Guide Drainage Routier Setra

Guide technique Drainage Routier

Yasmina BOUSSAFIR LCPC Paris

Service d’études sur les transports, les routes et leurs aménagements www.setra.developpement-durable.gouv.fr

De Quoi Parle-t-on ? Assainissement : terme général concernant plus particulièrement l’évacuation des eaux superficielles Drainage : évacuation des eaux internes

2 Guide technique Drainage Routier Bordeaux – 27 janvier 2009

2

Le guide technique «drainage des chaussées » Chapitre 1 : Notions générales sur le drainage Chapitre 2 : Drainage dans un projet routier neuf Chapitre 3 : Drainage d’une chaussée existante Chapitre 4 : Caractéristiques des dispositifs de drainage et des matériaux utilisés dans ces dispositifs Chapitre 5 : Exécution des travaux, application de l’assurance qualité, achèvement des travaux de drainage, exploitation et entretien Édition Mars 2006 – 20€ 3 Guide technique Drainage Routier Bordeaux – 27 janvier 2009

3

Le guide technique «drainage des chaussées » Chapitre 1 : Notions générales sur le drainage ƒ ƒ

ƒ

Définition du drainage Critères à prendre en compte lors d’une étude de drainage Effets du drainage sur l’environnement

4 Guide technique Drainage Routier Bordeaux – 27 janvier 2009

4

Pourquoi Drainer ?

(1)

(2) Carte de répartition des zones humides (1) et sensibles au gel (2) en France

5 Guide technique Drainage Routier Bordeaux – 27 janvier 2009

5

Dégel 2008-2009

6 Guide technique Drainage Routier Bordeaux – 27 janvier 2009

6

D’où Vient L’eau

7 Guide technique Drainage Routier Bordeaux – 27 janvier 2009

7

D’où Vient L’eau FT : fissure transversale FL : fissure longit udinale P : précipitations

FT P

FT

Qft

FL

Qe Qr

P

Qfl Qi

Qi Qs

Qa

8 Guide technique Drainage Routier Bordeaux – 27 janvier 2009

8

Pourquoi Drainer ? Amélioration du comportement mécanique - Sol support - Chaussée

Augmentation de la durée de vie

9 Guide technique Drainage Routier Bordeaux – 27 janvier 2009

9

Caractéristiques Mécaniques D’une G.N.T. Ec (MPa)

A1c (10-4 ) DEFORMATION PERMANENTE

MODULE CARACTERISTIQUE

1500

500 400

1000 300 200

500

100 0 -4

-3

-2

-1

w - w OPM (%)

0

0 -4

-3

-2

-1

0

w - w OPM (%)

LEGENDE Teneur en eau résiduelle Sur chaussée

1 0

Guide technique Drainage Routier Bordeaux – 27 janvier 2009

Calcaire tendre Calcaire dur Microgranite

10 10

EME sur GNT

GNT en tranchée

BB sur GNT

1 1

Guide technique Drainage Routier Bordeaux – 27 janvier 2009

11 11

Caractéristiques Mécaniques D’un Sol ESSAI IPI/CBR (NF-P 94.078) 20

Poinc onnem ent

Courbe I.P.I. CBR 4 jours 10

0 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 Teneur en eau W%

1 2

Guide technique Drainage Routier Bordeaux – 27 janvier 2009

12 12

Orniérage et remontée du sol Voirie forestière

1 3

Guide technique Drainage Routier Bordeaux – 27 janvier 2009

13 13

Accélération des désordres sur chaussée chaussée souple • • • • •

1 4

Orniérage Flaches Affaissement de rives Fissuration longitudinale Faïençage

Guide technique Drainage Routier Bordeaux – 27 janvier 2009

14 14

Accélération des désordres sur chaussée Chaussée rigide • • •

1 5

Augmentation de la taille des fissures Diminution du collage entre couches Pompage, remontées de boue, puis faïençage

