Chapitre3-Classififcation des structures de chaussu00E9e.pptx

Chapitre III: Classification des
structures de
chaussée
PLAN
I. Description matérielle d’une chaussée
II. Différents types de structure de chaussées
III. Description fonctionnelle des différentes couches
IV. Fonction et endommagement des différents types de
chaussée
1
Chapitre 2: Etudes d’un projet routier

Chap. III : Classification des structures de
chaussée
I. Description matérielle de la
chaussée
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chaussée
chaussée
 Chaussée = successions de couches
 Sol de plateforme
 Couche de forme
 Corps de chaussée = Assise :
◦ couche de base et
◦ couche de fondation
 Couche de surface = couche de liaison
(éventuelle) + couche de roulement
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chaussée
chaussée
 Disposition particulières :
◦ sous couche drainante et anticapillaire
◦ Sous couche anti-contaminante
 Aménagement annexes:
- Accotements : bande dérasée + berme
- Talus
- Cunettes ou fossés
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chaussée
chaussée
 Disposition particulières :
◦ sous couche drainante et anticapillaire
◦ Sous couche anti-contaminante
 Aménagement annexes:
- Accotements : bande dérasée + berme
- Talus
- Cunettes ou fossés
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chaussée
II. Différentes structures de chaussées
 Selon la nomenclature française, il existe six
catégories de chaussées suivant la
constitution de l’assise :
◦ les chaussées souples
◦ les chaussées semi-rigides
◦ les chaussées rigides
◦ les chaussées bitumineuses épaisses
◦ les chaussées à structure mixte
◦ les chaussées à structure inverse
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chaussée
 les chaussées souples (chaussées
flexibles)
◦ Matériaux d’assise non traités
◦ Aptitude à se déformer réversiblement sous les sollicitations
◦ Déformation de l’ordre de 1 à 3 mm (contre 0 à 0.5 mm pour
une chaussée semi-rigide) au passage d’une charge lourde
◦ Structure adaptée, sol et chaussée retrouvent leur position
◦ Structure non adaptée lorsque les charges sont trop lourdes et
répétitives car les déformations deviennent irréversibles
◦ Plus adaptée pour les voies très peu circulées par les poids
lourds.
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chaussée
 les chaussées souples (chaussées
flexibles)
Constitution:
◦ une couverture bitumineuse relativement mince
◦ une couche de base en matériaux non traités (ou en
matériaux bitumineux dans des cas)
◦ une couche de fondation en matériaux non traités.
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chaussée
 les chaussées semi-rigides
◦ Matériaux d’assise traités aux liants
hydrauliques (MTLH)
◦ Le liant (ciment, laitier, cendres volantes,
pouzzolanes …) augmente la rigidité de l’assise
◦ Déformation verticales relativement faibles mais
des contraintes de traction par flexion se
développent à la base des couches traitées
◦ Plus adapté pour voies circulées par les poids
lourds et lorsque les matériaux crus ne satisfont
pas.
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chaussée
 les chaussées rigides
◦ Chaussées avec une dalle de béton:
 Continue (BAC)
 Discontinue (avec ou sans liaison)
◦ Performances mécaniques et durée de vie très
intéressantes mais investissement initial couteux
◦ Possibilité d’améliorer le confort avec un revêtement
bitumineux
◦ Fondation : MTLH/Béton/matériaux non traités/sol
support
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chaussée
11

