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RAPPORTS DES LABORATOIRES SÉRIE : CONSTRUCTION ROUTIERE

CR-1

Les études d'auscultation des chaussées pour la programmation des travaux d'entretien

et de renforcement du réseau routier francais

)

Michel BOULET

Juillet 19 8 3

. MINISTERE DE L'URSANISME Eï OU LOGEMENT· MINISTëRE DES TRANS?ORTS LABORATOIRE CENTRAL DES PONTS ET CHAUSSËES

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Michel Boulet

Chef de la Section des Caractéristiques de Surface Division des Structures et Caractéristiques des Chaussées Laboratoire Central des Ponts et Chaussées 58 bd Lefebvre - 75732 PARIS CEDEX 15

Résumé

ISSN en cours

En 1963, un hiver très rigoureux détruisait une grande partie du réseau routier français dont par ailleurs les structures de chaussées n'étaient plus adaptées à la progression du trafic lourd : en 1965, la Direction des Routes recevait la mission de procéder au renforcement des 30 000 kilomètres des routes les plus importantes (Réseau Routier National) ; à partir de 1972, elle mettait également en place une politique d'entretien préventif des chaussées neuves ou renforcées.

Le Laboratoire Central des Ponts et Chaussées et les seize Laboratoires Régionaux contribuèrent à l'application de ces deux politiques en apportant des éléments de rationalisation des affectations budgétaires :

tout d'abord, en participant à l'évaluation globale du réseau à renforcer et à la détermination des priorités (phase d'auscultation globale).

puis, en procédant aux études détaillées des itinéraires choisis au cours de la phase précédente pour déterminer les solutions à appliquer et préparer les dossiers d'exécution de travaux (phase d'auscultation pathologique) .

. enfin, en effectuant la surveillance systématique des chaussées neuves ou renforcées afin d'alerter sur l'évolution de leurs qualités et prévenir sur leurs besoins en entretien.

Pour chacune de ces phases, des matériels et des méthodes d'auscultation des chaussées ont été mis au point ; ils permettent d'évaluer la qualité des chaussées tant sous l'angle structurel (portance, résistance mécanique, dégra­dation), que sous l'angle superficiel (uni, adhérence).

Ces matériels et méthodes, conçus dans le contexte français, ont été respectivement diffusés et transposés par le LCPC dans un grand nombre de pays de tous les continents dont les administrations ont adopté tout ou partie du modèle français de gestion routière.

Ce document est propriété de l'Administration et ne peut être reproduit, même partiellement, sans l'autorisation du Directeur du Laboratoire central des Ponts et Chaussées

(ou de ses représentants autorisés).

<0 1983 - LCPC

Publié par le LCPC, 58 bd Lefebvre - 75732 PARIS CEDEX 15 sous le numéro 3502 Dépôt légal : fui/let 1983

ISBN 2-7208-3502-1

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SOMMAIRE

I. LE CONTEXTE FRANCAIS

1.1. L'importance du transport routier en France

1.2. Les raisons du développement d'une politique routière

1.3. Les moyens mis en oeuvre

1.3.1. Le développement de la recherche

1.3.2. La mise en place d'une organisation

1.4. Les programmes de rénovation des chaussées existantes

II. LES ETUDES DE RENDVATIO~ DU RESEAU ROUTIER EXISTANT

5

5

6

6

7

7

8

9 2.1. Le principe g

2.2. L'évaluation globale du réseau g 2.2.1. Paramètres retenus pour l'auscultation du réseau français 10

a) Le matériel utilisé : le déflectographe Dl Lacroix 10

b) Application en France 12

2.2.2. Recommandations pour une transposition dans un autre pays 13

2.3. L'étude pathologique d'un itinéraire 16

2. 3 .1. Méthode utilisée 16

2~3.2. Description d'une étude type en France 18

a) Schéma général de l'étude 18

b) Exploitation des résultats 20

2. 3. 3. Choix des solutions 23

a) Les stratégies possibles 23

b) Les objectifs des renforcements coordonnés 24

c) Le dimensionnement des renforcements 25

2.4. Déroulement pratique d'une opération de renforcements coordonnés 27

III. LES ETUDES DE MAINTENANCE DU RESEAU ROUTIER

3.1. Les objectifs de la maintenance

3.2. La surveillance de l'état du réseau. Pourquoi ? Comment ?

3.3. La méthode de surveillance du réseau routier français

3.3.1. Principe de la méthode

a) Le point zéro

b) La surveillance systématique de routine

c) Auscultation fine des "sections à problèmes"

3.3.2. Les moyens utilisés

a) Pour la surveillance de routine

b) Dans le cadre des études complémentaires

3.3.3. L'utilisation des indicateurs d'état

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30

31

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23

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35

35 40

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3.3.4.

3.4. Bilan

BIBLIOGRAPHIE

La Banque de Données Routières (BDR)

a) La justification de sa création

b) Les in f arma tians contenues dans la BOR

c) Les applications ou les produits de la BOR

de l'entretien des routes nationales en France

47 47

48

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50

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1 I. LE CONTEXTE FRANCAIS

1.1. L'importance du transport routier en France

La route est en France le premier mode de transport terrestre de

marchandises et de voyageurs : en 1978, elle représentait 53 % des trans­

ports terrestres de marchandises (en tonne x kilomètre), 88 % des transports

intérieurs de voyageurs (en voyageur x kilomètre).

Ce trafic se concentre essentiellement sur le réseau routier na­

tional qui supporte plus de 40 % du trafic routier alors que sa longueur ne

teprésente que 2 % de la longueur de l'ensemble des routes et des chemins

existants en France.

Sur les 29500 kilomètres de routes nationales :

25 % supportent un trafic compris entre 1500 et 3000 véhicules/jour,

50 % un trafic allant de 3000 à 6000 véhicules/jour,

25 % enfin un trafic de plus de 6000 véhicules/jour et dépassant assez

souvent 20000 véhicules/jour.

Sur ces routes le taux de véhicules lourds (véhicules de charge

utile supérieure à 5 tonnes correspondant en fait à des véhicules de plus

de 9 tonnes de poids total en charge) est de l'ordre de 14 % en moyenne

(compris entre 5 % et 30 %).

L'évolution du trafic routier au cours de ces vingt dernières

années se caractérise par une augmentation continue du nombre et de la

charge des véhicules gros porteurs .(rappelons qu'en France, la charge

maximale autorisée est de 13 tonnes pour un essieu isolé et de 21 tonnes

pour des essieux tandem) : il s'agit donc d'un paramètre important dont

il faut tenir compte pour la conception des chaussées neuves et pour la

remise en état ou la sauvegarde des chaussées existantes.

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1.2. Les raisons du développement d'une politique routière [36j

Au début des années 1960, la majeure partie du réseau routier

français, et en particulier les routes nationales, n'étaient pas conçue9_pour

supporter un trafic aussi important de véhicules lourds. En effet, les

chaussées avaient été construites au cours du siècle précédent et de la

première moitié du vingtième siècle, et, de conception périmée, présen­

taient des structures insuffisantes.

Cette inadaptation s'est trouvée aggravée par un sous-entretien

chronique au cours des années qui suivirent la seconde guerre mondiale :

entre 1945 et 1960, alors que le trafic était multiplié par 5, les cré­

dits d'entretien diminuaient régulièrement.

L'hiver 1962-1963, très long et très rigoureux et au cours duquel

les chaussées devaient être soumises à des cycles de gel-dégel extrêmement

sévères, achevait de dégrader le réseau routier rendu très vulnérable par

ce sous-entretien. Le coOt des réparations des dégâts et les conséquences

financières des perturbations importantes dans les échanges économiques

firent prendre réellement conscience de la dégradation profonde de notre

réseau routier.

Il est alors apparu à la Direction des Routes et de la Circulation

Routière (DRCR) qu'il était indispensable de procéder au renforcement des

chaussées existantes et de développer les programmes de construction des

autoroutes et des grandes voies de liaison régionales.

1.3. Les moyens mis en oeuvre

Pour parvenir à atteindre ces objectifs une politique routière

rationnelle a été mise en place dont deux axes principaux ont été l'ac­

croissement des recherches dans le domaine des chaussées et des terrasse­

ments et la mise en place d'une organisation pour les études préalables

de renforcement et d'entretien des chaussées existantes.

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Menée dans le réseau des Laboratoires des Ponts et Chaussées, cons­

titué du Laboratoire Central des Ponts et Chaussées (LCPC) et de 17 Labora­

toires Régionaux (LR) répartis sur tout le territoire français, cette re­

cherche a permis

- la mise au point de méthodes rationnelles de dimensionnement des chaus­

sées [zsl [27} [10sJ : la méthode de dimensionnement conçue en 1965 et déri­

vée de la méthode CBR a été remplacée par des catalogues de structures types

de chaussées neuves [l] [zJ, et des méthodes de dimensionnement des renforce­

ments de chaussées souples [3] ou des chaussées neuves à faible trafic [4J. - l'élaboration et la standardisation de matériaux de chaussées très per­

formants et parfaitement définis par des documents officiels à caractère

normatif [7 à lA] ainsi qu'une meilleure connaissance des caractéristiques

des sols supports de chaussée et de leur utilisation [ 19] et [6}.

- l'amélioration des méthodes et des matériels de construction de chaussées

[20 à 24j.

- la conception de matériels et la mise au point de méthodes d'auscultation

pour évaluer les qualités structurelles et superficielles des chaussées et

en suivre leur évolution.

Pour mener à bien l'opération de renforcement des chaussées exis­

tantes une organisation spécifique fut mise en place en 1965:sous la tutelle

technique du LCPC, des Points d'Appui Renforcements (PAR) furent créés dans

huit des Laboratoires Régionaux et dotés en personnel et en matériel.

La responsabilité générale de l'opération fut assurée par le Service

d'Etudes Techniques des Routes et Autoroutes (SETRA) de la Direction des Rou­

tes ; l'ensemble des études préalables d'auscultation et de dimensionnement

fut confié au réseau des Laboratoires des Ponts et Chaussées, le LCPC fixant

la méthodologie et assurant l'homogénéité des PAR ; la mise au point des

projets et le suivi de la réalisation des travaux furent effectués par les

Directions Départementales de l'Equipement (ODE) avec l'aide des Divisions

Terrassements et Chaussées, antennes régionales du SETRA.

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1.4. Les programmes de rénovation des chaussées existantes [26] [28] [35}

La mise en oeuvre de la politique de rénovation des chaussées

existantes du réseau routier national s'est concrétisée par la réalisation

de deux programmes d'action caractérisés par :

- la fixation d'objectifs à moyen terme (à l'échelle du plan quinquennal) ;

- la détermination d'objectifs précis et quantifiés pour chaque année bud­

gétaire ;

- une évaluation détaillée des moyens permettant de satisfaire les objec­

tifs (ressources financières et, le cas échéant,ressources en personnel et

en matériel) ;

- une justification des actions proposées.

Cette procédure permet de mieux éclairer le choix des décideurs,

de mieux affecter les ressources disponibles, de suivre pius précisément

les actions entreprises et leur efficacité.

Le premier programme d'action est celui des Renforcements Coordon­

nés lancé en 1969, clé de voûte de la modernisation générale du réseau

routier national.

en 1972

Un deuxième programme d'action relatif à l'entretien a été lancé

complémentaire du premier ce programme a pour objectif la pré-

servation du capital ainsi investi.

