20210319 iaul hh_vorie_dimensionnement_principes de base

VOIRIE URBAINE
Eléments techniques - Principes de dimensionnement - Matériaux
MEL / VRÉSEAUX & SERVICES / DEPV
Salah BOUSSADA
Visioconférence 19/03/2021
3H
Master 2: Urbanisme et Aménagement
Parcours HABITAT/HABITER

2
Déroulement de la visioconférence:
- Tour de table : Présentation, parcours, projet d’alternance,
projet de fin d’étude, attendus du présent cours
- Présentation du cours : (questions –réponses en fin de chapitre)
1 - Eléments techniques de voirie
2 - Méthodes de dimensionnement d’une chaussée
3 - Typologie de chaussées
4 - Réseaux techniques et voirie
5 - La voirie durable
6 – Matériaux de revêtement
7 – Gestion et entretien de la voirie
Voirie urbaine : Eléments techniques - Principes de dimensionnement - Matériaux

3
5 - La voirie et le réseaux techniques urbains
6 - Principaux matériaux de revêtement

4
INTRODUCTION
 Depuis que
l’homme a cessé
d’être sédentaire,
les concepts de la
voie, du chemin et
de la route ont été
créés.
Source:
Wiképédia
Antiquité / Voies romaines:
 Les romains sont les premiers véritables
constructeurs de routes dans l’histoire.
La route Appienne (Appius Claudius) construite
en 312 av. JC, est la plus ancienne des routes
romaines, longeant la cote ouest de l’Italie sur
environ 500 Km .
Source:
WIkipédia

5
 Supportant plusieurs types de sollicitations
- Charges verticales (poids des objets, gravité …)
- Sollicitations horizontales (Freinage, giration …)
- Sollicitations climatiques (Température, gel/dégel …)
 Une structure multicouche
 Mise en œuvre
sur une plate-forme support
C’est quoi une chaussée ?
INTRODUCTION

6
 Son rôle est de répartir les charges sur une plus grande
surface et de réduire les efforts transmis au sol support.
INTRODUCTION
Couche (s)
granulaire (s)
Sol support
Charge
A quoi sert une chaussée ?

7
Epoque romaine :
 La structure de la voie montre que les romains
appliquaient déjà le principe de la transmission des
charges à travers les différentes couches de
matériaux mises en œuvre.
romae-oculi.over-blog.com
steemit.com
INTRODUCTION
 Sur la base des dimensions des chars, les voies
ont une largeur variable de 2m40 en section courante
à 4m80 en virage (optimisation selon besoin).

8
Etude des sols, analyse des contraintes et dimensionnement des structures
 Introduction des moyens techniques et des méthodes scientifiques:
Chaussée romaine Chaussée moderne
Epoque moderne:
INTRODUCTION
 Chaussée type moderne
VS chaussée romaine

9
XXIème siècle : La voirie du futur
 Chaussée intelligente , instrumentations diverses
 Chaussée avec capteurs solaires
 Matériaux durables
iseremag.fr
INTRODUCTION

10
NOTIONS ET TERMINOLOGIE
La voirie urbaine :
Trottoir Chaussée Sous sol
 En milieu urbain, la voirie
occupe une grande partie
de l’espace public.
 La rue est un espace
partagé entre usagers
piétons et véhiculés, équipé
et sécurisé.
 Les divers réseaux
techniques se partagent
le sous-sol de la voirie;
un véritable « espace » à
organiser.

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Voirie périurbaine :
Larousse
assiette
 Les éléments fonctionnels délimitent la chaussée,
protègent l’emprise et assurent la pérennité de la route.
 L’emprise de la route est
aménagée pour assurer
confort et sécurité à l’usager
en laissant sa part à la nature.
 Hors agglomération, le piéton laisse sa place
aux véhicules motorisés et aux cyclistes.
CEREMA

12
Structure d’une chaussée :
 La plateforme supporte
les différentes couches
de matériaux qui
constituent la structure
de la chaussée.
 La couche de forme est
l’interface entre le sol
support et la structure
de la chaussée.
 Pour assurer la transmission de charges vers le sol support, la
technique de superposition de matériaux de diamètres
décroissants utilisée par le romains est toujours la même.
Infociments/

13
Représentation graphique d’une chaussée :
lycee-cherioux.fr/
 Le plan du tracé géométrique définit les aménagements du projet de voirie
en respectant le nivellement du terrain et les règles de conception.

