Document en vente sous la rfrence F 8940 au Bureau de vente des publications du SETRATl. (1)42 31 31 53 et (1)42 31 31 55

Rfrence thmatique au catalogue des publications du SETRA : A05

>. Lt

ASSAINISSEMENTDES PONTS ROUTES

Evacuation des eaux, perrs,drainage,

corniches - caniveaux...

Juin 1989

Document ralis et diffus par le

SERVICE D'ETUDES TECHNIQUES DES ROUTES ET AUTOROUTESCentre des Techniques d'Ouvrages d'Art - Cellule Equipement des ponts46, avenue Aristide Briand - B.P. 100 - 92223 Bagneux Cedex - FRANCETl. : (1) 42 31 31 31 - Tlcopieur : (1) 42 31 31 69 - Tlex 260763 F

dans la Srie : EQUIPEMENTS DES PONTS

dj paruGC 77 et mises jour N 1 et 2STER 81DALLES DE TRANSITIONJOINTS DE CHAUSSEE

paratre

APPAREILS D'APPUI

abrog

JADE 68

Sommaire

PREMIERE PARTIE :

EVACUATION DES EAUX A LA SURFACE D'UN TABLIERD'OUVRAGE D'ART

CHAPITRE 1DISPOSITIONS GENERALES

CHAPITRE 2LES AVALOIRS

CHAPITRESLA CORNICHE CANIVEAU

CHAPITRE 4FERRES ( sous traves de rive)

DEUXIEME PARTIE :

DIMENSIONNEMENT DES OUVRAGES D'EVACUATION

ANNEXES

Remarques importantes

1 - Le "drainage des appuis" qui constituait la pice 5.1 du prcdent dos-sier JADE 68 a t intgr dans la notice 1.4.1 du dossier pilote PP 73 deOctobre 1977.

2 - Le dossier PP 73 traite dans sa pice 1.4.1 de l'vacuation des eaux depluie quand les dispositifs d'vacuation concernent les piles, les pilescules ou les cules. Ce document donne de nombreux dessins de dtails surces parties d'ouvrages aussi nous y renvoyons pour la plupart et nous n'a-vons reproduit ici que les plus significatifs ou les plus intressants.

3 - Pour des raisons d'opportunit (absence de document type spcifique audomaine) la description de certains dispositifs ou dispositions relatives l'vacuation des eaux se trouvait dans d'autres textes. Dornavant le pr-sent document traitera de ce sujet et, au fur et mesure des rditions,ils seront supprims des textes actuels. Il s'agit :

a) du caniveau fil d'eau en asphalte gravillonn. STER 81, sous-dossier E, ch II, 9.5,

b) des avaloirs, partiellement traits dans le STER 81, sous-dos-sier E, ch II, 9.2,

c) de la corniche caniveau. GC 77, pice 5.1, 5.

4 - Le document "joints de chausse" comporte la description de disposi-tions de recueil des eaux pour les joints de chausse non tanches. Celles-ci ne sont pas reprises ici car elles sont intgrer au joint. Par contreles liaisons entre ces dispositifs de recueil des eaux et le rseau d'as-sainissement sont projeter.5 - Le domaine d'emploi de ce document est la France Mtropolitaine. Pourune utilisation hors de ce domaine faire les adaptations que l'expriencelocale dictera.

Un sommaire dtaill faisant fonction d'index est en page 104 .

Prsentation

Pour assurer la scurit des usagers et amliorer la prennit des structu-res les eaux de pluie et de ruissellement, doivent tre vacues rapidementet efficacement du dessus du tablier d'un pont. Le prsent document se pro-pose de donner des conseils pour projeter et raliser le rseau d'vacua-tion des eaux d'un pont. Il s'efforce de donner une description aussi com-plte que possible des diffrents dispositifs avec leurs avantages et leursinconvnients, ainsi que les prcautions prendre et les implicationsventuelles qu'ils introduisent ds le stade de la conception de la struc-ture elle-mme.

L'un des chapitres traite des perrs parce qu'il s'agit d'ouvrages int-grant frquemment des dispositifs d'vacuation des eaux et parce qu'ilsjouent un rle dans la protection des remblais contre l'action des eaux. Letexte reprend, en l'actualisant lgrement, ce qui tait dans le dossierJADE 68.

Une deuxime partie donne une mthode de dimensionnement de ces ouvrages enfonction de la pluviomtrie.

Le prsent document a t prpar par:

- MM. ENNESSER et FRAGNET de la Cellule Equipements des ponts duCTOA du SETRA;

- et avec l'assistance de MM. CORNET (IDTPE, chef de la DOA duCETE de l'Ouest) et LACOSTE (ITPE la Division Grands Ouvrages en Bton duCTOA du SETRA) pour la deuxime partie;

il a bnfici des conseils et des observations de MM. BERNARD (SETRA.-CSTR), BERETERBIDE (CETE SW) , BIALEK (Pont--Mousson), BOITEAU (CampenonBernard), DUFOUR (SASF), FESTOR (CETE S.E), MAC FARLANE (CETE Nord), MEHUE(SETRA.CTOA), MILLAN (SETRA.CTOA), NICOLAS (Siplast), NOURRY (CETENormandie), PEREZ (CETE S.W), PICHON (Equipement Routier), PIESSEN (Centredu Zinc), POINEAU (SETRA.CTOA), ROCHE (SETRA.CTOA), SAUVANAUD (Sotubma),TAUDIN (SACO TP),Qu'ils trouvent ici nos remerciements pour leur collaboration et leurs pr-cieux conseils.

Mme ABRIBAT et M. GILCART ont collabor l'illustration et la mise enpage

Documentation photographique: photothque du SETRA. CTOA, l'exception desphotos ci-aprs. CH I: fig 18 et 19 (CETE SE); CH II: fig 8f et 8g (DDE49), fig 9 (Siplast), fig 18 (DDE 89), fig 35 (M.Poineau), fig 28 (St ER),fig 23.1 et 2 (M. Cornet); CH III: fig 4a (E.R.), fig 13 (M. Cornet)

PREMIERE PARTIE

Evacuation des eaux la surface d'un tablierd'ouvrage d'art

- 9 -

II - LES ELEMENTS CONSTITUTIFS D'UN ASSAINISSEMENT DE PONT

2.1 - Schma gnral

Les eaux de pluie qui arrivent sur la surface d'un tablierd'ouvrage sont vacues par un ensemble de dispositions ou dispositifs quicomprend :

- une collecte transversale de la chausse (fig 5, 1);

- une collecte longitudinale assure par un caniveau/fild'eau, en gnral en pied de la bordure de trottoir, mais parfois reportdans une corniche/caniveau (figure 5, 2);

- des ouvrages ponctuels (ou avaloirs) soit situs aux extr-mits de l'ouvrage, soit traversant la structure pour laisser tomber leseaux en chute libre (l'avaloir est alors appel aussi gargouille, solutionde plus en plus rare) ou pour les conduire vers le rseau gnral d'vacua-tion de la section de route dont dpend l'ouvrage (fig 5, 3).

Figure 5 ,montrant, de faon schmati-que, les trois parties consti-tutives d'un assainissement depont route.

2.2 - Relation avec les parties hors ouvrages

Ce n'est pas le propos de ce document d'aborder le traitementde l'assainissement hors ouvrage (voir "Recommandations"). Il est cependantutile de rappeler ici:

a) Qu'il convient d'viter que l'eau de la plateforme routiredes accs n'arrive sur l'ouvrage. Il est souhaitable de la recueillir et de1'vacuer avant le joint de chausse.

b) que l'eau infiltre dans le remblai doit tre draine pardes dispositions adquates au droit des cules ou des murs de front (voirdocuments spcialiss tel que MUR 73, 3.2.1).

2.3 - La collecte transversale

Cette collecte est assure par des dispositions correctes dela pente transversale de la plateforme.

- 10 -

2.3.1 - Pentes transversales de la chausse

Les pentes transversales sont prvues par les InstructionsTechniques, ainsi que les textes relatifs aux voiries; les rfrences sont:

- Pour les autoroutes : ICTAAL*, ch.III, III 5, p.28 et 29,

- pour les routes nationales : ICTARN*, ch.III, III 3.

- pour les voiries dpartementales et communales : s'inspirerdes principes donnes pour les routes nationales.

Une copie des paragraphes cits est donne en annexe.

Dans le cas de chausse prsentant un bombement transversal,il est conseill que celui-ci soit de l'ordre de 1/100 (rapport entre laflche dans l'axe et la largeur) raccord des pentes de 2%. Exceptionnel-lement, et pour amliorer l'vacuation, ce bombement pourra tre de 1/80 ou1/70.**

Ces dispositions doivent tre respectes au stade de l'excu-tion.

2.3.2 - Cas particuliers des zones changement de dvers

Ces parties de la plateforme doivent tre conues pour facili-ter l'vacuation des eaux. Ainsi il faut:

a) Eviter, autant que faire se peut, de placer ces changements dedvers au droit d'un ouvrage.

b) Quand cela ne sera pas possible, essayer de prvoir un profilen long favorable un coulement longitudinal des eaux.

c) S'efforcer de prvoir une variation de dvers suffisamment ra-pide pour permettre un bon coulement des eaux et limiter lazone sensible, voir ICTAAL III.5.2 et ICTARN III.3.2.***

d) Enfin positionner un (ou plusieurs) avaloir(s) proximit deces zones. Voir figures 6 et 7.

2.3.3 - Pentes transversales des autres lments du profil en travers

En principe, les bandes drases ont, sur ouvrage, la mmepente transversale que la chausse (ICTAAL III.5.1 et ICTARN III.6.1).

La pente des trottoirs est fonction de la nature du matriaude revtement. Selon le F.32 du CPC, art.1.2, il est conseill de prvoir

les pentes transversales suivantes pour les trottoirs:

. non revtus: 4\,

. dalls constitus de pavs: 3%,

. dalls autres que ceux constitus de pavs et pour lesrevtements hydrocarbons: 2\,

. en asphalte: 1,5V

* JCTAAL d-Octobre 1935; ICTARN du 23 Octobre 1970** 7eme congrs de l"AIPC, publication prliminaire '1964### Voir copie en annexe

- 13 -

de un quelques centimtres. A noter qu'il est possible de faire variercette profondeur entre deux vacuations ce qui permet d'augmenter la pentelongitudinale donc la capacit d'vacuation. Fig 9.

Bordure de trottoirFil d'eau en asphalte coul gravillonn

Figure 9Coupe transversaletype d'un caniveaufil d'eau.

Pour viter les inconvnients du bton bitumineux, il est con-seill de recourir un autre matriau : l'asphalte coul gravillonn. Cematriau prsente les avantages suivants:

a) II est plus impermable que les matriaux classiques des cou-ches de roulement, ce qui est intressant dans les fils d'eau.

a) Ce matriau est plus lisse. A caractristiques gomtriquesgales, le dbit du caniveau sera plus lev.

c) On peut le mettre en place la main. Il sera donc plus facilede respecter une cote qu'il est ais de matrialiser sur labordure. Si la pente est faible, on aura ainsi moins de risquede crer des contre-pentes.

Si les paisseurs d'asphalte gravillonn mettre en oeuvresont importantes: disons suprieures 8 10 cm, on peut avoir avantage,selon l'organisation du chantier, :

- soit prolonger la premire couche de la chausse, quandcelle-ci comporte au moins deux couches, jusqu' la bordure de trottoir,puis, aprs avoir excut le caniveau en asphalte, mettre en oeuvre le res-te de l'paisseur de la chausse (en se calant sur le niveau fini de l'as-phalte). Figure 10, gauche.

