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Congrès annuel 2010

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Étude comparative sur le choix des chaussées souples bitumineuses vs les chaussées rigides en béton

Marc Proteau,ing. Bitume Québec

Contenu de la présentationContenu de la présentation

. Résumé de la démarche analytique;

. Description des matériaux et avantages technologi ques des enrobés;

. Concept de dimensionnement des chaussées;

. Démarche de dimensionnement des structures en com paraison

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. Démarche de dimensionnement des structures en com paraison

. Analyses économiques comparatives ACCV (LCCA);

. Coûts initiaux;

. Scénarios d’entretien sur le cycle de vie;

. Analyses environnementales comparatives AECV;

. Analyses Multicritères;

. Grandes observations et conclusion

Résumé de la démarche analytiqueRésumé de la démarche analytique

. Comparaison de 5 différentes structures de chaussée s

. Sections autoroutières, DJMA > 40 000:

. Rigides: .DCG en béton exposée sur toute la du rée du cycle d’analyse;

.DCG en béton avec recouvrement en enrobés;

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.BAC avec surface exposée en béton sur toute la dur ée du cycle d’analyse;

. Flexibles: .Structure bitumineuse classique fo rte épaisseur

.Structure bitumineuse écologique avec base retrait ée et enrobés tièdes

. Dimensionnement de 3 configurations de trafic pour c hacune des chaussées (3 X 5 cas), par approche empirique:

.Dimensionnement des chaussées rigides avec logicie l WinPass de l’American Concrete Pavement Association, ACPA;

. Dimensionnement des chaussées flexibles avec Chau ssée II, MTQ

Résumé de la démarche analytique (suite)Résumé de la démarche analytique (suite)

Établissement des 5 structures: Enrobés-Béton

(3 niveaux de sollicitations- Trafic autoroutier sup érieur)

Analyses Environnementales sur 35 et 40 ans, AECV

Analyse Multicritères

Critères non quantifiables

Analyses des coûts globaux sur 35 et 40 ans, ACCV

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35 et 40 ans, AECV

Construction et entretienquantifiables monétairement Construction et entretien

Choix du type de chaussées

(Coûts pondérés en fonction du trafic)

Découpage du réseau routier supérieur


. Analyse des Coûts du Cycle de Vie ACCV (LCCA):

. Durée du cycle de vie 35 et 40 ans ( 2X3X5 cas);

. Calculs des coûts de construction et entretien av ec le logiciel Projest, analyses détaillées;

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Projest, analyses détaillées;

. Scénarios d’entretien avec objectifs de service a ssurant le même niveau sécurité aux usagers sur réseau autorou tier grande vitesse durant toute la durée du cycle de vi e:

. Orniérage < 10 mm;

. Rugosité superficielle Hs > 0,6mm

. Coefficient de frottement transversale CFT (60 Km /h) > 0,55

. Efficacité du marquage de la chaussée



. Valeur actualisée nette VAN sur 35 et 40 ans;

VAN = Coûts Const. + ∑ ⁿcoûts d’entretien année n/ (1+t) ⁿ

n = année de l’intervention (limite 35 ou 40 ans)

t = taux d’actualisation

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t = taux d’actualisation

. Sensibilité de la variation du taux d’actualisati on de 4, 5 et 6%;

. Valeurs résiduelles des 2X3X 5 cas partiellement considérées (crédit de la valeur des matériaux recyclables);

. Approche classique déterministique;

. Non considéré les coûts aux usagers (pertes de te mps, entretien des véhicules, accidents, décès)

. Analyse de sensibilité de l’effet de la variation d u prix du bitume et du béton;



. Considération des coûts de construction des couch es au dessus de l’infrastructure puisque même protection au gel (épaisseur d’excavation les mêmes);

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(épaisseur d’excavation les mêmes);

. Non considéré, les éléments de drainage, terrasse ment, signalisation, glissières, etc…

. Considération du coûts de construction des accote ments:

.Flexibles: Épaisseur couches de liaison et de surf ace

Surlargeur de 500 mm de la couche de base

.Rigides: DCG: Épaisseur couche de roulement

BAC: Épaisseur couche de roulement en DCG


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9


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. Analyse Environnementale Cycle de Vie AECV :

. Dans le domaine routier l’analyse du cycle de vie E nvironnementale est l’outil méthodologique qui permet de quantifier les impacts

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est l’outil méthodologique qui permet de quantifier les impacts environnementaux associés à la réalisation et l’ent retien d’un tronçon de route sur une période équivalente a son cycle de vie (35 et 40 ans);

. Analyses modélisant l’impact de chaque étape de la réalisation du chantier (production bitume/ciment, granulats, fabr ication des bétons, mise en oeuvre, interventions d’entretien, démoliti on);

. Détermination de toute l’énergie consommée et des é manations de GES sur la durée du cycle de vie ainsi que de la dé préciation des ressources naturelles

Application au domaine routier

Ex : Poste d’enrobage

Mise en oeuvre

Vie en œuvre : entretien

Transport des matières 1ères

Transport du produit vers le chantier

Etude réalisée par l’USIRF en 2006 a abouti à la définition de règles standard sur les

enrobés


Partiellement pris en compte (valorisation des

bétons recyclables)