Il faut signaler également que pour valoriser et compléter la re­

mise en état des chaussées d'autres programmes ont été mis en oeuvre :

- équipement et exploitation de la route pour améliorer la sécurité des

usagers et la fluidité du trafic ;

- viabilité hivernale (lutte contre la neige et le verglas) pour permettre

la circulation des véhicules dans de bonnes conditions et durant toute

l'année,

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II. LES ETUDES DE RENOVATION DU RESEAU ROUTIER EXISTANT

2.1. Le principe [38] [52}

Lorsque, au lendemain de l'hiver 1962-1963 et après que le principe

de rénover les chaussées existantes ait été admis, les ingénieurs routiers

se sont trouvés confrontés au problème de la remise en état de 80 000 kilomè­

tres de routes (c'était en 1965 la longueur du réseau routier national), il

était évident qu'il leur serait totalement impossible non seulement de remet­

tre en état toutes ces routes en même temps, mais encore de déterminer la

nature et le coût des travaux pour chacune de ces routes sans au préalable,

une analyse globale du réseau. C'est pourquoi l'étude de la rénovation du ré­

seau routier français a comporté deux phases :

- le phase : une évaluation globale du réseau destinée à

• distinguer parmi tous les itinéraires constituant le réseau ceux

qui étaient à entretenir de ceux qui étaient à renforcer, d'après leur état,

le niveau de portance de leurs chaüssées, les trafics qu'ils devaient suppor­

ter.

• définir un ordre de priorité pour les études détaillées et les tra­

vaux en fonction de l'état de chaque itinéraire et de leur rentabilité ou de

leur importance économique déduite d'une étude d'un plan de transport.

• l'élaboration de programmes de travaux pluriannuels en fonction des

possibilités budgétaires annuelles,

- 28 phase l'analyse pathologique de chaque itinéraire précisant la locali­

sation, la nature et le coût des travaux. Cette analyse doit précéder de très

peu la réalisation des travaux sous peine de voir les solutions proposées

devenir rapidement caduques en fonction du caractère évolutif des chaussées

(en 3 ou 4 ans pour des trafics élevés et pour des chaussées en mauvais état).

Cette analyse complétée en général par des études de carrières ou de maté­

riaux de chaussée permet alors l'établissement du projet d'exécution.

2.2. L'évaluation globale du réseau

Dans le même temps que des comptages de trafic et que l'étude d'un

plan de transport étaient réalisés, les Laboratoires des Ponts et Chaussées

ont procédé entre 1965 et 1967 à une auscultation des chaussées des itinérai­

res jugés alors les plus importants pour des raisons économiques, politiques

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ou sociales (représentant une longueur de 45 000 kilomètres).

Les motifs d'incitation qui aboutissent à des travaux d'entretien

ou de renforcement sont en général :

- d'ordre technique :

• force portante insuffisante de la chaussée

• niveau de service inacceptable

• taux de dégradation inacceptable

• niveau de sécurité inacceptable

- et d'ordre économique (conséquence des précédents)

• coût pour l'usager inacceptable

• coût d'entretien inacceptable.

Compte tenu de l'état des chaussées françaises en 1965, seules les

caractéristiques structurelles ont été étudiées car il était clair que ce

serait essentiellement en fonction de celles-ci que les solutions de réfec­

tion seraient déterminées et qu'on remédierait en même temps aux insuffisan­

ces des qualités superficielles (uni et adhérence) affectant le confort et

la sécurité des usagers.

La méthode retenue pour l'évaluation globale du réseau national

français a reposé sur l'utilisation d'un seul paramètre d'auscultation : la

mesure de la déflexion,

- parce que, quelles que soient les critiques que l'on puisse faire sur le

plan théorique, la déflexion mesurée en continu constitue une excellente

indication de mauvaise qualité ;

- parce que l'on disposait avec les déflectographes Dl Lacroix de moyens

rapides et puissants de mesure de la déflexion : en 1965, 13 appareils

étaient en service dans les Laboratoires des Ponts et Chaussées (22 unités

de ce type actuellement en France).

a) Le matériel utilisé : le déflectographe 01 Lacroix [61 à 79j

Les appareils traditionnels de mesure de la déflexion, poutre

Benkelman (BLI) et déflectomètre optique (JYC), ont été remplacés en 1964

par un appareil à grand rendement ; le déflectographe. Les premiers appa­

reils, du type 01, sont composés :

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- ll -

d'un camion à châssis normal à deux essieux avec l'essieu arrière chargé

à 13 tonnes [38] ;

- d'un appareillage de mesure fixé sous le camion et comprenant

• une poutre de référence en forme de T

• deux bras palpeurs

• le système de traction et de guidage

• le dispositif électronique de transformation des signaux et d'enre­

gistrement.

Le principe de la mesure est le suivant (fig. 1) :

- la déformation verticale de la chaussée en un point P sous l'influence de

la charge (essieu arrière) se traduit par un déplacement vertical de l'extré­

mité de chacun des deux bras palpeurs : rotation du bras (8) autour d'un axe

fixe (O).

- chaque bras est lié à l'ensemble de référence constitué par la poutre en

forme de T.

- chaque capteur (C) transforme le déplacement vertical du bras en un si­

gnal électrique proportionnel, enregistré simultanément sur un enregistreur

photographique et un enregistreur magnétique.

p

Fig. 1 - Principe de la mesure.

L'appareil enregistre deux valeurs de déflexion (une sous chaque

jumelage) tous les 3,40 mètres à une cadence de 2 km/h environ. La mesure

est en général réalisée dans une zone proche des bandes de roulement des

véhicules, soit respectivement à 0,80 et 2,50 mètres du bord de la chaussée

(pour une route à deux voies de circulation).

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Depuis la réalisation des premières unités (en 1964), l'appareil a

évolué pour tenir compte des besoins en précision dans le domaine des faibles

déflexions (déf lectographe à châssis long type 03 et 04) et de la modernisa­

tion des appareillages électroniques. Il est présenté en annexe une fiche des­

criptive des modèles actuellement fabriqués.

b) Application en France

Malgré la grande cadence de mesure du déf lectographe et le nombre

d'appareils en service, il n'était pas possible d'ausculter l'ensemble du ré­

seau retenu dans la courte période de l'année pendant laquelle le sol-support

est placé dans des conditions de teneur en eau défavorables. On a donc adopté

une technique d'échantillonnage en auscultant des sections de deux kilomètres

tous les dix ou quinze kilomètres. Ces sections tests pouvaient être soit

réparties régulièrement le long d'un itinéraire, soit placées après un rapide

examen visuel de façon à être mieux représentatives d'un tronçon de dix kilo­

mètres.

La déflexion critique (moyenne + 2 écarts-types) sur deux kilomètres

a été comparée à la déflexion limite admissible, définie en fonction du tra­

fic journalier. Les valeurs adoptées en 1965, pour les chaussées tradition­

nelles ne comportant pas de couches rigides sont données dans le tableau ci­

dessous.

Trafic* (nombre de véhicules par jour) Déflexion limite (1/100 mm)

> 6000 100

de 3000 à 6000 125

de 1500 à 3000 150

de 750 à 1500 200

pour 2 ou éventuellement 3 voies

* dont 10 ~ de véhicules lourds de charge utile > 5 tonnes ,o

Complétées par un examen visuel de l'état des chaussées, ces mesures de

déflexion ont permis de répartir les sections auscultées en quatre classes

fonction du trafic :

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- sections bonnes, pas de renforcement prévu.

- sections devant supporter un renforcement léger, classe 1.

- sections devant supporter un renforcement moyen, classe 2.

- sections devant supporter un renforcement lourd, classe 3.

Cette évaluation globale de la qualité des chaussées du réseau routier

devait montrer que pour plus des 2/3 de sa longueur, il était impossible d'en­

visager un maintien en service des chaussées avec des opérations d'entretien

courant et qu'il fallait donc les renforcer.

Ce travail était complété par une auscultation en continu des mêmes

itinéraires entre 1967 et 1969, auscultation rendue possible par la mise en

service de nouveaux déflectographes.

Il constituait ainsi la base du lancement, à partir de 1969, des pro­

grammes annuels de Renforcements Coordonnés.

Entre 1973 et 1980, les ingénieurs des Laboratoires des Ponts et

Chaussées se sont trouvés confrontés à plusieurs reprises, à des problèmes

analogues d'évaluation globale du réseau routier d'un pays. Les études réali­

sées dans plusieurs pays du Continent Africain et du Moyen-Orient [53 à 60}

leur ont ainsi permis de conforter la méthodologie mise au point en France.

Ces nombreuses expériences nous ont amenés à penser que

- la transposition d'un pays à un autre d'une méthode d'analyse globale

semblait plus aisée dans le cas d'une méthode utilisant un paramètre numéri­

sé unique (ou un paramètre prépondérant) que dans le cas d'une méthode utili­

sant une combinaiso~ numérique de plusieurs paramètres (méthode du PSI par

exemple) ; mais dans les deux cas, il importe de vérifier au préalable qu'elle

répond bien à la question posée et que l'on ait, par conséquent, analysé le

processus de dégradation des chaussées du réseau concerné.

- dans le cas de la méthode française, la représentativité du paramètre numé­

risé, la déflexion, dpvait être vérifiée par confrontation avec l'état de

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dégradation de la chaussée, la constitution de sa structure et l'entretien

pratiqué.

Aussi, pour définir les besoins en renforcement d'un réseau, c'est-à­

dire séparer les itinéraires qui peuvent être inscrits au programme d'entre­

tien courant de ceux qu'il faut renforcer, établir une liste des priorités,

évaluer l'envelàppe des travaux, nous préconisons d'évaluer la qualité du

réseau à partir des données citées précédemment et qui pratiquement pourront

être recueillies de la façon suivante

- un examen visuel continu du réseau, effectué à pied ou en voiture à vites­

se lente, en codifiant et quantifiant les dégradations et en relevant l'en­

vironnement de la chaussée

- des mesures de déflexion en continu sur des sections de un à deux kilomè­

tres réparties statistiquement en fonction de l'examen visuel de manière à

recouvrir entre 10 % et 20 % du réseau ausculté (c'est-à-dire une section

tous les cinq à dix kilomètres en moyenne) ;

- le relevé dans les carnets routiers des services gestionnaires des struc­

tures de chaussée et des derniers travaux d'entretien, et la confirmation

de ces renseignements par des sondages en tranchée montrant la chaussée et

l'accotement à raison d'un sondage tous les cinq à dix kilomètres en moyen-

ne.

A partir de l'ensemble de ces éléments regroupés dans un document

synthétique, le schéma d'itinéraire (fig. 2), le cheminement du raisonne­

ment est alors le suivant :

1. on recherche les processus de dégradation des chaussées en examinant

leurs principales causes et on définit différents états de la chaussée.

2. on associe à ces différents états une solution type qui peut être

entretien, renforcement de telle ou telle nature, réfection d'une ou plu­

sieurs couches, etc.

3. on relie les paramètres de l'auscultation à ces différents états de

chaussée.

4. on évalue à partir de ces paramètres la qualité du réseau.

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- 15 -

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Fig. 2 - Extrait de schéma itinéraire.

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16 -

2.3. L'étude pa~hologigue d'un itinéraire

Il s'agit de réaliser l'étude d'un itinéraire pour lequel la déci­

sion de renforcement a été prise à l'issue de la phase d'analyse globale et

qui a été inscrit à un programme annuel d'étude des Renforcements Coordonnés.

L'analyse pathologique devra permettre de fournir et de localiser les solu­

tions à appliquer à cet itinéraire et qui pourront varier d'une section à

une autre.

Les différents paramètres qui vont déterminer les solutions peuvent

@tre décomposés ~omme sur la figure 3.

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Fig. 3 - Schéma synoptique d'une étude de renforcement.

Dans ce qui suit, nous nous limiterons à la détermination de la

force portante résiduelle de la chaussée et des paramètres pris en compte

dans le calcul des renforcements, mais il convient de souligner l'importance

des études relatives aux ressources en matériaux et aux techniques routières

utilisables.

