne devront pas modifier la qualité des granulats. L'attention est attirée sur les points particuliers suivants :

éviter la pollution des stocks par : — l'aménagement adéquat des pistes et des zones de stockage, — leur nettoyage par des matériels distincts de ceux affectés à l'approvisionnement des trémies de la centrale ;

éviter l'évolution granulométrique et la ségrégation en limitant : — les hauteurs de chute au gerbage, — le roulage des camions sur les stocks.

Aire de stockage et de fabrication. Vue d'ensemble.

Tableau V.1. Surfaces Indicatives minimales pour les aires de stockage et de fabrication

(cas d'un chantier de 10 l<m de chaussée avec approvisionnement des granulats de la dalle de béton en une fois)

Nombre de voies

1

2

3

Quantité de béton par Jour

900

1 450

1 750

Capacité centrale

125

200

250

Aire pour centrale

2 000

3 500

5 000

Aire de stockage

4 000

6 500

10 000

Aire totale

6 000

10 000

15 000


L'implantation sera étudiée de façon à permettre l'approvisionnement sans gêne des constituants et à ce que le temps de transport du béton fabriqué soit minimal {cf. paragraphe 5.3. « Transport du béton »).

5.1.2. Granulats

Lors de l'établissement du projet, le maître d'oeuvre doit envisager les sources prévisibles de matériaux en tenant compte des possibilités des installations existantes, tant en quantité qu'en qualité, des distances et des modes de transport (route, rail, eau).

La quantité des granulats stockée au démarrage du chantier est fixée en fonction de la capacité probable de production de la carrière ou de la ballastière et de la cadence de mise en œuvre prévue pour les travaux. Il est généralement souhaitable de réaliser un approvisionnement préalable représentant au moins 50 % de la quantité totale de granulats nécessaire.

5.1.3. Ciment et additions de matières sèches

La cimenterie retenue doit avoir une capacité de production et de livraison compatible avec la cadence des travaux. En principe, le ciment proviendra d'une seule cimenterie. Si différentes provenances s'avèrent nécessaires, aucun mélange ne peut être toléré.

Pour un rendement moyen, on doit prévoir un stockage en centrale correspondant à un jour de fonctionnement. Ce stockage pourra être réduit, dans des cas particuliers (par exemple, si le temps de transport cimenterie-chantier est inférieur à 3 h). L'entrepreneur devra indiquer les dispositions phses pour éviter toute rupture de stock et assurer le respect du Plan d'Assurance Qualité (PAQ).

Dans le cas d'additions de matières sèches (cendres volantes, par exemple), leurs conditions d'approvisionnement et de stockage doivent être identiques à celles du ciment, en particulier en ce qui concerne la protection contre les risques d'humidification.

5.1.4. Additions de matières humides

Les matières humides (cendres volantes humides) donnent souvent des boulettes qu'il convient d'éviter de produire (en les introduisant avec les gravillons, par exemple) ou de détruire (avec un émetteur, par exemple).

Ces matières peuvent être stockées comme le sable ; leur teneur en eau doit être déterminée et prise en compte.

5.1.5. Eau

La quantité d'eau nécessaire au bon déroulement du chantier (eau pour le mélange, eau pour le lavage des camions, eau de sciage, etc.) correspond à environ trois fois la quantité d'eau introduite dans le béton (soit 500 I à peu près pour un mètre cube de béton produit).

Lors de la préparation du chantier, on étudiera donc particulièrement les possibilités d'approvisionnement et de stockage éventuel.


5.1.6. Adjuvants

ils sont habituellement approvisionnés en vrac ou en conteneurs.

Les moyens de stockage en centrale doivent éviter tout risque de mélange de produits, de pollution de la nappe phréatique ; les produits réputés sensibles au gel doivent être protégés.

Dans le cas où des dilutions des produits sont faites sur chantier, le mélange doit être maintenu en agitation pour prévenir toute décantation.

5.2. Centrales de fabrication

La centrale est située sur l'aire de stockage à proximité immédiate des granulats. L'organisation de cette aire, le plan de circulation des camions d'approvisionnement et de transport du béton ainsi que le trajet des chargeuses doivent être soigneusement étudiés, les dispositions retenues sont à indiquer dans le Plan d'Assurance Qualité (PAQ).

Les centrales de fabrication du béton doivent être conformes à la norme NF P 98-730. Elles peuvent être de deux types.

• Centrales mobiles de chantier de fabrication continue ou discontinue La Direction de la sécurité et de la circulation routières (DSCR) a publié, sur proposition de la Commission du matériel, une liste d'aptitude des centrales de fabrication [5].

• Centrales de béton prêt à l'emploi Elles sont utilisées dans le cas de chantiers plus petits. Il existe, à ce sujet, une liste d'aptitude publiée par la Direction des affaires économiques et internationales (DAEI) [7].

La centrale sera au moins de classe B ou de classe C en fonction de l'importance du chantier. Le débit de la centrale doit être suffisant [cf. tableau V.1.).

Alimentation de la centrale par les diverses fractions granulaires.


5.3. Transport du béton

Les temps de transport à respecter en fonction des conditions de température sont différents selon les matériels employés. Pour une température inférieure ou égale à 20 °C, le temps de transport doit être limité à 90 min avec une bétonnière portée et à 45 min avec un camion-benne. Pour une température plus élevée, ce temps doit être réduit {cf. encadré).

Dans le cas de l'utilisation d'un retardateur de prise, le temps de transport est défini à partir d'une étude déterminant l'évolution de la consistance du béton dans le temps [cf. annexe F de la norme NF F 98-170).

Seules les bétonnières portées permettent l'incorporation d'un ajout liquide à l'arrivée sur le lieu de livraison du mélange. Cet ajout doit être introduit en une seule fois avant tout déversement de béton et doit être suivi d'une agitation, par rotation de la cuve à une vitesse au moins égale à 12 tour/min, pendant au moins 5 minutes.

Le maître d'oeuvre doit vérifier que le nombre d'engins affectés au transport du béton assure une alimentation régulière de la machine de répandage [cf. encadré).

L'itinéraire doit être soigneusement étudié afin que les transports de béton ne puissent pas être perturbés et ne perturbent pas eux-mêmes la circulation locale. On doit également étudier les possibilités de manœuvre des camions, ceux-ci devant se présenter en marche arrière devant la machine de répandage et les alimentateurs.

Il faut enfin tenir compte de l'âge et de la résistance des couches de chaussée avant d'y permettre la circulation des camions chargés.

ou

VERIFICATION DES MOYENS DE TRANSPORT DU BETON

O La diminution du temps de transport, pour une température ambiante supérieure à 20 "C, peut se faire en appliquant les coefficients approximatifs suivants : - bétonnière portée : diminution de 5 min/"C, - benne : diminution de 3 min/"C.

0 En se basant sur un temps d'arrêt de 12 min à la centrale, de 8 min à la machine à coffrage glissant et pour une vitesse moyenne de 50 km/fi, le nombre thiéorique des camions N peut être estime à partir de la formule :

N T

eu X n avec n (entier) =

0,33 + 0,04d

- T = production journalière de la macfiine à coffrage glissant (en tonne), - CU= charge utile du camion (en tonne), - h = nombre d'heures de travail des camions, - d = distance moyenne entre la centrale et la machine à coffrage glissant (en km).

Les valeurs de ce calcul pourront être ajustées après les premiers jours de chantier.

Le temps de vidange des bétonnières portées est généralement de plus de 15 min. Il faut encore compter le temps de rotation inverse à grande vitesse, de 15 à 20 s, nécessaire avant le début du déchargement.

Guide technique


Chapitre Mise en œuvre

Chapitre 6 • Mise en œuvre

Sommaire

6.1. Méthode de répandage

6.1.1. Guidage

6.2. Traitement de surface

75

75

6.1.2.

6.1.3.

6.1.4,

6.1.5.

6.1.6.

Répandage

• Préparation du support • Déchargement des camions • Utilisation d'un alimentateur • Alimentation directe • Vitesse de mise en œuvre • Arrêts de chantier • Cas des chaussées présentant

une forte pente

Influence des conditions météorologiques

Betonnage par temps chaud et/ou par temps sec

• Betonnage par temps froid • Betonnage par temps humide ou orageux • Betonnage par grand vent

Tenue des bords de dalle

Mise en place des goujons

• Joints longitudinaux • Joints transversaux

Mise en place des fers de liaison m Joints sciés • Joints de construction

76

76 76 76 76 77 77 77

78

78

78 79 79

79

79

79 80

81 81 81

83

Modes de traitement

. Passage d'une toile de jute •k Striage du béton frais • Dénudage chimique du béton

(béton désactivé) • Béton clouté (réservé à la petite voirie) • Rainurage transversal • Grenaillage

83

83 83 83

83 83 85

Cure du béton frais 85


6.3. Joints des structures de chaussée en dalles


• Joints transversaux • Joints longitudinaux


_ Joints transversaux de construction • Joints longitudinaux de construction • Joints de dilatation

6.3.3. Matériel de sciage dans le béton durci

6.3.4. Garnissage des joints

6.4. Cas du béton armé continu (BAC)

6.4.1 Pose des aciers • Aciers longitudinaux • Aciers transversaux

6.4.2. Joints transversaux de construction

85

85

85 86

86

86 87 87

88

90

90

Machine à coffrage glissant.

Guidage sur fil

Guidage avec plan laser.


Les chaussées en béton sont généralement réalisées par des machines à coffrage glissant. Toutefois, pour de petits chantiers ou des sections particulières, le béton peut être mis en œuvre entre coffrages fixes, avec une machine roulant sur les coffrages ou manuellement, la vibration étant assurée à l'aide d'aiguilles vibrantes.

6.1. Méthode de répandage

Dans la construction de routes, seules les machines à coffrage glissant (matériel de type C de la norme NF P 98-170) permettent, en section courante, de répondre à la fois aux exigences (densité, uni, etc.) et aux cadences d'exécution recherchées. La suite ne concerne que les machines à coffrage glissant.

Le principe des machines d'exécution est le suivant :

— la largeur de travail varie de 3 à 15 mètres, — le châssis principal est supporté par deux, trois ou quatre chenilles par l'intermédiaire de vérins, — la machine est asservie en direction et nivellement, — le béton est moulé entre la couche de fondation, les coffrages latéraux et le coffrage supérieur, — la répartition du béton est assurée par un chariot, ou par une double vis sans fin.

La mise en œuvre se fait par vibration à l'avant de la machine (pervibrateurs, tubes vibrants). La puissance de la vibration est réglée en fonction de la maniabilité du béton.

Il est recommandé d'utiliser les machines à coffrage glissant figurant sur la liste d'aptitude établie par la Direction des routes [6].

6.1.1. Guidage

Les références possibles pour le guidage sont les suivantes :

— le support, mais cette solution n'est plus utilisée qu'exceptionnellement ; — la couche adjacente, mais dans ce cas la machine reproduit les défauts d'uni de grandes et moyennes longueurs d'onde ; — un ou deux fils tendus sur des potences ; — un plan laser.

Si le chemin de roulement de la machine de répandage sert de référence au guidage, son niveau d'uni doit être au moins égal à celui exigé pour la couche à répandre.

Si la référence de guidage est constituée de la couche de chaussée adjacente, celle-ci est brossée avant le passage du palpeur.

Si la référence de guidage est composée d'un fil placé latéralement, il est supporté par des potences dont l'espacement est au maximum de 10 m en partie droite et de 5 m dans les virages dont le rayon est inférieur à 2 000 m. La tension du fil est telle qu'il ne doit pas présenter de flèche supérieure à 3 mm sous une charge de 50 g placée à égale distance de deux potences successives.

Dans le cas d'un support déformé, il faut s'assurer que :

— les épaisseurs minimales sont en tout point respectées ; — les zones présentant des surépaisseurs sont repérées afin d'adapter la profondeur du sciage.


6.1.2. Répandage

• Préparation du support

Il est recommandé d'arroser le support de la couche de béton afin :

— d'éviter le départ d'eau du béton par succion ; — de refroidir, si besoin est, par temps chaud, la couche support.

• Déchargement des camions

L'entreprise doit disposer d'un agent devant la machine à coffrage glissant ; celui-ci agit en liaison avec le conducteur de cette dernière pour commander le placement et la vidange des camions. En principe, sur une chaussée de 6 à 8 m, la vidange se fait par deux camions côte à côte. Le support doit être capable de supporter sans dommage la circulation des camions.

K Utilisation d'un alimentateur

Lorsque les conditions de chantier (élargissement de chaussées) ne permettent pas d'alimenter la machine à coffrage glissant directement, le béton est déversé dans un alimentateur.

Le béton doit être distribué sur toute la largeur de la machine. La hauteur de chute du béton ne doit pas provoquer de ségrégation.

Dans le cas du béton armé continu, l'utilisation d'un alimentateur frontal ou latéral est impérative du fait de la présence des armatures.

• Alimentation directe

Le béton est répandu directement devant la machine. Il est important, vis-à-vis de l'uni notamment, que la charge de béton à l'avant de la machine soit régulière et adaptée.

Chargement avec alimentateur frontal.

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Chargement avec alimentateur latéral

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Vue avant. vue arrière.

• Vitesse de mise en œuvre

L'énergie de vibration et le temps pendant lequel elle est appliquée au béton permettront d'évacuer l'air présent dans le béton foisonné et détermineront la compacité. Il est recommandé que, au cours du chantier, la vitesse d'avance de la machine à coffrage glissant ne dépasse pas de 30 % la vitesse retenue lors de l'épreuve de convenance, tout en restant inférieure à 2 m/min pour le béton de revêtement.

• Arrêts de chantier

En cas d'interruption de l'approvisionnement, le conducteur de la machine de répan-dage doit prendre immédiatement les dispositions nécessaires pour réduire la cadence de mise en œuvre de sorte que la machine s'arrête le moins souvent possible. Si l'interruption est de courte durée, la machine doit être arrêtée avant que le niveau du béton dans le bac ne laisse apparaître les vibrateurs.

Dans le cas où l'arrêt d'approvisionnement dépasse 1 h 30 min (pour une température de l'ordre de 20 "C), et à l'arrêt de betonnage de fin de journée, l'entreprise doit réaliser un joint de construction.

En cas d'interruption prolongée de l'atelier de mise en oeuvre, le contenu des camions en attente est mis en décharge si l'ouvrabilité du béton est jugée insuffisante pour obtenir une mise en œuvre correcte.

On peut utiliser du béton retardé pour résoudre des cas particuliers, comme des arrêts programmés de quelques heures.

•* Cas des cliaussées présentant une forte pente

Lorsque la pente longitudinale dépasse 4 %, il est fortement conseillé d'effectuer la mise en œuvre dans le sens de la montée pour éviter la formation de fissures de traction en surface.


6.1.3. Influence des conditions météorologiques

La cure du béton est nécessaire dans tous les cas. Les conditions atmosphériques ayant une action sur la vitesse d'évaporation de l'eau du béton, il faut adapter en conséquence les modalités de cure. La figure 6.1. reproduit les propositions de l'annexe 0 de la norme NF P 98-170.