12

chaussée
 les chaussées à structure mixte
◦ Constitution:
 un revêtement bitumineux
 une couche de base en grave bitume
 une couche de fondation en grave traitée aux
liants hydrauliques
◦ Structures très intéressantes pour trafic
élevés. De plus en plus utilisée au Sénégal
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chaussée
 les chaussées bitumineuses épaisses
◦ Constitution:
 une couche de fondation en grave bitume
◦ Structures très coûteuses : consommation
de bitume importante
◦ Conviennent pour des trafics élevés
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chaussée
 les chaussées à structure inverse
◦ Constitution:
 une couche granulaire
 une couche de fondation en grave MTLH
◦ La couche granulaire permet d’éviter la
remontée des fissures dues au retrait thermique
de la couche en MTLH
◦ Conviennent également pour des trafics élevés
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chaussée
III. Description fonctionnelle des
couches
 La plateforme
◦ Exigences à court terme
 Traficabilité pour les engins de terrassement
 Protection vis-à-vis des intempéries
 Résistance suffisante pour permettre le
compactage
 Nivellement
◦ Exigences à long terme
 Bonne portance (rôle structural)
 Assurer cette portance en dépit des variations hydriques
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chaussée
couches
 La plateforme
◦ C’est le support de la chaussée:
◦ Elle peut comprendre:
 Sol support (remblai ou en déblai)
 PST (le mètre supérieur des terrassements)
 AR ( surface de la PST)
 Couche de forme (éventuelle):dans le cas où la
PST ne satisfait aux exigences
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chaussée
couches
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chaussée
couches
19
Classe Valeurs de CBR Type de sol
S1 CBR ≤ 5
 argiles fines saturées
 sols tourbeux
 limons plastiques
 sols contenant des matières organiques
S2 5 < CBR ≤10
 sables alluvionnaires argileux ou fins limoneux
 graves argileuses ou limoneuses
 sols marneux contenant moins de 35 % de fines
S3 10 < CBR ≤ 15  sables alluvionnaires propres avec moins de 5% de
fines
 graves argileuses ou limoneuses avec moins de 12%
de fines
S4 15 < CBR ≤ 30
S5 CBR > 30
 sables et graves propres
 matériaux rocheux sains
 chaussées anciennes
 matériaux insensibles à l’eau

chaussée
couches
 Les sous couches (éventuelles)
◦ La sous-couche anti-contaminante
 Empêcher la remontée d’un matériau de plate-forme fin à
travers les vides d’un matériau de fondation à structure
ouverte
 Le matériau employé doit obéir à la Règle des filtres vis-à-
vis du sol à savoir :
D15 < 5 d85
Di : maille du tamis laissant passer i % des matériaux du sol
de la sous-couche
dj : maille du tamis laissant passer j % des matériaux du sol
de forme
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chaussée
couches
 Les sous couches (éventuelles)
◦ La sous-couche drainante et anti-
capillaire
 Assurer le drainage efficace des couches de
chaussée
 Empêcher la remontée capillaire au niveau de la
forme des terrassements en présence d’une
nappe phréatique ou dans les zones
marécageuses
 Généralement réalisée de sable grossier et de
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chaussée
couches
 Les couches d’assises
◦ Essentiellement
 Couche de base
 Couche de fondation
◦ Contribue grandement à:
 Résistance mécanique
 Transmission des contraintes verticales
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chaussée
couches
 La couche de fondation
◦ Répartition des contraintes verticales induites
par le trafic à un taux compatible avec la
portance du sol-support
◦ Généralement, elle n’est pas traitée et peut subir
des contraintes de compression importante
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chaussée
couches
 La couche de base
◦ C’est la couche la plus proche du revêtement
◦ Elle peut donc être soumise à:
 Des contraintes verticales de compression
 Des contraintes de cisaillement horizontal d’autant plus
importants que le revêtement est mince
◦ Effet de dalle pour les couches de base en MTLH
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chaussée
couches
La couche de surface
◦ la sécurité :
 Adhérence : propriétés antidérapantes (microrugosité et
macrorugosité)
 Bonne « drainabilité » (pente transversale – absence de piège
d’eau) ;
◦ le confort :
 Uni (minimiser les secousses et vibrations excessives)
 Bonnes propriétés thermo-acoustiques
◦ l’étanchéité
◦ la distribution des charges
Selon sa nature et son épaisseur, la couche de surface peut ou ne pas
contribuer au rôle structural de la chaussée.
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chaussée
couches
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chaussée
couches
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Chap. III : Classification des structures de chaussée
IV. Fonctionnement et endommagement des #
structures…
Les dégradations
Elles sont classées en quatre grandes familles:
◦ Les déformations
◦ Les fissurations
◦ Les arrachements
◦ Les remontées
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structures…
Les déformations
Les affaissements de rive
 Définition: Tassement de la chaussée en rive formant
parfois une cuvette accompagnée sur le bord de la
chaussée d'un bourrelet de matériaux
 Causes: Fatigue de la chaussée due à une épaisseur ou
une qualité des matériaux ou calage en rive insuffisants.
Dégradation souvent aggravée par la présence d'eau en
rive qui reste piégée dans la cuvette
 Evolution: Apparition de faïençage et de bourrelet au droit
de l'affaissement
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structures…
Les déformations
Les affaissements de rive
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structures…
Les déformations
Les flaches
 Définition : Tassement en pleine chaussée, souvent
de forme arrondie
 Causes
◦ Pour les chaussées souples : fatigue due à un défaut de
portance localisé du sol (poche d'argile humide)
◦ Pour les chaussées traitées aux liants hydrauliques:
mauvaise qualité localisée des matériaux de l'assise
 Evolution: Faïençage puis départ des matériaux
formant nid de poule
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structures…
Les déformations
Les flaches
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structures…
Les déformations
L’orniérage
 Définition : Tassement en pleine chaussée sous le passage des
roues des véhicules
 Causes
◦ Soit fatigue de la chaussée par tassement des couches
inférieures due à un défaut de portance du sol (orniérage
grand rayon)
◦ Soit mauvaise stabilité d'un enrobé mou dans les fortes pentes
ou rampes ou dans les zones de freinage, (orniérage petit
rayon)
 Evolution:
◦ Faïençage dans les ornières et bourrelets, (orniérage grand
rayon)
◦ Augmentation de la profondeur, (orniérage petit rayon) 33

