QUALITÉS D’USAGE DES REVÊTEMENTS ROUTIERS EN PRÉSENCE D’EAU

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  • 7/24/2019 QUALITS DUSAGE DES REVTEMENTS ROUTIERS EN PRSENCE DEAU

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    NOTE

    DINFORMATION

    Une fonction essentielle dun revtement routier estde permettre la circulation des vhicules dans desconditions de scurit et de confort suffisantes, enparticulier par temps de pluie.

    En effet, si le niveau dadhrence est en gnralsatisfaisant sur chausse sche, la prsence deau ensurface peut savrer dangereuse, par la rduction desperformances en adhrence et visibilit quelle entra-ne.

    En quelque sorte, ladhrence est essentiellementfonction de la prsence deau ou non sur la chausse,laquelle dpend :

    dabord des possibilits dcoulement libre rapi-de de leau vers lextrieur de la chausse par lejeu des pentes et par labsence de dformations oudobstacles susceptibles de constituer une entrave cet coulement,

    ensuite des possibilits dvacuation forcelinterface pneumatique-chausse du fait des pres-sions engendres par la circulation des vhicules.

    Aussi toutes les chausses doivent-elles permettre enpermanence ces possibilits sur lensemble de leur surface.

    1.1 Les diffrents mcanismes physiques delcoulement de leau

    Lorsquune pluie tombe sur la chausse, leau sac-cumule sur la surface, puis ruisselle en suivant laligne de plus grande pente jusquen rive de chausse,puis vers lextrieur de la plate-forme lorsquaucunobstacle ne sy oppose.

    Aprs larrt de la pluie, le ruissellement puis ledegr dhumidit de la chausse diminuent progressi-vement jusqu atteindre le schage dabord en surfaceet ensuite dans la masse du revtement.

    QUALITS DUSAGEDES REVTEMENTS ROUTIERS

    EN PRSENCE DEAU

    CHAUSSEESDEPENDANCES

    Auteur : Groupe national Caract-ristiques de surface des chausses

    Editeur :

    91

    1

    La prsente note a pour objectifs essentiels de rappeler les notions de base quil convient deretenir en matire de comportement des revtements routiers en prsence deau.

    Elle analyse les phnomnes engendrs par la prsence deau sur les revtements, y comprissur ceux forte macrotexture qui se sont dvelopps ces dernires annes, ainsi que leursconsquences sur les conditions de circulation.

    Elle recense galement les principales causes daccumulation deau sur les chausses, et pro-pose les solutions permettant de les viter ou de les supprimer.

    Elle complte la note dinformation N 77 Adhrence et texture des revtements routiers.Mthodes et moyens de mesure de Juin 1993.

    1re PARTIEEcoulement de leau sur les chausses et consquences

    Septembre 1996

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    Lorsque le revtement est impermable

    Le ruissellement seffectue uniquement en surfaceet la lame deau est dautant plus paisse que lin-tensit de la pluie, sa dure, et la longueur de ruis-sellement sont importants (Figure 1).

    Lorsquun vhicule roule dans de telles condi-tions, il se produit une vacuation force de leausous les pneumatiques selon 3 zones distinctes(Figure 2) :

    la zone de pntration (1), o la majeure partie dela lame deau doit tre vacue pour viter le

    risque daquaplanage,

    la zone de transition (2), o lpaisseur deau rsi-duelle, ou film, doit tre rompue et o un contactsec commence apparatre,

    et la zone de contact sec (3) intime entre lagomme des pneumatiques et les microaspritsdes granulats, et dans laquelle se dveloppe les-sentiel des forces de frottement.

    Ainsi lvacuation superficielle de leau ou drai-nage est assure en grande partie par linterm-diaire des canaux constitus dune part par lessculptures des pneumatiques et dautre part par lamacrotexture du revtement ; une partie de cetteeau est souleve par les pneumatiques, ce qui gn-re des projections de fines gouttelettes deau,nfastes pour la visibilit (Figure 3).

    Lorsque le revtement est drainant dans lamasse du fait de la prsence

    de vides communicants

    Le ruissellement de surface est extrmement limi-t, et lvacuation de leau se fait par infiltration dansle corps du revtement. Leau sinfiltre verticalement,saccumule en fond de couche drainante la ren-contre de linterface tanche en formant une zonesature, puis scoule lentement par percolation parle jeu des pentes jusquau bord de la chausse, puisvers lextrieur si le drainage de linterface estconvenablement assur (Figure 4).