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- 17 -

Les méthodes habituelles d'auscultation des chaussées en vue de leur

renforcement se rattachent à l'un ou l'autre des types ci-après :

- celles faisant appel à la mesure par auscultation non destructive de cer­

tains paramètres caractérisant le comportement mécanique (déflexion, rayon

de courbure de la déflexion, appréciation de la qualité des matériaux par

des méthodes de vibration, etc:),

- celles reposant sur l'état externe de la surface de la chaussée (apprécia­

tion de la qualité de surface par référence à un catalogue ou à des normes

de dégradations, mesure des déformations géométriques ••• ),

- celles s'appuyant sur des observations internes (sondages et carottages,

appréciation du sol support ••• ).

Chacune de ces méthodes a ses avantages et ses inconvénients ; aucune

ne nous a paru utilisable telle quelle et nous avons donc cherché à faire une

synthèse entre ces trois types d'approche du problème en donnant une priorité

à l'analyse qui doit se dérouler comme suit :

1. Poser le problème,

2. Etablir le programme d'expérimentation en fonction du problème à résoudre,

3. Effectuer les constatations et les interpréter,

4. Le cas échéant, faire les calculs permettant d'aider au choix de la

soluti,an,

5. Choisir la solution (ou les solutions) dans la gamme généralement offerte

en fonction de l'expérience que l'on a (éventuellement inventer de nouvel­

les solutions).

Enfin, au cours de cette démarche, il convient de conserver à l'esprit

qu'il ne s'agit pas seulement de recueillir les bons paramètres mais encore

qu'il faut en avoir un nombre suffisant pour caractériser correctement la va­

leur résiduelle d'une chaussée. Aussi, il nous semble préférable de pouvoir

disposer d'une grande masse d'informations qui permette de représenter fidèle­

ment une chaussée et donner l'image de son homogé~éité même si ces informa­

tions doivent perdre en précision, plutôt que de disposer de mesures extrême­

ment fines et précises mais en nombre si faible que leur généralisation à

l'ensemble de la chaussée serait hasardeuse.

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- 18 -

A partir de 1969, des études de renforcements coordonnés ont

été entreprises au rythme de 2000 à 3000 kilomètres par an, sur les

itinéraires du réseau routier national dont la longueur a été ramenée

à 29500 kilomètres (Schéma Directeur des routes nationales). Elles ont

été réalisées par les huit Points d'Appui Renforcement (PAR) avec l'aide

des dix-sept Laboratoires Régionaux et sous la tutelle technique du

LCPC. Afin d'assurer une homogénéité d'analyse et de détermination des

solutions entre les huit PAR, une étude type de renforcement a été mise

au point (elle est décrite dans un guide d'auscultation des chaussées

souples [3R]), de fréquentes réunions de coordination des huit PAR per­

mettant de s'assurer qu'elle était appliquée par tous de la même façon.

a) Schéma général de l'étude

Il comporte les phases successives suivantes :

1. Reconnaissance détaillée de l'itinéraire et entretien avec les

services gestionnaires : pour relever les principales caractéristiques

géographiques (localités, carrefour .•• ) et géométriques (profils en plan,

en long, et en travers), et réunir les renseignements disponibles concer­

nant les structures de chaussée, l'entretien pratiqué au cours des derniè­

res années, les conditions d'exploitation de la route.

2. Mesures de déflexion en continu : elles sont réalisées au cours de

la période de l'année où les conditions de portance du support sont les

plus défavorables, sur toute la longueur de l'itinéraire et sur les deux

voies extrêmes de la chaussée ou tout au moins sur la voie la plus char­

gée (dans le cas d'une chaussée à deux voies). L'exploitation statistique

(moyenne et écart type) des déflexions, réalisée sur ordinateur à partir

de l'enregistrement numérique sur bande magnétique et effectuée sur des

sections de 200 mètres et par pas glissant de 20 mètres, permet de déga­

ger les zones homogènes. L'analyse du déflectogramme (enregistrement

photographique ou sur papier des déflexions) permet de détecter les sin­

gularités (les "pics"), d'orienter vers la recherche de défauts ( anoma­

lies de drainage, défauts localisés de la chaussée ou de son support)

dont les remèdes peuvent relever de travaux différents des renforcements

et de guider l'implantation des essais complémentaires.

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- 19 -

3. Relevé des dégradations : réalisé le plus souvent à pieq, il doit

être effectué avec soin. La désignation des dégradations doit se référer

à un Catalogue type des dégradations Ls7] et leur quantification effectuée

suivant un code graphique variable selon les types de chaussées et les dé­

gradations rencontr$es. Les dégradations les plus significatives sont cel­

les du type fissures (longitudinales, transversales, faïençages), arrache­

ments (pelade, désenrobage .•• ), déformations (orniérage, affaissements,

bourrelets ••• ).

Au cours de ce relevé, sont également notées toutes les observa­

tions concernant l'environnement de la chaussée et les dispositifs de

drainage.

4. Réalisation de sondages et d'essais géotechniques : les sondages

doivent être effectués, à raison de un à deux par kilomètre d'itinéraire

sous forme de tranchées de 0,70 à un mètre de profondeur et implantées

de la façon suivante (fig. 4) :

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1

1

1

Chaussée

/

0,80 m

/

,, l m

(

Accotement

0,50 1 m

Ces sondages permettent ainsi de connaître la constitution et

l'épaisseur des couches de chaussées et de sol, la nature et l'état des

matériaux : des échantillons de matériaux sont prélevés pour effectuer en

laboratoire des essais d'identification géotechniques (granulométrie, limi­

tes d 'Atterberg, teneur en eau, CBR) [19]. Lorsque la chaussée comporte des

matériaux traités (par un liant hydraulique ou bitumineux), il peut être

intéressant de procéder à des carottages pour prélever des échantillons

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intacts sur lesquels seront effectués des m.esures de densité, de module

d'élasticité et de résistance.

5. Relevés des profils en travers : concentrés sur des sections

déterminées pour représenter une zone homogène, ils sont réalisés avec

un transversoprofiloqraphe [95 à 97} et sont destinés à quantifier les

déformations transversales de la chaussée et à donner une estimation de

la quantité de matériaux nécessaires au reprofilage.

6. Essais complémentaires : sur les sections comportant des couches

traitées épaisses, les investigations précédentes pourront être complétées

par des mesures, réalisées sur des zones témoins,

• de rayon de courbure de la déformée de la chaussée sous une charge

(essieu de 13 tonnes) [40] [71]. La mesure est réalisée avec une poutre

Benkelman ; le déplacement de la charge (en général le camion déflecto­

graphe) et les variations de la déflexion fournies par un capteur dépla­

cement monté sur la poutre de mesure sont enregistrés graphiquement sur

une table XY. Le paramètre rayon de courbure (R) ou le produit rayon de

courbure par la déflexion (Rxd) permettent non seulement de renseigner

sur l'état d'une chaussée par comparaison des valeurs mesurées à des va­

leurs de référence, mais encore d'aider à la modélisation mathématique

et mécanique de la chaussée.

• de certaines caractéristiques élastiques, en relevant à l'aide du

vibreur léger [80 à 84] les propagations en surface de la chaussée d'on­

des délivrées par un générateur de vibrations sinusoïdales (500 Hz à

20 KHz) posé sur le revêtement : cette mesure non destructive permet de

déterminer les vitesses de propagation d'ondes de Rayleigh dans les deux

(en général) couches supérieures de la structure (ces vitesses sont liées au

module d'élasticité du matériau) et l'épaisseur "utile" de chaque couche

(épaisseur de matériaux cohérents).

b) Exploitation des résultats

Tous les résultats sont regroupés sous forme de schéma itinérai­

re qui peut être établi manuellement (fig. 5) ou à l'aide d'un ordinateur

(fig. 6) : dans ce cas, le programme de tracé automatique (TASIEF) néces­

site une codification préalable de toutes les données recueillies au cours

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Fig. 6 - Schéma itinéraire. Tracé automatique par TASIEF.

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- 22 -

de l'auscultation.

Le principe de l'explcitation consiste à comparer tous les résultats

entre eux de façon à découper l'itinéraire étudié en sections homogènes

pour chacune desquelles sera déterminée une solution de renforcement.

Il n'est pas aisé de combiner ces paramètres entre eux puisque

certains relèvent de mesures quantitatives continues et d'appréciations

qualitatives ponctuelles. Tout en ayant présentes à l'esprit les réserves

émises à l'égard de la déflexion, on doit confronter cette dernière aux

autres paramètres afin de vérifier si on peut ou non l'utiliser pour le

découpage en sections homogènes et le choix d'une solution. Deux cas peu­

vent se présenter :

- ou bien toutes les indications déduites de l'examen de chaque paramètre

concourent et permettent l'établissement d'un diagnostic aisé, et alors on

utilisera la déflexion à la fois pour le découpage et le choix des solu­

tions,

- ou bien elles sont discordantes et alors la solution ne peut appara1tre

qu'après que l'on aura expliqué cette divergence.

Les principales situations rencontrées sont résumées dans

le tableau ci-après (fig. 7).

A ce stade de l'étude, l'auscultation est achevée et le découpage

de l'itinéraire est réalisé : il reste à déterminer les modes de réfection

en distinguant les remèdes à un défaut particulier (solution non liée à la

déflexion) des solutions de renforcement (en général liées à la déflexion).

Si la démarche de l'étude et le principe de l'analyse sont parfai­

tement transposables dans un autre pays, les règles d'appréciation de la

qualité résiduelle d'une chaussée et de découpage de l'itinéraire en zones

homogènes nécessitent comme nous l'avons déjà dit précédemment un~ adapta­

tion au type du problème posé par le pays et aux processus de dégradatior

des chaussées de son réseau.

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n 1 '&Ill probablement d'un defaut IN! à une CDud!e et non •1& 10taüte dela "'""'""'- i... problmlen"cst pu forcémau. de rmtforœr par 1.'PiJQn de nouvelles. co~ mais de c ncuuahscr • cc d6f&ut p.ani· Qllicr 1IUI eu Mdçnœ par une d~ioa ëleWe de la.quelle la 10iutioo peut m. 1ndèpcncjan11.

V 6rifLcr la date da cnesun:s : la ~U»On 11 • •t sans

1 v::::: ~=q~~'&sit baen d·une eha\&S.5éc 1 10uplc et, !ID puuculier •am le eu d'élu..-·

mena.. i 'ils D 'oat pu ttt traités J.U C"imern pu acm1'le...

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L.'itiMraire es1 diY11é en a.ec:tiom borÎlol"è'Da .à parnr de la valeur'"' ~ la) de la d41\ular\. A c:Aaque MCl.ioo on annbuc une cll.lloC Cj Mlon la cor· 1·

respon.dance 1iuivuuc :

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u:chniquc. dans un tableau de ti0luuom. \

Aorn eu.men conamant • naaa,.. et d..a1.1 da dcrnien travaux •, s'il se eonônnc que l'eumcn visuel n·'at p.a.s silftl/lcati!. oo adop1.C la pille de conespondancz prcédencc et l'on swt ic màM. p1·ocm.11.11 pour le dtoiJ. deo 10lutiom.

pcu1...nn l.a dillnion peut ru.. utilisée "°"' localiser i.. m- priwawlt le .u!aat paniculler qui a èui rcpert. l..a 10lution pcui coasis.., l pallier cc de!aut en -en suPl'nmatlt 11 c.a.me et elle eu dam ce c.u ind~te de la \'&Mur de 11 dtft.n.son. ElJ.e peut parfoii can111&&r i. renfonzr p.ar &Ql)Ort d'UDS . nouwllc CGUCl>e et Oft UUhM dam C& CU I& snllc de COfT1SllOD<laor:L \

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L.& dtl'M:~uon n ·est pas e:a rapi>on avec le dtfaut mis en é'Y\dencr: p.u J'aa· 1 men VlSUCl.

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S1ruaur' BD ; bien. dimeauonné:. !u.r ,......, D : d*crade BE : bon etat.