Ex : Production granulats, liants, ciment…

2 usages : Intégrer les paramètres environnementaux dans la

phase R&DQuantifier les avantages d’une solution environnementale pour un chantier

Les Éco-Comparateurs dans le domaine routier

L’objectif est de comparer les impacts environnementaux

de 2 ou plusieurs produits et d’identifier les principales s ources d’impactsenvironnementaux

• Fabrication des matières premières• Transport vers la centrale / local• Fabrication


• Fabrication• Mise en œuvre

Ex: Poste d’enrobage

Ex: Production granulats, liants,

…

Transport et Mise en oeuvre

Variante environnementale

=-

Base

Éco-comparaison


. Analyse Multicritères :

. Analyse des critères non quantifiables monétairem ent:

.Impacts sur l’environnement ( Résultats AECV );

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.Impacts sur l’environnement ( Résultats AECV );

.Impacts sur les usagers (délais aux usagers lors d’intervention d’entretien)

.Impacts en exploitation;

.Impacts en construction;

.Planification et gestion;

. Les résultats de l’analyse multicritères sont tra ités selon des cotes de valeur absolue et servent à la pondération des anal yses ACCV.

Description des matériaux et avantages technologiques des enrobés

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LES ENROBÉS BITUMINEUX

CLASSIFICATION:

Selon leur granularité

•continue (dense)

Enrobés bitumineux 0-10 mmdense, semi-grenu, grenu et draînant

90

100

Description des matériaux et avantages technologiqu esdes enrobésDescription des matériaux et avantages technologiqu esdes enrobés

•semi grenue

•grenue

•drainante

•discontinue

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0,01 0,1 1 10 100

Ouverture de tamis (mm)

Pas

san

t (%

)

LES ENROBÉS BITUMINEUX ED-10

Enrobé bitumineux grenu 0-10 mm, discontinu 2,5-5 m m

80

90

100

UNE GRANULOMÉTRIE

EST DITE « DISCONTINUE »

LORSQU’UNE FRACTION


0

10

20

30

40

50

60

70

0,01 0,1 1 10 100

Ouverture de tamis (mm)

Pas

san

t (%

)

Discontinuitée

Hau

teur

du

palie

r

GRANULAIRE INTERMÉDIAIREEST INTENTIONELLEMENT SOUTIRÉE

LES ENROBÉS BITUMINEUX

CLASSIFICATION: (FUTURE)

Selon leurs performances


Selon leurs performances mécaniques

•module élastique

•résistance en fatigue

•acoustique

•adhérence

•couleur

Mesure du module élastique sur enrobéMesure du module élastique sur enrobé

LES BÉTONS DE CIMENT ROUTIERS

CLASSIFICATION:

Selon leurs utilisations technologique:

•Béton type IV (routier)


•Béton type IV (routier)

•Dalle courte

•Béton armé continu (BAC)

POSSIBILITÉS;

•Dalles préfabriquées

•Recouvrement « overlays »

Concepts de dimensionnement des chaussées

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CHAUSSÉES FLEXIBLES

PRINCIPE DE CONCEPTION

Couche de roulement spécialement formulée assurant des caractéristiques de surface sécuritaire (confort, a dhérence, bruit) selon les conditions climatiques et de la circulati on.

Concept de dimensionnement des chausséesConcept de dimensionnement des chaussées

selon les conditions climatiques et de la circulati on.

Couche de liaison dont le rôle sera d ’assurer une p rotection des couches de bases.

Couche de base qui résiste aux efforts en traction exercés en bas de couche de la chaussée par l’effet de la circulation poids lourds et assurant une diffusion suffisamment réduite pour qu ’il n ’y ait pas de déformation permanente du sol support sous l ’action du trafic.

Principe de fonctionnalité des couches .

CHAUSSÉES RIGIDES

PRINCIPE DE CONCEPTION:

Structure monocouche épaisse devant assurer simulta nément les caractéristiques de surface pneumatique - chaussée, ainsi que la


caractéristiques de surface pneumatique - chaussée, ainsi que la répartition des efforts induits dus aux passages de s véhicules .

Tous les rôles de la structure de chaussée doivent êtres assurés par une seule couche et un seul matériau.

Défi technologique presque irréalisable ..

Exemple de structure autoroutière: 5700 poids lourd s par jour - 30 ans167 000 DJMA


Démarches de dimensionnement des structures en comparaison

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Démarches de dimensionnement des structuresen comparaisonDémarches de dimensionnement des structuresen comparaison

Matrice de con ception des structures de chaussées

PARAMÊTRES DCG BAC ENROBÉS ENROBÉSRETRAITEMENT

Cas #6

Nombre de voies 2 X 2 2 X 2 2 X 2 2 X 2Trafic DJMA (000) 40 40 40 40CAM 1,5 1,5 1,0 1,0

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CAM 1,5 1,5 1,0 1,0% Poids Lourds 10 10 10 10ÉCAS 10^6) 27,38 27,38 18,6 18,6

