irection?s Routes

Ministère de l'Equipement,du Logement,de l'Aménagement du Territoire,et des Transports.

Direction de la Sécuritéet de la Circulation Routières

ENTS

LEVÉ EN

SÉEMÉRATION

Guide technique

Ce document est en vente sous la référence : B 8888au bureau de Vente des Publications du SETRA - Tél. (1 ) 42.31.31.53 et (1 ) 42.31.31.55

Référence thématique au catalogue des publications du SETRA : DO5

ERRATUM

page 8 premier alinéa lire :

L'enrobé à module éle>é pourra être mis enoeuvre au finisseur ou éventuellement à laniveleuse...

page 19 premier alinéa lire :

e différent de 2 cmau lieu de :E différent de 2cm

Page laissée blanche intentionnellement

Renforcements en enrobésà module élevé

en traversée d'agglomération

GUIDETECHNIQUE

Edition Novembre 1988

Document réalisé et diffusé par :

Le Centre de la Sécurité et des Techniques Routières

SERVICE D'ETUDES TECHNIQUES DES ROUTES ET AUTOROUTES46, avenue Aristide Briand - B.P. 100 - 92223 BAGNEUX CEDEX - FRANCETél. (1) 42.31.31.31 - Télécopieur : (1) 42.31.31.69 - Télex : 260763 SETRA BAGNX

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Sommaire

CHAPITRE IIntroduction 5

CHAPITRE IILes enrobés à module élevé (EnME) 7

C H A P I T R E IIILes différents paramètres à prendre en compte 9

CHAPITRE IVRechargement avec ou sans fraisage préalable 15

CHAPITRE VRéfection de chaussée en épaisseur limitée 21

CHAPITRE VILa prise en compte du gel 29

ANNEXE 1Tableau de correspondance Ne/catalogue

ANNEXE 2Dimensionnement UGB 88"

ANNEXE 3Utilisation de résultats S.A.T.L. pour l'évaluation du trafic

ANNEXE 4Hypothèses de dimensionnement

Page laissée blanche intentionnellement

Chapitre 1

Introduction

Lorsque la chaussée pose des problèmes de renforcement ou de reprise de la structure,les moyens classiques de dimensionnement dont dispose le projeteur sont résumésdans le tableau ci-après :

TYPE DE TECHNIQUE

RENFORCEMENTENSUREPAISSEUR

REFECTION TOTALE

DOCUMENT DE DIMENSIONNEMENT

• GUIDE DE DIMENSIONNEMENT DES RENFORCEMENTSDE CHAUSSEES SOUPLES.SETRA LCPC 1978 (ACTUALISATION 1988)

• CATALOGUE DES STRUCTURES DE CHAUSSEESNEUVES SETRA LCPC 1977, (ACTUALISATION 1988)

• MANUEL DE CONCEPTION DES CHAUSSEESA FAIBLE TRAFIC SETRA LCPC 1981,

• CATALOGUES REGIONAUX

Cependant les contraintes particulières au milieu urbain et en particulier le souci dediminuer l'épaisseur mise en œuvre peuvent conduire le projeteur à proposer dessolutions de renforcement utilisant les techniques d'ENROBES A MODULE ELEVE (EnME).

En particulier, les solutions de rechargement avec ou sans fraisage et les solutions deréfection sur une faible épaisseur sont bien adaptées à l'utilisation de ces matériaux.

Le but de ce document est de permettre au projeteur de prédimensionner ce type derenforcements pour les CHAUSSEES SOUPLES.

Contrairement aux matériaux classiques dont les caractéristiques sont relativementhomogènes, la multiplicité des procédés existants ne permet pas de proposer undimensionnement unique. A l'occasion d'un appel d'offres, chaque proposition devradonc être justifiée par un calcul spécifique prenant en compte les caractéristiques réellesdes matériaux.

Les tableaux de dimensionnement proposés dans ce document sont seulementdestinés à permettre l'établissement de projets, et de vérifier la faisabilité desolutions de base, qu' en tout état de cause, on comparera aux solutions classiquesavant de les soumettre à appel d'offres.

Ce document est un complément du guide méthodologique «Réhabilitation des Chaus-sées en traversée d'agglomération» auquel le projeteur se reportera pour mettre au pointson projet.

AVERTISSEMENT:

Les dimensionnements proposés résultent de calculs théoriques. Le nécessairecalage entre les résultats de ces calculs et le comportement réel des matériaux n'apu avoir lieu à ce jour étant donné l'apparition relativement récente de cestechniques. Il est donc vraisemblable qu'une actualisation de ce document seraréalisée d'ici quelques années.

Chapitre 2

Les enrobés à module élevé(EnME)

Dans la suite de ce document, seront appelés enrobés à module élevé (EnME), desenrobés dont le module complexe E > 11 000 MPa (110 000 bars) (à 15° et 10Hz).

Les caractéristiques précises du matériau pris comme référence pour mener les calculssont données en annexe 4.

A l'heure actuelle, ce type d'enrobés nécessite une couche de roulement (*) que l'onaura souvent intérêt à prévoir mince ou très mince (2 à 4 cm). Les exemples dedimensionnement seront donnés avec une couche de roulement de 4 cm pour la réfectionen épaisseur limitée et de 2 cm pour les rechargements, une correction pouvant êtreappliquée pour des épaisseurs différentes. Les granulats utilisés devront être adaptés audimensionnement et être conformes aux spécifications relatives aux granulats pourchaussées (SETRA).

(") Les entreprises travaillent à la mise au point de matériaux de ce type qui aient, en plus, des caractéristiques de couche deroulement.

8

PRECAUTIONS A PRENDRE A LA MISE EN OEUVRE

L'enrobé à module élevé pourra être mis en œuvre, à la niveleuse, ou éventuellement aufinisseur, en une ou plusieurs couches, suivant sa granularité et l'épaisseur à mettre enœuvre;.

Pour -ester en accord avec les hypothèses de calcul (interfaces collées), on portera uneattention particulière au collage des couches. Il est important dans les cas de réfectionen épaisseur limitée de mettre en œuvre l'EnME le plus rapidement possible après avoirôté les couches supérieures, la fondation de la chaussée étant particulièrement vulnérable,une fois découverte.

Les conditions théoriques de mise en œuvre devront être respectées. En particulier, lesconditions de température et de compactage devront être particulièrement soignées.

La plupart des enrobés à module élevé ont une forte teneur en liant et une compacitéélevée. De ce fait, ils présentent des caractéristiques d'adhérence moyennes, voiremauvaises, aussi la mise en circulation avant réalisation d'une couche de roulement nedoit s'effectuer qu'en prenant de nombreuses précautions (signalisation).

Chapitre 3

Les paramètres nécessairesau dimensionnement

1. INTRODUCTION

Les études (cf : chapitre 3 du guide méthodologique) doivent fournir au projeteur leséléments permettant de définir les paramètres entrant dans le dimensionnement:

• structure de chaussée en place :- épaisseur de matériaux bitumineux e- épaisseur de corps granulaire H- épaisseur totale de l'ancienne chaussée Ht = H + e- profondeur de fraisage envisagée F

• caractéristiques mécaniques de l'ancienne chaussée :- niveau de déflexion représenté : par la valeur moyenne de la zone homogène

(moyenne + deux écarts-types)- rayon de courbure (utile pour les chaussées à assises traitées et les très forts trafics)

• trafic lourd cumulé :- donné sous forme d'un nombre d'essieux équivalents de 13 T (Ne) supporté pendant

une durée donnée.

• caractéristiques de l'ancienne chaussée vis-à-vis du gel :- indice du gel des hivers de référence- comportement de la chaussée lors des derniers hivers rigoureux- gélivité et teneur en eau des différentes couches de la chaussée ainsi que du sol-

support.

L'ensemble de ces données sera reporté sur un schéma itinéraire (cf. document réhabilita-tion des chaussées en traversée d'agglomération) à partir duquel on s'efforcera de faireapparaître des zones homogènes.