14
 Le profil en long est une coupe
longitudinale sur l’axe du
projet.
 Graphique sur lequel les
distances horizontales sont en
abscisses et les altimétries en
ordonnées.
 Les échelles de représentation
peuvent être différentes en
abscisses et en ordonnées de
manière à souligner les reliefs et
montrer les déblais et remblais
prévus dans le projet.

15
lespontsdece.fr
 Les coupes transversales sur des points précis du tracé géométrique
définissent le ou les profils en travers types du projet de voirie.
 Le profil en travers montre la nature des espaces composant l’emprise de la
voirie et leurs largeurs. Et éventuellement les volumes de déblais et de
remblais prévus dans le projet.
 Les matériaux de structures et de bordures y sont schématiquement
représentés et généralement plus détaillés dans un carnet de détails.

16

17
Le dimensionnement d’une structure de chaussée est la détermination de:
 la nature et l’épaisseur des couches constituant son corps pour résister
aux contraintes auxquelles elle sera soumise pendant toute sa durée de vie.
 Sol support :
Nature ? Portance ?
 Structure :
Matériaux ? Epaisseurs?
 Contraintes :
Trafic ? Climat?
 Durée de vie ?
DIMENSIONNEMENT D’UNE CHAUSSEE

18
Critères de dimensionnement
2 - Les données climatiques
3 - Le trafic
4 - Les matériaux
5 - La durée de vie souhaitée
6 – Le coût global
1 - Le sol support

19
1 - Le sol support :
 Son ETAT HYDRIQUE :
-Humide
-Sec
-Niveau de la nappe
(eaux souterraines)
 Sa NATURE :
-Argileux
-Sablonneux
-Calcaire
-…
 Son COMPORTEMENT
MECANIQUE :
-Portance
-Stabilité
A
N
A
L
Y
S
E
S
ET
E
S
S
A
I
S
:
 En labo.
 Sur site

20
1 - Le sol support : Etude et analyse
 Tout ouvrage de Voirie ou de Génie Civil est construit sur
un sol plus ou moins « porteur » .
 Pour être en mesure de :
- faire les calculs nécessaires au dimensionnement
de l'ouvrage à construire,
- choisir les meilleures options techniques, ou
rechercher des variantes de construction,
 Il est indispensable de connaitre la nature et les
caractéristique du sol qui supportera l'ouvrage.

21
1 - Le sol support : Etude et analyse
 Les valeurs obtenues des essais permettent de déterminer
avec précision la nature du sol auquel nous avons à faire.
 Pour cela, le Guide des Terrassements Routiers (GTR) est
l’ouvrage de référence en matière d’étude de sol.
 La connaissance des sols est importante pour:
 L'élaboration des projets,
 Le réemploi des matériaux issus des déblais
 Définition du modes de compactage.

22
1 - Le sol support : Classement des sols (Guide des terrassements routiers /LCPC-Setra-2000)
Définition des classes de sols du GTR
 Pour avoir une base
commune de
dimensionnement
de chaussées au
niveau national, le
GTR encadre la
classification des
sols selon:
- les essais
conventionnels
- et les normes en
vigueur.

23
1 - Le sol support : Principaux essais de laboratoire pour caractériser les sols
Déterminer les proportions
des différents diamètres des
particules composant le sol
afin d’en déduire ses
caractéristiques mécaniques.
 L’équivalent de sable permet de
mettre en évidence la présence de
particules très fines contenues dans
le sol pour déterminer de degré de sa
plasticité (traces d'argile, de limon).

24
 L’essai au bleu de méthylène
sert à déterminer l'argilosité
d’un sol (quantité de particules
argileuses dans une masse
donnée de sol).
 Déterminer les
limites de liquidité et
de plasticité du sol
afin de l’identifier et
caractériser son
état.

25
 La détermination de la teneur en eau d’un sol permet de
connaitre et maîtriser la portance du sol et donc à protéger les
ouvrages qui y sont construits.

26
 L'essai Proctor permet de déterminer la teneur en eau nécessaire
pour obtenir la densité sèche optimum d'un sol par compactage et
déterminer par conséquent le niveau de sa portance.
Le Proctor Normal est réservé aux matériaux non traités (sol, remblais,
couche de forme) et le Proctor Modifié est utilisé pour les matériaux
traités (couches d’assise).