- soit raliser au dessus de 1'tanchit une assise en btonde ciment ou, mieux, en enrob fin, mis en place la main, et terminerpar une couche d'asphalte gravillonn (p: 3 cm environ). Fig 10 dr. et 11.

Assise constitue parla (ou les)premire (s) couche (s) de la chausseen bton bitumineux. Assise en bton

de ciment ou, mieux,en microenrob.

Figure 10Excution d'un ca-niveau comportantune paisseur r-duite d 'asphalte.

Cette disposition est valable aussi pour viter le choc thermique del'asphalte gravillonn pos 250 c sur une tanchit ne supportant pasces tempratures ffilm mince adhrant au support, par ex.).

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En France, deux types de drains sont couramment utiliss: untube rectangulaire perfor en alliage d'aluminium et un ressort en acierinoxydable (figure 12c). Le premier, mis au point dans les annes 1970,prsente de nombreux inconvnients: capacit de drainage faible, difficult suivre une ligne sinueuse ou brise du fait de sa rigidit, jonction d-licate entre les tubes, allongement lors de la mise en oeuvre d'un enrobchaud (un tube de 1 m s'allonge de 3 4 mm), etc. qui doivent lui faireprfrer le drain ressort.

Les figures 12 et 13 dcrivent les dispositions types en pointbas du profil en travers avec les raccordements aux vacuations des eaux.

En complment ces dessins il est rappel que le point d'va-cuation d'eau-.

a) doit comporter des orifices permettant le drainage de l'inter-face tanchit/revtement et servant d'exutoire au drain;

b) ne doit pas tre entour par de l'asphalte gravillonn (ou unbton bitumineux coul plein ) qui est un matriau imperma-ble, sinon l'efficacit des orifices est nulle. Pour faciliterce drainage, au droit de l'entre d'eau, le matriau consti-tuant normalement le fil d'eau (asphalte coul gravillonn)est remplac par du bton bitumineux pos et compact lamain, donc moins ferm que celui des couches de roulement.

L'excution des couches de roulement intervient frquemmentlongtemps aprs celle de l'ouvrage et de sa chape, parfois dans la conti-nuit de la section courante.

Or les drains ne peuvent tre mis que juste avant le revte-ment. Il convient donc de les prvoir non dans le march de l'ouvrage maisdans celui du revtement et d'y penser!

2.5.2 - Cas particulier des enrobs drainants

L'emploi des enrobs drainants tend se dvelopper la suitedu comportement favorable des expriences menes ces dernires annes. Com-me il est dconseill d'arrter brutalement les enrobs drainants dans unepente longitudinale sous peine de voir apparatre des rsurgences, et pourviter des discontinuits pour l'usager, il a paru souhaitable de poursui-vre ces enrobs sur ouvrage.

La sensibilit (suppose ou relle ?) des enrobs drainantsaux problmes hivernaux a t un frein leur emploi sur ouvrage o celui-ci, par sa faible inertie thermique, risquait d'amplifier les consquencesde certains phnomnes (verglas, faible efficacit des saumures,...).

Si on s'accommode de ces problmes hivernaux, en particulierpar la mise en place d'un service hivernal adapt, restait l'autre diffi-cult lie la nature de cet enrob qui est une vritable roche rservoird'eau. En section courante, cette eau s'vacue sur les cts, dans les ac-cotements .

Sur ouvrage d'art, l'enrob est limit par des bordures detrottoir ou des joints de chausses qui vont faire barrage ce drainage.Il est donc ncessaire de prvoir des dispositions spcifiques dans le butde permettre cette eau d'tre draine efficacement.

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Les trop rares applications n'ont pas permis de fixer la doc-trine en la matire, aussi les figures 14 et 15 ne donnent-elles que lesprincipes de base des dispositions mettre en place. Seule l'expriencenous dira si celles-ci sont valables et suffisantes et il est conseill des'informer auprs des services spcialiss quand on projette de mettre unenrob drainant sur un pont.

Enrobdrainant

FM d'eau enasphalte gravi lionne

'

Bordurede trottoir

Etanchit

Enrob normal

Figure 14 : Drainage au droit du fil d'eau

Enrob normal

1.00m

Un (oudeux) drain(s) plac(s) surl'enrob normal, avant ta pose del'enrob drainant.Les drains coulent dans la saignede la figure 14.

Drain mis en placedans le cadre de latechnique du joint Position des drains par

rapport au Joint.

Figure 15 : Drainage en amont du joint

En conclusion, l'emploi d'enrob drainant sur un pont est pos-sible sous rserve d'avoir prvu, ds le stade du projet, des dispositionsefficaces vitant toute rsurgence de l'eau au niveau du roulement, sinonle bnfice de la technique serait perdu.

2.6 - Evacuation

2.6.1 - Principe

caits de 1'ouvrage, sur rei

Dans ce mode d'vacuation l'eau est achemine jusqu'aux extr-mits de l'ouvrage, vers le remblai d'accs et est vacue par le rseaud'assainissement de la plateforme de l'itinraire considr.

Si la plateforme est en dblai ce sera le plus souvent une cu-nette. Dans le cas d'un remblai l'eau est collecte par un rseau de crtede talus raccord soit des descentes sur remblai (fig 16d), soit desavaloirs.

2.6.2 - Passage du joint de chausseDans cette solution l'eau doit franchir le joint de chausse ;

ce qui impose que celui-ci soit:

- 19 -

- inexistant (cas des structures types PICF ou PIPO, voir ledocument "joints de chausse", Ch.I);

- ou du type sous revtement (et il est souhaitable qu'il soittanche);

- ou parfaitement tanche pour les joints des autres familles(avec un relev de trottoir tanche lui aussi) *.

Ainsi, par exemple, les structures type PIPO-PICF ont une lon-gueur telle que ces ouvrages peuvent s'insrer dans 1'interdistance entredeux vacuations sur remblais qui est de l'ordre de 40 m. De mme sur lespassages suprieurs d'autoroutes ou de voies rapides et sur les ouvragessimilaires, surtout faible trafic, on pourra envisager une vacuation auxextrmits, avec une descente sur remblai aux quatre angles de l'ouvrage.

2.6.3 - Dispositions techniques

Le document: "Recommandations" de 1982 donne quelques exemplesdans les 1.1.1, 1.1.2, 3.2.4 et 3.2.5.

Il est important de bien traiter la jonction entre le trottoirsur ouvrage et la berme sur remblai. Si cette jonction n'est pas tanche ousi l'eau est mal recueillie on risque d'aboutir aux dsordres de la figure16a; cela peut tre le cas si l'on n'a pas d'amnagement particulier ou enprsence d'un retour de la bordure de trottoir (fig 16b) immdiatement l'extrmit de l'ouvrage.

De telles dispositions sont nfastes plusieurs points devue: rosion des remblais, risque de renard sous le chevtre, affouille-ment, rosion de la berme et risque de heurt de l'about de l'ouvrage par unvhicule, etc.

La bordure de trottoir et le fil d'eau doivent se poursuivresur le remblai d'accs jusqu' leur raccordement une vacuation, soit parune descente sur remblai (fig 16d o on notera que les petits ponts sontaussi et surtout concerns), soit par un avaloir et une conduite sous trot-toir (vers une descente sur remblai ou un gout) si la circulation des pi-tons est notable ou en fonction du contexte.

A noter que certains projeteurs conoivent les lments desdescentes sur remblai pour que ceux-ci constituent un escalier facilitantl'accs.

2.7 - Dispositions spcifiques au trottoir

De par sa position en point bas du profil en travers le corpsdu trottoir risque d'tre un point d'accumulation de l'eau.

Cette eau percole travers le revtement du trottoir (dallet-te, enrob, fissures ...), au droit des chambres de tirage, ou, partir dufil d'eau, par. les bordures de trottoir.

Du fait de la pente transversale, le fil d'eau et l'entred'eau vont tre plus hauts que le point bas du corps du trottoir (en gn-

# Voir Les Avis Techniques de chaque modLe.

- 21 -

2.8 - Assainissement l'intrieur des poutres caissons

II est souhaitable de disposer dans les caissons, aux pointsbas, une tubulure d'asschement et d'aration dont le rle va tre:

- au stade du chantier, de permettre aux eaux de ruissellementvenant par les trous d'homme de s'vacuer,

- en service, d'asscher en cas de rupture accidentelle de ca-nalisations d'eau.

Le matriau peut tre le PVC (avec un anneau de caoutchoucpour amliorer la liaison entre le PVC et le bton) ou le fibre ciment.

On vitera que ce drainage soit l'aplomb d'une ligne lec-trique ou d'un passage circul.

Tuyau enFibre-ciment Rastique

Anneau de Grille pour empcher lacaoutchouc pntration des oiseaux

___L_

/

r i ^ i

,3.

\1 "DN min 150*

D

/ Larmier Voire p|us si |e cajsson comportede nombreuses canalisations d'eau(assainissement, potable... )Figure 20 - Asschement des caissons

D'autre part, pour empcher la pntration de petits animaux,l'orifice sera ferm par une grille ou un grillage.

2.9 - Evacuation travers le tablier

Quand la surface assainir est importante la collecte longi-tudinale par le fil d'eau est insuffisante pour vacuer correctement l'eaurecueillie. C'est pourquoi on implante, intervalles rguliers dans le fild'eau, des ouvertures, ou avaloirs, pour transfrer les eaux de la surfacedu tablier vers un rseau plus grande capacit.

Cette vacuation peut tre constitue simplement par un tuyautraversant la structure et l'eau tombe en chute libre (principe de la gar-gouille). Dans d'autres cas les eaux arrivent dans un collecteur puis sontconduites l'gout, via, ventuellement, un bassin de dcantation ou dedeshuilage.

L'importance du sujet, la complexit des techniques, des dis-positifs et des matriaux, ainsi que le dimensionnement ou la coordinationavec les autres parties d'un pont nous ont conduit les dvelopper dans unchapitre particulier. C'est l'objet du chapitre 2 ci-aprs.

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CHAPITRE 2 LES AVALOIRS

1 - PRESENTATION GENERALE

Le 2.9 du chapitre 1 a prcis l'objectif des avaloirs: r-cuprer les eaux de la collecte longitudinale pour les conduire soit versun rseau plus grande capacit, soit, plus simplement, hors de l'ouvrage.

Ce qui suit se propose d'examiner les dispositions conseillessur les points suivants: la traverse du tablier et des lments constitu-tifs (principalement l'tanchit), l'vacuation en chute libre ou en liai-son avec un collecteur et le collecteur lui-mme.

2 - L'ENTREE D'EAU (ou avaloir proprement dit)

2.1 - Qualits exigibles pour un dispositif d'entre d'eau

Le dispositif doit:

a) permettre un bon recueil des eaux et avoir un bon dbit;

b) tre facile mettre en place dans le coffrage et le ferrail-lage (et d'une faon gnrale ne pas tre une gne pendant lesphases du chantier);

c) tre efficacement raccord l'tanchit gnrale de l'ouvra-ge (voir F 67 du CCTG et STER 81);

La jonction du dispositif assurant l'vacuation de l'eau travers la structure avec le caniveau fil d'eau ncessite la traverse del'tanchit de l'ouvrage. Le dispositif doit donc bien se raccorder cet-te tanchit pour viter des contournements de celle-ci. Ce risque estd'autant plus grand que sur ces zones, situes en points bas du tablier, ily a une probabilit d'accumulation d'eau.

d) permettre le drainage de l'interface tanchit/couche de rou-lement ;

II est en effet indispensable de drainer cette interface, sansquoi le bton bitumineux des couches de roulement baignera en permanencedans les eaux qui s'infiltreront travers lui et, en hiver, il pourraits'ensuivre des dsordres (voir le 2.5 du chapitre 1.

e) pouvoir s'adapter la variation d'paisseur des couches deroulement. La hauteur de l'entre d'eau est ajuster pour quele fil d'eau prsente bien un point bas l'entre ;

f) avoir la possibilit de recevoir, si ncessaire, une grille;

g) tenir compte de la prsence d'une circulation (piton, 2-rouesautomobiles).