10

2. TRAFIC, LE PARAMETRE Ne

Afin de donner le maximum de souplesse à l'utilisateur, le paramètre de trafic Ne pris encompte dans les tableaux de dimensionnement est le trafic total cumulé pour une duréedonnée, ramené à un nombre équivalent d'essieux standards (essieux de 13 tonnes).

En d'autres termes, Ne est le nombre d'essieux de 13 tonnes qui aurait fait subir à lachaussée un dommage équivalent à celui provoqué par le trafic T réel qu'elle aura subi aubout de sa durée de vie.

Ne est donc un nombre théorique qui dépend:• de l'importance du trafic,• de son agressivité,• du type de chaussée choisi,

• de la durée de service.

Afin de pouvoir passer d'une méthode de dimensionnement à une autre, la correspon-dance entre ce paramètre Ne et les classes de trafic habituelles est donnée en annexe 1

CALCUL DE Ne

Si le projeteur dispose de résultats précis (méthode d'analyse pondérale du trafic parstation type SATL) l'annexe 3 permet de calculer directement le trafic journalier équivalent.

En l'absence de tels résultats, on aura recours à la méthode suivante :

Les études fournissent au projeteur les quatre types de trafic lourd moyen journalierannuel (Ti) par voie :• trafic de transit,• trafic local spécifique (trafic lourd lié à des activités industrielles locales),• trafic local diffus (trafic lourd de desserte, livraisons etc.),• trafic de transports en commun.

(cf chapitre 4 du guide méthodologique)

Calcul de Ne

11

Traficde transit

Trafic localspécifique

T2

Trafic localdiffus

Trafic transportsen commun

A chacun de ces 4 types correspond, suivant la structure envisagée, une agressivitéparticulière As.

Le trafic équivalent Ne est un trafic cumulé pour une durée de service choisie. Il faut doncchoisir un facteur de cumul C fonction de la durée de service et du taux de croissance.

On obtient alors Ne en appliquant la formule :

Ne = [ S AjTj ] x C x 365

On trouvera ci-après les méthodes d'évaluation des A( (pages 12 et 13) et un tableau devaleurs de C (page 14).

12

CALCUL DE L'AGRESSIVITÉ DU TRAFIC

Rappel théorique

Pour un type de structure de chaussée donnée, on peut définir l'agressivité A d'un essieu(par rapport à un essieu standard 13 tonnes en France).

<iSi la charge de l'essieu est Q,

a étant voisin de 4 pour les matériaux non traités et bitumineux et de 12 pour les matériauxtraités aux liants hydrauliques.

Coefficients d'agressivité

trafic de transit : *Mêmes caractéristiques qu'en rase campagne à savoir :

COEFFICIENT D'AGRESSIVITE A1

Trafic PL moyen journalier annuel par voie

Structures souples(bitumeuses ounon traitées)

Couche liée < 20 cm

Couche liée > 20 cm

0 -> 50

0.5

0,5

50-* 150

0,8

0.8

> 150

0.8

1

trafic local spécifique : en dehors d'élément précis, on prendra pour A2 les chiffres dutableau ci-dessus pour T > 150 PL/jour MJA

• trafic local «diffus» : sauf justification particulière, on pourra prendre A3 = 0,4

• trafic T.C : le tableau ci-après précise par type de véhicule le coefficient d'agressivité.Dans le cas où plusieurs types de bus coexistent on pourra calculer l'agressivitémoyenne :

où les Ni représentent le nombre de véhicule par catégorie.

Présentation des silhouettes des véhiculeset des coefficients d'agressivité associés A4

13

Silhouette

Autobus

f 'II' A llï)

Autobus

Autobus articulé

Autobus articulé

Trolleybus

Trolleybus articulé

O essieu à roues simple

N"

la

lb

2a

2b

3

4

s

Kxempk'S

RENAULT SC 10

RENAULT S105R

RENAULT S 105 RA

KASSBOHRER S 130HEULIEZ 307 (MilBERLIET PR100PARENAULT PR100M1RENAULT R312

RENAULT P70-U

KASSBOHRER SG 180

HEULIEZ 307 101SAVIEM SG 220RENAULT PR 180

RENAULT ER100H

RENAULT PER 180Articulé

• essieu à roues jumelées

P.T.C.

(tonnes)

14.5 a 15 1

15.2 t

16 a 17,5 t

11 t

24 t

23,6 ta 261

181

28.3 t

Répartiti

avant

7 à 7.5 t

7t

6 à 6.5 t

4.1 t

6,5 1

6,21 à 71

6.1 t

6.4 t

Nota : Les valeurs de A contenues dans le tableau ont été établies pour le poids total en chargeen retenant ces valeurs d'agressivité alors que la valeur moyenne de la charge en service estl'examen des taux de remplissage moyens des véhicules).

>n du P.T.C. |

milieu

«

X

X

X

10 t

8.6 à 10t

X

10.2 t

On dispose iplus faible (d

)ar essieu

arrière

7.5 t

8,2 t

10,4 à 11,21

7.7 t

7,5 t

7ftll.lt

11.91

11.71

one d'un eoeff; l'ordre de 0.

Coefficientsd'agressivité Aj

BB/GB/GNT

(1.20

0.2h

0.44

0.08

0.42

0.41

0.64

0,91

eient de sécurité7 P.T.C. d'après

Pour des voies réservées aux transports en commun, il convient de multiplier le coefficientA4 par un coefficient de canalisation égal à : 1.6 si la largeur de la voie est supérieure à 3 m(marquage non compris), 1.9 sinon.

14

FACTEUR DE CUMUL : C

Le tableau ci-après donne les valeurs du facteur de cumul C.

\ \ l ) u r é e de service^ s . (années)

Taux de ^ s .croissance % >v

- 4

_2

(I

• >

4

6

7

S

8

7

7.5

8

cS,6

9.2

9.9

10,3

10,6

10

8,4

9.1

10

1(1.9

12

13,2

13,8

14.5

12

9.7

10,8

12

13.4

15

16.9

17.9

19

15

11.4

13,1

15

17,3

2(1

JTL ^

25,1

27.2

18

13

15.2

18

21,4

25.6

30.9

34

37.5

20

13.9

16.6

20

24.3

29,8

36,8

41

45.S

25

16

19,8

25

32

41,6

54,9

63.2

73.1

Pour des valeurs différentes, on pourra calculer C par la formule suivante :

(1 + T 7100)"- 1T /10(F

T étant le taux de croissance exprimé en %n étant la durée de service en années

15

Chapitre 4

Rechargement avec ou sansfraisage préalable

On suppose, avant de commencer l'étude de rechargement, que le schéma itinéraire, quiregroupe les observations faites sur l'état de la chaussée, a été établi au préalable. Sur ceschéma itinéraire, apparaissent les paramètres principaux dont l'analyse permet lesectionnement de la chaussée en tronçons homogènes. Ces paramètres constituent lesentrées de tableaux qui définissent les solutions de rechargement possibles.

Les hypothèses de dimensionnement sont les mêmes que celles de l'actualisation duGuide de renforcement des chaussées souples. En particulier, lesci-après ne tiennent pas compte d'un éventuel besoin de reprofilage. ce dernier estdonc à prévoir en plus.

15

DEMARCHE DU DIMENSIONNEMENT DES RECHARGEMENTS

Cj

Couche de roulement

pas de fraisageet couche de roulement

Solution avant priseen compte du gelR = Ro + 2BB

Solution avantprise en compte

du gel :R = R - Ar + 0,6 F + couche de roulement

Vérification au i>el

Solution R ou R(indice d'alerte)

Epaisseurd"EnME=:8cm Solution BB classique

SOLUTION RETENUE

17

1. DEFINITION DES PARAMETRES NECESSAIRES

CHAUSSEE EN PLACE :

Elle est définie par l'épaisseur de matériaux bitumineux :e-, < 5 cm

5 cm < e2 < 10 cme3 > 10 cm

Remarques :

• rappelons que seules les chaussées souples sont traitées dans ce document• si les enrobés en place sont très faïences, il conviendra de réduire d'une classe

l'épaisseur e.