Guide technique Drainage Routier Bordeaux – 27 janvier 2009

15 15

Accélération des désordres sur chaussée Chaussée béton • •

•

1 6

Accumulation d'eau au droit des joints Battement de dalles et mise en "marches d’escalier « Pompage"

Guide technique Drainage Routier Bordeaux – 27 janvier 2009

16 16

Le guide technique «drainage des chaussées » Chapitre 1 : Notions générales sur le drainage ƒ

Drainage du sol et drainage des structures de chaussées : in-dis-pen-sable

1 7

Guide technique Drainage Routier Bordeaux – 27 janvier 2009

17 17

Le guide technique «drainage des chaussées » Chapitre 2 : Drainage dans un projet routier neuf ƒ ƒ

ƒ

1 8

Les travaux de terrassements Les plates-formes support de chaussée (PST + couche de forme) La chaussée

Guide technique Drainage Routier Bordeaux – 27 janvier 2009

18 18

Drainage et Terrassement En déblai Amélioration des états hydriques des déblais -Stabilisation des talus -Amélioration de la portance de la PST -

DEBLAI futur

Source ou résurgence DEBLAI

P.S.T.

1 9

Guide technique Drainage Routier Bordeaux – 27 janvier 2009

19 19

Drainage et Terrassement En remblai INTERCEPTION DES VENUES D'EAU EN REMBLAI Zone altérée

Chaussée ou réseau divers Ouvrage

DEBLAI

2

1 6

Nappe

2 0

Guide technique Drainage Routier Bordeaux – 27 janvier 2009

5

REMBLAI

3

4

20 20

Drainage et Terrassement • complément au GTR 92 INITIAL

INITIAL

PST0-AR0 PST0/AR0

PST2-AR1 PST2/AR1

FINAL

FINAL

(Maxi en hiver)

IN ITIA L

P S T 3-A R 1

PST1-AR1 PST1/AR1

PST3-AR1 PST3/AR1

(Maxi en hiver)

F IN A L

P S T 3-A R 2

PST3/AR1

PST3/AR2

C H A U S S E E E T C O U C H E D E FO R M E

(M axi)

(M axi)

2 1

Guide technique Drainage Routier Bordeaux – 27 janvier 2009

21 21

Drainage et Terrassement • Quelques règles : – Éviter les points bas en déblai – Réflexion sur les exutoires • Milieu naturel ou assainissement • Accompagnement

– – – –

Impact sur l’environnement Distance point haut et exutoire < 500m Distance entre exutoires 70 - 80m Entretien tous les 3 – 5 ans

• Cas courant : drains Ø 100 à 150mm

2 2

Guide technique Drainage Routier Bordeaux – 27 janvier 2009

22 22

Drainage et Chaussée Drainer les interfaces de chaussées dans le TPC

Drainer le TPC

Drainer les interfaces de chaussées en rive

exutoire

pente Couches d’assise

Drainer sous la chaussée Sens de circulation de l’eau

2 3

Guide technique Drainage Routier Bordeaux – 27 janvier 2009

infiltration de l’eau

23 23

Drainage et Chaussée • Nouvelle notion : le drainage de la structure de chaussée SOLUTION 1

SOLUTION 2

Chaussée souple TRANCHEES OU ECRANS DRAINANTS

GNT

SOLUTION 1

SOLUTION 2 PREFISSURATION SURFACE IMPERMEABILISEE

PREVENTION DALLE BETON EPAISSE

PREFISSURATION SURFACE IMPERMEABILISEE

MATERIAU DRAINANT MATERIAU TRAITE AUX LIANTS HYDRAULIQUES

MATERIAU TRAITE AUX LIANTS HYDRAULIQUES

SOLUTION 1 ETANCHEIFICATION DES FISSURES ET DES JOINTS

COUCHE DRAINANTE

2 4

MATERIAU DRAINANT

GNT

Guide technique Drainage Routier Bordeaux – 27 janvier 2009

Chaussée béton SOLUTION 2 BETON ARME CONTINU

BETON ARME CONTINU GNT

Chaussée rigide

GNT

BETON MAIGRE

BETON MAIGRE

MATERIAU DRAINANT

24 24

Le guide technique «drainage des chaussées » Chapitre 2 : Drainage dans un projet routier neuf ƒ

