Pathologies de chaussées

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Aperçu rapide des causes de dégradation de chaussée, des conséquences et des modes de cure.

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Pathologies de chaussées

  1. 1. Effet PROCTOR
  2. 2. Effet PROCTOR
  3. 3. L’eau est l’ennemi N°1 des voix de circulations Règle n°1
  4. 4. Portance du sol + Trafic + Véhicules = Structure de Voirie
  5. 5. Toutes les routes ne sont pas circulables par tous les véhicules. Règle n°2
  6. 6. Pour minimiser l’entretien, assurer une signalisation correcte des chaussées. Règle n°3
  7. 7. Charge et répartition Structure Souple Structure Semi-rigide Structure rigide
  8. 8. Structure Souple Les matériaux de la couche d’assise ne sont pas traités par un liant. La chaussée se déforme sous la charge. Charge faiblement répartie. Sol support de bonne portance Effort élevé
  9. 9. Structure Souple Au passage d’une charge… Le sol support se déforme La structure de chaussée se déforme Après le passage de la charge… la chaussée retrouve sa forme.
  10. 10. Structure Souple Si la charge est : trop lourde. trop fréquente. La chaussée ne reprend pas sa forme initiale entrainant une dégradation rapide de la structure. Chaussées PEUcirculées par les poids lourds Attention !
  11. 11. Structure de chaussée souple
  12. 12. Fonctionnement d’une chaussée souple
  13. 13. Répartition comparative de charge
  14. 14. Structure Semi-rigide Les matériaux de la couche d’assise sont traités par un liant blanc (grave laitier) ou noir (grave bitume). Charge moyennement répartie. Sol support de moyenne portance Effort moyen
  15. 15. Structure Semi-Rigide Au passage d’une charge… La structure de chaussée se déforme peu (< 0,5 mm) La charge est bien répartie sur le sol. Le sol se déforme peu.
  16. 16. Structure Semi-Rigide Si la charge est trop lourde… Le sol se déforme beaucoup. La chaussée casse. Et entraine une dégradation brutale. Attention ! Chaussées TRES circulées par les poids lourds
  17. 17. Structure Rigide L’assise est réalisée en béton de ciment. Cette structure est radicalement différente des 2 précédentes. Nous ne l’étudierons pas ici. Charge fortement répartie. Sol support de faible portance Effort faible
  18. 18. Mais pourquoi les chaussées se dégradent… ?
  19. 19. Analyse de situation / Historique/ Diagnostic / Traitement r/
  20. 20. Les 3 facteurs de désordre sont : Le climat Le trafic Les malfaçons
  21. 21. Effets du trafic Fatigues internes liées au passage des véhicules. 1 essieu de 13 tonne = 1 000 000 VL Fatigue de la couche de roulement liée au frottement des pneumatiques. Interne Externe
  22. 22. Effets des malfaçons Défauts de conception. Epaisseur non suffisante. Couche de roulement non adéquate. Portance du sol non étudiée. Défauts de réalisation. Epaisseur insuffisante. (Prix de marché) Qualité des matériaux. Modalités de mise en œuvre.(Pluie) Réinterventions. Tranchées en reprise de réseaux.
  23. 23. Effets du climat L’eau de surface. L’eau de capillarité. L’eau gélive. Les variations de températures. Les rayons ultras violets.
  24. 24. Tous les sols sont sensibles à l’eau
  25. 25. Qu’est-ce que cela signifie?
  26. 26. Sol Sec = Bonne Portance Sol Mouillé = Mauvaise Portance
  27. 27. EAU PORTANCE OK OK
  28. 28. Comment l’eau pénètre t’elle une chaussée?
  29. 29. L’eau pénètre une chaussée dans toutes les directions.
  30. 30. Infiltration de pluie de surface Infiltration latérale par les accotements et fossés Infiltration par capillarité des eaux de nappes
  31. 31. 3 règles d’ - Vérifier l’étanchéité de la couche de roulement pour éviter la pénétration de l’eau par-dessus. - Entretenir accotements et fossés pour permettre l’évacuation rapide des eaux de ruissellement et éviter la pénétration bilatérale. -Abaisser le niveau d’eau dans le sol par -la vérification des pentes de fossé et -la mise en place de drains.