CARACTERISTIQUES MECANIQUES DE L'ANCIENNE CHAUSSEE

Le comportement mécanique de la chaussée sera caractérisé par le paramètre Cj quiintégrera :

• le niveau de déflexion moyen de la zone homogène (moyenne plus deux écarts types) d,• le cas échéant, le rayon de courbure caractéristique.

déflexion 1/100 mm ? 5,° 7,5 1?° 1 f 2?° 3?°classe C. C, C2 C3 C4 C5 C

'I 2 34 C5 '6

Remarques :

• le rayon de courbure ne sera pas mesuré systématiquement.(à réserver aux trafics tels que Ne > 4.5 x 106). Il peut permettre aux laboratoires dereclasser la plate-forme support. (Cf annexe 4)

• la définition du rayon de courbure caractéristique est délicate et devra être faite par unlaboratoire compétent.

NOTA : On peut remarquer que la présentation des tableaux de dimensionnement permetde faire le calcul «à l'envers» c'est-à-dire de déterminer la durée de vie prévisible de lachaussée en fonction des épaisseurs mises en œuvre.

18

2. DIMENSIONNEMENT

Le tableau suivant donne l'épaisseur de rechargement Ro nécessaire sans fraisagepréalable pour un EnME de module = 14 000 MPa à 15° et 10Hz (voir annexe 4)

La valeur Ro indiquée dans le tableau est calculée pour une couche de roulement de2 cm.

TABLEAU DES Ro

NclxlO6) V

7 à 12

4,5 à 7

2,75 à 4,5

1.75 à 2,75

1.25 à 1.75

0,9 à 1,15

0,5 à 0,9

0,3 à 0,5

C,

e.

14

12

" • i i . n l

e ;

13

8

( ) . l l . n l

4 • ll.nl

e,

11

£ |

16

15

12

10

e-,

16

13

10

i

e,

15

11

8

c4

ei

19

18

15

14

12

10

e : e,

19

17

18

17

15 14

13

10

8

h . i i . n l

12

8

e.

18

16

14

13

10

8

e2 e3

17

16

13

12

9

16

15

12

10

e l

16

15

13

11

16

15

12

10

15

14

II

9

ATTENTION

LES VALEURS DE Ro INDIQUEES EN ROUGE SONT INFERIEURES AU MINIMUMTECHNOLOGIQUE. ELLES NE PEUVENT EN AUCUN CAS ETRE MISES EN OEUVREDANS CES EPAISSEURS.IL S'AGIT DE VALEURS THEORIQUES NECESSAIRES POUR DEFINIR UNE SOLUTION RDEFINITIVE LORSQUE LES MAJORATIONS QUI Y SONT APPLIQUEES (fraisage) PER-METTENT D'OBTENIR UNE EPAISSEUR D'EnME SUPERIEURE à 8 cm.

Nota : L'emploi d'EnME est à comparer avec des solutions de rechargement avec uneGB classique qui peut s'avérer économique.

19

FACTEUR DE CORRECTION

Facteur de correction à apporter à la valeur R pour une épaisseur de la couche deroulement : E =t= 2 cm

A r =

LA SOLUTION DE RECHARGEMENT SANS FRAISAGE SERA

R = Ro - Ar + couche de roulement

CAS DE FRAISAGE PREALABLE AVANT RECHARGEMENT

Le matériau fraisé étant remplacé par des matériaux à module élevé, il en résulte un gaind'épaisseur qui rend ces derniers particulièrement adaptés à cette solution.

La valeur R trouvée précédemment sera majorée d'une épaisseur tenant compte del'épaisseur fraisée F :

R = Ro - Ar + 0,6 F + couche de roulement

NOTA TRES IMPORTANT

Dans le cas d'une chaussée souple (Enrobés sur grave non traitée), l'épaisseur maximalefraisable sera définie de telle manière qu'il reste 2 cm d'enrobés en place ((

m). Si, pour desraisons de respect du niveau final, on est amené à fraiser plus, il faut alors fraiser jusqu'àl'interface, on est alors ramené au cas de réfection partielle (cf chapitre suivant). Enfin s'ilexiste des interfaces décollées au sein de la couche bitumineuse en place, on veillera àfraiser au moins jusqu'à cette interface.

VERIFICATION AU GEL(se reporter au chapitre 6)

20

Exemple I :

Chaussée en traverse, à dimensionner pour A/e = 2,5 x 106,niveau de déflexion = 80/100 mm, épaisseur d'enrobés e = 7 cm très faïences.

Ne = 1,75 à 2,75 x106

Cj = C3 R0=10cmEnMEe = e,

d'où le dimensionnement suivant :R = 10EnME + 2BB

Si on choisit de mettre en place une épaisseur de couche de roulement de :4 cm on a alors Ar = 1 cm

d'où la solution :R = 9 EnME + 4 BB

Un fraisage préalable serait limité à 3 cm d'où un rechargement R après fraisage de

R - 11 EnME + 4 BB ou 12 EnME + 2BB.

Exemple II

Chaussée en traverse à dimensionner pour Ne = 5 • 106 essieux équivalents, niveau dedéflexion = 60/100 mm, épaisseur d'enrobés e = 14 cm, couche de roulement = 2 cm.

Ne = 4 , 5 à 7 x 1 0 6

Cj = C2 RO = 7 cm EnMEe = e3

Cette épaisseur est inférieure au minimum technologique, c'est le domaine des enrobésclassiques.

Cependant, si avec les mêmes hypothèses, on envisage de réaliser un fraisage préalablede 10 cm la solution R finale devient :

R = (Ro + 0,6F) EnME + 2BB

d'où la solution :R = 13EnME + 2BB

21

Chapitre 5

Réfection de chausséeà épaisseur de structure limitée

Lorsque, par exemple :• l'espace disponible fixé, par le niveau des seuils d'une part et par la couverture des

réseaux d'autre part, ne permet pas la mise en œuvre d'une structure classique,• les délais de réalisation des travaux sont trop courts pour permettre une réfection

classique,

on peut être amené à rechercher des solutions de réfection moins épaisses en ayantrecours aux EnME

NOTA : Les graves bitume au bitume pur telles qu'elles sont formulées actuellementpermettent également de réaliser des structures très intéressantes au plan desépaisseurs. (Se reporter à l'annexe 2 : tableau de dimensionnement d'une structure gravebitume tiré de l'actualisation 1988 du catalogue SETRA LCPC).

La démarche à suivre est indiquée par l'ordinogramme ci-après :

22

DEMARCHE DU DIMENSIONNEMENT DES REFECTIONSEN EPAISSEUR LIMITEE

\

Profondeurde décaissement

envisagée

DETERMINATION DE LA CLASSE DE PLATEFORME

Cas où le décaissementlaisse moins de 10 cmde chaussée en place

ICPj

Cas où le décaissementlaisse plus de 10 cm du

corps de l'ancienne chaussée

Ne \CPi

Solution exempleSe

A sous couche (GNT. GRM) A couche de roulement

Solution S = Se + ZA + couche de roulement

IVérification au gel

i(chapitre 6)

Solution S, S' ou S"

23

1. PLATE-FORME SUPPORT DE CHAUSSEE

Suivant la profondeur de terrassement et la constitution de l'ancienne chaussée, onpourra effectuer une réfection soit complète soit partielle de chaussée (avec conservationde tout ou partie de la fondation existante).

On distinguera deux cas :

• le cas où le décaissement nécessaire se réalise au sein de la fondation existante(plate-forme CPi),

• le cas où l'on atteint les 10 derniers cm de cette fondation ou le sol support,(plate-forme CPj)

Pour tenir compte du comportement réel des sous-couches en place, on peutdéterminer la classe de portance à partir :• des valeurs caractéristiques des déflexions, (moyenne + deux écarts types)• de l'épaisseur totale (enrobés compris) de l'ancienne chaussée : Ht,• de l'épaisseur d'enrobés en place : e,• de la profondeur de décaissement.

Les tableaux ci-après permettent cette détermination :

24

DETERMINATION DE LA CLASSE DE PORTANCE

CAS 1 La structure envisagée permet de conserver plus de 10 cm du corps del'ancienne chaussée.