Cas #12

Nombre de voies 2 X 3 2 X 3 2 X 3 2 X 3Trafic DJMA (000) 50 50 50 50CAM 4,8 4,8 3,2 3,2% Poids Lourds 25 25 25 25ÉCAS 10^6) 222,7 222,7 149 149

Cas #14

Nombre de voies 2 X 3 2 X 3 2 X 3 2 X 3Trafic DJMA (000) 90 90 90 90CAM 1,5 1,5 1,0 1,0% Poids Lourds 10 10 10 10ÉCAS 10^6) 46,1 46,1 30,7 30,7


Paramêtres de calculs de dimensionnement

PARAMÊTRES DCG BAC ENROBÉS ENROBÉSBase Retraitée

Durée de vie 30 ans 30 ans 30 ans 30 ansDelta PSI 4,25-2,5=1,75 4,25-2,5=1,75 4,25-2,5=1,75 4,25-2,5=1,75R 0,95 0,95 0,95 0,95

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R 0,95 0,95 0,95 0,95So 0,35 0,35 0,45 0,45Limite de soulè- 50 mm 50 mm 50 mm 50 mmment au gelAccroissement trafic 2,0% 2,0% 2,0% 2,0%Infra Cl avec Ip>12 Cl avec Ip>12 Cl avec Ip>12 Cl avec Ip>12Mr sol 48 Mpa 48 Mpa 48 Mpa 48 MpaStation Météo Dorval Dorval Dorval Dorvalk 509 psi/in 509 psi/inEc 4,400,000 psi 4,400,000 psiCd 0,9 0,9S'c corrigé 750 psi 750 psiJ 2,70 2,50

Lociciel WinPas WinPas Chaussée II Chaussée II

Influence de la variation du niveau de risque R

DCG et BAC Enrobés50% 95% 50% 95%

Cas #6 Cas #6Béton 21,0 cm 27,0 cm Enrobés 17,0 cm 23,5 cmMg-20 25,0 cm 25,0 cm Mg-20 25,0 cm 25,0 cm


Adaption and verification of AASHTO pavement design guide for Ontario conditions, 2001, p.3-22

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Mg-20 25,0 cm 25,0 cm Mg-20 25,0 cm 25,0 cmMg-56 73,0 cm 67,0 cm Mg-56 77,5 cm 70,0 cm

Cas #12 Cas #12Béton 30,5 cm 37,5 cm Enrobés 25,0 cm 32,0 cmMg-20 25,0 cm 25,0 cm Mg-20 25,0 cm 25,0 cmMg-56 62,0 cm 55,0 cm Mg-56 72,5 cm 60,0 cm

Cas #14 Cas #14Béton 23,4 cm 29,0 cm Enrobés 19,0 cm 25,5 cmMg-20 25,0 cm 25,0 cm Mg-20 25,0 cm 25,0 cmMg-56 70.6 cm 65,0 cm Mg-56 75,0 cm 68,0 cm

Adaption and verification of AASHTO pavement design guide for Ontario conditions, 2001, p.8-4

WinPas pavement analysis software de l’ACPA, p. 58, MC016P


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RÉSUMÉ DES DIFFÉRENTES ÉPAISSEURS DE CHAUSSÉES CHAUSSÉE FLEXIBLE - RIGIDE Date: 18-03-2010

Chaussée 2 X 2 voies, trafic 40 000 DJMA, 1526 PL/jour, 1 X 1 0 km = 117 000 m2 Taux d'actualisation: 5,0%

STRUCTURE RIGIDE (27,38 m. ÉCAS) STRUCTURE FLEXIBLE (18,6 m. ÉCAS)DCG DCG Béton armé Béton bitumineux Béton bi tumineux

Béton exposé Recouverte en Enrobés continu, BAC Structure épaisse Base Retraitée Couche Épais. Couche Épais. Couche Épais. Cou che Épais. Couche Épais.

STRUCTURE Dalle Béton 27 cm Dalle Béton 27 cm BAC 26 cm ESG-10 5 cm E SG-10 5 cm C. drainante 0 cm C. drainante 0 cm C. drainante 0 cm ESG -14 6 cm ESG-14 7 cm GB-20 12,5 cm Base Retraitée 20 cm

MG-20 25 cm MG-20 25 cm MG-20 25 cm MG-20 25 cm MG-20 20 cmMG-56 67 cm MG-56 67 cm MG-56 68 cm MG-56 70 cm MG-56 58 cm

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MG-56 67 cm MG-56 67 cm MG-56 68 cm MG-56 70 cm MG-56 58 cm

Chaussée 2 X 3 voies, trafic 50 000 DJMA, 3830 PL/jour, 1 X 10 km = 171 000 m2 Taux d'actualisation: 5%



STRUCTURE Dalle Béton 37,5 cm Dalle Béton 37,5 cm BAC 36 cm ESG-10 5 cm ESG-10 5 cm C. drainante 0 cm C. drainante 0 cm C. drainante 0 cm ESG -14 6 cm ESG-14 14 cm GB-20 21 cm Base Retraitée 25 cm


Chaussée 2 X3 voies, trafic 90 000 DJMA, 2521 PL/jour, 1 X 10 km = 171 000 m2 Taux d'actualisation: 5,0%