  32. 32. La dégradation d’une chaussée n’est pas liée au hasard
  33. 33. Mauvais drainage Augmentation de la teneur en eau du sol Perte de portance du sol Insuffisance des couches de structures de la chaussée Apparition de dégradations
  34. 34. L’eau Gelée Ennemi public N° 2
  35. 35. Tous les sols sont sensibles au gel
  36. 36. L’eau se déplace toujours du plus chaud vers le plus froid. La teneur en eau du sol augmente
  37. 37. Que se passe t’il au moment du dégel ?
  38. 38. Au dégel, l’excès d’eau dans le sol fait chuter la portance. La chaussée est donc fragilisée, le temps que l’eau s’évacue. La mise en place d’une Barrière de dégel Permet de limiter la circulation aux véhicules légers de façon à éviter que la chaussée ne soit soumise à de trop fortes contraintes qui provoqueraient des dégradations. Un drainage correct du sol de la chaussée permettra d’évacuer rapidement les eaux pour qu’elle retrouve sa portance initiale.
  39. 39. Les4familles de dégradations
  40. 40. Familles N°1 « Les Déformations »
  41. 41. Les Déformations 1 Affaissements de rive 2 Flaches 3 Orniérage
  42. 42. Affaissement de rive Description/ Tassement en rive de chaussée formant une cuvette accompagnée d’un bourrelet à l’extérieur de la chaussée. Causes/ Epaisseur de matériaux insuffisante en rive de chaussée et/ou problème de drainage accentué par l’infiltration des eaux stagnantes dans la cuvette formée. Evolution/ Processus de dégradation auto généré. Apparition de faïençage, accentuation du bourrelet, jusqu’à l’arrachage de la couche de surface et apparition de nid de poules.
  43. 43. FlacheFlache Description/ Tassement localisé en pleine, de forme ovale. Causes/ Fatigue localisée des chaussées souples due à un défaut de portance du sol (Poche d’humidité = Poche d’argile) Evolution/ Faïençage, puis départ de matériaux formant un nid de poule.
  44. 44. Orniérage Description/ Tassement longitudinal de la chaussée localisé au niveau des bandes de roulement. Causes/ Fatigue de la chaussée par tassement des couches inférieures, lié à un défaut de portance du sol, ou un sous dimensionnement de la structure. Evolution/ Accentuation du tassement en ornières, faïençage et départ de matériaux causant apparition de nids de poules.
  45. 45. Familles N°2 « Les Fissures »
  46. 46. Les Fissures 1 Fissures longitudinales 2 Fissures transversales 3 Faïençage
  47. 47. Fissure Longitudinale Description/ Cassure de la couche de roulement dans le sens de l’axe de la chaussée. Causes/ -Fatigue de la chaussée liée à un défaut de portance ou un sous dimensionnement de la structure. -Défaut de construction, élargissement de chaussée, joint d’enrobés défaillants. -Retrait de sol argileux suite à longue période de sécheresse. Evolution/ Faïençage et départ de matériaux, formant nid de poule.
  48. 48. Fissure Transversale Description/ Cassure de la couche de roulement perpendiculairement à l’axe de la chaussée. Causes/ -Retrait des couches d’assises traitées aux liants blancs, lié au séchage. -Défaut de joint de reprise du finisher. Evolution/ Faïençage, flaches, et départ de matériaux, formant nid de poule.
  49. 49. Faïençage Description/ Maillage de fissures en réseaux sur une zone localisée. Causes/ -Fatigue accentuée de la couche de roulement due à une structure insuffisante ou un défaut de portance du sol. Evolution/ Ouverture progressives des fissures, déformation et flaches, arrachements de matériaux, nids de poule.
  50. 50. Familles N°3 « Les arrachements »
  51. 51. Les Arrachements 1 Nid de poule 2 Pelade 3 Plumage
  52. 52. Nid de poule Description/ Trou en surface de chaussée laissant apparaitre les matériaux de structure. Causes/ -Départ de matériaux lié à un défaut de mise en œuvre (Présence d’eau), un défaut de matériaux (argileux), une fragilité de la chaussée causée par des remonté capillaires d’eau, ou des infiltration à travers un faïençage. Evolution/ Augmentation du diamètre. Ruine complète de toutes la structure de la chaussée.