Epaisseur totale

Profondeur de déi

Déflexionsavant travaux

<5O(C1)

50 - 75(C2)

75- KM)(C3)

100- 150(C4)

150-200(C5)

200 - 300(C6)

anc. chCL

Glissement

Noiren place

<55- 10> 10

5-10> 10

5- m

• 10

< 5

5- 10

> 10

< 5

5 - 10

in

> 50 cm < 50 cm

< 20 cm > 20 cm < 20 cm > 20 cm

renforcemenl non nécessaire

CP3

CP2 +

C P 2 -

CP1 +

CP 1 -

CAS 2 Le décaissement envisagé atteint le sol support ou laisse moins de 10 cm ducorps de l'ancienne chaussée

Déflexionsavant

travaux

Noiren

place

Epaisseur totale ancienne chaussée(y compris matériaux liés)

< 25 cm 25 - 50

< 50 (Cl) renforcement non nécessaire

50 - 75(C2)

75 - KM)(C3)

100- 150(C4)

150-200(C5)

200 - 300(C6)

<55 - 10> 10<5

5-10> 10<5

5 - 10> 10<5

5 - 10> 10<5

5 • 10

>

CP3

CP2 +

C P 2 -

CP1 +

C P 1 -

CP2 +

C P 2 -

CP1 +

II'1-

CP0** Cas en principe rarement rencontré, il est nécesssaire de prévoir des travaux spécifiques.

NOTA : Dans le cas où l'on atteint les dix derniers centimètres de cette fondation et que l'on estamené à remanier le sol support pour la mise en place de réseaux par exemple, il est préférablede déterminer la portance de la plate-forme à partir des caractéristiques géotechniques du sol.(cf catalogue des structures).

25

Exemples d'utilisation :

1. La déflexion est comprise entre 75/100 et 100/100 mm. L'épaisseur d'enrobé en placeest supérieure à 10 cm.

Dans le cas où l'ancienne chaussée avait une épaisseur totale H, inférieure à 40 cm, onchoisira CP2- quelle que soit la profondeur de terrassement.

Si, par contre, l'épaisseur d'enrobés en place est comprise entre 5 et 10 cm, onprendra CP2- si on est amené à décaisser de plus de 20 cm et CP2+dans le casinverse.

2. Chaussée d'épaisseur totale Ht = 25cm et e = 7cm.La déflexion est égale à 50/100 mm.La structure envisagée nécessite un décaissement d'environ 20 cm.

Le fond de décaissement se trouve à l'intérieur des dix derniers centimètres de lastructure en place, on a donc à faire au cas n°2 . Le tableau correspondant indique uneclasse de portance CP3.

26

2. DIMENSIONNEMENT D'UNE NOUVELLE STRUCTURE

La recherche d'une solution type se fait en utilisant les quatres tableaux suivants :

Les tableaux 1 et 1bis ci-après permettent de déterminer des structures à couchesd'assises entièrement en enrobés à module élevé (EnME) (sans couche non traitée autreque la couche de réglage), à partir du trafic cumulé et de la classe de portance CP, lescaractéristiques de l'EnME étant celles définies ci-avant (chapitre 3), l'épaisseur de lacouche de roulement étant de 4 cm.

Le tableau 2 permet de corriger les épaisseurs d'EnME pour des épaisseurs de la couchede roulement différentes.

Le tableau 3 permet de déterminer la réduction d'épaisseur d'EnME pour tenir compte del'épaisseur de l'éventuelle couche non traitée mise en œuvre sous l'EnME. (Grave NonTraitée (GNT) ou Grave Recomposée Humidifiée (GRH) exclusivement).

Ces augmentations et réductions d'épaisseur peuvent se cumuler.

Tableau 1 : Structures à couches d'assises entièrement en enrobés à module élevé(EnME) avec conservation d'une partie de l'ancienne chaussée (> 10 cm).Couche de roulement de 4 cm.

i— Ne

— 12

•— 7

— 4,5

— 2,75

— 1,75

— 1,25

— 0,9

— 0,5

— 0,3

SOLUTIONS Se

CP3

18

16

14

13

CP2 +

21

14

17

16

15

14

CP2-

24

22

20

ll>

17

16

15

CP1 +

27

25

23

22

20

19

18

17

CP1-*

30

28

26

25

23

2">

20

19

* prévoir systématiquement une sous couche GRH ou GNT

27

Tableau 1 bis : Structures à couches d'assises entièrement en enrobés à moduleélevé (EnME) avec décaissement de la totalité de l'ancienne chaussée (H restant< 10 cm). Couche de roulement de 4 cm.

- Ne

12

7

4,5

2,75

1,75

1,25

O.M

0,5

0,3

SOLUTIONS Se

CP3

19

18

17

16

15

14

13

12

CP2+

23

22

20

1')

18

17

16

15

CP2-

2d

25

23

22

21

20

19

17

CP1 +

30

28

27

25

24

23

22

20

(1 -1-

33

31

30

28

27

26

25

23

* prévoir systématiquement une sous couche GRH ou ONT

Tableau 2 : Correction de l'épaisseur en fonction de l'épaisseur de la couche deroulement.

Abouche de roulement

Epaisseur de la couche de roui'

Correction d'épaisseur A cm

->

+ 1

4

(1

6

- 1

Tableau 3 : Diminution de l'épaisseur en fonction de l'épaisseur de sous couche(GNT ou GRH)

A2sous couche

Classes de portance (CP)

Epaisseur de 2 ( ) c m

fondation non traitée ^

CP3->

— j

- 4

CP2

- 1

— 3

CPl

- 1

La solution S avant prise en compte du gel sera :

S = Se + A1 + A,

NOTA IMPORTANT :

Les enrobés spéciaux utilisés aujourd'hui en couche de roulement ne possèdent pasdes modules élevés ; il ne faut donc en aucun cas réduire l'épaisseur d'EnME prévueen Se.

28

3. EXEMPLES DE DIMENSIONNEMENT

Exemple I

Chaussée existante : H = 27 cm, e = 8 cm d'où Ht = 35 cmdéflexion caractéristique d = 70/100 mmOn veut dimensionner pour un trafic équivalent Ne = 2.106

Le niveau de la chaussée existante ne doit pas être surélevé.

On suppose que le décaissement nécessaire est inférieur à 20 cm, soit une classe deplate-forme CP3Le tableau 1 donne Se = 13 cmOn souhaite choisir une couche de roulement de 6 cmle tableau 2 donne une correction de - 1 cmD'où une solution avant prise en compte du gel : S = 12 EnME + 6 BB

La vérification au gel (cf chapitre suivant) conduit à une solution Se' = 17 cm

Mais la solution S' associée impose un décaissement supérieur à 20 cm la classe deplate-forme à prendre en compte dans ce cas est donc CP2+d'où Se' = 19 EnME

S' =18EnME + 6BB

Exemple II

1) Chaussée existante H = 23cm, e = 5cm, Ht = 28 cmDéflexion caractéristique d = 120/100 mmTrafic équivalent Ne = 106

On désire baisser le niveau actuel de la chaussée

On envisage un décaissement de 25 cm ; l'épaisseur restante de la chaussée en placees: inférieure à 10 cm. On est dans un cas de décaissement completLa classe de la plate-forme à prendre en compte : CP1 +

Le tableau 1 bis donne Se = 23cm d'où S = 23 EnME + 4 BB

2) Si on suppose que la recherche d'une meilleure protection au gel et la nécessité d'unbon compactage de l'EnME, conduisent à mettre en place une couche de grave nontraitée de 30 cm

Le; tableau 3 donne une correction de - 2 cm d'où la solution :S = 30 GNT + 21 EnME + 4 BB

Toutefois, avant de retenir une solution de ce type, on la comparera avec une solution :à base de grave bitume classique équivalente.