• Bétonnage par temps chaud et/ou par temps sec

Le béton avant mise en place est à une température inférieure à 30 "C. Si la température ambiante est supérieure à 20 °C ou si l'hygrométrie est inférieure à 50 %, des précautions particulières sont prises :

— l'heure de début de bétonnage est retardée en fonction de la vitesse de réaction du ciment utilisé, pour éviter que le dégagement de chaleur lié à l'hydratation du ciment ne se produise au moment des fortes chaleurs ; — la cure du béton est renforcée jusqu'à un dosage double de celui prévu pour les conditions courantes ; — on peut également protéger le béton à l'aide de non-tissés arrosés régulièrement.

k Bétonnage par temps froid

La température du béton avant mise en place doit être supérieure à 5 °C. Si la température ambiante est inférieure à 5 °C, tout en restant positive, une protection particulière.

Température extérieure ( C) 45

5 10 15 20 25 30 Température de l'air (°C) Vitesse du vent (km / h)

40

•TS

30

25

20

15

10

5

0

-

f '

Siros danger ngée nécessaire

^ ^

Risque ure nécessaire 3 à 5

1 / 1

/

Prudence Cure souhaitable

1

25 50 75 100 Humidité relative de l'air ambiant (%)

Fig. 6.1. - Adaptation des modalités de cure dans les cas de conditions atmosptieriques évaporantes (annexe O de la norme NF P 98-170).


comme par exemple une feuille de polyéthylène renforcée, est à prévoir. S'il y a des risques de gel dans les 24 h qui suivent la mise en place du béton, le chantier doit être arrêté au moins 6 h (à adapter selon la cinétique d'hydratation du ciment - fin de prise par exemple) avant le moment estimé du passage à 0 °C. La protection doit être suffisamment efficace pour éviter le gel du béton et être laissée jusqu'à ce que le dégagement de chaleur, lié à l'hydratation du ciment, maintienne le béton à une température positive.

• Bétonnage par temps humide ou orageux

il faut prévoir un dévidoir avec un rouleau de polyéthylène derrière la machine de répandage. En cas de risque de pluie, cette feuille de protection et des coffrages légers permettent de protéger la surface de la dalle et de maintenir les bords en place,

• Bétonnage par grand vent

Par vent fort (supérieur à 6 m/s), il est préférable d'arrêter le chantier. S'il est nécessaire de le poursuivre, la cure de béton est renforcée jusqu'à un dosage double de celui prévu dans les conditions courantes.

6.1.4. Tenue des bords de dalle

La qualité des bords de dalle dépend en grande partie de la régularité de fabrication du béton, de l'avancement de la machine de mise en œuvre et de la position de l'aiguille vibrante du bord de dalle. Une possibilité de réglage existe au niveau des coffrages latéraux. L'affaissement admissible usuel est de 1 cm et de 0,5 cm quand il est prévu un élargissement ultérieur.

Les bords de la dalle doivent être à arête franche.

6.1.5. Mise en place des goujons

La position des goujons ne doit pas s'écarter en tout point de la position théorique de plus de :

— 2 cm verticalement par rapport à la surface supérieure de la dalle, — 2 cm latéralement par rapport à l'axe longitudinal de la chaussée.

• Joints longitudinaux

' Mise en place dans le béton durci Le goujon est scellé avec un mortier sans retrait ou une résine dans un forage exécuté dans le béton durci.

Mise en place par la machine de mise en œuvre On peut utiliser un système mécanique qui enfonce le goujon dans la couche de béton à l'état frais avant sa sortie du moule.


Fiq ti.:^ - Pnnu^t support dr qati/ons

7=mi Insertion automatique des goujons

Distributeur des gaulons.

Armatures longitudinales de consolidation pour le transport Doivent être coupées '' luste avant le bétonnage

Goujons

orrection de l'état de surfaa

B Joints transversaux

Mise en place sur paniers Les goujons sont installés à l'avancement sur des supports appelés paniers qui les maintiennent en position pendant le bétonnage. La conception de ces paniers doit être telle qu'elle ne crée pas de liaison entre les dalles au niveau des joints. Il s'agit généralement d'aciers 0 6 sur lesquels les goujons sont attachés par ligatures ou bloqués par coincement. Les paniers sont eux-mêmes fixés sur la fondation précisément à l'emplacement des joints (fig. 6.2.).

Pour la mise en œuvre du béton, si l'on n'utilise pas d'alimentateur latéral, les paniers sont disposés juste à l'avant de la machine. Au moment où elle arrive au joint, on fixe les paniers au sol. Il y a lieu ensuite de prendre des précautions afin de ne pas les écraser lors du déchargement du béton.

Mise en place par la machine de mise en œuvre Il existe plusieurs systèmes s'adaptant sur les machines à béton. Ils distribuent les goujons à leur place, les enfoncent par vibration dans la couche mise en oeuvre ; une poutre rectifie ensuite le profil en éliminant l'excès de béton résultant du volume des goujons. La mise en œuvre a lieu sans arrêter la machine, sans gêner l'alimentation de béton et donc la production. On peut constater toutefois une perturbation plus ou moins marquée de l'uni.


6.1.6. Mise en place des fers de liaison

La position des fers de liaison ne doit pas s'écarter en tout point de plus de 2 cm de leur position tfiéorique.

• Joints sciés

Il existe des systèmes mécaniques d'introduction des fers de liaison sur la machine à béton. Les fers sont introduits à l'avant de la machine, derrière les vibreurs, dans la zone où le béton perd sa consistance liquide.

D'autres procédés sont également utilisés : treillis métallique déroulé à l'avant de la machine ou systèmes analogues utilisant des chaînettes.

• Joints de construction Les solutions sont analogues à celles décrites pour les goujons. Cependant, dans le cas des goujons, l'enfoncement se fait avec vibration pour écarter les gros granulats, alors que. pour les fers de liaison (de diamètre inférieur), une pression suffit. Les fers de liaison plus longs que les goujons sont souvent introduits coudés à l'équerre. Ils sont redressés au moment de la construction de la voie adjacente.

Insertion de fers de liaison avec une presse hydraulique.


DEFAUTS DETAT DE SURFACE

À la sortie du coffrage, la surface du béton devrait être lisse et fermée. On peut constater quelquefois des défauts de surface se présentant sous une des formes suivantes : trous, fissures ou arrachements.

Les trous résultent de la vibration du béton, les aiguilles vibrantes sont soit mal placées par rapport à la plaque supérieure du moule, soit trop faibles en puissance. Certains trous (forme à fond plat) proviennent de bulles d'air qui ont été bloquées sous la table. Ces défauts n'ont aucun caractère de gravité et seront effacés par le traitement de surface.

Les fissures, quand elles se produisent, sont largement ouvertes, de courte longueur et orientées selon une direction privilégiée (perpendiculaire au sens de la plus grande pente). Ce défaut est généralement constaté dans les rampes de pente élevée et résulte d'une traction exercée par le coffrage (par frottement) sur le béton. Une réduction de la vitesse d'avancement permet le plus souvent de faire disparaître ce défaut. Le talochage ne permet pas de corriger ce défaut, il ne fait que le cacher.

Les arrachements se traduisent par des trous affectant une grande partie de la surface et/ou des angles mal formés aux coins de dalle. Ce phénomène est caractéristique d'une vibration insuffisante ; les aiguilles vibrantes sont mal placées par rapport au moule, ou leur nombre est insuffisant, ou enfin leur alimentation est trop faible.

La lisseuse longitudinale à déplacement transversal (« super smoother ») disposée derrière la machine à coffrage glissant permet d'effacer les défauts isolés tels que trous dus aux bulles d'air, marques résultant d'un arrêt de répandage, etc. En aucun cas. elle ne peut corriger un défaut de réglage de la machine de répandage ou un manque de vibration.

Cette lisseuse, dont le réglage doit être effectué avec la plus grande attention, entraîne une légère quantité de laitance ; son emploi est ainsi déconseillé dans le cas d'un traitement de surface par dénudage.

/_/.•,.•,!.'«.se ,1 déplacement transversal.


6.2. Traitement de surface [cf. normes NF P 98-170 et NF P 98-245-2)

La plupart des traitements produisent des fines, il est conseillé de protéger les drainages en place et d'assurer la récupération de ces fines.

6.2.1. Modes de traitement

I Passage d'une toile de jute

Ceci donne à la surface du béton un aspect plus régulier et plus rugueux. L'humidification de cette toile doit être permanente. Le passage de la toile de jute est réalisé quel que soit le traitement de surface ultérieur.

t Striage du béton frais

II peut être effectué de différentes façons, par passage de balais à poils fins, à gros poils ou d'un râteau. Il est transversal ou légèrement biais.

r Dénudage chimique du béton (béton désactivé)

On utilise un produit retardateur de prise répandu à la surface du béton frais. Quelques heures plus tard, suivant la température, on vient éliminer, par brossage et/ou par lavage à l'eau sous pression, le mortier dont la prise a été retardée. Il est indispensable de réappliquer un produit de cure après la désactivation.

striage par balayage transversal du béton frais. Aspect de surface après dénudage chimique et brossage.

• Béton clouté (réservé à la petite voirie)

Le cloutage est réalisé derrière la machine à coffrage glissant par répandage et par enchâssement de gravillons suivi ou non d'un dénudage.

• Rainurage transversal

Le rainurage est exécuté à l'aide d'une machine équipée d'un tambour portant des disques diamantes espacés à la demande. Le rendement est faible, une machine peut traiter par jour de 300 à 500 ml de chaussée sur une voie.


K Grenaillage

Cette techinique consiste à projeter à vitesse élevée sur la surface du béton une fine grenaille d'acier qui est récupérée et recyclée. L'abrasion du mortier dégage la partie supérieure des granulats qui, soumis aussi à l'effet du grenaillage, se trouvent nettoyés et dépolis. Le rendement peut atteindre jusqu'à 10 000 m /j. La tecfinique permet de maîtriser l'amplitude de la macrotexture ainsi créée.

6.2.2. Cure du béton frais

Le répandage du produit de cure ou la mise en place d'une feuille de polyétfiylène sur la dalle, y compris les flancs, se fait après traitement de surface, en général moins d'une demi-fieure après la mise en oeuvre du béton.

Dans le cas du béton dénudé, la première cure est souvent réalisée en déroulant une feuille de polyéttiylène sur le produit retardateur, on doit réaliseï ; immédiatement après l'opération de dénudage.

Vue d'ensemble de l'atelier avec derrière la machine à coffrage glissant : le passage de la toile de jute, la pulvérisation du produit de cure et le déroulage de la feuille de polyéthyléne.

6.3. Joints des structures de chaussée en dalles


Des amorces de fissuration sont pratiquées pour éviter que le retrait du béton de ciment n'engendre une fissuration anarchique.

• Joints transversaux

L'amorce de fissuration peut être réalisée soit dans le béton frais, soit plus couramment dans le béton durci.


Sciage d'un joint.

' Amorce dans le béton frais (chaussée de petite voirie) Les joints moulés par réservation sont utilisés quand les critères d'uni et l'importance du trafic le permettent. Ce sont des profilés en plastique, ou en bois compressible. Les joints sciés sur une profondeur réduite à 1 ou 2 cm dans le béton frais sont une solution peu pratiquée en France.

' Amorce dans le béton durci Elle est effectuée entre 6 et 36 h après le coulage selon les conditions de chantier par sciage d'une largeur de 3 à 5 mm et d'une [jiuiuiiucui cuiiipiise t-riKu tu qudtt (granulats siliceux) et le cinquième (granulats calcaires) de l'épaisseur de la dalle. Le suivi de la fréquence de l'ouverture des joints donnera une indication sur l'adaptation du matériel et de la période de sciage (norme NF P 98-170, paragraphe 7.6.2.).

Dans le cas des dalles goujonnées, la précision de l'implantation des joints transversaux par rapport à la ligne milieu des goujons est de 5 centimètres.

Joints longitudinaux

Ils peuvent être réalisés de diverses façons :

— une amorce est faite dans le béton frais par moulage ou par l'introduction d'un profilé qui peut assurer également l'étanchéité du joint, — par sciage dans le béton frais, — par sciage dans le béton durci, à la même profondeur que les joints transversaux, dans un délai de 24 à 48 h selon les conditions climatiques qui régnent au moment de la mise en œuvre du béton.

Insertion d'un profilé pour réaliser le joint longitudinal.

0 , ( 1

Coulage initial Coulage suivant

Fig. 6.3. - Profil vertical du joint longitudinal.


• Joints transversaux de construction

Ils correspondent aux arrêts de bétonnage accidentels ou de fin de journée.

Le joint peut être exécuté soit par coupure, coffrage et finition du béton frais, soit, sur les chantiers importants, par sciage du béton jeune mais durci. Dans ce second cas, une équipe spécialisée et munie du matériel adapté réalise une dalle intermédiaire entre les joints de fin et de début de bétonnage. La distance entre les deux joints est au minimum de 1 mètre.

Les joints d'arrêt ou de fin de journée sont effectués perpendiculairement à l'axe de la chaussée. Le béton utilisé pour fabriquer la partie de la dalle à proximité du joint doit être identique au béton employé en section courante.


La densité du béton dans la zone du joint et l'uni de la dalle doivent être rigoureusement conformes à ceux constatés en section courante. Le béton devra donc être vibré à l'aiguille vibrante et surface.

Dans le cas des couches de chaussée en dalles de béton, l'extrémité de la dalle d'arrêt ou de fin de journée est coffrée. Pour les chaussées à trafic élevé (supérieur à T2), le coffrage possède une forme permettant de réaliser un joint conjugué (fig. 6.3.). Des trous placés dans l'axe du coffrage permettent la mise en place de goujons avec un espacement de 75 centimètres.

• Joints longitudinaux de construction

Ils correspondent à la liaison entre deux bandes de bétonnage distinctes. Ils doivent être exécutés selon les propositions de la norme NF P 98-170.

• REMARQUE Il est nécessaire d'élargir par sciage les joints de construction avant de les garnir. Cette opération présente souvent quelques difficultés : - le sciage engendre des plaquettes qui une fols enlevées, laissent des épaufrures parfois importantes lorsque les joints ne sont pas parfaitement rectilignes ; - dans le cas d'un joint longitudinal l'affaissement du bord de dalle du premier bétonnage forme une cuvette où la laitance du second bétonnage vient se loger Ce fait peut masquer la position du joint au scieur, entraînant de façon plus accentuée le défaut Indiqué ci-dessus. Dans ce cas, la position du joint peut être légèrement matérialisée avant la prise du béton grâce à une truelle de forme appropnée.

• Joints de dilatation Les joints de dilatation comportent un matériau compressible dont l'épaisseur est au minimum de 1 cm (cas des structures à joints transversaux) et 6 cm (cas du BAC) (fig. 6.4.).

Film de protection (bitume)

Capuchon métallique

Produit de remplissage Fond de joint

Goujon

t i /2

Planchette déformable -« 16 à 18 mm

D BAC [^ rt

0,75 \^ ^ '

0,25 -< > ' ! l

: ^ :

1 - 1

h ï i

< 0 10

Béton maigre

Fig. 6.4. - Schéma de joint de dilatation. a. Structure à joints goujonnés. b. BAC.