- 26 -

- d'une vingtaine de centimtres si l'on prvoit de relierl'vacuation un rseau collecteur (voir le 3.3 ci-aprs sur la liaisonavec le rseau d'vacuation).

A la jonction du tuyau avec le fil d'eau deux cas de figuressont envisager:

a) si la mise en place d'une grille n'apparait pas justifie onpourra disposer une virole munie de lumires reposant sur la platine; ceslumires permettront le drainage de l'interface tanchit/couche de roule-ment (figures 3 et 4).

La hauteur de cette virole est ajuster chaque entre d'eaupour que le fil d'eau prsente bien un point bas son entre.

Les efforts mcaniques appliqus ce dispositif sont limits,il sert surtout de coffrage, et la circulation est trs rare si prs de lalimite de la chausse ; il pourra donc tre constitu, par exemple, d'unetle d'acier de 3 4 mm d'paisseur, dont la coupe sera facile. La protec-tion contre la corrosion de cette pice sera assure par le zinc dpos pargalvanisation chaud (cf Norme NF A 91.121) pour viter une corrosion ra-pide comme sur la fig 5.

D'autres matriaux prsentant de bonnes caractristiques mca-niques et une trs bonne tenue la corrosion peuvent tre employs.

b) Dans le cas o une grille ou une crpine est prvue, celle-ciest pose dans un cadre cal sur un bton drainant (il s'agit d'un gros b-ton dont la courbe granulomtrique ne comporte pas de sable) pour drainerl'interface tanchit/enrob *. Voir fig 6 **.

Bordure de trottoir

Coche et appui de la grille

Bton bitumineuxGrille (UASM GP 3B) ou similaire

Figure 6 : Coupedans 1'axe d'unavaloir couvertpar une grille.

Cotes en mm

* Sur L'intrt ou non d'une grille, voir Le 2.7 ci-aprs.*# On trouvera, titre d'exemple, Les dessins et Les photos de quelquessolutions possibles dans les pages suivantes. Pour La comprhension desdessins, nous avons reprsent des produits commercialiss. Ceci ne doitpas tre compris comme un choix a priori mais comme une indication des so-lutions possibles et un matriel techniquement et conomiquement quivalentpeut, videmment, tre envisag.

-27-

2.3 - Le dispositif en fonte d'acier moul

Si les dispositifs prcdant rpondent plus ou moins bien auxcritres dfinis au 2.1 ci-dessus, ils sont, cependant, de fabricationartisanale et leur tenue est alors fonction du soin apport cette fabri-cation ainsi qu'au montage. Si l'on ajoute des dbits d'vacuation parfoisinsuffisants on comprend le souhait des Maitres d'Oeuvre et des entreprisesde disposer d'un modle d'avaloir rpondant aux qualits dj cites maisde fabrication industrielle tout en restant relativement simple et d'uncot acceptable.

C'est pour rpondre cette demande que le SETRA, en collabo-ration avec une association de fondeurs, a mis au point un dispositif enfonte d'acier moul.

Il est compos des lments suivants :

- un ensemble comportant une collerette, pour assurer le rac-cordement 1'tanchit de l'ouvrage (feuille prfabrique ou bicouche as-phalte) et un tuyau mis en place dans une rservation du bton ralisecomme indique au 2.2, 1er alina.

- Sur cet ensemble repose une srie d'anneaux lumires (pourle drainage). Cet empilement permet un calage prcis de l'entre d'eau ;

- Une pice porte grille;

- une grille et un verrou de grille.

Il est commercialis, (le SETRA restant propritaire du moule)sous le numro S 493-3, par la Socit CIPEC - 29 Avenue G. Mesureur -78170 LA CELLE ST CLOUD - Tel.39.18.06.54.

Il est en fonte mallable MN 35.10, conforme la norme NF A32.702.

Le cot est de 1000 F l'unit TTC, dpart usine CIPEC, ladate de la rdaction du document.

Les figures 7 et 8 donnent la description du dispositif et sestapes de mise en oeuvre.

2.4 - Autres dispositifs

2.4.1 - L'avaloir est dans le fil d'eau

On peut trouver dans la panoplie de Socits spcialises desavaloirs implanter dans le fil d'eau (voir liste non exhaustive en anne-xe) . Indpendamment du cot, le choix doit tre fait en examinant si le ma-triel propos rpond aux critres dfinis au 2.1. D'autres critres peu-vent tre retenus comme:

- la facilit d'entretien;- la fixation de la grille;- le diamtre du tuyau;- la protection contre la corrosion et la prennit, etc.

- 28

Figure 7 - Dispositif d'vacuation en fonte d'acier moul

-couche de roulement-bton drainant

COUPE ABC

gr i l le

MODES DE MISE EN OEUVRE

verrou.

EtancheitColleretten. rhausses pourpermettre le calagede la grille au niveaudu revtement

Trou de drainagedu revtement

Tuyau

DEMI VUE EN PLAN260

Verrou

REHAUSSE COUPE

Cotes en mmpas d'chelle

La pice est dansune rservation.

La pice sert decoffrage.

1) ECOULEMENT LIBRE AVEC H $ 250l 1

Polystyrne expans dtruitpour former goutte d'eau.

2) ECOULEMENT LIBRE AVEC H ~2 250

I 1! ^azn^j

Aprs enlvementdu polystyrne ,calage sur mortier

Tube PVC 0 200

^

*

^

.-

-

Tube 0 int:125

*>,,,, 6)

,

H

Ljoint Super M(rf: MU 12 AOKKcoup la cote

ou similaire(rf : MU 12 J OA )*

3) ECOULEMENT GUIDE

Tube PVC

-30 -

Figure 11 - Avaloirs sous trottoirs: quelques exemples de dispositions pos-sibles

1] Dispositions permettant un dsaxement de la traverse dans la structurede 50 50 cm.a] Entre d'eau utilisant le modle 4940.1 de Passavant

Tampon de visite pour permettrele nettoyage vertical du tuyau

Fil d'eau enasphalte gravillonn

Protection de'tanchitsous trottoir

b) Entre d'eau maonneNota: la forme assymtrique de l'entre d'eau permet de mieux capter lecourant du fil d'eau et augmente le dbit.

PLAN COUPE B-B

Bordure de trottoir

IL

ELEVATION COUPE A-ATampon de visiteet d'entretien

Mortier de calagede la bordure

Hourdis

e poutrecture

- 35-

Dans le cas d'une circulation de 2-roues (vlos surtout) im-portante il est conseill de disposer soit deux vacuations l'une derrirel'autre dans le sens du courant avec des barreaux positionns transversale-ment, soit d'utiliser des barreaux sinusodaux.

Quand l'espacement entre barreaux il est souhaitable d'avoirun intervalle suprieur 2 cm pour permettre un autonettoyage efficace,sans jamais dpasser 4 5 cm.

b) le dispositif ne doit pas comporter d'angles morts pour avoirun drainage correct,

c) le dmontage et le remontage doit pouvoir se faire sans diffi-cults particulires, de prfrence sans outils spciaux, mais il est sou-haitable que des dispositions particulires rendent le vol difficile.

On trouvera dans la documentation technique des socits sp-cialises des exemples de grilles pouvant donner satisfaction et dont cer-taines ont t reprsentes sur les dessins. Voir liste des socits en an-nexe.

3 - LIAISON DE L'AVALOIR AVEC LE RESEAU D'EVACUATION

3.1 - Reiet direct dans la nature ou reiet dans un rseau?

3.1.1 - La rglementation

Ce sont des considrations de protection de 1'environnementqui vont conduire la dcision de traiter les eaux de ruissellement pol-lues par la circulation routire. Cette dcision se prend au niveau del'avant projet routier.

L'incidence de la pollution sur le site est examine lors del'tude d'impact (Loi du 10 Juillet 1976 , Circulaire du 2.1.86 relativeaux modalits d'Instruction des dossiers techniques, Oprations d'investis-sements routiers, voir p 30, 3.3.2 de cette circulaire et Circulaire du27.10.87 pour les autoroutes) en fonction de la rglementation sur la pol-lution des eaux. Les principaux textes pouvant concerner les rejets d'eauxde ruissellement d'un pont sont actuellement les suivants:

- Loi 64-1245 du 16.12.64 relative au rgime et la rparti-tion des eaux et la lutte contre la pollution, art 1 et 3 surtout;

- Dcret n 73.218 du 23.2.73 portant application des articles2 et 6 de la loi ci-dessus;

- Circulaire du 18.2.85 sur les pollutions accidentelles deseaux intrieures, et l'Instruction jointe ce texte.

L'importance et les consquences dpendent de la nature de lapollution et de la sensibilit du milieu rcepteur.

Suivant sa nature, il y a 4 classes de pollution routire; lapollution:

- 36-

- temporaire due aux chantiers;- chronique due la circulation;- saisonnire due aux produits de dverglaage;- accidentelle due au dversement de produits chimiques.

La sensibilit du milieu rcepteur dpend, quant elle, de:

- captage d'eau, potable, industrielle, agricole,...- lac, tang ou rivire piscicole,- zones de baignade;- valle cours d'eau d'tiage faible;- zones humides d'eaux stagnantes

D'une faon gnrale, les rejets routiers ne font pas l'objetd'autorisation de rejet prvue par l'article 5 de la Loi 64.1245. Cepen-dant, dans l'esprit des textes, toutes les dispositions doivent tre prisespour que les rejets d'origine routire n'entranent pas la pollution.

3.1.2 - Dispositifs de stockage et de traitement des eaux

Ces dispositifs ou systme ne sont pas spcifiques aux ouvra-ges d'art et ils sont, en gnral, utiliss en liaison avec la portion derseau routier situe sur le mme bassin versant que l'ouvrage.

On distingue:

- la zone urbaine o les eaux sont spares suivant la concen-tration en matire polluante et rejetes dans les rseaux d'eaux pluvialeset d'eaux uses;

- la rase campagne o on limine les huiles et les rejets d-cantables. Ensuite on essaye de diluer au maximum les rejets dans les bas-sins de stockage.

La pollution chronique est traite par deshuilage et dcanta-tion ou sparation des premiers flots.

La pollution saisonnire est encore rarement traite. Ellepeut l'tre par dilution dans les bassins de stockage, mais il faut de trsgrande capacit pour ramener le taux de sels 200 mg/1 (en pratique on secontente de 10 g/1).

La pollution accidentelle est traite par stockage et vacua-tion ultrieure des effluents (bac graisse).

-37 -

Entre

Bassin derteniion

Garde corps Cuve deconcentration

Systmede vannes

Prise deau versle bac graisseBac de dcantationdes boues

Rampe^ d'accs uau bac boue \\

-Sortie

Figure 14.1 - Dispositif de traitement des affluentsModle Passavant "Regulator"

(reproduit avec l'aimable autorisation de Passavant)

3.2 - Evacuation en chute libre

3.2.1 - Gnralits

Cette disposition qui consiste arrter le dispositif d'va-cuation immdiatement, ou presque, aprs avoir travers la structure est engnral efficace et surtout conomique.