Le tableau donné en annexe donne une structure (avant prise en compte du gel) :S = 12GB + 12GB + 6BB

voire une solution semi-rigide (catalogue des structures plate-forme PF1) :20 GH + 22 GH + 6 BB

29

Chapitre 6

Vérification au gel/dégel

ORGANISATION DU CHAPITRE

1. Rechargement avec ou sans fraisage.Réfection avec conservation d'une partie de l'ancienne chaussée (> 10 cm)

2. Réfection avec conservation d'une épaisseur d'ancienne chaussée inférieure à 10 cm àpartir du sol

3. Détermination de l'indice d'alerte IA

30

1. RECHARCxEMENT AVEC OU SANSFRAISAGE PRÉALABLERÉFECTION AVEC CONSERVATIOND'UNE PARTIE DE L'ANCIENNE CHAUSSÉE (> 10 cm)

La vérification au gel-dégel pour un rechargement R ou pour une structure S donnésconsiste à comparer le gel transmis à la base du rechargement R ou de la structureS avec le gel admissible à la surface de leur support.

Le gel transmis à la base du rechargement R ou de la structure S est exprimé par unindex YT. Cet index est fonction du rechargement ou de la structure et de l'indice de gelde référence IR pour lequel on veut le protéger. Il est déterminé au 6.1.1. ci-après.

Le gel admissible à la surface du support (ou plate forme) du rechargement ou de lastructure est exprimé par un index YPF fonction de la gélivité du sol support ainsi que dela nature et de l'épaisseur des couches d'ancienne chaussée laissées en place ou de lafondation non traitée qui aurait été rapportée. Cet index YPF est déterminé au paragraphe1.2. 3i-après.

IR

Rechargement ou structure YTBB + ENME

ancienne chausséeYPF

sol support

La comparaison de YT et YPF conduit aux cas suivants :YT < YPF : la solution S ou R convientYT > YPF : on recherche une solution S' ou R' qui convienne ou l'on calcule un indice de

gel d'alerte correspondant à S, R, S' ou R'

NOTA : Si l'objectif de mise hors-gel n'est pas prioritaire et que le comportement de lachaussée lors des derniers hivers rigoureux s'est avéré correct (pas de dégrada-tion de type structurel au dégel et pas de protection directe ou indirecte par lesbarrières de dégel), on admettra que l'indice de gel d'alerte de l'actuellechaussée est égal au plus fort des indices de gel des hivers considérés.

31

1.1. DETERMINATION DE L'INDEX YT DE LA STRUCTURE OU DURECHARGEMENT

On lit la valeur de YT sur les abaques n° 1 et 2 (p 34 et 35) à l'intersection de l'axe Y avec ladroite joignant les points correspondants à S ou R et IR.

1.2. DETERMINATION DE L'INDEX YPF DE LA PLATE FORME

Gélivité du sol support (Qs)

L'essai de gélivité permet d'apprécier la gélivité du sol support (non gélif SGn, peu gélifSGp, très gélif SGt) selon la classe trouvée, on adopte pour le sol une quantité de geladmissible.

Qs = + -x si le sol est classé SGnQs = 2,5 si le sol est classé SGpQs = 0 si le Sol est classé SGt

REMARQUEDans les cas où il ne sera pas possible de disposer de résultats d'essai de gonflement, onpourra adopter les classes de sensibilité au gel mentionnées dans le tableau ci-dessous.On attire toutefois, l'attention du projeteur sur le fait que les critères géotechniques nesuffisent pas à bien caractériser la gélivité d'un sol, l'application brutale du tableau peutconduire à des écarts importants avec la réalité.

NATURE DE SOL

D l . D 2 . D 3 . D4

A4.Bl .B2 .B3 .B4

Al . A2. A3. B5. B6. El

CLASSE DE GELITIVITEPOTENTIELLE

SGn (non gélif)

SGp (peu gélif)

SGt (très gélif)

Gélivité du corps granulaire (Qg)

On adopte pour cette couche.Qg = +^ si la couche est non géliveQg = 2,5 si la couche est peu géliveQg = 0 si la couche est très gélive.

Sont a priori classés non gélifs les corps de chaussées traités en pénétration ouimprégnation (pour la partie effectivement pénétrée ou imprégnée), ainsi que les milieuxgranulaires non pollués (teneur en fine inférieure à 5 %) et ceux dont la fraction 0/5 estinférieure à 10 %.

Dans tous les autres cas, on conduit l'essai de gélivité sur la fraction 0/5 ou 0/20 de lacouche granulaire et on classe le matériau de chaussée en fonction de la pente obtenue etde l'importance pondérale de cette fraction.

En l'absence d'essai de gonflement, on adoptera les classes de sensibilité au gelmentionnées dans le tableau ci-dessus. Il conviendra également de tenir compte de lateneur en eau maximum prévisible du matériau de chaussée pour apprécier sa gélivité.

32

Détermination de l'index YPF du support du rechargement R ou dela structure S.

L'ancienne chaussée est caractérisée thermiquement par deux paramètres A et P quidépendent de sa nature

( H , m i i i , i !

A

P

Siliceuxet silico-calcaire

0,13

0.90

Calcaire

0,15

0.80

Laitier

0.22

0.70

On note :

Pour les rechargements:- H l'épaisseur non gélive (en cm) du corps granulaire de l'ancienne chaussée- e l'épaisseur (en cm) d'enrobé en place après fraisage éventuel.

Pour les réfections partielles :- H = l'épaisseur non gélive du corps granulaire restant en place.

On oeut alors déterminer YPF par la formule :

où X = A.H. + Qs/P

YPF = X + 0,1 e

REMARQUE

Si la partie inférieure de l'ancienne chaussée est polluée et gélive, on ne la prend pas encompte dans l'épaisseur H du corps de chaussée et on détermine Qs en fonction de laclasse de sensibilité au gel du sol-support. Il existe cependant une exception à cette règle,quand le sol-support est classé SGt et la partie polluée SGp : on procède alors commesuit :

• Si l'épaisseur polluée est supérieure ou égale à 20 cm, on prend Qs = 2,5 et on effectueles calculs avec l'épaisseur réduite non gélive de l'ancienne chaussée.

• Si l'épaisseur polluée est inférieure à 20 cm on prend : Qs = 0 et on effectue les calculsavec l'épaisseur totale de l'ancienne chaussée restée en place.

33

1.3. CHOIX DE LA SOLUTION

La comparaison de YPF et YT peut conduire aux cas suivants

• YT<YPF

La structure initiale R ou S est retenu

• YPF < YT < YPF + 2,5

On retient une solution :

R' = R'o-

ou

S' = S'e

- AM

+ ZA-

- 0,6F + couche de roulement

f couche de roulement

R'o donnée par le tableau 1 page 36.S'e donnée par le tableau 2 page 36.

• YT > YPF + 2,5

La solution R' ou S" n'est pas suffisante.

- On retient une solution plus épaisse R" ou S", S'il en existe une et on calcule l'indiced'alerte IA qui peut être supérieur ou égal à IR.

- On retient R' ou S'et on détermine son indice d'alerte IA < IR.

ABAQUE 1

TRAVERSES, RECHARGEMENTS EN EnMEDETERMINATION DE L'INDEX Y, ET DE L'INDICE IA

RouR'(EnME + BB)

10 12 14+ + + + +11 13 15 17 19

+ + f21 23

60 70 80 90 100 125150 175 200 225 250 275 300

3 60 4 0 0

90 12 '3

ABAUUtZ

TRAVERSES - REFECTION DE CHAUSSEE A EPAISSEUR DE STRUCTURE LIMITEEAU SEIN DU CORPS GRANULAIRE DE L'ANCIENNE CHAUSSEE

DETERMINATION DE L'INDICE DE GEL D'ALERTE IA ET DE L'INDEX Y1

182C

S ou S'(EnME + BB)

1421

22 24+ + J-

23

26 28

27 29

30 ^ 32

31

1?