  53. 53. Pelade Description/ Arrachement de la couche de surface par plaques entières. Causes/ -Couche de roulement sous dimensionnée, incapable de résister aux efforts horizontaux liés aux trafic. -Défaut dans le collage de la couche de roulement sur la couche d’assise. Evolution/ -Arrachement progressif de la couche de roulement. -Pénétration des eaux de ruissellement dans le corps de chaussée. -Dégradation généralisée par défaut d’étanchéité.
  54. 54. Plumage Description/ Arrachement des gravillons d’un enduit superficiel. Causes/ -Défaut de dosage (manque) du liant bitumineux lors de la mise en œuvre de l’enduit. -Défaut de propreté des gravillons utilisés lors de la mise en œuvre de l’enduit. - Défaut de compactage. Evolution/ -Arrachement progressif de l’enduit. -Accentuation des dommages dus à un défaut d’étanchéité de la couche de surface.
  55. 55. Familles N°4 « Les remontées »
  56. 56. Les Remontées 1 Ressuage
  57. 57. Ressuage Description/ Remontée du liant bitumineux à la surface de la chaussée. Causes/ -Défaut de dosage (excès) du bitume. -Enfoncement des granulats dans un support trop mou. -Très fortes chaleurs combinée à circulation. Evolution/ -Arrachement de la couche de roulement sous circulation dense.
  58. 58. Affaissement de rive/ Entretien courant Affaissement de 3 à 5cm Routes Nationales (larg.> 6m) Chemins Départementaux très circulés Reprofilage avec Béton Bitumineux. Affaissement de 3 à 5cm Chemins Départementaux peu circulés Chemins Ruraux Reprofilage avec Enduits Affaissement de 3 à 5cm Routes Nationales (larg.> 6m) Chemins Départementaux très circulés Reprofilage avec Béton Bitumineux.
  59. 59. Affaissement de rive
  60. 60. Affaissement de rive Entretien Courant/ Affaissement modéré (3 à 5 cm) Routes Nationales Chemins Départementaux très circulés  Purge des matériaux non liés. Chemins Départementaux peu circulés Chemins Communaux  Reprofilage si enduits programmés. Affaissement important (> 5 cm) Routes Nationales Chemins Départementaux très circulés  Purge des matériaux non liés.  Purge profonde si argile. Chemins Départementaux peu circulés Chemins Communaux  Reprofilage localisé. Vérifier le drainage.
  61. 61. FlacheFlache
  62. 62. FlacheFlache Entretien Courant/ Flache modéré (3 à 5 cm) Routes Nationales Chemins Départementaux très circulés  Reprofilage matériaux bitumineux. Chemins Départementaux peu circulés Chemins Communaux  Reprofilage si enduits programmés. Flache important (> 5 cm) Routes Nationales Chemins Départementaux très circulés  Reprofilage matériaux bitumineux. Chemins Départementaux peu circulés Chemins Communaux  Reprofilage localisé. Vérifier le drainage. Purger si affaissement consécutif à présence d’argile.
  63. 63. Orniérage
  64. 64. Orniérage Entretien Courant/ Orniérage modéré (3 à 5 cm) Routes Nationales Chemins Départementaux très circulés  Inclure dans programme général. Chemins Départementaux peu circulés Chemins Communaux  Reprofilage si enduits programmés. Orniérage important ( > 5 cm) Routes Nationales Chemins Départementaux très circulés  Reprofilage matériaux bitumineux. Chemins Départementaux peu circulés Chemins Communaux  Reprofilage localisé.
  65. 65. Fissure Longitudinale
  66. 66. Fissure Longitudinale Entretien Courant/ Fissures fines (< 2 mm d’ouverture)  Surveiller l’évolution. Fissures larges ( > 2 mm d’ouverture) Sans désordre secondaire.  Pontage à chaud avec mastic. Avec désordres secondaires.  Imperméabilisation de surface.
  67. 67. Pontage sur Fissure Longitudinale
  68. 68. Pontage Gros plan
  69. 69. Fissure Transversale
  70. 70. Fissure Transversale Entretien Courant/ Toutes situation  Pontage à chaud avec mastic.
