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PROFILS EN TRAV TRAVERS
1 ) Définition : On appelle profil en travers la coupe perpendiculaire à l’axe de la chaussée d’une voie routière. Il existe deux profils en travers. a ) Profil en travers type : Ce plan définit : les dimensions verticaux de la voie. les structures de la chaussée.
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b ) Profil en travers particulier : Il permet de définir les limites de l’assiette et sont indispensable pour les calculs des terrassements. 2 ) Chaussée. a ) Définition : La chau chauss ssée ée est est la surf surfac acee amén aménag agée ée de la rout routee sur sur leu leuel el circ circul ulen entt normalement les véhicules. !lle désigne aussi l’ensemble des différentes parties empilés les une sur les autre en vue de résister aux charges appliués ou portés par la circulation et aux dégradations causé par les agents atmosphériues. La chaussée ne comprend pas les sur"largeurs ui supportent les bandes de guidage éventuelles ui font partie de l’accotement ou du terre"plein central. On distingue 3 types de chaussée. •
Chaussée souple : C’est une chaussée à couche de surface h#drocarbonée dont la couche de base est non traitée ou traitée par un liant h#drocarboné.
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Chaussée rigide : C’est une chaussée dont la partie supérieur est constituée d’une dalle de béton de ciment$ éventuellement armé% reposant sur une couche de fondation ui peut &tre une grave stabilisé mécaniuement$ une grave traitée au liant h#drocarbonés ou aux liants h#drauliues.
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Chaussée semi rigide : C’est une chaussée à couche de surface h#drocarbonée reposant sur une couche traitée aux liants h#drauliues 'ouant un r(le structural déterminant.
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3 Co!!ent fonctionnent les chaussée a ) Chaussée souples : *u passage d’une charge lourde elle se déforme beaucoup + ) à , mm -. Le sol support se déforme également. *près le passage de la charge$ sol et chaussée retrouvent leur position initial. C"est le co!porte!ent d"une pla#ue de caoutchouc sur un !atelas souple ais si la charge est trop lourde ou trop souvent répétée$ le sol va se déformer sans reprendre sa position initiale entra/nant une dégradation rapide de la chaussée. Ce t#pe d’assise est utilisée pour des routes peu circulées par des poids lourds. b ) Chaussée se!i rigides : *u passage d’une charge lourde elles se déforment peu + 0 à 0$1 mm -. !lles répartissent bien les charges sur le sol support ainsi se déforme peu. C"est le co!porte!ent d"une pla#ue de verre posée sur un !atelas souple ais si la charge est trop lourde et si l’on n’a pas l’épaisseur suffisante la déformation devient trop grande et la plaue de verre casse. Ce t#pe d’assise est utilisée pour des routes très circulées par des poids lourds. $ ) %entabilité d"une chaussée. La rentabilité des chaussées est liés à 2 points importantes : Il faut u’il soit économiue en maintenant le plus longtemps possible ses ualités sans u’il soit nécessaire au procédé de l’entretien. •
Il faut u’il assure la sécurité et le confort de l’usager en mobilisant le maximum d’adhérence au contact des pneumatiues ce ui permet aux véhicule de conserver à tout moment la tra'ectoire désigner par le conducteur + adhérence transversale -$ assurer en cas de freinage une distance d’arr&t aussi court ue possible + adhérence longitudinale -. •
& ) Caractéristi#ue de la chaussée. 3our déterminer les caractéristiues de la chaussée il faut conna/tre : les matériaux disponibles dans la région et leur domaine d’emplois. les conditions climatiues dans la région. les charges appliuées sur la route pendant sa durée de vie. On complète le pro'et par l’assainissement c"à"d le collecte des eaux de ruissellement dont le débit doit &tre apprécié afin de calculer le réseau.