Les eaux de ruissellement sont alors vacues:

- soit dans le milieu naturel et ceci n'est possible que sicela ne risque pas d'entraner une pollution du milieu (voir 3.1 ci-des-sus) ou une gne aux usagers des zones en contrebas (habitations par exem-ple);

- soit vers le rseau d'assainissement situ au niveau de lazone franchie;

3.2.2. - Dispositions techniques

Quel que soit le cas de figure il est conseill de respecterles rgles suivantes.

a) au dbouch sous la structure

Pour viter des souillures ou des dsordres tels que ceux dela figure 2 (gauche) le tuyau doit dboucher en mnageant une goutte d'eau,figure 15 (voir aussi fig 2, droite).

b) distance aux parements verticaux proches

le dbouch du tuyau ne doit pas se faire proximit d'un pa-rement vertical (de poutre ou d'me de caisson par ex) car l'eau, poussepar le vent, pourrait provoquer des corrosions. Pour l'viter on prolongele tuyau comme indiqu sur les figures 16 et 17.

-42 -

En outre, si le dispositif prsente l'avantage de la discr-tion, on notera sa grande sensibilit aux mouvements du sol (ce qui estsouvent le cas des remblais sous trave de rive).

3.4 - Evacuation le long d'une pile (voir fig 19, point 1)

Une fois rgles les questions d'esthtique, ce qui est loind'tre facile si l'on en juge par la photo de la figure 22, il convient detenir compte des mouvements relatifs du tablier par rapport l'appui. Lajonction doit comporter un jeu en consquence. Voir le 4.1.5.

1 bout droit l= 0,50m0 250 Mtallique

Colliers de fixation

1 bout droit Ci 250 " ETERNIT" I = 3,00 m

1 bout droit 0 250 " ETERNIT" I= 1,25m

Figure 23Un exemple de descente le longd ' une pile.

Prvoir une ouverturepour le nettoyage

1 coude 8730

3.5 - Evacuation dans un collecteur

Ce mode d'vacuation qui concerne surtout les ouvrages impor-tants o le volume d'eau vacuer est notable fait l'objet du chapitre ci-aprs .

4 - EVACUATION DANS UN COLLECTEUR

4.1 - Dispositions constructives gnrales du projetL'objectif est de ramener toutes les eaux venant des avaloirs

dans un ouvrage unique d'assainissement qui les conduira l'extrieur del'ouvrage vers un bassin de dcantation si ncessaire et vers le rseaud'assainissement de l'itinraire.

4.1.1 - Liaison avec le collecteur

Elle doit tre assure par une entre 45. La drivationest en gnral perpendiculaire au collecteur. Figures 24, 25 et 26.

4.1.2 - Pentes longitudinales et courbes

La pente minimale du collecteur doit tre suprieure 1% et,si possible, de l'ordre de 3V

-45-

Pour faciliter le passage ventuel d'outils de curage il estconseill de raliser des coudes 90 l'aide de deux coudes 45. Figu-re 27.

4.1.3 - Implantation du collecteur dans un ouvrage

Cette implantation est fonction du type de structure et denombreuses solutions sont envisageables; cependant, avant d'arrter lechoix d'une situation, il est souhaitable de s'assurer que les conditionssuivantes soient bien remplies:

- accessibilit en toutes circonstances de toutes les partiesde la canalisations, mais surtout aux entres de curage pour faciliterl'entretien ;

- le dispositif et son mode de fixation ne risquent pas deporter prjudice la structure;

- les lments peuvent tre facilement changs.

Pour l'implantation d'un collecteur on peut distinguer deuxcas de figure.

a) Pont dalle ou structure trs mince

Le collecteur ne peut tre que suspendu en intrados, ventuel-lement cach par un bardage de corniche, ou celui-ci est constitu par unecorniche caniveau (voir chapitre 3).

Dans le premier cas il faudra bien examiner toutes les dispo-sitions prvoir pour assurer l'entretien du dispositif. Or ceci est sou-vent dlicat compte tenu des difficults d'accs.

b) Pont poutre, poutre caisson ou similaire

Outre les solutions ci-dessus on peut envisager de ramener leseaux des avaloirs dans le caisson ou dans une partie cache de la structu-re.

Si le collecteur est dans le plan vertical ou presque des ava-loirs ceci ne pose pas de problmes particuliers (voir figure 25 par ex.).Par contre si les avaloirs sont dans un plan vertical loign de la zoned'implantation souhaite du collecteur, et c'est le cas des ponts largesencorbellements, cela oblige un renvoi dlicat de conception, peu esth-tique et d'entretien difficile. Voir figures 22 et 28.

Par ailleurs cela oblige, parfois, traverser les mes ce quin'est pas toujours souhaitable mcaniquement dans le cas de structures enbton et est interdit pour les structures mtalliques.

Enfin l'implantation qui consiste noyer le collecteur dans lebton est fortement dconseille car elle ne permet pas l'change ventueld'un lment de conduite dtriore. D'autre part le matriau est soumis de nombreuses contraintes aussi bien lors de la mise en oeuvre : pousse dubton, chocs de vibrateurs, pousse d'Archimde, obstruction accidentellepar du bton etc. qu'en service : retrait/fluage du bton, dilatation dif-frentielle entre le bton et le collecteur, etc.

Or la rparation ou mme l'entretien de ces conduites peuts'avrer quasiment impossible.

-47 -

4.1.4 - Fixation dans la structure

Les tuyaux et les collecteurs seront fixs par des colliersconformes aux normes NF P 37.414, 415 et 416.

La fixation dans la structure se fera de prfrence l'aidede rail d'ancrage ou de douille d'ancrage mis en oeuvre la coule du b-ton. L'intrt de ce mode de fixation est de permettre un dmontage donc unchangement ais des lments. Voir figure 29.

Dans le cas d'emploi de rail d'ancrage on s'efforcera d'orien-ter le rail de telle sorte que sa prsence n'affaiblisse pas systmatique-ment la structure. Le sens perpendiculaire l'axe de l'ouvrage est ainsisouhaitable l'intrados d'un encorbellement.

La fixation par chevilles expansion (chevilles autoforeusesou non) est fortement dconseille car il y a risque de corrosion, de glis-sement dans le trou ou de blessures de cables de prcontrainte. Sur les in-convnients de ce mode d'ancrage voir le dossier pilote GC.77, notice 2.1 8.3.3.

Les distances entre les fixations sont de l'ordre de 1 m pourles canalisations d'allure horizontale et infrieures 2 m pour les ins-tallations verticales. L'attache doit envelopper tout le tuyau afin de bienrpartir la charge du tuyau plein.

Par ailleurs, pour faciliter la visite de l'ouvrage et l'en-tretien de la canalisation, il est conseil de mnager une distance laparoi quivalente un diamtre.

RoJl 50/30 golvo _

Boulon tte crochet M 16 galvalongueur: selon possibilit 30-50-100-200.Raccord par manchon et tigefilete pour plus grande longueur

B-0 8 H A

Souhaitable1 diamtre

Tuyau fonte MU 30 AOKPont Moussonpoids 30 Kg/ml.

Boulon M 12x30

Douille VEMO ADRISS W36G M16

Manchon de rglage M16 x 50

B

Figure 29Schma type d'une fixation d'un tuyau dans une structure.A gauche, vue suivant BB. avec une fixation par rail d'ancrage,A droite, vue suivant AA. avec une fixation par douille.

Joint de chausse

Collier defixation

la structure

Manchon type HONEL 3B1.Gamme de diamtre: 0 100 800gamme de souffle: 50 400 mm

Disposition conseille pouraugmenter localement le dbitet 1 'autocurage.

10maxi

Autre disposition possible

Figure 31 - Manchon de dilatation

Ceci sera surtout le cas quand le dbit sera insuffisant pourassurer un autocurage: pente faible, trac tortueux, diamtre trop pe-tit... L'une des oprations d'entretien va donc consister supprimer lecolmatage et, pour cela, il faut pouvoir accder l'intrieur des tuyauxpour introduire des "furets" (et non des barres mines, outil tropsouvent utilis par le personnel, et dont les consquences sur les disposi-tifs sont parfois catastrophiques, voir figure 34).

DN de 100 300

Figure 32T avec trappe devisite hermtiquepouvant se placersur un tuyau (mod-les MU10ROA MU30-ROA de Pont--Mous-son ]

Ces accs (figure 32) sont donc primordiaux pour le serviced'entretien et ils doivent tre situs intervalles rguliers et dans leszones risques.

4.2 - Les matriaux constitutifs des tuyaux de descente (et des collec-teurs)

4.2.1 - Gnralits

Dans le domaine du btiment il est fait appel de nombreuxmatriaux pour constituer ces tuyaux d'vacuation. Le contexte particulierdu btiment (esthtique, monument historique, etc.) explique cette diversi-t.

- 50-

C'est ainsi que l'on trouve: le cuivre, l'alliage d'aluminium,la tle d'acier galvanis, l'acier inoxydable, le plomb, le zinc, le fibreciment, la fonte et les plastiques (PVC, PHED, Polyester arm de fibres deverre, . . . ) .

Pour une utilisation sur pont nous dconseillons:

- le cuivre pour son prix qui, en outre, peut inciter du vanda-lisme et pour le risque de corrosion galvanique,

- l'alliage d'aluminium pour les risques de corrosion galvaniqueen prsence d'eau sale, avec l'acier ou les parties de la structure enacier,

- la tle d'acier galvanis: la vitesse de corrosion de la couchede protection risque d'tre importante en raison de l'eau sale charge ensable.

- l'acier inoxydable dont le cot est certes lev mais qui pr-sente cependant une excellente tenue la corrosion,

- le plomb, lourd et cher, dont l'utilisation est surtout rser-ve aux monuments.

Il reste donc le zinc, le fibre ciment, la fonte et les plas-tiques; chacun de ces produits a ses avantages et ses inconvnients quenous avons prsents dans un tableau comparatif et rsum.

4.2.2 - Commentaires complmentaires ce tableau

4.2.2.1 - Le zinc

C'est un matriau intressant pour les petits diamtres dansles zones non accessibles au public, peu accessibles aux outils de curageet si le changement est facile.

Les normes dcrivent bien le produit et son mode de mise enoeuvre aussi il convient de les respecter.

4.2.2.2 - Le fibre ciment

Ce matriau est intressant par ses possibilits et par lagamme des produits proposs.

Si la pose est facile elle ncessite de tenir compte d'unecertaine fragilit du matriau; en outre il est ncessaire de mnager unjoint de 5 mm entre deux tuyaux conscutifs pour reprendre tous les mouve-ments de la structure (tassement, flche,...).

La conception des embotements doit en tenir compte (voir fi-gure 33) .

4.2.2.3 - La fonte

C'est le matriau le plus intressant par sa varit des pro-duits, ses possibilits esthtiques, sa tenue la corrosion, sa rsistanceaux chocs et sa facilit de mise en oeuvre.

Son principal handicap est son poids qui reste, malgr tout,acceptable.