&1r~1'~n OT : nalure ci da.u des dern1en U'2V&UI.. MD : mal drmcmoo!IDOL F : frê'Quent (plw. que la aormaJcJ.

N : norma.l.

Fig. 7 - Analyse combinée des résultats de l'auscultation.

2.3.3. Choix des solutions -------------------

a) les stratégies possibles

Au plan technique deux solutions pouvaient ~tre envisagées en France.

Première solution. - - - - - - - - -périodique - tous

Le recharaement proaressif des chaussées par la mise en oeuvre

les quatre à cinq ans - d'un tapis de béton bitumineux épais.

Avantages de cette solution

- un investissement initial modéré ce qui permettrait de traiter une plus grande longueur de réseau chaque année.

un ajustement plus facile en fonction des crédits et des b · esoins.

- une grande souplesse d 1 -exploilation des ëentrales de fabrication couvrant toute la France.

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- 24 -

- enfin, une gêne moins grande créée pour la circulation.

Par contre, au plan des inconvénients

- la chaussée reste sous-dimensionnée pendant longtemps ce qui en hiver,

même courant, impose le recours aux barrières de dégel et laisse le risque

au cas d'hiver rigoureux d'une ruine totale de la chaussée.

- la mise en place de couches de béton bitumineux successives crée un

feuilletage qui n'est pas favorable à ~ne bonne tenue de la chaussée.

~e~x!è~e_s~l~t!o~. Le renforcement de la structure qui comporte la mise en

oeuvre sur la chaussée existante d'une couche de base et d'une couche de rou­

lement ; à son encontre, citons :

- un investissement initial lourd (de 100 à 200 % plus élevé que pour un

rechargement).

- une gêne importante pour la circulation (évaluée entre 5 et 10 % du coût

des travaux).

A son avantage :

- la chaussée est immédiatement bien dimensionnée et les barrières de dé­

gel peuvent être supprimées.

- le niveau de service offert à l'usager est élevé.

après renforcement on peut mettre en oeuvre un entretien préventif qui

permettra une adaptation permanente de la chaussée aux besoins qu'il s'agis­

se de la structure ou des qualités de surface.

b) les objectifs des renforcements coordonnés

C'est à partir de la seconde solution, jugée alors la plus économi­

que, que la DRCR a engagé la politique des renforcements coordonnés dont

les objectifs sont au nombre de trois :

- en premier lieu, il s'agit de remettre les chaussées dans un état nor­

mal et plus précisément d'adapter la structure de ces chaussées aux charges

qu'elles sent appelées à supporter. Ceci permettra de mettre en oeuvre par

la suite un entretien rationnel prévenant l'apparition de toutes dégrada­

tions,

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- 25 -

- le second objectif est de supprimer les limitations de circulation qui

pénalisent le trafic de marchandises en période hivernale au moment du

dégel.

C'est la suppression de ce que nous appelons "les barrières de

dégel'' obtenue en protégeant les chaussées contre le gel.

En France, les liaisons principales sont conçues pour résister

aux effets du gel correspondant à des hivers susceptibles de se produire

moins d'une fois en trente ans. Pour les liaisons secondaires on se pré­

munit seulement contre les effets d'un hiver pouvant intervenir une fois

en dix ans.

- le troisième objectif des renforcements coordonnés concerne le calibra­

ge des chaussées.

A l'occasion des renforcements la largeur des chaussées à deux

voies est systématiquement portée à 7 m, soit deux voies de 3,50 m entre

bandes de guidage.

c) le dimensionnement des renforcements

La méthode utilisée en France [37] [3R] repose sur les principes

suivants :

- le renforcement est constitué soit d'une couche unique de matériaux

bitumineux (en général béton bitumineux), soit d'un bicouche dont la cou­

che de roulement est en béton bitumineux (parfois un enduit superficiel)

et la couche de base en matériaux traités avec un liant hydraulique (ci­

ment, laitier-chaux, cendres volantes-chaux) ou un liant bitumineux (bi­

tume pur).

- les résultats de l'auscultation permettent de modéliser la chaussée à

renforcer sous forme d'un massif multicouche élastique ; sur le plan

théorique le renforcement consiste à rajouter à ce massif une ou deux

couches de matériaux aux caractéristiques élastiques connues mais d'épais­

seur variable. Le programme de calcul sur ordinateur du LCPC, Alizé 3,

[4R], permet de calculer les valeurs de contraintes et d'allongements à

tous les niveaux du multicouche sous une charge type (jumelage de 6,5

tonnes) et pour différentes valeurs d'épaisseur et conditions d'inter-

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- 26 -

face.

- le dimensionnement n'est pas basé sur un principe de réduction de la

déflexion, mais sur le maintien des niveaux de contraintes ou d'allonge­

ments en traction par flexion dans les matériaux traités en dessous de

valeurs limites déterminées en fonction du trafic cumulé, du comportement

en fatigue des matériaux de chaussée, du pourcentage de risque de dégra­

dation qu'on s'est fixé.

- la résistance des structures renforcées aux déformations plastiques

(orniérage, fluage) n'intervient pas au niveau du dimensionnement elle intervient au niveau de la composition des matériaux.

- le comportement des structures au cours des cycles gel-dégel est véri­

fié pour les conditions hivernales de l~ région où est située la chaussée

à renforcer.

enfin, il importait de rechercher une homogénéité de niveau de service

entre les chaussées neuves [zJ et· les chaussées renforcées : utilisation

de matériaux identiques, même longévité de ces chaussées sans travaux

structurels importants (15 ans environ).

L~s caractéristiques des chaussées souples traditionnelles du

réseau français à renforcer ont permis de précalculer des solutions types

[3j présentées dans des tableaux à deux entrées,Ti Cj (fig. 8) où

- Cj représente la classe de la valeur résiduelle de la chaussée à

renforcer (définie par l'étude pathologique).

- Ti est une des cinq classes de trafic exprimé en moyenne journalière

annuelle et dont les bornes sont

T plus de 0

750 véhicules lourds* sur la voie la plus chargée

Ti de 300 à 750 Il Il Il Il Il

Tz de 150 à 300 Il Il Il Il Il

T1 de 50 à 150 Il Il Il Il Il

T moins de 50 Il Il Il Il Il 14

*de plus de 5 tonnes de charge utile.

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To

T1

T3

l 15GS 112

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\ 538 1 2 X 738

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115Ga\12G~:6BB 113

i 6881 2 X 7 38 6

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15 12 10 88

Cs

12

8

12 18

6 6

12 12

ES ES ES 6

- 27 -

( 1) Cases en pointillé Ce5 cas ne se rencontrenl généralement pas Le cas échéant une étude particulière est a envisager 12) e1. e2. e3 epa1uaur d.e la coucne de roulement de !'anc.enne cnaussée

e 1 < S cm i.endu1t superfic1e1 ou enrobésl 5 cm< ei < 10 cm tenrobésl 1 Si ces enrobés sont 1t:ès fa;encés•. il conviendra

•3 > 10 cm ienrooésl t de réduire d'une classe 1· épa·sseur réelle en place. 131 Oans ce _cas. un renforcement n'est pas nécessaore. Toutefois." le renouvellement de la couche de roulement s'impose (pour de> raisons de séo.Jflté par

exemp1e1. ~a soluuon retenue sera fonction du problème a résoudre et tiendra compte de !Intensité du trafic (un Guide technique provisoire de l'en­tretien. an cot..:rs de préoarat1on. traitera de ces praolèmesJ.

(4} Pour obtenir de Me·neures qualités s1..;oel"'fit;1e1tes. on pourra e-cce;Jt•onnetlement aamettre Ce réoandre 1a GB en coucne de 20 cm d'éoa1sseur et rempla· cer ia structure 18 Ga.,. :o 38 par 'a suuc:ure 20 Ga~ 9 38

Fig. 8 - Tableau des solutions "grave-bitume 1'en couche de base.

Bien qu'il ne s'agisse pas d'une donnée spécifique au problème

du dimensionnement des renforcements, il convient de souligner l'importance

du paramètre trafic et la nécessité d'en avoir la meilleure connaissance

possible [101 à 104}.

2.4. Déroulement pratique d'une opération de renforcements coordonnés

Nous nous contenterons seulement d'indiquer ci-après les grandes

lignes de cette opération.

2.4.1. L'inscription d'un itinéraire ou d'une partie d 1 itiné-

raire à un programme de renforcements coordonnés résulte, nous l'avons vu

précédemment, de choix technico-économiques des objectifs de la politique

de renforcement mais également des trois'principes suivants

- concentrer les crédits sur un nombre limité d'itinéraires de façon à

renforcer la totalité d'une liaison en un ou deux ans.

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- 28 -

- donner aux chantiers une dimension suffisamment importante pour permettre

une réalisation à caractère industriel ce qui permettrait des travaux de

meilleure qualité et des économies d'échelle.

- exécuter les travaux sans interruption ou déviation de la circulation.

2.4.2. Rappelons qu'une opération de renforcements coordonnés

comprend :

- d'une part, le renforcement proprement dit qui comporte lui-même

l'exécution :

• de deux épaulements destinés à bloquer les rives de la chaussée

et à son calibrage.

• d'une couche de base mise en place directement sur la chaussée

existante.

• d'une couche de roulement.

- d'autre part, la réalisation de travaux annexes : aménagement d'accote­

ments, travaux de drainage qui conditionnent la tenue ultérieure de la

chaussée.

2.4.3. Bien que relativement simple sur le plan technique,

l'exécution d'un renforcement exige une organisation et un ordonnancement

dans le temps très minutieux. Pour un chantier donné, les opérations s'é­

talent sur trois ans et on peut distinguer les phases suivantes :

- le choix des itinéraires à renforcer appartient au niveau central après

consultation des services régionaux et locaux. Un programme pluriannuel

"glissant" c'est-à-dire révisé chaque année est établi.

- les études préalables (auscultation pathologique) et la recherche des

gisements de granulats sont effectuées généralement à l'année n-3.

- l'élaboration des projets (mise au point de la technique retenue, du

dimensionnement et de l'organisation générale du chantier) s'étale sur

les années n-2 et n-1. Un dossier pilote a été établi pour la présenta­

tion et la justification des choix effectués.

- la préparation des marchés et les approvisionnements ont lieu durant

l'année n-1.

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- 29 -

- l'exécution des travaux a lieu durant l'année n.

La préparation et l'exécution des chantiers comportent de nombreu­

ses opérations étalées dans le temps ; elles nécessitent en permanence des

prises de décisions qui doivent satisfaire à deux objectifs primordiaux :

assurer la meilleure qualité possible des travaux, et minimiser les coûts.

Des études précises, tant techniques qu'économiques, doivent être

menées pour tous les éléments déterminants :

- choix des types de matériaux de chaussées.

- choix des sources de matériaux.

- choix et gestion des aires de s~ockage et de fabrication.

- étude des transports et de la mise en oeuvre des matériaux.

Ainsi qu'indiqué précédemment, les travaux de renforcement sont

sauf exception exécutés sous circulation, par demi-chaussée. Compte tenu

de leur nature et de leur rythme d'avancement, cette contrainte entraine

deux séries de problèmes qui concernent

l'exploitation des chantiers

Le renforcement réduit la capacité de la route et engendre des

pertes de temps pour les usagers. Ces inconvénients doivent être minimisés

par une bonne information des usagers avant et pendant le chantier, un

choix judicieux de la période d'exécution (éviter "les pointes"), une coor­

dination des chantiers qui se déroulent sur un même itinéraire 1 une exploi­

tation souple au droit des chantiers (en général par alternats à feux ou

à commande manuelle). Il est exceptionnel que l'exécution d'un renforce­

ment entraîne une déviation (obligatoire ou facultative) de la circula­

tion. En outre, il faut attacher à la signalisation de chantier toute

l'importance qu'elle mérite.

