Dimensionnement Du Corps de Chaussée

7/21/2019 Dimensionnement Du Corps de Chaussée

http://slidepdf.com/reader/full/dimensionnement-du-corps-de-chaussee 1/27

4

Dimensionnement du corps de

CHAPITRE 1

Introduction au conception et dimensionnement deschaussées

L’estimation d’un projet routier, ne se limite pas en un bon tracé en plan etd’un bon profl en long. En eet une ois réalisée, elle devra résister auxagressions des agents extérieurs et à la surcharge d’exploitation action desessieux des véhicules lourds, eets des gradients thermi!ues pluie, neige,verglas. pour cela il audra non seulement assurer à la route de bonnecaractéristi!ue géométri!ue mais aussi de bonne caractéristi!ue mécani!uelui permettant de résister à toutes ces charges pendant sa durée de vie. La!ualité de la construction des chaussées joue à ce titre un r"le primordial. #elleci passe d’abord par une bonne reconnaissance du sol support et un choix judicieux des matériaux à utiliser, il est ensuite indispensable !ue la mise en$uvre de ces matériaux soit réalisée conormément aux exigences arr%tées.

La démarche générale du dimensionnement d’une structure de chausséene soit pas onci&rement diérente de celle du dimensionnement des autresstructures du génie civil puis!u’il s’agit de déterminer les contraintes oudéormations des matériaux et de l&s comparer à des contraintes admissibles.

Le dimensionnement des chaussées présentes de nombreuses particularités.sur les!uelles cette introduction souhaite insister .'our simplifé, on peutdistinguer deux approches tr&s diérentes, celle !ui rel&ve l’empirisme et celle!ui rel&ve de la théorie.

1.1) Défnition de la chaussée :

a( Au sens géométrique : la surace aménagée de la route surla!uelle circulent les véhicules.

b( Au sens structurel : l’ensemble des couches des matériaux

superposées !ui permettent la reprise des charges.1.2) Constitution d’une chaussée :

Les chaussées se présentent comme des structures multicouches mises en

$uvre sur un ensemble appelé plate-forme de chaussée constituée du sol

terrassé, dit sol support, le plus souvent surmonté d’une couche de forme.

a) !a couche de "orme : cette couche, !ui ne ait pas partie intégrante de

la chaussée, a plusieurs onctions • pendant les travaux elle prot&ge le sol supporte, contribue au

nivellement et permet la circulation des engins de chantiers



4


• elle permet de prendre plus homog&nes les caractéristi!ues du sol

terrassé et de protéger ce dernier du gel#) !es couches d’assise l’assise de chaussée est généralement

constituée de deux couches, la couche de fondation surmontée de la

couche de base

#es couches en matériaux élaborés, le plus souvent liés )bitume, liants

h*drauli!ues( pour les orts trafcs, apportent à la chaussée la résistance

mécani!ue aux charges verticales induites par le trafc. Elles répartissent les

pressions sur le support, afn de maintenir les déormations à ce niveau dans

les limites admissible

c) !a couche de sur"ace : la couche de surace est constituée• de la couche de roulement !ui est la couche supérieure de la

chaussée sur la!uelle s’exercent directement les agressions conjuguées

du trafc et du climat• et le cas échéant d’une couche de liaison entre les couches d’assise et

la couche de roulement



+oulement

Liaison

ase

-ondation

'artie supérieure des terrassements/0m

#ouches de surace

#ouches d’assise

1ol support

#ouches de orme

2ccotement

2rase de terrassement

'late3orme support de chaussée

4


4ans le cas particulier des chaussées en béton de ciment (chaussées

rigides) la dalle, !ui repose sur une couche de ondation, joue simultanément

le r"le de couche de surace et celui de couche de base. L5ensemble

chaussée6couche de orme6sol, peut %tre représenté sur le 1chéma suivante

FIGURE1 *ensemble chaussée/couche de

forme/sol*

1.$) Di%érentes "amilles de structures de chaussées : suivant leur mode

de onctionnement on distingue • Les chaussées classi!ues )souples et rigides(• Les chaussées inverses )mixtes ou semi3rigides(

4ans ce travail on s’intéresse sur les chaussées souples et rigides

1&$&1) Chaussées souples

#es structures comportent une couverture bitumineuse mince )moins de 07

cm(, parois réduite à un simple enduit superfciel, reposant sur une ou

plusieurs couches de matériaux granulaires non traités)-89:+E;(



''b

(on traité

p

ol

4


1. couche de surace en

matériaux bitumineux

2. matériaux bitumineux

d’assise )<07cm(

$. matériaux granulaires

non traités );= à 7= cm(

4. plate3orme supporte

FIGURE 2 * coupe transversal d’une chausséesouple*

L’épaisseur globale de la chaussée est généralement comprise entre >= et ?=

cm.

