Les infrastructures municipales, Les infrastructures municipales, un patrimoine à préserverun patrimoine à préserver

Drainage souterrain des chaussées urbaines

Mardi 6 novembre, Hôtel Sheraton, Laval

INFRA 2007

par:

Jean LAFLEUR, Professeur, École Polytechnique de Montréal, Dép. des génies civil, géologique et des mines

Joseph HENRY, Directeur technologique, CERIU

Plan de la présentation

Impact de l’eau sur les chaussées Infiltration et drainage Facteurs influençant le dimensionnement Normes de conception Solutions proposées

Imperméabilisation du revêtement Drainage

Conclusions

Impacts de l’eau sur les chaussées

Accumulation d’eau en surface

accélère la dégradation du

revêtement

Impacts de l’eau sur les chaussées

Perte de la capacité portante de la chaussée au printemps

Impacts de l’eau sur les chaussées

S = 70 %r

S = 100 %r50

100

0

rési

stan

ce a

u ci

saill

eme

nt (

KP

a)

perte de résistance à la saturation

50 100

contrainte normale effective (kPa)

C'

Ø'

Diminution de la résistance au cisaillement des granulats par la saturation

Impacts de l’eau sur les chaussées

Chaussée gonflée en hiver: l’eau en gelant dans les pores augmente son volume de 10%

Impacts de l’eau sur les chaussées

Progression du gel dans la chaussée

et

soulèvement associé à l’indice de gel maximum

Impacts de l’eau sur les chaussées

Variation de la perméabilité en fonction de la saturation des pores en eau et

en glace

10

10050

-n -1

10-n

-n+110S r

S r

eau

glace

Degré de saturation Sr

Log.

per

méa

bilit

é (k

)

Impacts de l’eau sur les chaussées

trottoirterrain

alignement bâtiment

Sous-fondation

Fondation

Revêtement

ligne de gel

sol dégelé

sol gelé imperméable

sol non gelé

Position de la zone gelée imperméable en période de dégel

Plan de la présentation

Impact de l’eau sur les chaussées Infiltration et drainage Facteurs influençant le dimensionnement Normes de conception Solutions proposées

Imperméabilisation du revêtement Drainage

Conclusions

Infiltration et drainage

J F M A AM J J S O N D

J F M A M J J A S O N D

100

50

0

0

50

100

Précip

itati

on m

oyenne m

ensuell

e (

mm

)Infil

trati

on (

mm

)

Mois

Distribution mensuelle des précipitations et de l’infiltration (5 stations - période de 5 ans)

Infiltration et drainage

Localisation des zones de charge et de décharge

trottoir

alignement bâtiment

Sous-fondation

Fondation

Revêtement

Is

IT

ILEP si N.P. basse

Sol

Infrastructure

IL

IL

IL

ET si N.P. élevée

Nappe phréatique élevée

Nappe phréatique basse

Fissures

Drain

Plan de la présentation

Impact de l’eau sur les chaussées Infiltration et drainage Facteurs influençant le dimensionnement Normes de conception Solutions proposées

Imperméabilisation du revêtement Drainage

Conclusions

Particularités du milieuurbain

Hétérogénéité de la fondation Absence de fossés Zones résidentielles vs zones

commerciales Regards et puisards

Facteurs influençant le dimensionnement

FACTEURS POIDS

position de la nappe phréatique 3

profil en dépression avec nappe en surface 3

nature et perméabilité du sol d’infrastructure latéral et sous la chaussée

3

perméabilité des granulats 2

profil longitudinal : pente 2

nature du revêtement : enrobé bitumineux ou béton de ciment

1

profil en remblai 1

intensité du trafic 1

Importance relative des facteurs intervenants dans le dimensionnement des systèmes de drainage

Plan de la présentation

Impact de l’eau sur les chaussées Infiltration et drainage Facteurs influençant le dimensionnement Normes de conception Solutions proposées