6.3.3. Matériel de sciage dans le béton durci

Les scies peuvent avoir une ou plusieurs lames. Lors des essais de convenance, le maître d'oeuvre veillera particulièrement au réglage d'alignement des machines multilames.

Le parc de matéhel de sciage doit permettre de scier la production journalière (y compris le joint longitudinal) à la même cadence que celle de la mise en œuvre. De plus, il faut s'assurer de disposer de machines de secours en cas de panne.

En cas de nécessité, panne d'une machine de sciage ou chute rapide de l'hygrométrie par exemple, on peut scier un joint sur trois puis revenir faire les autres joints aussitôt après et, en tout état de cause, au plus tard 24 h après le bétonnage.

6.3.4. Garnissage des joints

Tous les joints sciés doivent être garnis. Il existe deux procédés courants :

— un produit de garnissage coulé à froid ou à chaud, — des profilés préformés placés dans la réservation.

Il faut s'attacher à faire respecter les conditions suivantes :

— l'identification du produit et la vérification de ses caractéhstiques, — des parois propres et sèches (à moins de spécifications différentes du fabricant), — si un primaire d'accrochage est nécessaire, l'application régulière de celui-ci en tout point des lèvres du joint et le respect du temps de séchage préconisé, — une température bien adaptée pour les produits coulés à chaud, — le dosage prescrit pour les produits coulés à deux composants, — un choix correct de la largeur pour les produits préformés, — l'enlèvement de tout produit surabondant éventuel, — l'interdiction de toute circulation avant le temps de mise « hors poussière >> ou de polymérisation préconisé.

6.4. Cas du béton armé continu (BAC)

L'épaisseur de la dalle doit être respectée le mieux possible, car la quantité d'acier est calculée d'après sa section. Pour les chaussées neuves, les tolérances d'épaisseurs sont de 0/+ 2 cm. Dans le cas d'un renforcement, les fluctuations d'épaisseur seront comprises dans la fourchette - 1/+ 3 centimètres.

6.4.1. Pose des aciers

• Aciers longitudinaux

Le dispositif de maintien ou de guidage des armatures doit être tel que leur cote dans la couche de chaussée ne s'écarte pas de plus de 2 cm du plan moyen de la couche. La tolérance en plan est de 3 cm par rapport à la position théorique.

Aciers ronds longitudinaux et transversaux posés sur supports.

Mise en place des aciers ronds longitudinaux par la mactiine à coffrage glissant.

Déroulement des aciers plats crantés.


» Aciers ronds Les aciers ronds peuvent être posés soit sur des supports appelés distanciers, soit être installés directement par la machine à coffrage glissant.

Leur longueur est généralement de 16 à 18 m. Ils sont reliés entre eux par recouvrement et ligatures, par manchonnage ou par soudure.

• Aciers plats Les aciers plats se présentent en bobines de 200 à 400 m de longueur. Ils sont le plus souvent placés par la machine. En fin de bobine, on relie la suivante par un système mécanique, rivetage par exemple.

Dans les deux cas, les raboutages doivent être décalés d'une barre sur l'autre afin d'avoir, au maximum, un tiers de raboutages dans une section transversale.

• Aciers transversaux

Il existe deux possibilités. Dans le cas de distanciers, ceux-ci constituent eux-mêmes l'armature transversale. Sinon, on ajoute un acier transversal de couture des joints longitudinaux tous les mètres (pour des chaussées de largeur supérieure à 5 mètres).

6.4.2. Joints transversaux de construction

La section du joint est réalisée dans un plan quasi vertical. Les armatures sont doublées sur une distance minimale de 50 cm de part et d'autre de cette section. Des précautions sont prises pour éviter le mouvement des armatures et pour empêcher les dépôts de béton au-delà du joint. La figure 6.5. présente un exemple de dispositions permettant l'exécution d'un joint conformément aux exigences précitées.

Fig. 6.5. - Exemple de dispositions pour

l'exécution d'un Joint transversal de construction.

Contreplaqué évitant de souiller la zone du joint au dégagement de la machine de répandage

500

Coffrage métallique

Armatures longitudinales supplémentaires

A A^A Treillis métallique pour reprise de bétonnage

1000

500 i - <

1

, A k

—»-

— 1

Béton mis en place à la main et pervibré entre chaque armature

Guide technique


Chapitre 7 Démarche d'assurance de la qualité

.g--^r. .1. •w *-» I 1

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Chapitre 7 • Démarche d'assurance

Sommaire

7.1 Organisation de la procédure d'assurance de la qualité

7.2 Contrôles avant travaux

7.3. Contrôles pendant travaux

7.4 Contrôles après travaux

93

96

102

104


Le présent chapitre a pour but de rappeler les éléments qui concourent à l'obtention de la qualité et de présenter, sous forme de tableaux synthétiques, les points essentiels afin de piloter au mieux la démarche qualité du chantier. Chacun des tableaux des contrôles est suivi d'une explication pour que le maître d'œuvre ou le maître d'ouvrage assure une répartition adéquate et complémentaire des contrôles entre ceux qu'effectuera l'entrephse (contrôle interne et externe dénommé contrôle intérieut dans la suite du chapitre) et le sien propre (;ontrôle extérieur).

Il est précisé la nature des actions de contrôle et le domaine de compétence des divers intervenants,

7.1. Organisation de la procédure d'assurance de la qualité

L'assurance d'obtenir la qualité est le résultat d'un ensemble de dispositions prises aux divers stades :

connaissance préalable des prophètes des constituants et des matériels d'exécution, étude de formulation du mélange et épreuve d'étude correspondante, épreuve de convenance de fabrication et de répandage, contrôle permanent du processus.

Le schéma ci-après résume les ,oints sur lesquels portent les contrôles avant travaux et la nature de ces contrôles.

Caractéhsation des constituant?

Propriétés du béton

Caractéristiques de la couche du béton

Adéquation du matériel

Matériaux certifiés ou non Vérifications préalables

Épreuve de formulation Épreuve de convenance

Connaissance du matériel Épreuve de convenance

Inscription on non sur liste d'aptitude

Épreuve de convenance

À partir de cette base, avec un suivi permanent du processus d'exécution des travaux et des performances des constituants, les contrôles sur le produit béton pourront être réduits à ce qui est nécessaire pour vérifier que l'on ne s'écarte pas de la population de référence.

La norme NF P 98-170, pour le chapitre 7 « Contrôle des travaux », a été rédigée dans ce sens. Aussi, les fréquences proposées pour les essais correspondent à des fréquences minimales qu'il y a lieu de retenir si toutes les informations attendues ont été obtenues aux stades précédents. Si ce n'est pas le cas, c'est non seulement le stade concerné qu'il faut vérifier mais l'ensemble de la procédure d'assurance de la qualité qu'il faut réviser.

Chapitre 7 • Démarche d'assurance de la qualité

La répartition des rôles pendant le chantir - peut être représentée comme suit :

Régularité des constituants

Vérification

Entreprise (avec résultats

d'essais des fournisseurs)

Entreprise

Répartition entre entreprise

et laboratoire du maître d'oeuvre

selon les indications

du marcfié

Laboratoire du maître d'oeuvre

Contrôle intérieur Contrôle extérieur

Le ontrôle des spécifications peut être :

* entièrement de la responsabilité du maître d'oeuvre L'entreprise ne réalise que le contrôle des constituants et des processus de production que le maître d'oeuvre vérifie par référence aux indications du plan d'assurance qualité (PAQ) ;

entièrement de la responsabilité de l'entreprise Le maître d'oeuvre vérifie alors l'application du plan d'assurance qualité (PAQ) et fait les essais nécessaires pour assurer la confiance dans les résultats d'essais présentés par l'entreprise ;

* partagé entre les deux parties Le maître d'oeuvre vérifie l'application du plan d'assurance qualité (PAQ), fait les essais nécessaires pour assurer la confiance dans les résultats d'essais présentés par l'entreprise et effectue le contrôle des spécifications qui lui incombe.

Les réactions possibles, suite à la constatation de non-conformités, doivent être adaptées à l'importance du dysfonctionnement :

— correction immédiate apportée par l'entreprise,

— arrêt du bétonnage pour correction du défaut,

— arrêt des travaux avec reprise subordonnée à l'accord du maître d'oeuvre.

Les divers cas de réaction sont explicités dans le tableau figurant en annexe 4 « Détail de l'organisation du contrôle d'exécution »

Sont présentés, ci-après, sous forme de tableaux syntliétiques, les contrôles avant, pendant et après travaux.


FOURNITURE DES GRANULATS ET ETUDE DE FORMULATION

Il peut arriver, pour des raisons économiques propres à une région, que le maître d'ouvrage fournisse, à l'entreprise adjudicataire des travaux de cfiaussée, les granu-lats. Dans ce cas, la réception de ces granulats ainsi que la réalisation de l'étude de formulation du mélange doivent être organisées spécifiquement comme indiqué ci-après.

• Réception des granulats

Les constituants (granulats) livrés sur le chantier jusqu'à la prise en charge par l'entreprise sont réceptionnés par le maître d'ouvrage.

Après la prise en charge du chantier par l'entreprise, c'est elle qui assure la réception des granulats au lieu de stockage au fur et à mesure de leur livraison, le maître d'ouvrage maintenant son contrôle en carhère.

Dans cette situation, l'entreprise doit :

O reconnaître et accepter la plate-forme de stockage avant le début d'approvisionnement, © reconnaître et accepter les stocks déjà réalisés (remplace le point d'arrêt de l'activité 3 « Réception de la plate-forme de stockage »), ® prendre en charge les granulats au moment de l'approvisionnement.

Le programme d'approvisionnement des matériaux doit être suffisamment précis au moment de l'appel d'offres pour que l'entrephse soit en mesure d'apprécier le volume d'activité de contrôle qui lui incombe.

• Étude de formulation

Elle est, dans ce cas, à la charge du maître d'ouvrage.

Dans cette situation, l'entreprise doit ;

O effectuer l'épreuve de vérification, © accepter l'étude de formulation (remplace le point d'arrêt de l'activité 1b « Acceptation de l'étude »).

• Sujétions particulières

Le choix de l'entreprise adjudicataire doit être fait suffisamment à l'avance pour qu'elle puisse :

O formuler un avis sur la qualité de la plate-forme de stockage, 0 proposer une organisation des stocks (pour tenir compte, en particulier, des dispositions des centrales à béton, des circuits de camions et de chargeurs).


7.2. Contrôles avant travaux

l a

1b

ACTIVITF

Étude de formulation.

Acceptation de l'étude.

Élaboration du PAO.

Réception de la plate-forme de stockage.

Stockage des constituants du béton.

Réglage et calibrage des matériels de fabrication et de mise en œuvre.

r ^ N T B m f •

Épreuve d'étude.

Épreuve de vérification.

Audit puis aval du PAQ.

Absence de risque de pollution.

Produits certifiés.

- Réception des constituants.

- Enregistrement des résultats des contrôles des fournisseurs.

- Prélèvements conservatoires.

• Produits non certifiés (6).

- Réception des constituants.

- Essais selon une cadence adaptée aux débits d'approvisionnement et au niveau des spécifications requises.


EPREUVE DE CONVENANCI DE FABRICATION.

Centrale de chantier figurant sur la liste d'aptitude.

- Identification de la centrale (2).

- Essaisd'homogénéitédescarac-téristiques du béton frais (consistance, air occlus, granulométne).

- E s s a i s d e f e n d a g e à 7 e t 2 8 j ( 4 ) .

Centrale de béton prêt à l'emploi figurant sur la liste d'aptitude.

- Vérification de l'équipement de la centrale (2).

i ' o i î J i D A R R Ë l

RÉFÉRENCES (1)

(3)

Cf. chapitre 4 du présent guide.

Norme FD P 98-171.

Cf. chapitre 4 du présent guide.

Norme FD P 98-171.

Documents qualité.

Document spécifique à la construction de plates-formes.

Normes.

Cf chapitre 4 du présent guide.

Fascicule 28 du CCTP.

Paragraphe 5 de la norme NF P 98-170.

Norme NF P 98-730.

Norme XP P 18-305.

Règlement pour l'inscription sur la liste d'aptitude.

COMMENTAIRES

- C'est l'entreprise qui fournit les granulats (5).

- L 'épreuve d'étude est l'ensemble des essais réalisés une fois que la formule est arrêtée et qui permettent de s'assurer que les spécifications sont atteintes.

Épreuve réalisée par le maitre d'œuvre qui permet de s assurer que la formulation proposée résulte bien d'une étude conforme à la norme FD P 98-171.

- Vérifier que l'entreprise a prévu de fournir les informations nécessaires pour l'exécution des essais permettant la levée des points d'arrêts.

- S'assurer de l'existence des fiches d'anomalies et que leur circuit de diffusion permette de renseigner sur les dispositions prises par l'entreprise.

C'est l'entreprise qui fournit les granulats (5).

- Se reporter au chapitre 5 du présent guide.

- Le PAO devra préciser les dispositions prévoyant la continuité de l'approvisionnement du ciment

A cette occasion, on réalise sur les centrales de fabrication le calibrage des systèmes d'acquisition de données (dosage et malaxage).

La règle générale est de respecter un délai de 7 / entre les épreuves de convenance de fabrication et de mise en œuvre. Toutefois, sites résistances mécaniques obtenues à l'épreuve d'étude sont supérieures d'au moins 5 % aux valeurs requises, les deux épreuves de convenance pourront se succéder sans délai

Les constituants devront être conformes aux exigences du marché.

La centrale BPE devra communiquer son PAO spécifique au chantier

La règle générale est de respecter un délai de 7 J entre les épreuves de convenance de fabrication et de mise en œuvre.


7.2. Contrôles avant travaux (suite)

Réglage et calibrage des matériels de fabrication et de mise en œuvre (suite).

n n N T R n i F S

- Essais sur béton frais (consistance, air occlus),

- E s s a i s d e f e n d a g e à 7 e t 2 8 j (4) .

• Centrale de chantier ou de béton prêt à l'emploi non inscrite sur la iste d'aptitude.

- Inspection du matériel (2).

- Essais d'homogénéité des caractéristiques du béton frais (consistance, air occlus, granulométrie).

- E s s a i s d e f e n d a g e à 7 e t 2 8 j ( 4 ) .

EPREUVE DE CONVENANCE DE MISE EN ŒUVRE.

Machine de répandage du béton figurant sur la liste d'aptitude.

- Identification du matériel.

- Contrôle des dimensions de la couctie.

- Prélèvement de carottes pour essais (compacité et résistance mécanique).

Machine de répandage du béton ne figurant pas sur la liste d'aptitude.

- Inspection et vérification du matériel.

- Contrôle des dimensions de la couche.

- Prélèvement de carottes pour essais (compacité et résistance mécanique).

Autres matériels.

Alimentateur béton.

- Inspection visuelle.

Paniers (supports de goujons).

- Inspection du modèle.

Aciers.

- Contrôle de la position des aciers dans la couche de béton, continuité des armatures.

- Inspection visuelle.

Dénudage.

- Contrôle du dosage moyen et de la répartition du retardateur de surface.

- Mesure de la hauteur au sable.

Cure.

- Identification du produit. - Contrôle du dosage moyen et de la répartition.

- Inspection visuelle en cas d'emploi de feuille de polyane.