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' ) (argeur de la chaussée. Les chaussées bi"directionnelles ont$ en rase campagne$ les largeurs ci"après : ,m + ) voie étroite 4m + ) voie normale 5m + 2 voies étroites 6m + 2 voies normales )0$10 m + , voies )4 m + 4 voies Les chaussées uni "directionnelles : après : 1 m 6 m )0$10 m On distingue donc deux t#pes de catégories de chaussée par leur largeur : catégorie ) : chaussée bi"directionnelle à ) seul voie dont la largeur est inférieur ou égal à 4 m + ou parfois 'usu’au 5 m -. • catégorie 2 : chaussée uni " directionnelle à 2 voies dont la largeur est supérieur ou égal à 5 m. •
les chaussées de , m sont réservées aux route à très faible trafic + 7 à 10 v8' escomptés à échéance de )0 ans. Les chaussées de )0 m10 peut toutefois &tre intéressante lorsue la route pro'etée est appelé à &tre intégrée dans un avenir prévisible$ dans une autoroute à 2 x 6 m$ la sur"largeur constituant la bande d’arr&t d’urgence. La chaussée de )4 m est principe réservée aux cas ou l’emprise d’une route de 2 chaussées unidirectionnelles de 6 m$ ne peut &tre acuise ue mo#ennant une dépense excessive. Lorsue la circulation prévisible à la mise en service atteint ou dépasse 4000 v8'$ et pour les routes à )0$10 m et )4 m de largeur de chaussée. La chaussée doit comporter des sur"largeurs permettant de réaliser les bandes de rives de la signalisation hori9ontale$ et pour les chaussées de )4 m$ une double bande axiale continue de telle sorte ue les largeurs théoriues de chaussée subsistent à l’intérieur du maruage. Les chaussées unidirectionnelles de 1 m sont réservées$ aux voies à une sens uniue$ c.à.d en général aux brettelles de raccordement des carrefours dénivelés. ) %ésistance !écani#ue des chaussées. La chaussée a essentiellement pour r(le de transmettre et de diffuser les actions vertical du trafic au sol support ui en règle général n’est pas capable de les supporter directement.
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*ctions verticales :
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Le poids des véhicules est transmis à la chaussée sous forme de pression.
*ctions hori9ontales :
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Les chaussées exercent sur la chaussée des actions tangentielles : lors du freinage ou de l’accélération. dans les tournants pour la résistance aux efforts transversaux ou de freinage.
*ction d#namiues :
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;ous l’action d’un choc$ le véhicule oscille$ on a donc une augmentation des actions verticales et hori9ontales$ il en résulte une usure plus rapide de la chaussée. *ction thermiues :
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La variation des températures peuvent engendrer dans les solides classiues des champs de contraintes. Ce phénomène a des conséuences ui intéresse surtout les chaussées en béton. Conclusion :
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La partie supérieur de la chaussée + couche de roulement - doit pouvoir supporter des efforts verticaux très important et les transmettrais au corps de chaussée$ elle doit aussi supporter des efforts hori9ontaux très important ui détériorent et abument le plus cette couche. * ) Pour#uoi les chaussées se dégradent ons.
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Les accidents et les incidents.
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(e trafic :
*u passage d’un véhicule la structure de la chaussée accuse une petite fatigue. =e ce point de vue$ les poids lourds sont particulièrement agressifs car le passage d’un essieu de ), tonnes a autant d’effet sur la structure de la chaussée ue celui d’un million de véhicules de tourisme. La répartition des charges entra/nent une fatigue générale de la chaussée ui présente alors des dégradations. Le frottement des pneumatiues en mouvement sur la couche de roulement conduit également par usure à son vieillissement. •
(es conditions cli!ati#ues:
L’eau superficielle + pluie - ou interne + source$ nappe - associée au problème du gel entra/ne de nombreux désordres. =e m&me$ les variations de température et dans une moindre mesure$ l’action du soleil accélèrent le vieillissement des bitumes et celui des chaussées. •
(es !alfa+ons :
Les malfa>ons d’origine divers lors de la constriction + mauvais matériaux$ mise en oeuvre$ épaisseur insuffisantes$ etc... - et également les tranchées exécutées ultérieurement sont causes de désordre. La ualité des matériaux 'oue un r(le important dans la résistance d’une chaussée. Il faut ue les matériaux les plus nobles soient ceux des couches supérieures ui doivent supporter les efforts les plus élevés. La ualité des matériaux est fonction de sa dureté$ de sa granulométrie$ de son pourcentage de fine et de sa propreté. ?uand à la mise en oeuvre$ le critère prépondérant est le compactage. !n effet il faut ue l’indice des vides soit faible$ pour éviter les tassements sous l’effet du trafic. ;uite au développement des transports routières$ les essieux des poids lourds de nos 'ours sont de plus en plus agressifs. C’est pouruoi les erreurs de sous dimensionnement sont impardonnables pour u’elles entra/nent automatiuement la rupture de la chaussée. (es accidents et les incidents.