19

30 0 3 5 0 4 0 0

125 150

IA20

-• h

10 11 12 13H—<-14

36

Tableau 1Rechargement en Enrobés à Module Elevé dans le cadre de la vérification au gel-dégel

Solutions R'o

Ne (H)6)

7 à 12

4.5 à 7

2,75 à 4.5

1.7* à 2,75

1,25 à 1,75

0,9 à 1,25

0,5 à 0,9

0.3 à 0,5

C2

el

21

19

17

17

16

15

e2

19

17

17

17

e3

16

16

15

16

C3

el

22

21

19

17

16

15

15

14

e2

21

19

17

17

16

15

e3

19

16

15

15

11

10

C4

el

23

e2

23

22 ' 21

^20

19

17

15

15

19

17

16

15

15

14 14

e3

21

19

17

15

11

10

9

9

C5

el

21

20

18

17

15

14

e2

21

19

17

17

15

14

e3

18

17

14

12

9

9

C6

el

19

18

16

16

e2

18

17

15

14

e3

16

15

12

10

Nota L'emploi d'EnME est à comparer avec des solutions de rechargementéconomique.

avec une GB classique qui peut s'avérer

Tableau 2Réfection Partielle (avec conservation d'au moins 10 cm de l'ancienne chaussée)

en Enrobés à module Elevé dans le cadre de la vérification au gel-dégel

Solutions S'e

Ne(x 10")

7 à 12

4,5 à 7

2,75 à 4,5

1,75 à 2,75

1,25 à 1,75

0,9 à 1,25

0,5 à 0,9

0.3 à 0,5

CP3

21

19

18

17

CP2 +

23

21

20

19

18

17

(T2

25

24

22

21

19

18

18

CP1 +

28

26

24

23

22

21

20

19

CP1-

30

29

27

26

24

23

21

20

37

2. REFECTION AVEC CONSERVATION D'UNE EPAISSEURD'ANCIENNE CHAUSSEE INFERIEURE A 10 cm

2.1. DETERMINATION DE L'INDEX YT DE LA STRUCTURE

On lit la valeur de YT sur l'abaque n° 3 page 38 à l'intersection de Taxe Y avec la droitejoignant les points correspondants à S et IR.

2.2. DETERMINATION DE L'INDEX YPF DE LA PLATE FORME

• si la plate forme est constituée par le sol support (épaisseur de chaussée restant enplace < 10 cm), on retient :

YPF = Qs

Nota : lorsque le sol support est classé très gélif (QS = 0), la protection au gel est quasi impossible sans interpositiond'une couche granulaire non gélive.

• si une couche non gélive a été rapportée ou obtenue par traitement du sol en place, onretient :

YPF = Qs + z

z est donné dans le tableau ci-après en fonction de la nature de la couche non géliverapportée et de son épaisseur.

Valeurs de z

Epaisseur hn de matériauxnon gélifs*

de la plate-forme (cm)

Matériaux [A]

Matériaux [B|, [C]

Matériaux [D]

< 10

0

0

0

10

0.8

0,6

0,4

20

2.1

1,7

1.3

30

3,5

2,9

2,4

40

4.8

4.1

3,5

50

6.2

5,4

4,6

60

7.7

6,7

5,8

70

9.1

8.0

6.9

80

10,5

9,2

8,1

90

11.9

10.4

9.3

100

13.3

11.6

10.5

Ou rendus non gélit's par un traitement approprié.

2.3. CHOIX DE LA SOLUTION

La comparaison de YPF et YT conduit aux cas suivants :

• YKYPFLa structure initiale S est retenue

• YT>YPFOn cherche une solution S' plus épaisse au moyen de l'abaque n°3 page suivante. Lasolution S' se trouve à l'intersection de la courbe des valeurs de S avec la droitejoignant les points correspondants à YPF et IR

Si on ne trouve pas de solution satisfaisante vis-à-vis de l'hiver de référence, ondétermine l'indice d'alerte IA de la structure S ou d'une structure plus épaisse.

ABAQUE 3

TRAVERSES - REFECTION DE CHAUSSEE A EPAISSEUR DE STRUCTURE LIMITEE (ancienne chaussée non conservée)DETERMINATION DE L'INDICE DE GEL D'ALERTE IA ET DE L'INDICE Y,

S ou S'(EnME + BB)

'••>

2226

23 25 2?

30

" * 31 3319

IA 203C

30C 350•50

uo

-• h -I *-•s

39

3 DETERMINATION DE L'INDICE D'ALERTE IA

L'indice d'alerte IA est l'indice de gel atmosphérique au- delà duquel la chaussée estsusceptible d'être insuffisante et nécessite des précautions au moment du dégel.

L'indice d'alerte se détermine de la façon suivante :

Rechargement ou réfection avec conservation d'au moins 10 cmd'ancienne chaussée

• Si la solution R ou S est retenue, on lit IA sur l'échelle I des abaques 1 ou 2 en joignantYPF à R ou S

• Si la solution R' ou S' ou une solution R" ou S" est retenue, on lit IA sur l'échelle I desabaques 1 ou 2 en joignant la valeur YPF + 2,5 à R', S', R" ou S" .

Réfection sans conservation d'une épaisseur d'ancienne chausséeau moins égale à 10 cm

• On lit IA sur l'échelle I de l'abaque 3 en joignant YPF à S ou S'

40

Exemple I

On désire assurer à la chaussée une protection vis à vis de l'hiver de référence d'indiceIR = SCPCxj.Le trafic Ne = 2.8 106, la déflexion d = 80/100, la couche de roulement en place est de 7cm, la couche de roulement prévue est de 4cm.La solution de rechargement avant prise en compte du gel est : R = 9 EnME + 4 BB (Ro= 10 cm)

Le corps granulaire de l'ancienne chaussée est composé de 35 cm de grave siliceusepropre.Le so! support est un limon (classe RTR = A3)

1 Détermination de YTL'abaque 1 donne pour R = 13 cm et IR = 80 : YT = 6.32 Calcul de YPFLe corps granulaire est non gélif d'où : Qg = + ^Le sol support est considéré comme très gélif soit : QS = 0

YPF = AH + QS/P + 0.1eA = 0.13 H = 35 e = 7 d'où: YPF = 5.25On a : YPF < YT < YPF + 2.5 -> il existe une solution R'.Le tableau des Ro' donne : Ro' = 17 cmd'où une solution : R' = Ro' - Ar + 4 BB, soit :

= 16EnME + 4BB

Si, pour des raisons de respect des seuils, on désire s'en tenir à lasolution R, On peut déterminer un indice d'alerte IA au moyen del'abaque 1.

IA - 60°C.j

Exemple II

Cas de réfection partielle (sans atteindre le sol) cf : exemple 1 du chapitre 5.S= 12EnME + 6BB Se =13 cm Ne = 2.106 CP = CP3

Le corps granulaire en place est une grave calcaire non gélive, le sol support est une graveargileuse (B4).

On souhaite assurer à la chaussée une résistance à l'indice IR = 120°C.j

Évaluation de YT :L'abaque 2 donne : YT = 7.1calcul de YPF : QS = 2.5 Qg = + x A = 0.15 P = 0.8après décaissement, l'épaisseur de chaussée en place est de l'ordre de 13 cm d'oùYPF = 13x0.15+ 2.5/0.8 YPF = 5,08YPF < YT < YPF + 2.5 donc il existe une solution S'. Se' = 19*

d'où une solutionS' = 18EnME + 6BB

* La solution S'e est de 17 cm mais elle impose un décaissement plus profond qui implique un changement de classe deportance (CP2 +) d'où S'e - 19 cm.