Sciage.

- Contrôle dimensionnel des joints.

Garnissage des joints.

- Identification du produit.

- Contrôle de l'étanchéité.

POINT D'ARRÊT

(3)

(3)

(3)

(3)

RÉFÉRENCES (1)

Normes NF P 98-730 et XP P 18-305.

Paragraphe 5 de la norme NF P 98-170

Norme NF P 98-734.

Norme NF P 98-244.

Norme NF P 98-245-1.


COMMENTAIRES

Toutefois, si les résistances mécaniques obtenues à répreuve d étude sont supérieures d'au moins 5 % aux valeurs requises, les deux épreuves pourront se succéder sans délai.

-Les constituants devront être exclusivement ceux utilisés pour I élude.

- Le point d'arrêt peut être levé à l'issue des essais à 7 j.

Le maître d'oeuvre pourra convenir que le démarrage de la première bande de béton soit le support de l'épreuve de convenance de mise en œuvre.

La bande de référence est réalisée en dehors de l'ouvrage.


7.2. Contrôles avant travaux (fin)

Les contrôles correspondant aux activités 1b, 2, 3 et 5 relèvent normalement du contrôle extérieur, ceux relatifs aux activités la et 4 relèvent en principe du contrôle intérieur.

Le contenu des épreuves de convenance de fabrication et de mise en oeuvre, tel que défini par la norme NF P 98-170, est rappelé dans l'encadré « Épreuves de convenance de fabrication et de mise en œuvre ».

(1) Références

Ces références s'additionnent aux références générales (NF P 98-170, fascicules 3, 23 et 28 du Cahier des clauses techniques générales (CCTG) [11], Cahier des clauses techniques particulières (CCTP)) du marché ainsi qu'au guide à l'usage des surveillants de travaux [9].

(2) Définitions

- Identification Opération permettant de s'assurer que le matériel mis en place est identique au matériel décrit par la fiche technique publiée par la Commission du matériel ou la Commission d'agrément.

Vérification Opération permettant de s'assurer que l'équipement de la centrale répond aux besoins du chantier (nombre de possibilités de stockage des classes granulaires, nombre de doseurs à adjuvants, débit de la centrale, etc.).

- Inspection Opération permettant de s'assurer que l'équipement de la centrale répond aux besoins du chantier et que les performances des matériels satisfont aux exigences de qualité du mélange (reconnaissance du niveau de la centrale).

(3) Levée du point d'arrêt

Ce point d'arrêt pourra être levé provisoirement à partir des résultats du contrôle sur béton frais, cette levée devant être confirmée après obtention de l'ensemble des résultats.

>• (4) Échéance des essais

L'échéance de 28 j est reportée à 56 j dans le cas de l'utilisation d'un liant à prise lente.

>- (5) Fourniture des granulats et étude de formulation

Cf. encadré « Fourniture des granulats et étude de formulation ».

>- (6) Utilisation de produits ou de matériels non certifiés

Cf. annexe 5.


EPREUVES DE CONVENANCE DE FABRICATION ET DE MISE EN ŒUVRE

On distingue :

O l'épreuve de convenance de fabrication, © l'épreuve de convenance de mise en œuvre.

Ces épreuves ont pour but de vérifier que les matériels mis en service sur le chantier permettent d'obtenir les performances prévues pour le déroulement du ctiantier et pour les caractéristiques de l'ouvrage.

Toute épreuve de convenance comporte :

'^ un examen du maténel, ^ une vérification de son fonctionnement, ^ l'exécution d'un élément de référence.

Épreuve de convenance de fabrication

• Examen du matériel

^ Stockage des constituants

il consiste à vérifier que les conditions de stockage sont telles que ;

— il n'y a pas de nsque de mélange des constituants : , les tas aux sols sont distincts, , les trémies, silos et bacs sont séparés :

— la quantité stocl<ée sur le parc de la centrale ou éventuellement chez le fournisseur est suffisante pour garantir le bon déroulement du chantier ;

— les équipements des installations assurent, aux constituants, la conservation de leurs caractéristiques : . l'aire de stockage des granulats est drainée, . les constituants en suspension dans un liquide sont stockés dans des cuves équipés d'agitateurs,

>- Centrale de fabrication

Il consiste à reconnaître la classe de la centrale en vérifiant que la centrale possède les équipements correspondant à la classe annoncée.

• Vérification des réglages de la centrale

Elle est réalisée conformément a la norme NF P 98-730.

• Exécution de l'élément de référence

'- Cas des ctiantiers où il est spécifié des bétons de résistance mécanique de classe 3. 4. 5 ou 6

L'élément de référence est composé d'une série d'éprouvettes confectionnées à partir d'une production de béton correspondant à :

— trois gâchées par malaxeur dans le cas de fabrication discontinue, — 5 min de fabrication, au débit moyen prévu pour le chantier, dans le cas de fabrication continue.

Pour cette fabrication, on relève les informations « dosage » et « malaxage » et on effectue trois prélèvements. Sur chaque prélèvement, on réalise : — phase 1 :

. une mesure de la consistance du béton,

. une mesure de la teneur en air occlus :

— phase 2 : . une mesure de la résistance mécanique du béton à partir de trois éprouvettes. Les essais mécaniques sont du même type que ceux retenus lors de l'étude. Ils sont effectués avec une échéance définie en fonction des performances atteintes à l'épreuve d'étude.

Si la centrale est de type B ou C (norme NF P 98-730), la production pour essais peut être ramenée à une seule gâchée (par malaxeur).


>- Cas des ctiantiers où il est spécifié des bétons de résistance mécanique de ciasse 1 ou 2

Si la centrale est de type B ou C, les résultats des contrôles réalisés sur des fabrications préalables de bétons réputés identiques à ceux prévus pour le ctiantier peuvent être utilisés au titre d'éléments de référence.

Dans les autres cas, l'élément de référence est confectionné à partir d'une gâchée (par malaxeur) sur laquelle on effectue un prélèvement. Les essais à réaliser sont identiques au cas précédent.

>- Conclusions sur lélément de référence

L'élément de référence est réputé satisfaisant si :

— les tolérances de dosage sont respectées (voir norme NF P 98-730), — la courbe d'efficacité du malaxage montre que l'on a atteint une stabilisation de la puissance de malaxage, — la teneur en air occlus est supérieure à 3 % et inférieure à la valeur maximale éventuellement prescrite, — la consistance et la résistance mécanique, mesurées selon les normes correspondant aux essais retenus, sont conformes.

Dans ces conditions, si des résultats d'essais ont été obtenus à l'âge de 7 j , ils servent de repères pour les essais de contrôle du chantier au même âge.

Épreuve de convenance de mise en œuvre

• Examen du matériel

L'épreuve consiste à vérifier que :

— le nombre d'engins de transport du béton prévu est suffisant en fonction de l'éloignement du lieu de mise en place, — le matériel de répandage correspond au type annoncé, — le nombre de matériels de sciage prévu correspond au nombre nécessaire.

• Vérification du fonctionnement du matériel

Elle consiste à réaliser un essai de répandage au cours duquel on vérifie le fonctionnement de tous les matériels mis en service.

>- Matériel de transport

On vérifie, pour le temps de transport maximal prévu pour le chantier, que l'évolution de la consistance du béton est au plus égale à celle admissible, déterminée par l'étude de composition.

>- Matériel de répandage

On vérifie les points suivants :

— l'action sur les éléments de guidage (machine de répandage de type C) provoque une réaction de la machine au niveau des vérins, — la mise sous tension ou sous pression des éléments vibrants provoque leur mise en fonctionnement instantanée, — la position relative des éléments vibrants et des éléments moulants permet d'obtenir une surface fermée (1).

>- Matériel de surfaçage

. Pour la strieuse. on vérifie que le mouvement du balai permet de réaliser des stries sur toute la largeur de la couche à strier, et que le pas d'avancement de la machine permet d'avoir des séries de stries jointives.

. Pour la douteuse, on vérifie que le coefficient de variation surfacique de la distribution des clous est inférieur à 5 %.

(1) Les éventuels défauts admissibles à la surface d'une couche de béton, sur laquelle il est prévu un traitement de surface, sont ceux laissés par les bulles d'air éclatant en surface.


. Pour la lisseuse enchâsseuse, on vérifie qu'elle enfonce les clous dans le béton en place jusqu'à les recouvrir de mortier fin et qu'elle redonne à la couche une fermeture de surface au moins équivalente à celle obtenue derrière les éléments moulants.

. Pour les machines de répandage du produit retardateur de surface et du produit de cure, on vérifie la régularité de dosage sur la surface de la dalle ainsi que le dosage moyen. Le répandage de chacun de ces produits est réputé satisfaisant si chaque valeur moyenne ne s'écarte pas de plus de 10 % de la valeur prévue et si aucune valeur n'est inférieure à 80 % de la valeur moyenne.

>- Matériel de sciage

Dans le cas d'utilisation de scies à plusieurs lames, on vérifie que l'alignement des lames ne provoque pas de recouvrement des traits de scie supérieur à 1 millimétré.

2- Matériel pour l'étanchement des joints

Dans le cas d'étanchement à l'aide de produits coulés, on vérifie que la hauteur de produit dans le joint est au moins de 2.5 centimètres.

• Épreuve de référence

Elle consiste à exécuter une bande de 200 m, appelée aussi planche de référence, dans les mêmes conditions que celles prévues sur le chantier. Elle est réalisée sur les chantiers caractérisés par l'une des conditions suivantes : — trafic prévu supérieur ou égal à T2, — surface à réaliser supérieure à 5 000 mètres carrés.

Selon les chantiers, cette épreuve sera : — soit une épreuve spécifique exécutée en dehors de la zone des travaux (1), — soit la première journée de répandage de l'ouvrage à réaliser (2).

Lors de cette épreuve, on s'assure que le béton fabriqué répond aux prescriptions du chantier.

Sur la planche de référence (pendant ou après l'exécution), on réalise les mesures prévues par le cahier des charges du chantier selon les phases suivantes :

— phase 1 : . les dimensions géométriques (largeur et épaisseur) en trois points, . les profils en long en bord et sur l'axe de la bande, . les affaissements de bord de dalle en dix points, . la position des armatures (chaussée en béton armé continu) en cinq points, . la position des goujons et des fers de liaison en cinq points, . l'uni dans l'axe de la couche répandue et, pour les couches de roulement, dans l'axe de chaque voie, . la continuité de la cure en tout point de la surface de la dalle (surface supérieure et flancs).

— phase 2 : . la résistance mécanique sur cinq carottes, ces mêmes carottes servant à mesurer l'épaisseur de la couche et sa densité, . la rugosité en dix points sur la couche répandue, . la profondeur des joints en trois points d'un joint sur cinq joints, . l'épaisseur de produit de garnissage du joint en un point du joint sur dix joints pris au hasard, . l'absence, à la surface de la couche de cassures du béton, et de fissures de la dalle (en dehors des fissures transversales dans le béton armé continu).

(1) On sous-entend par <• zone des travaux •• la couche supéneure de l'ouvrage. Ainsi, dans le cas de travaux où l'on exécute des couches superposées, les planches de référence peuvent être exécutées en lieu et place des couches inférieures sous réserve que ces planches de référence ne modifient pas les conditions de fonctionnement de l'ouvrage.

(2) C'est le cas notamment lorsque le matériel de répandage vient d'être utilisé pour effectuer un chantier d'importance au moins équivalente.



ACTIVITÉ

Conditions générales d'exécution.

Fabrication du béton constituants.

- Ciment.

AdjuvantS-

Suivi de la fabncation.

Caractéristiques du béton frais.

Caractéristiques du béton durci.

Mise en œuvre des aciers.

Mise en oeuvre du béton.

ONTROLES

- Recueil des données météorologiques.

- Bilan quotidien des constituants disponibles.

Accompagnés d'un certificat de conformité (2).

- Suivi de l'autocontrôlé du cimentier.



- Suivi de la régularité du dosage et du malaxage.

- Edition d'un bordereau de fabrication (par gâcfiée pour les fabrications discontinues, par équivalent-camion pour les fabrications continues).

- Consistance.

- Air occlus.

- Résistance mécanique.

- Positionnement des aciers.

- Propreté des aciers (BAC).

- Implantation des fils de guidage.

- Tension des fils de guidage.

- Qualité du cfiemin de roulement (portance, uni).

- Non-absorption de l'eau du béton par le support.

- Respect d une quantité optimale de matériaux devant la machine et de sa répartition transversale.

- Vérification de l'aspect de surface en sortie de moule.

- Géométrie de la dalle.

. Affaissement des bords de la dalle.

REFERENCES (1)

PAQ.

Annexe P de la norme NF P 98-170

Norme XP P 98-772.

Norme NF P 18-451.

Norme NF P 18-353.

Norme NF P 18-408.

Plan de ferraillage.

- et Chapitre 5 du présent guide.

PAQ.

COMMENTAIRES

- Concerne les informations de la journée et les prévisions du lendemain.

- Préalable à chaque démarrage.

-Le protocole d'accord fournisseur de ciment/entreprise doit prévoir l'envoi des résultats du contrôle intérieur du fournisseur de ciment quotidiennement (par télécopie).

- Ce suivi est effectué à l'aide de systèmes d'acquisition de données (module et watt-mètre enregistreur).

- Le PAO doit prévoir des seuils (dosage, malaxage) au-delà desquels une action correc-tive doit être envisagée.

- En principe. les essais (consistance, air occlus) sont faits sur le lieu de mise en œuvre. Toutefois, on admet qu'ils puissent être faits sur le lieu de fabrication, un correctif étant apporté aux résultats en fonction des conditions de transport.

- Pour chacun de ces essais, on doit identifier le béton par le bordereau de fabrication-

Ce contrôle est effectué avant la mise en place du béton (BAC sur dis-tancier goujons sur paniers) ou dans le béton frais derrière la machine.

Peut nécessiter quelquefois l'arrosage de la couche support.



Mise en œuvre du béton (suite).

Traitement de surface du béton.

- Dosage du produit de cure.

- Feuille de polyethy-lène.

- Striage ou balayage.

Dénudage

r O N T R O I FS

. Planéité à la règle.

. Largeur de la dalle.

. Position du joint longitudinal.

. État du dispositif de transfert de charges longitudinal.

. Épaisseur du béton

- Contrôle visuel.

- Contrôle visuel du recouvrement.

- Contrôle de la conformité à la planche d'essai.

- Hauteur au sable.

- Position, espacement, inclinaison.

- Largeur et profondeur.

- Contrôle de l'ouverture des joints des journées précédentes.

F E R E N C r (1)

PAQ.


Cf. paragraphe « Joints de retrait •• du chapitre 6 du présent guide.

COMMENTAIRES

Ce contrôle peut s'effectuer soit par référence par rapport aux fils de guidage, soit directement à l'aide d'une " pige •• dans le béton frais.

On s'assurera visuellement qu'il est répandu un minimum de produit sur la surface et les flancs du béton. Un bilan de consommation quotidien devra être effectué ainsi que des essais simples de dosage.

(1) Rpfprpnnps


(2) Dans le cas contraire, une procédure particulière est à mettre en en place [cf. annexe 4).