27
 Objectifs de compactage (Qx) basés sur les valeurs de l’optimum Proctor.
ρdm : Densité moyenne
ρd fc : Densité en fond de couche

28
 L’essai CBR (California Bearing Ratiotest) permet
de déterminer :
 l’indice Portant immédiat (IPI): pour caractériser
l'aptitude du sol à permettre la circulation des
engins de chantier lors des travaux.
 l' indice C.B.R. immédiat: pour caractériser
l'évolution de la portance du sol compacté à
différentes teneurs en eau.
 l' indice CBR après immersion: pour caractériser
l'évolution de la portance du sol compacté à
différentes teneurs en eau et soumis à des
variations de régime hydrique.
 L’essai CBR permet également le classement du sol dans la grille du GTR.

29
Les résultats des essais et analyses du sol support sont déterminants dans le choix:
 Du type de son traitement (à la chaux, au liant hydraulique …)
 De l’objectif de son compactage (selon l’optimum Proctor)
 Des matériaux d’apport pour son renforcement (couche de forme)
pour avoir la portance exigée à la circulation des engins de chantier et à la
construction de la chaussée et des ouvrages projetés.
1 - Le sol support : Plateforme – PST/Arase

30
1 - Le sol support : Plateforme – PST/Arase
 Selon les essais de sol et le trafic qui sera supporté par la chaussée, les
marchés de travaux exigent une classe de portance à long terme.
 Des essais de contrôle sont effectués pour s’assurer de la portance de la
plateforme support de la future chaussée (sur sol en déblai ou en remblai ou sur
couche de forme):
- Essai de plaque ,
- Essai à la dynaplaque,
- Essai au pénétromètre.

31
1 - Le sol support : Plateforme – Essais de contrôle

32
2– Les données climatiques :
 L’ENSOLEILLEMENT :
- Fréquence
-Variations des
températures
 La PLUVOMETRIE :
-Fréquence
-Quantité
 Le FROID :
-Intensité
-Durée (gel/ dégel)
MESURES
ET
STATISTIQUES

33
3– Le trafic :
 CLASSE DE VÉHICULES :
-Légers
-Lourds
 CLASSE DE TRAFIC:
-Nombre de véhicules /Jour
-Nombre de véhicules /An
COMPTAGES
ET
CALCULS
 CROISSANCE DU TRAFIC :
-Pourcentage annuel
 CATEGORIE DE LA VOIE :
-Transit, liaison
-Distribution
-Desserte

34
3– Le trafic :
T3 T2 T1 T0
t6 t5 t4 t3- t3+
50 150 Pl/j
100
25
0 10
TRAFIC FAIBLE
TRAFIC MOYEN TRAFIC FORT
 Pour choisir la nature et les
épaisseurs des différentes couches de
la chaussée, il est nécessaire de
connaitre ou d’estimer:
- Le nombre de poids lourds moyen
journalier annuel (classe de trafic
Ti ou ti)
- et le nombre de poids lourds
qu'aura à supporter la chaussée
durant toute sa durée de vie
(classe de trafic cumulé TCi).
1 PL (>3,5T) > 1 000 000 VL (<3,5T)
En terme d’agressivité sur la chaussée
50 150 350 750 2000 Pl/j

35
4– Les matériaux :
 Leur QUALITE :
-Mécanique
-Chimique
 Leur COÛT :
-Provenance
-Entretien
-Cycle de vie
 Leur MISE EN OEUVRE :
-Conditions
-Règles de l’art
A
N
A
L
Y
S
E
S
ET
E
S
S
A
I
S
:
En laboratoire
Sur site
H1

36
4– Les matériaux : Essais et formulations
 La qualité des matériaux est assurée par une série
d’analyses, d’essais et de formulations sur:
 1- les composants en matière première:
 Les granulats (sable, graviers, grave non traitée,…)
 Les liants hydrauliques (ciment, chaux, laitier, …)
 Les liants bitumineux (bitume, émulation, …)

37
 2- les formules définitives des matériaux composés
à mettre en œuvre:
 Les graves traitées
 Les bétons hydrauliques
 Les bétons bitumineux (enrobés)
 Les éléments modulaires (bordures, revêtement)

38
Essais sur granulats :
 L‘analyse granulométrique permet de déterminer la répartition des
différents grains d'un échantillon de granulats, en fonction de leurs tailles
(diamètres).
Analyse
granulométrique

39
 Le coefficient du polissage accéléré
(CPA) est le résultat de la simulation
en laboratoire l’action du polissage
des gravillons par les pneumatiques
des véhicules.
 Le CPA des granulats détermine
le degré de glissance de la
chaussée sur un temps
déterminé.
 Le frottement est mesuré par le
pendule SRT.
Essai CPA