- le choix des techniques d'exécution

Le renforcement doit être réalisé avec des rendements élevés.

C'est pourquoi on utilise des techniques bien connues et maîtrisées

(grave-laitier, grave-cendres, grave-bitume, etc.). Les techniques trop

expérimentales ou qui risquent de poser des problèmes imprévus sont

évitées.

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- 30 -

III. LES ETUDES DE MAINTENANCE DU RESEAU ROUTIER

3.1. Les objectifs de la maintenance

Lcrsqu'un pays a consenti un effort important d'investissement

pour la construction de nouvelles routes et la rénovation des chaussées exis­

tantes, il est naturel qu'il se préoccupe de la conservation de ce capital,

surtout lorsque, comme la France, il a déjà l'expérience des conséquences

d'un sous-entretien prolongé.

C'est pourquoi, dès 1972, soit trois ans à peine après le début des

renforcements coordonnés, la DRCR mettait en place une politique d'entretien

"préventif" des chaussées neuves ou renforcées.

Cet entretien des chaussées dont les qualités et le niveau de ser­

vice sont adaptées ou ont été adaptées aux conditions actuelles (de trafic,

de confort et de sécurité pour l'usager ••• ) doit être distingué de celui des

autres chaussées dont l'état ou les caractéristiques justifient une rénova­

tion (renforcement ou rechargement épais) et sur lesquelles est pratiqué un

entretien courant à caractère curatif destiné à les maintenir juste au-dessus

du niveau de service minimum acceptable dans l'attente de leur inscription

à un programme de renforcements coordonnés.

Dans ce qui suit nous ne considérerons que le cas des chaussées neu­

ves ou renforcées, soit environ 17 000 kilomètres de routes nationales à la

fin de 1980, dont 15 000 kilomètres renforcés.

Les objectifs assignés en France aux opérations d'entretien de ces

chaussées ont pour but :

- d'offir en permanence à l'usager un niveau de service convenable (en

général élevé). A cet égard, il faut observer que les exigences de l'usager

notamment en matière de sécurité et de confort vont en croissant .

- d'assurer la conservation du patrimoine routier. Il faudra pour cela

maintenir la qualité des revêtements et adapter les structures des chaus­

sées à l'augmentation du trafic.

- d'intervenir dès les premiers signes annonciateurs d'une baisse de quali­

té (aspect préventif de l'entretien) de façon à éviter de nouvelles opéra-

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tians, lourdès et coûteuses, de rénovation.

3.2. La surveillance de l'état du réseau. Pourquoi? Comment ?

Un système rationnel de gestion de l'entretien repose sur

- la connaissance de l'état des chaussées.

- la définition des besoins et le choix des priorités.

la mise à disposition des ingénieurs de techniques d'entretien bien

adaptées, bien connues et fiables.

- 31 -

Comme dans le cas de la rénovation d'un réseau dégradé, l'effica­

cité de la méthode de gestion de son entretien va dépendre encore dans une

large mesure, de la qualité des données dont dispose le gestionnaire et de

l'analyse des processus d'évolution d'une chaussée.

Mais l'aspect préventif de l'entretien va compliquer la démarche

dans la mesure où il nécessite de connaître en permanence l'état de la to­

talité du réseau et de pouvoir définir rapidement la nature des travaux,

et ce, dans le contexte d'un budget non extensible.

Le problème diffère encore de celui d'une étude de rénovation par

le fait que :

- le critère d'adaptation structurelle des chaussées n'est plus le seul et

qu'il faut tenir compte des critères liés aux caractéristiques superficiel­

les.

-les structures de chaussées utilisent une plus grande variété de maté­

riaux (bétons bitumineux, graves-bitume, graves traitées aux liants hydrau­

liques, voire béton de ciment) et de combinaison de ces matériaux, dont

les analyses pathologiques peuvent être plus longues et délicates que cel­

les des chaussées souples et diffèrent d'un type de structure à un autre.

Comme il n'était pas réaliste, car peu utile et trop coQteux,

et parfois pas possible techniquement de procéder périodiquement à une

analyse pathologique de tout le réseau inscrit au programme d'entretien,

les ingénieurs routiers se sont orientés vers une connaissance de son état

obtenue au cours de deux phases d'investigation complémentaires et succes-

sives [30] [32 à 34j :

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- 32 -

1. Une phase de surveillance systématique, périodique et continue,

par le recueil d'un nombre limité de paramètres jugés les pius représenta­

tifs, fournissant une connaissance globale de l'état du réseau et suffisant

pour permettre :

• aux services gestionnaires locaux de disposer de critères de déci­

sion communs à tous de manière à obtenir une bonne homogénéité du niveau

de service par catégorie de route.

• de détecter les "sections à problème" et provoquer le déclenche­

ment d'une procédure d'études complémentaires.

• d'établir des priorités (priorités de certaines routes ou priori­

tés de certaines actions d'entretien) compte tenu de ce que les ressources

qu'il est possible d'affecter à la route sont forcément limitées.

2. Une phase d'études pathologiques des "sections à problèmes" détec­

tées au cours de la première phase ; ces études sont destinées à préciser

le comportement réel de ces sections et à définir les travaux d'entretien

éventuels à entreprendre. Il est bien évident que pour que la notion d'en­

tretien préventif conserve tout son sens, il est nécessaire que cette secon­

de phase soit entreprise aussitôt (au plus tard dans l'année qui suit)

l'alerte donnée.

3.3. La méthode de surveillance du réseau routier français

La méthode est basée sur la chronologie des opérations suivantes

- établissement d'un point zéro pour chaque chaussée neuve ou renforcée.

- réalisation d'une surveillance systématique de routine du réseau.

- auscultation fine et détaillée de certaines sections •

a) Le point zéro

Le point zéro est la carte d'identité d'une chaussée neuve ou

renforcée qui vient s'intégrer dans le réseau ; il regroupe :

- la constitution théorique de la chaussée et de son support ainsi que

les différents contrôles de conformité réalisés à la mise en oeuvre, et

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- 33 -

tous les renseignements (climatiques, défauts de réalisation ••• ) recueillis

lors du chantier.

les caractéristiques mécaniques de la chaussée lors de la mise en service.

- les caractéristiques de surface (glissance, uni, géométrie).

Dans l& pratique, ces éléments ne sont pas aussi faciles à collec­

ter qu'on pourrait l'imaginer

- on connaît assez bien la structure théorique de la chaussée, moins bien,

sinon pas du tout, les variations d'épaisseur autour de la valeur nominale.

- les contrôles de chantiers sont présentés sous forme de bilan statisti­

que et ne permettent pas toujours de localiser les points singuliers en

place.

- les paramètres concernant les caractéristiques mécaniques ou celles de

surface sont rarement mesurés lors du chantier.

On n'insistera jamais assez sur l'importance du point zéro parce

que, lors de l'auscultation fine, il permet d'orienter les études et d'en

diminuer le coOt, parce que bien souvent il permet de prévoir le comporte­

ment futur de la chaussée et donc de rationaliser l'entretien, parce qu'il

est déraisonnable de devoir rechercher ultérieurement à grands frais des

renseignements que l'on aurait pu avoir d'origine, enfin, parce que toutes

les chaussées de même type n'ont pas forcément les mêmes caractéristiques

et qu'il est important d'avoir une référence pour chacune d'entre elles.

b) la surveillance systématique de routine

Elle repose sur le recueil et le suivi de l'évolution dans le

temps de quatre paramètres

- la déformabilité de la chaussée, caractérisée par la déflexion.

- son état de dégradation.

- son uni longitudinal.

- l'adhérence de son revêtement, caractérisée par son coefficient de

frottement transversal.

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- 34 -

Le choix de ces paramètres, que nous appellerons les indicateurs

d'état, a été fait d'une part, en fonction des matériels d'auscultation

existants et d'autre part, parce qu'ils sont dans l'état actuel de nos

connaissances, les plus représentatifs et les plus aptes à caractériser

les qualités structurelles et superficielles d'une chaussée.

Les pas de mesure ou de relevé et les fréquences d'intervention

ont été adaptés à ce que l'on sait des variations spatiales et temporel­

les de ces indicateurs. Si on considère en général que l'état d'une chaus­

sée varie relativement lentement en fonction du temps, en revanche, ses

variations spatiales peuvent être très rapides, étant donné l'hétérogénéité

des sols de fondation et des techniques de constructions routières.

Comme il n'était pas financièrement possible de renouveler chaque

année l'ensemble des mesures sur tous les itinéraires et qu'on ne dispo­

sait pas encore d'une expérience suffisante de l'évolution moyenne dans

le temps des indicateurs d'état, la préférence a été donnée à la continui-

té spatiale ; ainsi, le recueil des données s'effectue en continu sur toute

la longueur des itinéraires et avec une périodicité indiquée dans le ta­

bleau ci-dessous (fig. 9) pour la déflexion (mesurée avec le déflectographe),

l'adhérence (mesurée avec le SCRIM), l'uni (rnesuré avec l'APL), le relevé des dégradations étant effectué chaque année,

Dénectographe SCRIM APL

n (1) • • • n + 4 • • • n + 6 ·1 • n + 8 • • @

n + 10 a n + 12 • 0

(1) L'année n est l'année d'inscription au programme d'entretien, en principe, l'année qui suit la construction ou le renforcement.

Fig. 9 - Périodicité des mesures sur le réseau routier national.

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- 35 -

Les mesures ne sont exécutées que :

- dans un seul sens de circulation pour les chaussées uniques bidirection­

nelles.

- sur .une voie de chaque chaussée, en cas de chaussées unidirectionnelles

séparées.

c) auscultation fine des "sections à problèmes"

L'auscultation fine intervient sur une portion d'itinéraire pré­

sentant, lors de la surveillance de routine, des caractéristiques insuf­

fisantes en regard des normes retenues (voir § 3.3.3.) et pour lesquelles

il n'a pas été possible de porter un diagnostic permettant de déterminer

des solutions d'entretien.

Cette étude a donc un caractère pathologique et nécessite :

- que l'on complète les données de l'auscultation systématique par une

analyse détaillée et des examens complémentaires.

- que l'on sache interpréter et combiner entre eux les différents para­

mètres recueillis afin d'aboutir au diagnostic.

Compte tenu de la diversité des structures existantes et du fait

que les problèmes de caractéristiques de surface sont au moins aussi im­

portants que ceux liés au comportement de la structure, il n'existe pas

d'étude pathologique type comme pour les études de renforcement des chaus­

sées souples. Bien que l'état de l'avancement de la recherche dans ce do­

maine commence à permettre la mise au point de méthodologies ou de guides

[ 39 à 44], chaque étude d'entretien est encore un cas particulier néces­

sitant l'intervention des personnels et des moyens spécialisés des Ponts

et Chaussées.

3.3.2. Les moyens utilisés -----~-------------

a) pour la surveillance de routine

Les impératifs de continuité et de périodicité imposent de dis­

poser de matériels spécialisés répondant le mieux possible aux caractéris­

tiques suivantes :

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- 36 -

- fiabilité, reproductibilité, avec robustesse et rusticité lorsque cela

s'avère possible.

- essais non destructifs, à cadence élevée pouvant être réalisés par un

matériel autonome, servi par un personnel réduit (en général deux personnes).

- mesures possibles sans précaution exceptionnelle de signalisation, ni

gêne à l'usager, ce qui implique de pouvoir s'insérer avec souplesse dans le

trafic routier.

- être muni, si possible, d'un dispositif d'enregistrement automatique de

manière à pouvoir faire appel aux possibilités de l'informatique pour trai­

ter, stocker et présenter les résultats fournis aux services utilisateurs.

