Présentation des techniquesPrésentation des techniquescritères de choixcritères de choix

avantages et inconvénientsavantages et inconvénients

Yves Yves BrosseaudBrosseaud - LCPC Nantes - LCPC Nantes

Les couches de roulementLes couches de roulement

Stage PFE : module 1 - les 12 et 13 mars 2003

Fonction des couches de roulementFonction des couches de roulement

Fonction de surface :Fonction de surface :♠Sécurité

♠ adhérence♠ Drainage♠ Uni longitudinal♠ Différenciation des voies (couleur, texture, homogénéité)

♠Confort♠ Uni transversal et longitudinal♠ Bruit de roulement

♠Protection de la structure♠ Imperméabilisation♠ Résistance mécaniques (cisaillement, cohésion, usure)♠ Résistance aux agents extérieurs (eau, sels, fondants, soleil, huiles,…)

Fonctions diversesFonctions diverses::♠Économie,♠Durabilité,♠Écologie (recyclage),♠Environnement (travaux propres)♠Nuisances aux usagers (travaux rapides) aux riverains (bruits).

Techniques disponibles

• Enlèvement :– Fraisage, Grenaillage, Hydrorégéneration

• Traitements en place:– Thermoreprofilage, Thermorégénération, Thermorecyclage _ Recyclage centrale

• Matériaux Bitumineux:– Enduits(MC, MCDG, BC, GLg), Enduits Epais, ECF,– Enrobés à Chaud (BBUM, BBTM, BBM, BBSG, BBME, BBDr),– Enrobés à Froid

• Béton de ciment, (Whitetoping ou BCMC)

• Techniques modulaires: dallage, pavage• Asphalte routier

Pavages et dallages

Enduits Superficiels d ’Usure Enduits Superficiels d ’Usure NF P 98 160NF P 98 160

•• Domaine d ’emploi:Domaine d ’emploi:–routes à faible et moyen trafic (inférieur à T0)–support peu ou moyennement déformé Préparation à n-1–suffisamment homogène–déformabilité sans prescription, mais trop forte.–Épaisseur la plus faible : 1 cm

•• PerformancesPerformances:– Étanchéité– Adhérence– Drainabilité– Très Économique (6 à 12 F/m²)..

•• Inconvénients:Inconvénients:– Arrachements– Forte sensibilité au support : poinçonnement, ressuage– Forte sensibilité aux conditions de mise en œuvre– Bruit de roulement élevé.

Enrobés Coulés à Froid (ECF)Enrobés Coulés à Froid (ECF)•• Domaine d ’emploi:Domaine d ’emploi:

– routes à circulation peu moyennement rapide (qq applications sur A.)

– milieu urbain– esthétique possibilité de coloration–support peu orniéré (moins de 1 cm), déflexion limitée–Épaisseur faible : centimétrique (15 à 35 kg/m² MC ou BC).

•• PerformancesPerformances:–Étanchéité–Adhérence {surtout avec 0/10 ou 0/6 discontinu}–Moindre gêne, sélectif, remise en service rapide–Produit à froid (bonne image)–Bruit de roulement moyen–Économique (12 à 20 F/m²).

•• Inconvénients:Inconvénients:–Comme toutes les techniques très minces: sensible au support (fissures)–Lissage dans le passage de roues sur trafic lourd et support légèrement orniéré–Nécessite le fraisage de la signalisation à base de résine

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0

1

2

3

4

5

6

7

8

ECF BBDr BBUM BBTM BBM BBSG012345678910

DOSAGE / EPAISSEUR

Dosage liant (%) Epaisseur (cm)

Courbe granulométrique

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0.1 1 10

Tamis en mm

Pass

ants

en

%

BBSG

BBM

BBTM

BBUM

BBDr

Formulation des enrobésFormulation des enrobés

Exemple de texture: BBSG, BBTM, BBDr 0/10

BBSG 0/10

BBDr 0/10

BBM 0/10

BBTM 0/10

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Exemple d ’aspects de surface : influence support

Béton bitumineux ultra minces (BBUM)Béton bitumineux ultra minces (BBUM)

•• Domaine d ’emploi:Domaine d ’emploi:–Routes tout trafic, mais plutôt vitesse élevée–Support en bon état pas de déformation importante (1cm)–Faible déflexion : bon état structurel–Épaisseur la plus faible pour un BB à chaud : 1,5 cm (25 à 35 kg/m²).

•• PerformancesPerformances:–Adhérence excellente et durable (6 à 10 ans)–Drainabilité forte : macro-rugosité HS de 1,5 mm–Économique. ( 15 à 22 F/m²)–très légère amélioration de l ’uni

•• Inconvénients:Inconvénients:–Tributaire du support comme toutes les techniques très minces–Intermédiaire ESU et BBTM (avantages et inconvénients)–Enlèvement de la signalisation–Forte concurrence des techniques voisines: ESU, ECF, BBTM

Béton bitumineux très minces Béton bitumineux très minces (BBTM)(BBTM) NF P 98 137NF P 98 137

•• Domaine d ’emploi:Domaine d ’emploi:–routes à vitesse élevée Autoroutes (1/3 du réseau)–support en bon état pas d ’ornière (1cm), de fissures, ni de faïençage–sans effet structurel : pas de fatigue structurelle–Chaussée neuve (encore rare), Entretien–Épaisseur faible : 2à 2,5 cm (45 à 65 kg/m²).