F

I

G

U

R

E

3 *fonctonnement d’une chaussée*

La couverture bitumineuse subit à sa

base des eorts répétés de traction3@exion. !’é*olution la plus ré!uente des

chaussées souples se manieste d’abord par l’apparition de déormation

permanente du t*pe orniérage à grand ra*on, @aches et aaissements !ui

détériorent les !ualités des profls en travers et en long. Les sollicitations

répétées des @exions alternées dans la couverture

bitumineuse entrainent une dégradation par atigue, sous la

orme de fssures d’abord isolées puis évoluant peu à peu

vers un aAenBage.

a) !es matériau+ utilisés :

#ouche de base grave bitume classe >ou 9CD t*pe ;.

Leur " onctionnement peut %tre

schématisé comme suit

Les matériaux granulaires

constituant l’assise 4e ces

chaussées ont une aible rigidité.

#omme la couverture bitumineuseest mince les eorts verticaux dus

au trafc sont transmis au support

avec une aible diusion. Les

contraintes verticales élevées

engendrent par leur répétition des

déormations plasti!ues ui se



4


#ouche de ondation 9CD t*pe ; ou 0.

b) Com#inaisons de couches : présenter sur le schémasuivant

c) Conditions d’inter"aces ,outes couches collées.

1&$&2) Chaussées rigides

1. couche de

surace en béton ciment

2. béton maigre

$. matériaux

granulaires non traités

4. plate3orme supporte

FIGURE ! * coupe transversal d’une chausséer"de*

Fn appelle chaussées rigides, des chaussées comportant en couchesupérieure des matériaux traités au liant h*drauli!ue )béton de cimentessentiellement(. La nature du béton h*drauli!ue ait !ue la rigidité des dalles!ui constituent la partie supérieure de la chaussée prot&ge le sol support dessollicitations mécani!ues. La rupture de la chaussée s’amorce en premier lieudans la dalle par exc&s de contraintes

a) !es matériau+ utilisés sont la dalle béton #7 en couche de base et lebéton maigre #; ou une grave ciment en couche de ondation

#) Com#inaison de couches

c) Conditions au+ inter"aces L5interace entre la base en béton et la couchede ondation est décolléed) Di%érents t-pes de chaussées en #éton

• #haussées à dalles non armées et non goujonnées• #haussées à dalles goujonnées• #haussées en béton armé continu



4


CHAPITRE 2

!es entrées tiennent en compte dans le

dimensionnement des chaussées :

Le dimensionnement d’une chaussée est conditionné par !uatre amilles de

param&tres suivants



4


La nature et la !ualité des matériaux, le sol supporte, le trafc et le climat. Le

climat joue sur le plan logi!ue un r"le analogue aux autres param&tres, mais

intervient en réalité de aBon asseG diérente par des exigences sur la

conception des structures des chaussées

2&1) !e trafc : 2&1&1) !oi d’équi*alence

Les désordres occasionnés aux chaussées provenaient de l’intensité du trafc

lourd. #e phénom&ne a été clairement !uantifé lors des essais 2.2.1..F

) #mercan #ssocaton of $tate %"h&a' ()cals( réaliser aux :.1.2. entre 0H7I

et 0H?0. #ette expérimentation a porté sur l’étude de ;J= sections de

chaussées souples, de ;I0 sections de chaussées rigides et d’une cin!uantaine

de sections de chaussées souples avec couche de base stabilisée. #hacune deces sections a reBu l’application d’environ 0 million de charges roulantes de

poids diérents, loi aujourd’hui admise universellement. #ette loi, déclinée

selon un contexte ranBaise, c’est3à3dire avec un essieu standard de 0> tonnes

est A p

A13

=( p13 )∝

A p 2gressivité d’un essieu de charge p tonnes

A13 2gressivité de l’essieu standard de 0>t )prise égale à0(

/ / charge d’un essieu de poids p tonnes α/ coeKcient !ui dépend du t*pe de chaussée. En général onretient α/ J à7 pour les chaussées souples