Ces matériels, appelés appareils à grand rendement, sont :

Les déflectographes à châssis long 03 et 04 : l'utilisation massive

de matériaux liés sur le réseau routier national a contribué à augmenter

la rigidité des couches de chaussée et à diminuer sensiblement leur défor­

mabilité. Cela a nécessité d'adapter le déflectographe 01 pour le rendre

plus précis dans la mesure des faibles déflexions : si le principe général

du fonctionnement est le même que celui décrit précédemment (voir§ 2.3.2a),

l'allongement du châssis et la modification de la géométrie de la partie de

mesure a permis d'éloigner le plan de référence hors de la zone d'influence

de l'essieu avant ; une modification des capteurs et de leur commande élec­

tromécanique a encore amélioré la précision : dans la version 04, les résul­

tats obtenus sont tout à fait comparables à ceux de capteurs dynamiques

ancrés dans la chaussée et on peut considérer que cet appareil mesure la

déformation réelle de la chaussée. Par ailleurs, un enregistrement plus

complet de la déformée de la chaussée permettra d'accéder à la mesure en

continu de son rayon de courbure. Enfin, son pas de mesure est de l'ordre

de 4 mètres. Actuellement, onze déflectographes à châssis long (cinq type

03 et six type 04) sont en service dans les Laboratoires des Ponts et

Chaussées, ce qui porte à trente et un le nombre d'unités de la flotte

de déflectographes en France. Signalons qu'une cinquantaine d'appareils

sont également en service dans dix-sept autres pays du monde.

Le SCRIM (Sideway Force Coefficient Routine Investigation Machine) [32]

[34] [47J [108] [109] : de conception britannique, cet appareil permet

d'apprécier l'adhérence des chaussées en mesurant le coefficient de frot­

tement transversal (CFT) en continu. Ce coefficient (fig. 10) correspond

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à la résistance au dérapage sur route mouillée.

·---... v~ -- . - . -1,...._C_FT_=_µ_=_~.....,,

V = vitesse constante 8 = angle de pincement

(ou de dérive ou d'envirage)

N =réaction transversale R = réaction verticale

Fig. 10 - Le coefficient de frotfement transversal (CFT) est le rapport entre la force N perpendiculaire au plan de rotation de la roue et la réaction R normale au sol due à la charge sur la roue.

- 37 -

La mesure est réalisée en continu sur chaussée mouillée (environ

0,5 millimètre d'eau) à 60 km/h sur route et 100 km/h sur autoroute, dans

le flot de la circulation.

Le SCRIM est un camion porteur d'une citerne de 5000 litres

(autonomie : 100 km) et équipé d'une roue de mesure sur le côté droit,

la mesure étant effectuée dans une bande de roulement. La roue de mesure,

chargée par une masse de 200 kg et équipée d'un pneu lisse, fait un angle

de 20° avec la trajectoire du camion ; l'arrosage de la chaussée se fait

à partir de la citerne juste devant la roue, La chaussée est testée avec

un pas de 20 mètres (celui-ci peut être de 5,10 ou 20 mètres) : la chaîne

de mesure prélève pour chaque pas durant huit intervalles de temps cons­

tants les valeurs de CFT et de vitesse de mesure et enregistre les moyen­

nes de ces valeurs : les données sont enregistrées sur ruban perforé et

sont traitées sur ordinateur qui peut restituer les résultats sous forme

de schéma itinéraire des valeurs de CFT, d'histogrammes des classes de

valeurs ...

Il n'existe qu'un seul appareil de ce type en France qui suffit

cependant pour réaliser toutes les campagnes de mesures sur routes natio­

nales et sur autoroutes (10 000 kilomètres de mesure par an).

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- 38 -

L'Analyseur dynamique de Profil en long type APL 72

Cet appareil [34] [47] [92 à g3J mesure en continu l'uni longitu­

dinal des chaussées. Les défauts d'uni sont caractérisés de façon géométri­

que par leur amplitude (déformation verticale) et leur longueur d'onde : ils

mettent en jeu la sécurité (courtes et moyennes longueurs d'onde) et le con­

fort (longueurs d'ondes moyennes et longues) de l'usager.

L'appareil se compose de deux remorques légères tractées par un

véhicule ordinaire. Chaque remorque est constituée (fig. 11) par

- un bras très rigide équipé d'une roue type vélomoteur.

- un châssis lesté reposant sur le bras par un ressort et un amortisseur

étudiés de manière à assurer un excellent contact de la roue de mesure sur

la chaussée.

- un pendule inertiel basse fréquence servant de référence pseudo-horizon­

tale.

2m

Cadre

Fig. 11 - Schéma de principe d'une remorque APL.

La mesure est réalisée à 72 km/h dans les bandes de roulement des

voies de circulation et on enregistre en continu les débattements angulai­

res du bras porte-roue par rapport au pendule : l'enregistrement du signal

analogique sur support magnétique permet de nombreux modes de dépouillement.

Pour la surveillance de routine, les données sont converties en numérique

et traitées sur ordinateur : l'uni est caractérisé par des notes comprises

entre 0 et 10 (en fonction de l'amplitude des défauts) et pour trois gam­

mes de longueurs d'onde (là 3,3 m ; 3,3 à 13 m ; 13 à 40 m). Les résultats

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- 39 -

sont présentés par section de 200 mètres sous forme de schéma itinéraire

ou d'histogrammes des notes.

Dans la version APL 72, il existe deux appareils de ce type en

France, un pour la recherche et un pour les programmes annuels de mesure

(10 000 km par an).

Le relevé des dégradations se fait actuellement de deux façons :

- par des inspections visuelles effectuées de préférence à pied par les

agents des services gestionnaires locaux : ceux-ci relèvent manuellement

les dégradations sur des bordereaux, l'identification des dégradations

étant faite par référence à un catalogue de cas types et suivant un mode

de quantification déterminé [5} [871.

_ au moyen du GERPHO (Groupe d'Examen Routier Photographique) [ss] [R9} cet appareil fournit un film continu de 35 mm donnant une image de la

chaussée (et de ses dégradations) à l'échelle 1/200 (largeur visible :

4,60 m). Les relevés s'effectuent uniquement la nuit afin d'obtenir un

éclairage constant avec des projecteurs, à une vitesse de 60 km/h, et :

- sur les deux voies latérales des chaussées uniques bidirectionnelles.

- sur la voie "poids lourds" des chaussées unidirectionnelles séparées.

Les films sont visualisés sur une table de lecture spécialisée

les dégradations sont quantifiées et codées par un opérateur sur des

cartes perforées ou des cassettes magnétiques. Ces cartes ou cassettes

sont exploitées sur ordinateur qui restituent les résultats sous forme

de listings des quantités de chaque type de dégradation et de schémas

itinéraires où l'importance des dégradations est présentée soit de fa­

çon symbolique analogue à ce que nous avons montré pour les études de

renforcement, soit sous forme de quantités chiffrées par section de

100 mètres.

Le GERPHO permet la quantification et le repérage de tout type

de dégradations visibles à l'oeil, à l'exception des déformations trans­

versales, et la visualisation d'autres éléments présents sur la chaussée

(signalisation horizontale).

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- 40 -

Le GERPHO présente donc sur les procédés classiques de relevé

de dégradation l'avantage d'être nettement plus rapide et objectif :

·le film constitue une archive détaillée et impartiale de l'état super­

ficiel des chaussées, indispensable pour le suivi dans le temps de l'évo­

lution des dégradations. Il y a actuellement un exemplaire de cet appareil

en France (5000 à 6000 km de relevés par an) et un en Espagne [46j.

Les principales caractéristiques de ces appareils à grand rende­

ment sont rappelées dans les figures 12, 13 et 14.

b) dans le cadre des études complémentaires

Le nombre et la spécificité des problèmes rencontrés au cours

des études pathologiques ont conduit les Laboratoires des Ponts et Chaus­

sées à mettre au point d'autres appareillages de mesure adaptés à chacun

de ces problèmes : conçus tout d'abord pour la recherche, ils sont mainte­

nant utilisés de façon opérationnelle pour analyser plus finement les

phénomènes mais souvent avec des cadences ou des autonomies réduites

certains d'entre eux ont déjà été longuement éprouvés, d'autres sont

encore au stade expérimental :

Matériels pour les études des caractéristiques superficielles

• Les remorques de glissance LPC [4 7 j [ llO j [n1} mesurent, à des

vitesses comprises entre 40 et 140 km/h, le coefficient de frottement

longitudinal des chaussées qui correspond à une situation de freinage

et permet de préciser le diagnostic sur l'adhérence de sections (de

courte longueur) détectées par le SCRIM. Dans ce domaine également,

les mesures de hauteur au sable sont remplacées par des mesures en con­

tinu de la rugosité géométrique à l'aide d'un rugosimètre à laser [47j.

• L'analyseur de profil en long type APL 25 [94} [94 bisj : comme

l'APL 72, il effectue (mais à 22 km/h) le relevé des défauts d'uni

longitudinal (de longueur d'onde inférieure à 15 m). Conçu initialement

pour être un matériel de contrôle de la construction des chaussées, il

peut être utilisé également sur de courtes sections comme un appareil

d'auscultation permettant de mieux visualiser, localiser et suivre

l'évolution des défauts d'uni.

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Fig. 12 - Principales caractéristiques des appareils à grand rendement. - 41

Matériel

GEAPHO ..............

DEFLECTOGAAPHES 01 et 03 ...............

SCAIM ........ ········

APL ...... ······ .......

GY ROS ...............

CAMEAOUTE ..........

Labo

c LCPC

Il Déf lectographe

• APL 72

1 SCRIM

- Caméroute

• Gerpho

• Gyros

Cadence moyenne Vitesse nominale Domaine d'utilisation quotidienne (km) (km/h)

100 à 200 60 (la nuit) Aspect visuel de la chaussée. : dégradations, signalisation horizontale. confort visuel

10 à 15 2 à 4 Caractéristiques mécaniques de la structure

150 à 200 60 Adhérence potentielle des revêtements

150 à 200 72

100 à 150 25

50 à 75 25 (sensible aux condi-

tions météorologiques)

TRAPPES PARIS •• 0

~11'UN

•Pl OIS

ANGERS • •• AUTUN

CLERJ.\ONT-FE~RAND LYON0

•• BORDEAUX

g .TOULOUSE -l 1o~gueur Lolale

de mesure (km)

Il -

\ programme C'omm:rndé !/

1 PA r le S[l RA (km)

Uni de la chaussée : confort, stabnlté des véhicules, indicateur d'évolution mécanique

Tracé : profil en long, tracé en plan, dévers, etc.

Confort visuel et équipement de la route, distances de visibilité, signalisation verticale, largeurs des chaussées, etc.

Fig. 13 -appareils ment.

Implantation des à grand rende-

Déflectographe 03 9 soc s 700

Fig. 14 - Campagne 1980. Longueur de route auscultée par les différents appa­reils. APL 72 10 400 ) 200

SCP.IM 9 000 7 100

GERPHO 5 400 900

GYROS 5 000 soo

Camé route

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- 42 -

• Les défauts d'uni transversal des chaussées (orniérages, affaisse­

ments) peuvent être mis en évidence ponctuellement par le transversopro­

f ilographe (voir 2.3.2.a) ; l'orniéromètre L98] actuellement en cours

d'expérimentation, permettra le relevé en continu et à grand rendement

(60 km/h) de la profondeur des ornières.

- Matériels pour les études des caractéristiques structurelles

• Nous avons déjà évoqué dans le cadre des études de rénovation,

l'utilisation des mesures du rayon de courbure de la déformée des chaus­

sées et des mesures de propagation d'onde de surface avec le vibreur léger.

Cette utilisation est encore privilégiée pour l'étude des chaussées neuves

ou renforcées comportant une ou plusieurs couches de matériaux traités.

Elle a même conduit à rechercher et développer des appareillages plus

performants comme l'inclinomètre [72] ou le vibreur léger haute cadence.