•• PerformancesPerformances:–Adhérence bonne et durable (10 ans), décroissant 0/6 ; 0/10 et 0/14 (abandonné)–Drainabilité forte : macro-rugosité HS de 1,2 à 0,9 mm–Peu sensible à l ’ornièrage (en association avec EME, sur béton)–Amélioration sensible de l ’uni–Bruit de roulement faible pour le 0/6 (urbain, formule « drainante »)–Économique. ( 18 à 25 F/m²)

•• Inconvénients:Inconvénients:–Pas d ’apport structurel

Béton bitumineux minces Béton bitumineux minces (BBM) (BBM) NFP 98 132NFP 98 132

•• Domaine d ’emploi:Domaine d ’emploi:–routes tout trafic, mais attention aux charges lourdes (risque d ’orniérage)

–support en bon état pas de déformation importante (1cm)–faible déflexion : < 35 1/100 mm pour TO–compromis mince - épais, fréquent en entretien–Épaisseur la plus faible pour un BB à chaud : 2 à 3 cm (70 à 90 kg/m²).

•• PerformancesPerformances:–Intermédiaire entre BBTM et BBSG–Amélioration de l ’uni notamment si 2 couches (épaisseur totale de 8cm)

–Compatible avec toute technique d ’entretien–Texture moyenne : HS 0,6 à 0,8 mm–Imperméabilité moyenne (compacité de 7 à 9%)–Économique lorsque 6 cm surabondant, Prix (25 à 32 F/m²)

•• Inconvénients:Inconvénients:–Pas de spécificité–performances moyennes en tout

Béton bitumineux Béton bitumineux drainantsdrainants (BBDr) (BBDr) NFP 98 134NFP 98 134

•• Domaine d ’emploi:Domaine d ’emploi:–routes à circulation rapide et trafic PL important (autoroutes, VRU,boulevards urbains sans stationnement)

–support en très bon état pas de déformation importante (1cm)–chaussée bitumineuse ou mixte, sans fissures de retrait en surface–généralement en chaussée neuve–Épaisseur normalisée : 3 à 5 cm (80 à 100 kg/m²).

•• PerformancesPerformances:–Perméabilité : vitesse de percolation 0,8 à 1,5 cm/s (N > 0,4)–Texture élevée et durable–Adhérente forte et durable (granulat bon CPA):

• très haute à grande vitesse: CFL 120 0,3 à 0,4• moyenne à faible vitesse : CFL 40 0,4 à 0,6

–Pas d ’aquaplaning par pluies modérées à fortes–Bonne visibilité, pas de projections d ’eau, pas d ’éblouissement–Pas d ’orniérage–Bruit de roulement: l ’un des plus faible (70 à 75 dBa) au jeune age–Prix élevé (par rapport à un enrobé fermé, nature liant)

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Exemple d ’aspects de surface

Inconvénients BBDrInconvénients BBDr

•• Inconvénients:Inconvénients:– Colmatage superficiel parfois rapide (1 à 4 ans) selon:

• environnement• nature et intensité du trafic• pollutions accidentelles

– Sensibilité aux efforts de cisaillement (virage, giratoire, freinage)– Comportement thermique spécifique

• isolant gel + rapide, + long, + humidité, sel évacué,• traitement préventif particulier pour la VH

– Itinéraire homogène de BBDr (section longue, près de centre d ’entretien)– Diminution des propriétés acoustiques par colmatage– Suivi des dégradations difficile (fissures masquées dans la porosité)– Décolmatage se limite au nettoyage par eau sous HP (amélioration

drainabilité de 0 à 30%, selon seuil de colmatage V< 0,4 cm/s)

– Difficulté d ’entretien localisé (petite réparation, les solutions existent maisdemandent beaucoup d ’attention : Recyclage, Thermorecyclage, Fraisage + nouvellecouche drainante ou non, Nouvelle couche avec ou sans imperméabilisation du BBDr

Béton bitumineux semi grenu Béton bitumineux semi grenu (BBSG) (BBSG) NFP 98 130NFP 98 130

•• Domaine d ’emploi:Domaine d ’emploi:– roulement ou liaison de chaussée neuve ou renforcée– tout trafic, tout réseau, toute structure– objectif structure et réduction de la fatigue des couches– déformabilité limité pour les bitume purs– Épaisseur : 5 à 9 cm (120 à 200 kg/m²).