STRUCTURE Dalle Béton 29 cm Dalle Béton 29 cm BAC 28 cm ESG-10 5 cm E SG-10 5 cm C. drainante 0 cm C. drainante 0 cm C. drainante 0 cm ESG -14 6 cm ESG-14 8,5 cm GB-20 14,5 cm Base Retraitée 23 cm


Analyses économiques comparatives ACCV (LCCA)

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Analyses économiques comparatives ACCV (LCCA)Analyses économiques comparatives ACCV (LCCA)

Choix de la durée du cycle de vie, 35 et 40 ans:

. Chaussées en milieu Nordique;

. Durées de vie utilisées dans certains États América ins selon l’ACPA:

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États Durée d’analyse.Colorado.Floride.Georgie.Illinois.New York.Caroline du Nord.Caroline du Sud .Washington.Wisconsin

30 ans40 ans30 ans40 ans

30-35 ans30 ans30 ans40 ans50 ans


Choix de la durée du cycle de vie, 35 et 40 ans (suite):

. Durées de vie utilisées et scénarios

d’entretien selon le SETRA

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d’entretien selon le SETRA

(Service d’Études Techniques des Routes et

Autoroutes), France:


Résumé des différentes hypothèses de comparaison

Chaussées souples Chaussées rigides. Distance centrale portative et pour production de la base stabilisée au centre

. Distance centrale portative au centre du chantier: 5 km;

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production de la base stabilisée au centre du chantier: 5 km;. Distance aire de rebut: 15 km. Distance carrière: 20 km. Distance de la centrale pour opération de resurfacage: 15 km

chantier: 5 km;. Distance aire de rebut: 15 km. Distance carrière: 20 km. Distance de la centrale pour opération de resurfacage: 15 km


Principaux prix unitaires

Chaussées souples Chaussées rigides. Bitume PG 70-28, $ 560/t. Bitume PG 64-28, $ 470/t. Enrobe de surface ESG-10, $ 67,20/t. Enrobe de liaison ESG-14, 15% GRB, $ 53,76/t. Grave-bitume, 20 % GRB, $ 48,16/t

. Ciment type 20, $140,00/t

. Béton 4,5 Mpa, 40 mm, $110/m³

. Acier DCG, goujons-tirands

. Acier BAC, $935,00/t

. Marquage lignes noires, $12,00/ml

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. Grave-bitume, 20 % GRB, $ 48,16/t

. Enrobé coulés à froid, ECF 20 kg/m², $ 4,35/m²

. Resurfaçage ESG-10, 120 kg/m², $69,44/t

. Resurfacage ED-10, 70 kg/m², $72,89/t

. Base retraitée émulsion+ciment, $33,60/t

. Enrobés tièdes, + $2,25/t

. Mg-20, $8,40/t

. MG-56, $7,85/t

. Planage à froid 50 mm, $1,85/m²

. Scellement de fissures, $2,06/ml,

. Marquages moyenne durées, $1,80/ml

. Réparation en profondeur 100 mm, $36,60/m²

. Fraisats bitumineux récupérés, -$25,00/t

. Gestion de la circulation, construction, $12 000/j

. Gestion de la circulation, entretien, $5 600/j

.

. Marquage lignes noires, $12,00/ml

. Marquage lignes blanches, $3,00/ml

. Regarnissage des joints, $10,00/ml

. Réparation de dalle, $525,00/m²

. Meulage, $8,00/m²

. MG-20, $8,40/t

. MG-56, $7,85t

. Cassage dalle/Bac

. Bétons concassé 0-20 mm recupérés

. Gestion de la circulation, construction, $12 000/j

. Gestion de la circulation, entretien , $5 600/j


Interventions Chaussées souples , 35 ans Cas # 6 et 142 X 2 voies2 X 3 voies

Cas # 122 X 3 voies

.Enrobés coules a froid bicouche, 20 kg/m² ;

.Resurfaçage avec ED-10, 70 kg/m²;

.Planage 50 mm –Resurfaçage 120 kg/m²;

.Réparations en profondeur à l’enrobé sur 100 mm;

10, 16, 30 ans

22 ans4% (22 ans et 30 ans)

10 ans18, 26 ans4% (26 et 33 ans)

Scénarios d’entretien 35 ans

35


.Marquage;

.Scellement de fissures

4% (22 ans et 30 ans)Aux 3 ansAux 6 ans

4% (26 et 33 ans)Aux 3 ansAux 6 ans

Interventions Chaussées rigides , 35 ans

.Meulage (CFT>55);

.Regarnissage des joints T et L , DCG;

.Regarnissage des joints L, BAC;

.Réparation en profondeur;

.Resurfaçage à l’enrobé 120 kg/m²; DCG recouvertes;

.Scellements de fissures; DCG recouvertes


.Marquage, ligne de fond noir et surface blanche

7, 14, 21, 27 ans9, 18, 27 ans9, 18, 27 ans5 %, 14, 25, 30 ans6 ans8, 20, 29 ans18, 28 ansAux 7 ans

