Voirie Guide Conception Structures de Chaussees

Unit Laboratoire (VQL)

FASCICULE 2

DIMENSIONNEMENT DES STRUCTURES DE CHAUSSEES NEUVES

ET ELARGISSEMENTS DES VOIES laboration du guide technique en 1994 par : C. BABILOTTE et C. SOULIE CETE DE LYON Nouvelle mise en page en 1998 par : Collaboration en 1994, 1998 & 2009 de : C. BERDIER J. RAMPIGNON INSA EDU Grand LYON DV VQ Laboratoire

Direction de la Voirie Voirie Qualit

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VQL/JR-CR Dimensionnement des structures de chausses neuves et largissements des voies 2009

INTRODUCTION.....................................................................................................................4 1 - LES PARAMETRES DE DIMENSIONNEMENT DES STRUCTURES DE CHAUSSEES NEUVES ET ELARGISSEMENTS DES VOIES........................................5

1.1 - La vocation de la voie.............................................................................................5

1.1.1 - Les voies de transit, interurbaines ou priurbaines et les voies de Z.I. ......6

1.1.2 - Les voies de liaison, structurantes ou pntrantes ....................................6

1.1.3 - Les voies de distribution .............................................................................7

1.1.4 - Les voies de desserte.................................................................................7

1.1.5 - Les voies de lotissement et les voies rurales .............................................8

1.2 - Le trafic de dimensionnement (NF P 98-080-1) .....................................................9

1.2.1 - Les classes de trafic Poids Lourds (PL) .....................................................9

1.3 - LAgressivit du trafic PL et le coefficient dagressivit (NF P 98-080-1).............11

1.4 - La dure de service..............................................................................................11

1.5 - Le classement gotechnique des sols naturels (NF P 11-300)............................11

1.5.1 - Les paramtres de nature ........................................................................12

1.5.2 - Les paramtres de comportement mcanique .........................................14

1.5.3 - Les paramtres dtat...............................................................................14

1.6 - Ltat hydrique du sol naturel support ..................................................................16

1.7 - La vrification au gel/dgel (NF P 98-086)...........................................................17

2 - LE DIMENSIONNEMENT DE LA STRUCTURE DE CHAUSSEE .................................19

2.1 - La conception dune chausse neuve ou dun largissement..............................19

2.1.1 - Etape n 1 : La conception de la plate-forme support de chausse (PFSC) ................................................................................................21

2.1.1.1. - Phase n 1 : La partie suprieure des terrassements (PST) .......22

2..1.1.2 - Phase n 2 : Le dimensionnement de la couche de forme ..........28

2.1.2 - Tableaux rcapitulatifs des paisseurs de matriaux mettre en uvre pour la couche de forme...............................................................................................36

2.1.3 - Etape n 2 : La conception du corps de chausse ...................................40

2.1.3.1 - Phase n 3 : Le dimensionnement des couches dassise ............45

2.1.3.2 - Phase n 4 : Le type de revtement pour la couche de roulement et son dimensionnement.............................................................................46

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2.1.4 - Etape n 3 - La vrification au gel/dgel...................................................50

2.1.4.1 - Les paramtres.............................................................................51

2.1.4.2 - Exemples de vrification au gel ....................................................58

2.1.5 - Les planches de structures pour le corps de chausses neuves .............64

2.2 - La ralisation dune chausse neuve ...................................................................86

2.2.1 - Etape n 1 : La ralisation de la plate-forme support de chausse ..........87

2.2.2 - Etape n 2 : La ralisation du corps de chausse ....................................88

2.2.3 - Etape n 3 : La rception du chantier .......................................................89

2.2.4. - Larchivage ..............................................................................................89

3 - LES STRUCTURES PARTICULIERES............................................................................90 3.1 - Les voies spcialises pour le transport en commun............................................90

3.2 - Les aires de stationnement pour poids lourds.......................................................93

3.3 - Les trottoirs et les pistes cyclables........................................................................93

3.4 - Les planches de structures particulires ...............................................................95

4 - ANNEXES.........................................................................................................................99

5 - GLOSSAIRE...................................................................................................................103

6 - BIBLIOGRAPHIE............................................................................................................106

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INTRODUCTION

Jusquaux annes 1950, le dimensionnement des chausses souples, la quasi-totalit des

chausses franaises, procdait dune dmarche empirique mene par analogie avec les

structures dj construites. Cest en fait la fin de la seconde guerre mondiale que lintrt des

ingnieurs franais pour une approche mcanique du dimensionnement des chausses sest

affirm.

Ainsi donc, le dimensionnement dune chausse neuve ou llargissement dune voie fait

intervenir sept paramtres dont certains permettent de dterminer le comportement mcanique de

la future chausse et dautres sa tenue en phase de dgel. Le premier chapitre de ce fascicule est

consacr la prsentation de ces paramtres fondamentaux.

Au chapitre deux, la dmarche de dimensionnement sera explicite travers deux grands

aspects :

- la conception,

- la ralisation,

A lissu de ce chapitre, le dimensionnement de quelques structures particulires, telles les

voies spcialises pour le transport en commun, les aires des stationnements pour poids lourds,

etc, sera trait au chapitre 3 du Guide technique.

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1 - LES PARAMETRES DE DIMENSIONNEMENT DES STRUCTURES DE CHAUSSEES NEUVES ET ELARGISSEMENTS DES VOIES

Le dimensionnement dune chausse neuve ou llargissement dune voie fait intervenir les paramtres suivants :

- la vocation de la voie,

- le trafic poids lourds (PL), - lagressivit du trafic PL et le coefficient dagressivit,

- la dure de service,

- le classement gotechnique des sols naturels,

- ltat hydrique du sol support sensible leau,

- le type dhiver et lindice de gel,

- la vrification au gel/dgel.

1.1 - La vocation de la voie

Pour chaque catgorie de voie communautaire, il existe une relation entre la situation

gographique (centre ville, priphrie, zone rurale, ) la vocation de la voie et la prsence plus

ou moins importante de rseaux enterrs. En effet, les voies de transit, interurbaines ou

priurbaines comportent beaucoup moins de rseaux enterrs que nen comportent les voies de

desserte ou de distribution par exemple. Ce paramtre a une incidence non ngligeable sur la

politique dinvestissement/entretien du fait du risque beaucoup plus faible dinterventions sur les

rseaux par lintermdiaire de tranches. En consquence, on aura naturellement tendance

effectuer des travaux routiers plus durables sur les voiries moins sujettes interventions sur les

rseaux enterrs.

Cest ainsi que les voies communautaires sont classes daprs leur vocation en 5 grandes catgories :

- les voies de transit, interurbaines ou priurbaines et les voies de Z.I.,

- les voies de liaison, structurantes ou pntrantes,

- les voies de distribution,

- les voies de desserte,

- les voies de lotissement et les voies rurales.

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1.1.1 - Les voies de transit, interurbaines ou priurbaines et les voies de Z.I.

Ce sont des voies situes en priphrie dagglomrations, avec une vocation de trafic de

transit, au sein de la Communaut urbaine. Elles peuvent relier deux ou plusieurs ples dactivit

ou encore jouer un rle de rocade (contournement des centres urbains) ou desservir des Zones

Industrielles (ZI) importantes.

Exemples : boulevard urbain Est (BUE) ; accs la Z.I. de CORBAS.

Elles possdent les caractristiques suivantes :

- Le trafic, et notamment le trafic poids lourds (PL), peut tre relativement important trs important, les vhicules de transport en commun (TC) y sont proportionnellement peu nombreux.

- Les accs riverains sont peu nombreux.

- Les rseaux enterrs sont galement peu nombreux et les interventions trs faibles.

De ce fait, pour ces voies, une politique dinvestissement relativement lourd sera retenue

pour permettre de rduire dautant le cot de lentretien.

(Dure de service de calcul : 15 ans)

1.1.2 - Les voies de liaison, structurantes ou pntrantes

Comme leurs noms lindiquent, ces voies permettent la fois de structurer lagglomration,

tout en assurant des liaisons internes celle-ci. Par opposition aux voies de distribution et de

desserte prsentes ci-aprs, elles nont pas pour vocation la desserte, fine ou non des quartiers.

Elles sont situes en zone agglomre et traversent celle-ci du Nord au Sud ou dEst en Ouest.

Exemples : avenue Lacassagne ; rue Garibaldi ; au sud du cours Vitton ; avenue Berthelot ; quais

du Rhne et de la Sane LYON ; cours Emile Zola VILLEURBANNE,


- Le trafic peut tre moyen trs important, avec une proportion de vhicules lourds trs

variable.

- Le pourcentage de vhicules de transport en commun (TC), parmi les poids lourds peut tre relativement important.

- Les rseaux enterrs peuvent tre nombreux.

Cest pourquoi, pour ces voies, la politique retenue sera plus axe vers lentretien avec un investissement initial moindre.

(Dure de service de calcul : 8 10 ans)

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1.1.3 - Les voies de distribution

Ces voies ont pour vocation dassurer, en zone urbanise, lirrigation des quartiers partir des voies structurantes. Elles nont pas pour vocation principale ou unique la desserte fine

des riverains.

Exemples : rue Baraban ; rue Vaubecour ; rue Challemel-Lacour LYON ; rue de Margnoles

CALUIRE ; rue de la Pagre BRON ; rue Voltaire PIERRE- BENITE.


- Le trafic modr avec une proportion de vhicules lourds relativement faible et souvent de

faible taille, exceptionnellement de gros tonnages (livraisons), donc peu agressifs pour les

corps de chausses

- La circulation de vhicules de transport en commun (TC) peut tre modre. - Les rseaux enterrs peuvent tre nombreux.

Pour ces voies, la politique sera galement axe vers un investissement initial rduit.


1.1.4 - Les voies de desserte

Ces voies ont pour vocation principale, ou unique, en zone urbanise, la desserte fine des

riverains lintrieur du quartier.

Toutefois, les voies internes aux lotissements sont exclues ainsi que les voies rurales, qui

font lobjet dune classification distincte.