structures…
Les déformations
L’orniérage
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structures…
Les fissures
Fissures longitudinales
 Définition : Cassures de la couche de surface, parallèles à l'axe
de la chaussée
 Causes :
◦ fatigue de la chaussée due à une structure insuffisante vis-à-
vis du trafic, ou d'une portance insuffisante du sol
◦ défauts de construction par exemple : élargissement, ou Joints
défectueux d'enrobé, ou mouvements du sol (tassement,
glissement)
◦ retrait du sol argileux à la suite d'une longue période de
sécheresse
 Evolution: Faïençage et départ des matériaux
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structures…
Les fissures
Fissures longitudinales
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structures…
Les fissures
Fissures transversales
 Définition : Cassures de la couche de surface, perpendiculaires
à l'axe de la chaussée
 Causes :
◦ Retrait dû à la prise de l'assise traitée aux liants hydrauliques
◦ Défaut de construction d'un Joint de reprise de tapis d'enrobés
 Evolution: D'abord fines, les fissures peuvent s'épaufrer et
évoluer vers des faïençages, flaches et départ de matériaux
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structures…
Les fissures
Fissures transversales
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structures…
Les fissures
Faïençage
 Définition : Ensemble de fissures plus ou moins rapprochées
formant un maillage
 Causes :
◦ Fatigue de la couche de roulement ou de la totalité de la
chaussée, due à une structure insuffisante vis-à-vis du trafic
supporté ou à une portance insuffisante du sol
 Evolution: Ouverture progressive des fissures, arrachement des
matériaux et déformations
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structures…
Les fissures
Faïençage
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structures…
Les arrachements
Nids de poule
 Définition :
◦ Trou apparaissant à la surface de la chaussée
◦ Stade final d'un faïençage ou d'une flache
 Causes : Désagrégation et départ de matériaux dus à une
mauvaise qualité de la chaussée, à une pollution par remontée
d'argile dans le corps de la chaussée, à une forte perméabilité de
la couche de roulement
 Evolution:
◦ Augmentation en nombre et taille des trous.
◦ Ruine totale de la chaussée.
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structures…
Les arrachements
Nids de poule
42