40
 L'essai micro-Deval (MDE) a pour
but la détermination de la résistance à
l'usure des granulats par le frottement
réciproque de ses éléments (en présence
de billes d’acier avec ou sans eau).
 Le degré d’usure est apprécié par la
détermination de proportion
d’éléments fins générée au cours de
l’essai. Plus cette proportion est
faible, plus les granulats sont
résistants à l’usure.
Essai MDE

41
 L'essai Los Angeles (LA) a pour but
d’évaluer la résistance à la
fragmentation par chocs (essai à sec en
présence de boulets d’acier).
 Le degré de fragmentation est
apprécié par la détermination de
proportion d’éléments fins
générée au cours de l’essai.
Essai LA

42
 L'essai de résistance au gel, consiste à imbiber
un échantillon de matériau à l’eau et le soumettre
à des cycles de Gel/Dégel.
 la résistance au gel des granulats est appréciée
par leur perte de masse à l'issue de ces cycles.
Plus elle est élevée plus les granulats sont gélifs.
Gel/Degel

43
Essais sur liants hydrauliques et bitumineux :
 Plusieurs essais d’analyse et de contrôles sont pratiqués en laboratoire sur les
liants pour caractériser leur composition chimique et leur comportement
mécanique.
Cohésion du bitume Autres essais du bitume Prise du ciment

44
Essais sur bétons bitumineux :
 La mesure du module (E) des enrobés se fait par un essai de traction directe
sur éprouvettes cylindriques à différents temps de chargement et différentes
températures pour l’établissement de courbes d’exploitation de sa valeur.
Module de Young (E)

45
 Pour caractériser la résistance à la fatigue d'un
enrobé, une éprouvette trapézoïdale est soumise
à une déformation imposée, à atmosphère et
température contrôlés, jusqu’à la rupture.
 Les différents couples (niveau de chargement/
nombre de cycles jusqu'à l'endommagement),
se placent sur une droite de fatigue. A 106
cycles, le seuil de chargement relevé sur la
droite est la valeur caractéristique de la
résistance en fatigue : ε6.
Résistance à la fatigue

46
 L’orniérage, déformation produite dans le
passage de roue, est notée en fonction du
nombre de cycles qui dépend du type de
matériau, et de sa classe.
Orniérage

47
 L’essai Duriez est l’analyse de la tenue à l’eau d’un enrobé, évaluée au
travers de la chute de sa résistance en compression après son immersion
pendant 7 jours.
Essai Duriez

48
 L‘essai Marshall est une méthode de
détermination de la teneur en vide et des
caractéristiques mécaniques d’un enrobé.
 Les éprouvettes sont confectionnées par
compactage normalisé, suivi d’un essai
de compression sur un protocole défini.
 Pour une teneur en liant et un compactage donnés, on détermine la
résistance mécanique et l’affaissement (fluage) de la formulation de l’enrobé
testé.
Essai Marshall

49
Essais sur matériaux hydrauliques (Graves et sols traités – Béton – Eléments béton)
 L’essai de rupture par traction
directe sur éprouvette pour
déterminer la résistance (Rt) et
le module d’élasticité de la
formulation.
 L’essai de rupture par compression
pour déterminer la résistance (Rc)
et le module d’élasticité de la
formulation.

50
5– La durée de vie :
Sa DURÉE DE SERVICE :
- X années
 La durée de vie de service d’une chaussée est généralement fixée par le maitre
d’ouvrage. Couplée au taux de croissance du trafic, elle représente un élément
important dans le budget de construction et de l’entretien de la chaussée.

51
6– Le coût global :
 Son COÛT
DE CONSTRUCTION
 Son COÛT
D’ENTRETIEN
 Son COÛT
DE DECONSTRUCTION
et DE RECYCLAGE
ANALYSES
TECHNICO-
FINANCIERES
aqtr.com

52
Dimensionnement d’une chaussée
Méthodes de dimensionnement
L’approche mécanique :
 Vérification par le
calcul
qu'une structure
choisie (matériaux et
épaisseurs) suffit à
supporter le trafic
prévu sur la chaussée
pendant sa durée de
vie sur un sol donné.

53
L’approche empirique :
 Capitalisation de données suite à l’observation du
comportement sous trafic de chaussées réalisées
sur plusieurs années et de planches d’essai de
chantiers expérimentaux.