Exemples : rue David LYON ; rue des Fleurs VILLEURBANNE ; rue Pierre Curie BRON.


- Le trafic gnral est trs modr, avec seulement quelques vhicules lourds ; toutefois

ceux-ci peuvent tre de toute taille, de camionnette de livraison au gros porteur

occasionnel dhydrocarbures pour chauffage collectif, au service de ramassage des

ordures mnagres.

- Il ny a pas, a priori, de circulation de vhicules de transport en commun (TC) - Les rseaux enterrs sont les plus souvent nombreux.

Pour ces voies, la politique sera galement axe vers un investissement initial rduit.


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1.1.5 - Les voies de lotissement et les voies rurales

Cette catgorie concerne uniquement les voies internes aux lotissements et les voies

vocation strictement rurale. Ces dernires sont en dehors des zones agglomres et ont pour

vocation principale ou unique la desserte fine des proprits agricoles.


- Le trafic est trs modr, avec seulement quelques vhicules lourds ; toutefois ceux-ci

peuvent tre de toute taille, de la camionnette de livraison au gros porteur isol. Bien

souvent, le trafic lourd est constitu essentiellement du service de ramassage des ordures

mnagres et des livraisons de fioul domestique pour les voies de lotissement et dengins

agricoles parfois lourds pour les voies rurales.

- L non plus, il ny a pas a priori, de circulation de vhicules de transport en commun.

- Les interventions sur rseaux enterrs sont en gnral rduites.

Cest pourquoi, pour ces voies, la politique sera oriente vers un investissement initial

relativement important, eu gard au faible trafic avec un entretien rduit.

(Dure de service de calcul : 15 ans)

De manire gnrale, lensemble des critres de classification des diffrentes catgories de

voies peut tre rsum suivant le schma ci-dessous.

Figure n 1 : SCHMA DE SYNTHSE DES CRITRES DE CLASSIFICATION DES VOIES COMMUNAUTAIRES

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1.2 - Le trafic de dimensionnement (NF P 98-080-1)

Le trafic exprime pour une voie de circulation le nombre de passages de vhicules dans une

priode dtermine et pour une voie de circulation.

Les chausses sont dimensionnes par rapport au trafic poids lourds (PL), car seuls les vhicules lourds, plus de 50 KN ou 5 Mga grammes (Mg) ou 5 tonnes de charge utile (CU), soit environ plus de 90KN ou 9 Mga grammes (Mg) ou 9 tonnes de poids total en charge autoris

(PTCA), ont un effet significatif sur la fatigue des chausses.

Cet effet est trs largement fonction de la charge par essieu des vhicules : un essieu

charg 130KN ou 13 Mga grammes (Mg) ou 13 tonnes est en moyenne 4 5 fois plus agressif

quun essieu charg 100 KN ou 10 Mga grammes (Mg) ou 10 tonnes.

Les vhicules lgers par contre ont un effet ngligeable sur les chausses, ils provoquent uniquement une usure de la couche de roulement et ventuellement une pollution de celle-ci.

Ainsi donc, le seul trafic qui sera prix en compte est le trafic lourd : utilitaires et transport en commun (TC)

1.2.1 - Les classes de trafic poids lourds

La classe de trafic (Ti) est dtermine partir du trafic poids lourds (P.T.C.A. > 35 KN ou 3,5 Mga grammes (Mg) ou 3,5 tonnes) journalier moyen (MJA) de la voie la plus charge pendant lanne de mise en service.

P.T.C.A. = Poids Total en Charge Autoris

Remarque :

Il sagit de poids lourds, au sens du Code de la Route : P.T.C.A. suprieur ou gal 35 KN ou 3,5 Mga grammes (Mg) ou 3,5 tonnes et de vhicules de transport en commun (TC)

On distingue donc, six classes de trafic en fonction du nombre total de poids lourds :

- soit par voie de circulation,

- soit sur la voie la plus charge,

- soit sur la voie concerne,

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Les classes de trafic Poids Lourds (PL)

La Moyenne Journalire Annuelle (MJA)

T0 T0 750 PL/jour/sens

T1 300 PL/jour/sens T1 < 750 PL/jour/sens

T2 150 PL/jour/sens T2 < 300/jour/sens



T5 T5 < 25 PL/jour/sens

Tableau n 1 : LES CLASSES DE TRAFIC POIDS LOURDS PAR JOUR ET PAR SENS

Les classes de trafic les plus leves T0 et T1 ne peuvent se rencontrer que sur les voies les plus importantes :

- T0 sur les voies de transit interurbaines ou priurbaines et les voies de Z.I., - T1 sur ces mmes voies ainsi que sur les voies de liaison ou structurantes.

A loppos, sur les voies de desserte, de lotissement et les voies rurales, les 2 seules classes

rencontres sont T4 et T5.

Tableau n 2 : LES CLASSES DE TRAFIC PL RETENUES POUR LES DIFFRENTES VOCATIONS DE VOIES

(1) MJA : Moyenne Journalire Annuelle par sens de circulation

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1.3 - Lagressivit du trafic et le coefficient dagressivit (NF P 98-080-1)

Pour dimensionner une chausse on doit galement tenir compte de lagressivit du trafic

quelle subit. Cette agressivit est due en grande partie au passage des vhicules poids lourds.

On dfinit donc, successivement : lagressivit, lagressivit dun essieu dun poids lourd,

dun trafic et enfin le coefficient dagressivit.

Le terme agressivit dsigne les dommages causs une chausse par le passage dun ou plusieurs essieux.

Lagressivit dun essieu est le dommage relatif caus un type de chausse donn par le passage dun ou plusieurs essieux de poids P rapport lessieu standard de rfrence (1).

Lagressivit dun poids lourd, cest la somme arithmtique des agressivits des essieux du poids lourd.

Lagressivit dun trafic cest la somme arithmtique des agressivits de lensemble des poids lourds passant sur une chausse.

Le coefficient dagressivit permet de dterminer par une mthode simplifie de calcul dune chausse, lagressivit dun trafic de poids uniquement par le nombre de passages de poids

lourds sans connatre les charges par essieu.

Ce coefficient est dtermin empiriquement, jusqu ce jour.

1.4 - La dure de service

On dfinit la dure de service, comme la dure pour laquelle louvrage ralis nentranera

aucun entretien structurel.

1.5 - Le classement gotechnique des sols naturels

Les sols en place sont des matriaux naturels, constitus dlments granulaires pouvant se

sparer aisment par simple trituration ou ventuellement sous laction dun courant deau. Ainsi,

la dtermination de la classe gotechnique du sol en place, seffectue selon la norme

NF P 11-300 partir dessais de laboratoire pratiqus sur un prlvement reprsentatif de ce

dernier effectu sur site dans des conditions adquates.

(1) En France lessieu de rfrence est lessieu isol de 130 KN roues jumeles.

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A partir de ce classement appel communment GTR (Guide Technique Routier), on distingue quatre grandes classes gotechniques de sol naturel prsentant des proprits spcifiques ainsi que des comportements mcaniques et glifs prvisibles dans le temps :

- La classe A : les sols fins Cette classe contient quatre sous classes : A1, A2, A3, A4 ;

- La classe B : les sols sableux et graveleux avec fines Cette classe contient six sous classes : B1, B2, B3, B4, B5, B6 ;

- La classe C : les sols comportant des fines et des gros lments Cette classe contient deux sous classes : C1, C2 qui sassocient pour la fraction 0/50mm aux classes A1, A2, A3, A4 ou B1, B2, B3, B4, B5, B6.

- La classe D : les sols insensibles leau Cette classe contient trois sous classes : D1, D2, D3 ;

Lensemble de ces matriaux se retrouve le plus souvent dans la ralisation dune chausse

neuve ou dun largissement, notamment au niveau de la partie suprieure des terrassements

(PST)

Cette classification gotechnique ainsi obtenue est base essentiellement sur des

conditions de rutilisation du sol naturel et repose sur des paramtres de nature, de

comportement mcanique et dtat jugs reprsentatifs.

1.5.1 - Les paramtres de nature

On distingue deux paramtres de nature :

- la granularit

- largilosit.

1 - La granularit (norme : NF P 94-056)

La granularit est un paramtre permettant de classer les sols naturels daprs la dimension

des lments quils contiennent. On retient trois seuils pour la classification :

- le Dmax 50 millimtres : cest la dimension maximale des plus gros lments contenus dans le sol. Il permet de faire la scission entre les sols de classe Ai, Bj, D1, D2 et les sols de classe C1, C2 ou D3.

- Le tamist 0,08 millimtre ou passant 80 microns (80m) permet de distinguer les sols riches en fines et dvaluer par la suite leur sensibilit leau.

- Le tamist 2 millimtres ou passant 2mm permet de distinguer les sols tendance sableuse, des sols tendance graveleuse.

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Symbole de la Granulomtrie Unit

G mm (dimension de la maille du tamis)

2 - Largilosit

Pour caractriser largilosit des sols on utilise deux paramtres :

- lindice de plasticit (Ip), - la valeur au bleu de mthylne du sol (VBS)

a) Lindice de plasticit (Ip) (norme : NF P 94-051)

Lindice de plasticit (Ip) est la diffrence entre les valeurs de limites de liquidit (WL) et de plasticit (Wp)

Ip = WL - Wp

Symbole de lIndice de plasticit Unit

Ip %

De manire gnrale lindice de plasticit (Ip) est plus sensible que la valeur au bleu (VBS) quand on est en prsence dun sol vraiment argileux. Cest la fois un paramtre didentification

et de comportement du matriau argileux.

b) La valeur au bleu de mthylne du sol (VBS) (norme : NF P 94-068)

Cette valeur est dtermine par lessai au bleu de mthylne. Elle est mesure sur la

fraction 0/5mm et exprime en grammes de bleu par cent grammes de la fraction 0/50mm du sol

sec tudi, elle est note VBS .

Symbole de la Valeur au Bleu dun Sol Unit

VBS g de bleu/100g de sol sec

On peut considrer que la valeur au bleu rvle la prsence dargile et exprime globalement

la quantit de celle-ci contenue dans lchantillon de sol analys.