ƒ

2 5

Propose des solutions de drainage en terrassement et pour la chaussée Propose des règles de conception et de dimensionnement

Guide technique Drainage Routier Bordeaux – 27 janvier 2009

25 25

Le guide technique «drainage des chaussées » Chapitre 3 : Drainage d’une chaussée existante ƒ ƒ ƒ ƒ

2 6

Type de désordres rencontrés Établissement du diagnostic Définition des solutions de travaux Dimensionnement ou évaluation des débits à évacuer

Guide technique Drainage Routier Bordeaux – 27 janvier 2009

26 26

Diagnostic du besoin de drainage Légende s a b lo n s a llu v io n s r u is s e a u r iv iè r e , fle u v e é m e r g e n c e d e la nappe é c o u le m e n ts n a t u r e ls 0

100

200m

P r o f il e n lo n g

1 2 6 .1

1 2 1 .0 R : r e m b la i D : d e b la i M : p r o f il m ix t e

PR 47

PR 46

M

D

R

D

R

r

E ta n c h é ït é d u r e v ê te m e n t

2

2

0

0

0

0

a

A s s a in is s e m e n t s u p e r fic ie l

1

1

0

0

0

0

h

E n v ir o n n e m e n t h y d r o g é o lo g iq u e

1

2

2

1

2

1

d

D r a in a g e d e la c h a u s s é e

2

2

2

2

2

2

s

S o l s u p p o rt

2

2

2

1

2

1

m

M a té r ia u x d e la c h a u s s é e

2

2

0

0

0

0

10

11

6

4

6

4

N o t e d e r i s q u e g lo b a l

2 7

1 2 5 .0

1 2 4 .3

0 à 3 : pas de risque – 4 à 7 : risque faible – 8 à 12 : risque important Guide technique Drainage Routier Bordeaux – 27 janvier 2009

27 27

Paramètre

Exigences de drainage

Étanchéité du revêtement (r)

Imperméabiliser le revêtement

Assainissement superficiel (a)

Rétablir les écoulements, éviter les stagnations d’eau

Solutions et dispositifs de drainage possibles Pose d'un enduit, d'un pontage, fraisage et réfection de la couche de roulement. Remise en état des systèmes d’assainissement : - examen des sens d’écoulement des eaux, augmentation des pentes, création d’exutoires plus opérants - Curage et reprofilage des fossés - Dérasement des accotements - Réalisation de saignées superficielles (1) - Etanchéification et remise en état des cunettes - Vérification de l’état des exutoires, des regards de visite

Environnement hydrogéologique défavorable (h)

Drainage de la chaussée (d)

Sensibilité des sols support (s)

2 8

Interception des arrivées d’eau, rabattement de la nappe sous le niveau de la P.S.T., création ou entretien des exutoires. Selon la complexité des cas, une étude hydrogéologique* peut être nécessaire pour dimensionner les ouvrages et définir leurs caractéristiques. Remise en état ou réfection du réseau de drainage

Protection des sols supports sensibles à l’eau d’éventuelles infiltrations. L’amélioration de l’état hydrique des sols lorsque ceux-ci s’y prêtent (cf. tableau 1 annexe 2) est un objectif difficile et demandant un délai parfois important.