7, 14, 20 , 27 ans10, 18, 27 ans10, 18, 27 ans5 %, 14, 25, 35 ans5 ans7, 17, 26, 33 ans15, 25 , 31 ansAux 5 ans


Interventions Chaussées souples , 40 ans Cas # 6 et 142 X 2 voies2 X 3 voies

Cas # 122 X 3 voies

.Enrobés coulés a froid bicouche, 20 kg/m² ;

.Resurfaçage avec ED-10, 70 kg/m²;


10, 16, 30, 36 ans

22 ans5% (22 ans et 36 ans)

10 ans18, 26, 36ans5% (26 et 36 ans)

Scénarios d’entretien 40 ans

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.Marquage;

.Scellement de fissures

5% (22 ans et 36 ans)Aux 3 ansAux 6 ans

5% (26 et 36 ans)Aux 3 ansAux 6 ans

Interventions Chaussées rigides , 40 ans

.Meulage (CFT>55);

.Regarnissage des joints T et L , DCG;

.Regarnissage des joints L, BAC;

.Réparation en profondeur;

.Resurfaçage à l’enrobé 120 kg/m²; DCG recouvertes;

.Scellements de fissures; DCG recouvertes


.Marquage, ligne de fond noir et surface blanche

7, 14, 21, 27, 35 ans9, 18, 27, 35 ans9, 18, 27, 35 ans5 %, 14, 25, 35 ans6 ans8, 20, 29 ans18, 28, 36 ans2 ans

7, 14, 20 , 27, 35 ans10, 18, 27, 35 ans10, 18, 27, 35 ans8 %, 14, 25, 35 ans5 ans7, 17, 26, 33 ans15, 25 , 33 ans2 ans


COÛTS COMPARATIFS LCCA, 35 ANS CHAUSSÉE FLEXIBLE - RIGIDE Date: 18-03-2010

Chaussée 2 X 3 voies, trafic 90 000 DJMA, 2521 PL/jour, 1 X 1 0 km = 171 000 m2 Taux d'actualisation: 5,0%

STRUCTURE RIGIDE (46,1 millions ÉCAS) STRU CTURE FLEXIBLE (30,7 millions ÉCAS)DCG DCG Béton armé Béton bitumineux Béton bi tumineux


STRUCTURE Dalle Béton 29 cm Dalle Béton 29 cm BAC 28 cm ESG-10 5 cm E SG-10 5 cm C. drainante 0 cm C. drainante 0 cm C. drainante 0 cm ESG -14 6 cm ESG-14 8,5 cm GB-20 14,5 cm Base Retraitée 23 cm


PÉRIODE Description $/m2 Description $/m2 Descriptio n $/m2 Description $/m2 Description $/m2D'ENTRETIEN

37

D'ENTRETIENAnnée

0 Construction 140,22 Construction 140,22 Construction 154,72 Construction 106,09 Construction 102,663 Marquage 0,27 Marquage 0,276 Resurfaçage 120 kg/m² 8,07 Marquage 0,23 Marquage 0,23

Marquage 0,23 7 Meulage 4,13 Meulage 4,13

Marquage 1,86 Marquage 1,86 8 Scel. Fissures/joints 0,11 9 Joints T et L 3,31 Marquage 0,20 Joints L 1,86

10 Scel. Fissures 0,10 Scel. Fissures 0,10 ECF, 20 kg/m², VR 1,66 ECF, 20 kg/m², VR 1,66 Marquage 0,19 Marquage 0,19

12 Marquage 0,17 13 Marquage 0,16 Marquage 0,1614 Réparation 1% 1,02 Réparation 1% 1,24

Meulage 2,93 Meulage 2,93 Marquage 1,32 Marquage 1,32

15 Marquage 0,15 16 Scel. Fissures 0,07 Scel. Fissures 0,07

ECF, 20 kg/m², VR 1,24 ECF, 20 kg/m², VR 1,24 Marquage 0,14 Marquage 0,14

18 Joints T et L 2,13 Planage 50 mm -0,65 Joints L 1,20 Resurfaçage 120 kg/m² 4,50

Marquage 0,13 19 Marquage 0,12 Marquage 0,11


20 Scel. Fissures 0,06 21 Meulage 2,09 Marquage 0,11 Meulage 2,09

Marquage 0,94 Marquage 0,94 22 Planage 50 mm -0,54 Planage 50 mm -0,54

Réparation 2% 0,12 Réparation 2% 0,12 Resurfaçage 120 kg/m² 3,70 Resurfaçage 120 kg/m² 3,79

Marquage 0,11 Marquage 0,1124 Marquage 0,10 25 Réparation 2% 1,18 Réparation 2% 1,44 Marquage 0,09 Marquage 0,0926 Scel. Fissures 0,04 Scel. Fissures 0,0427 Joints T et L 1,37 Marquage 0,08 Joints L 0,77

38

Meulage 1,56 Meulage 1,56 Marquage 0,70 Marquage 0,70

28 Planage 50 mm -0,40 Marquage 0,08 Marquage 0,08 Resurfaçage 120 kg/m² 2,76

Marquage 0,08 29 Scel. Fissures 0,04 30 Réparation 2% 0,93 Réparation 2% 1,13 Scel. Fissures 0,04 Scel. Fissures 0,04

