La structure d’une chaussée - Bitume Québec

La structure d’une chaussée

Mathieu MeunierSolmatech Inc.

Présentation technique 2013 – École de technologie s upérieur – Novembre 2013

chausséeDéfinitions et objectifs

Présentation

Autopsie d’une chausséeUtilité des couches

Mathieu Meunier – [email protected] – www.solmatech.ca

Utilité des couchesConclusion

Présentation




CLLimite

d’emprise

Autopsie d’une chaussée


Sol support

Ligne d’Infrastructure

Fossé Berge

Talus de déblai

Talus de la chaussée

CLLimite

d’empriseStructure de chaussée Revêtement

Accôtement



Sol support

Ligne d’Infrastructure

Fossé Berge

Talus de déblai

Talus de la chaussée Corps de chaussée

Infrastructure

Structure de chausséeAutopsie d’une chaussée


Sous-fondation

Fondation

Revêtement

Couche de roulement



Structure de chaussée

Corps de chaussée

Couche de roulement

Couche de liaison

Couche de base

Présentation


Utilité des couches



Utilités des couches

Sol supportCette couche dicte le dimensionnement de la chaussée… c’est le point de départ;La portance de ce sol dépend principalement :


La portance de ce sol dépend principalement : Des conditions hydriques à long terme; etde la présence ou non de gel

Il est donc essentiel de concevoir :Un système de drainage efficace et adapté; etDe « designer » une épaisseur suffisante pour la protection du gel


Corps de la chausséeComposé de la fondation et sous-fondationCes couches confèrent la résistance mécanique nécessaire à la chaussée pour reprendre les


nécessaire à la chaussée pour reprendre les charges induites par la circulation … elles assurent une répartition des pressions sur le sol support afin d’en assurer sa résistance aux déformations


Corps de la chausséeComposé de la fondation et sous-fondationCes couches confèrent la résistance mécanique nécessaire à la chaussée pour reprendre les


nécessaire à la chaussée pour reprendre les charges induites par la circulation … elles assurent une répartition des pressions sur le sol support afin d’en assurer sa résistance aux déformations


RevêtementChaque couche du revêtement est particulière


Granulométrie Comportement à la PCG

Performance à l’orniéreur

Volume de bitume effectif

Utilité


RevêtementDu point de vue – Granulométrie – ESG-10

Tamis (mm)

Fuseau


(mm) MIN MAX

28 100 100

20 100 100

14 95 100

10 92 100

5 52 65

0,08 4 8


RevêtementDu point de vue – Granulométrie – ESG-14

Tamis (mm)

Fuseau


(mm) MIN MAX

28 100 100

20 100 100

14 95 100

10 70 90

5 40 60

0,08 3 8


RevêtementDu point de vue – Granulométrie – GB-20

Tamis (mm)

Fuseau


(mm) MIN MAX

28 100 100

20 95 100

14 67 90

10 52 75

5 35 50

0,08 4 8


708090

100

% p

assa

nt (

%)

Tamis (mm)0,08 5 10 14 20 28

58 %


010203040506070

0 1 2 3 4 5

% p

assa

nt (

%)

Tamis 0,45 (mm)

ESG-10

ESG-14

GB-20

58 %50 %42 %


RevêtementDu point de vue – Volume de bitume effectif

Roulement


EnrobéVbe

(%)

ESG-10 12,2

ESG-14 11,4

GB-20 10,2

Roulement

Liaison

Base


RevêtementÉvolution de la température haute dans la chaussée

Température Roulement


Type de couche

Température haute

(°C)

Roulement 55

Liaison 48

Base 45

Roulement

LiaisonBase


Diminution du grade de bitume (PG) selon la positio n de la couche d’enrobé bitumineux



RevêtementÉvolution - courbe maîtresse des enrobés PG 70-28


Type de couche

E* (15°C-10Hz)