54
L’approche rationnelle (mécanique – empirique) :
Sol support/ couche de forme
Entrants
Desserte, transit …
Couche de roulement
Indice de gel de la zone
Profil en travers type
Logiciel ALIZE
ou
Catalogues de
structures

55
Logiciel ALIZE
Catalogue LCPC (1998)
Outils de dimensionnement (niveau national):

56
Outils de dimensionnement (déclinaisons locales):

57
Exemple de CCTP de marché de voirie:
Article: Exécution et constitution de la structure de chaussée
1. Dimensionnement de la chaussée
Classe de trafic : T 3
Durée de vie : 20 ans
Taux de croissance : 2% par an
2. Plateforme support:
Couche de forme : Traitement du sol à la chaux
Classe de la plateforme : PF2 après traitement du sol (E>50 Mpa)
3. Composition de la chaussée
Couche de fondation Grave bitume sur une épaisseur de 16 cm
Couche de base EME 0/14 épaisseur 8 cm
Couche de liaison EME sur 2 cm
Couche de roulement Béton Bitumineux 0/10 sur 6 cm
Cette composition est donnée à titre indicatif, l’entrepreneur réalisera son propre dimensionnement ouvert à variante et qui
sera soumis à l’approbation du maître d’œuvre.

58

59
Typologie de chaussées
Le fonctionnement mécanique d'une structure de chaussée dépend
de celui des couches d’assise qui la compose.
 Couches souples : composées de matériaux granulaires
non ou peu liés: Graves non traitées, graves traitées au
bitume.
 Couches rigides: composées de matériaux granulaires liés
au liants hydrauliques (chaux, ciment, laitier): graves
traitée, grave ciment, béton.
 Les combinaisons de ces couches donnent 3 grandes
familles de chaussée: Souple, semi-rigide et rigide.

60
1- Chaussée souple:
 Son assise est réalisée d’une ou plusieurs couches de matériaux granulaires
non traités (GNT).
 L’épaisseur de l’ensemble de la structure est comprise entre 30 et 60 cm.
 Recouverte d’un revêtement bitumineux (< à 15 cm )
 Structure à faible budget pour chaussée
à très faible trafic.
 Efforts directement transmis au sol
support avec une faible répartition
latérale.

61
1- Chaussée souple:
 Dégradations dues au drainage des eaux de surface et à l’état hydrique du
sol support:
affaissement, remontée de fissures, faïençage, trous

62
2- Chaussée bitumineuse épaisse (souple à semi-rigide):
 Son assise est réalisée en matériaux traités aux liants bitumineux (grave
bitume (GB), enrobés à module élevé (EME)).
 D’une épaisseur le plus souvent comprise entre 15 et 40 cm.
 Revêtue par une couche de roulement en béton bitumineux.
 Relative rigidité des matériaux
permettant la répartition des
contraintes verticales.
 Réduction des efforts au niveau du
sol support.

63
2- Chaussée bitumineuse épaisse (souple à semi-rigide):
 Orniérage par fluage des enrobés (forte chaleur, trafic lourd lent)
 Remontée de fissures en cas d’un mauvais collage entre les couches.

64
3- Chaussée à assise au liant hydraulique (semi-rigide):
 Son assise est réalisée en matériaux granulaires traités aux liants hydrauliques
(chaux, laitier, ciment): grave traitée.
 D’une épaisseur le plus souvent comprise entre 20 et 50 cm.
 Rigidité des matériaux traités
permettant de répartir les efforts.
 Réduction des efforts au niveau
du sol support.

65
3- Chaussée à assise au liant hydraulique (semi-rigide):
 Risque de retrait thermique de la grave traitée favorisant la remontée de
fissures en surface.
 Risque de perte d’étanchéité en surface favorisant l’infiltration des eaux, la
déformation de la structure et la perte de portance.

66
4- Chaussure à assise mixte (semi-rigide):
 Les couches d’assise sont réalisées en matériaux différents:
- Couche de fondation: en grave traitée au liant hydraulique (20 à 40 cm)
- Couche de base: en grave traitée au liant bitumineux (10 à 20 cm)
 La rigidité de la couche de
fondation (GT) favorise davantage
la diffusion des efforts.
 La souplesse de la couche de base
(GB) ralentit la remontée des
fissures en surface dues au retrait de
la fondation.

67
4- Chaussure à assise mixte (semi-rigide):
 Désordres liées aux défauts de mise en œuvres :
 dosage de liants, compactage …
 ressuage, faïençage, orniérage …

68
5- Chaussée à assise rigide:
 Les couches d’assise sont réalisées en béton (armé continu ou dalles goujonnées)
 D’épaisseur totale variable entre 30 et 60 cm,
 Y compris, généralement la couche de roulement (peux être recouverte d’une
couche mince de béton bitumineux).
 La tenue à la fatigue du béton
garantit sa durabilité.
 La rigidité du béton permet
d’assurer une bonne répartition
des charges sur le sol support.