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1.5.2 - Les paramtres de comportement mcanique

Ces paramtres sont pris en compte pour dterminer lARase (AR) et la Partie Suprieur des Terrassements (PST) mais galement ds lors que lon veut juger de lutilisation possible du sol naturel en place en couche de forme.

1.5.3 - Les paramtres dtat

Ils dpendent de lenvironnement hydrogologique du site. On retient gnralement ltat

hydrique comme seul paramtre dtat.

Enfin, la panoplie habituelle des essais gotechniques sur les matriaux constituant la PST

ou destins tre utiliss en couche de forme (analyse granulomtrique, valeur au bleu, indice de

plasticit,), permet la classification gotechnique selon la norme NF P 11-300.

Une synthse de cette classification des sols naturels est prsente dans lalgorithme de la

page suivante.

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Classement gotechnique dun chantillon de sol selon la norme NF P 11-300

Dmax 50mm

0,1

p 70% p > 70%

> 0,2

0,1 < VBS 0,2 0,1 < VBS 0,2

>2,5

12 12%

0,1 1,5 2,5

A2 : A3 : A4

Ip > 40

0,1 > 0,1

12% < p 35%

p > 35% p 12%

p 70% p 70%

12 0,2 1,5 > 1,5

> 2,5 2,5

Ip > 40

A1 ; A2 ; A3 ; A4 B1 ; B2 ; B3 . B4 ;B5 ; B6

D1 ; D2

C1 ; C2 D3

B1 ; B2 ; B3 : B4 D1; D2

B3 ; B4 D2

B1 ; B2 D1

B5 ; B6 C1 ; C2 C1 ; C2 D3

G Dmax = 50mm Dmax < 50mm

G

d = 0,08mm

G

d = 0,08mm

12% < p 35%

A1 ; A2 ; A3 : A4

G

d = 2mm

D2 B3 B4

VBS

D1 B1 B2

VBS

B5

> 0,2 > 1,5

B6

Ip

VBS VBS

A1 A2 A3 A4

VBS

D3

C1 ; C2 Entirement roule

non oui

G Fraction 0/50mm

C2 C1

60 80% >60 80%

Etude de la fraction 0/50mm associe aux matriaux C1 et C2 pour classement

A1 ; A2 ; A3 ; A4B1;: B2 ; B3;: B4 ; B5 ; B6

G

d = 0,08mm

A1 ; A2 ; A3 ; A4 B5 ; B6 B1 ; B2 ; B3 ; B4

Gd = 2mm

B3 : B4 B1 : B2

A2 ; A3 ; A4

Ip

VBS

A1 A2 A3 A4

VBS VBS VBS

B6 B5 B2 B1 B4 B3

0,1 > VBS 0,2 0,1 > VBS 0,2

Lgende : Dmax : Dimension du plus gros lment D : Dimension de la maille du tamis G : granulomtrie (NF P 94-056) P : passant ou tamist D VBS : Valeur au Bleu de mthylne dun Sol (NF P 94-068) Ip : Indice de Plasticit (NF P 94-051) Etape intermdiaire

Rsultat final

Les diffrentes sous-classes composant la classe C i

C1 C2 C1A1 C1A2 C1A3 C1A4

C2A1 C2A2 C2A3 C2A4

C1B1 C1B2 C1B4 C1B4 C1B5 C1B6

C2B1 C2B2 C2B3 C2B4 C2B5 C2B6

Toutes ces valeurs sont associes aux sols de type C1 ou C2 symbolis Ci

16


1.6 - Ltat hydrique du sol naturel support

En plus du classement gotechnique du sol, ltat hydrique joue un rle essentiel au

niveau des possibilits de rutilisation des matriaux et au niveau de lobtention de la qualit de

compactage des matriaux constituant le sol naturel en place. La norme NF P 11-300 considre

cinq tats hydriques dfinis comme suit :

- Ltat hydrique trs humide (th) : cest un tat dhumidit trs leve ne permettant plus la rutilisation du sol dans des conditions technico-conomiques normales.

- Ltat hydrique humide (h) : cest un tat dhumidit leve autorisant toutefois la rutilisation du sol condition de respecter certaines dispositions particulires (aration,

traitement) estimes comme normales dans le contexte technico-conomique actuel.

- Ltat hydrique moyen (m) : cest ltat dhumidit optimal correspondant lOptimum Proctor (minimum de conditions respecter la mise en uvre)

- Ltat hydrique sec (s) : cest un tat dhumidit faible mais autorisant encore la mise en uvre en prenant des dispositions particulires (arrosage, sur compactage,)

estimes comme normales dans le contexte technico-conomique actuel.

- Ltat hydrique trs sec (ts) : cest un tat dhumidit trs faible nautorisant plus la rutilisation du sol dans des conditions technico-conomiques normales. Cet tat

hydrique est peu courant sous nos latitudes.

Les cinq tats hydriques dfinis prcdemment sont rsums dans le schma ci-dessous

(figure 2) :

Figure n 2 : LES CINQ ETATS HYDRIQUES

ETAT HYDRIQUE

trs humide (th)

humide (h)

moyen (m)

sec (s)

trs sec (ts)

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Pour caractriser ltat hydrique dun sol, on retient lun de ces paramtres :

- la teneur en eau naturelle (NF P 94-050), associe ltude Proctor normal (NF P 94-093)

- lindice portant immdiat (NF P 94-078)

- lindice de consistance (NF P 94-051)

Ltat hydrique du sol naturel en place peut tre influenc par les lments suivants :

- les conditions hydrogologiques (nappe),

- les conditions mtorologiques lors du chantier de terrassements

Figure n3 : LES FACTEURS INFLUENCANT LETAT HYDRIQUE DUN SOL NATUREL

1.7 - La vrification au gel/dgel (NF P 98-086)

Lapprciation de la tenue de la chausse lors des phases gel/dgel est tablie par une

vrification mene sparment et aprs ltude de la tenue mcanique sous trafic poids lourds.

Pour pratiquer cette vrification, il est indispensable de retenir certaines dfinitions tires de

la norme (NF P 98-080-1), en loccurrence :

- Lhiver de rfrence, cest lhiver contre les effets duquel on dsire protger une chausse pour une rgion donne.

- Lhiver rigoureux exceptionnel, cest lhiver le plus rigoureux rencontr dans la priode pour laquelle on dispose de statistiques compltes. Il correspond au plus fort indice de gel

relev.

- Lindice de gel ou indice de gel atmosphrique de rfrence IR (voir annexe n 1), caractrise la rigueur de lhiver de rfrence. Il exprime en degrs Celsius par jour (C.j)

Conditions hydrogologiques

Conditions mtorologiques

VARIATION DE LETAT HYDRIQUE

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Il correspond, pour un lieu et une priode donns, la valeur absolue de la somme des

tempratures moyennes journalires ngatives.

Lindice de gel admissible correspond une limite en de de laquelle les phnomnes de perte de portance et de gonflement sont suffisamment modrs pour quil napparaisse pas de

dsordre et quil ny ait pas lieu dintroduire de restriction de circulation.

Pour une chausse, lindice de gel admissible (IA) correspond lindice de gel atmosphrique que peut supporter chaque anne une chausse sans subir un endommagement

excessif sous laction du trafic en priode de dgel.

Cest grce aux sept paramtres de dimensionnement prsents dans ce chapitre que

ltude de la tenue mcanique dans le temps de la future chausse sous trafic particulirement

poids lourds (PL) et de son comportement en priode de dgel sous les sollicitations routires sera ralise.

Au chapitre suivant, une dmarche de dimensionnement faisant intervenir lensemble de

ces paramtres sera propose.

19


2 - LE DIMENSIONNEMENT DE LA STRUCTURE DE CHAUSSEE (NF P 98-086)

Le dimensionnement structurel tudi dans ce fascicule repose sur une dmarche

rationnelle base sur un ensemble de paramtres fondamentaux dcrits prcdemment.

Ainsi donc au cours de cette dmarche, on distinguera deux aspects :

- la conception,

- la ralisation.

Laspect conception se rapporte ltude pralable du projet, qui dterminera les conditions

de faisabilit de ce dernier.

La ralisation par contre correspond la concrtisation du projet ou encore au chantier.

2.1 - La conception dune chausse neuve ou dun largissement

Le stade conception correspond ltude prliminaire du projet. Elle comprend 3 grandes

tapes :

- ltape 1 : la conception de la plate-forme support de chausse, - ltape 2 : la conception du corps de chausse, - ltape 3 : la vrification au gel/dgel par calcul de la future structure de chausse.

Lalgorithme de la page suivante rsume toutes les tapes de cette dmarche.

20


La conception dune chausse neuve ou dun largissement : les grandes tapes

Intervention du laboratoire pour lanalyse gotechnique

des sols naturels

Phase n 1 (voir p22)

Identification de la partie suprieure des terrassements ou

PST


Le dimensionnement de la couche de forme ou

CdF


Le dimensionnement des couches dassise ou CA


Type et dimensionnement de la couche de roulement ou CR


La vrification au gel de la structure de chausse

ETAPE N1

Conception de la plate-forme

support de chausse ou

PFSC

ETAPE N2

Conception du corps de chausse

ou CC

ETAPE N3

La vrification au gel/dgel de la

structure de chausse

21


2.1.1 - Etape n 1 : La conception de la plate-forme support de chausse (PFSC)

Avant la conception de la plate-forme, le laboratoire doit intervenir pour effectuer des

sondages et des prlvements de sols naturels en place, dans le but de les analyser et les

classer suivant la norme NF P 11-300 ; puis de dfinir le couple PST n i et larase ARj. Cette

partie sera dveloppe au paragraphe 2.1.1.1.

La plate-forme support de chausse comprend de bas en haut 3 couches :

- la partie suprieure des terrassements (PST), qui concerne le premier mtre environ, - la couche de forme (CdF), - la couche de fin rglage (CfR).