• Le besoin de connaitre la qualité des liaisons entre couches trai­

tées et la nécessité de limiter les essais destructifs (carottages, son­

dages) ont entrainé la mise au point du collographe [R5, B6j qui mesure

la réponse dynamique de la chaussée soumise en surface à l'action d'une

charge vibrante roulante (230 kg à 60 Hz) : cet appareil d'encombrement

réduit (on le charge dans une fourgonnette pour ses déplacements) est

autotracteur et permet de réaliser à une vitesse de 2 km/h environ une

auscultation continue d'une section de chaussée et de détecter toutes

les discontinuités non visibles (fissure, décollement, désagrégation ••• ).

• Pour l'auscultation spécifique des chaussées en béton il a été

développé d'une part une application particulière de l'APL 25 pour la

mesure en continu du décalage des dalles de béton [94}Cce qui est en fait

une utilisation de l'uni comme indicateur de l'évolution de la structure

de la chaussée), et d'autre part, un dispositif de mesure de battement

de dalles, le DMBD 02 [107]: constitué de deux capteurs géophones pla­

cés de part et d'autre d'un joint ou d'une fissure, ce dispositif mesure

les déplacements relatifs d'une dalle par rapport à l'autre au passage

d'une charge type (en général essieu de 13 tonnes du déflectographe).

Cette mesure renseigne sur la qualité de l'engrènement des lèvres du

joint ou de la fissure et sur les conditions d'appui des bords de dal­

les et peut aider, par exemple, à la décision d'injection de coulis de

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- 43 -

ciment dans le su~port des dalles.

• La détermination des niveaux de contraintes et de déformations à

différents niveaux d'une structure de chaussée à couches traitées est [45}

bien sOr le meilleur moyen d'apprécier son comportement mécanique l'usa-

ge de jauges mises en place au cours de la construction étant exclu pour

une application opérationnelle à grande échelle, un dispositif original

de mesure des déformations d'une cavité cylindrique sous l'action d'une

charge roulante a été mis au point : la mesure d'ovalisation [lü6}. Le

principe est basé sur la mesure dans trois directions (à 0°, 45°, 90° de

la trajectoire de la charge) des variations du diamètre d'un trou de

carottage (ce qui permet en plus de valoriser cet essai destructif mais

indispensable) ; à partir de modèles mathématiques de comportement d'une

cavité dans un massif soumis à différents types d'efforts, il est possi­

ble de relier les mesures de variation de diamètre ~<!> aux niveaux de

déformations longitudinales EL et transversales ET du matériau de chaus­

sée, et ce, à différentes profondeurs d'investigation. Cet essai permet

ainsi de tracer les diagrammes de contraintes ou de déformation dans une

structure, de déterminer le comportement des couches à leurs interfaces, ..•

Ces renseignements complétés par ceux issus des essais sur les carottes

extraites sont déterminants pour juger de la valeur résiduelle d'une

structure et de son aptitude à supporter un trafic donné.

3.3.3. L'utilisation des indicateurs d'état - ·-

Deux approches étaient a priori possibles ~·recherche d'un indi­

cateur global ou "indice de viabilité" ou alors analyse indicateur par

indicateur.

La première approche est celle utilisée par les USA (méthode du

PSI) après les essais en vraie grandeur réalisés par l'AASHO de 1958 à

1960.

L'avantage de cette approche est d'affecter à la chaussée une

note unique, ce qui permet de classer les revêtements les uns par rapport

aux autres avec facilité, et d'établir une relation biunivoque entre la

note et le traitement correcteur.

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- 44 -

Cette Simplicité opérationnelle ne doit pas masquer d'importantes

lacunes

- la plupart des indicateurs globaux de viabilité se réduisent en pratique

à des indices de confort, l'adhérence étant, entre autres, toujours absente.

- le poids à accorder à chacun des paramètres (c'est-à-dire les coefficients

numériques) n'est pas aisé à déterminer il est susceptible de variations

d'une région à l'autre.

- différents indices de même valeur peuvent recouvrir des réalités totale­

ment différentes, les écarts entre les divers paramètres qui les consti­

tuent pouvant se compenser.

- ils ne tiennent pas compte des facteurs extérieurs aux paramètres consi­

dérés, et en particulier de l'environnement de la route.

La deuxième approche baptisée "analyse paramétrique" consiste à

fixer des seuils d'alerte et d'intervention pour chacun des paramètres

(adhérence, uni, déflexion, dégradations superficielles, etc.) en fonction

des conséquences prévisibles pour l'usager (confort et sécurité) et pour

l'ouvrage lui-même (intégrité de la couche de surface, préservation de la

structure). C'est là, en l'état actuel des connaissances, une voie diffi­

cile et ambitieuse, mais elle permet

- de cerner étroitement l'"histoire" de la route et par conséquent de

bien repérer les besoins réels.

- d'intégrer progressivement les résultats de recherche dans tel ou tel

domaine.

- de combiner entre eux différents paramètres dans le cadre d'un objectif

préalablement défini.

L'administration française (la DRCR) a finalement choisi cette

seconde voie, rejoignant en cela les conclusions du groupe C6 de l'OCDE

(entretien des routes en rase campagne) [29].

La démarche adoptée a été formalisée dans le Guide Technique de

l'Entretien Préventif [s] conçu pour répondre aux trois questions essen­

tielles qui se posent pour les responsables de l'entretien du réseau

routier. Quand et où intervenir ? Quelle tâche réaliser ? Quelle est

l'urgence des travaux proposés ?

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- 45 -

Cette démarche consiste à aborder successivement les trois objec­

tifs de l'entretien

1. Conservation et adaptation de la structure.

2. Conservation des conditions générales de sécurité et de confort.

3. Conservation des qualités superficielles intrinsèques des revêtements.

Pour chacun de ces trois objectifs, on caractérise l'état de la

chaussée par ceux des indicateurs d'état les plus appropriés (fig. 15) que

l'on compare à des valeurs de référence. Ces indicateurs sont en général

assortis de deux ou trois degrés de gravité (fig. 16).

Utfl l:'\l\lh

l~I

..\illlfxt ."'Il t.

1 ! DC"l;auu ûc nvc 1 JI 1.u,><nu:nu1 ouunrlcu,

i : !-1 .. h.;hd

<

1 "' · 01n1tr:a1Jc

.1 -s1o1nJ r..iyon

!

1.lri~tC'lôllCC l (l<lll rayun

i r.,,ulC\ lu11~11ul.J1nalc1 ' Jau\ le"j u;,u.c' ; JC' rUUô

; h•uu1c11o 1ran11ovcrw.ics ! Je fC'lf~l ; {~Ul' .. Hll Cl:UI {I}

! :'i1di Je poule ,

1

· tcn (urm0&11on - ,,u rct\Qu"nnt z

~ j Dncnrub;,iw,c

~ 1 l'doulc

\ Pluma.:c

! Gl•<otl<

! i Rcmomtci \le fines - ; \ L111;1.no: 1

~ 1 Rcmun1m J'c•"

'

Con)Crv.ali.on et aâap1.;auon de I~ .uructure [

1 (Iwo•« l l C~UllhWC • ! C!'t~v»« hNP~ / 1:uu\.°nt' .Je .boc , (Ou.:nt" uc boc 1

• ""1\C : tr•lltt .u.u 11.un11o j uu1« aw& l1•nU 1

n..,n IUlltt i l'\)J1""',11buun j h).Jl•"ih(WCl

1 1 • 1 • •

• • i 1

• ! • 1 •

• • • 1

• i • 1 • • 1 1

1 • 1 •

• • • i

1

1

• 1 1 1

SC<:uritè

.:an fort

• •

• •

l lntéifité de la couche i de 1urfaco

i

..

• 111 Lc:i. IÏ\~uru uuu..,.cn ..... ic~ Je rcu.ul !i<ronc rilltaçhcc-s son .i l'0b1ett1( .. struc::iurc,. sv11 l l'ob1a::uf" llltéinté de la

.. ou1..hc \Je \uff4çc ., sun.ant leur ct:iiU Je Jcv.i1.1.1auon : - ÜbJ«ttf .. }1ru,l\uc" : fi,~ufn 1r..1n.11\Cf).uc1 ires .Jc~r:1.1.kcs : phu Je W "• du nombre 101.aJ Jcs füsurcs s.ont sou

1...m1ficcs, ~u11 cp•tJfrccs Jvcc Jcs t:)Qun .mpona.ms Je Jcpoin Je mi11~r1auA. - Ob1c1.:t1f .. lntc~ruc de I• ..:uu~hc .Je surfa..:c ,. J.&ns ic.11 .1uucs ..:u.

Fig. 15 - Relations entre indicateurs d'état et objectifs de l'entretien.

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- 46 -

Conservation et adaptation de la structure

INDICAT.EUR D'ETAT

DEFl.EXION lll

Défauts de rive (affais~ments~ bourrelets)

Flachn, nidl de poule (en ronnauan ou cebouches)

w .. ;j

c Orniêra1e à lfand rayon ;j .. p.

"' U.! Fiuurcs uannenalcs Cl de retrait

"' 7. irn Jtaudou (2) Q p. < Q

< Faacnçaac .. (.j

'\U Q

! Fiuurcs longuucJinalcs ! Jans I~ traces de roues 1

1 1 Rcmoncees de fines 1 :

V11Lit11on1 de la note d'UNI

NIVEAU 2 NIVEAU 1

Çhuu .. • O'lauuec t

PARAMETRE CONSIDERE Ch1uuéa c~che couche W>Upits de bue d•b ... Tou1e1 a aui.w: tn.11te au& ttallée IWI: SlNCl.UrCI

non trait« ll.aJ1U li.inu hydrocarblilnés hydnuliqun

oencxion TO 3Sà 50 JO à 40 } 20 à 30 caractéristique Tl lO t 75 40 à j() (en 11100') en ronction T2 7S a 100 lO à70 .15 à 4S de la clu.c de trafic Tl 100 à ISO 70 à 90 40 à lO

Valeurs

Pourcenta11c de longueur supérieures

là 10 'lt au" valeurs de chauu« arrcctèc muimales

du niveau 2

Nombre par '"tian . de .lOO m 2à4 l à 2

• Profondeur moyenne 20 min de l'ornicrc lS à 20 mm

sur plus de • Pou1centa1e de longueur sur plus de .10 '10 de la lon1ucur

30"' orniéfèe

NIVEAU l dans tous les as

Pourccnta&e de surface 2 à 5 'lt l àJ 'lt Je cnauu« faicnc<c

Valeurs

Pourcentage de longueur 1 supérieures

l à 10.,. 1

J à l "• aux valeurs de: chaussée lÎ1'urce

1

1 ma.Umalcs du niveau 2

1

1

Nombre par s.cclion i l à2 de 200 m

1

1

Pout lies ch au~ $!lupin i .u11~ non uanéc et les ..:hZiuMo«S de bue trantc a1.u1 liants hydrocarbonés, une j11n1nulion )cnublc Ile la _noie l.i'uni (<1u moins 2 çtaua) Mire deux PUlilid sui;:ctu1h Je l'lpparctJ peu&

. !trc le ~i,nc d'une ("\'Oluiion !Je l:i un.icLurc.

(1) Si l'on constate une Cvolullon importante de la "alcur imuaic de la dCflc.xton mesuree lors de ''Ctablisscmcnt du po1n1 O~ on sera conc.iuu a. cla~~r une chau)~tt di.ln.s le niveau 2 mèmc si le~ Viiilcurs du La.blcau ci...Jc~us ne sont pas aucmtcs. On rappelle que pour les 1..·hau.u~ a .a.::a.::a1~cs trailce~ .auA. !ianu hydrauliques. la Jc:Oc>.1on n 'esl qu'un indicateur de mauvaise qualilC: il scr~c souhaitable de lui .i..::a.s..xicr :c ~ayvn ..!: ... ourbure, mais celui~1 n'est p.u encore mesurable en conunu.