α/ 0; pour les chaussées rigides2&1&2) !es classes de trafcLa classe de trafc est déterminée à partir du trafc de poids lourds par sens

de circulation, compté en mo'enne ournal+re annuelle ,-.# , pour la voie laplus chargée, à l’année de mise en service.'our des chaussées séparées, la voie la plus chargée est généralement la voielente, les classes de trafc sont déterminées à partir du tableau)0( ci3apr&s classe

,0

,4

,$ ,2 ,1 , , ,3

Detrafc

,$& ,$

,2& ,2

,1& ,1

,& ,

,& ,

,rafc56A 7 20 0 80 10 2 $ 090 12 2 $ 0)en 'L6jour6sens(



4


2&1&$) !e trafc équi*alent4ans la population des poids lourds, les charges s’étagent entre 7 tonnes et enprincipe 0> tonnes. 8l existe d’autres catégories de poids lourds !ui celui retenuen 0HJ7 )camion à ; essieux de poids total en charge / 0H tonnes(2&1&4) !e coecient d’agressi*ité mo-enne ;CA5) : tableau);(Est utilisée lors!ue l’on ne dispose pas d’inormation précise sur le trafc

#hausséesà aibletrafc

classe D7 DJ D>3 D>M#2N =.J =.7 =.I =.O

2&1&0) !e trafc cumulé'our le dimensionnement, le trafc est caractérisé par la valeur CE, nombreé!uivalent d’essieux de réérence, correspondant au trafc pois lourds cumulésur la durée initiale de calcul retenu.#ette durée initiale varie habituellement entre I et >;= ans. #e nombre CE estonction

• 4es valeurs escomptées du trafc à la mise en service et du taux decroissance P,

• 4e la composition du trafc,• 4e la nature e la structure de chaussée

8l est donné par la relation CE/ C x #2N

C nombre cumulé de poids lourds #:Q 7= RC pour la période de calcul de pannées,#2N agressivité mo*enne du poids lourds par rapport à l’essieu de réérence.

#alcul du nombre total C de poids lourds C / >?7 x NS2 x ## est le acteur de cumul sur la période de calcul pour p années et un taux ecroissance géométri!ue P constant sur cette période.

#haussées àtrafc mo*en etortQD;

#oucheh*drocarbonéesd’épaisseur au pluségale à ;= cm deschausséesbitumineuses

#hausséesbitumineusesd’épaisseursupérieure à ;=cm

#ouche non liéeet sol support

#ouche desmatériaux traitésaux liantsh*drauli!ues eten béton deciment

#2N =.O 0 0.>



4


C =[ (1+τ ) p−1]

τ

2&2) !a plate&"orme support Le guide techni!ue pour la réalisation des remblais et de couche de ormepermet

• 4e classer les sols en diérentes catégories• 4e défnir sept classes de partie supérieure des terrassements, et en

onction du sol de son état h*dri!ue, du profl en travers, du drainaged’obtenir cin! classe d’arases !ui vont de 2+= à 2+J.

• 4’obtenir la classe de plate3orme PF i !ui caractérise la portance

sur la couche de orme.

Fn distingue !uatre classes de plate3orme !ui vont '-0 T '-; T '-> T '-J. Leurmodule présenté sur le tableau)>(2&$) Caractéristique des matériau+ :

2&$&1) Le comportement à la fatigue :

0e phénom+ne de fat"ue depuis tr&s longtemps on a observé !ue des pi&ces

ou des matériaux se rompre si on leur appli!ue de aBon répétée un grand

nombre de sollicitations dons l’amplitude est inerieur à la résistance à la

rupture instantanée. #’est ce phénom&ne !ue l’on désigne sous le nom fat"ue

#es phénom&nes de atigue sont d’une tr&s grande importance dans lesdiverses construction.

Les premi&res études de rupture sous l’eet de sollicitations répétées datent

de plus de 07= ans, et les premi&res études ondamentales en laboratoire,

eectuées sur les premi&res machines de atigue, ont été eectuées par

UFLE+ en 0O7;.

L’expérience de base, permettant de mettre en évidence le comportement à

la atigue d’un matériau, #onsiste à soumettre une éprouvette du matériau à

des sollicitations répétées, toutes identi!ues )périodi!ues(, et à déterminer lenombre de répétitions de ces sollicitations entrainant la rupture. 'uis en

répétant cet essai sur des éprouvettes identi!ues du matériau, on cherche à

établir une relation entre l’amplitude de la sollicitation appli!uée et le nombre

de sollicitation entrainant la rupture.