Figure n4 : SCHEMA DE LA STRUCTURE DE LA PLATE-FORME SUPPORT DE CHAUSSEE (PFSC)

La plate-forme (PF) doit rpondre aux objectifs suivants :

- garantir une portance court terme, suprieure 50MPa, ncessaire lobtention de la qualit de compactage ou de densification des matriaux du corps de chausse, mais

galement long terme.

- permettre la traficabilit ncessaire aux engins de chantier.

- assurer la protection de la PST contre les intempries lors du chantier de construction de la chausse,

- assurer la protection du sol naturel contre le gel lors dhiver rigoureux.

P F S C

CORPS DE CHAUSSEE

Couche de forme

1m Partie suprieure des terrassements PST n i

(sol support naturel ou remblai)

Plate-forme (surface)

Intervention du laboratoire

sondages, analyses de sol, et classement

gotechnique

Couche de fin rglage

22


Rappel :

La portance de la plate-forme (PF) cest laptitude des couches sous-jacentes rsister aux contraintes et aux dformations appliques par la circulation et transmises par lintermdiaire des

couches suprieures constituant le corps de chausse.

A court terme, la portance de la plate-forme dsigne les valeurs estimes ou mesures sur le chantier lors de la ralisation.

A long terme, elle dsigne les valeurs que lon retient pour le dimensionnement et que lon vise lors de la conception.

2.1.1.1 - Phase n 1 : La partie suprieure des terrassements (PST)

1 - La classe de la partie suprieure des terrassements

La dtermination de la classe de la partie suprieure des terrassements symbolise par un numro n i (PST) ncessite la connaissance de la classe gotechnique du sol naturel en place et de son tat hydrique si ce dernier est sensible leau (norme : NF P 11-300).

Figure n5 : LES DETERMINANTS DE LA PST n i

A partir des rsultats obtenus prcdemment, il sera ncessaire de maintenir ou damliorer ltat hydrique des sols naturels in situ.

Lenvironnement hydrique et ses consquences sur les performances mcaniques de la

Partie Suprieure des Terrassements (PST), conduisent dfinir 7 classes de PST :

- PST n 0,

- PST n 1,

- PST n 2,

- PST n 3

- PST n 4

- PST n 5

- PST n 6

Classement gotechnique du sol (NF P 11-300)

Etat hydrique du sol en place (NF P 11-300)

Classe de la PST (PST n i)

23


La premire classe de PST, la PST n 0 reprsente la plus dfavorable. Elle doit faire lobjet

dune opration spcifique de purge localise, accompagne parfois de rabattement de nappe ou

de traitement la chaux et/ou au ciment. Cette dernire technique plutt rserve aux zones

priurbaines permet de reclasser la section traite dans une des classes de PST

immdiatement suprieures.

2 - La classe (ARj) de larase des terrassements

La classe darase est dtermine partir de ltat hydrique du sol naturel en place. Si laccs lemprise de la future chasse ainsi qu larase (AR) sont possibles et si les conditions

de traficabilit sont remplies, il sera possible de mesurer la portance en place au moyen de lessai

de chargement la plaque selon la norme NF P 94-117 .1 qui reprend en partie le mode

opratoire du Laboratoire Centrale des Ponts et Chausses (LCPC) dans le but de dterminer le

module lastique EV2 au second chargement.

En cas dimpossibilit lie la profondeur de larase par rapport au projet ou sa

traficabilit, la portance du sol sera dtermine en laboratoire partir dchantillons du sol naturel

en place conservs sa teneur naturelle en eau.

Les classe darase ARj

Les Portances du sol naturel support

Ps

AR0 Ps < 20 MPa (dtermination en laboratoire)

AR1 20 MPa Ps < 50 MPa (dtermination en laboratoire)



AR4 Ps 200 MPa (dtermination en laboratoire)

Tableau n 3 : CLASSES DARASE (ARj) & PORTANCES DU SOL CORRESPONDANTES

Rappel : 1 MPa 10 bars

24


SOLS NATURELS SUPPORTS

Sols fins Sols sableux

et graveleux avec fines

Sols comportant

des fines et des gros lments

Sols insensibles

leau

tat hydriques

du sol PSTn i

Classe dARase

AR j

Portance du sol Ps

exprime

en MPa

Commentaire

A1 ; A2 A3 ; A4

B2 ; B4 ; B5 ; B6 C1 / th

PSTn 0 AR 0 Ps < 20

Mise en uvre dune opration de purge / substitution et/ou de drainage, pour oprer un reclassement de larase en AR1

A1 ; A2 A3 ; A4

B2 ; B4 ; B5 ; B6 C1 ; C2 / h

PSTn 1 AR 1 20 Ps < 50

Deux dmarches possibles pour passer une classe darase suprieure : - soit un traitement la chaux, - soit mettre en uvre une couche de forme en matriau granulaire en intercalant un gotextile anti contaminant

A1 ; A2 A3 ; A4

B2 ; B4 ; B5 ; B6 C1 ; C2 / m

PSTn 2 AR 1 20 Ps< 50

Ralisation dun rabattement de nappe une profondeur suffisante si possible, on est alors ramen au cas de la PST n 3 - la couche de forme est indispensable

AR 1 20 Ps < 50 - Pas de mesure de drainage, - La couche de forme est indispensable AR1 A1 ; A2 A3 ; A4

B2 ; B4 ; B5 ; B6 C1 ; C2 / m

PSTn 3

AR 2 50 Ps < 120 Classement en AR2 si on effectue des dispositions de drainage pour lvacuation des eaux la base de la chausse afin dviter leur infiltration AR2

A1 ; A2 A3 ; A4

B2 ; B4 ; B5 ; B6 C1 / h

PSTn 4 AR 2 50 Ps < 120

Traitement durable des matriaux de la PST n 1 la chaux et/ou aux liants hydrauliques. Possibilits en fonction du projet de raliser une couche de forme.

AR 2 50 Ps < 120

/ B1 / D1 / PSTn 5 AR 3 120 Ps < 200

Matriaux sableux insensibles leau. Ces valeurs de portance long terme peuvent tre assimiles aux valeurs mesures court terme (AR3) La ncessit dune couche de forme sur cette PST ne simpose pas.

AR 3 120 Ps < 200 / B3 C2 D2 ; D3 / PSTn 6 AR 4 Ps > 200

Matriaux insensibles leau (mmes remarques que prcdemment)

Tableau n 4 : TABLEAU DE SYNTHESE DES CORRESPONDANCES ENTRE LA CLASSE GEOTECHNIQUE DU SOL, SON ETAT HYDRIQUE ET LA CLASSE DE LA PARTIE SUPERIEURE DES TERRASSEMENTS (PST n i) ASSOCIEE A LA CLASSE DARASE (ARj)

25


3 - Les conditions de maintien du sol naturel en place

Faut-il maintenir en place le sol naturel au niveau de la PST ?

Seuls, les rsultats des analyses gotechniques effectues sur les prlvements

dchantillons reprsentatifs de sol naturel en place permettent dorienter notre dmarche.

A partir de la classe gotechnique du matriau constituant la PST et de son tat hydrique, la prise de dcision sopre selon lalgorithme reprsent la page suivante.

26


NON OUI

(1) Dautres solutions peuvent tre proposes dans ce cas particulier

PEUT- ON CONSERVER LE SOL NATUREL CONSTITUANT LA PARTIE SUPERIEURE DES TERRASSEMENTS IN SITU ?

Sondages, prlvements puis classement gotechnique du sol naturel

en place constituant la PST

Intervention du laboratoire

Le sol en place est-il sensible leau ?

PST n i Quel est ltat hydrique du sol naturel ?

trs humide (th)

humide (h)

moyen (m)

PST n 0 PST n 1 PST n 2

ou PST n 3

AR 0 AR 1 AR 1

ou AR 2

Sol non conserv

Purge et

substitution (1)

Sol conserv

Traitement ventuel du sol avec un liant

Sol conserv

Dispositif de drainage

Nouveau classement de la partie suprieure des terrassements (PST) et de larase (AR)

AR 2, AR 3 ou AR 4

Sol naturel conserv en place

Solutions proposes

27


4 - Le maintien ou lamlioration de ltat hydrique du sol naturel (PST)

Pour maintenir ltat hydrique dun sol support sensible leau on dispose de deux moyens :

- tenir compte des conditions hydrogologiques du site et mtorologiques au cours du chantier, puis en fonction de celles-ci travailler lavancement,

- agir sur lpaisseur et le profil transversal gomtrique de la couche de forme, pour constituer un toit facilitant lvacuation des eaux de ruissellement.

Pour amliorer ltat hydrique dun sol support sensible leau on peut entreprendre deux types dactions :

- effectuer des traitements la chaux et/ou aux liants hydrauliques,

- prendre des dispositions de drainage.

Figure n6 : LES PARAMETRES DU MAINTIEN OU DE LAMELIORATION DE LETAT HYDRIQUE DU SOL SUPPORT SENSIBLE A LEAU DANS LE TEMPS

Maintien

Tenir compte des conditions

hydrogologiques et mtorologiques

Epaisseur et profil gomtrique de la couche

de forme

Amlioration

Traitement au(x) liant(s) Dispositions de drainage

Maintien ou amlioration de ltat hydrique

du sol support sensible leau

28


Classe de la PST PST ni

2.1.1.2 - Phase n 2 : Le dimensionnement de la couche de forme

La couche de forme permet dadapter les caractristiques du terrain en place ou des

matriaux de remblai constituant la PST aux caractristiques mcaniques, gomtriques du projet, hydrogologiques et thermiques du site prises comme contraintes pour la conception de la

chausse. Elle doit rpondre la fois des objectifs de court terme (permettre la construction du

corps de chausse) et de long terme (garantir la prennit de louvrage part le biais dune bonne

portance long terme) Elle doit permettre galement par lhomognit de sa portance, de

raliser un corps de chausse dpaisseur constante sur toute la longueur du chantier.

1 - Les conditions de mise en uvre dune couche de forme

La mise en uvre dune couche de forme dpend dune part, de la classe de la PST et dautre part de celle de larase. En fonction du couple obtenu (PST ni et ARj) la couche de forme nest pas indispensable.