TABLEAU COMPARATIF DES MATERIAUX POUR LE TRANSPORT DES E A V X P L U V I A L E S

LE PRODUIT

ZINCalli au

cuivre titanevoir

4.2.2. 1

FIBRE CIMENT

voir 4.2.2.2

FONTE D'ACIER

voir 4.2.2.3

PLASTIQUEIPVC)

voir 4.2.2.4

NORME

NF P 35. 403A 55.201

et A 55.211

NF P 1S.30Z[ventuel-lementP 16.304)tuyau souspression:P 41.302

NF A 48. 720pour lestuyaux etlesaccessoiresmarque NF

NF P 16.351et P 16.352

ainsi queT 54.002

54.005DTU 60.32et 0.33

GAMME DES PRODUITS ENDIAMETRE

Souds :cylindriques jusqu'e ieoAgrafs:cylindriques: 0 100carrs jusqu' 100(sur demande]

II existe deux typesde tuyaux:- embotemente 100 e 300

- bout lisse0 100 0 1200

0 50 0 400

0 50 0 250parfois jusqu' 500avec certains produits

COEFFI-CIENT DEDILATATION

2.2 . 10'5

1. 10~5

1,1 . 10~s

7 . 10~5

DENSITE ETPOIDS ENKG AU M/L

d= 7.18

0160: 3

100: 2,4

d = 2

g 200:12,5

= 7,1

0 200:17,4

d= 1,5(0, 8 pourles tubescellulai-resj

0 160: 2, 7

POSSIBILITEDE

coLOAATioirOui, existeen prpati-n gris/ar-doise.Zinc prla-qu de dif-frentescouleurs

Oui naisreste enprincipe rserve auxproduitsplans.Techniquedlicategui ne peuttre faitequ'en usine

Oui.Revtementcolorsystmati-que ,large gammedisponible

Non unecouleur :

le gris

MISE EN OEUVRE

Facile car le mat-riau est lger etse prte bien toutes les formescontournes parfoisncessaire .Les parois lissesdiminuent les ris-ques d'engorgement

Ncessite uncertain nombre deprcautions[voir DTU 60. 11

Sans problmesparticuliers.La mise en oeuvreest trs biencodifie [voir lesmanuels desSocits et DTU60. 1 et 60.2;

Trs facile avec denombreuses solu-tions techniquespermises par le ma-triau; en particu-lier pour le colla-ge ou la jonctionde raccord.Les parois lissesdiminuent les ris-ques d'engorgement

TENUE A LA CORROSION

Satisfaisante.Possibilit d'attaque pardes acides du bitume enprsence d'humidit etsous l'action des UVLe risque n'existe paspour le zinc prlaqu

Bonne vis--vis desproduits vhiculs parles eaux pluviales etprovenant de la circula-tion routire.Rsiste aux agents chimi-ques courants de pfl com-pris entre 5,5 et 12,5Dans certains cas latenue l'abrasion n'apas donn satisfaction

ExcellenteA condition d'utiliserun revtement extrieuret un classement anti-acide

Bonne tenue aux produitschimiques tels que essen-ce, sels de deverglacage.etc. si les concentrationssont faibles.Les produits poss enextrieur doivent treaptes rsister aux UV[marque EP sur le tubej

BESISTAWCEAUX

CHOCS

moyenne

Moyenne faible.

C'est un matriaud'une fragilitrelative .

Bonne

Moyenne .surtout par bassestempratures.

Tenue au feu:classe M]

Ien

i

-52-

Figurs 33 - Embotement des tuyaux en fibrociment

Joint matEn vacuation

verticale uniquement

Joint elastomere

1/3 mortier maigre

1/3 mastic plastique\ltype Serbat ou similaire)

1/3 corde goudronnei ou d'amiante male

5mm

Voir DTU 60.1

Dans le cas de tuyaux embotement, l'emboture doit toujours tre tournevers le haut, il est conseill de laisser un jeu de 5mm entre chaque tu-yau. Chaque tuyau est fix par un collier plac 50mm au dessous de l'em-bofture ou de son extrmit. Il ne faut jamais bloquer un tuyau ses deuxextrmi ts.

4.2.2.4 - Le plastique (le PVC)

Ce matriau est trs intressant par sa varit des produits,sa lgret et sa facilit de montage.

Par contre son coefficient de dilatation, prs de 7 fois celuidu bton, ncessite de prendre des dispositions adquates qui, si ellessont omises, peuvent entrainer des dsordres graves (ce qui a t observ).Ainsi il faut prvoir:

a) pour les canalisations verticales:

- un manchon de dilatation pour 5 m de hauteur de chute,

- des colliers spciaux.

b) pour les collecteurs horizontaux:

- un calage du joint en fonction de la temprature la pose etdu retrait prvisible de la structure,

- des manchons de dilatation spciaux sur les tuyaux.

Ces exigences ajoutes a une certaine fragilit (figure 34) et une tenue aux produits chimiques variable (en particulier les hydrocarbu-res et les solvants) font que ce matriau doit tre rserv des rseauxde faible longueur. Dans les zones sensibles: captage des eaux par exemple,d'autres produits doivent tre prfrs.

Les autres plastiques, tels que le polyester arm de fibres deverre ou le polythylne haute densit restent, pour le moment, peu utili-

- 56-

2.1 - Le bton arm

Les premires corniches caniveau ont t ralises en btonarm prfabriqu.

Maintenant, elles sont soit coules en place, soit prfabri-ques, avec divers systmes de liaison entre les parties prfabriques etla partie coule en place.

Les figures 2 et 3 donnent un exemple de chacune des deux so-lutions, tant entendu que ces schmas ne sont donns qu' titre de simpleillustration et ne constituent donc pas des solutions types.

Les critres de choix et les dispositions constructives parti-culires sont les suivants :

a) la solution en coulage en place par tronons de 5 10 m n-cessite un coffrage suspendu qui donne des cadences de chan-tier modestes.

Compte tenu de la forme de ces corniches, assez complique coffrer, et la longueur importante des ouvrages o elles sontimplantes, c'est la solution de la prfabrication qui est laplus usite et la plus performante.

b) II est absolument indispensable de veiller la bonne mise enplace des armatures, surtout quand il s'agit d'lments prfa-briqus qui sont en gnral sous-traits une usine de prfa-brication. De plus, on prvoira systmatiquement deux nappesd'armatures transversales (par rapport l'axe longitudinal del'ouvrage) ; cette rgle, classique pour les parois minces,assure d'avoir sa place la nappe utile. On vitera ainsi lesruptures brutales, au cours des travaux ou des oprationsd'entretien, avec les consquences dramatiques pour le person-nel .

c) Ces lments de corniche sont prvus pour recevoir de l'eau desalage et sont situs dans un environnement particulirementagressif qui ncessite de respecter les prescriptions du BAELsur l'enrobage des armatures.

Mais ceci risquerait de conduire des lments particulire-ment lourds, aussi nous proposerions de systmatiser l'usaged'armatures galvanises dans ce contexte, avec un enrobage de2,5 cm.

d) II est conseill de conserver un moule pour le service ges-tionnaire quand il aura refaire un ou plusieurs lments decorniche suite un accident (heurt par un vhicule hors gaba-rit, chute d'objet lourd, enfoncement de dispositif de rete-nue, ...).

2.2 - L'acier

La corniche caniveau comprend alors les lments suivants (voirfigure 4) :

a) un dispositif d'ancrage dans la structure par douilles d'an-crage, rail d'ancrage, pices soudes dans le cas de structureen acier, etc.

-57-

Figure 2 - Exemple de ralisation de corniche caniveau en bton arm,coul en place

012 F c E 2 4 . e = 012 Ft E24, i=15

L 010 Fe E2;,e=1S

Figure J - Exemple de ralisation de corniche caniveau en bton arm,prfabrigu.

Principe de la disposition adopte par Scetauroute, agence Sud-est.

Perspective sommaire

cotes en cm

Cinmatique de pose - excution des plots 15 x 35 x 15 sur le tablier- accrochage des lments prfabriqus au moyen des

tiges filetes 016 et calage- excution de la longrine coule en place

-60

b) des berceaux comportant des rglages en altitude et en aligne-ment,

c) une tle en acier inoxydable formant le cheneau, appuye surles berceaux,

d) un bardage dcoratif constituant la corniche elle-mme.

L'intrt de cette solution est sa lgret qui reprsenteun gain important de poids dans le cas des grandes portes. La facilit demontage d'lments standards prpars en atelier constitue aussi un lmentattractif ; cette standardisation facilite, ultrieurement, la rparationen service.

Outre les dispositions constructives traites au 4 ci-aprs,les prcautions suivantes doivent tre prises :

- le cheneau est en acier inoxydable Z6 CN 18.09 ou 18.10.L'agressivit des eaux transportes (sels de dverglaage entre autre) etl'usure par abrasion rendrait trs vite inefficace une quelconque protec-tion (par galvanisation, par peinture, ...) d'un acier doux . Il n'est pasimpossible d'observer, exceptionnellement, une corrosion par piqre sur cesnuances, mais le cot (1,5 fois le 18.10) des aciers au molybdne, plusperformant en tenue la corrosion, est mettre en balance avec le risque(mineur, en particulier grce l'vacuation rapide des produits corrosifs)et les consquences du passage de quelques gouttes d'eau long terme.

- pour les mmes raisons d'environnement, la protection contrela corrosion de toute la charpente en acier sera assure par la galvanisa-tion au zinc au tremp (NF A 91.121) ;

- viter la formation d'un couple galvanique entre lments dela corniche de mtal de nature diffrente. Pour cela, on interpose unefeuille d'lastomre (ou similaire) entre le berceau et la tle du cheneauen la fixant sur l'un des lments (ou entre le berceau et le bardage quandcelui-ci est en alliage d'aluminium). Voir le dtail d'une fixation sur lafigure 5.

2.3 - L'alliage d'aluaini"

A la date de rdaction de ce document quelques ralisations decheneau en alliage d'aluminium ont t faites. Le recul -est encore insuffi-sant pour que l'on puisse en tirer des enseignements. On peut cependant no-ter l'importance des points suivants. Il faut:

a) viter la formation d'un couple galvanique comme pour lecas de l'acier; voir le dernier alina du 2.2 ci-dessuset les dispositions au niveau des fixations dcrites sur lafigure 5.

b) prendre des prcautions contre l'apparition de certainsphnomnes de corrosion en prsence d'eau ayant pass surdu plomb (entre d'eau, dversoir, tanchit, ...)

c) recourir l'emploi d'alliage d'aluminium ayant une bonnetenue la corrosion en milieu salin: le 5083 ou le 5086paraissent satisfaisant sur ce point.

Enfin, le cot en reste lev mais concurrentiel avec l'acierinoxydable.

61-

Figure 5 : exemple de corniche caniveau en alliage d'aluminiumDispositif propos par la socit SACQ TP

Noter le principe de la fixation sur la partie horizontale de la corniche,bien meilleur mcaniquement, et le capot de protection au dessus des

ancrages et du flanc vertical de la dalle

Capot de prafection des ancrages Dtail

Rondelles | Ecrou en acieren acier ] inox ( frein )galvanis

Alliage d'aluminium

-

Corniche en alliage d'aluminiumsur son support en acier galvanisCaniveau en alliage d'aluminiumSupports de la corniche caniveauSystme de fixation a l'ouvrageavec ses rglagesVis de rglage

2.4 - Le GRC - le Polyester ...

Pour le moment, les ralisations se limitent un ou deux cas(en GRC) et il convient de suivre leur comportement.

A priori, le GRC (Glass Reinforced Concrte ou mortier arm defibres de verre) serait prohiber dans une utilisation dans ce contexteen raison :

- de la nature fragile du matriau. Les fabricants eux-mmesdconseillent son emploi en lment pouvant tre soumis des actions ou des sollicitations comme du personnel circulant dans le cheneau. Dans detels cas, dans le btiment, les bureaux de contrle exigent un ferraillage.

- de la difficult de rparation des paufrures, en particu-lier lors des manutentions de montage,

- de sa prennit au niveau de la fibre, surtout en prsenced'humidit : de par les diffrences de pH, la fibre de verre serait atta-que par le ciment. Certes les fibres subissent un traitement devant retar-der cette attaque, mais quelle est son efficacit et sa dure relles?

- des difficults de mise en place des inserts permettant lafixation la structure et le rglage correct de la corniche.

