Couches de roulement.pdf

Les couches de roulement Présentation des techniques critères de choix avantages et inconvénients

Yves Brosseaud - LCPC Nantes Stage PFE : module 1 - les 12 et 13 mars 2003

Fonction des couches de roulement 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 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 NF P 98 160 • Domaine d ’emploi: –routes à faible et moyen trafic (inférieur à T0) –support peu ou moyennement déformé Î Préparation à n-1 –suffisamment homogène –déformabilité sans prescription, mais trop forte. –Épaisseur la plus faible : 1 cm

• Performances: Performances

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

• 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) • Domaine d ’emploi: – routes à circulation peu moyennement rapide (qq applications sur A.) – milieu urbain – esthétique Î possibilité de coloration –support peu orniéré (moins de 1 cm), déflexion limitée –Épaisseur faible : centimétrique (15 à 35 kg/m² MC ou BC).

• Performances: Performances –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: –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

DOSAGE / EPAISSEUR

Formulation des enrobés

Epaisseur (cm)

Dosage liant (%)

8

10

7

9 8

6

7

5

6

4

5

3

4 3

2

2

1

1

0

0 ECF

BBDr

BBUM

BBTM

BBM

BBSG

100

Courbe granulométrique

90

BBSG

80

Passants en %

70

BBM

60 50

BBTM

40

BBUM

30

BBDr

20 10

Tamis en mm

0 0.1

1

10

11

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

BBSG 0/10

BBM 0/10

BBTM 0/10

BBDr 0/10

Exemple d ’aspects de surface : influence support

14

Béton bitumineux ultra minces (BBUM) • Domaine d ’emploi: –Routes tout trafic, mais plutôt vitesse élevée –Support en bon état Î 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).


–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:

–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 (BBTM) NF P 98 137 • Domaine d ’emploi: –routes à vitesse élevée Î Autoroutes (1/3 du réseau) –support en bon état Î 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).


–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:

–Pas d ’apport structurel

Béton bitumineux minces (BBM) NFP 98 132 • Domaine d ’emploi: –routes tout trafic, mais attention aux charges lourdes (risque d ’orniérage) –support en bon état Î 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).


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

–Pas de spécificité –performances moyennes en tout

Béton bitumineux drainants (BBDr) NFP 98 134 • Domaine d ’emploi: –routes à circulation rapide et trafic PL important (autoroutes, VRU, boulevards urbains sans stationnement)

–support en très bon état Î 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).


–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: moyenne à faible vitesse :

CFL 120 0,3 à 0,4 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)

Exemple d ’aspects de surface

19

Inconvénients BBDr • 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 Î gel + rapide, + long, + humidité, sel évacué, • Î 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 mais demandent beaucoup d ’attention : Recyclage, Thermorecyclage, Fraisage + nouvelle couche drainante ou non, Nouvelle couche avec ou sans imperméabilisation du BBDr

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


– 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:

– Épaisseur (travaux annexe parfois nécessaire)

Béton bitumineux souple (BBS)

NFP 98 136

• 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


– 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 à 7%)

• 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

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, …. 24

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

25

Adhérence: exemples de CFL Adhérence Formules 0/10: BBSG, BBM, BBTM, BBUM

0.70

9 eme décile BBUM (33) BBTM (86)

0.60

BBM (35)

coefficient cfl

0.50

BBSG (60) 1 er décile

0.40 0.30 0.20 0.10 0.00 40

Trafic: 1 à 5 Millions de P.L.

80

vitesse km/h

120

(nombre de valeur)

CLASSIFICATION DES REVÊTEMENTS LAmax (90 km/h) en dB(A)

Base de données du LRPC Strasbourg Peu bruyants

Intermédiaires

Bruyants

7, 50 m

1, 20 m Revêtement à tester

Données fichier SICRE 2000

+

0

?

2,3

_

-

BBME

+

BBSG

++

-

--

---

?

5,7

_

BBF

BBM

0

BBDr

BBTM

Mono

BBUM

+++

ECF

-

EP

Coût

ES

Thermo

Coût des techniques en €

couche

Prix

Bitume Pur

BmP

?

1,1

1 – 1,5

1,5

0,9– 2,3

1,5-2,9

2,5 2,12,8

2,6 4,1 3,2 2-3

3,7-5

2,5-4

3

5

2,2

2,5-3,4

4-5,7

4,7-5,4

4,7-7

8

6-9

BBME

BBSG

BBF

BBDr

BBM

BBTM

{sollicitations} BBUM

ECF

EP

ES

Thermo

Domaine d ’emploi

Critères : ACSE + YB

Trafic Tout < T1 < T0 < T0 Tout Tout Tout Tout < T3 Tout Tout ↑

Epais. cm

Tracé cisaillement

«0»

1

1

+

--

-

jeune âge

1,5 2,5

--

--

↑

4

4

4

4

5-7 5-8

-

0

-

-

++ ++

jeune âge

Critères : YB

BBF

BBSG

BBME

0

+

+

+ +++ +

0

0

++ +++ + +++ +

0

0

0

0

BBM

BBDr

BBUM

*

+

+

0

interface

interface

Imperméa bilité

0

Rugosité

0 ++++++ +

++ ++

Adhérence

0

++ ++

+

BBTM

++ ++

ECF

EP

ES

Thermo

Performances {C. d. S.}

+

interface

0/6 Bruit

0

--

--

+ 0/6

+

++

0/6 0/6

0/10

0

++ colmatage

0

Répartition des techniques • • • •

Autoroutes concédées (BBTM, BBSG, BBDr) Routes nationales (BBTM, BBSG, ESU) Routes départementales (ESU, ECF, BBUM, BBM) Routes communales (ESU, ECF, BBM…)

Répartition des techniques sur RN et autoroutes ES 2%

Autre 6%

BBTM 35%

BBDr 15%

Autoroutes

ES 20%

BBDr 5%

BBSG 37%

Autre 8%

BBM 5%

BBTM 10% BBM 20%

BBSG 37%

Routes Nationales