Annexes

SOMMAIRE

ANNEXE 1Passage de Ne aux classes de trafic du catalogue des structures

ANNEXE 2Réfection de structure en «grave bitume 8S»

ANNEXE 3Calcul de l'agressivité des véhicules lourds à partird'histogrammes de charge

ANNEXE 4Hypothèses retenues dans les dimensionnements1. Paramètres communs2. Paramètres pris en compte pour le rechargement3. Paramètres pris en compte pour la réfection partielle4. Hypothèses de dimensionnement au gel

42

43

44

46475051

Annexe 1

PASSAGE DE Ne AUX CLASSES DE TRAFIC DUCATALOGUE DES STRUCTURES

HYPOTHESES :

CHAUSSEES NEUVES ET RENFORCEMENTSEN GRAVE HYDRAULIQUE

RENFORCEMENTS GRAVE BITUME

Durée de vie = 20 ansCroissance = 7 %

Durée de vie = 15 ansCroissance = 7 %

Le tableau suivant permet de passer du Ne calculé pour des structures renforcées à based'EnME aux classes habituelles du catalogue.Pour cela, il est nécessaire de se ramener à un nombre N d'essieux :

Structures à base d'EnME comportant moins de 20 cm de «noir» :

N = Ne / 0.8

Structures à base d'EnME comportant plus de 20 cm de «noir»

N = Ne

N/106

RENFORCEMENTSGRAVES HYDRAULIQUES

ou CATALOGUE DESSTRUCTURES

0

r3

29,93

11,22

4,49

2,24

0,75

RENFORCEMENTSGRAVE BITUME

To

Ti

T,

T3

18,34

6,88

2,75

1.38

0/6

RAPPEL

T3 T 2 Ti To

50 160 300 750 2000

Annexe 2

REFECTION DE STRUCTURE EN «GRAVE BITUME 88»

TABLEAU DE DIMENSIONNEMENT«GRAVE BITUME 88» + BB

Trafic équivalentcumule

Ne/ 10,,1 *)

1

1 "K

0.3

C

12 +

10 +

10 +

10 +

16

14

14

12

P3

10 +

10 +

10 +

10 +

+ 6

+ 6

+ 6

+ 6

S

8

8

h

Classes de portana

C

14 +

14 +

12 +

12 +

10 +

10 +

10 +

16

P2

14 + 8

12 + 8

12 + 8

12 + 6

10 + 6

10 + 6

10 + 6

+ 6

12 +

16

14

14

14

12

12

12

C

12

•

1

l

•

T l

•

16

14

14

12

12

12

H)

11)

•

•

t

1

*

+ 8

8

8

6

6

6

6

6

Le dernier chiffre à droite représente l'épaisseur de BB.

Hors prise en compte du gel.

Annexe 3

CALCUL DE L'AGRESSIVITE DES VEHICULES LOURDSA PARTIR D'HISTOGRAMMES DE CHARGE

L' application de la loi de MINER conduit à la formule suivante :

aNeq =

Q,y / Q' \ y1 13/ 2 J \2x13,

a / \ aI • K + n,xZn t ( —) • K

3x13/

où Noq est le nombre d'essieux équivalents à l'essieu de référence (par jour)

n,, njf nk sont les pourcentages respectifs de chacune des tranches de poids d'essieuxsimples, tandem, tridem (ordonnées des histogrammes)Qp Q, et Qksont les charges de chacune des tranches pour chacun des types d'essieux.(abscisses des histogrammes)r̂ est le nombre journalier moyen d'essieux simplesn2 est le nombre journalier moyen d'essieux tandemsn3 est le nombre journalier moyen d'essieux tridemsK et (( sont donnés dans les tableaux suivants

On obtiendra le nombre total d'essieux équivalents pour la durée de vie choisie : Ne , enappliquant alors la formule suivante (cf Chapitre 3)

Ne = Neq x C x 365 où C est le facteur de cumul

Chaussée neuve traitée aux liants hydrauliques

Chaussée neuve ou renforcements bitumeux

Chaussée neuve mixte

a =

a =

a =

12

4

8

K =

K =

K =

12

1

1.5

* Si les résultats n 'apparaissent pas sous la forme indiquée à la page suivante, on modifiera la formule en conséquence.

HISTOGRAMME DES POIDS DYNAMIQUESESSIEUX SIMPLES

I 2 3 4 S 6 7 S 9 1() 11 12 1 3 14 1 _S 1 (•> 1 7 1 X 1 «• 2()

tonnes a I essieu

0.30-

0.00

HISTOGRAMME DES POIDS DYNAMIQUESESSIEUX TANDEMS

< 4 S 6 7 X 9 10 1 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25

HISTOGRAMME DES POIDS DYNAMIQUESESSIEUX TRIDEMS

î 4 s (, 7 X ') 10 11 12 H 14 15 Id 17 IX \<> Zi) 21 22 23 24 25 2(i 2^ JS 2l> 30 31

tonnes à l'essieu trident

I 2

Annexe 4

HYPOTHESES RETENUES DANS LES DIMENSIONNEMENTS

1. PARAMETRES COMMUNS

1.1. Classes de trafic

8 classes ont été retenues correspondant à des fourchettes de trafic cumulé (ennombre d'essieux équivalents) Le calculs ont été faits sur les milieux géométriquesde classe, soit en million d'essieux :

classe

74,52,751,751,250,90,50,3

aaàaaaaa

12772,751,751,250,90,5

valeur decalcul9,155,63,52,21,51,050,670,38

1.2. Caractéristiques des matériaux

• Enrobé en place : module = 2000 MPa collé sur son support.

• Enrobé à haut module ayant servi dans l'exemple :- module E = 14000 MPa (15°, 10 Hz) soit : E = 16700 MPa à 10°C

- Coefficient de poisson = 0,25- Caractéristiques de résistance à la fatigue :

k1 =106

Ne

- pente de la droite de fatigue b = 0,185

- £6 limite (15°C, 10Hz) = 160.10^ k2 = 1 (E6à10°C = 146.10"6)

- 8e O = constante

- coefficient de calage k4 = 1,1

- risque:Ne = 4,5 à 12.10E06Ne = 1,75 à 4,5.10E06Ne = 0,9 à1,75.10E06Ne = 0,3 à 0,9.10E06

risque = 2 %risque = 5 %risque = 12,5 %risque = 25 %

d'où t = 2,050d'OÙt= 1,645d'où t = 1,175d'Où t = 0,674

Dispersion sur les épaisseurs SH = 1 cm à 2,5 cm pour les rechargementsSH = 2.5 cm pour les réfections

Ecart type sur la loi de fatigue aN = 0,25Liaison rechargement / support = colléCouche de roulement prise en compte à raison d'1 cm EnME pour 2 cm BB.

1.3 Calculs

Les calculs ont été conduits avec le programme ALIZE

2. PARAMETRES PRIS EN COMPTE POUR LE RECHARGEMENT

2.1 Principes de dimensionnement

A partir des modèles décrits au § 2.4, on détermine l'épaisseur hc de rechargementnécessaire en comparant les sollicitations données par ALIZE et les sollicitations admissi-bles, on applique ensuite à cette valeur de calcul une correction dont la valeur est fonctiondu critère dimensionnant.

soit hc l'épaisseur calculée

a) Critère dimensionnant tT

Rn = h c - 1 , 5 - 11,5 cm -^ reprofilage1 cm —» couche de roulement très mince

b) Critère dimensionnant i:z

• On applique une correction pour tenir compte des dispersions d'épaisseur SH

On calcule une valeur H de la façon suivante :

Si hc est telle que H < 1 0 c m H = hc + t x 1

Si hc est telle que H > 15 cm H = hc + tx2,5

Si hc est telle que 10 cm < H < 15 cm H =

I U,

où t est le fractile de la loi normale associée au risque (voir page précédente).

On tient compte du reprofilage en calculant une valeur HF = H - 1,5

Les valeurs de calcul hc10 et hc15 limites conduisant à H < 10 cm ou H > 15 cm ainsique les valeurs de HF dans ces cas là, sont données dans le tableau ci-après :

Neq(x106)

hc10 (cm)

HF (hc ss hc10) (cm)

hc15(cm)

HF(hc5= hc15)(cm)

4,5à12

8

hc + 0,55

9.9

hc + 3,63

1,75 à 4,5

8,4

hc +0,145

10,9

hc + 2,625

0,9 à 1,75

8,8

hc - 0,325

12,1

hc+ 1,44

0,3 à 0,9

9,3

hc - 0,83

13,3

hc + 0,19

Si hc in < hc < hc I5

L'épaisseur Ro est obtenue en ôtant 1 cm pour tenir compte de la couche de roulementtrès mince (e = 2 cm).

2.2 Déformations admissibles

La loi de déformations admissibles du sol support est celle prise pour les renforcements,soit

8Z admissible = 0,0225 Ne"1/41

ïT admissible = k1 .k2.k3.k4 e6

£T à la température d'utilisation, i G à 10° C

Nota : Avec le matériau «moyen» pris en compte dans ce document, t-z est le paramètredimensionnant.

2.3 Classes de déflexion

5 classes de déflexion ont été définies,correspondant à celles du manuel de dimensionne-ment des renforcements.