ECF, 20 kg/m², VR 0,62 ECF, 20 kg/m², VR 0,62 Marquage 0,07 Marquage 0,07

Réparation 2% 0,08 Réparation 2% 0,0831 Marquage 0,07 33 Marquage 0,06 Marquage 0,0634 Marquage 0,06 35 Démolition 0,76 Démolition 0,46 Démolition 0,76 Retraitement -1,26 Retraitement -0,7035 Reconstruction Reconstruction Reconstruction Rehabilitation Rehabilitation

VAN 166,46 156,55 178,66 113,49 110,70DIFFÉRENTIEL 47% 41% 57% -2%

Analyses environnementales comparatives AECV

39

Analyses environnementales comparatives (AECV)Analyses environnementales comparatives (AECV)

40

Dimensionnement des structures avec « R » différent, Béton 0,50 et enrobé 0,95


41

Tiré du bulletin Bitume.info, Numéro spécial 2 octo bre 2009,

Groupement professionnel des bitumes


42




DC

G re

couv

erte

BA

C17500

20000

22500

25000

Ém

issi

on G

ES

(kg

eq.

CO

2) x

10̂

3

analyse 35 ans

43

DC

G e

xpos

é

DC

G re

couv

erte

BA

C

BB

cla

ssiq

ue

Bas

e re

traité

e

DC

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BA

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DC

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BA

C

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ssiq

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Bas

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e

2500

5000

7500

10000

12500

15000

Ém

issi

on G

ES

(kg

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CO

2) x

10̂

3

1526 2521 3827

Poids lourds par jour

Bas

e re

trai

tée


DC

G re

couv

erte

DC

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couv

erte

BA

C

17500

20000

22500

25000

Ém

issi

on G

ES

(kg

eq.

CO

2) x

10^

3

analyse 40 ans

44

DC

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BA

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7500

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Ém

issi

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CO

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3

1526 2521 3827


Bas

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tée


425

525

625

Con

som

mat

ion

ress

ourc

es é

nerg

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ues

(Mj)

x 10

6̂

analyse 35 ans

45

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BA

C

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Bas

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25

125

225

325

Con

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mat

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étiq

ues

(Mj)

x 10

6̂

1526 2521 3827


Bas

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tée


425

525

625

Con

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x 10

6̂

analyse 40 ans

46

DC

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couv

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BA

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25

125

225

325

Con

som

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es é

nerg

étiq

ues

(Mj)

x 10

6̂

1526 2521 3827


Bas

e re

trai

tée


47

Analyse MulticritèresAnalyse Multicritères

GRILLE D'ANALYSES MULTICRITÈRES

CHAUSSÉE FLEXIBLE - RIGIDE

CRITÈRES EXPLOITATION CONTRUCTION DEVELOPPEMENT POINTAGE DURABLE FINAL

0,3 0,2 0,5 1,0Pondération

Sous-critère Fondants Pollution Réparation Surveillance Auscultation Conditions Ressources Émanation Cons. Bruit

48

Sous-critère Fondants Pollution Réparation Surveillance Auscultation Conditions Ressources Émanation Cons. BruitFondants Climatiques Naturelles GES Énergétique

Pondération 0,3 0,3 0,4 0,6 0,2 0,2 0,1 0,4 0,1 0,4Sous-critères

Pondération 0,09 0,09 0,12 0,12 0,04 0,04 0,05 0,20 0,05 0,20résultante

Cote BB 0,70 0,70 0,70 0,55 0,60 0,60 0,60 0,80 0,80 0,70

Résultats BB 0,06 0,06 0,08 0,07 0,02 0,02 0,03 0,16 0,04 0,14 69,4Cote BC 0,30 0,30 0,30 0,45 0,40 0,40 0,40 0,20 0,20 0,30

Résultats BC 0,03 0,03 0,04 0,05 0,02 0,02 0,02 0,04 0,01 0,06 30,6


Établissement des 5 structures: Enrobés-Béton

(3 niveaux de sollicitations- Trafic autoroutier sup érieur)

Analyses Environnementales sur 35 et 40 ans, AECV


Critères non quantifiables

Analyse des coûts globaux sur 35 et 40 ans, ACCV

49

35 et 40 ans, AECV

Construction et entretienquantifiables monétairement Construction et entretien

Choix du type de chaussées

(VAN pondérées en fonction du trafic)

Découpage du réseau routier supérieur

15% 85 %

Grandes observations et conclusion

50

Grandes observations et conclusionGrandes observations et conclusion

TABLEAU SYNTHÈSE DE COMPAR AISON

CHAUSSÉE FLEXI BLE - RIGIDE Chaussée 2 X 3 voies, trafic 90 000 DJMA, 2521 PL/jour, 1 X 10 km = 171 000 m2