Dans l'orientation actuelle du contrôle de qualité précisé par la circulaire de la Direction des routes (circulaire Qualité du 22 décembre 1992) [8], l'essentiel de ces contrôles devra être exécuté par l'entreprise au titre de l'aide à la conduite du chantier.

Un tableau traitant de l'organisation du contrôle d'exécution figure en annexe 4 du présent guide. Il donne le détail des actions de contrôle, précise ce qui est normalement du ressort de l'entreprise, la nature des opérations devant, dans tous les cas, être assurées par le contrôle extérieur ainsi que les suites à donner en cas de détection d'une non-conformité.


7.4. Contrôles après travaux

r Aonr-TcorcTiQUES

Uni.

Adhérence.

Résistance du béton

Épaisseur de béton.

CONTROLf ;

APL.

Mesures de hauteur au sable.

Carottages pour essais de fendage.

Carottages

nivellement.

RÉFÉRENCES (1)

Circulaire uni.

Norme MF P 98-216-1.

Circulaire adhérence.

Norme NF P 18-408.

COMME NT AIR!

Le diamètre de la carotte doit être supérieur ou égal à 10 cm. Dans le cas du béton armé continu, un repérage des aciers est nécessaire.

Ce contrôle est éventuellement réalisé en cas de doute.

Nécessite au préalable un relevé de la couche support.

(1) Références


Sauf indication contraire spécifique (dans le CCTP, par exemple), l'ensemble des contrôles « après les travaux » relèveront normalement du contrôle extérieur.

Guide technique


Chapitre

Indications sur les travaux d'entretien des chaussées en béton

Chapitre 8 • Indications sur les travaux d'entretien des chaussées en béton

Sommaire

8.1. Entretien courant 107

8.2. Amélioration des caractéristiques 107 de surface

8.2.1. Mise en place d'une couche de roulement 107

8.2.2. Restauration des caractéristiques 108 d'adhérence par grenaillage

8.2.3. Le rainurage transversal par disques 109 diamantés

8.3. Entretien structurel 109

8.3.1. Amélioration du transfert de charge 109 aux joints

8.3.2. Injection sous dalles 110

8.3.3. Réfection totale ou partielle de dalles 110


Souvent projetées pour des durées de service longues pour tirer profit de la stabilité dans le temps des caractéristiques structurelles et s'affranchir de travaux de renforcement, les chaussées en béton ont parfois été laissées sans aucun entretien jusqu'à leur réfection complète au-delà du trafic cumulé de projet (exemple des chaussées de l'Ai en région parisienne ayant subi entre 1964 et 1977 plus de 15 millions de poids lourds). Cependant, contrairement à ces exemples, un entretien minimal doit être considéré comme indispensable pour le maintien d'un niveau de qualité de service à l'usager et la préservation de l'intégrité de la structure.

Fréquence et nature des opérations d'entretien ainsi que les sujétions qui s'y attachent sont des éléments importants pour apprécier à la fois le coût de l'entretien et les perturbations de service. La manière de prendre en compte ces éléments dans le calcul économique est développée dans le chapitre 2 « Aspects économiques ». Les paragraphes suivants donnent des indications sur les différentes interventions possibles en entretien.

Entretien courant

L'entretien courant concerne le maintien en état des dispositifs de drainage et de leurs exutoires ainsi que la réfection périodique des joints.

Cette réfection consiste à dégarnir les joints, éventuellement à les scier à nouveau et à remplacer le produit existant par un produit de remplissage de bonne qualité (1). Ces travaux peuvent être réalisés de nuit, sous basculement total ou non de la circulation.

Cette opération d'entretien est essentielle. La périodicité de réfection est de l'ordre de cinq ans (pour des dalles dont le battement différentiel (2) est inférieur à 50/100 mm), mais la durabilité du point de vue de l'étanchéité à l'eau est plus réduite. Cependant, le garnissage permet encore d'éviter les épaufrures des dalles suite à l'introduction de matériaux à l'intérieur des joints.

Le rendement est d'environ 1 km de chaussée à deux voies par jour et par atelier.

^

Amélioration des caractéristiques de surface

8.2.1. Mise en place d'une couche de roulement

La mise en place d'une couche de roulement peut être envisagée du fait d'un manque d'adhérence (micro et macrorugosité), d'une insuffisance d'étanchéité en surface ainsi que pour une correction de légers défauts d'uni de courtes longueurs d'onde. Selon les cas, on retiendra un enduit superficiel, un béton bitumineux mince ou très mince ou encore un enrobé drainant.

(1) Si la compatibilité de l'ancien et du nouveau produit d'étanchéité peut être garantie, un nettoyage soigné suffit, ce qui réduit le coût d'environ 40 %.

(2) Écart maximal de déplacement vertical de part et d'autre d'un joint entre les dalles amont et aval au passage de l'essieu de 130 kN.


Cette technique permet d'obtenir les caractéristiques fonctionnelles de surface recherchées pour une durée variable de cinq à dix ans suivant la nature de la couche de roulement et l'importance du trafic poids lourds.

Le rendement et les conditions d'exécution sont comparables à ceux obtenus sur les autres supports. Il est préférable d'effectuer d'abord la réfection des joints ainsi que l'entretien voire la remise en état des dispositifs de drainage. Le coût peut être très variable en fonction de la solution retenue, selon qu'il s'agit d'un enduit superficiel, ou d'un enrobé très mince avec ou sans complexe " anti-fissures ».

La solution enduit superficiel (le plus souvent monocouche double-gravillonnage, parfois bicouche) est à réserver aux trafics inférieurs à 3 000 PL/j. Dans le cas d'une couche de roulement en enrobés, celle-ci sera sciée au droit des joints pour limiter les départs de matériaux et les entailles seront traitées alors en joint. La réalisation d'un complexe « anti-fissures » permet de retarder la remontée des fissures (au droit des joints et fissures actives préexistantes) ; dans ce cas, l'enrobé n'est pas scié. Cette solution n'est envisageable qu'avec des battements inférieurs à 20/100 mm. La réalisation d'enrobés drainants est à limiter aux supports présentant un battement maximal de quelques centièmes de millimètres.

8.2.2. Restauration des caractéristiques d'adhérence par grenaillage

Il s'agit de remédier à une mauvaise adhérence par projection à très grande vitesse de micro-billes d'acier sur le revêtement en béton. L'exécution peut se faire sous balisage mobile et la remise en service peut être immédiate.

La macrorugosité et la microrugosité du revêtement sont restaurées : la hauteur au sable (HS) initiale peut être augmentée de 0,5 mm et l'on peut obtenir une valeur de coefficient de frottement longitudinal (CFL) à 120 km/h après traitement supérieure à 0,22. L'évolution dans le temps est fonction des caractéristiques des gravillons du béton et du mortier et bien sûr du trafic.

Le rendement peut atteindre 10 000 mètres carrés par jour.

Atelier de grenaillage.


8.2.3. Le rainurage transversal par disques diamantés

L'objectif est de restituer une macrorugosité suffisante à la chaussée pour améliorer l'adhérence à vitesse élevée. Le rainurage consiste à réaliser des stries transversales à l'aide d'une machine équipée d'un ou plusieurs disques diamantés.

La qualité des travaux est très sensible à la planéité du revêtement. Le rendement varie avec la nature des gravillons (de 75 m /h sur béton de silex à 300m^/h sur béton calcaire).

Cette technique est peu utilisée en France sur route depuis quelques années, mais elle reste pratiquée à l'étranger pour des traitements ponctuels.

8.3. Entretien structurel

8.3.1. Amélioration du transfert de charge aux joints

Le but est de réduire les battements de dalles. Deux systèmes sont concevables en théorie :

O le goujonnage effectué a poster/or/, mais cette solution est coûteuse et trop lente de mise en œuvre ; © le clavetage à l'aide de connecteurs Freyssinet/LCPC.

Dans ce dernier cas, le joint transversal est percé d'au moins quatre trous de diamètre 70 mm remplis d'une certaine quantité de colle et d'un connecteur formé de deux coquilles verticales renfermant une petite clavette permettant les mouvements longitudinaux de retrait et de dilatation thermique, mais limitant fortement les mouvements verticaux différentiels.

Les travaux de clavetage sont envisageables si les battements initiaux sont inférieurs à 80/100 mm. Le battement est généralement ramené à 15/100 mm pour 85 % des valeurs et à moins de 25/100 mm pour 99% des valeurs.

Connecteur.

a. Unité de forage Atelier de mise en place de connecteurs,

b. Unité d'insertion des connecteurs ~ c. Réalisation du bouchon en bitume élastomère


Le rendement est d'environ 1 km de voie par jour.

Dans les cas de pompage, le clavetage est à compléter par la réfection des joints et, au besoin, l'amélioration du drainage latéral.

8.3.2. Injection sous dalles

Les défauts concernés ici sont les battements de dalles ou défauts d'uni suite à un tassement. L'injection d'un coulis de ciment spécialement formulé est effectuée entre la dalle et la fondation, après percement de trous au droit des joints ou en pleine dalle en cas de relèvement, et soufflage à l'air ou à l'eau pour enlever les fines.

Cette technique permet de ramener, immédiatement après travaux, à 20/100 mm des battements différentiels qui étaient initialement de 0,5 à 1 mm. Cette opération ne remédiant pas à la cause du pompage à l'origine de ces battements et ne restaurant pas le transfert de charge aux joints, l'injection seule n'a qu'une efficacité limitée de l'ordre de quelques mois à deux ans.

Pour des travaux de remplissage de cavité sans précision sur le relevage des dalles, le rendement peut être de 500 à 800 m de voie par jour.

8.3.3. Réfection totale ou partielle de dalles

Ceci vise au remplacement de dalles isolées multifissurées ou dalles isolées affaissées avec, éventuellement, réfection de la fondation selon son état. Des goujons peuvent, le cas échéant, être mis en place dans le cas de la réfection de plusieurs dalles consécutives.

Le rendement est de plusieurs dalles par jour avec, notamment, l'utilisation de béton à durcissement rapide.

Guide technique


nnexes

Annexes

Sommaire

1. Références bibliographiques 113

2. Normes relatives aux chaussées 115 en béton de ciment

Étude de formulation du béton de ciment

Détail de l'organisation du contrôle d'exécution

120

122

Utilisation de constituants, 127 produits, matériaux ou matériels ne bénéficiant pas de « certification »

6. Béton de sable

7. Béton de ciment drainant

8. Emploi de liants hydrauliques spéciaux à usage routier

129

131

133


Annexe 1 Références bibliographiques

Documents appelés en référence par le guide

[I] (1994), Conception et dimensionnement des structures de ctiaussée, Guide technique, LCPC-SETRA, décembre.

[2] (1989), Mise en concurrence des tecfiniques de construction et de renforcement des ctiaussees. Circulaire 89-46 du 8 août, IVlinistère de l'Équipement,

[3] (1981), Stocl<age des granuiats - Aires de stocl<age, Guide technique, LCPC-SETRA, mars.

[4] (1992), Écrans drainants de rive de cfiaussée, Guide technique, SETRA.

[5] Liste d'aptitude des centrâtes de fabrication, Direction des routes, publiée au Bulletin officiel du ministère de l'Équipement.

[6] Liste d'aptitude des macfiines à coffrage giissant Direction des routes, publiée au Bulletin officiel du ministère de l'Équipement.

[7] Liste d'aptitude des centrâtes de béton prêt à i'emploi, DAEI, publiée au Bulletin officiel du ministère de l'Équipement.

[8] (1992), Qualité de la Route, Direction des routes, Circulaire du 22 décembre.

[9] (1971 ), Construction des chaussées en béton hydraulique. Guide de chantier à l'usage des sun/eillants et conducteurs de travaux, LCPC-SETRA, D 7102.

[10] (1977), Catalogue des structures types de chaussées neuves pour le réseau des routes nationales, DSCR, actualisé en 1988.

[II] (1978), Cahier des clauses techniques générales applicables aux marchés publics dans le cadre déxécution de chaussées en béton de ciment Circulaire 78-160 du 15 décembre, Fascicule n° 28.

[12] (1994), Bétons de sable, Presses de I'ENPC, Paris.

Autres documents

• RAY M. (1985), Drainage et érodabilité des fondations et des bandes d'arrêt d'urgence des chaussées en béton, Rapport général introductif. Bulletin de liaison des Laboratoires des Ponts et Chaussées, 138, juillet.-août, pp. 41-47.

• BRULL A., RAIMBAULT G., GRISELIN J.-F., CHRISTORY J.-P. (1985), Les arrivées d'eau dans les chaussées en béton de ciment. Bulletin de liaison des Laboratoires des Ponts et Chaussées, 138, juillet-août, pp. 48-56.

• CHRISTORY J.-P. (1985), Érodabilité des fondations et comportement des chaussées. Bulletin de liaison des Laboratoires des Ponts et Chaussées, 138, juillet.-août, pp. 57-72.

Annexe 1 • Références bibliographiques

(1990), Chaussées en béton. Concrète pavements. Bulletin de liaison des Laboratoires des Ponts et Chaussées, Spécial XVI, septembre, 212 pages.

(1995), Matériels, Bulletin de liaison des Laboratoires des Ponts et Chaussées, Spécial XVIII, mai, 104 pages.

(1991), Obtention et maintien de l'uni des chaussées en béton, Comité technique AiPCR des routes en béton. Rapport 07.03.B.

(1992), Évaluation et entretien des chaussées en béton, Comité technique AiPCR des routes en béton, Rapport 07.04.B.

(1991), Voirie à faible trafic en béton de ciment. Guide du prescripteur. Centre d'information de l'industrie cimentière.

(1995), Conception et exécution du béton désactivé. Voiries et aménagements urbains, CiMbéton-LCPC-IVF-CERTU.

BONNET G. (1993), Bilan de l'utilisation en France des connecteurs de dalles LCPC-Freyssinet dans les chaussées en béton. Bulletin de liaison des Laboratoires des Ponts et Chaussées, 184, mars-avril, pp. 91-94.

(1982), Le béton hydraulique, connaissance et pratique, Presses de I'ENPC,

Paris, réimprimé en 1995.

(1989), Chaussées en béton de ciment - Cours de route, Presses de I'ENPC, Paris.


Annexe 2 Normes relatives aux chaussées en béton de ciment

Les dates annoncées correspondent aux derniers textes publiés au moment de la rédaction de ce guide. Il y a lieu de s'assurer si des révisions de ces documents n'ont pas été effectuées au moment de l'utilisation de ce référentiel. La référence à ces documents, dans les pièces du marché, ne doit pas en principe citer la date de publication afin que le dernier texte paru sur le sujet s'applique.