- 65-

Comtchg caniveau

'////////////////////A

PVC-B'2W

5n5 pouf sortit

- 69 -

CHAPITRE 4 - LES FERRES

I - GENERALITES

Si les perrs sous traves de rive ne constituent pas un vri-table ouvrage d'vacuation des eaux pluviales, ils jouent cependant un rleimportant dans le systme d'vacuation puisqu'ils intgrent certains l-ments de ce systme, et, surtout, en assurant la protection des remblaisdans cette zone contre les effets de l'rosion par les eaux de ruisselle-ment.

C'est ce titre que cet quipement se trouve inclus dans cedocument *.

Seul le cas des perrs sous traves de rive est envisag ici.Les amnagements de quart de cne de remblai trop raide pour tre correcte-ment vgtalis ou les situations particulires, comme la tenue de remblaien zone inondable, ne sont pas traits ici; cependant certains conseilspourront tre utilement repris de ce chapitre

2 - JUSTIFICATION D'UN PERRE

2.1 - Pourquoi un perr ?

La construction d'ouvrages d'art (ponts ou viaducs) conduitautomatiquement un bouleversement et un remodelage souvent importantsdes sites dans lesquels ils sont implants. Il en rsulte des zones de d-blai et de remblai tendues, des surfaces dnudes qui doivent tre stabi-lises, en surface et en profondeur, et rtablies dans l'harmonie du paysa-ge.

La stabilisation en profondeur des talus tant suppose rali-se grce l'adoption d'une pente judicieuse, la stabilisation et la pro-tection des sols en surface sont normalement et conomiquement assures, ensection courante, par la vgtation qui, en outre, assure la continuit dupaysage.

Mais au droit des ponts cette stabilisation est perturbe parun certain nombre de facteurs. Tout d'abord nous distinguerons :

a) Le cas des ouvrages sans traves de rive.

La stabilit (ou la protection) des terres est assure par desmurs, pidroits, voiles verticaux, etc. et le raccord avec les terrains

* comme H L'tait dans Le prcdent dossier JADE 68

- 71 -

contigus est assur par des murs en aile ou en retour.

L'esthtique de l'ensemble est alors obtenue par le choix ju-dicieux des caractristiques gomtriques de l'ouvrage.

b) le cas des ouvrages comportant des traves de rive tabliesau-dessus des talus et reposant sur des piles cules noyes en tout ou enpartie dans le remblai.

Pour les terres situes sous ces traves la stabilit est re-mise en cause par deux facteurs :

- la pente que l'on souhaite la plus forte possible pour r-duire la longueur de l'ouvrage, tout en tant limit par des contraintesmcaniques et esthtiques pour le rapport entre les traves centrales etles traves de rive (la plage conseille va de 0,65 0,85).

- l'absence de lumire et d'eau sous l'ouvrage, qui limite lespossibilits de reprise de la vgtation sur ces talus.

C'est le cas du b) ci-dessus qui est justifiable d'un perr.2.2 - Les paramtres prendre en compte pour le choix ou non d'un perr

Avant d'arrter son choix sur un modle de perr, il faut toutd'abord dcider s'il est ncessaire ou non de raliser un tel quipementdont le cot varie de 5 10% du cot total de l'ouvrage (ce cot est vi-demment fonction de la longueur de l'ouvrage et la valeur de 5% correspond un PS autoroutier).

2.2.1 - Les donnes de base lies au contexte de l'ouvrage

2.2.1.1 - Le climat de la rgion, dont dpendront, toutes au-tres choses gales par ailleurs, les possibilits de reprise et de dvelop-pement de la vgtation sous les traves de rive aussi bien du reste qu'ensection courante.

2.2.1.2 - La hauteur de l'ouvrage (fig 4) qui influe favora-blement sur la reprise et le dveloppement de la vgtation sous une grandepartie de l'ouvrage. Ds que le tirant d'air dpasse 7 8 m, des exemplesmontrent que la vgtation peut reprendre et se dvelopper sauf peut tresur les quelques mtres carrs situs au ras de l'appui ct talus, ce quin'a le plus souvent gure d'importance.

2.2.1.3 - L'troitesse de l'ouvrage (fig 3) qui influe de mmefavorablement sur la reprise et le dveloppement de la vgtation. C'est lecas notamment des profils en travers routiers correspondant des largeursde chausse de 2,5 m, 4, voire 5 et 6 m.

2.2.1.4 - Le caractre plus ou moins giboyeux de la rgion;les animaux (rats, lapins ou autres) semblent apprcier ces zones l'abripour y creuser leur terrier risquant, ainsi, de dstabiliser le remblai.

2.2.1.5 - L'escalade ou la descente du talus par le personneld'excution des travaux de parachvement et ultrieurement par celui chargdes visites priodiques de l'ouvrage. Dans le cas o les zones restent ac-cessibles au public, on n'oubliera pas en outre que les enfants affection-nent ces plans inclins pour des jeux qui nuisent la bonne tenue des ta-lus .

- 73 -

2.2.1.6 - La zone traverse par la voie construite qui peuttre frappe de servitudes tendant amliorer l'esthtique et imposant uncaractre plus luxeux de l'environnement des chausses : fort, proximitd'un site ou monument class, changeur, zone urbaine, etc.

2.2.1.7 - Enfin du matriau constitutif du talus lorsqu'il esten dblai. Le matriau doit tre tudi du double point de vue de la stabi-lit en profondeur et de la stabilit en surface. A cet gard seuls les ma-triaux prsentant une certaine cohsion peuvent supporter sans dommage desescalades de talus mme peu nombreuses, et fixer la vgtation; les mat-riaux pulvrulents (sables et graves propres) sont ravags chaque passage pied et ne rsistent gure l'rosion par les agents atmosphriques.

2.2.2 - Les paramtres sur lesquels le projeteur peut intervenir2.2.2.1 - La pente du talus

Diminuer la pente d'un talus conduira allonger le tabliermais peut permettre d'viter d'avoir construire des perrs ; inversement,raidir la pente d'un talus conduit une certaine conomie sur le tablier,mais peut obliger construire des perrs.

En ralit la dmonstration est plus thorique que relle caril existe des contraintes tant dans la raideur d'une pente de talus per-rey que dans la diminution de la longueur d'une trave de rive (voir ali-na b du 2 . 1 ).

Aussi une erreur d'apprciation, la suite de laquelle on setrouverait dans la ncessit de construire des perrs ultrieurement,transformerait cette solution lgrement moins chre en une solution large-ment plus chre. C'est pourquoi, en cas de doute, si le gabarit n'est passurabondant et si la largeur de l'ouvrage est importante, mieux vaut con-sentir les perrs et donner une pente normale aux talus.

2.2.2.2 - Le matriau constitutif du talus lorsqu'il est en rem-blai.

Le plus souvent il s'agira de matriaux provenant des dblaisproches. Toutefois il n'est pas illogique de prvoir des matriaux slec-tionns provenant d'emprunts plus loigns, si ces matriaux permettentd'viter les perrs (voir en particulier le document "Dalles de transi-tion", 2.2, pour les solutions d'amnagement de remblais d'accs vitantla dalle).

2.2.2.3 - Le mode d'excution des remblais

Ceci concerne surtout la faon dont les matriaux seront d-verss, rpandus, arross ventuellement et compacts aux diffrents ni-veaux, compte-tenu du programme des travaux qui influe sur les moyens quel'entrepreneur pourra utiliser et par l sur le rsultat obtenir. Cet as-pect du problme doit tre apprci avec un souci particulier de ralisme(voir encore le document "Dalles de transition").

2.2.2.4 - L'utilisation ventuelle des talus pour supporter leschafaudages.

Ceci peut entraner une rosion anormale si des surpaisseursn'ont pas t mnages ou si le talus n'a pas t perrey, moins qu'une

remise en tat effective et trs soigne soit faite la suite de l'enlve-ment de l'chafaudage.

2.2.2.5 - L'utilisation ventuelle des talus pour 1'vacuationdes eaux pluviales venant de l'ouvrage. Ces eaux sont conduites vers lefoss en pied de talus (voir ch 2, fig 19, 20 et 21). Dans ce cas il estsouhaitable que la totalit du talus soit perreye pour viter des rosionsdues la divagation de ces eaux en cas de conduites disjointes ou bou-ches; ces rosions provoquent gnralement la rupture des descentes d'eauelles-mmes (voir ch 1, fig 4a).

2.2.2.6 - La slection de plantes peu exigeantes en eau et en lu-mire .

Moyennant quelques prcautions pendant les premires annes,ceci devrait permettre d'obtenir, dans certains cas limites et douteux, unesolution plus sre que l'absence totale de vgtation, donc de protection,et cependant plus conomique qu'un perr : lierre par exemple.

On constate, dans la pratique, que cette solution est peu en-visage, peut-tre parce que la vgtation reste insuffisante pour tenircorrectement les terres.

2.3 - Conclusions

On voit ainsi que les lments de dcision sont nombreux etque chaque ouvrage mrite une tude particulire, trs rapide du reste.

Ainsi SOT un mme itinraire les deux solutions peuvent fortbien se rencontrer et de nombreux exemples existent.

Dans les cas limites et douteux, on n'oubliera pas qu'un perrpeut toujours tre excut ultrieurement sans supplment de dpense impor-tant.

On notera cependant que l'excution ultrieure, surtout dansle cadre d'une gestion par des services autres que les autoroutes conc-des, psera sur des crdits d'entretien souvent compts au plus juste!

Dans ce qui suit seul est retenu le cas o la dcision en fa-veur du perr a t prise.

3 - ASPECT ESTHETIQUE

Le projeteur, par un choix judicieux des matriaux, formes,proportions et ventuellement coloration des lments constitutifs (de pr-frence par le choix des matriaux et en excluant la peinture des perrs),s'efforcera de mettre en valeur la structure de l'ouvrage qui reste l'ob-jectif primordial de la recherche esthtique en matire d'ouvrage d'art.

Dans cette optique il est ncessaire de crer un contraste en-tre l'intrados du tablier ainsi que, parfois, les piles de l'ouvrage et leperr.

- 77 -

Pour ce faire il est conseill, lors du choix du matriauconstitutif des perrs, de faire appel des lments assembls qui con-trastent avec le monolithisme du tablier et dont la coloration et la mati-re, aussi soutenues que celles des talus environnants, mettront en valeurla couleur et le coffrage du bton de l'ouvrage. On n'oubliera pas, cepen-dant, que dans le cas d'ouvrages trs larges, situs en zone urbaine, leseffet de la- coloration sont trs rapidement annuls par un dpt de saletsuniformisant le tout.

Dans certains cas, l'emploi de matriaux propres la rgion(grs de Fontainebleau ou des Vosges, ardoise d'Angers,...) favorisera cet-te mise en valeur.

4 - DISPOSITIONS TECHNIQUES.

4.1 - Surface quiper

II y a lieu de se limiter la zone o la reprise de la vg-tation est improbable, c'est--dire le plus souvent un peu moins (10 20cm) que la stricte projection horizontale des traves de rive.

En effet on n'a pas intrt dborder de cette zone car :

- la vgtation risque de prendre entre les lments constitu-tifs du perr et le disloquer,

- les perrs sont des quipements coteux qu'il est inutiled'tendre.

Toutefois cette rgle ncessite que, le long du perr toutspcialement, le talus soit stable en surface pour ne pas tre ravag parquelques passages pied.