Taux D'actualisation: 5% DCG DCG BAC

Béton exposée classique Base retraitéeANALYSE 35 ANS

Variation de prix béton m³ 100 $ 110 $ 120 $ 100 $ 110 $ 120 $ 100 $ 110 $ 120 $

Béton bitumineux Béton bitumineux Recouverte en enrobés

51

Variation prix PG 64-28, t $370,00 $470,00 $590,00 $370,00 $470,00 $590,00 PG 70-28, t $460,00 $560,00 $670,00 $460,00 $560,00 $670,00

Construction $/m² 136,75 140,22 143,62 136,75 140,22 143,62 151,42 154,72 158,04 103,75 106,09 108,80 99,90 102,66 106,12Entretien $/m² 25,48 25,48 25,48 16,89 17,91 16,89 23,18 23,18 23,18 8,27 8,66 8,97 8,51 8,74 8,98Valeur résiduelle $/m² 0,76 0,76 0,76 0,46 0,46 0,46 0,76 0,76 0,76 -1,26 -1,26 -1,26 -0,70 -0,70 -0,70

PONDÉRATIONMULTICRITÈRES 1,05 1,05 1,05 1,05 1,05 1,05 1,05 1,05 1,05 0,95 0,95 0,95 0,95 0,95 0,95

VAN PONDÉRÉE, $/m² 171,14 174,78 178,35 161,81 166,52 169,02 184,13 187,59 191,08 105,22 107,82 110,68 102,32 105,17 108,68

VAN PONDÉRÉE, k$/km chaussée 2926,5 2988,8 3049,8 2766,9 2847,5 2890,2 3148,6 3207,8 3267,5 1799,3 1843,6 1892,7 1749,7 1798,3 1858,4

Épuissement des Ressources 31,2 117,9 37,6 176,7 169,3Naturelles, kg eq. Sb X 10 3̂Cons. en Granulats,k t 605,9 660,6 705,8 716,2 611,8CONS. ÉNERGIES Total, Mj X 10^6 277,5 333 388,5 195,3 174,7PROD.GES Total, kg eq. CO2 X 10^3 15 953 18 117 16 511 8625,3 7596,5


TABLEAU SYNTHÈSE DE COMPAR AISON

CHAUSSÉE FLEXI BLE - RIGIDE Chaussée 2 X 3 voies, trafic 90 000 DJMA, 2521 PL/jour, 1 X 10 km = 171 000 m2

Taux D'actualisation: 5% DCG DCG BAC

Béton exposée classique Base retraitéeANALYSE 40 ANS

Variation de prix béton m³ 100 $ 110 $ 120 $ 100 $ 110 $ 120 $ 100 $ 110 $ 120 $

Béton bitumineux Recouverte en enrobés

Béton bitumineux

52

Variation de prix béton m³ 100 $ 110 $ 120 $ 100 $ 110 $ 120 $ 100 $ 110 $ 120 $ Variation prix PG 64-28, t $370,00 $470,00 $590,00 $370,00 $470,00 $590,00 PG 70-28, t $460,00 $560,00 $670,00 $460,00 $560,00 $670,00

Construction $/m² 136,75 140,22 143,62 136,75 140,22 143,62 151,42 154,72 158,04 103,78 106,09 108,71 99,96 102,66 105,74Entretien $/m² 27,74 27,74 27,74 19,47 19,47 19,47 24,98 24,98 24,98 8,86 9,21 9,55 9,09 9,31 9,53Valeur résiduelle $/m² 0,59 0,59 0,59 0,36 0,36 0,36 0,60 0,60 0,60 -0,99 -0,99 -0,99 -0,55 -0,55 -0,55

PONDÉRATIONMULTICRITÈRES 1,05 1,05 1,05 1,05 1,05 1,05 1,05 1,05 1,05 0,95 0,95 0,95 0,95 0,95 0,95

VAN PONDÉRÉE, $/m² 173,33 176,98 180,55 164,41 168,05 171,62 185,85 189,32 192,80 106,07 108,59 111,41 103,08 105,85 108,98

VAN PONDÉRÉE, k$/km chaussée 2964,0 3026,3 3087,4 2811,4 2873,7 2934,7 3178,0 3237,3 3296,9 1813,8 1857,0 1905,1 1762,6 1810,0 1863,6

Épuissement des Ressources 32,7 147,7 39,4 185,0 177,2Naturelles, kg eq. Sb X 10 3̂Cons. en Granulats,k t 608,2 680 710,2 719,0 613,6CONS. ÉNERGIES Total, Mj X 10^6 292,2 350,6 409,1 205,4 184,1PROD.GES Total, kg eq. CO2 X 10^3 16 404 19 109 17 224 8807,5 7720,1


Comparaison VAN pondérée vs Trafic PL voie sollicit ée, 35 ans

3000,0

3500,0

4000,0

VA

N p

ondé

rée

k$ /

km d

e ch

auss

ée

53

DC

G

DC

G +

BB

BA

C

BB

B.S

tab. D

CG

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BB

BA

C

BB

B.S

tab.

DC

G

DC

G +

BB

BA

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BB

B.

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b.

-500,0

0,0

500,0

1000,0

1500,0

2000,0

2500,0

3000,0

1526 2521 3827

Trafic PL voie sollicitée

VA

N p

ondé

rée

k$ /

km d

e ch

auss

ée


Comparaison VAN pondérée vs Trafic PL voie sollicit ée, 40 ans

3000,0

3500,0

4000,0

VA

N p

ondé

rée

k$ /

km d

e ch

auss

ée

54

B S

tab.