MPa

ESG-10 7 453

ESG-14 7 925

GB-20 10 096PG 64-34

6 930


RevêtementDu point de vue – Comportement à la PCG

Teneur en Nombre de girations


N critèreTeneur en

videscible

Nombre de girations

BaseGB-20

LiaisonESG-14

RoulementESG-10

Ninitial > 11 % 10 10 10

Ndesign 4 @ 7 % 120 100 60 @ 80

Nmaximum ≥ 2 200* 200* 200*

* Aucun ressuage à 200 girations

Ndesign �� plus on �� dans la chaussée … et plus on �� la GNM de l’enrobé

Plus on �� la GNM de l’enrobé … plus l’ épaisseur de l’enrobé est �� … la perte de chaleur est plus lente


RevêtementDu point de vue – Performance à l’orniéreur

Critère de performance


Nombre de cycles

Teneur en vides

visées (%)

Critère de performance (% ornières)

BaseGB-20

LiaisonESG-14

RoulementESG-10

1 000 5 - - 10

3 000 5 - - 20

30 000 5 10 10 -


Caractéristiques Rigidité

Toutes les

Caractéristiques générales des enrobés


Position et typede couche

Toutes les couches

(priorité couche de liaison)

Autres facteursTrafic lourd et

lent



Caractéristiques Résistance à la

fatigue

Toutes les



Toutes les couches

(priorité couche de base)

Autres facteursRoutes

fortement chargées



Caractéristiques Fissuration thermique

Couche de



Couche de roulement

& couche de liaison

Autres facteurs

Températures basses et/ou de grandes variations



Caractéristiques Résistance à l’orniérage



Toutes les couches

Autres facteurs

Routesfortement

chargées, T°élevées, trafic

lent



Caractéristiques Résistance à l’arrachement



Couche de roulement

Autres facteurs

Routesfortement chargées, forces de

cisaillement



Caractéristiques Rugosité



Couche de roulement

Autres facteurs

Zones de freinage, pistes

d’aéroports, circuits de

course



Caractéristiques Imperméabilité



Couche de roulement

Autres facteurs Pluie


Caractéristiques PARTICULIÈRES

des enrobés

Conditions qui mènent à des exigences spécifiques

Position et type de couche Autres




Résistance aux charges ponctuelles

Couche de roulement et couche de liaison

Charges lourdes

Résistance aux remontées de fissures

Toutes les couches au-dessus des couches

fissurées

Couches de liaison fissurées

Drainabilité Couche de roulement Beaucoup de pluie


Caractéristiques PARTICULIÈRES

des enrobés

Conditions qui mènent à des exigences spécifiques





Sensibilité aux conditions hivernales

Couche de roulement et structure de chaussée

Gel et précipitations

Résistance aux dégradations dues à des produits chimiques

Couche de roulementEndroits avec trafic à l’arrêt

et zones potentielles

Réduction / absorption sonore

Couche de roulementTrafic dense et rapide, zones

d’habitation




Caractéristiques FONCTIONNELLES

Confort Sécurité Durabilité Enviro.

Rigidité ++ ++ ++++ -

Caractéristiques générales des enrobésInfluence directe et NON à long terme


Rigidité ++ ++ ++++ -

Résistance à la fatigue - - ++ -

Résistance à la fissuration thermique - - ++ -

Résistance à l’orniérage +++ ++++ ++++ -

Résistance à l’arrachement ++ ++ ++++ -

Imperméabilité - ++ ++++ ++


Caractéristiques FONCTIONNELLES

Confort Sécurité Durabilité Enviro.

Résistance aux charges ponctuelles - - ++ -

Caractéristiques générales des enrobésInfluence directe et NON à long terme


Résistance aux charges ponctuelles - - ++ -

Résistance aux remontées de fissures - - ++ -

Drainabilité ++++ +++ + -

Sensibilité aux conditions hivernales - ++++ - ++++Résistance aux dégradations dues à des produits chimiques - - ++++ -

Réduction / absorption sonore ++++ - - ++++


Revêtement … 4 principaux objectifsLa sécurité et le confort aux usagers … tributaire des caractéristiques de surface;La conservation de l’intégrité de la structure … par la protection du corps de la chaussée face aux


la protection du corps de la chaussée face aux infiltrations d’eau, à la pénétration des sels de déverglaçage et des agents polluants externes;L’impact sur l’environnement adjacent … le niveau de bruit généré par le contact pneu-chaussée; etLa chance de régénérer les caractéristiques de surface

Présentation



Utilité des couches

Conclusion

Conclusion



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