La courbe représentative du nombre de répétitions de charges jus!u’à la

rupture, en onction de l’amplitude de la contrainte )ou déormation( appli!uée,

est appelée courbe de (%0ER ,"ure4



4


Fn appelle Résstance 5 la fat"ue pour 6 c'cles la valeur de la sollicitation

pour la!uelle l’éprouvette supporterait C c*cles avant de se rompre. La courbe

de UFLE+ est donc aussi le graphi!ue représentant la résistance à la atigue

pour C c*cles, en onction de C. le nombre de c*cles de chargement entrainantla rupture C est souvent appelé durée de vie

V

0= 10

2

10

3

10

4

10

5

10

6

10

7

(

FIGURE 4 * 7ourbe de 8hler d’un béton de cment *

Les ormes de relation les plus souvent sont les suivantes

σ = AN −b

)La courbe de UFLE+ est une droite en échelle logarithmi!ue

de la sollicitation et de la durée de vie(

σ =a−blogN )La courbe de UFLE+ est une droite en échelle arithméti!ue de

la sollicitation et logarithmi!ue de la durée de vie

2-3-2) Dispersion des durées de vies :

En ait, la détermination expérimentale da la courbe de UFLE+ n’est pas

aussi simple !u’il * parait vue, car si on rép&te plusieurs ois la m%me essai de

atigue sur des éprouvettes identi!ues, le nombre de c*cles à la rupture est

tr&s dispersé.Les consé!uences de cette dispersion des durées de vie sont évidement tr&s

importantes. 8l aut donc apprécier de aBon stati!ue la durée de vie au la

résistance à la atigue pour C c*cles.

4ans la prati!ue, au lieu de représenter la courbe de UFLE+ habituelle !ui

!uantifer la durée de vie mo*enne en onction de l’amplitude de la sollicitation

appli!uée, on ait intervenir un coeKcient de ris!ue !ui prend en compte la

probabilité !ue l’on a de dépasser une certaine durée

de vie pour une sollicitation donnée.



( c-cle

1

2

$

4


: #ontrainte ou

déormation

1. courbe de <=>!?

mo*enne probabilité

de rupture 7=W2. probabilité de rupture

;W$. probabilité de rupture

HOW

FIGURE9 * 7ourbe de probablté de rupture*

Le dimensionnement des chaussées aura donc un aspect /?='A'I!I,

lié

• au caract&re dispersé du phénom&ne de rupture par atigue• à la dispersion naturelle !ue l’on peut trouver les sols supportes, )avec

l’eet d’hétérogénéités locales de portance( et sur les matériaux !ui

constituent la chaussée.•

2 dispersion normale !ue l’on peut constater sur l’épaisseur réelle desdiérentes couches !ui constituent la chaussée.

'our le dimensionnement des chaussées, on caractérise le comportement à la

atigue des matériaux avec les notions de ε6 )matériaux bitumineux( ou σ

6

)matériaux h*drauli!ues(.

8l s’agit de la contrainte )V( ou la déormation )X( !ui entraine la rupture au

bout de 106

c*cles avec une probabilité de 7=W.

Fn appli!ue ensuite à ces valeurs des sollicitations des corrections !uiprennent en compte

• Le ris!ue de calcul retenu. En général ce ris!ue est onction du trafc, etdu t*pe de matériaux. #’est ainsi !ue le catalogue des chaussées des

routes nationales retient des ris!ues !ui varient de ;W )trafc T 0 ( à ;7W

) trafc T 3 ( pour la techni!ue des grave bitume,

• Les variations d’épaisseur et de !ualité des matériaux,



4


• :n coeKcient de calage ) K c ( !ui corrige l’écart entre les prédictions de

la démarche et l’observation du comportement réel des matériaux sur la

routes.

2&$&$) !e module des matériaux :

a) ol et matériau+ granulaires dans le cas d’un sol, !ui n’est ni

homog&ne, ni isotrope, c’est une simplifcation abusive mais commode

de rechercher un module d’élasticité. Fn pourra l’approcher par plusieurs

méthodes • à partir d’un essa tra:al T c’est alors le module réversible !ui

caractérise le mieux l’état du milieu• à partir l’essa de pla;ue T on retient alors le module au 2