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=es dégradations ponctuelles peuvent &tre causées suite à des accidents de circulation ou des utilisations anormales du domaine public. , ) (es accote!ents. Ce sont deux bandes latérales ui encadrent la chaussée. Ils s’étend de la limite de la chaussée à la limite de la plate forme. Il est constitué d’une bande dérasée 1
comprenant la sur"largeur de chaussée et une bande stabilisée ou rev&tue$ et d’une berme enga9onnée. a - %le des accote!ents. Les accotements 'ouent un r(le important dans le comportement mécaniue du corps de chaussée et influe les ualités de service aux usager de la route. Ces principaux r(le sont : de constituer un épaulement de la chaussée sous forme de butée % de participer à l’évacuation des eaux en provenance de la chaussée. d’assurer l’étanchéité du corps de chaussée. de permettre l’arr&t hors de la chaussée. de faciliter les entrées et sorties des riverains % de participer à la lisibilité de la route % de constituer une 9one permettant la circulation des piétons$ voie des deus roues % de supporter les éuipements se signalisation et de balisage. utiliser pour le dép(ts des matériaux pour l’entretien routier. offre la possibilité aux usagers de la route de les empreinter pendant les croisements et notamment sur les routes de faible largeur + étroites -% de constituer une 9one permettant la circulation des piétons$ voire des deux roues. b - /tructure des accote!ents. La conception de la structure des accotements dépend de plusieurs fauteurs à la fois tel ue : la largeur de chaussée. le trafic la 9one climatiue la nature du sol support. c - 0ype d"accote!ent : Il existe 2 t#pes d’accotements. les accotements non stabilisés constitués par le sol naturel. Ils sont généralement surélevés et nécessitent la création des saignées. •
les accotements stabilisés constitués au moins dans leur partie supérieur de matériaux rapportées en principe de bonne ualité. •
1 ) Dégradation des accote!ents. Les dégradations des accotements sont de plusieurs sortes : 5
a - sur les accote!ents non stabilisés. le ravinement. le dénivellement l’affaissement l’épaufrement des rives. les fissures longitudinales. b - sur les accote!ents stabilisés les fissures longitudinales. autre dégradations ui peuvent appara/tre sur une couche de surface en !; 11 ) Cause des dégradations des accote!ents. Les cause de dégradation sont multiples et peuvent &tre liées a : une défaillance dans la mise en oeuvre. un mauvais drainage au niveau de l’accotement ou des fossés. un mauvais choix de la structure. une mauvaise ualité des matériaux. une insuffisance de compactage. un excès de fine dans les matériaux en présence des gros élément. absence d’entretien. un trafic particulier + sabot des animaux$ charrettes$ engin d’agriculture -. 12 ) (argeur des accote!ents. La stabilisation comporte une imperméabilisation lorsue la circulation est lourde et le sol support de la chaussée sensible à l’eau et un rev&tement superficiel pour toute les routes dont le trafic atteint ou dépasse 4000 v8' à la mise en service.
0ype de chaussée @idirectionnelles 4m 5m 6m 1m on à satisfaire dans les 2 sens lGinégalité ci dessus. Le plus souvent des échecs en matériaux de couche de fondation résultant une excessive sensibilité à lGeau et celle ci est souvent due à la contamination. =onc les couches de fondation doivent &tre plus perméables ue les couche uGelles supportent. Il existe 2 modes de construction de la couche de fondation : •
8 ossature ouverte ou blocage. !lle est constituée par un ensemble de grosses pierres + )1 à 20 cm - tendres ou semi tendres disposées sommairement à la main ou déversées mécaniuement sur la forme ou la sous couche est fortement c#lindrées. Les produits écrasés par les c#lindres bouchent partiellement les vides. Le blocage présente cependant encore beaucoup de vides. La stabilité est obtenue par coincement et enchev&trement * déconseiller sur les terrains argileux + remontées dGargiles - ou alors prévoir une sous couche. =onc les défauts du blocage cGest uGil comporte beaucoup de vide$ présente les m&mes convenions ue lGhersions ce ui provoue la remontée dGargile plastiue dans le blocage ui peuvent provoué une contamination de la fondation.