•• PerformancesPerformances:– Imperméabilité bonne à très bonne (teneur en vides de 5 à 8%)– Bonne performances mécaniques :

• Module E > 5400 MPa et Fatigue ε6 > 100 µdef– Apport structurel– Amélioration importante de l ’uni– Texture moyenne : HS 0,5 à 0,8 mm– Orniérage: bon à très bon (selon nature liant et ajouts)– Bruit de roulement moyen– Prix (40 à 45 F/m²)

•• Inconvénients:Inconvénients:– Épaisseur (travaux annexe parfois nécessaire)

Béton bitumineux souple Béton bitumineux souple (BBS) (BBS) NFP 98 136NFP 98 136

•• Domaine d ’emploi:Domaine d ’emploi:– routes à faible ou très faible trafic– support déformé– forte déflexion– épaisseur variable selon la catégorie (4) : 4 à 5 ; 8 ; 10 à 12 cm

•• PerformancesPerformances:– Compatible avec toute technique d ’entretien– Accepte des variations d ’épaisseur– Texture faible : HS 0,4 à 0,5 mm– Imperméabilité bonne (teneur en vides de 4 à 9%, généralement 5 à7%)

•• Inconvénients:Inconvénients:–Pas de spécificité–Très sensible aux déformations permanentes

Critères de choix

• Politique– uniformité du réseau– hiérachisation– image de marque, objectifs …...

• Technico - économique– Coût global complexe: initial, entretien,

déconstruction, ….– Contraintes - Performances

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Critères : contraintes

• Trafic• Climat : V.H., variation température, pluies, ….• Environnement : foret, tunnel, rase campagne• Tracé : rampe, carrefour, giratoire, sinueux• Support : déflexion, état, fissurations, déformations• Epaisseur, travaux annexes : seuils• Importance : déplacement de matériel, spécificité• Rapidité : moindre gêne aux usagers• Fabrication - mise en œuvre - période de réalisation• Entretien : fréquence, nettoyage, marquage,...• Législation: loi sur l ’eau, l ’air, bruit, recyclage, ….

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Performances des produits

• Fonctionnelles :– Imperméabilité– Durabilité mécanique (fatigue, module, arrachement, orniérage)– Pouvoir de renforcement– Facilité et rapidité d ’entretien

• Sécurité– Rugosité, Adhérence– Uni longitudinal, Pouvoir de reprofilage– Photométrie, Coloration

• Confort (réduction des nuisances)– Bruit de roulement,– Esthétique

Adhérence Formules 0/10: BBSG, BBM, BBTM, BBUM

0.00

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

0.60

0.70

40 80 120vitesse km/h

coef

ficie

nt c

fl

9 eme décileBBUM (33)BBTM (86)BBM (35)BBSG (60)1 er décile

(nombre de valeur)Trafic: 1 à 5 Millions de P.L.

Adhérence: exemples de CFL

Peu bruyants BruyantsIntermédiaires

LAm

ax (9

0 km

/h) e

n dB

(A)

CLASSIFICATION DES REVÊTEMENTSBase de données du LRPC Strasbourg

7, 50 m

1, 20 m

Revêtement à tester

Coût des techniques en €Th

erm

o

ES EP ECF

BB

UM

BB

TM

BB

M

BB

Dr

BB

F

BB

SG

BB

ME

Coût - +++Monocouche

0 ++ + + 0 - - -- ---

PrixBitumePur

? 1,11 – 1,5

? 2,31,5-2,9

_ 2,62-3

4,13,7-5

3,22,5-4

? 5,74,7-7

_

BmP 1,50,9– 2,3

2,52,12,8

32,5-3,4

54-5,7

2,24,7-5,4

86-9

Données fichier SICRE 2000

Domaine d ’emploi {sollicitations}

Ther

mo

ES EP ECF

BB

UM

BB

TM

BB

M

BB

Dr

BB

F

BB

SG

BB

ME

Trafic Tout < T1 < T0 < T0 Tout Tout Tout Tout↑

< T3 Tout Tout↑

Epais.cm «0» 1 1 1,5 2,5 4 4 4 4 5-7 5-8

Tracécisaillement

+ --jeuneâge

- -- -- - 0 - -jeuneâge

++ ++

Critères : ACSE + YB

Performances {C. d. S.}

Ther

mo

ES EP ECF

BB

UM

BB

TM

BB

M

BB

Dr

BB

F

BB

SG

BB

ME

Imperméabilité

0 ++ ++ + +interface

+interface

0 *interface

0 + +

Rugosité 0 ++++++ + ++ ++ + +++ + 0 0

Adhérence 0 ++ ++ + ++ +++0/6

+ +++0/10

+ 0 0

Bruit 0 -- -- +0/6

+0/6

++0/6

0 ++colmatage

0 0 0

Critères : YB

Répartition des techniques

• Autoroutes concédées (BBTM, BBSG, BBDr)

• Routes nationales (BBTM, BBSG, ESU)

• Routes départementales (ESU, ECF, BBUM, BBM)

• Routes communales (ESU, ECF, BBM…)

BBDr15%

BBSG37%

BBM5%

BBTM35%

Autre6%

ES2%

Autoroutes

ES20%

Autre8%

BBTM10%

BBM20%

BBSG37%

BBDr5%

Répartition des techniques sur RN et autoroutes

ES20%

Autre8%

BBTM10%

BBM20%

BBSG37%

BBDr5% Routes Nationales