BB

BA

C

DC

G +

BB

DC

G

B S

tab.

BB

DC

G +

BB

B S

tab.

DC

G +

BB

BA

C

BB

DC

G

BA

C

DC

G

-500,0

0,0

500,0

1000,0

1500,0

2000,0

2500,0

3000,0

1526 2521 3827

Trafic PL voie sollicitée

VA

N p

ondé

rée

k$ /

km d

e ch

auss

ée


. Observations d’ordre analytique

.La durée du cycle de vie en terme d’ACCV de 35 ou 4 0 ans a très peu d’influence sur les résultats finaux, de l’ordre d e ±±±± 2,0%, puisque les coûts des entretiens sont actualisés;

. La variation du taux d’actualisation de 4,5 et 6 % a peu d’influence sur

55

. La variation du taux d’actualisation de 4,5 et 6 % a peu d’influence sur ce type d’analyse routière, de l’ordre de ±±±± 1,5%, puisque les coûts d’entretien sont relativement faibles comparativeme nt aux coûts de construction;

. La sensibilité des résultats à une variation des prix du bitume de +/-$100,00 / tonne représente des écarts de l’ordre de seulement 2%;

. La sensibilité des résultats à une variation du p rix du béton de +/-$10,00/ m³ représente également des écarts de l’ord re de 2%


. Observations d’ordre analytique (suite)

. L’influence de l’analyse multicritères qui selon la présente étude (15/85) à été retenue pour un ajustement de 10% (M TQ 8%) a l’établissement de la VAN pondérée, pourrait être p lus importante selon l’importance adjugé au développement durable (AECV) ;

56

. Sur le plan des comparatifs structuraux établis a vec des démarches de calculs empiriques, l’importance d’un même niveau d e fiabilité ¨̈̈̈R¨̈̈̈ est impératif (MTO, ACPA);

. Par ordre de prédominance, les paramètres qui ont le plus d’influence sur les résultats de ce type d’analyse sont:

. Coûts de Construction/Réhabilitation (7-8/10)

. Coûts d’entretien actualisés (1-2/10)

. Pondération de l’analyse multicritères (1/10)


. Observations d’ordre technique

. Les chaussées bitumineuses :

. Permettent l’utilisation d’une gamme beaucoup plus élargie de procédés d’entretiens;

57

procédés d’entretiens;

. Permettent davantage le recours aux techniques de recyclages sur plusieurs formes;

. Permettent une surface de roulement plus sécurita ire en terme d’adhérence pneumatique-chaussée tout en diminuant le bruit de roulement (à l’opposé, pour améliorer l’adhérence, les chaussées en surface de roulement en béton doivent faire appel a un texturage générant bruit et vibrations)


. Résultats et conclusion

. Les chaussées en béton de ciment destinées aux traf ics autoroutier supérieurs présentent des surcoûts en terme de VAN pondérée pour des analyses sur 35 et 40 ans comparativement aux c haussées bitumineuses de l’ordre de:

58

bitumineuses de l’ordre de:

. 1,5 fois pour les DCG exposée;

. 1,4 fois pour les DCG recouverte d’enrobés

. 1,6 fois pour les BAC

Pour les DCG des coûts supplémentaires de 700 – 1 250 k$ / km de chaussée

Pour le BAC des coûts supplémentaires de 950 – 1 500 k$ / de chaussée


. Résultats et conclusion (suite)

. Les coûts d’entretien actualisés sur 35 et 40 ans d es chaussées en béton de ciment présentent des surcoûts pour un maintien des performances égales en terme de sécurité aux usagerscomparativement aux chaussées bitumineuses de:

59

comparativement aux chaussées bitumineuses de:






. Les chaussées en béton de ciment destinées aux traf ics autoroutier supérieurs contribuent nettement plus au réchauffement climatique en terme d’émission des GES comparativement aux cha ussées

60

en terme d’émission des GES comparativement aux cha ussées bitumineuses de:






. Les chaussées en béton de ciment destinées aux traf ics autoroutier supérieurs sont plus énergivores comparativement aux chaussées bitumineuses de:

61

bitumineuses de:





Autres possibilités technologiques des chaussées souples, réduction des épaisseurs par le développement d’enrobés à modules élevés

62

Tiré du bulletin Bitume.info, Numéro spécial 2 octobre 2009,



Les enrobés présentent des surfaces de roulement plus silencieux que le béton avec notamment l’utilisation

63



notamment l’utilisation d’enrobés très minces à granularité discontinues.


.Rédaction de Techno-Bitume

.Analyse ACCV;

.Analyse AECV

64

.Analyse AECV

. Positionnement détaillé de l’association pour la promotion de l’industrie;

L’association qui prend positionL’association qui prend position

65

Documents

Étude comparative sur le choix des chaussées en …...Congrès annuel 2010 1 Étude comparative sur le choix des chaussées souples bitumineuses vs les chaussées rigides en béton