    Figure 1 : Ruissellement sur un revtement impermable.

    Figure 2 : Les trois zones. Figure 4 : Infiltration et percolation dans un revtement drainant.

    Figure 3 : Drainage sur un revtement impermable mouill.

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    Lorsquun vhicule roule par temps de pluie surun revtement drainant, il se produit galement uncoulement forc de leau sous les pneumatiques,mais deux particularits sont prendre en consid-ration :

    dune part, le film deau en surface est beaucoupplus mince du fait de linfiltration,

    dautre part, lcoulement forc se produit dansles vides communicants du revtement.

    Ces deux particularits contribuent une sup-pression des possibilits daquaplanage, ainsi quune rduction importante des projections deau(Figure 5).

    Il reste comme prcdemment rompre le filmrsiduel pour obtenir le contact sec.

    1.2 Moyens de mesure

    Les moyens de mesure actuellement disponiblesdans les laboratoires rgionaux de lEquipement etles entreprises pour caractriser les phnomnesdcrits ci-avant sont prsents dans le tableau 1.

    1.3 Consquences sur la visibilit et ladhrence

    Par temps de pluie, certaines qualits dusage setrouvent dgrades et cela dautant plus que la lamedeau est paisse. Lvacuation rapide de cette eausavre donc ncessaire. Les consquences sur lerevtement sous circulation sont les suivantes :

    Pour la visibilit

    Les projections deau sont lies entre autres lpaisseur de la lame deau :

    sur un revtement impermable, elles sont, touteschoses gales par ailleurs, proportionnelles linten-sit de la pluie et lpaisseur de la lame deau,

    sur un revtement drainant, lpaisseur de lalame deau est faible et il ny a pratiquement pasde projections.

    Par ailleurs, les proprits photomtriques desrevtements routiers sont modifies par la prsencedeau. Ce domaine sera trait ultrieurement dansune note dinformation spcifique.

    Vis--vis de ladhrence

    Les possibilits de drainage de leau sous lespneumatiques contr ibuent rduire fortementlpaisseur de la lame deau, vitant ainsi le risquedaquaplanage.

    Le contact sec gomme-granulats est ensui-te obtenu par percement du film deau rsiduel surles micro-asprits, ce qui supprime le risque deviscoplanage.

    Revtements Paramtre Appareil Principe de Qui enconcerns mesur de mesure la mesure dispose ?

    Mesures orientes DRAINAGE SUPERFICIEL

    Tous CoefficientDrainoroute

    Dbit de fuite deau LRPC Aix,revtements Drainoroute (%) NF P98 217 1 Angers, Bordeaux,

    Le Bourget, Lille

    Mesures orientes DRAINAGE INTERNE

    Tous Permabilit Permamtre Dbit deau LRPC revtements en litres/sec/m 2 automatique NF P98 254 4 Autun

    RevtementsVitesse de

    Drainomtre Colonne deau LRPC drainants

    percolationde chantier NF P98 254 3 et Entreprises

    en cm/sec

    Revtements Pourcentage Essais de vides Saturation deau LRPCdrainants de vides communicants NF P98 254 2 et Entreprises

    Figure 5 : Drainage et infiltration dans un revtement

    drainant mouill.

    Tableau 1.

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    Les zones daccumulation deau sur la chausse,

    dont il est difficile aux usagers danticiper lampleur etla dangerosit, constituent autant de piges quilconvient absolument didentifier afin dy remdier lorsde la conception ou de lentretien des chausses.

    Ces zones, lorsquelles ne sont pas traites,ou provisoirement signales, peuvent tre dan-gereuses dans toutes les conditions de conduite,en fonction de la visibilit, de leffet de surprise,de la vitesse pratique, de ltendue et de lpais-seur de laccumulation deau.