69
5- Chaussée à assise rigide:
Effet de poutre du béton: fragilité de la partie basse soumise à la traction
 renforcement par armatures métalliques
Fissures dues au retrait et la dilatation (joints).
Chaussée bruyante: peut être couverte par un béton bitumineux mince

70
5 - Réseaux techniques et voirie

71
La voirie durable
Leviers d’action
Clauses d’éco-
responsabilité dans
les marchés publics
Traitement des sols
supports
Le type de structure
Le type de
revêtement
Economie circulaire
/ Cycle de vie

72
La voirie durable
L’éco-responsabilité dans les marchés travaux :
Le développement d’outils d’aide à la décision: Eco-comparateur (ex: SEVE)
L’objectif est de comparer, d’un point de vue environnemental, des
variantes à la solution de base proposée dans le cadre de l’exécution des
travaux d’un projet de voirie.

73
La voirie durable
Le développement d’outils d’aide à la décision: Eco-comparateur SEVE
L’exploitation d’une base de donnés commune et standardisée donne un
bilan environnemental en tonne d’Equivalent carbone, en le comparant à la
solution de base.
La pondération prévue dans les marchés travaux et le résultat de SEVE
permettent, en partie, le classement des entreprises soumissionnaires.

74
La voirie durable
Le traitement en place des sols:
 Privilégier le traitement du sol en place c’est:
- Limiter les transport de matériaux en réduisant la pollution et la
consommation d'énergie.
- Eviter l'extraction de granulats qui sont des ressources naturelles
non renouvelables.

75
La voirie durable
Revêtement drainant
Assise drainante
 Une fois l’eau stocker sous la chaussée, elle est soit collectée pour être traitée
soit directement infiltré dans le milieu naturel.
Infiltration directe
Ruissellement +
Ouvrage de collecte
Techniques alternatives de gestion des eaux de ruissellement:
Les chaussées réservoir:

76
La voirie durable
Les chaussées réservoir:

77
La voirie durable
 Avec les matériaux de
revêtement drainants l’eau de
pluie est directement infiltrée
dans le sol: gain sur la
construction et la gestion
d’ouvrages de stockage.
Enrobés drainants
Béton drainant Dalles engazonnées
Pavé drainant
Pavé à joints drainants
Les matériaux drainants:

78
La voirie durable
L’économie circulaire dans la construction des chaussées :
La mise en œuvre de matériaux recyclés:
Les agrégats de béton
 Les chantiers de démolition de bâtiment sont une source importante de
matériaux pour les couches de structure des chaussées modernes.
 Les agrégats de béton de démolition sont utilisés sous forme:
de GNT pour les couches de forme et de GT pour les couches d’assise.
 Les ressources naturelles sont ainsi sauvegardées.

79
La voirie durable
Le recyclage des matériaux de voirie:
les agrégats d’enrobés
 Les fraisâts d’enrobés provenant de
l’entretien ou de la démolition d’ancienne
chaussée, représentent aujourd’hui jusqu’à
40% d’agrégats des enrobés mis en œuvre
dans les nouveaux chantiers.

80
La voirie durable
L’expérience de la MEL: Les sédiments de dragage des voies fluviales dans la voirie
Parking réservoir à hydrocyl (Tourcoing)
Vidéo 2mn40

81
5 – La voirie et le réseaux techniques urbains

82
La voirie et les réseaux techniques urbains
 La voirie est le réseau support de tous les autres réseaux techniques, sa qualité et le
bon fonctionnement du réseau viaire sont des facteurs vitaux à la vie de nos villes.


journals.openedition.org/developpementdurable
Assainissement Eau potable Collecte déchets Energies Transport - Logistique
Voirie – Voirie – Voirie - Voirie – Voirie – Voirie - Voirie – Voirie – Voirie - Voirie
Telecom
L’inter-
dépendance des
réseaux
techniques
urbains exigent une
parfaite
coordination entre
tous les
gestionnaires
pour assurer le bon
fonctionnement
des villes et leur
résilience face aux
crises.