Ainsi lorsque le sol en place est insensible leau et inglif (tels que les sols de classe

gotechnique : D2 et D3) on ne mettra pas ncessairement en uvre une couche de forme.

Figure n7 : LA DESCRIPTION DU PROCESSUS DE CHOIX CONDUISANT

A LA MISE EN UVRE OU NON DUNE COUCHE DE FORME

Classement gotechnique du sol et son tat hydrique

Classe dArase ARj

AR1

AR0 AR2 ; AR3 ; AR4

Actions sur la PST Purge et Substitution

Actions sur la PST Drainage et/ou traitement

Dimensionnement de la couche de forme

obligatoire

Dimensionnement de la couche de forme

si ncessaire

29


La dtermination de lpaisseur de la couche de forme doit tenir compte de plusieurs

paramtres :

- la classe de plate-forme (PFi) vise long terme, - la classe gotechnique du matriau qui la constituera

2 - La classe de la plate-forme (PFi) vise long terme

Les paramtres dentre pour la dtermination de la plate-forme vise long terme rsultent

dune part, de ltude gotechnique, incluant la classification des sols, ralise par le laboratoire et

dautre part, de la classe de la partie suprieure de terrassements (PST ni) et de larase (AR j).

Figure n8 : LES PARAMTRES DE DTERMINATION DE LA CLASSE DE LA PLATE-FORME (PF i ) VISE LONG TERME

Classe gotechnique du

sol naturel support

Etat hydrique du sol naturel support

Classe de la PST PST ni

Classe dARase AR j

Classe de Plate-Forme vise (PFi)

30


On retient 4 classes de plate-forme pour la communaut urbaine de Lyon caractrises par

leur portance :

Classe de plate-forme PFi

Portance de la PFi module EV2

PF1+ 30 MPa EV2 < 50 MPa

PF2* 50 MPa EV2 < 80 MPa

PF2+ 80 MPa EV2 < 120 MPa

PF3 120 MPa EV2 < 200 MPa

Tableau n 5 : LES CLASSES DE PLATE-FORME ET LEURS VALEURS DE PORTANCE (EV2) CORRESPONDANTES

A partir de la plage de portance du sol (Ps) de la classe darase (ARj) on vise la classe de plate-forme correspondante ou la plage immdiatement suprieure comme le montre la figure n9

ci-dessous:

ARASE DE TERRASSEMENT PLATE-FORME VISEE

Classe darase

ARj

Portance du sol

Ps

en MPa

Classe de

la plate-forme

PFi

Module

EV2 en MPa

PF1+ 30 EV2 < 50 AR0 Ps < 20

PF2* 50 EV2 < 80

AR1 20 Ps < 50 PF2* 50 EV2 < 80

AR2 50 Ps < 120 PF2+ 80 EV2 < 120

AR3 120 Ps < 200 PF3 120 EV2 < 200

Effet enclume non obtenu

Tableau n 6 : LA CLASSE DE PLATE-FORME (PFi) VISEE EN FONCTION DE LA PORTANCE DU SOL (Ps) ET DE LARASE DE TERRASSEMENT (ARj)

31


Si la classe darase correspond AR0 ou AR1 on vise long terme la classe de plate-forme

immdiatement suprieure, c'est--dire la PF2*. Par contre pour les autres classes darase : AR2, AR3 et AR4, on visera la classe de plate-forme gale ou immdiatement suprieure. Dans ce

dernier cas le choix seffectuera en fonction dautres paramtres tels : la vocation de la voie,

3 - Le type de matriau mettre en uvre pour la couche de forme

Pour la mise en uvre dune couche de forme, une attention particulire doit accorde au

choix du matriau.

Les matriaux choisis doivent satisfaire diffrents critres :

- insensibilit leau et au gel

- dimension des plus gros lments (Dmax) cause de la contrainte de nivellement de la

plate-forme (+ ou - 3cm),

- la portance sous circulation des engins de chantier,

Figure n9 : LES CRITERES AU NIVEAU DES MATERIAUX DE LA COUCHE DE FORME

4 - Epaisseur de la couche de forme

Lpaisseur de la couche de forme dpend de plusieurs paramtres :

- la classe de la PST n i et de larase (ARj),

- la classe de la plate-forme (PFi) vise long terme,

- la classe gotechnique du matriau constituant la future couche de forme.

Insensibilit leau et au gel

Dimension des gros lments

La portance sous circulation

dengins de chantier

Grave naturelle Matriaux ruptifs Graves

recycles Sols naturels traits au liant

Choix du matriau

32


5 - La mise en uvre dun gotextile

On met en uvre un gotextile dans deux cas de figure :

- en cas de drainage de louvrage,

- pour stopper les remontes de fines argilo-limoneuses entranes par leffet capillaire.

Lorsquun drainage de larase des terrassements est ncessaire on met en place un

gotextile drainant accompagn de limplantation dun exutoire au point bas de louvrage.

La dcision dinstaller un gotextile anti-contaminant sera prise en fonction du rsultat de la

valeur au bleu du sol in situ :

1) Si la valeur au bleu du sol (VBS) en place ou (PST) est infrieure ou gale 0,10g/100g de sol sec : le gotextile est inutile,

2) Si la valeur au bleu (VBS) du sol en place (PST) est suprieure 0,10g/100g de sol sec : mise en place dun gotextile.

Remarque :

La pose dun gotextile entrane une diminution de lpaisseur de la couche de forme.

6 - Le dimensionnement de la couche de forme

Le dimensionnement de la couche de forme seffectuera selon lalgorithme de la page

suivante.

Mise en place dun gotextile

anti contaminant sur la PST ?

VBS

0,10g/100g de sol sec infrieure

ou gale

suprieure

Non Oui

33


Figure n10 : LES GRANDES ETAPES DU DIMENSIONNEMENT DE LA COUCHE DE FORME

Phase n 2 (voir lalgorithme de conception p.20)

Le dimensionnement de la couche de forme

Quelle paisseur mettre en uvre ?

Classe de PST ni

Classe de ARj

La plate-forme vise PF i

La classe gotechnique du matriau constituant

la couche de forme

Epaisseur de la couche de forme (paisseur prconise dans le tableau : p37, p38 ou p39)

Faut-il mettre en uvre un gotextile anti contaminant ?

Limite : VBS 0,10g/100g de sol sec

Mettre en place un gotextile anti-contaminant

Se reporter lpaisseur prconise dans le tableau : p37, p38 ou p39

Dimensionnement final de la couche de forme

VBS > 0,10 VBS 0,10

34


7 - Exemples de dtermination de lpaisseur de la couche de forme

Selon la nature des matriaux utiliss pour la couche de forme on distingue deux cas de

figure :

Cas n 1 : la couche de forme est ralise en matriaux alluvionnaires traditionnels ou grave naturelle (GN), appartenant la classe D3

Etape n 1 : Rapport du laboratoire

Aprs les essais gotechniques, le laboratoire fournit les renseignements suivants :

- la classe gotechnique du sol naturel constituant la PST est : B2 (h), il sagit dun matriau sensible leau dans un tat hydrique humide, do :

- PST n 1, - la classe darase est AR1 qui conduit la portance du sol (Ps) de larase ou fond de forme

dtermine partir du tableau n 4 (page 24). Si les conditions techniques et gotechniques le permettent, il est possible mais non indispensable de raliser des essais la plaque directement sur larase ou le fond de forme pralablement prpar pour dterminer le module (EV2) du sol naturel porteur,

- la classe de plate-forme vise : PF2* (rappel de la plage : 50MPa EV2 < 80MPa) - la classe gotechnique du matriau constituant la future couche de forme est D31.

Etape n 2 : Dtermination des conditions gotechniques locales

Le chantier de terrassement peut tre ralis en priode favorable.

Le tableau 1 - p 37 du paragraphe 2.1.2 ci-aprs prconise, pour une PST n 1 et AR1, une couche de forme de 70cm dpaisseur. Cette paisseur pourra ici tre ramene 50cm par la

mise en place dun gotextile au regard de la classe gotechnique du sol naturel : B2.

Remarque : Lpaisseur de 70cm de la couche de forme indique par le tableau 3 - p 39 pourra tre conserve si la prsence des rseaux enterrs est dense.

Cas n 2 : la couche de forme est ralise avec dautres matriaux (exemple : matriau rocheux de classe gotechnique R61)

Etape n 1 : Rapport du laboratoire

Aprs lanalyse gotechnique, le laboratoire trouve les valeurs suivantes :

- la classe gotechnique du sol naturel constituant la partie suprieure des terrassements est A1 et ltat hydrique est (m),

- les essais la plaque effectus sur larase de terrassement donnent comme module EV2 = 90 MPa, ou la lecture du tableau n 4 - p 24, si on ne parvient pas mesurer la portance du sol naturel (Ps) sur larase ou fond de forme, ce qui correspond dans notre cas une classe darase AR2.

- la classe de la PST n 3,

35


- la classe gotechnique du matriau rocheux ou ruptif constituant la couche de forme : R61 (granit),

- la classe de la plate-forme vise : PF3 (rappel de la plage 120MPa EV2 < 200MPa)

Etape n 2 : Dtermination des conditions gotechniques locales et de leur volution

Le chantier de terrassement peut tre ralis en priode favorable, mais les difficults de ralisation dun drainage efficace, font craindre une remonte de la teneur en eau des matriaux

sensibles de la partie suprieure des terrassements (PST). Le laboratoire rattache cette situation une PST n 3 et une arase AR1.