ème

chargement T• à partir de l’essai #+ T on tiendra E/7#+

'our les diérentes classes de plate3orme défnies par le #D+, les valeurs de

module )prise en compte( pour les calculs sont les suivantes )tableau)>((

#lasse de plate3

orme

'-0 '-; '-> '-J

module ;=N'a 7=N'a 0;=N'a ;==N'a

#oeKcient de

poisson Y

=.>7 =.>7 =.>7 =.>7

Les "raves non tratées sont des matériaux de chaussée !ui se comportent

comme des sols. 8l est impossible d’aecter au corps granulaire un module

propre indépendant de la structure étudiée, et notamment du module de la

couche sous3jacente. Le rapport du module du grave non traitée ou module de

la couche sous3jacente varie de ; à J, suivant la !ualité de la grave etl’épaisseur de la chaussée .dans la prati!ue, en Z découpe [ la grave non

traitée en Z tranches [ de ;7 cm d’épaisseur maximale et on aecte à cha!ue

Z tranche [ un module égale à > ois celui de la couche sous3jacente, plaonné

à >?= Npa. Fn prend =.>7 comme coeKcient de poisson.

#) 5atériau+ #itumineu+ :

Le module E des matériaux bitumineux doit toujours %tre associe à une

température et à un temps de charges. Les normes retiennent 07\ # et 0= G

pour la caractérisation du module et 0=\ # et ;7G pour la atigue.



4


Le tableau )J( ci3apr&s donne !uel!ues valeurs minimales pour E et ε6 des

principaux matériaux bitumineux

Natériaux

Nodule E )07\#30=G( en Npa

-atigue ε6

)0=\ # et ;7 G(#lass

e 0

9rave bitume #lasse

;

#lass

e >

I === Npa

H === Npa

H === N'a

I=x 10−6

O=x 10−6

H=x 10−6

Enrobés à #lasse0

module élevé #lasse

;

0J === Npa 0J === N'a

0==x 10−6

0>=x 10−6

2&4) prises en compte des conditions climatique :Les conditions climati!ues !ui peuvent intervenir dans le dimensionnement desstructures sont variées. Fn site entre autres

• L’état h*dri!ue du sol support T

• L’eet des c*cles saisonniers de la température sur le comportement desstructures de chaussées comportant des couches bitumineuses, doncsensibles aux variations de la température T

• L’action du gel et du dégel. Fn abordera ici le dernier point !ui concerne le phénom+ne de et lavércaton au "el

2&4&1) /hénom@ne de gel : Le gel des sols constituant la plate3orme de lachaussée peut entra]ner des consé!uences redoutables et la protection contrele gel est un des objectis importants du dimensionnement des chaussées. 1i lesol de ondation est géli et si le gel, par son intensité et sa durée, est suKsant

pour pénétrer en dessous de la chaussée, il se produit une succion de l’eauvers la Gone gelée, au détriment des Gones proondes. #ette eau se concentresous orme de lentilles de glace !ui morc&lent le sol. La teneur en eau devienttr&s importante et il se produit un gon@ement !ui provo!ue une fssuration dela chaussée.

2&4&2) érifcation au gel Le principe de la vérifcation consiste à comparer

• L’indice de gel atmosphéri!ue de réérence IR, caractérisant la rigueur del’hiver contre le!uel on veut protéger la chaussée T

• Et l’indice de gel admissible I# de cette m%me chaussée. La vérifcationest positive si I# est supérieur ou égal à IR



hn)cm(

#haussée

. 'late3ormeNatériaux non gélis

Natériaux gélis

4


)La fgure I explicite la démarche utilisée pour la vérifcation(L’indice de gel réérence IR est déterminé pour cha!ue région à partir desstatisti!ues météorologi!ues.'our déterminer I# on évalue tout d’abord la !uantité de gel admissible)( àla base du corps de chaussée. 'ar réérence à la fgureI <=/<"M >

0( La protection > assurée par la couche non gélive )naturellement ou apr&s

traitement( est donnée par le tableau)7(^aleurs de > en onction de l’épaisseur hn du matériau non géli et de sa

teneur en fnes f %n )cm( ;= J= ?= O= 0== f _ 7W

7 W <f _>7 W f Q>7W

0.>0.I

;.0

>.7J.0

J.O

7.O?.I

I.I

O.0H.;

0=.7

0=.700.?