La seule exception cette rgle correspond, dans le cas d'unouvrage biais, un perr muni d'une descente d'eau dont le trac, suivantla ligne de plus grande pente, sortirait des limites ci-dessus. Il faudraitalors largir un peu la base du perr, du ct de l'angle incrimin maiscertainement pas modifier le trac du caniveau. Cet largissement doit res-ter limit sans quoi il ferait perdre l'intrt conomique de la descented'eau travers le tablier et l'vacuation des eaux de ruissellement seraitalors reporte au-del du tablier (voir fig 27).

Toutefois cette disposition est comparer conomiquement aveccelle consistant enterrer la descente et projeter un perr suivant largle du 1er alina.

4.2 - Bordure et pied de perr

II est indispensable que les perrs comportent latralementune bordure en bton arm, pour viter toute amorce de dislocation, et quel'arte soit nette (fig 26).

Pour les pieds de perr deux cas sont considrer :

- S'il existe un caniveau btonn bordant la chausse, son fild'eau sera continu au droit du perr et une cunette de pied de perr seracoule en place en bton B 30 ou 35 liss la truelle (ce bton doit tretudi pour rsister aux effets des cycles de gel-dgel). Cette cunetteservira, en outre, d'paulement au perr.

79 -

- S'il n'y a pas de caniveau gnral btonn (pente faible)une simple raurette enterre de 0,20 x 0,20 m de section sera coule en pla-ce en bton B 30 ou 35 taloche pour servir d'paulement au perr (fig 26).

4.3 - Les matriaux constitutifs

Pour constituer ces perrs on peut faire appel de nombreuxproduits. Nous n'avons, cependant, pas retenu la dalle de bton vibr ettaloche car elle donne un aspect de carapace en gnral d'une esthtiquepeu satisfaisante (fig 5).

4.3.1 - Les lments en pavs ou dallettes prfabriqus

Les dimensions et les formes des dallettes sont extrmementvariables selon les modles. En gnral elles sont en bton B35 et les di-mensions courantes sont de 1m x 0,50m ou 0,50m x 0,50m. Les lments sontpos sec, non rejointoys et en lits horizontaux sur un support correcte-ment rgl et compact.

Signalons que les maons prfrent souvent les poser sur unemince couche de bton maigre qui facilite le rglage. Mais cette couchen'est pas indispensable, aussi, elle ne doit pas tre prvue dans les con-sultations .

Les pavs prfabriqus sont en bton vibr comprim et lesformes sont variables l aussi. Citons parmi les nombreux produits prsentssur le march :

- Les pavs de forme carre de 0,30m de ct.

- Les pavs de forme plus complique comme par exemple les pa-vs embotement ou les dalles sinusodales TRIEF ( feuillures mi-paisseur : 2 x 4 cm), ce qui confrent l'ensemble une grande rsistance,tout en conservant cependant une certaine souplesse locale et une bonnecontinuit de la surface.

Ils sont poss comme les dallettes.

4.3.2 - Les grilles ou les tapis prfabriqus

Dans cette gamme on trouve des dalles ajoures en bton commele modle Evergreen de Sotubema (50 x 50 x 11 cm) et des grilles de filssynthtiques sur lesquelles sont fixes des pavs en bton: procd Gobimat(tapis de 1,50 x 3 ou 4 ou 5 m et partie couverte par les pavs de 1,20 mde large).

Il existe aussi des solutions par des pavs prfabriqus ajou-rs et poss les uns cot des autres (fig 23).

L'intrt majeur de ces solutions est de bien retenir la terretout en permettant la vgtation deipousser trs facilement entre les pa-vs, sur la zone du perr qui lui convient.

Ils sont poss directement sur le terrain correctement rgl.

4.3.3 - Maonnerie

On peut utiliser un matriau qui sera choisi pour son aspectarchitectural parmi ceux disponibles dans la rgion. Citons par exemple les

-80-

moellons bruts, les dalles de grs, les dalles d'ardoise, les briques,etc. voire des pavs de remploi si l'un dispose de tels pavs, ce qui per-met de liquider, conomiquement, des stocks encombrants.

Cette maonnerie sera excute joints incertains, trs rare-ment assises rgulires sauf si l'aspect architectural l'impose et lesfacilits d'approvisionnement le permettent et l'incitent.

Elle sera hourde au mortier M 35 et pose sur une mince (5 10 cm) couche de bton B 30.

Citons aussi certaines ralisations de perrs avec une couver-ture de 20 30 cm de gros cailloux de dimensions homognes (fig 25).

4.4 - Evacuation des eaux intgre au perr

Dans le chapitre 2 il a t indiqu comment descendre les eauxpluviales arrivant de l'ouvrage. L'une des solutions consiste les fairecouler sur les perrs dans des caniveaux appropris ; c'est une dispositionsimple d'excution, si le biais de l'ouvrage est faible, et conomique.Voir figures 27 32. Cependant nous attirons l'attention sur les pointssuivants ; il faut que :

- la descente d'eau le long du perr soit tanche, donc en ma-onnerie rejointoye au mortier de ciment (fig 27) et pose sur une assisede bton maigre, ou plus simplement en bton B 30 (fig 28 et 31). Si ladescente d'eau est constitue de tuiles en bton emboites les unes dansles autres (fig 29), elle sera pose sur une assise susceptible de peu bou-ger pour viter toute dislocation nuisible une bonne vacuation.

- la section mnage soit confortable et d'un profil assez encreux pour que l'eau n'ait pas tendance divaguer.

- cette descente d'eau soit implante suivant la ligne de plusgrande pente du talus et non suivant une ligne arbitrairement choisie pourdes raisons de symtrie ou d'architecture.

D'autre part les eaux recueillies par le dispositif de draina-ge du joint ou sur les appuis ne doivent pas divaguer sous peine de voirdes traines inesthtiques et polluantes pour la structure. Les tuyauteriesdoivent donc tre correctement raccordes.

0

0 0

- 82 -

figure 32 - TRACES DES DESCENTES D'EAU SUR RERRES

Vue de dessus, tablier enlev

Franchissement lgrement biais Franchissement droit

Trac du nu extrieurde ta corniche

Implantation aveccaniveau de descented'eau ( suivant lignede pente )

\ \

\ \>\ *V\ \

\

y

T r

^ Implantation sans\ /caniveau de descentei * d'eauv\ \\ \TTTTTTJTT

*. a

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rCaniveau dedescente d

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|

i

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5s

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|

Axe des appareilsH' nnmii

Remonte dans le casdes ponts

Trac du

poutres

nu extrieurde la corniche

. Retrait^ \

ade 10

20 cm

^ Constant, dpend de laposition de la sortiede l'avaloir

T

I |

i 1

|

Dans le cas d'ouvrage trs biais ou si l'on ne souhaite pas augmenter la valeurde "a" inconsidrment pour ne pas avoir un perr coteux ou inesthtique, onralisera l'vacuation selon un autre cheminement [descente sur remblai, tuyauxsous perr. etc. .7. La valeur de "a" et le choix de la solution dpendent de pa-ramtres lis l'ouvrage et en particulier de la position de l'avaloir dans leprofil en travers ; c'est au stade de l'tude que la dcision doit tre prise.

- 85-

DEUXIEME PARTIE

Dimensionnement des ouvrages d'vacuation

-86-

AVERTISSEMENT

Les lments contenus dans cette deuxime partie sont relati-vement nouveaux et n'ont pas fait l'objet d'applications pratiques suffi-samment nombreuses pour tester la validit du dimensionnement propos.

C'est pourquoi nous vous conseillons d'aborder ce texte avecun certain esprit critique et de ne pas hsiter procder des recoupe-ments par d'autres mthodes.

C'est pourquoi, aussi, il est dconseill de rendre ce textecontractuel.

Enfin nous serions heureux de connatre vos observations, vospropositions de modifications, vos difficults dans ce domaine; ceci nousaidera amliorer le document lors d'une prochaine refonte.

AVANT PROPOS

Ce chapitre reprend partiellement les lments pour le dimen-sionnement des ouvrages de drainage et d'assainissement d'une plateformeroutire ou autoroutire runis dans le document "Recommandation".

L'adaptation au cas des ponts avait fait l'objet, en 1976,d'une tude, reste l'tat de document interne au SETRA, par M. CORNET.Certains lments de cette tude ont t repris dans le prsent chapitre.

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1 - IHTRODDCTIOH

Pour dimensionner correctement les ouvrages d'assainissementon doit avoir rassembl les lments d'apprciation du volume d'eau pluvia-le tombant sur l'ouvrage d'art et, en particulier, l'intensit de l'averse.

Le choix du dbit vacuer doit tenir compte du fait que l'onaccepte de voir les ouvrages d'assainissement saturs selon une frquencedonne.

Cette frquence sera un compromis entre la scurit, le cotde l'investissement et le cot d'entretien.

2 - LE CHOIX DE L'AVERSE DE REFERENCE

2.1 - Gnralits

Ce choix est fonction du niveau de service dsir pour la ca-tgorie de route construite. Les frquences les plus utilises correspon-dent des priodes de retour des averses de 5, 10, 15 et 25 ans. Il n'estcependant pas toujours possible de prendre en compte les frquences de 15et 25 ans car les enregistrements disponibles portent souvent sur une p-riode trop courte.

En partant des cartes pluviomtiques publies dans le document"Recommandations" et des relevs pluviomtriques de la Mtorologie Natio-nale * il est possible de donner une rpartition gographique schmatiquede la frquence dcennale des averses.

Dans un but de simplification et pour tendre une meilleurestandardisation des ouvrages d'assainissement, nous proposons de partagerla France en trois grandes zones pluviales (cette schmatisation extrmen'est valable que pour les ouvrages d'art). Figure 1.

- zone 1: IIQ = 100 mm/h

- zone 2: I-JQ = 150 mm/h (soit moins de 2 l/mn/m^) .

- zone 3: IIQ = 200 mm/h (soit moins de 3 1/mn/m^) .

Si l'on dsire une plus grande prcision il peut tre fait ap-pel des relevs spcifiques et dtaills. De mme pour les ouvrages si-tus hors de la France mtropolitaine (DOM - TOM par exemple) .

2.2 - Choix des priodes de retour (inverse de la frquence) **

- 5 ans : peut convenir pour les routes secondaires trs peu cir-cules si les risques de dbordement ne mettent pas en cause la prennitdes ouvrages routiers.

* La Mtorologie Nationale devrait publier en 1939 des tableaux statisti-ques et des graphiques prsentant des dpassements de seuils pour 6, 15, 30et 60 minutes

## Voir "Recommandations pour L"assainissement routier", Ch 2, p 23.

- 88-

Figure \

/"' Limrte de zones def pluviomtrfe homogne

II) Numro de zone

89 -

- 10 ans : c'est la valeur la plus couramment utilise pour lesroutes et autoroutes.

- 15 ans : cette frquence peut tre exceptionnellement retenuepour des autoroutes particulirement charges (en particulier en zone ur-baine) pour se prmunir contre les risques d'inondations.

- 25 ans : cette valeur peut permettre de vrifier que l'eau d-bordant des ouvrages d'vacuation lors de cette averse n'atteint pas lesvoies de circulation (pour les autoroutes et les voies rapides urbaines).

A dfaut d'enregistrement des prcipitations permettant de d-finir des courbes intensit/dure, pour une priode de retour suprieure 10 ans, on peut admettre :

i15 = 1,07 . i10 et i25 = 1,14 . i10-

Pour des priodes de retour de 10 ans, dfaut de relevsstatistiques, on peut utiliser les relations suivantes:

i = a.t~k (formule monme ou de Montana, valable surtout pour destemps de concentration suprieurs 3-4 h)

i = (formule hyperbolique), avec i en mm/h et t en minutesB + t

Voir le document "Recommandations", pages 22 et 47.