C, C2 C3 C4 C5 C6

d(1/100ème) 50 7 b 100 150 200 300

2.4 Modélisation

LES MATERIAUX DE RECHARGEMENT SONT SUPPOSES COLLES

Les modèles définis sont calés sur le haut de chaque classe de déflexion exemple : pourC2 (50 à 75/100 èmes), modèle calé sur 75/100èmes.

Les modèles retenus sont indiqués dans les tableaux ci-après :

Modèles de chaussée retenus

Anciennechaussée

sol

Epaisseur Module

el

5 cm

25 cm

2000 MPa

4E

E

Epaisseur Module

e2

10 uni

20 cm

2000 MPa

4E

E

Epaisseur Module

e3

15 cm

15 cm

2000 MPa

4E

E

enrobeen place

corps granulaire

E = module élastique du sol support

Valeur de Esol pour chaque classe de déflexion

classe

Déflexion1/100° mm

Epaisseur BBen place

Module dusol E(en Mpa)

C2

75

5

84

m

80

15

71

C3

100

5

62

1(1

5 S

15

51

C4

150

5

41

10

37

15

31

C5

200

5

30

10

26

15

C6

300

S

20

10

17

15

13

Nota : La classe CI (d < 50/100) ne nécessitant pas de renforcement (pour les chaussées souples) elle n'apparaîtpas dans les tableaux.

2.5 Rayon de courbure

Le rayon de courbure (Rc) est un paramètre qui peut permettre de déclasser la chausséesi sa valeur est inférieure au niveau de rayon théorique calculé pour chaque classe Cj. Letableau ci-après donne les valeurs minimum de Rc pour chaque classe Cj. (Rc doit êtreévaluée dans des conditions précises de température). Par exemple pour C2 et e2, il fautRc > 120 m. Si Rc est inférieur au mini de la classe, il faut choisir Cj+1 voire Cj+2.

Déflexion (1/100)

Cl

C3

C4

C5

C6

50 à 75

75 à 100

100 à 150

150 à 200

200 à 300

el

85

65

45

35

25

Rayon de courbure

e2

120

100

75

60

50

e3

165

145

115

100

85

Valeurs calculées à 15"Ce = épaisseur d'enrobé en place

Niveau de déflexion d : valeur moyenne sur la zone homogène

On considérera que la valeur moyenne du rayon de courbure est supérieure à la valeurmini relative à d lorsque : 95 % des valeurs > à la valeur mini relative à d

3. PARAMETRES PRIS EN COMPTE POUR LA REFECTION PARTIELLE

3.1 Principes de calcul

On distingue deux cas :• cas 1 : on reste à l'intérieur de la fondation de l'ancienne chaussée (il en reste plus de

10 cm)• cas 2 : on atteint le sol support (ou il reste moins de 10 cm de l'ancienne structure).

La détermination des classes de plate-forme a été faite par comparaison entre lesdéfie <ions correspondant aux plate-formes ci-dessous et plusieurs modèles de chausséesexistantes après décaissement partiel ou total.

3.2 Classes de portance

CP1- module = 20 MPa d = 550/100CP1+ module = 32 MPa d = 345/100CP2- module = 50 MPa d = 220/100CP2+ module = 80 MPa d = 140/100CP3 module = 120 MPa d= 92/100

Module de la grave non-traitée en fondation :• épaisseurs jusqu'à 20 cm = 4 fois le module correspondant à CP plafonné à 320 MPa• épaisseurs jusqu'à 40 cm = sur 25 cm 4 fois le module correspondant à CP plafonné à

323 MPa sur 15 cm, 16 fois le module correspondant à CP plafonné à 480 MPa.

3.3 Modélisation

La plate-forme est assimilée à un massif semi-infini dont le module est déterminé par laclasse de portance.

Les modèles ont donc la forme :

ou^plate-forme + EnME

plate-forme + GNT (1 à 2 couches) + EnME

La couche de roulement en BB est prise en compte à raison de 2 cm pour 1 cm d'EnME.

3.4 Déformations admissibles

£z admissible est déterminé :- dans le cas 1 Loi de déformation admissible du sol associée aux renforcements :

8Z = 0,0225 Ne~1/4-1

- dans le cas 2 Loi de déformation admissible du sol conduisant aux valeurs prises encompte pour l'actualisation du catalogue des structures de chaussée neuves.

8Z = 0,01 Ne-0-22

8Z est vérifié sur le support, (éventuellement sur la GNT)cT admissible est donné par application des formules rappelées dans la partie paramètrescommuns.eT admissible est divisé par 1,2 sur CP1

par 1,1 surCP2

3.5 Calculs

On détermine les valeurs Sec de calcul, puis on applique la correction suivante pour tenircompte de la nécessité d'un calage par rapport aux solutions de rechargement :

Se = Se, + K - 2 cm'

VALEURS DE K

Classe deportance

K

CP3

1

CP2 +

2

CP 2 -

3

C P ^

4

C P , -

5

' 2 cm pour une couche de roulement de 4 cm.

4. HYPOTHESES DE DIMENSIONNEMENT AU GEL

Les hypothèses de dimensionnement au gel-dégel, sont celles qui ont été prises dans leGuide de dimensionnement des renforcements pour les rechargements et la réfection ausein du corps de chaussée existant, et celles du Catalogue des Structures pour laréfection atteignant le sol support.

Ces hypothèses combinent la prise en compte d'une résistance thermique et d'unerésistance mécanique.

On peut admettre :

• que les abaques sont applicables à tous les matériaux à module élevé.

• qu'une première approche des solutions R' et S' dans les cas de rechargement ou deréfection au sein du corps de chaussée existant sera obtenue quels que soient lesenrobés à module élevé, par addition aux valeurs Ro ou Se, les AR0' et ÀS'e contenusdans les tableaux de la page suivante.

A R'o

Ne (10")

7à 12

4,5 à 7

2,75 à 4,5

1.75 à 2.75

1,25 à 1,75

0,9 à 1,25

0,5 à 0.9

0,3 à 0,5

C2

el e2

7 6

7

10

11

12

12

9

11

13

e3

5

9

10

13

Cl

el

6

6

7

7

9

9

10

11

e2

5

6

7

10

11

11

e3

4

5

7

y

7

7

C4

el

4

4

5

5

5

S

<S

e2

4

4

4

4

6

7

9

9

e3

3

2

3

3

3

3

4

6

C5

el

3

4

4

4

5

6

e2

4

3

4

5

6

7

e3

2

2

2

2

2

4

C6

el

3

3

3

5

e2

2

2

3

4

e3

1

1

1

AS'e

Ne(x 10")

7 à 12

4.5 à ?

2,75 à 4,5

1,75 à 2,75

1,25 à 1.75

0,9 à 1,25

0.5 à 0.9

0..S à 0,5

CP3

3

3

4

4

CP2 +

T

-}

3

3

3

3

CP2-

1

-)

~f

-)

1

->

3

CP1 +

1

1

1

1

T

2

C P l -

0

1

1

1

1

1

1

1

Ce document résulte du travail d'un sous-groupe du groupe detravail sur la Réhabilitation des Chaussées en Traverséed'Agglomération composé de :

MM. C. Babillotte CETE de LyonM. Boutonnet L.R. de NancyJ. Maribas L.R. d'AutunP. Toulouse SETRA-CSTR

On se référera aux références bibliographiques du documentRéhabilitation des Chaussées en Traversée d'Agglomération.

Ce document est propriété de l'Administration, il ne pourra être utilisé oureproduit, même partiellement, sans l'autorisation du SETRA.

© 1988 SETRA

Ce document permet de prédimensionner des solutionsde renforcements par rechargement ou réfection partielleen enrobés à module élevé. Il est particulièrement adaptéaux traversées d'agglomération pour lesquelles ce type detechniques peut souvent servir de solution de base lorsd'un appel d'offres à variante larges.

This document allows one to predesign the strengtheningsolutions through regravelling or partial reconstructionwith high stiffness bituminous concrète. It especiallyconvenient for cross town links for which this type oftechnique rnay often be a basic solution to a call for bidswith large alternative possibilities.

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