    2.1 Principales causes daccumulation deau

    On sattachera en particulier aux conditions sui-vantes :

    du fait de la conception des chausses :

    1 zones pente transversale faible ou nulle, tellesque raccordements de changement de dvers,

    2 zones pentes faibles, dlimitant une surfaceimportante : sections 2 x 3 voies ou plus, zonesde pages ,

    3 zones de virages pente longitudinale suprieureou gale 4 %, induisant un coulement quasi-ment rectiligne,

    4 arrive deau intempestive provenant de voiesadjacentes revtues ou non,

    5 implantation de sparateurs en bton sans syst-me dvacuation intgr, et situs en rive ou danslaxe au droit de zones dvers invers,

    6 ouvrages de rive mal conus ou mal raliss :avaloirs mal placs, caniveaux en lgre surl-vation par rapport au bord du revtement.

    du fait de lvolution des ouvragesou de leur entretien :

    1 dformations de profil tels que ornires, flaches,bourrelets, tranches, faisant obstacle un cou-lement rgulier ; avec une mention particulire lornirage par fluage, mme dampleur faible,dans les traces de roues,

    2 obstruction des ouvrages dcoulement des eauxen rive de chausse,

    3 surlvation progressive au cours du temps desaccotements herbeux,

    4 changement non signal ou mal situ de la nature

    des revtements : pour les prcautions prendreau droit des fins de sections en enrobs drai-nants, on se reportera aux notes dinformationconcernant cette technique. On vitera soigneu-sement par ailleurs tout changement caractrisde la nature du revtement (passage dun enrob un enduit par exemple) au droit dun point sin-gulier du trac (virage, point haut ou point bas duprofil en long, changement du nombre de voies dela chausse ).

    2.2 Dispositions constructives et mesures cor-rectives pour y remdier

    La conception des ouvrages et leur entretien dansde bonnes conditions passent par les dispositionssuivantes :

    un effort de rflexion vis--vis de lentretien futurlors de la conception,

    une visite priodique par temps de pluie desouvrages : localisation et diagnostic prcis desdysfonctionnements, recueil des principaux para-mtres (profondeurs dornires, de flaches,mesures de dvers et de hauteur deau ) etdtermination des mesures correctives ; en lat-tente de la ralisation, les zones incrimines doi-vent faire lobjet dune signalisation particulire-ment soigne.

    Les documents de rfrence mentionns en fin denote constituent des outils la disposition des proje-teurs et des gestionnaires pour viter ou remdier des dysfonctionnements.

    Les dispositions constructives et les mesures cor-rectives les plus couramment employes sont lessuivantes :

    traitements ponctuels durgence ou associs aurenouvellement de la couche de roulement :

    - reprofilage pour supprimer les ornires, - dflachage,

    interventions curatives sur les dpendances et lesouvrages dassainissement :

    - drasement des accotements surlevs, pourles routes fort trafic,

    - cration et/ou entretien de saignes, pour lesroutes faible trafic et les routes de montagne,

    - ralisation dexutoires efficaces, loigns desbords de chausses,

    - curage des fosss,

    2me PARTIEPrincipales causes daccumulation deau

    et dispositions constructives pour y remdier

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    - entretien des aqueducs, pour assurer la continuitdes coulements deau provenant des fosss,

    Certaines configurations particulires ncessitentdes amnagements spcifiques :

    cas des rectifications de dvers :elles ncessi-tent une tude altimtrique pralable soigne, et

    doivent si ncessaire saccompagner dun ram-nagement du rayon de courbure. Il convient parailleurs de prolonger largement la couche de rou-lement nouvelle de part et dautre de la zonedverse,

    cas des chausses plusieurs voies avecpente longitudinale prononce, ainsi que desdbouchs de voies adjacentes en pente.

    La solution consiste capter et vacuer horschausse les eaux de surface par un ouvragetransversal ou oblique (caniveau, tranche drainan-

    te, ) (Figure 6).

    Il est important de rappeler que louvrage trans-versal pose le problme des contraintes dyna-miques provoques par la circulation.

    Pour cela, il est indispensable de retenir deuxrgles essentielles :

    - utilisation de bton rsistant aux agressionsphysiques et chimiques (bton-polyester le caschant),

    - respect des recommandations de pose, selon

    la classe de la voie.

    Enfin, lors du compactage de la tranche suppor-tant louvrage transversal, il convient de se prmu-nir contre tout risque de tassement ultrieur.

    cas des sparateurs en bton

    La ralisation, la construction ou a posteriori, deperages permettant, au droit des zones daccu-mulation, dvacuer leau de la chausse haute vers la chausse basse , est proscrire for-mellement, car de nature conduire des coule-

    ments nfastes pour la scurit.