Le tableau 3 - p39 du paragraphe 2.1.2 ci-aprs prconise, pour une PST n 3 et AR1, une couche de forme en matriau rocheux (granit) de classe gotechnique R61, de 80cm dpaisseur sans gotextile anti-contaminant. Cette paisseur pourra ici tre ramene 65cm par la mise en

place dun gotextile anti-contaminant, car le sol fin in situ est limoneux (rappel : A1 m)

36


2.1.2 - Tableaux rcapitulatifs des paisseurs de matriaux mettre en uvre pour la couche de forme

37


TABLEAU 1 : QUELLE PLATE-FORMEAVEC QUELLE EPAISSEUR DE LA COUCHE DE FORME CONSTITUEE EN GRAVE NATURELLE (GN) :

Graves alluvionnaires propres GN (D21 et D31 aprs calibrage)

CLASSE DE PLATE-FORME VISEE ARASE DE TERRASSEMENT

PLATE-FORME SUPPORT DES TERRASSEMENTS PF1 + PF2* PF2 + PF3

PST n 1

Matriaux sensibles - Mauvaise portance court et long terme

40cm ou

gotextile + 25cm

70cm ou

gotextile + 50cm

90cm ou

gotextile + 70cm

PST n 2

Matriaux sensibles - Bonne portance court terme et

mauvaise portance long terme

30cm ou

gotextile + 20cm

50cm ou

gotextile + 40cm

60cm ou

gotextile + 50cm

80cm ou

gotextile + 65cm

AR1 20 50 MPa

20cm 30cm

ou gotextile + 20cm

50cm ou

gotextile + 40cm

80cm ou

gotextile + 65cm PST n 3

Matriaux sensibles - Bonne portance court terme. Portance long terme

hypothque par une sensibilit aux venues deaux pluviales Couche de fin rglage 30cm 50cm

PST n4

Matriaux traits la chaux ou aux liants hydrauliques (1) 30cm 50cm

AR2 50 120 MPa

PST n 5

Plate-forme de bonne portance posant des problmes de

traficabilit

AR2 50 120 MPa PST

n 6 Plate-forme de bonne portance

posant des problmes de traficabilit et/ou de rglage

Couche de

fin rglage

Remarque : Les paisseurs indiques incluent la couche de fin rglage (1) avec mise en uvre dun enduit de cure destin viter la dessiccation de surface du matriau trait

Effet enclume

38


TABLEAU 2 : QUELLE PLATE-FORMEAVEC QUELLE EPAISSEUR DE LA COUCHE DE FORME CONSTITUEE DE DIVERS MATERIAUX NATURELS ? Classe de plate-forme vise : PF2*

CLASSE GEOTECHNIQUE DES MATERIAUX CONSTITUANT LA COUCHE DE FORME ARASE DE TERRASSEMENT

PLATE-FORME SUPPORT DES TERRASSEMENTS Ai Bi Cj / Bi Ri

PST n1

Matriaux sensibles mauvaise portance court et long terme

B11 : 80cm ou

gotextile : + 65cm B31 : 75cm

ou gotextile : + 60cm

(C1, C2) / (B11, B31) : 75cm ou

gotextile : + 60cm

R41, R61 : 60cm ou

gotextile : + 45cm

R42, R62 : 70cm ou

gotextile : + 55cm

PST n 2

Matriaux sensibles bonne portance court

terme et mauvaise portance long terme

B11, B31 : 50cm ou

gotextile : + 40cm ou

35cm aux liants hydrauliques

(C1, C2) / (B11, B31) : 50cm ou


35cm aux liants hydrauliques (1)

R4, R6 : 50cm ou



AR1 35cm aux

liants hydrauliques

ou pour A3 : 50cm la chaux (2)

B11, B31 : 40cm ou

gotextile + 30cm ou


(C1, C2) / (B11, B31) : 30cm ou



R4, R6 : 40cm ou



PST n 3

Matriaux sensibles bonne portance court terme. Portance long terme hypothque par

une sensibilit aux venues deaux

pluviales Couche de fin rglage

B11, B31 : 30cm ou

gotextile : + 20cm

(C1, C2) / (B11, B31) : 30cm ou

gotextile : + 20cm

R4, R6 : 30cm ou

gotextile : + 20cm

PST n4

Matriaux traits la chaux ou aux liants

hydrauliques (1)

R

E

S

U

L

T

A

T

S

D

E

S

E

S

S

A

I

S

G

E

O

T

E

C

H

N

I

Q

U

E

S

AR2

PST n 5

Plate-forme de bonne portance posant des

problmes de traficabilit


Remarque : Les paisseurs indiques incluent la couche de fin rglage (1) avec la mise en uvre dun enduit de cure destin viter la disscation des matriaux de surface traits (2) mise en uvre en deux couches

39


TABLEAU 3 : QUELLE PLATE-FORMEAVEC QUELLE EPAISSEUR DE LA COUCHE DE FORME

CONSTITUEE DE DIVERS MATERIAUX NATURELS ? Classe de plate-forme vise : PF3

CLASSE GEOTECHNIQUE DES MATERIAUX CONSTITUANT LA COUCHE DE FORME ARASE DE TERRASSEMENT

PLATE-FORME SUPPORT DES TERRASSEMENTS Ai Bi Cj / Bi Ri

PST n1

Matriaux sensibles Mauvaise portance court

et long terme

PST n 2

Matriaux sensibles Bonne portance court

terme et mauvaise portance long terme

AR1

35cm aux liants

hydrauliques (1) (2)

ou pour A3 :70cm la

chaux (2)

B31 : 80cm ou

gotextile : +65cm

(C1, C2) / (B11, B31) : 80cmou gotextile : + 65cm

R4, R6 : 80cm

ou gotextile : + 65cm

PST n 3

Matriaux sensibles Bonne portance court terme. Portance long terme hypothque par

une sensibilit aux venues deaux pluviales

PST n4

Matriaux traits la chaux ou aux liants

hydrauliques (1)

AR2

PST n 5


problmes de traficabilit

35cm aux liants

hydrauliques (1)

ou pour A3 : 50cm la chaux (2)

B31 : 50cm ou


(C1, C2) / (B11, B31) : 50cm ou


R4, R6 : 50cm ou


R

E

S

U

L

T

A

T

S

D

E

S

E

S

S

A

I

S

G

E

O

T

E

C

H

N

I

Q

U

E

S

AR3 PSR n6


problmes de traficabilit et/ou de rglage


Remarque : Les paisseurs indiques incluent la couche de fin rglage (1) avec la mise en uvre dun enduit de cure destin viter la disscation des matriaux de surface traits (2) mise en uvre en deux couches

40


2.1.3 - Etape n 2 : La conception du corps de chausse

Par rapport lalgorithme de conception gnrale page 20, la conception ou le

dimensionnement du corps de chausse comprend deux grandes phases :

- la phase n3 : le dimensionnement des couches dassise

- la phase n4 : le type de revtement pour la couche de roulement et son dimensionnement.

Figure n11 : SCHEMA THEORIQUE DE LA STRUCTURE DU CORPS DE CHAUSSEE

Pour dimensionner le corps de chausse on tiendra compte de trois paramtres :

- la vocation de la voie (Voc), - la classe de plate-forme vise long terme (PFi), - la classe de trafic poids lourds (PL) estim (Ti),

Figure n12 : LES PARAMETRES DE DIMENSIONNEMENT DU CORPS DE CHAUSSEE

Couche de roulementCouche de liaison

Couche de base

Couche de fondation

Couches de surface

Couches dassise

CORPS DE

CHAUSSEE


Couche de forme

1m Partie suprieure des terrassements

PST ni (sol support naturel ou remblai)

La vocation de la voie

(Voc)

La plate-forme vise (PFi)

Le trafic PL estim (Ti)

Corps de chausse propos partir des planches de structure

41


1 - Le choix du corps de chausse

Pour chaque vocation de voies dfinie prcdemment, il est propos trois groupes de corps

de chausse, correspondant des matriaux diffrents :

a) Groupe 1 - tout en grave bitume (GB), - en grave bitume (GB) sur de la grave non traite (GNT)

b) Groupe 2 - tout en enrob module lev (EME), - en enrob module lev (EME) sur de la grave non traite (GNT)

c) Groupe 3 - tout en grave non traite (GNT)

2 - La rgle des quivalences

La plupart des corps de chausse sont proposs avec une couche de roulement en bton bitumineux thorique (BB) de 4cm dpaisseur.

Cette particularit permet au dcideur de choisir le type de bton bitumineux le mieux

adapt la situation tout en appliquant la rgle des quivalences afin de respecter les contraintes

mcaniques admissibles.

Ainsi :

Exemples:

Cas n 1 : structure thorique propose

4 BB 9 GB

2cm BB 2,5cm BBSG 2,5cm BBTM 4cm BBDr 4cm BBM 1,5cm GB 1cm EME

42


Le choix de la couche de roulement sest port sur un BBTM, lpaisseur prconise tant 2,5cm cela quivaut 2cm de BB thorique. Or la structure de corps de chausse propose impose 4cm de BB thorique.

La diffrence de 2cm environ doit tre compense daprs la rgle des quivalences par

une surpaisseur de 1,5cm de GB.

La nouvelle structure du corps de chausse devient :

2,5 BBTM 9 + 1,5 = 10,5 GB

Cas n 2 :

Il sagit ici du mme corps de chausse propos dans le cas n1, mais le choix de la couche de roulement sest port sur un BBSG dont lpaisseur de mise en uvre prconise atteint 7cm.

Rappel : 2 BB 2,5 BBSG do 4 BB 5 BBSG

Lexcs de 2cm impos par les 7cm de BBSG doit tre compens daprs la rgle des quivalences par une minoration de 1,5cm de GB.

Le nouveau corps de chausse sera :

7 BBSG 9 1,5 = 7,5 GB

3 - Les structures

On distingue trois grandes catgories de structures :

- les structures en grave bitume (GB), - les structures en enrob module lev (EME) - les structures souples (BBCS, ESU, etc.)

a) Les structures en grave bitume

Des structures sont proposes pour toutes les catgories de voiries et pour les trafics poids

lourds suprieurs 25 PL/jour/sens (plage de T4 T0).

Elles sont dtermines en fonction de la classe de trafic poids lourds et pour une classe de

plate-forme PF.

Deux types de structures de corps de chausse sont ainsi dfinis :

- les structures avec fondation en matriau bitumineux (GB/GB), dpaisseurs totales rduites, mais saccommodant mal, en contrepartie, des supports mdiocres (portance,

rsistance au gel)

- les structures avec fondation en matriau non li (GB/GNT), dpaisseurs plus importantes, mais sadaptant mieux aux supports mdiocres.