  71. 71. Pontage de Fissure Transversale
  72. 72. Pontage sur Fissures combinées
  73. 73. Faïençage
  74. 74. Faïençage Entretien Courant/ Faïençage fin( < 2mm d’ouverture) Routes Nationales Chemins Départementaux très circulés Chemins Départementaux peu circulés Chemins Communaux  Attendre Faïençage ouvert ( > 2 mm avec départs) Routes Nationales Chemins Départementaux très circulés Chemins Départementaux peu circulés Chemins Communaux  Imperméabilisation de surface.
  75. 75. Nid de poule
  76. 76. Nid de poule Entretien Courant/ Routes Nationales Chemins Départementaux très circulés  Bouchage enrobés à froid.  Purge et bouchage enrobés à chaud. Chemins Départementaux peu circulés Chemins Communaux  Bouchage d’urgence.  Imperméabilisation.  Purge et bouchage.
  77. 77. Pelade
  78. 78. Pelade Entretien Courant/ sur enduits.  Néant.  Inclure dans campagne d’enduits. sur enrobés.  Surveiller si généralisation.  Si OUI. Entretien général par enrobés.  Si NON. Accrochage à l’émulsion et enrobés à chaud.
  79. 79. Plumage
  80. 80. Plumage
  81. 81. Plumage Entretien Courant/  Stopper l’évolution par enduit monocouche.
  82. 82. Ressuage
  83. 83. Ressuage
  84. 84. Ressuage
  85. 85. Ressuage
  86. 86. Ressuage Entretien Courant/  URGENCE. Gravillonnage à sec au 2/4 ou 4/6.
  87. 87. Matériaux Techniques&
  88. 88. Les constituants Les granulats Produits d’origine rocheuse provenant de gravière, ou carrières de roches massives. Les liants blancs (liants hydrauliques) Produits adjuvants d’origines diverses assurant une prise en présence d’eau. Les liants noirs Produits d’origine pétrolière, assurant un durcissement à température ambiante et pouvant être utilisés en émulsion ou modifiés par ajout de polymères. Les matériaux non traités Les graves 0/D Produits rocheux à granulométrie continue. Les graves d/D Produits rocheux à granulométrie lacunaire Les matériaux traités Les graves Hydrauliques Produits reconstitués en centrale de blanc à partir de grave 0/D, de liant blanc et d’eau. Les enrobés à froid Produits reconstitués en centrale à partir de granulats d/D et d’émulsion de bitume, permettant une mise en œuvre à température ambiante. (Poreux) Les enrobés à chaud Produits reconstitués en centrale de noir à partir de granulats 0/D et de bitume pur. La mise en œuvre s’effectue à chaud.
  89. 89. Techniques Reprofilage Purges Bouchage Imperméabilisation Traitement ressuage
  90. 90. Reprofilage Objectif Technique: Redonner à la chaussée un profil en travers correct capable d’assurer l’évacuation des eaux de ruissellement, c’est-à-dire ayant une pente de 2 à 3 cm / m. Mode Opératoire: 1) Repérer: Sur la chaussée, délimiter sommairement les parties à traiter. 2) Accrocher: Répandre une couche d’accrochage à l’émulsion pour assurer la liaison des couches. 3) Epandre et profiler: Mettre en œuvre les matériaux blancs humidifiés pour éviter la ségrégation. Profiler au râteau (M.Blanc) ou à la raclette large (M.Noir) en rétablissement une pente convenable. Veiller à surcharger les zones à forte épaisseur de matériaux, car le compactage qui va suivre tassera d’autant plus que les épaisseurs sont importantes. Reprofilage
  91. 91. Reprofilage 4) Préparer les rives : Si nécessaire, donner un coup de balai au bord du reprofilage pour repousser les gros éléments vers l’intérieur. 5) Compacter : En 4 aller et retours minimum. Sans vibrer pour la première passe. En vibrant pour les suivantes. (En cas d’enrobés à chaud, veiller à humidifier les jantes pour éviter le collage.) 6) Vérifier la pente: A l’aide d’une règle de 1 m, d’un niveau à bulle et d’un mètre enrouleur, pour vérifier qu’elle se situe entre 2 et 3%. 7) Effectuer l’imperméabilisation de surface : -Enrobés à chaud : Scellement des rives à l’émulsion suivi d’un gravillonnage fin 2/4 ou 4/6. -Enrobés à froid : Scellement des rives à l’émulsion suivi d’un gravillonnage fin 2/4 ou 4/6. Et gravillonnage de la surface au 4/6. Imperméabilisation doit être différée pour laisser à l’enrobé le temps d’évacuer l’eau présente dans l’émulsion. -Grave non traitée: Réaliser un bicouche 10/14 et 6/10. Reprofilage
  92. 92. Purges Objectif Technique: Reconstituer tout ou partie de la structure porteuse de chaussée en cas de dégradation partielle en évitant de créer un piège à eau. Mode Opératoire: 1) Repérer: Sur la chaussée, délimiter sommairement les parties à traiter en ajoutant une largeur de 20 cm . 2) Découper: La chaussée à la bèche pneumatique en laissant un bord de coupe franc et vertical. 3) Enlever: La structure polluée et la mettre en dépôt. Assurer une profondeur d’au moins 40 cm pour les purges profondes et 10 cm pour les purges superficielles. 4) Poser un drain: Sur le fond de fouille avec une pente vers le point bas du fossé pour éviter les pièges à eau. 5) Compacter: Le fond de fouille.