    La solution consiste dfinir, lors de llaborationdes projets, limplantation et le dimensionnementdes ouvrages de captage en tenant compte descaractristiques hydrauliques (pentes, longueursdes coulements, dbits vacuer, ).

    Figure 6 : Exemple douvrage transversal oblique.

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    AVERTISSEMENT

    Cette srie de documents est destine fournir une information rapide. La contre-partie de cette rapidit est le risque d'erreuret la non exhaustivit. Ce document ne peutengager la responsabilit ni de son auteur nide l'administration.

    Les socits cites le cas chant dans cettesrie le sont titre d'exemple d'applicationjug ncessaire la bonne comprhensiondu texte et sa mise en pratique.

    ISSN en cours

    Cette note a t rdige par :

    Les membres du sous-groupe ADHERENCE du groupe national Caractristiques de surfacedes chausses (voir ci-dessus).

    avec la collaboration de :

    Marcel TRUFFIER 20 49 60 00CETE Nord-Picardie - 2, rue de Bruxelles - B.P. 275 - 59019 LILLE Cedex

    S.E.T.R.A. 46, avenue Aristide Briand - B.P. 100 - 92223 BAGNEUX Cedex - France 01 46 11 31 31 - Tlcopie 01 46 11 31 69 - 01 46 11 34 00

    Renseignements techniques : P. DUPONT - SETRA/CSTR - (1) 46 11 34 07

    Bureau de vente : (1) 46 11 31 55 - (1) 46 11 31 53 - rfrence du document : D9667

    Ce document a t dit par le SETRA, il ne pourra tre utilis ou reproduit mme partiellement sans son autorisation.

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    GLOSSAIRE

    Drainage : vacuation de leau ; dans le cas prsentle drainage est assur par les sculptures du pneu-matique, par la macrotexture du revtement (draina-ge superficiel) et par une partie de linfiltration si lerevtement est poreux (drainage interne).

    Film deau : paisseur deau la surface des gra-

    nulats de lordre de quelques centimes de milli-mtres.

    Hydroplanage (ou aquaplanage) : phnomne deperte de contact par interposition dune lame deauentre le pneumatique et la chausse.

    Infiltration : pntration verticale de leau dans lecorps du revtement.

    Lame deau : paisseur deau la surface du rev-tement de lordre du millimtre.

    Percolation : mouvement laminaire lent de leaudans un milieu drainant satur ( distinguer de linfil-

    tration). Projections deau : gouttelettes deau souleves

    lors du mouvement dun pneumatique sur unechausse mouille.

    Ruissellement : coulement libre de leau la sur-face du revtement.

    Viscoplanage : diminution, voire perte, de ladh-rence par persistance dun film deau mince entre lepneumatique et les granulats.

    DOCUMENTS DE REFERENCES

    Recommandation sur lAssainissement Routier(RAR), publie par le SETRA en 1982.

    Guide sur lAssainissement des Routes Existantes -Remise en tat et entretien, dit par le SETRA en1984.

    Guide dAide au Choix des Solutions dAssainis-sement des Routes Existantes (ACSARE), dit parle SETRA en 1993.

    Guide technique sur lAmnagement des RoutesPrincipales (ARP), publi par le SETRA en Aot1994.

    Guides pratiques publis par le SETRA :- sur lentretien de lassainissement de la route(1991).- sur lentretien courant des chausses (1996),

    Rdacteurs : les membres du sous-groupe ADHERENCE du

    groupe national sur les caractristiques de surface des chaus-

    ses (GNCDS) :

    A. BARBIERO DDE Vende

    A. BAUDUIN SCREG J. BELLANGER LRPC Angers

    A. DENIS UNPG

    P. DUPONT SETRA

    B. FAURE SACER (Animateur)

    Y. GANGA LRPC Clermont-Ferrand

    M. GOTHIE LRPC Lyon

    V. GOYON SETRA

    R. HEUX DDE Puy de Dme

    D. IRASTORZA-BARBET USIRF

    J.P. LAVAUD CETE Sud-Ouest (Animateur)

    M. LE DUFF VIAFRANCE

    G. LEMONNIER GAILLEDRAT

    J. LUCAS LCPC Nantes

    A. RAUCH Ville de Paris