43


Pour dterminer les paisseurs des couches du corps de chausse, les rgles dquivalence dcrites prcdemment ont t appliques. Elles le seront galement lorsque des corrections dpaisseurs dassises seront appliques.

De manire gnrale, dans une structure de chausse lpaisseur des couches dcrot du bas vers le haut, ainsi que la granularit 0/D.

b) Les structures en enrob module lev

La dmarche est strictement similaire celle dcrite auparavant pour les structures en

grave-bitume. Sagissant dun matriau plus performant, les paisseurs sont plus faibles mais en

contrepartie, les exigences de portance sont plus fortes sur la plate-forme, ainsi donc :

- aucune structure de corps de chausse en EME ne sera mise en uvre sur une plate-forme de type PF1+

- ces structures sont fortement dconseilles sur une plate-forme de type PF2*. Elles ne peuvent tre envisages qu partir de plate-forme de classe PF2+.

Des structures sont proposes pour toutes vocations de voies et pour tous trafics suprieurs

50 PL/jour/sens (plage de T3 T0), ce qui exclut les voies de desserte, les voies de lotissement et les voies rurales.

Il nest pas sr que ce type de structure soit toujours financirement intressant par rapport

aux structures en grave-bitume (GB), et on aura tout intrt comparer au cas par cas ces deux types de structures. Cependant, outre le ct financier, la rduction des paisseurs peut prsenter

un intrt en site urbain, du fait des diverses contraintes de niveaux (rseaux, bordures,

caniveaux,)

Remarque : Lors de la rfection dfinitive de tranches, les EME et les BBME ne peuvent tre utiliss car leur mis en uvre doit tre mcanis et la faible quantit ncessaire pour reconstituer

le corps de chausse bitumineux interdit toute fabrication en centrale enrobs.

c) Les structures souples

Les structures souples comportent une couverture bitumineuse relativement mince

(infrieure 15cm), parfois rduite un enduit superficiel dusure (ESU) de chausses.

Elles ne sont proposes que pour les trafics PL les plus faibles (classes T5 et T4, moins de 50 PL/jour/sens) ce qui exclut les voies de transit, interurbaines ou priurbaines.

Elles sont dtermines en fonction de la classe de trafic PL et pour une classe de plate-forme PFi.

La couche de roulement est constitue :

- soit de 4 5cm de Bton Bitumineux Souple BBS (nouvelle appellation normalise :

Bton Bitumineux Chausse Souple : BBCS) - ou pour les voies rurales et les voies de lotissement, dun enduit superficiel dusure (ESU).

44


On constatera que dans ce dernier cas que lpaisseur de lassise ou fondation est plus

importante.

Cette fondation est constitue de grave non traite (GNT), dune paisseur totale pouvant varier de 15 50cm, en une ou deux couches. Lpaisseur par couche varie de 15 25cm. A

partir de 30cm dpaisseur, on passe en 2 couches (2 x 15cm)

Pour les meilleures classes de plates-formes (PF3), la composition du corps de chausse

peut se limiter une simple couche de roulement associe une couche de fin rglage pour les

plus faibles classes de trafics PL (T5 T4).

45


2.1.3.1 - Phase n 3 : Le dimensionnement des couches dassise

Pour dimensionner les couches dassise on doit tenir compte de trois paramtres :

- la vocation de la voie, - la plate-forme vise, - la classe de trafic poids lourds (PL).

Figure n13 : ALGORITHME DU DIMENSIONNEMENT DES COUCHES DASSISE DE CHAUSSEE

Phase n 3 (algorithme p 20)

Dimensionnement des couches dassise

Quel type de structure de corps de chausse choisir ?

Quel est le contexte gographique, gotechnique et conomique ?

Pour quelle vocation

de la voie ?

Pour quelle classe de plate-forme vise

long terme ?

Pour quelle classe de trafic Poids lourds ?

Lecture de la structure du corps de chausse dans le tableau

Chausse souple Chausse bitumineuse paisse

15cm (1) > 15cm (1) (1) paisseur

totale des enrobs

46


2.1.3.2 - Phase n 4 : Le type de revtement pour la couche de roulement et son dimensionnement

Lusage de la chausse et son environnement aura une incidence sur la nature et le

comportement de la couche de roulement. Pour ces raisons, le choix de la couche de roulement

doit tenir compte de quatre objectifs principaux :

- la scurit et le confort des usagers,

- ltanchit de louvrage routier,

- la rduction des bruits de roulement,

- les possibilits de rfection dfinitive des tranches et de la rgnration des caractristiques de surface.

1) La scurit et le confort des usagers

Pour amliorer la scurit des usagers on tient compte des paramtres suivants :

- luni de la chausse,

- ladhrence,

- la drainabilit.

Luni est une notion servant dcrire les dfauts gomtriques du profil de la chausse, susceptibles de compromettre la scurit et le confort des usagers.

Ladhrence des vhicules dpend de la texture de surface de la couche de roulement:

La drainabilit pour cela, la couche de roulement doit contribuer lvacuation des eaux de ruissellement de par sa gomtrie transversale ou par sa proprit drainante spcifique.

2) Ltanchit

Il sagit ici de garantir la protection de toute la structure par rapport aux infiltrations deaux

pluviales et des sels de dverglaage en priode hivernale.

3) La rduction du bruit de contact : pneumatique-chausse

Certains matriaux entrant dans la fabrication des couches de roulement possdent des

proprits dabsorption acoustique. Si lobjectif de rduction du bruit de contact pneumatique-

chausse est prpondrant, on privilgiera les couches de roulement possdant ces proprits,

pour des vitesses de circulation suprieures 50 km/h et pour tout vhicule.

47


4) Les possibilits de rgnration des caractristiques de la couche de roulement

Le choix du type de bton bitumineux utilis pour la couche de roulement doit rpondre

des impratifs de la rfection dfinitive de tranches et ventuellement de rgnration du

matriau bitumineux de surface.

* Les proprits des btons bitumineux

De manire synthtique on tiendra compte de lensemble de ces paramtres pour choisir la

couche de roulement la mieux adapte la situation traite.

Scurit Confort Les possibilits dapport structurel

(1)

Adhrence Uni Bruit Ornirage Impermabilit Anti-remonte

de fissure

ESU Bo Ma Ma Bo Ma

BBSG Mo Bo Mo Mo Tb Bo

BBM Mo Bo Mo Mo Bo Mo

BBI Bo Bo Tb Mo Mo Mo

BBCS Mo Bo Mo Ma Bo Mo

BBME Mo B Mo Tb Tb Bo

BBUM Bo (2) Bo Bo Bo Ma

BBTM Bo Mo Bo Bo Bo Ma

BBDr Bo Bo Tb Tb Ma (3) Mo

BBDP Mo Bo Ma Tb Mo Mo

Lgende :

Tb : Trs bon Bo : Bon Mo : Moyen Ma : Mauvais

Tableau n 7 : TABLEAU DE SYNTHESE DES PROPRIETES DES BETONS BITUMINEUX UTILISES POUR REALISER LA COUCHE DE ROULEMENT

48


(1) Lapprciation pour chaque paramtre dpendra de la granularit la plus favorable du bton bitumineux en prsence (0/6,3mm, 0/10mm ou 0/14mm)

(2) Luni dpendra de la qualit du support en place

(3) Cette proprit doit tre prise comme une qualit. Ltanchit de la structure est assure au-dessous par la couche de liaison et/ou la couche de base colles au moyen

de couches daccrochage qui augmentent ltanchit de louvrage routier.

- Lapprciation du comportement de lEnduit Superficiel dUsure (ESU) sur plan ornirage dpendra de la qualit de son support en place.

Les couches de roulement ralises en Bton Bitumineux Drainant (BBDr) possdent des proprits de drainabilit permettant la diminution des projections deau larrire des vhicules

en mouvement et la rduction de la rtention deau en surface, qui vite laquaplanage.

Remarque :

Chaque fois que lon voudra amliorer luni et les caractristiques mcaniques de la couche

de roulement en particulier pour les forts trafics poids lourds, on mettra en uvre une couche de liaison.

LES BETONS BITUMINEUX ET LEUR ABREVIATION

Enduit Superficiel dUsure ESU

Bton Bitumineux Semi Grenu BBSG

Bton Bitumineux Mince BBM

Bton Bitumineux Insonore BBI

Bton Bitumineux Chausse Souple BBCS

Bton Bitumineux Module lev BBME

Bton Bitumineux Ultra Mince BBUM

Bton Bitumineux Trs Mince BBTM

Bton Bitumineux Drainant BBDr

Bton Bitumineux Drainant Percol BBDP

La dmarche du dimensionnement de la couche de roulement est la suivante :

49


Figure n14 : LA DEMARCHE POUR DETERMINER LE TYPE DE COUCHE DE ROULEMENT ET SON DIMENSIONNEMENT

Phase n 4 (algorithme p20) Type et dimensionnement de la couche de roulement

Dans quelle zone gographique

sera-t-elle situe ?

Quel type de couche de roulement faut-il mettre

en uvre ?

Quel niveau de scurit

rechercher ?

Quel niveau de confort

rechercher ?

Quelles sont les possibilits dapports

structurels ?

Adhrence Drainabilit

Uni Bruit

Ornirage

Impermabilit

Anti-remonte de fissures

Tableau dcisionnel multicritres

Tableau des structures de chausses

50


2.1.4 - Etape n 3 : La vrification au gel/dgel (NF P 98-086)

La vrification au gel/dgel intervient seulement lorsque la structure de chausse est compltement dimensionne par rapport aux sollicitations mcaniques du trafic poids lourds (PL)

et si le sol support naturel prsente un caractre glif.

Cette vrification peut ventuellement engendrer une augmentation de lpaisseur de la

couche de forme.

Cette vrification pour une structure de chausse neuve donne ou largissement de voie, consiste comparer, pour une rigueur dhiver donne, le gel transmis la base de la structure au gel admissible la surface du sol support glif (arase).

Le gel transmis la base dune structure neuve ou largissement de voie est fonction des couches qui la composent et de lindice de gel atmosphrique de rfrence IR pour lequel on veut la protger.