Imperméabilisation du revêtement Drainage

Conclusions

Normes de conception

Profondeur des drains Type et diamètre des conduites et des drains Pente longitudinale du drain Pente des interfaces vers l’extérieur de la

chaussée Position des sorties de drains (exutoires) Sélection des filtres enrobants

Plan de la présentation

Impact de l’eau sur les chaussées Infiltration et drainage Facteurs influençant le dimensionnement Normes de conception Solutions proposées

Imperméabilisation du revêtement Drainage

Conclusions

Solutions proposées

Scellement des fissures dans les revêtements existants Doit être effectuée peu de temps après l’apparition

des fissures entre la mi-mai et la mi-octobre Taux de fissuration < 1000km/m pour éviter

chaussée glissante Durée de vie du scellement: 4 à 5 ans sur autoroute,

4 à 8 ans sur routes nationales Scellement inefficace si < 50% de la longueur des

fissures totales

Solutions proposées

Processus de sélection des routes et des

fissures à sceller

Plan de la présentation

Impact de l’eau sur les chaussées Infiltration et drainage Facteurs influençant le dimensionnement Normes de conception Solutions proposées

Imperméabilisation du revêtement Drainage

Conclusions

Solutions proposées

Tuyau de drainage à l’infrastructure TDI Drainage latéral DL Écran de rive ER Couche drainante à la ligne

d’infrastructure CD

Solutions proposées

sous-fondation

fondation

revêtementterrain

tuyau ou raccord à l'égout pluvial

trottoir

conduite longitudinale

drain

tuyau de drainage perforé à l’infrastructure TDI

Solutions proposées

tuyau perforé à la ligne d’infra, drain de pierre et géotextile d’enrobage TDI

Sol à drainer

Tuyau perforé

Matériau filtrant

Géotextile

150 min.

150

chevauchementLigne d'infrastructure

1

3

4

Solutions proposées

écran drainant géocomposite vertical en rive de chaussée DL/ER

écrant drainant sous-fondation

fondation

revêtementterrain

trottoir

Solutions proposées

Surface

Collecteur drainant

Écran drainant

alignement bâtiment

Sous-fondation

FondationRevêtement

terrain trottoir

Écran drainant géocomposite incliné en rive de chaussée DL/ER

Solutions proposées

Couche drainante horizontale, géocomposite à l’infra CD

Solutions proposées

Solution proposée en fonction de la nature du sol d’infrastructure

Sol d’infrastructure nappe élevée1 nappe basse2

gravier TDI non requis

sable TDI non requis

silt, moraine silteuse DL/ER + CD DL/ER

argile, moraine argileuse DL/ER + CD DL/ER

1 : vient au niveau du terrain naturel ou dans la sous-fondation au printemps

2 : se maintient en tout temps sous le niveau inférieur de la structure de chaussée

Précautions à prendre

Personnel qualifié pour la conception, l’installation et la surveillance des travaux

Bon protocole de travail pour la pose des conduites et leur remblayage

Équipement adéquat pour respecter les faibles pentes des conduites

Enveloppe filtrante compatible avec les sols environnants

Nettoyage possible des drains si on a noté la présence d’ocre ferreux

Conclusion

Avant de prendre une décision sur la méthode de drainage, il est important de connaître

- la nature des sols d’infrastructure- la position maximale de la nappe

phréatique de comprendre les mécanismes de

dégradation du revêtement dans les cas de réhabilitation

Membres du comité

France Bernard, Ville de Montréal Éric Blond, SAGEOS/CTT France Davidson, MTQ Yves Descôteaux, Terratech Joseph Henry, CERIU Daniel Laberge, consultant Jean Lafleur, École Polytechnique de Montréal Pierre Legault, Génivar Pascal Saunier, PS2i Inc. Martin Tremblay, Ville de Montréal Pierre Wickir, CERIU

Drainage souterrain des chaussées

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