Numéro

NF P 98-170

NF P 18-010

XP P 18-305

NF P 18-500

FD P 98-171

NF P 15-301

XP P 18-540

NF P 18-501

NF P 18-505

Titre de la norme

1. NORMES DE SPÉCIFICATIONS DES CHAUSSÉES EN BÉTON DE CIMENT, DU BÉTON, D E S CONSTITUANTS DU BÉTON ET DES PRODUITS

POUR CHAUSSÉES EN BÉTON

1.1. Chaussées en béton de ciment

Chaussées en béton de ciment Exécution et contrôle

1.2. Bétons

Bétons Classification et désignation des bétons hydrauliques

Béton Béton prêt à l'emploi

Bétons Béton de sable

Chaussées en béton de ciment Étude de formulation d'un béton Détermination de la composition granulaire conduisant à la compacité maximale du béton

1.3. Constituants du béton

1.3.1. Liants

Liants hydrauliques Ciments courants Composition, spécifications et critères de conformité

1.3.2. Granulats et additions

Granulats Définitions Conformité Spécifications

Additions pour béton hydraulique Fillers

Additions pour béton hydraulique Cendres volantes de houille

Date de la version

04/92

12/85

08/96

06/95

04/96

06/94

10/93

03/92

06/92

Annexe 2 • Normes relatives aux chaussées en béton de ciment

Numéro

NF P 18-506

NF P 18-508

NF EN 450

NF P 18-103

P 18-330

NF P 18-333

NF P 18-335

NF P 18-336

NF P 18-337

NF P 18-338

XP P 18-303

NF P 18-370

NF A 35-015

NF A 35-016

SS S 200 E

SS S 1401 C

SS s 1614 A

Titre de la norme

Additions pour béton hydraulique Laitier vitrifié moulu de haut fourneau

Additions pour béton hydraulique Additions calcaires Spécifications et critères de conformité

Cendres volantes pour béton Définitions, exigences et contrôle de qualité (indice de classment P 18-050)

1.3.3. Adjuvants

Adjuvants pour bétons, mortiers et coulis Définition, classification et marquage

Adjuvants pour bétons, mortiers et coulis Hauts réducteurs d'eau

Adjuvants pour bétons, mortiers et coulis Fludifiants

Adjuvants pour bétons, mortiers et coulis Plastifiants

Adjuvants pour bétons, mortiers et coulis Réducteurs d'eau Plastifiants

Adjuvants pour bétons, mortiers et coulis Retardateurs de prise

Adjuvants pour bétons, mortiers et coulis Entraîneur d'air

1.3.4. Eau

Eau de gâchage pour béton

1.4. Produits pour chaussées en béton

1.4.1. Produits de cure

Adjuvants Produits de cure pour bétons et mortiers Définition, spécifications et marquage

1.4.2. Aciers

Armatures pour béton armé Ronds lisses

Armatures pour béton armé Barres et fil machine à haute adhérence

1.4.3. Produits pour joints (DIRR 104-623)

Produits polymérisables Anti kérozène

Caractéristiques des produits monocomposants

Caracténstiques des produits monocomposants Anti kérozène

Date de la version

03/92

07/95

08/95

08/89

12/90

12/86

12/86

12/86

03/90

12/86

08/99

07/95

07/84

12/86

11/71

11/74

11/69


Numéro

NF P 18-353

NF P 18-421

NF P 18-422

NF P 18-423

NF P 18-451

NF P 18-452

NF P 18-248-2

NF P 18-400

NF P 18-404

NF P 18-406

NF P 18-407

NF P 18-408

P 18-418

NF P 18-420

NF P 15-431

NF P 15-433

NF P 15-436

Titre de la norme

2. NORMES DESSAIS

2.1. Essais sur les bétons

2.1.1. Béton frais

Adjuvants pour bétons, mortiers et coulis Mesure du pourcentage d'air occlus dans un béton frais à l'aéromètre à béton

Bétons Mise en place par microtable vibrante

Bétons Mise en place par aiguille vibrante

Bétons Mise en place par piquage

Bétons Essai d'affaissement

Bétons Mesure du temps d'écoulement des bétons et des mortiers aux maniabilimètres

Essais relatifs aux chaussées Essai propre au béton de diamètre D supérieur à 40 mm Affaissement au cône

2.1.2. Béton durci

Bétons Moules pour éprouvettes cylindriques et pnsmatiques

Bétons Essai d'études, de convenance et de contrôle Confection et conservation des éprouvettes

Bétons Essai de compression

Bétons Essai de flexion

Bétons Essais de fendage

Bétons Auscultation sonique Mesure du temps de propagation d'ondes soniques dans le béton

Bétons Essai d'ecaillage des surfaces de béton durci exposées au gel en présence d'une solution saline

2.2. Essais sur les constituants du béton

2.2.1. Liants

Liants hydrauliques Technique des essais Détermination du temps de prise sur mortier normal

Méthodes d'essais des ciments Détermination du retrait et du gonflement

Liants Mesure de la chaleur d'hydratation des ciments par calorimétrie semi-adiabatique (dite méthode du calorimètre de Langavant)

Date de la version

08/89

12/81

12/81

12/81

12/81

05/88

11/93

12/81

12/81

12/81

12/81

12/81

12/89

06/95

02/94

02/94

09/88

Annexe 2 • Normes relatives aux ch" ••"''nt

Numéro

P 15-466

NF EN 196-1

NF EN 196-6

NF EN 196-7

P 18-560

P 18-561

P 18-591

P 18-592

P 18-598

NF P 18-371

NF EN 10002-1

NF A 35-018

XP P 98-249

NF P 98-282

NF P 98-283

NF P 98-284-1

NF P 98-285

NF T 66-008

NF T 60-114

Norme ASTM

Titre de la norme

Liants Reconnaissance rapide des ciments à la livraison par rapport à un échantillon de référence

Détermination des résistances mécaniques (indice de classement P 15-433)

Détermination de la finesse (indice de classement P 15-477)

Méthodes de prélèvement et d'échantillonnage du ciment (indice de classement P 15-477)

2.2.2. Granulats

Granulats Analyse granulométrique par tamisage

Granulats Mesure du coefficient d'aplatissement

Granulats Détermination de la propreté superficielle

Granulats Essai au bleu de méthylène Méthode de la tache

Granulats Équivalent de sable

2.3. Essais sur les produits

2.3.1. Produits de cure

Adjuvants Produits de cure pour bétons et mortiers Détermination du coefficient de protection

2.3.2. Aciers

Matériaux métalliques Essais de traction Méthode d'essai (à la température ambiante) (indice de classement A 35-001)

Armatures pour béton armé Aptitude au soudage

Essais relatifs aux chaussées Adhérence béton armature Essai ABA

2.3.3. Produits pour joints de chaussées et scellement de fissures

Produits d'étanchéité des ouvrages d'art Liaison au support Mesure de l'adhérence au support

Produits d'étanchéité des ouvrages d'art Essai de traction Détermination de la résistance et de l'allongement

Produits d'étanchéité des ouvrages d'art Résistance à la fissuration provoquée Essai sur produits coulés adhérant au support

Produits d'étanchéité des ouvrages d'art Dureté Détermination de la dureté shore

Point de ramollissement

Pénétrabilité au cône

Essai de traction D 3583

Date de la version

08/83

03/90

03/90

03/90

09/90

09/90

09/90

12/90

10/91

07/95

10/90

07/84

12/96

09/92

09/92

09/92

09/92

07/79

05/70

03/90

Guide technique • Chiaussées en béton

Numéro

NF P 98-244

NF P 98-245-1

NF P 98-245-2

NF P 98-246

NF P 98-701

NF P 98-730

NF P 98-734

NF P 98-744-1

NF P 98-744-2

NF P 98-744-3

NF P 98-744-4

NF P 98-744-5

XP P 98-772

Titre de la norme

3. ESSAIS SUR LA COUCHE DE CHAUSSÉE ou SUR CAROTTES PRÉLEVÉES DANS LA COUCHE DE CHAUSSÉE

Essais relatifs aux chaussées Mesure de la position des aciers dans le béton de ciment

Essais relatifs aux chaussées Répandage d'un produit sur la surface d'une couche en béton de cinnent Mesure de la répartition d'un produit liquide

Essais relatifs aux chaussées Répandage d'un produit sur la surface d'une couche en béton de ciment Mesure de la répartition d'un produit granulaire

Essais relatifs aux chaussées Mesure de l'étanchéité des joints de chaussées en béton de ciment

4. NORMES SUR LES MATÉRIELS UTILISÉS POUR LEXÉCUTION DES CHAUSSÉES EN BÉTON

Matériels de construction et d'entretien des routes Centrales de traitement des matériaux Terminologie et performances

Matériels de construction et d'entretien des routes Centrales de fabrication du béton de ciment Définition des types de centrales et essais pour la vérification des réglages

Matériels de construction et d'entretien des routes Machines de répandage des mélanges granulaires Machines à coffrage glissant pour la mise en place du béton de ciment Terminologie - prescriptions

Matériels de construction et d'entretien des routes Calibrage et vérification des réglages sur chantier des doseurs continus des centrales de production de matériaux Débitmètre de bande pour courroie transporteuse

Matériels de construction et d'entretien des routes Calibrage et vérification des réglages sur chantier des doseurs continus des centrales de production de matériaux Doseur pondéral à granulats

Matériels de construction et d'entretien des routes Calibrage et vérification des réglages sur chantier des doseurs continus des centrales de production de matériaux Doseur volumétrique à granulats

Matériels de construction et d'entretien des routes Calibrage et vérification des réglages sur chantier des doseurs continus des centrales de production de matériaux Doseur pondéral à pulvérulent Essai par prélèvement sur courroie

Matériels de construction et d'entretien des routes Calibrage et vérification des réglages sur chantier des doseurs continus des centrales de production de matériaux Doseur pondéral à pulvérulent Essai par pesée matière

Matériels de construction et d'entretien des routes Module d'acquisition de données pour les centrales de fabrication des mélanges granulaires Descnption et spécifications fonctionnelles Module pour la fabrication continue

Date de la version

10/93

07/94

07/94

10/93

05/93

09/92

03/92

11/93

10/96

10/96

10/96

10/96

03/96

Annexe 3 • Etude de formulation du béton de ciment

Annexe 3 Étude de formulation du béton de ciment

Dans une étude de formulation, on distingue les opérations suivantes :

O l'établissement de la formule nominale, 0 l'étude de sensibilité des caractéristiques du béton aux variations de dosage des constituants, " l'épreuve d'étude (estimation des performances du béton).

La dernière opération comprend la vérification du respect des exigences.

Le fascicule de documentation FD P 98-171 décrit le contenu d'une étude de formulation d'un béton routier.

O Établissement de la formule nominale

À partir d'une formulation théorique (Faury, Bolomey, respect d'un fuseau granulaire, Dreux, etc.).

• Dans une première phase, on fait varier le rapport sable-granulat (S/G) en conservant constantes les quantités de ciment, d'eau, de granulats (fillers, sable, gravillons et cailloux) et d'agent entraîneur d'air. On mesure, dans chacune des situations, la consistance du béton (maniabilité) et l'on retient généralement la proportion qui aboutit à la valeur minimale de la consistance (fig. 1).

Dans la pratique, on peut, pour des raisons propres au chantier, se décaler légèrement de cette position optimale. Ce écart peut avoir quelques répercussions sur la sensibilité des caractéristiques du béton aux fluctuations de dosage des constituants, il faut donc bien vérifier toutes les retombées possibles de cette décision.

1

Première phase : 1 variation de S / (S + G) / avec E = este /

^ v . y ® ^''^..^

remps d'écoulement au maniabilimètre

\ Seconde ptiase : \ variation de E \ avec S / (S + G) = este

: — -\^^-->v

1 ' Avec plastifiant

0 \ 1 S/(S + G) s, Eg E E Eau

Paramètres constants : C, (S + G), AER

O Plage de consistance visée

Q Validité de l'incorporation de plastifiant si E., - Eg > 10 litres

Fig. 1 - Schéma représentant les deux parties de I étude réalisée à l'aide d'un maniabilimètre LCL.


Dans une seconde phase, pour le rapport S/G fixé à la valeur déterminée précédemment, on fait varier la quantité d'eau et, éventuellement, de plastifiant en conservant tous les autres paramètres constants. On retient la combinaison eau-plastifiant qui conduit à la consistance souhaitée (pour le moyen de mise en oeuvre prévu sur le chantier) en respectant un rapport pondéral eau-ciment (E/C), généralement compris entre 0,45 et 0,50.

Au cours de la seconde phase, on mesure, dans chacune des situations, la consistance, la teneur en air occlus et la résistance mécanique du béton.

@ Sensibilité des caractéristiques du béton aux variations de dosage des constituants

Cette étude consiste à s'assurer que des modifications volontaires de proportion des constituants, qui pourraient correspondre à des adaptations de chantier, ne provoquent pas de modification des performances du béton au-delà d'une limite acceptable. Les modifications visées concernent principalement :

— la quantité de plastifiant (en vue, le plus souvent, d'allonger la durée pratique d'utilisation du béton), — l'incorporation d'éléments fins (dans le but d'accroître la cohésion interne du béton), — l'intégration d'un adjuvant (pour conférer au béton des propriétés particulières).

Les performances directement contrôlées sont la consistance et la teneur en air occlus et, si cela est nécessaire, la résistance mécanique.

© Épreuve d'étude

L'épreuve d'étude a pour objectif essentiel de vérifier que les niveaux de performance requis sont atteints et que les fluctuations accidentelles de dosage des constituants ne modifient pas de façon sensible les performances du béton. Les performances contrôlées sont :

— la résistance mécanique (fendage ou compression), — la teneur en air occlus du béton (sur béton frais), — le rendement de la composition (sur la base de la masse volumique réelle du béton compacté à refus), — et, si elle apparaît au contrat (contrôle extérieur ou PAO de l'entreprise), la consistance du béton.

Annexe 4 • Détail de l'organisation du contrôle d'exécution

Annexe 4 Détail de l'organisation du contrôle d'exécution

Malgré la distinction stricte des tâches, les informations, liées au contrôle, recueillies par l'une et l'autre parties doivent être échangées dans leur intégralité.