IR

Figure n15 : SCHEMATISATION DE LA LOCALISATION DES INDICES SUR UNE STRUCTURE DE CHAUSSEE NEUVE

Remarque :

La mthode dcrite ci-aprs est une adaptation ce celle de lAdministration Franaise au

contexte de lagglomration Lyonnaise et des matriaux qui y sont couramment utiliss. Elle se

prsente sous une forme plus simple et comporte en contre partie quelques approximations.

Couche de roulement Couche de liaison Couche de base

Couche de fondation


Couche de forme

1m Partie suprieure des

terrassements PST ni

(sol naturel support ou remblai)

IA = Indice de gel admissible

Z = Indice de protection apporte par les matriaux non glifs des

couches du corps de chausses et de la couche de forme

QS = Quantit de gel admissible du sol naturel support glif

51


Pour vrifier la rsistance au gel dune chausse on doit oprer une comparaison entre les

grandeurs suivantes :

- une rigueur dhiver donne,

- la quantit de gel transmis la base de la structure de chausse neuve,

- le gel admissible la surface du sol naturel support glif.

2.1.4.1 - Les paramtres

Pour effectuer la vrification au gel, trois paramtres sont ncessaires :

- la quantit de gel admissible (QS) du sol naturel support glif

- la protection apporte par les matriaux non glifs des couches du corps de chausses et

de la couche de forme

- lindice de gel admissible (IA) de la structure de chausse.

a) La dtermination de la quantit de gel (QS) admissible par le support

Lessai de gel permet dapprcier la glivit du sol naturel support. Selon la classe

gotechnique dtermine, on adopte pour le sol une quantit de gel admissible (QS) qui peu prendre les valeurs suivantes :

- QS = , pour un support non glif (SnG) (dans ce cas prcis la vrification au gel nest pas effectuer)

- QS = 2,5, pour un support peu glif (SpG)

- QS = 0, pour un support trs glif (StG).

Remarque : Lorsquon ne pourra pas disposer de rsultats dessai de gonflement, on pourra adopter les classes de sensibilit au gel mentionnes ci-aprs.

D1, D2, D3 : Support non glifs (SnG) A4, B1, B2, B3, B4 : Support peu glifs (SpG) A1, A2, A3, B5, B6 : Support trs glifs (StG)

Toutefois, lattention du dcideur est attire sur le fait que les critres gotechniques ne suffisent pas bien caractriser la glivit dun sol, lapplication brutale du tableau peut conduire parfois des carts importants avec la ralit.

b) La protection apporte par les matriaux non glifs des couches du corps de chausses et de forme

52


La protection totale (Z) correspond la somme de la protection (ZF) apporte par la couche de forme non glive, de celle apporte par les couches du corps de chausses (ZC) et dun paramtre de rsistance mcanique (ZM) de la structure du corps de chausse.

Calcul de la protection Z :

Z = ZF + ZC + ZM

La dtermination de ZF :

ZF est un coefficient correspondant la protection thermique apporte par la couche de forme ou par toute autre couche support non glive, lexclusion des matriaux du corps de chausse.

Pour les matriaux de classe gotechnique A, B, C traits et D ; les valeurs suivants de ZF ont t trouves :

Matriaux de classe A ou CA (traits) : ZF = 0,14 HF - 0,6

Matriaux de classe B ou CB (traits) : ZF = 0,12 HF - 0,6

Matriaux de classe D : ZF = 0,11 HF - 0,7

La variable HF dsigne lpaisseur en centimtres de la couche de forme en matriaux

non glifs ou rendus non glifs par traitement appropri, ou encore en matriaux non glifs du support, tels que dfinis ci-dessus.

La dtermination de ZC :

ZC est un coefficient correspondant la protection thermique apporte par les matriaux du corps de chausse.

ZC = Ai Hi

Les HF sont les paisseurs des couches en centimtres et les coefficients Ai prennent les

valeurs suivantes en fonction des matriaux utiliss :

Pour les matriaux bitumineux tels les :

BB, GB, EME : Ai = 0,06

Pour les matriaux non traits, hydrauliques ou modulaires tels les :

Btons, GC, GNT, pavs : Ai = 0,10

53


La dtermination de ZM :

ZM est un coefficient correspondant la rsistance mcanique de la structure fonction de laptitude de la chausse supporter sans endommagement excessif une perte de portance du

sol naturel support au dgel.

Ce paramtre est directement fonction de lpaisseur totale en centimtres des couches

traites et non traites. On peut le calculer partir des formules approches suivantes.

On calcule au pralable HM correspond la somme de lpaisseur totale en centimtres

des matriaux traits du corps de chausse (matriaux bitumineux, traits aux liants hydrauliques,

bton de ciment) et de la moiti de lpaisseur en centimtres des matriaux non traits et

ventuellement des matriaux modulaires (pavs, dalles,) do :

HM = H matx traits + 0,5 H matx non traits + 0,5 H matx modulaires

Cas n1 : Autres structures comportant au minimum 10cm de matriaux bitumineux

pour HM 13cm ZM = 0

pour HM > 13cm ZM = 0,1 HM - 1,3

Cas n2 : Autres structures comportant moins de 10cm de matriaux bitumineux

ZM = 0

Cas n3 : Les structures comportant du bton ou des matriaux traits aux liants hydrauliques : Bton de Ciment : BC, Bton maigre : Bm, Grave Ciment : GC

pour HM 27cm ZM = 0

pour HM > 27cm ZM = 0,13 HM - 3,5

On calcule en final :

Z = ZF + ZC + ZM

54


c) La dtermination de lindice de gel admissible (IA)

Lindice de gel admissible IA est dtermin en fonction de Z et QS. laide de labaque suivant :

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Rappels :

QS = 2,5 pour un Support peu Glif (SpG) IA : exprim en C.jgel QS = 0 pour un Support trs Glif (StG)

Condition respecter : IA IRzi

Z en cm

55


d) Le choix de lindice de gel de rfrence (IR)

Lindice de gel atmosphrique de rfrence (IR) prendre en compte pour la vrification des chausses communautaires est lindice de lhiver rigoureux non exceptionnel choisi dans la

priode de 1950 nos jours, c'est--dire lhiver de rang 4 correspondant lhiver 1970/1971. La

carte ci-aprs donne, par zones, lindice de gel de rfrence (IRzi) retenir :

CARTE DES INDICES DE GEL DE REFERENCE (IRzi) HIVER RIGOUREUX NON EXCEPTIONNEL (1970/1971)

56


e) Conclusion de la dmarche

La comparaison de lindice de gel admissible de la chausse (IA) obtenu partir de

labaque page 54 lindice de gel atmosphrique de rfrence (IRzi) dtermin partir de la zone

gographique tire de la carte du Grand Lyon page 55, permet de mettre en vidence deux cas :

1er cas : IA IRzi la structure de chausse choisie convient.

2me cas : IA < IRzi la structure de chausse choisie ne convient pas.

Dans ces conditions il conviendra de choisir :

- soit un autre corps de chausse constitu de matriaux diffrents tout en respectant la

mme vocation de voie, classe de trafic PL et de plate-forme

- soit augmenter lpaisseur de la couche de forme.

Etape n 3 (algorithme de conception p 20)

Vrification au gel/dgel : la dmarche

Classement gotechnique du sol

naturel support sensible leau Structures proposes

Dtermination de la zone

gographique

Dtermination de QS

Calcul de Z

Dtermination de IA IRzi

IA IRzi IA < IRzi

Structure retenue

Augmenter la couche de forme

Abaque p 54

57


f) Tableau rcapitulatif des symboles et de leur signification

Symboles des paramtres Signification Unit

IRzi Indice de gel atmosphrique de rfrence (IR)

par zones gographiques (zi) C.jgel

IA Indice de gel admissible de la chausse C.jgel

Qs Quantit de gel admissible du sol naturel support glif #

Z Indice de protection cm

ZF Coefficient de protection thermique de la couche de forme cm

ZC Coefficient de protection thermique des matriaux du corps de chausse cm

ZM Coefficient de rsistance

mcanique de la structure

cm

HF paisseur

de la couche de forme cm

58


2.1.4.2 - Exemples de vrification au gel

a) Les donnes :

A Dardilly, sur une voie structurante, on doit construire une chausse neuve. Le trafic est

estim 200 poids lourds par jour et par sens. La portance de la plate-forme est comprise entre

90 et 100MPa (module la plaque EV2) Le sol support est rput peu glif (SpG) Il est prvu une couche de forme en grave naturelle 0/80 propre, de classe gotechnique D3, de 40cm dpaisseur.

b) Interprtation des donnes :

Vocation : Voie de liaison Le trafic poids lourds appartient la classe T2 (150 300 PL/jour/sens) La plate-forme de classe PF2+ (80 MPa EV2 < 120 MPa) Au plan du gel, la commune de Dardilly se situe en zone 3 (carte page 55), do

IRz3 = 140C.jgel.

En se rfrant aux planches de structures (page 71), pour une voie de liaison ou

structurante, et pour le couple (PF2+, T2), on peut choisir parmi les structures suivantes :

10 EME + 2,5 BBTM 20 GNT + 7 EME + 2,5 BBTM 8 GB + 6 BBL + 4 BB 25 GNT + 8 GB + 4 BB

Parmi toutes ces structures de corps de chausses proposes au plan mcanique, quelles sont celles qui conviennent au plan gel ?

Pour rpondre cette question il faut savoir quelle est la protection apporte par les

matriaux non glifs de la couche de forme et des couches du corps de chausse. Cela revient

calculer la protection totale symbolise par Z, dfinie comme suit

Z = ZF + ZC + ZM

La couche de forme (40cm de grave naturelle HF = 40) apporte une protection : (le matriau constituant cette couche appartient la classe gotechnique D3) On applique donc la formule : ZF = 0,11 x HF - 0,7 = 0,11 x 40 - 0,7 do

ZF = 3,7

59

VQL/JR-CR Dimensionnement des structures de chausses neuves et largiss

Documents

Voirie Guide Conception Structures de Chaussees