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8 ossature fer!é ou assise. 3our uGun sol soit compacté facilement$ il faut uGil présente une granulométrie étendue ui contient un certain pourcentage dGéléments fins + limons$ argiles -. Le compactage en réduisant les vides$ permet dGatteindre une compacité élevée. On peut utiliser des matériaux naturels alluvionnaires peu coHteux et des matériaux concassés ou semi concassés A.. 0850 ou 0810. *près compactage du fond de forme$ on répond le tout venant au mo#en dGune niveleuse en une ou plusieurs couches + selon lGépaisseur -. Le matériaux est humidifié et la teneur en eau optimum et le compactage poussé à F1 de lG O.3.. La nouvelle dénomination actuellement emplo#ée par un matériau à granulométrie étendue utilisé en couche de fondation est la grave non traité pour couche de fondation J.B.K. b ) %le de la couche de fondation :
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;on r(le essentiel est de diminuer les efforts transmis par les charges au sol de fondation grce à son épaisseur. Les efforts uGelles encaisse sont dé'à asse9 réduits$ donc il nGest pas nécessaire ue les matériaux soit les plus nobles. Aoutefois il faut uGelle constitue un support peu déformable pour la couche de base. - COC45 D5 98/5 . a ) Définition : La couche de base est la couche supérieur du corps de chaussée ou la seconde partie du corps de chaussée$ elle est lGélément essentielle$ celui sur leuel sGexerce au maximum les contraintes apportées par le trafic. La couche de base$ plus proche de la surface de la chaussée$ subit des contraintes et des déformations notables$ il est donc nécessaire uGelle présente des caractéristiues mécaniues asse9 élevées$ uant à la couche de fondation$ les contraintes et les déformations auxuelles elle est soumise conduisent à un niveau de ualité mécaniue moindre ue celui de la couche de base. Il existe 2 t#pes de construction de la couche de base : •
8 ossature ouverte ou blocage. Le t#pe à ossature ouverte est constitué par les macadams$ couches de pierre dont la granulométrie uniforme et plus ou moins serrée. On distingue : le macadam ordinaire ou macadam à lGeau. le macadam traité par pénétration. le macadam traité par percolation. le macadam enrobé. le macadam mortier.
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8 ossature fer!é ou assise. grave concassée ou semi concassée 08,0 ou 0821. répandage mécaniuement à la niveleuse. arrosage à la teneur en eau optimum. compactage à FE de lG O.3.. amélioration par imprégnation de liant + )$2 Mg8m 2 de Cut"bacN 08) -. b ) %le de la couche de base : *u niveau de cette couche$ les efforts dus aux trafics sont très importants$ ainsi ue ceux dus aux conditions dGenvironnement + pluie ... ... ... -. !lle 'oue un r(le important dans la réduction des efforts transmis au sol de fondation. =ans la techniue routière on accorde de plus en plus dGimportance à cette couche$ on tend à lui faire supporter la ma'eure partie des efforts encaissés par la chaussée. Aoutefois ces raisons font uGelle doit &tre constitué de matériaux de bonne ualité. - COC45 D5 (8/O7 . )2
On ne fait usage de cette couche ue pour les itinéraires très circulés. !n général on utilise une grave bitume + enrobés - sur )0 cm dGépaisseur. Le répandage se fait mécaniuement sur une couche dGimpression préalable$ généralement en émulsion de bitume. Le c#lindrage est fait souvent par c#lindrage à 'ante lisses doublé dGun compacteur à pneu. - COC45 D5 /%68C5 . 3our isoler le corps de chaussée et ralentir son usure$ on le recouvre dGune couche de surface composée de gravillons et de liants h#drocarbonés ui servent non seulement de lGaccrochage des gravillons entre eux mais également à imperméabiliser le corps de chaussée$ lui donner une bonne rugosité. - COC45 D5 %O(5;570 . Cette couche doit résister aux efforts de cisaillement et aux effort hori9ontaux provouées par la circulation. Les matériaux ui la constitue doivent &tre capables de supporter les chocs et de résister à lGusure. - CO7C(/O7 . Les assises de chaussée constituent un élément important dans les structures routières$ car dGune part$ elles représentent une proportion très notable de lGépaisseur totale$ et dGautre part elles contribuent appréciablement à lGabsorption et à la répartition des contraintes créés par le trafic. !n effet$ le r(le général des assises de chaussées est de répartir les contraintes créés par les charges roulantes + ou éventuellement statiues - et de les amener à un niveau compatible avec les caractéristiues du terrain naturel sur leuel est établie la chaussée. •
Il est en outre nécessaire ue les assises : lors de la construction de la chaussée : fournissent un support bien nivelé pour la couche de surface% fournissent également un support de portance suffisante pour le compactage de la couche de surface% puissent servir provisoirement de couche de roulement + renforcement sous circulation$ et 8 ou circulation de chantier -%
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lorsue la chaussée est construite : " assurent un r(le thermiue$ car les assises doivent protéger le sol support de la pénétration du gel% La couche de base$ plus proche de la surface de la chaussée$ subit des contraintes et des déformations notables$ il est donc nécessaire uGelle présente des caractéristiues mécaniues asse9 élevées$ uant à la couche de fondation$ les contraintes et les déformations auxuelles elle est soumise conduisent à un niveau de ualité mécaniue moindre ue celui de la couche de base. ),
* noter ue la couche de forme$ emplo#ée lorsue le terrain naturel présente des caractéristiues particulièrement médiocre et hétérogènes%
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