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Chantier Contrôle intérieur permanent

Phases

Caractéristiques du béton

Transport du béton

Implantation des fils de guidage

Tension des fils de guidage

Cfiemin de roulement des chenilles

Préparation des armatures (roulement)

Comportement des armatures (roulement)

Introduction des fers de liaison (roulement)

Introduction des goujons (roulement)

Ce q u i dér-'r"'-

- Suivi permanent de la fabrication

- Essais périodiques sur béton (consistance)

Évolution des caractéristiques du béton frais Examen visuel

Avancement du chantier

Indications du PAO

Patinage des chenilles Examen visuel

- Aspect des aciers

— Rupture des liaisons

Croisement des armatures Examen visuel

Absence de fers ou difficultés d'insertion

Absence de goujons, difficultés d'insertion ou mauvaise tenue des supports

Action à fa

- Watlmètre enregistreur

- Enregistrement des pesées

IVIesure des temps de transport et d'attente

Relevé topographique pour une installation sur une grande distance

Contrôle selon la procédure du PAQ

Entretien de l'état des chemins

Abouttement maintien de la propreté et de la rectitude

Rangement devant la machine

Approvisionnement, fonctionnement de l'inserteur

Approvisionnement, fonctionnement de l'inserteur ou reprise de la fixation des supports

Contrôle des

spécifications

— Consistance air occlus : un essai selon périodicité prévue au marché

— Résistance mécanique (consistance air occlus, éprouvettes) un essai selon périodicité prévue au marché

Essais éventuels de consistance à la mise en place

Éventuellement essais de traction

Contrôle extérieur permanent Suites

Origine le l'action

Action inopinée

Action inopinée

Examen visuel

Examen visuel

Examen visuel

Examen visuel

Examen visuel

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Cartes de contrôle

Relevé topographique sur la couche de béton

Noter les zones douteuses


Noter les zones concernées

Réactions immédiates

Rejet de la fabrication à partir des essais sur béton frais

Rejet du camion

Corrections

Remise en tension

Changement des aciers salis



Examen visuel Noter les zones concernées

Arrêt de la machine en cas de mélange

Arrêt de la machine en cas d'absence

Arrêt de la machine en cas d'absence ou de mauvaise tenue

Conséquences

Si raidissement fréquent, arrêt de bétonnage

Arrêt de bétonnage et compactage éventuel du sol support

Si rupture fréquente, arrêt de bétonnage

Si l'arrêt de l'atelier est > 1h30 ; joint de construction

Si l'arrêt de l'atelier est > 1h30 : joint de construction

Si l'arrêt de l'atelier est > 1h30 : joint de construction

Reprise du bétonnage

Point d'arrêt si raidissement systématique

Point d'arrêt

Point d'arrêt si rupture systématique

Point d'arrêt

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Contrôle intérieur permanent Contrôle

des

Contrôle extérieur permanent 1 Suites

Phases

Introduction du joint longitudinal

État de surface du support (fondation)

État de surface du béton maigre (fondation)

Alimentation de la macfiine

État du béton en sortie de la table

Position des aciers (roulement)

État des bords de la couctie de roulement (roulement)

Tenue des bords du béton de roulement

Position du joint longitudinal

Ce qui déclencfie

Contrôle visuel permanent

Risque d'absorption Examen visuel

Risque d'entraînement entre couctnes par collage ou engrènement

Difficultés d'avancement béton pénétrant dans les trompettes (BAC)

Aspect de surface

Arrachement aux angles

Affaissement de bord (aspect visuel)

Visuel État et position

Action à taire

Approvisionnement en continu

Arrosage

Cure préalable au bétonnage du béton de roulement

Action sur la vitesse d'avance Réglage de la position des trompettes

Réglage des vibreurs et contrôle du matériel pour obtenir une surface supérieure lisse et fermée

Ajuster la vibration Talochage

Ajuster la vibration Renfort des bords de dalles (coffrages légers)

Réglage de l'inserteur

spécifications

Essais dans le béton frais et éventuellement dans le béton durci

tviesure à la règle

Origine de l'action

Examen visuel

Examen visuel

Examen visuel

Examen visuel

Examen visuel

Examen visuel

Examen visuel

Examen visuel

Action à faire

Si rupture du joint, noter l'emplacement




Observation de l'état de surface (n'admettre le talochage que très ponctuellement)

N'admettre le talochage que sur une largeur inférieure à 20 cm



Faire arroser la couche support

Faire compléter la cure

Arrêt de la machine si du béton entre dans les trompettes

Arrêt de la machine si on constate des trous importants en grand nombre

Arrêt de la machine si les aciers sortent des tolérances

Arrêt de la machine si l'angle est systématiquement arraché

Arrêt de la machine si les affaissements sont trop importants

Arrêt de la machine si le joint dépasse

Conséquences

Sciage et garnissage du joint ultérieurement

Si l'arrêt de l'atelier est > 1h30 : arrêt de bétonnage et joint de construction



Si l'arrêt de l'atelier est > IhSO : arrêt de bétonnage et joint de construction



Reprise du bétonnage

Point d'arrêt

Point d'arrêt

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Contrôle des

Contrôle extérieur permanent

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Dimensions de la dalle

Matériel de répandage du retardateur

Répandage du retardateur de surface

Matériel de répandage du produit de cure

Cure du béton frais

Dénudage (roulement)

Cure du béton dénudé (roulement)

Positionnement des joints de retrait transversaux

Sciage des joints

Alignement des joints

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Périodique

Vérification périodique

Essai périodique

En continu

Suivi du comportement du béton

En continu

Action a frt>«i

Mesure par référence aux fils de guidage Réglage de la macfiine

Essai de régularité transversale et longitudinale

Réglage des diffuseurs

Essai de régularité transversale et longitudinale

- Agitation du produit - Visualisation de la surface - Bilan des consommations

Essais

- Agitation du produit - Visualisation de la surface - Bilan des consommations

Repérage au sol selon le projet

Cfioix du moment de sciage

Traçage des joints et réglage de la scie

spécifications

Éventuellement essais dans le béton durci

Essai périodique et en cas de doute


Essai périodique


Vérification périodique

Contrôle de la forme des joints

Origine actioi

Examen visuel

Vérification inopinée

Examen visuel

Vérification inopinée

Examen visuel

Examen visuel

Examen visuel

Examen visuel

Examen visuel

Examen visuel

Action a faire

Présence au moment de la mesure

Essais de chantier


Essais de chantier

— Prélèvement conservatoire du produit de cure — Noter les zones douteuses

— Prélèvement conservatoire du produit de cure - Noter les zones douteuses

Relevé des zones concernées



Réacti im

Arrêt de la machine si l'épaisseur est hors tolérances

Nettoyage et réglage des gicleurs

Nettoyage et réglage des gicleurs

Arrêt de l'atelier de répandage si la cure n'est pas satisfaisante

Arrêt de l'atelier de répandage si la cure n'est pas satisfaisante

Réglage de la scie

Conséquences


Si l'arrêt de l'atelier est > 1 h30 : arrêt de bétonnage et joint de construction

Si l'arrêt de l'atelier est > 1 h30 : arrêt de bétonnage et joint de construction

Reprise îtonnage

Point d'arrêt

Point d'arrêt

Point d'arrêt

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i Chantier Contrôle intérieur permanent

Pliases

Uni courtes longueurs d'onde (roulement)

Bétons de fin de journée (roulement)

Joints de construction (roulement)

Arrêts de bétonnage (supérieur à 30 min.)

Circulation de ctiantier sur la dalle

Ouverture des joints ou fissuration de la dalle

Remplissage des joints

Striage

Uni général (roulement)

Rugosité (roulement)

Résistance mécanique

Ce qui déclenche

Dès qu'il est possible de marcher sur le béton

À chaque coulage

À chaque exécution

À chaque fois

Contrôle de la résistance du béton

Relevé journalier de l'apparition des fissures et de l'ouverture des joints

Examen visuel

Action à taire

Essai avec la règle de trois mètres

Adaptation du béton aux conditions atmosphériques

Procédures du PAQ

Procédures du PAQ et éventuellement joint de construction

Essais mécaniques

Mesures particulières de déroulement du bétonnage

Nettoyage des joints Conditions du PAQ

Réglage du balai

Contrôle des

spécifications

Essais de consistance et d'air occlus

Essai d'étanchéité

Essai HS par lot de chantier

Essai à l'APL par lot de chantier

Essai HS par lot de chantier

Essai sur carottes par lot de chantier

1 1 Contrôle extérieur permaneni i aunes

Origine de lact ior

Inopinée

Examen visuel

Examen visuel

Examen visuel

Compte rendu d'essai fourni par l'entreprise

Examen visuel

Périodique, éventuellement par l<ilomètre sur chaque couche

Périodique

Éventuellement

Action à faire

Essais avec la règle ou transversoprofllo-graphe


Noter les anomalies

Noter précisément l'emplacement, l'heure et la durée

Noter les périodes et les zones de circulation


Signal d'alarme

Rejet de la gâchée

Adapter le PAQ

En cas de dépassement de 1h30, exécution d'un joint de construction

Blocage de la circulation

Signal d'alarme

onséquences

Grenaillage

Reprise du bétonnaop

Point d'arrêt

Point d'arrêt

Point d'arrêt (après exécution de la couche)

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Annexe 5 Utilisation de constituants, produits.

ou matériels

matériaux ne bénéficiant pas de « certification »

CERTIFICATION

• Marque

• Liste d'aptitude

• Avis technique

^ NF

>- L d'A

^ AT

Objet

Ciment

Granulats

Adjuvants : - Plastifiant - Agent entraîneur d'air (AER)

Additions

Liant routier

Béton (BPE)

place

NF

NF

NF

NF

AT

NF

1 Préparation du chantier 1 Réception sur chantier 1 (en complément des contrôles 1 prévus par la norme 1 NF P 98-170)

1 Contrôle en cours de chantier 1 (en complément de ceux prévus 1 par la norme NF P 98-170)

I r ' - • ' - — •

Résultats d'essais relatifs aux propriétés prévues par la norme NF P 15-301

Résultats d'essais relatifs aux propriétés prévues par la norme XP P 18-540

Résultats d'essais pour la fonction principale des spécifications des normes : plastifiant : NF P 18-335 ou NF P 18-336 AER : NF P 18-338

Résultats d'essais relatifs aux propriétés prévues par les normes

Résultats d'essais relatifs aux propriétés prévues par la norme NF P 15-301

Description détaillée et complète Références de chantiers livrés par la centrale

Cadre

Épreuve d'étude de formulation et contrôle intérieur du producteur

moins six mois

(moyenne et

écart-type)

Réponse à l'appel d'offres ou PAQ

Informations

Résultats d'essais : - Résistance mécanique - Temps de prise - Maniabilité

Résultats d'essais : - Granulométrie - Propreté

Résultats d'essais sur le béton concernant : - Plastifiant (maintien de la consistance pendant 1 h) - AER (facteur d'espacement < 0,3 mm)

Résultats d'essais : - Coefficient d'activité - Demande en eau

Résultats d'essais : - Résistance mécanique - Temps de prise - Maniabilité

Résultats d'essais de réglage prévus par la norme NF P 98-730

Cadre

Au fur et a mesure

de la livraison et lors

des épreuves

de convenance

Lors des

épreuves de

convenance

Informntions

Prélèvement conservatoire

Résultats d'essais : - Granulométrie du sable - Propreté




Relevé des dosages Enregistrement de la courbe d'efficacité du malaxeur

Fréquence

À chaque confection d'éprouvettes de béton

Par jour de fabrication




Pour chaque gâchée

Annexe 5 • Utilisation de constituants, produits, matériaux ou matériels ne bénéficiant pas de « certification

Objet

Produit de cure

Produits pour joints

Armatures

Goujons

Fers de liaison

Centrale à béton

Mactiine à coffrage glissant

Certificati en

place

on

NF

Avis LCPC

NF

NF

NF

L d'A

L d'A

1 1 Prc 'paratlon du

Information'

Résultats d'essais relatifs à l'efficacité du produit de cure tels que prévus par la norme NF P 18-370

Résultats d'essais relatifs aux propriétés prévues par les normes de la sous-série NF P 98-280

Résultats d'essais relatifs aux propriétés prévues par les normes NF A 35-016, XP P 98-249-1 et éventuellement NF A 35-018

Résultats d'essais relatifs aux propriétés prévues par la norme NF A 35-015

Résultats d'essais relatifs aux propriétés prévues par les normes NF P 35-016 et NF P 98-249-1

Description détaillée et complète

Référence du matériel ou d'un matériel identique

Description détaillée et complète

Référence du matériel ou d'un matériel identique

Plan d'assurance

de la qualité (PAO)

Réponse à l'appel d'offres

ou PAQ

Réponse à l'appel d'offres

ou PAQ

Réception sur chantier (en complément des contrôles

prévus par la norme NF P 98-170)

Informations

Identification et masse volumique du produit utilisé au moment de l'épreuve de convenance

Essais d'élasticité et de poinçonnement

- Limite élastique et à la rupture - Essai d'adhérence ABA

- Essai de traction en cas de soudage (dix ech.) lors de l'épreuve de convenance

Résultats d'essais relatifs à la limite élastique et la résistance à la rupture


Résultats des essais de vérification des réglages prévus par la norme NF P 98-730

Inspection du matériel pour les aspects prévus pour l'inscription sur la liste d'aptitude

Cadt i

Au fur et à mesure

de la livraison et lors

des épreuves

de convenance

de répandage

Lors des

épreuves de

convenance de

fabrication

Lors des

épreuves de

convenance de

répandage

Contrôle en cours de chantier (en complément de ceux prévus

par la norme NF P 98-170)

Informatior

Mesure de la masse volumique et prélèvement conservatoire

Essais d'élasticité et de poinçonnement

- Résultats d'essais relatifs à la limite élastique et à la rupture - Essai de traction en cas de soudage (trois ecfi.)



Résultats d'essais sur : - Doseurs et malaxeur - Mesures de consistance et d'air occlus

equence

Pour chaque conteneur

A chaque livraison

- A chaque livraison

- Par semaine

A chaque livraison

A chaque livraison

Hebdomadaire

- Toutes les deux heures de fabrication


Annexe 6 Béton de sable

Le béton de sable, défini par la norme NF P 18-500, se distingue d'un béton traditionnel par un fort dosage en sable(s), l'absence ou le faible dosage en gravillons (rapport pondéral gravillons/sable inférieur à 0,7). Il se différencie des mortiers par un plus faible dosage en ciment et surtout par sa destination : comme matériau de construction à l'instar du béton traditionnel.

L'emploi de béton de sable, en remplacement des bétons de ciment classiques ou des bétons maigres, peut constituer une variante de structure rigide intéressante sur le plan économique, dans le cas d'une situation d'excédents de sable (naturel ou de carrière) accessibles à des coûts moindres que les granulats courants.

Par rapport au béton traditionnel, la mise en œuvre du béton de sable ne présente pas de difficultés particulières. Seuls quelques aménagements sont nécessaires sur les machines à coffrage glissant.

Les connaissances acquises sur le béton de sable, par le projet national Sablocrête, sont transcrites dans l'ouvrage Bétons de sable [12]. La présente annexe ne donne que quelques indications sur ce matériau et son emploi en chaussée.

O I <« composants du béton de sable

Tout type de sable (naturel ou de carrière) peut a /7A/I9A/convenir, s'il respecte, du point de vue de la propreté, les exigences de la norme XP P 18-540.

Les ciments utilisés doivent être normalisés. Compte tenu des résistances mécaniques généralement demandées, un ciment de classe 32,5 suffit.

Comme pour les bétons traditionnels, on peut envisager d'incorporer un correcteur granulaire ainsi que des additions en substitution partielle du ciment. L'emploi d'entraîneurs d'air est obligatoire, celui de plastifiants est recommandé.

@ Conception des chaussées en béton de sable

En l'état actuel de la technique, l'utilisation du béton de sable en couche de revêtement est à exclure au-delà d'un trafic cumulé de 2 10*" essieux standard. Il peut, toutefois, être employé en couche de fondation.

Utilisé en couche de revêtement et au-delà d'un trafic cumulé de 2 10*" poids lourds, le béton de sable doit être couvert par une couche bitumineuse (enduit ou BBTM selon le

Annexe 6 • Béton de sable

trafic) pour assurer sa protection et pour obtenir des caractéristiques de texture et d'adhérence suffisantes.

L'épaisseur minimale des couches en béton de sable est de 14 cm pour garantir une inertie suffisante et des tolérances de construction satisfaisantes. Quand les conditions économiques le permettent, l'augmentation de l'épaisseur de la chaussée sera toujours préférée à la recherche d'amélioration des performances mécaniques du matériau.

