Renforcement de la chaussée

La réalisation d’une étude de renforcement nécessite le recueil d’un certain nombre de données obtenues à partir de l’auscultation de la chaussée et du maître d’ouvrage.

Auscultation de la chaussée

L’auscultation doit permettre de déterminer des propriétés des couches de chaussées à partir de mesures. Elle a pour objectif d’apporter des éléments d’information nécessaires aux décisions à prendre en matière d’entretien.

L’auscultation se décompose en trois phases :

  • Phase 1, on recueille des informations globales ou à caractère continu sur l’itinéraire,
  • Phase 2, on découpe l’itinéraire étudié en zones homogènes,
  • Phase 3, on effectue des analyses plus fines sur des sections témoins extraites des zones homogènes, afin de connaître les propriétés et les défauts des couches de la chaussée.

Auscultation chausséeLes mesures ou investigations sur tout le linéaire sont :

  • Relevés des dégradations,
  • Mesures de déflexions au déflectomètre,
  • Mesure de l’uni longitudinal et transversal,
  • Détermination de la structure en place par carottages sur les sections témoins, basées sur les relevés de dégradations et les mesures de déflexions qui peuvent être complétés par des mesures de radar de chaussée,
  • Environnement de la chaussée.

L’environnement de l’itinéraire étudié est caractérisé par :

  • La largeur de la chaussée, le nombre de voies,
  • La largeur des accotements, leur nature et leur imperméabilité appréciée,
  • La situation par rapport au terrain naturel (déblai, remblai, profil mixte),
  • L’assainissement de surface de la chaussée (collecte et évacuation des eaux de ruissellement),
  • Les fossés : présence ou non, état, profondeur, points hauts, points bas…

Les mesures ou investigations sur zones homogènes sont :

  • Mesures du rayon de courbure,
  • Mesures de déflexions sur fissures transversales,
  • Sondages, indispensables dans les cas :
    • De réalisation d’épaulement et d’aménagements,
    • Des chaussées souples,
    • D’identification des points singuliers,
    • De caractérisation des sols pour l’étude du comportement au gel des chaussées,
  • Carottages

Données fournies par le Maître d’ouvrage

Les éléments historiques de la chaussée, qui concernent la structure et sa réalisation (âge, trafic cumulé, constitution, qualité de la plate-forme, épaisseur théorique et de chantier de l’assise, qualité de fabrication et de mise en œuvre des matériaux, entretiens réalisés, comportement aux hivers rigoureux, etc.), revêtent un intérêt tout particulier pour l’analyse de l’état résiduel de la chaussée étudiée.

Les solutions de réhabilitation proposées seront en adéquation avec le programme d’étude et les objectifs du maître d’ouvrage. Pour ce faire, il est nécessaire de s’informer auprès de celui-ci des hypothèses suivantes :

  • La vocation particulière de la voie (activités industrielles, commerciales ou touristiques, …),
  • La durée de service des futurs travaux ou les scenarii de la politique d’entretien,
  • Les particularités du trafic (trafic poids lourds actuel et prévisions de croissance futures, trafic particulier, …),
  • La politique adoptée vis-à-vis du gel/dégel : mise hors gel avec choix d’un hiver de référence.

Méthodologie adoptée au titre de l’étude de renforcement

A ce stade de l’étude, l’itinéraire a été découpé en une ou plusieurs zones homogènes, à partir des résultats des mesures. Pour chacune des zones homogènes ainsi définies, des sections témoins, choisies comme représentatives, ont fait l’objet d’investigations complémentaires (carottages, analyses des matériaux en laboratoire, etc…).

L’ensemble des données disponibles (issues des mesures à grand rendement et des investigations complémentaires) doit alors être analysé dans le but d’expliciter le comportement de chacune de ces sections témoins. Cette analyse des essais et mesures in situ se fait dans un premier temps en vérifiant la cohérence des informations disponibles, puis dans un second temps en intégrant ces éléments dans une approche calculatoire de la structure.

Cette approche globale du fonctionnement de la structure, croisant observations, mesures et calculs, permet ainsi de confirmer ou d’infirmer certains scénarii de fonctionnement mécanique et d’apparition des dégradations, et débouche sur un diagnostic de pathologie structurelle de la section témoin. Le diagnostic est d’autant plus fiable que l’ensemble des éléments disponibles (mesures, essais et calculs) convergent.

Calcul de renforcement

Le renforcement est modélisé en distinguant la ou les couche(s) de surface, choisie(s) en fonction du cahier des charges du maître d’ouvrage, et la couche d’assise, dont l’épaisseur est l’inconnue du problème. Le renforcement prend en compte les caractéristiques élastiques standards des matériaux utilisés, ou si elles sont disponibles, des valeurs de module issues d’essais de laboratoire correspondant au matériau réellement utilisé pour le renforcement, pour la compacité attendue sur chantier.

La condition d’interface entre le renforcement et l’ancienne chaussée est fonction du type de structure et de sa pathologie.

Le calcul est conduit par itération, pour différentes épaisseurs de la couche d’assise du renforcement, jusqu’à ce que les critères de dimensionnement soient vérifiés.

Ce calcul se déroule par étapes successives consistant à :

  • Lister les hypothèses retenues par le maître d’ouvrage pour la chaussée considérée,
  • Choisir la typologie de renforcement étudiée, en fonction de la chaussée en place et des hypothèses du maître d’ouvrage,
  • Choisir les couches de surface,
  • Identifier les critères de dimensionnement à vérifier suivant le cas de calcul,
  • Déterminer l’épaisseur solution de l’assise du renforcement,
  • Retenir une épaisseur de renforcement qui respecte les normes produits, particulièrement les épaisseurs nominales des produits de renforcement et les conditions de mise en œuvre,
  • Vérification au gel de la structure.