0>.>

;( 4étermination de ga( En onction de la pente )en( obtenue à l’essai de gon@ement au gel les

sols sont classés en trois catégories

19n non gélis, pente _ =,=7 19p peu gélis, =,=7 _ pente _ =,J adaptée 19t tr&s gélis, pente ` =,J

b( La !uantité de gel admissible <" est égale à rétrograde= pour les sols 19t

;,7 pour les sols 19p

'our cha!ue t*pe de chaussée et cha!ue couple D '- , on donne, en onctionde <= déterminé suivant la méthode ci3dessus, l’indice de gel I# admissible dela chaussée ) / g M (

8+/ indice de

gel atmosphéri!ue de réérence

82/ indice de gel atmosphéri!ue de lachaussée il est valué en onction de à

l’aide d’un aba!ue propre à cha!ue 'lanchede structure



4


/ gM !uantité de gel admissible à la base du corps de #haussée

protection thermi!ue apportée par les matériaux non gélis de la plate3orme

g !uantité de gel admissible

FIGURE ?* @ércaton au "elAdé"el*

c( :ne ois déterminée la sensibilité au gel des matériaux • Bécoupa"e de la plateAforme la plate3orme )sol support et couche de

orme( est découpée en couches de m%me classe de sensibilité au gel non géli (SGn), peu géli (SGp) ou tr&s géli (SGt)

) (

hn peut %tre éventuellement égal à Géro )absence d’unecouche non gélive(

• 7alcul de <"

4ans le cas ;, la !uantité g en surace du matériau sensible au gel se calculedirectement à partir du schéma)2(. 4ans le cas >, on détermine à l’aide du schéma)2(, la !uantité de geladmissible en surace de chacun des deux matériaux 19p et 19t. Fn noterespectivement ces !uantités g )19p( et g )19t(. La !uantité de geladmissible en surace de la couche de matériau peu géli )19p( dépend del’épaisseur hp de matériaux peu gélis, et se détermine selon les ormulessuivantes 1i hp Q ;= cm alors g / g )19p(1i = < hp _ ;= cm alors g / )06;=( x g)19p( g)19t( x hp Mg)19t(#es ormules peuvent se traduire graphi!uement par le schéma)2( suivant



4


>( Fn

compare en suite I# et IR C• 1i I# est supérieur à IR, la structure peut %tre retenue T• 1i I# est inérieur à IR, la structure est insuKsante. Fn reait l’ensemble

du processus de vérifcation au gel3dégel apr&s avoir, soit augmenté

l’épaisseur non gélive du matériau de plate3orme, soit diminué sasensibilité au gel, soit choisi une chaussée plus épaisse.

C>A/I,? $



4


Démarche et les principes méthodes de

dimensionnement

$&1) Démarche : !uel!ue soient les techni!ue de chaussée, la démarche dedimensionnement et l’articulation des diérentes étapes restent sensiblementles m%me

!re étape : une ois réunies les données nécessaire au calcul, on proc&de

• 2 un premier choix de la couche de roulement,• 2 n pré3dimensionnement de la structure par réérence à des situations

comparables.

2!me

étape : modélsaton et calcul de la structure on calcul les contraintes etdéormations dans la structure de chaussée ainsi pré3dimensionner, sousl’essieu de réérence de 0>= RC )0> tonnes(

3!me étape : vércaton en fat"ue de la structure et de la déformaton du

support en comparant les contraintes et déormations calculées à l’étape ; àdes valeurs admissibles.

"!me étape : austement des épasseurs calculées C les épaisseurs de couchedéterminées à l’issue de l’étape >

#!me étape : vércaton de la tenue au "elAdé"el

B@me étape : défnition de la coupe transversale de chaussée les étapes 0 à 7ont permis de déterminer une structure dite nominale correspondant au bordde La voie la plus charger T il reste à préciser le profl en travers de lachaussée. 'our cela, es variations transversales d’épaisseur des couches sontpossibles en onction du trafc par voie.

$&2) !es principes méthodes de dimensionnement

$&2&1) 5éthode de C.'.? ;Cali"ornia 'earing ?atio) :

#’est ne méthode semi3empiri!ue !ui se base sur un essai de poinBonnementsur un échantillon du sol support.

'our !ue la chaussée tienne, il aut !ue la contrainte verticale répartiesuivant la théorie de $%&''*'+ soit inerieure à une contrainte limite !uiest proportionnelle à l’indice C.'.?

L,épaisseur est donnée par formule suivante :



4


e=100+150√ p

I CBR+5

I CBR :8ndice #+

En tenant compte de l’in@uence du trafc, la ormule suivante

désigne le nombre mo*en de camionde plus 07==g à vide

charge par roue '/?.7t )essieu 0>t(

Log logarithme décimal

.oe/cient d,é0uivalence

L’épaisseur de la chaussée, obtenue par la ormule #+ améliorée,

correspond à un matériau bien défni la grave de réérence. 'our ce matériau,

le coeKcient d’é!uivalence est égal à 0.