L'espacement des joints transversaux de retrait doit être de l'ordre de vingt fois l'épaisseur et, en tout cas, ne pas excéder deux fois la largeur entre bords longitudinaux « libres ». Au-delà d'un trafic cumulé de 2,5 10* essieux standard, il est conseillé de goujonner les dalles.

© Dimensionnement des chaussées en béton de sable

Le dimensionnement des chaussées utilisant le béton de sable s'effectue suivant la démarche générale de dimensionnement employée en France pour l'ensemble des structures routières {cl guide technique Conception et dimensionnement des structures de cfiaussée [1]).

Le matériau en béton de sable n'est pas explicitement envisagé dans le guide technique LCPC-SETRA, qui ne traite que des bétons de ciment traditionnels (maigre ou normal). Une adaptation, au béton de sable, de la méthode générale de dimensionnement a été proposée dans le cadre du projet national Sablocrête. Cette étude a conduit à préconiser, pour le béton de sable, une valeur du coefficient de calage k = 1,40 pour le béton de sable au lieu de k = 1,50 pour les bétons de ciment habituels pour revêtement. Il s'agit de l'unique modification apportée aux règles de dimensionnement.

La caractérisation du comportement en fatigue des bétons de sable, par des essais de laboratoire, reste à ce jour très limitée. Les paramètres de fatigue des bétons de sable pour le dimensionnement sont en fait directement déduits de la résistance en fendage à 28 j . Des exemples de dimensionnement figurent dans l'ouvrage publié par le projet national Sablocrête déjà cité [cf. Bétons de sabie [12]).


Annexe 7 Béton de ciment drainant

Le béton de ciment drainant ou « béton poreux » est utilisé depuis presque vingt ans pour la construction de massifs drainants latéraux en bord de chaussée. Selon le trafic et la nature de l'ouvrage, il est employé soit en cordon le long de la chaussée, soit en fondation-base de l'accotement ou de la bande d'arrêt d'urgence avec, dans les deux cas, des exutoires périodiques.

Son utilisation en béton de revêtement n'est encore, en 1997, qu'au stade expérimental.

O Utilisation en massif drainant

Pour cet emploi, le béton poreux doit assurer le drainage rapide des eaux qui s'infiltrent dans le corps de chaussée (en particulier au joint latéral côté bas du dévers) ainsi que la portance de la structure de l'accotement, et ce, sans produire de fines libres.

Les propriétés à rechercher sont :

• une forte porosité par des pores de grande taille favorisant un transit rapide de l'eau, • une cohésion suffisante du matériau, en particulier de ses éléments fins, • une résistance mécanique proche de celle de matériaux d'assise de chaussée.

En outre, le béton poreux doit résister à l'agression chimique des eaux pures ou chargées en sels de dêverglaçage et son mortier doit être protégé des effets du gel.

Vis-à-vis du dernier objectif, il est conseillé de choisir :

— un dosage en ciment relativement élevé compte tenu des propriétés mécaniques visées, de l'ordre de 160 kg/m^, — un ciment de classe 32,5 au laitier (CHF ou CLK-CEM III) ou contenant des ajouts très réactifs (CPJ-CEM Il/A ou B aux cendres volantes ou au laitier) ou encore des ciments des classes précédentes et conformes à la norme P 15-317 (ciments pour travaux à la mer). On peut aussi utiliser un mélange de CPA-CEM I et de cendres volantes si ce ciment est déjà employé sur le chantier, — l'utilisation d'un entraîneur d'air.

• Forte porosité par des pores de grande taille. Ce premier objectif est obtenu avec une formule granulométrique discontinue avec un D élevé et une quantité relativement faible de sable. Par exemple, un béton 0/40 mm contenant 100 à 200 kg/m^ de sable 0/5 mm et des gravillons 20/40 mm. Le sable doit être maintenu afin que les ponts entre granulats soient constitués d'un mortier qui résiste mieux aux agressions chimiques qu'un liant hydraté pur. La porosité ouverte à viser lors de l'étude est comprise entre 15 et 20 %, ce qui correspond aune porosité totale supérieure de 2 à 3 %.

• Cohésion suffisante du matériau, en particulier de ses éléments fins. Ce deuxième objectif est atteint en choisissant un dosage relatif ciment/sable, ainsi que la granulométrie du sable, afin d'obtenir un mortier riche et compact avec le minimum d'énergie de serrage. Pour cela, et en raison des moyens de mise en œuvre habituellement retenus {cf. ci-après), il est conseillé d'utiliser des adjuvants améliorant la maniabilité (plastifiants) et réduisant les risques de ségrégation du mortier (colloïdes). Il faut remarquer qu'il est préférable, à cause des résistances visées, de choisir un ciment de classe de résistance faible et fortement dosé que l'inverse.

Annexe 7 • Béton de ciment drainant

~ Résistance mécanique proche de celle de matériaux de couches de chaussée. Ce troisième objectif conduit à viser à obtenir, sur chantier, une résistance à la compression supérieure à 3 MPa à 7 j et 10 MPa à 90 jours.

La mise en œuvre ne peut pas être faite par le matériel habituel de construction des chaussées en béton, c'est-à-dire en utilisant le serrage par vibration interne. Il est conseillé d'utiliser des matériels serrant le matériau par compactage. La maniabilité du matériau peut être adaptée à l'énergie de compactage effectivement disponible. Dans certains cas, elle peut aussi être adaptée à une mise en place sans atelier de compactage ; la résistance à la ségrégation (essorage du mortier par gravité) doit ici être particulièrement examinée. Enfin, comme tous les matériaux traités aux liants hydrauliques, le béton poreux doit subir une cure efficace. La porosité du matériau nécessite un choix particulier du mode de cure : une géomembrane ou une émulsion bitumineuse largement dosée sont préférables aux produits de cure traditionnels pour béton compact. La réalisation du béton poreux et, plus généralement, du système de drainage représente une partie d'ouvrage modeste en volume et en coût ; elle constitue parfois l'interface entre deux marchés. Les contrôles de qualité n'en sont pas moins aussi importants que ceux des autres parties de l'ouvrage. Ils sont à conduire sur le même schéma et avec la même finalité que ceux de la chaussée principale {cf. chapitre 7 « Démarche d'assurance de la qualité »). L'ouvrage de drainage réalisé en béton poreux a un rôle important dans la bonne tenue dans le temps de la chaussée (éviter le phénomène de pompage). Il est donc nécessaire de surveiller périodiquement son fonctionnement et d'assurer en permanence le fonctionnement des exutoires.

Même avec les choix précédents de constituants, le béton poreux reste un matériau sensible aux eaux « pures ». Il est donc indispensable :

— d'assurer l'étanchéité de surface de l'accotement par une couche bitumineuse dont la nature dépend de l'importance de la voie (enduit superficiel, béton bitumineux mince ou très mince), — de surveiller et d'entretenir périodiquement l'étanchéité des joints de la chaussée afin que le massif drainant joue le rôle qui lui est attribué, c'est-à-dire évacuer les eaux dont l'infiltration dans le corps de chaussée ne peut être maîtrisée.

Le choix fait en France d'un drainage latéral, et non d'une couche de fondation drainante sauf en ce qui concerne les dalles sans fondation traitée, doit permettre une reconstruction du système de drainage sans intervention sur la chaussée principale et donc avec une gêne réduite des usagers.

0 Utilisation en béton de revêtement

Dans le but de réduire le bruit de roulement et les projections d'eau, des études sont en cours pour mettre au point des bétons de ciment drainants pour couche de roulement. Cette technique n'est encore, en 1997, qu'à l'état expérimental.

Les différences essentielles entre les bétons de ciment drainants pour couche de roulement et pour fondation-base en accotement sont les suivantes :

— une granulométrie beaucoup plus faible, — une résistance mécanique nettement plus importante, le niveau visé est de 2,5 MPa en fendage à 28 jours. — un uni de surface conforme à celui d'une couche de roulement, particulièrement dans le domaine des défauts qui génèrent l'essentiel du bruit de roulement, la mégatexture.

Des expériences récentes montrent que l'on peut formuler des bétons de ciment drainants dont les propriétés hydrauliques et acoustiques sont au niveau des meilleurs matériaux bitumineux drainants. En revanche, des progrès restent à réaliser pour atteindre une résistance mécanique suffisante pour éviter les arrachements de matériau au niveau des joints.


Annexe 8 Emploi de liants hydrauliques spéciaux à usage routier

En dehors des ciments normalisés, se sont développés, depuis maintenant de nombreuses années, des liants dénommés « liants hydrauliques routiers » mis au point spécialement pour une utilisation en traitement des sols en place ou en centrale et pour la confection de matériaux d'assise de chaussée. Ce sont des liants composites obtenus par mélange et/ou broyage de clinker ou de co-produits de l'industrie (laitiers, cendres volantes, etc.) et, éventuellement, d'activants.

Dans l'attente de la publication d'une norme européenne sur les « liants hydrauliques routiers », en cours d'élaboration, ces liants peuvent bénéficier actuellement de la procédure des avis techniques.

Le domaine d'emploi défini dans les avis techniques en cours et par les normes est :

— le traitement des sols (remblais, plate-forme support de chaussée, couche de forme), conformément au guide technique LCPC/SETRA Traitement des sots à ta ctiaux et/ou aux tiants fiydrautiques (en préparation en 1996), — la réalisation de couches d'assise de chaussée avec des graves traitées aux liants hydrauliques routiers, conformément à la norme NF P 98-122, ou des graves hydrauliques à hautes performances, selon la norme NF P 98-128, et ce suivant les indications données par la norme NF P 98-115 « Exécution des corps de chaussée ».

Pour ces applications, il est recommandé de retenir un liant pour lequel on dispose d'un avis technique, le liant devant faire en outre l'objet d'un suivi, garanti par le fabhcant, qui apporte l'assurance d'une régularité de ses caractéristiques pour l'ensemble de l'approvisionnement du chantier.

En couche de fondation d'une chaussée en béton de ciment, il devra être établi, avec les liants hydrauliques routiers, que les critères d'érodabilité sont respectés.

Pour la réalisation de couches de base rigides armées, il est envisageable d'utiliser des liants hydrauliques routiers si le trafic est inférieur à T3. Ceci présuppose qu'une étude de formulation détaillée (telle que définie plus loin) ait établi la compatibilité du liant hydraulique routier avec les objectifs techniques de fabrication et de mise en œuvre. Il faut également que les conditions de chantier puissent être adaptées, en particulier au temps de prise et à la courbe de durcissement du liant. Les coûts de cette étude de formulation et les difficultés rencontrées sont généralement peu compatibles avec les petits chantiers et il est le plus souvent préférable d'utiliser un ciment courant conforme à la norme NF P 15-301.

L'emploi des liants hydrauliques routiers est à écarter pour la réalisation de couches de base rigides si le trafic est égal ou supérieur à T3 et, en particulier, lorsque la couche de base est armée, en continu ou non. En effet, les temps de prise et l'évolution des durcissements sont mal adaptés aux conditions de fabrication ; la résistance à l'abrasion de la surface de la couche est insuffisante et nécessiterait sa couverture par une couche bitumineuse dont l'adhésion au support devrait être établie.

Annexe 8 • Emploi de liants hydrauliques spéciaux à usage routier

O Caractéristiques données par l'avis technique ou par le producteur

Il faut obtenir du producteur son engagement à respecter, pendant toute la durée de la livraison, les caractéristiques annoncées. Le maître d'oeuvre doit alors évaluer la part de contrôle de qualité qui reste à sa charge, afin de pouvoir faire une comparaison économique avec l'emploi d'un ciment.

Les caractéristiques devant être renseignées sont :

— la composition du liant, — la surface spécifique Blaine et la courbe granulométrique, — la teneur en alcalins, — le temps de prise, — la résistance mécanique à 7 et 28 jours, — les précautions d'emploi, — la démarche d'assurance qualité.

On utilisera, de préférence, des liants hydrauliques routiers dont la résistance mécanique s'apparente à celle des ciments de la classe 32,5.

0 Essais préliminaires sur mortier normal

Des essais sont d'abord à réaliser, conformément aux normes, sur mortier normal :

— prise, — résistance mécanique à 24, 48, 72 h, etc., — retrait, — gonflement, — maniabilité, — compatibilité avec les adjuvants, en particulier avec le produit entraîneur d'air et avec les plastifiants envisagés.

Les critères à respecter sont :

— une prise entre 1 h 30 min et 5 heures, — une résistance à la compression R, (48 h) supérieure à 6 MPa, — un retrait à 28 j inférieur à 1 000 micromètres par mètre, — une stabilité inférieure ou égale à 10 secondes.

© Essais complémentaires

Le comportement des matériaux constitués avec ces liants spéciaux étant plus mal connu que celui des bétons de ciment normalisés, en complément de l'étude traditionnelle des bétons de ciment [cf. annexe 3), il convient d'examiner :

— l'influence des dosages en adjuvants sur l'ouvrabilité et la teneur en air occlus, — révolution au jeune âge de la résistance mécanique, — révolution de la maniabilité en fonction du temps, — la prise du mortier.


Document publié par le SETRA sous le numéro D 0009

Conception et réalisation LCPC-IST, Jacqueline Ségurens

Dessins LCPC-IST, Philippe Caquelard

Crédits photographiques CIMbeton, Ciments d'Origny, CMR, Freyssinet, Gailledrat, LCPC, Sollac, SETRA, TSS

Flashage Burovit

Impression Arcara

Dépôt légal 1er tnmestre 2000

ISBN 2-1109-0649-9

Service d'Études Techniques des Routes et Autoroutes 46, avenue Aristide Briand - BP 100 F-92225 BAGNEUX CEDEX Téléphone : 01 46 11 31 31 Télécopie : 01 46 11 31 69 Internet : http://www.setra.equipement.gouv.fr



CHAUSSEES EN BETON GUIDE TECHNIQUE

Ce guide technique, élaboré par les services techniques de l'Administration, en collaboration étroite avec les entreprises de construction routière et de l'industrie cimentière, a pour objectif d'apporter aux maîtres d'oeuvre et aux projeteurs les éléments d'information concrète essentiels sur la conception et la construction des chaussées routières en béton. Ce guide traite successivement de la conception du projet, des aspects économiques de comparaison des solutions, du matériau béton et de ses constituants, de la fabrication et de la mise en oeuvre pour la construction de la chaussée, de la définition et de l'organisation de la démarche d'assurance de la qualité. Quelques informations sont enfin données sur les techniques d'entretien.

This technical guide has been drawn up by Government engineering departments in close collaboration with road construction companies and the cément industry. It aims to provide construction authorities and designers with the practical information they need in order to design and construct concrète highway pavements. This guide covers successi-vely project design, économie aspects relating to alternative solutions, concrète as a material and its constituents, its manufacture and laying for pavement construction purposes and aiso the nature and organization of the quality assurance procédure. Finally a few indications are given concerning maintenance techniques.

Document disponible sous la référence D 0009 au prix de 250 F

à riST-Diffusion - LCPC 58, boulevard Lefebvre F-75732 PARIS CEDEX 15 Téléphone : 01 40 43 52 26 Télécopie : 01 40 43 54 95 Internet : http://www.lcpc.fr

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ISBN 2-7208-7080-3

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