structures…
Les arrachements
Pelade
 Définition : Etat d'un enduit présentant des manques par
plaques
 Causes :
◦ Pour les enrobés : trop faible épaisseur de la couche de
roulement ( 1 à 2 cm) avec collage défectueux qui, sous
l'action des efforts horizontaux dus au trafic, se décolle du
support
◦ Pour les enduits :
 mauvais collage au support
 arrachements provoqués par le ressuage
 surdosage de gravillons en première grille dans le cas d'enduit
superficiel prégravillonné
 Evolution: Arrachement progressif de la couche de surface 43

structures…
Les arrachements
Pelade
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structures…
Les arrachements
Plumage
 Définition : Etat d'un enduit dont la mosaïque est rendue non
jointive par départ de granulats
 Causes :
◦ sous dosage en liant d'un enduit superficiel
◦ mise en œuvre dans des conditions atmosphériques défavorables
: température trop basse, pluie...
◦ utilisation de gravillons sales
◦ compactage insuffisant
◦ répandage de liant inadapté
◦ remise trop rapide sous circulation
 Evolution: Arrachement progressif de la totalité des gravillons
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structures…
Les arrachements
Plumage
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structures…
Les remontées
Ressuage
 Définition : Etat d'un enduit caractérisé par la remontée de liant
en plaque recouvrant la mosaïque
 Causes :
◦ Surdosage de bitume
◦ Enfoncement des granulats dans un support bitumineux trop
«mou»
 Evolution: Ces phénomènes sont aggravés par la forte chaleur.
Sous circulation, l'ensemble de la couche de roulement peut être
arraché par les véhicules par collage aux pneumatiques (pelade).
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structures…
Les remontées
Ressuage
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structures…
Fonctionnement et endommagement des # structures
Les chaussées souples
Fonctionnement:
 Contraintes verticales importantes
 Traction par flexion à la base du revêtement
 Effet de bord: perte de portance en rive (due à une imbibition
quasi-permanente en période humide) pouvant conduire à des
affaissements de rives
Endommagement :
 Déformations permanentes (orniérage et flache)
 Fissuration de la couche roulement pouvant évoluer vers un
faïençage
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structures…
Les chaussées semi-rigides
Fonctionnement:
 Contraintes verticales assez faibles
 Traction par flexion à la base des couches d’assises importante
 Importance du collage entre couche d’assise
 Phénomènes de retrait thermique
Endommagement :
 Fissurations de retrait thermique remontent en surface et favorisent
la pénétration hydrique. Ce qui implique:
◦ Réduction de la qualité du collage
◦ Augmentation des contraintes et déformations pour les couches supérieures
◦ Modification sur le transfert des charges au voisinage des lèvres des fissures
entraînant un accroissement des contraintes de traction à la base des couches
traitées et de compression sur le sol support
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structures…
Les chaussées rigides
Fonctionnement :
 Traction par flexion à la base de la dalle de béton
 Phénomènes de retrait thermique
Endommagement :
 Fissurations de traction par flexion à la base de la dalle
 Phénomène de pompage au niveau des joints et fissures
entrainant une modification des conditions d’appui
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structures…
Les chaussées à structure mixte
Fonctionnement :
 Du fait de la rigidité importante de la couche de fondation, les
efforts de traction à la base de la couche de base sont
relativement faibles
 Phénomènes de retrait thermique pour la CF en MTLH
Endommagement :
 Dans le long terme modification des conditions de collage du fait
d’un phénomène de dilatation différentielle
 Conséquences: Fissurations par fatigue de grave bitume
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