Dans certains cas (sols très défavorables) le drainage n'apportera pas d'amélioration. Evacuation des eaux internes, protection Sensibilité des matériaux de des couches sous-jacentes par chaussée (m) entretien et/ou réfection de la couche de roulement Guide technique Drainage Routier Bordeaux – 27 janvier 2009

- Curage des canalisations - Captage des arrivées d’eau en talus par des éperons - Modification du profil en long (de la chaussée ou ou des masques drainants, des systèmes de drainage existant) ou du profil en - Rabattement travers du niveau de la nappe (drain subhorizontal, tranchée ou écran drainant, pompage) - Interception des alimentations en eau superficielle - Curage des canalisations (fossé profond, tranchée ou écran drainant) - Vérification et remise en état des drains, des exutoires, des regards de visite - Interception des alimentations en eau superficielles ou des infiltrations d’eau par les accotements (tranchée ou écran drainant) - Réfection de chaussées et/ou substitution des sols

- Réalisation de drains de rive de chaussée - Imperméabilisation de la surface et des fissures, reprofilage, programmation de campagne d’entretien

28 28

Le guide technique «drainage des chaussées » Chapitre 3 : Drainage d’une chaussée existante ƒ

ƒ

2 9

Pas de confusion entre besoin de drainage et sous-dimensionnement d’une chaussée existante Outil complémentaire aux relevés de dégradations

Guide technique Drainage Routier Bordeaux – 27 janvier 2009

29 29

Le guide technique «drainage des chaussées » Chapitre 4 : Caractéristiques des dispositifs de drainage ƒ ƒ ƒ

3 0

Ouvrages et dispositifs de drainage Prescriptions relatives aux matériaux Ouvrages annexes

Guide technique Drainage Routier Bordeaux – 27 janvier 2009

30 30

Les dispositifs de drainage Description des 8 ouvrages les plus courants : - fossés profonds, - tranchée drainante, - écran drainant, - saignée et épis drainants, - couche drainante, - puits, - masque dainant,

Objectifs visés par l’ouvrage Schéma type Mode d’exécution Pérennité et entretien Éléments dimensionnants

- éperon drainante.

+ Prescriptions relatives aux géotextiles drainants et aux matériaux drainants

3 1

Guide technique Drainage Routier Bordeaux – 27 janvier 2009

31 31

Couche drainante sous remblai

Fossé profond

Tranchée drainante pour PST

3 2

Guide technique Drainage Routier Bordeaux – 27 janvier 2009

32 32

Épis drainants sous remblai

Masque drainant en stabilisation de talus Écran drainant

3 3

Guide technique Drainage Routier Bordeaux – 27 janvier 2009

33 33

Les dispositifs de drainage

Drain souple annelé enrobage géotextile Drain routier à cunette

Drain souple annelé enrobage végétal 3 4

Guide technique Drainage Routier Bordeaux – 27 janvier 2009

Drain rigide annelé

34 34

Les dispositifs de drainage

3 5

Guide technique Drainage Routier Bordeaux – 27 janvier 2009

35 35

Le guide technique «drainage des chaussées » Chapitre 5 : Exécution des travaux, application de l'assurance qualité, achèvement des travaux de drainage, exploitation et entretien ƒ ƒ ƒ ƒ

3 6

Exécution des travaux Application de l’assurance qualité Achèvement des travaux de drainage Exploitation et entretien

Guide technique Drainage Routier Bordeaux – 27 janvier 2009

36 36

Qualité de l’ouvrage 1. Agrément des matériaux 2. Agrément des éléments préfabriqués 3. Les contrôles à la mise en œuvre 4. Réception (vérification des écoulement, nettoyage, caméra…) 5. Plan de récolement 6. Point zéro 7. Entretien (3 à 5 ans)

3 7

Guide technique Drainage Routier Bordeaux – 27 janvier 2009

37 37

CONCLUSION Le dispositif de drainage nécessite : ¾

Une phase de conception,

¾

un suivi et un entretien

L’équipement d’une chaussée par un dispositif de drainage est un investissement qui a un objectif permanent : Évacuer l’eau en excès dans les structures de chaussées et le sol ¾

3 8

¾

Maintenir les caractéristiques mécaniques

¾

Augmenter la durée de vie de la structure

Guide technique Drainage Routier Bordeaux – 27 janvier 2009

38 38

Bon drainage à tous…

3 9

Guide technique Drainage Routier Bordeaux – 27 janvier 2009

39 39