  93. 93. Purges 5) Compacter: Le fond de fouille. 6) Mettre en œuvre les matériaux : Utiliser une GNT type 0/31,5 par couches de 15 cm, ou une grave émulsion/ grave bitume par couches de 12 cm, en essayant de reproduire la structure de chaussée existante. 7) Compacter : Chaque couche pour éviter tout tassement différentiel ultérieur en insistant sur les bords de fouille. 7) Imperméabiliser : Réaliser une couche de surface en bicouche (à minima) ou en enrobés à chaud en veillant à ce que les bords de reprise soient au même niveau et imperméabilisés.
  94. 94. Bouchage Objectif Technique: Rendre à la chaussée son état initial dans les meilleurs délais afin de maintenir la sécurité sur la chaussée, et d’éviter des interventions ulterieures. Mode Opératoire: 1) Découper: La chaussée à la bèche pneumatique en laissant un bord de coupe franc et vertical. A minima nettoyer la zone de toutes les parties non liées et évacuer les eaux stagnantes. 2) Combler à refus: En utilisant un matériaux approprié. 0/31,5; grave émulsion ou enrobés selon les contraintes de la chaussée. 3) Compacter: A l’aide d’une dame vibrante ou d’une dame à main. Attention la qualité du compactage décidera de la durabilité de la réparation. 4) Imperméabiliser: Assurer une non pénétration de l’eau en imperméabilisant les graves. Pour les graves émulsions l’imperméabilisation peut être différée. Pour les enrobés à froid, gravillonner pour évider le collage aux pneumatiques.
  95. 95. Imperméabilisation Objectif Technique: Eviter toute pénétration de l’eau dans le corps de chaussée. Intervention dite de « l’emploi partiel à l’émulsion ». Mode Opératoire: 1) Vérifier: Que le support est capable de recevoir une imperméabilisation sans risquer le ressuage. - Surface bitumineuse : Vigilance car pas d’infiltration d’enduit possible. - Surfaces graves : OK car infiltration de l’enduit possible. 2) Délimiter: La zone à traiter. 3) Epandre gravillon 4/6 (ou 6/10): De façon à apercevoir la chaussée entre les gravillons. (4 à 6 l/m²) 4) Pulvériser: un film de liant à raison de 1,5 à 2 kg/m² d’émulsion à 65%. 5) Epandre gravillon 2/4 (ou 4/6): A raison de 5 à 6 l/m².
  96. 96. Imperméabilisation 6) Balayer: et ramener sur la partie traitée les gravillons roulants. 5) Compacter: Au cylindre à bille à raison d’un aller et retour.
  97. 97. Traitement du ressuage Objectif Technique: Supprimer les effets néfastes de la présence d’un film de bitume résiduel à la surface de la chaussée. (Glissement, collage pneumatiques) Mode Opératoire: (Cloutage) 1) Repérer: Sur la chaussée, délimiter sommairement les parties à traiter. 2) Epandre: Le granulat en choisissant la grosseur (2/4) (6/10); (10/14) et la quantité, en fonction de l’importance du film de liant à neutraliser. 3) Enchasser: Les gravillons à l’aide d’un cylindre à bille. Toujours procéder en périodes très chaudes pour utiliser la plasticité naturelle du liant.

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