3 - LES METHODES DE CALCUL POUR DMEHSIOHNER LES OUVRAGES D'EVACUATION

3.1 - Notations utilises

L - mtre - Longueur de saturation ou longueur d'utilisation de l'ouvraged'assainissement faisant l'objet du dimensionnement.

i - mm/h - Intensit de la pluie.

i - mtre - largeur hors tout de l'accotement et de la chausse (pour unprofil en toit prendre 1/2).

Rn - mtre - Rayon hydraulique de l'ouvrage d'assainissement avecS Section mouille du caniveau ou de la canalisation pleine

Rh =

P Primtre mouill(II - sans unit - Coefficient de dbit.Q - en litre/seconde - Dbit d'absorption.K - sans unit - Coefficient de Manning-Strickler.C - \ - Coefficient de ruissellement.H - mtre - Hauteur (maximale) d'eau dans l'ouvrage d'assainissement,p - mtre par mtre - pente longitudinale du tablier de pont.

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3.2 - La mthode du 'temps d'quilibre*

Son domaine d'emploi parat surtout bien adapt au cas des ou-vrages faible pente longitudinale (moins de 0,3%), or les ouvrages ontune pente longitudinale minimale suprieure ou gale 0,5\.

Le processus cinmatique de ruissellement, de collecte etd'vacuation des eaux est suppos se drouler comme suit: une averse d'in-tensit "i" suppose constante commence tomber sur le tablier de pont.Pendant l'averse, une trs faible partie de l'eau s'infiltre, l'autre ruis-selle, s'accumule dans le rseau et coule vers l'exutoire o le dbit aug-mente jusqu' atteindre une valeur gale au dbit d'apport "Qmax" constantde l'averse, diminu de l'infiltration. A partir de ce moment, si l'aversedure toujours, le dbit reste constant l'exutoire et en tout point du r-seau. On dit que le rseau est en quilibre et on appelle temps d'quilibre"te", le temps ncessaire a son tablissement. Voir figure 2.

QIls f \ \ \ \ \ \ v\ \ \imm / h

Te

\ \ \ \ -> tQ max

temps

Figure 2

II est vident que la valeur de te dpend des caractristiquesde la plateforme, de celles des ouvrages d'vacuation et de l'intensit ide la pluie. On dimensionne les ouvrages pour une intensit critique ic si-tue l'intersection de la courbe te = f(i) et de la courbe i = g(t) (fi-gure 3) .

- 91 -

Les tapes de la mthode comprennent le calcul du:

a) dbit de ruissellement Q prendre en compte. Il est pro-portionnel la longueur L de la plateforme (donc la surface) et l'in-tensit i de l'averse.

b) dbit maximum Qc que peut vacuer l'ouvrage (dbit capable)compte tenu de ses caractristiques hydrauliques et de sa pente. On prendgnralement le dbit de saturation.

c) temps d'quilibre du rseau.

Ce dbit maximum Qc est donn gnralement par la formule deManning-Strickler :

Qc = 1000 . K . Rh2/3 S . p = dbit capable en /s

Avec p infrieur 0,02et K : coefficient de Manning-Strickler;

La valeur de ce coefficient peut tre prise gale :

40 80 pour les tubes en bton,60 120 pour les tubes en PVC,50 100 pour les tubes en fibre ciment,70 85 pour l'asphalte, un peu moins pour l'enrob.

On compare la longueur d'utilisation L celle du rseau. Sielle est :

- gale ou suprieure : l'ouvrage prvu suffit,

- infrieure : l'ouvrage est insuffisant et il faut reprendrele calcul avec un ouvrage plus performant. Le rseau est ainsi dimensionnde proche en proche, par itration du calcul avec des ouvrages de plus enplus performant.

Des programmes de calcul automatique sur ordinateur ont tmis au point qui donnent des tracs d'abaques.

3.3 - Mthode dite 'rationnelle'

Dans cette mthode la dure de la pluie est prise gale autemps de concentration Tc; ce temps est celui que met l'eau pour s'coulerdepuis le point le plus loign jusqu' l'exutoire.

Cette mthode est adapte au cas des ouvrages d'assainissementsur des ponts courts (moins de 100 m) . En effet, cette mthode surestimeles dbits du fait de la mauvaise apprciation du coefficient C, mais, surles ponts, ce coefficient est voisin de 1. Compte tenu des temps de rponsetrs courts (tc infrieur 6 mn), l'intensit i de l'averse de rfrencedoit tre prise maximale.

Le dbit vacuer ainsi calcul est alors compar la capa-cit de l'ouvrage d'assainissement.

Le temps de concentration s'exprime par:

-92 -

Tc = 5 mn(temps forfaitaire sur chausse) + Tr (temps dans le rseau)L . L . S S

Avec Tr =V . 0,85 0,85 . Q 0,85 . C . i . i

O V : vitesse de l'eau, en m/sQ : dbit de l'ouvrage, en litre/secVoir autres notations au 3.1

Si on dtermine l'intensit i de l'averse, on peut en tirerTc. L'intersection de la courbe Tc = f(i) avec la courbe de pluviosit don-ne la solution.

Des programmes de calcul ont t mis au point et c'est par-tir de ceux-ci qu'ont t tablis les abaques des pages suivantes.

Pour les ouvrages longs, il est ncessaire de procder unevrification par la mthode des temps d'quilibre, afin de tenir compte del'effet d'accumulation dans le rseau d'une part et de la dcroissance del'intensit d'autre part pour viter un surdimensionnement.

4 - DIMENSIONNEMENT A L'AIDE DES ABAQUES

4.1 - Gnralits

Ils permettent, connaissant :

- les caractristiques structurales du pont,- la frquence d'averse (choisie a priori ; en gnral, on

prendra une frquence dcennale)- les caractristiques gomtriques de l'ouvrage d'assainisse-

ment,

de dterminer sa longueur de saturation et, inversement, con-naissant sa longueur, de dterminer ses caractristiques gomtriques.

4.2. - Dimensionneaent des grilles

4.2.1 - Dimensionnement de 1'ouverture

Les grilles doivent tre dimensionnes pour ne pas tre unobstacle l'absorption. One rgle couramment admise est d'avoir une surfa-ce de grille (non compris les barreaux) suprieure de 1,5 fois la sectiondu tuyau d'vacuation. Il est possible de calculer le dbit d'une grillepar la formule du dversoir qui donne -.

Q = Cg x Lp x H3/2

en supposant une alimentation par tous les cts.

Avec Lp : primtre de l'ouverture de la grille (en ne tenantpas compte des barreaux), en mtre,

H : hauteur d'eau au-dessus de la grille, en mtre,C : constante dpendant de la grille.

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4.2.2 - Rsistance

En fonction de sa position dans le profil en travers la grilleest soumise diffrents systmes de charge.

a) Si elle est dans la largeur roulable, c'est le systme decharge B (art. 5 du F.61 du C.P.C, titre II) qu'il faut consi-drer ; en particulier le systme Bc (art. 5.2.1) qui consisteen une roue de 6 tonnes sur un rectangle de 0,25 x 0,25 m. Cesystme est affect des coefficients bc (art 5.2.2), de majo-rations dynamiques (art. 5.5), des effets du freinage (art. 6)ou de la force centrifuge (art. 7),

b) Si la grille est hors de la largeur roulable mais non sparede celle-ci par un dispositif de retenue de la classe barri-re, ce sont les charges sur les trottoirs (ch. II du titre IIdu F.61 du C.P.C) qui sont applicables.

Dans ce cas la charge principale est la roue de 6 tonnes surun carr de 25 cm de ct. Elle est prendre dans les condi-tions indiques l'article susvis (en particulier le dernieralina du commentaire de l'article 12.2).

c) Dans le cas o elle est situe sur un trottoir spar de lalargeur roulable par une barrire normale, ou sur une passe-relle, la charge prendre en compte est celle de l'article12.1 du texte dj cit.

4.3 - Espacement et diamtre des avaloirs

4.3.1 - PrdiMensionnement

Ainsi qu'il est indiqu au 2.6.2 a) du chapitre 2 il estpossible d'effectuer un prdimensionnement rapide en utilisant les lmentsde la norme NF P 30.201. Ceci fait l'objet de la figure 4.

4.3.2 - Dtermination de l'espacement des avaloirs

L'tude est faite dans le cas d'une pente longitudinale sup-rieure ou gale 0,5V Dans le cas, rare, d'une pente infrieure cettevaleur, consulter le gestionnaire.

4.3.2.1 - Principe de construction du nomogramme * de la fig 5

Le nomogramme a t construit partir de la mthode dite"rationnelle". La relation est la suivante:

1000 . K . Rh2/3 . S . p1 /2 . 3600Espacement des avaloirs L =

C . i . |Avec : K pris gal 70 (coefficient de Manning-Strickler pour

1'asphalte)

C pris gal 0,95 (surface quasiment t.anche)

* Ces nomogramfneE ont t prpars par M. LE KH.4C, du CTOA du SETRA.

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i Diamtre en mm

350-

(o) raccord par moignon cylindrique. raccord par un large cne ou

une cuvette

300-

imt mai (mal conspuV/,

200-

175-

150-

125-120-

60 .75 '

mlr mal

200 300 600

Figure 4 - Surface de tablier intresse par un avaloir de diamtre donnen fonction du type de raccord et de deux intensits de pluie

4.3.2.2 - Dtermination pratique

L'espacement des avaloirs "L", en fonction de la pente longi-tudinale du fil d'eau, peut tre dtermin soit par le calcul, soit graphi-quement. La dmarche est dtaille l'aide d'un exemple.

EXEMPLE : cas d'un ouvrage construit en rgion parisienne

Dtermination graphique.

a) Choix de l'averse : i

Ce choix est fait l'aide des relevs mtorologiques (voirla figure 1). On prendra, en gnral, l'averse de frquence 10ans. Dans le cas de choix d'averse frquence 15 ans ou 25ans, voir le 2.3 ou consulter les services de la mtorolo-gie.

Dans l'exemple choisi i-|Q = 140 mm/h.b) Largeur de voie drainer : ^

Cette largeur comprend la chausse mais aussi les bandes dra-ses, les trottoirs et tous les autres lments de la plate-forme recevant l'averse et dont l'eau sera vacue par 1'ava-loir dimensionner (en particulier tenir compte des cransacoustiques, surtout s'ils sont inclins).

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Dans l'exemple : = 10 m.

c) Dtermination de i X 4 , ce qui donne:

i X = 140 X 10 = 1400.

d) Pente longitudinale de l'ouvrage-, p ;

Exemple: p = 0,01 m/m (1%).

e) Sur le nomogramme, on trace une droite reliant le point 1 \de l'chelle des pentes la valeur de la largeur maximale dela nappe d'eau que l'on accepte de voir le long de la bordurede trottoir sur l'ouvrage au moment de l'averse (cette largeurne correspond pas la partie gomtrique du fil d'eau telqu'il est dfini au 2.4 du ch.1).

En principe, il est conseill une largeur de la nappe d'eau:

- infrieure ou gale 1,5 m pour les ouvrages comportant unebande d'arrt d'urgence,

- infrieure ou gale 1 m pour les ouvrages sans bandesd'arrt.

Dans l'exemple choisi la largeur est de 125 cm. Cette doiteintercepte une droite verticale sans chelle. On rejoint cepoint d'interception avec la valeur du produit i x S, ici1400. La nouvelle droite ainsi trace intercepte l'chelle desvaleurs de L "espacement des avaloirs" en un point constituantla solution.

Dans l'exemple choisi l'espacement des avaloirs serait de 16m.

Dtermination par le calcul.

La prcision des nomogrammes n'est pas excellente, aussi,