1i la chaussée doit %tre constituée par d’autres matériaux de !ualités

diérentes, il audra utiliser le coeKcient ) ( de celle ci celle3ci telle !ue

e/ .

#oeKcient d’é!uivalence de chacun des matériaux utilisés

Le tableau ci3dessous indi!ue les coeKcients d’é!uivalence pour cha!uematériau

N2DE+82: :D8L81EE1 #FE--8#8ECD 4’E:8^2LLEC#E



4


éton bitumineux enrobé dense ;.==

9rave ciment grave laitier 0.7=

1able ciment 0.== à 0.;=

9rave concassée ou gravier 0.==

9rave roulée grave sableuse

D. .̂F

=.I7

1able =.7=

9rave bitume 0.?= à 0.I=

Du =.7=

L’épaisseur totale à donner la chaussée est e/ a1×e

1+a

2×e

2+a

3×e

3

a1×e

1 #ouche de roulement

a2×e

2 #oche de base

a3×e

3

#ouche de ondation

$&2&2) 5éthode du catalogue des structures

#ette méthode découle du r&glement algérienne ?=3?0 et elle consiste àdétermine la classe du trafc des poids lourds à la ;=&me année et laclassifcation du sol support. :ne grille combinant les deux données oriente leprojecteur sur le t*pe de chaussée !ui lui correspond.

a) Détermination de la classe de trafc :

Le trafc caractérise par le nombre de poids lourds de charges utile supérieur à

7= RC par jour la voie la plus chargée.

#lasse de trafc Drafc poids lourds cumule sur ;= ans

D0 D< I.> 0=7

D; I.> 0=7< D<; 0=7

D> ; 0=?< D<I.> 0=?

DJ I.> 0=?< D<J 0=I

D7 D> J 0=I



4


Fn commence par la détermination du trafc de poids lourds cumulé sur ;= anset la classer dans l’une des classes défnies précédemment.

Le trafc cumulé est donne par la ormule

T pl Drafc poids lourds à l’année d mise en service

( durée de vie )n/;=ans(

a) Détermination de la classe du sol :

Le sol doit %tre classé selon la valeur de #+ de densité 'roctor modifermaximal les diérentes catégorise sont données par le tableau indi!uant les

classe de sol

#lasse de sol 8ndice #..+10 ;73J=

1; 0=3;71> =730=

1J _=7

$&2&$) !a méthode !.C./.C ;!a#oratoire Central des /onts et

Chaussées) :

#ette méthode est dérivée des essais 2.2.1..F, elle est basée sur ladétermination du trafc é!uivalent donnée par l’expression suivante

T eq / trafc é!uivalent par essieu de 0>t.

T MGA / trafc à la mise en service de la route.

a / coeKcient !ui dépend du nombre de voies.

/ taux d’accroissement annuel.

n / durée de vie de la route.

p / pourcentage de poids lourds.



4


:ne ois !ue la valeur du trafc é!uivalent est déterminée, on cherche la valeur

de l’épaisseur é!uivalente )en onction de T eq , 8#+( à partir de l’aba!ue

L.#.'.#.

Ailleurs

3-3) /rogramme de dimensionnement mécanique des chaussées (Le

logiciel Ali!-Lcpc)

Le logiciel aliGé Lcpc met en $uvre la méthode rationnelle dedimensionnement mécani!ue des structures de chaussées. 4éveloppée parL#'#31ED+2. Le logiciel acilite la réalisation prati!ue des calculs numéri!uesnécessaires au dimensionnement des structures de chaussées.

4émarche de dimensionnement rationnel des structures

En utilisation courante, la démarche du dimensionnement rationnel s’articuleselon les trois phases principales suivantes à savoir

1) !e choi+ de t-pe de la structure et des matériau+ qui la

composent :

La structure de chaussée peut %tre souple ou rigide ou autre t*pe

2) !a détermination des sollicitations admissi#les dans lesdi%érents matériau+ :

a) /our les matériau+ non traités ;gra*e non traitées et sols) : lemod&le adopté est le mod&le d’endommagement par accumulation desdéormations plasti!ues irréversibles, résulte des sollicitations de compressionverticale exercées par le trafc l’expression des sollicitations de compressionverticale admissible ne découle pas directement d’essais en laboratoire, maisde considérations d’origine empiri!ue

1Gadm/ 2

2 et b / param&tre d’origine empiri!ue, indépendant du matériau non traitéconsidéré, mais variant en prati!ue selon la nature de la chaussée et l’intensitédu trafc

C/ nombre de passages des charges roulantes

$) !a détermination des épaisseurs des di%érentes couches de

matériau+



4


Les sollicitations crées par les charges roulantes dans les diérentes couchesde matériaux sont calculées à l’aide du mod&le multicouche élasti!ue linéairede burmister.