(2) L's li.).)1Jtes. tramvctwk~ Je rc:11au .)Cran1 considêrecs i:ammc ti tres dê~rad6::s ., Sl plus de ~O ''d'entre cUes sont, iOll ramifiées, soit cp..,ufcC"C~ et prc~cma.m Jes 11~ues importants l.Jc dCpa.tts de ma1cnau.x. Dans le c:u contraire. eues serom pnscs en compte au titre de • l 'intc~ntc de lo1 'ou1.:ne de s.urîace ».

iVOTA: Pour l.s 1ügradut101U dt s1,.,c1un, :es diW!f'S pourc<ntagos (lonru<ur dt chaussü fissurtt, :;ur/act /a1tnctt. ttc.) aul.Si qut lt notnbrt de défauts ljlucha, nids dt pOUftJ sont Q COIU/dtnf pour la VOit (J,j mJ fapfusdigradtt tt a ramtntr 0 fa /ongutur OU sutfuc~ d~ c~llt ~·tut.

Fig.16- Niveau des indicateurs d'état.

DEFLEXION

. NIVEAU 1

' .'llVEAU 2

1

lnf~ricure 1 1U Ol'tCIU l

1

1 1 1 w[ SIVtAU 1 1

TRAVAUX

"' 1 pnontt 2

21 TRAVAUX 1

5! ;morne 1

1 1 " !

 ; NIVl:AU 2 rRAVAUX SURVEILLANCE

... 1 1 ;'.>nOnt( 2 i lll

1 ,.,

~ 1 f \1\IC"ni,;c Je Je~r~d•·

1

1

TRAl/,..UX 1 - i t1un~ ,J(' \111.1\.l\Jf( H.IM..CP· ;Jr•orne ~ < 1 110lc\ ..Je\(' ,cn1:r•il\Cf ";UKVEIL·

< LANCE "

E11.11Jc ; il)

. .4.b\Clh.C' <Je uc~rJJi11on ::: \ Je Hlu~IUIC' .-ompLC"111cnta1rc 1

; \~) ! 1

1

\1) SUKVEILLANCE: Suc.,,(:tllJn\.C" iJ..ifl1\.ulic:rc dc la sel'tion :mpel't1uns dCta1llb:s et evcntuellemcnt mesures complCmcntaües. KcpJr.1uum l~ai1'.!.ee~ e'>cntudlcs ~·t1 y a p1e:;cnl'e di: dcgcada11oos.

(2} l_ 'e1uJe -.:umplc:mc:nta1rc (,((limra !a na1urc des. iravau.x 3. prévoir et prec1scra leur urgence.

Fig. 17 Règles d'entretien,

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- 47 ~

A partir de ces éléments, l'ingénieur routier établit un diagnostic

d'état de la chaussée, pour lequel il devra également tenir compte des

conditions initiales d'état de la chaussée (à partir du point zéro) et de

données complémentaires sur l'exploitation de la route telles que le tra­

fic et la répartition des accidents.

Le diagnostic réalisé, on définit des sections homogènes quant à

leur état (indicateurs et degrés de gravité identiques) et ceci pour cha­

cune des trois approches ci-dessus mentionnées. Grâce aux seuils d'entre­

tien donnés par les règles d'entretien, on définit alors des sections élé­

mentaires de travaux, ou des sections à problèmes nécessitant un complément

d'étude (fig. 17).

Le programme final de travaux est obtenu en opérant la synthèse

de travaux élémentaires. Les travaux retenus sont ensuite classés par ordre

de priorité à l'aide d'un système de notation qui part des défauts consta­

tés et de leur degré de gravité.

a) La justification de sa création

Les Renforcements Coordonnés et l'entretien préventif des routes

nationales ne sont que deux aspects de la politique routière menée en

France, et qui en comporte également bien d'autres : développement de

l'infrastructure routière (construction d'autoroutes et de voies rapides

urbaines par exemple), amélioration des équipements de la route et de ses

conditions d'exploitation, maintien de son utilisation par tout temps

(viabilité hivernale) ..•

Or, toutes ces missions nécessitent une information des services

toujours plus importante pour assurer avec rigueur les tâçhes de planifi­

cation, de programmation, de réalisation et de gestion.

Aussi, pour faire face à l'augmentation du volume des informa­

tions (résultats des mesures par exemple) et améliorer leur valorisation

en facilitant leur accès et en assurant l'homogénéité de leur mode de

saisie et de stockage, la DRCR a créé fin 1975, la BOR, Banque des Données

Routières [49j utilisant essentiellement les outils informatiques.

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- 48 -

La phase d'initialisation (structure de la banque, constitution

des fichiers de base, mise au point des produits) de la BOR a été assurée

par les Services Centraux et devrait s'achever en 1982. La gestion de la

BOR sera ensuite rétrocédée aux Services Régionaux et Départementaux qui

utiliseront ses produits et assureront sa mise à jour.

b) Les informations contenues dans la BDR [50)

Elles se répartissent en sept classes

Classe 1 - Informations de base : définition du réseau routier

national géré par un département, sections à chaussées séparées, distances

intermarquages, ouvrages d'art, découpages administratifs •• ;

• Classe II - Caractéristiques géométriques : tracé en plan, profil

en long et en travers, accotements, aménagements centraux.

• Classe III - Equipement de la route : signalisation horizontale

et verticale, ouvrages d'assainissement, poteaux, glissières, végétation •••

• Classe IV - Structures de la chaussée et travaux : constitution des

structures, nature des matériaux, historique des travaux.

•Classe V - Données d'auscultation : déflexion, CFT, notes d'uni,

relevés de dégradation.

• Classe VI - Trafic.

• Classe VII - Accidents.

Toutes ces informations sont enregistrées en respectant le princi­

pe suivant : toute donnée doit être liée à la route gr§ce à un repérage

unique et invariable.

Aussi, la première phase du recueil des informations a-t-elle été

la préparation des itinéraires : identification unique et homogène de cha­

que itinéraire, implantation de points de repères parfaitement localisés

suivant des normes fixes. Cette phase est concrétisée par la mise au point

d'un fichier cartographique de tous les itinéraires à partir de cartes au

1/25000 avec indication des données de repérage, et par le marquage perma­

nent sur la chaussée des points de repère (le plus souvent au droit des

anciennes bornes kilométriques).

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- 49 -

les données des classes IV et VII ont été recueillies manuel­

lement, celles de la classe VI par des systèmes de comptage automatiques,

celles de la classe V par les matériels d'auscultation, et enfin, celles

des classes II et III en partie manuellement et en partie au moyen de

deux appareils d'auscultation à grand rendement

- la plate-forme Gyros qui a été conçue pour relever automatique­

ment les tracés routiers [90 et 9lj en utilisant le principe des gyros­

copes. le véhicule porteur (dont le système de suspension doit pouvoir

être bloqué) contient :

• une centrale gyroscope d'avion qui donne en permanence les angles

de cap, de roulis et de tangage.

• un système d'introduction d'informations concernant le repérage.

• un système d'enregistrement des données permettant le traitement

sur ordinateur.

le relevé des tracés routiers se fait en continu, à une vitesse

de 25 km/h (100 à 150 kilomètres de relevé par jour), suspension du vé­

hicule bloquée ; la dérive des gyroscopes nécessitant un recalage, tous

les deux kilomètres, sur des points de repères dont les coordonnées

sont parfaitement connues. Ce relevé permet de multiples applications

restitution des profils en long, des tracés en plan des dévers, calcul

de distances de visibilité, zones d'accumulation d'eau •••

Il n'existe actuellement qu'un seul exemplaire de ce matériel

qui réalise environ 5000 kilomètres de relevé par an.

--- CAMEROUTE L99 et lOOj : cet appareil permet un relevé photogra-

phique de la route et de son environnement tel qu'ils sont vus depuis un

véhicule circulant normalement. l'enregistrement se fait à l'aide d'une

caméra grand angle avec chargeur de grande capacité (3000 vues) et à rai­

son d'une photo tous les dix mètres. le relevé s'effectue à 40 km/h et

dans les deux sens de circulation. l'exploitation se fait par lecture du

film sur des visionneuses équipées d'une mire graduée longitudinalement

et transversalement pour la localisation des informations qui sont enre­

gistrées sur support m~gnétique. CAMEROUTE permet ainsi d'acquérir la

plupart des informations des classes l et III ; trois unités sont actuel-

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- 50 -

lement en service en France.

c) Les applications ou les produits de la BOR [s1J

Le système rationnel de recueil des données et de constitution des

fichiers offrent de très nombreuses possibilités d'applications, lesquelles

se concrétiseront au fur et à mesure des besoins.

Parmi celles actuellement disponibles, citons les trois applica­

tions les plus importantes pour la connaissance et la surveillance des

chaussées et qui se présentent sous forme de schémas itinéraires tracés

automatiquement :

- le schéma itinéraire général est une restitution linéaire de la route au

1/2000 décrivant la chaussée, les accotements et les éléments de géométrie

du tracé ; il peut être complété par des données particulières telles que

réseaux enterrés, trafic, accidents, distances de visibilité, ••

- le schéma itinéraire chaussée reprend un fond de plan simplifié de la

route au 1/5000 et restitue toutes les informations des classes IV et V

structures de chaussées, matériaux, travaux, indicateurs d'état.

- le schéma itinéraire équipement sécurité comprend toutes les données

nécessaires aux propositions d'équipement ; comme le schéma général il peut

s'augmenter des données sur le trafic, les accidents, •••

Ces trois schémas constituent l'outil de travail des ingénieurs

routiers chargés de la surveillance et de la gestion de l'entretien des

chaussées du réseau routier français.

3.4. Bilan de l'entretien des routes nationales en France

La politique préventive de l'entretien, dont les caractéristiques

viennent d'être définies est appliquée sur le réseau national renforcé et

neuf depuis 1972. Il appartient aux services locaux d'établir par itiné­

raire des propositions de programme annuel détaillées dans lesquelles les

chantiers sont bien localisés, les tâches techniquement définies et les

coOts précisés. Ces propositions sont examinées par les services centraux

qui les approuvent après modifications le cas échéant et ouvrent les

crédits correspondants.

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- 51 -

Si le recul dont nous disposons ne permet pas de tirer des conclu­

sions définitives, il est cependant suffisant pour dégager quelques traits

essentiels :

- les dépenses d'entretien se sont élevées à 35 000 F/km/an en moyenne,

dont environ 75 % pour la chaussée proprement dite et représentent environ

4 % du coût de construction de la chaussée neuve (acquisition de terrains,

terrassements, équipements et travaux annexes exclus).

- les programmes approuvés et mis en oeuvre représentent, en coût, à peu

près 75 % des demandes totales des services locaux.

- la fréquence de renouvellement des couches de surface est de l'ordre de

six ans (chiffre calculé pour la partie la plus circulée du réseau natio-

nal). On utilise soit des bétons bitumineux en épaisseur de 6 à 8 cm et à

un degré moindre des enduits superficiels. Des matériaux nouveaux à base

de liants modifiés et des enrobés applicables en couches minces connaissent

actuellement un développement prometteur.

- globalement, l'entretien est bien de type préventif, la part des dépen­

ses consacrées aux réparations localisées n'étant que de 1 à 2 %.

Il faut ajouter aussi que sur la partie non encore renforcée du ré­

seau (souvent en mauvais état), on a opté pour une politique curative d'en­

tretien, le but étant d'éviter, en l'attente du renforcement, l'accéléra­

tion des dégradations et d'imperméabiliser si possible les surfaces des

chaussées. Les crédits consacrés à cet entretien sont actuellement trois

fois plus faibles que sur le réseau renforcé.

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[621 Fiche matériel LCPC n° 20 A.AC-72, Déflectographe LPC à châssis long,

modèle 03.

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jj_o1}

[102]

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