83
La voirie et les réseaux techniques urbains
 Pour la sécurité des chantiers et la continuité de service des réseaux , la réglementation
a fixé des obligations aux maitres d’ouvrage, aux exploitants et aux entreprises de travaux.
Les travaux de voirie et les réseaux :
 La Géolocalisation des réseaux enterrés en X,Y et Z avant tous travaux de voirie
 Le marquage piquetage et repérage des réseaux sur toute la durée du chantier
 La formation de tous les acteurs des projets de voirie sur la réglementation DT-DICT

84

85
Principaux matériaux de revêtement de voirie
Les matériaux coulés
- M. traités aux liants:
- Bitumineux
- Hydrauliques
- de synthèse

86
Asphaltes
 Mélange de granulats fins (sable) et de
liant bitumineux posé sur une chape
béton.
 Mis en œuvre sur des voies urbaines à
faible circulation (zone 30) ou en espace
piéton (trottoir).

87
 Mélange de granulats 0/D avec un liant
bitumineux classique ou modifié.
 Mise en œuvre sur une assise en matériaux
bitumineux ou traitée aux liants hydrauliques.
 Possibilité de formulations spécifiques:
- Enrobés scintillants
- Enrobés phoniques
- Enrobés colorés
- Enrobés au liant végétal
Bétons bitumineux (enrobés)

88
Enduits superficiels
 Granulats moyens (max 6/10) mis en œuvre
mécaniquement avec une émulation de bitume.
 Matériau utilisé pour l’entretien des chaussées pour
renforcer leur étanchéité et leur rugosité
superficielle.
Enduit superficiel bicouches

89
 Enrobés à forte teneur en vides, remplies d’un coulis de ciment mis
en œuvre manuellement.
 L’objectif est de rendre plus clair la surface traité dans un
aménagement paysager ou urbain.
Enrobés percolés

90
 Mélange de granulats, d’eau et de ciment,
 Joue à la fois les rôles des couches de base et de surface.
 Mis en œuvre par vibration.
 Spécifique pour les aménagements paysagers.
Béton désactivé
Béton imprimé
Béton balayé coloré
Bétons coulés

91
 Produit deux composants qui agit par
polymérisation après mélange.
 Ajout de gravillons pour accroitre l’adhérence.
 Ajout de pigments pour colorer la résine.
Résines coulées

92
Les matériaux modulaires
DALLES ou PAVES
- Pierres Naturelles
- Béton
- Terre Cuite

93
 Roches de carrière façonnées en éléments modulaires par des techniques
industrielles (pavé, dalle, bordure …).
 Elles sont généralement d’origine magmatique (granit, quartz, basalte) ou
sédimentaire (grés, calcaire), de couleurs variables.
 Les techniques de pose sont basées sur des règles de l’art très maitrisées
pour l’esthétique et la pérennité des ouvrages.
 Matériaux réutilisable et recyclable.
 Inconfortable en zones circulées.
Pavés en Pierre Naturelle

94
 Eléments préfabriqués en usine en plusieurs formes et couleurs.
 Se posent sur une assise rigide avec un lit de pose en sable.
 Pavage facilement réparables, réutilisables et recyclables.
Pavés Béton

95
Pavés en Terre Cuite
 Matériaux préfabriqué en usine à différentes nuances de couleur rouge
terre cuite.
 De moins en moins utilisés en voirie pour:
- Sa fragilité et sa sensibilité au trafic
- Son bilan carbone élevé.

96

97
Gestion de la voirie: Essais et contrôle
Essai de déflexion dynamique:
Mesurer le mouvement vertical de la chaussée sous l’effet de la charge de
l’essieu standard de 13T (mesure de la déformation).
Déflectomètre
à
masse
tombante
(FWD)
Falling
Weight
Deflectometer
Déflectomètre
Lacroix
 Acquérir des données pour le dimensionnement ou le contrôle d’une chaussée neuve,
 Prendre les dispositions dans le cas de renforcement d’une chaussée existante
Utilisé dans les périodes gel/dégel afin de limiter le trafic poids lourd

98
Essai de déflexion statique:
Poutre
de
Benkelman
Classes caractéristiques de déflexion

99
Mesure d’adhérence de chaussée:
Remorque
Adhera
 Mesure du Coefficient de Frottement
Longitudinal (CFL) en roue bloquée, sur
chaussées mouillées.
La combinaison des résultats d’essai à
différentes vitesses permet de quantifier
l’adhérence de la chaussée.
 Une roue, de type automobile, équipée
d’un pneumatique lisse standard sur
laquelle est appliquée une charge verticale
fixe est tirée à vitesse constante par un
véhicule tracteur assurant l’arrosage du
revêtement.