La détermination de l’épaisseur de cha!ue couche de matériaux repose sur lavérifcation du crit&re de non rupture du matériau considéré pendant la duré deservice de la chaussée, à savoir

1maxj<1admj

1maxj sollicitation maximal créée par le trafc dans la couche de matériaun\j

1admj sollicitation admissible par le matériau

La détermination fnale des épaisseurs j des diérentes couches de matériauxconstituant la structure de chaussée n’a pas, en général, de solution directe3absence de solution explicite j/)C((.elle s’eectue le plus souvent suivantune démarche itérative inverse, schématisée ci3 dessous.

#hoix d’un t*pe de structure etdes matériaux constitutis

#alcule des valeurs admissibles1admj/)C(

#hoix d’épaisseurs initial jpour cha!ue couche de



4


Démarche général de

dimensionnement mécanique

$&4) !es fches cataloguent pour le dimensionnement

1@re fche :

#alcul des sollicitationsmaximales 1maxj créées par

les charges roulantes dans les

^érifcation du crit&red’endommagement pour tous les

Dest négati pour au mois unmatériau

Dest négati pour tous lesmatériaux

^alidation selon les crit&resZ métier [, recherche

’

'assage à un autre jeud’épaisseur )choix manuel ou

1tructurerecevable,optimisati

1tructurenon recevableou non

1ortie suite del’étude, autrevérifcation gel,



4


2@me fche :

$@me iche ;tructure : E'$FE'$) :



4




4


Conclusion

Le dimensionnement des chaussées est, dans sa rédaction, résolument orienté

vers les méthodes rationnelle de dimensionnement ondées sur l’anal*sethéori!ue des contraintes et des déormations dans les massis et lescomparaisons des valeurs calcules à des valeurs limites trouves en laboratoire,lors des essais sur les matériaux puis!ue le dimensionnement d’une chausséenécessite une bonne connaissance des matériaux !ui la constituent.L’utilisation de ses méthodes rationnelle de dimensionnement !ui tend àreplacer le dimensionnement des structures de chaussée dans le cadre généraldu dimensionnement des ouvrages de génie civil.

#e !ui concerne les entré tiennent en compte dans le dimensionnement, on a

vu comment les matériaux pouvaient %tre schématisées par un moduled’koung pour entré dans les mod&le de calcule.

• Le module des matériaux bitumineux dépend de la ré!uenced’application de la charge et la température.

• La grave non traité n’a pas un module propre E’ T son module apparenten onction du sol support selon la relation E’/RE.

• Fn peut aecter au sol support un module en onction des essais !uiont été réalisée module trouvée lors d’un essai de pla!ue pour un sol

insensible à l’eau, module onction de la valeur du #+ de ce sol s’ils’agit d’un sol sensible à l’eau.• Le mo*enne de comptages et de pesée permettent de réduire le trafc,

composites par nature, à la répétition d’un nombre neq d’essieux

standard de 0>= n T les lois d’é!uivalences entre charges ontintervenir la nature des diérentes confgurations !ui sontenvisageables t aussi la nature des structures de chaussées

'i#liographie

1. Cours de routes ;dimensionnement des chaussées 2G édition

;école nationale des ponts et chaussées).2. !es cours de l’entpe H routes tome2 ;5ichel =J?).$. logiciel AliKé&!cpc ;LLL.lcpc."rF"rFproduitsFaliKeFinde+.dml)4. !es fches cataloguent pour le dimensionnement#1 1@re et 2@me fche ;/roMet et construction de routesFtechnique de

l’ingénieur ;.atalogue de structures tpes de chaussées neuves15inist@re des ,ransports et 5inist@re de l’Intérieur ;série de

"ascicules pu#liés N partir de 1O82)

http://www.lcpc.fr/fr/produits/alize/index.dml

http://www.lcpc.fr/fr/produits/alize/index.dml




1 $@me iche ;Catalogue des structures t-pes de chaussées neu*es,?AF!C/C 1OO8)

Documents

Dimensionnement Du Corps de Chaussée