100
Mesure de la PMT (profondeur moyenne de texture de chaussée):
 Mesure de la
hauteur moyenne de
la texture de la
surface de chaussée
par remplissage du
volume des vides à
l’aide d’un volume fixe
de billes de verre
spécifié.
Ce volume est étalé
sous forme de cercle et
on mesure le diamètre
de la tache.
 Plus le diamètre est
grand, plus la
chaussée est glissante.
PMT (en mm) = 4 * V / D
Exemple: PMT d’une chaussée V 50 km/h > 0.60 mm

101
Gestion de la voirie: Principales dégradations
Désordres structurels : Fissures, faïençage, nid-de-poule
 Les dégradations structurelles induisent
des infiltrations d’eau, dans la plupart des cas,
provoquent le départ des matériaux de
surface pouvant aller jusqu’à la formation des
nids-de-poule.
 L’eau est le principal ennemi des chaussées
bitumineuses (pluie, neige, gel/dégel),
 La plupart des fissures apparaissent suite
aux mouvements de l’assise de la chaussée;

102
Désordres structurels : Fluage, orniérage, affaissement
 Ces désordres apparaissent à la surface de la chaussée suite à la dégradation
de son assise.
 Plusieurs facteurs sont en cause: Mauvais dimensionnement, mauvaise mise
en œuvre, mauvais entretien, fatigue de la structure …

103
Dégradations subies: tranchées de réseaux enterrés
 Les tranchées en chaussée sont de véritables plaies qui réduisent sa durée de vie.
 Les principales causes sont:
- Le mauvais compactage des matériaux de remblai
- L’absence des joints de couture des enrobés en surface.

104
Dégradations subies: tranchées de réseaux enterrés
Les maitres d’ouvrage délivrent
des Autorisations techniques
préalable aux travaux (ATP) en
exigeant:
 Le respect du règlement de
voirie.
Le type et les épaisseurs de
couche des matériaux de
remblai de tranchée.
Des objectifs de compactage
des différentes couches de
structure.

105
Entretien et durée de vie :
Gestion de la voirie: Principales Techniques d’entretien
 La durée de vie de la chaussée dépend aussi des budgets consacrés à son
entretien préventif .
 L’entretien curatif est plus couteux que l’entretien préventif par la lourdeur
de l’intervention.

106
L’entretien préventif :
Pontage de fissures
 Traitement de fissures
superficielles non ramifiées
supérieures à 1mm.
 Arrêter les infiltrations
d’eau dans ces points de
faiblesse de la chaussée afin
d’en préserver la pérennité.

107
Enduits Superficiels
d’Usure (ESU)
 Traitement d’un support présentant
des surfaces fissurées ramifiées.
 Pour redonner de l’adhérence à la
couche de roulement et étancher la
surface de chaussée.
 Gravillons de faible granularité pour
limiter les bruits de roulement appliqués
sur une couche d’émulsion de bitume
chaude.

108
Coulis et Enrobés Coulés à
Froid (ECF)
 Traitement d’un support présentant des
surfaces fissurées ramifiées redonnant
adhérence et étanchéité à la surface de
chaussée
 Gravillons enrobés d’émulsion de
bitume appliqués à froid, généralement
en une première couche de reprofilage et
une deuxième de finition.
 Appliqué au bon moment et dans de
bonnes conditions, il augmente la durée
de vie de 4 à 7ans.

109
L’entretien curatif :
 Traitement des trous de formes
irrégulières et de tailles variées « nids de
poule » causés par le départ de
matériaux sur une épaisseur
correspondant à une ou plusieurs couches.
 Traitement « curatif » car cela peut
rapidement être à l’origine d’une
destruction accélérée de la chaussée et
être source d’insécurité.
Traitement des nids
de poules

110
Tapis en enrobés
 Remplacement de couche de roulement
très dégradées du fait de décollement de
couche d’enrobés, pelades, arrachements de
gravillons, inconfort lié à un mauvais état de
surface (faïençage généralisé), usure du
revêtement, orniérage superficiel…
 Le nouveau tapis d’enrobés redonne à la
surface: étanchéité, adhérence et confort de
roulement.

111
Requalifications
structurelles
 Les défauts structurels importants
nécessitent une reconstruction du corps de
chaussée.
 Interventions lourdes nécessitant des
fermetures de voies pendant des durées
relativement longues.

112
- www.adopta.fr
- www.infociments.fr/cimbeton
- www.alize-lcpc.com
- httwww.routesdefrance.com/
- https://www.idrrim.com/
- https://www.youtube.com
- www.cerema.fr/fr/centre-ressources/boutique/general
- www.acheteurs-publics.com
- www.marche-public.fr
- www.planete-tp-plus.com
- www.techniroute.fr
- www.wikitp.fr
Sources et bibliographie:

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