ICTAVRI

service d’études

SETRA

technique des routes et autoroute

ICTAVRI Instruction sur les conditions techniques d’aménagement des voies rapides interurbaines Circulaire du … ……….. 2003

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PROJET

Suivi des modifications successives du document Document : examiné le 7 et 8 février 2002 modifié le 15 février 2002 transmis pour validation le 18 février 2002 diffusé le : 25 février 2002 examiné en séance le 6 mars 2002 modifié le 21 mars 2002

par l’équipe projet par : le SETRA à l’équipe projet au : comité de pilotage au comité de pilotage par SETRA et J. VIGNERON

transmis le 30 mars 2002

au comité de pilotage pour avis

Examiné Le 19 avril 2002

Par le groupe restreint (DR – JV - SETRA

Discuté le 26 juin 2002

A la DR (en présence de P. GANDIL)

Modifié le 25 juillet 2002

Par JV et LP

Transmis Le 1er août 2002

À DR(AR, IR, CA), DSCR, SETRA, JV

Examiné Le 13 novembre 2002

par DR/IR (courrier et demandes de modifications

Modifié Le 13 janvier 2003

par L. PATTE

Approuvé Le 27 janvier 2003

par J. VIGNERON

Transmis Le 30 janvier 2003

au directeur du SETRA

Les modifications apportées à la version du 25 juillet 2002, suite à la note DR/IR figurent en bleue et sont soulignées.

PROJET

Sommaire

Préambule ....................................................................................................... 4 1.

Conception générale ............................................................................... 5

2.

Visibilité .................................................................................................... 8

3.

Tracé en plan et profil en long.............................................................. 11

4.

Profil en travers...................................................................................... 13

5.

Echangeurs ............................................................................................ 17

6.

Rétablissements .................................................................................... 20

7.

Equipements et services à l’usager..................................................... 21

8.

VRI en relief difficile............................................................................... 24

Annexes

..................................................................................................... 25

Annexe 1 : Visibilité ........................................................................................ 26 Annexe 2 : Valeur du dévers ........................................................................... 27 Annexe 3 : Longueur des zones de décélération et d’accélération ............... 28 Annexe 4 : Vitesse des poids lourds en rampe ............................................... 29 Table des abréviations..................................................................................... 30 Table des notations ......................................................................................... 30 Bibliographie.................................................................................................. 31

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PROJET

Préambule Objet du document

Structure du document

L’ICTAVRI traite de la conception des VRI. Ces voies sont les routes à chaussées séparées, comportant chacune une seule voie de circulation et des créneaux de dépassement, isolées de leur environnement et dont les carrefours sont principalement dénivelés.1 i

Ce document comprend huit chapitres.

Ce document contient les principes généraux et les règles techniques fondamentales sur ce sujet. Les études préalables, les règles et recommandations techniques de détail sont traitées dans les documents spécialisés. Des possibilités d’adaptation de certaines règles sont explicitement prévues, lorsqu’elles s’avèrent particulièrement contraignantes et que leur application stricte conduit à empêcher l’amélioration globale de la situation existante notamment en termes de sécurité.

Domaine d’application

Le chapitre 1, relatif à la conception générale, décrit la démarche qui permet d’adapter le projet au contexte dans lequel il s’inscrit. Le chapitre 2 énonce les règles de visibilité concernant tous les aspects de la conception. Les trois chapitres suivants décrivent les principales caractéristiques géométriques de la VRI : le tracé (3), le profil en travers (4), les échangeurs (5). Les chapitres 6 et 7 donnent les principes de mise en œuvre des rétablissements d’une part, des équipements et des services à l’usager d’autre part. Le chapitres 8 indique les dispositions spécifiques s’appliquant aux sections de VRI en relief difficile.

L’ICTAVRI s’applique aux projets d’infrastructure nouvelle.ii Le retraitement de routes express relève d’une logique différente de celle de la conception de voies neuves. L’ICTAVRI peut permettre de préserver éventuellement une transformation ultérieure en autoroute interurbaine, mais les anticipations de la phase future devront être limitées et justifiées par des analyses économiques. A ce titre, elle complète l’instruction sur les conditions techniques d’aménagement des autoroutes de liaison (ICTAAL) sur la question du phasage transversal. Elle ne s’applique pas : aux autres types de routes principales qui font l’objet du guide Aménagement des routes principales (ARP) ; aux autoroutes situées en milieu urbain, considérées comme des voies rapides urbaines, et relevant de l’Instruction sur les conditions techniques d’aménagement des voies rapides urbaines (ICTAVRU), y compris lorsqu’elles assurent la continuité ou l’aboutissement d’une VRI.

Il est possible dans certains cas particuliers de prévoir d’aménager les points d’échange en carrefours giratoires (plans). 1

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PROJET

1. Conception générale La définition du parti d’aménagement à long terme de la liaison dépend des objectifs que se fixe le maître d’ouvrage concernant la nature des fonctions et le niveau de service assignés à la voie. Cette définition nécessite d’effectuer le diagnostic de la situation et du niveau de service existants et de se référer aux différents avenirs d’évolution possible. De cette réflexion découle le choix des caractéristiques générales : le type de route qui détermine l’instruction à appliquer, la catégorie de route qui conditionne les principales caractéristiques géométriques du tracé, le synoptique des échangeurs, des aires et des créneaux de dépassement et, le cas échéant, la progressivité de l’aménagement. Ils requièrent une approche globale et se fondent sur des études préalables prenant en compte l’ensemble du contexte géographique, environnemental, les aspects socio-économiques, les sujétions financières, les contraintes d’exploitation et d’entretien.

1.1 Fonction de la VRI La VRI constitue un axe structurant dont le trafic restera limité. Elle relie principalement à moyenne ou longue distance, agglomérations ou régions. Le rôle de ces liaisons justifie un aménagement de qualité – offrant aux usagers un bon niveau de serviceiii, un bon niveau de sécurité, une fiabilité des temps de parcours, et un bon niveau de confort, - alors que le choix d’une autoroute ne se justifie pas, n’est pas envisagé pour différentes raisons (contraintes environnementales, financières, etc.) ou n’est accessible qu’à un horizon trop éloigné. La VRI est a priori adaptée à des trafics modérés à terme (TMJA de l’ordre de 10 000 à 15 000).

1.2 Catégorie La vitesse d’exploitation d’une VRI est normalement de 110 km/h. A la différence des autoroutes, on ne retient, pour les VRI, qu’une seule catégorie – c’est à dire un seul niveau de caractéristiques de tracé en plan et de profil en long – adaptée à cette vitesse d’exploitation. Une section franchissant un site de relief particulièrement difficile est à considérer comme “ hors catégorie ” et bénéficie de règles particulières énoncées au chapitre 8. Dans tous les cas, l’itinéraire doit être traité de façon homogène. Les règles d’enchaînement des éléments

du tracé (cf. § 3.1.2.) doivent être tout particulièrement vérifiées.

1.3 Profil en voies)

travers

(nombre

de

Chacune des deux chaussées d’une VRI comporte successivement des tronçons à une voie de circulation (profil PT1) et à 2 voies de circulation (profil PT2), hormis certains points singuliers (cf. § 4.3.) 1.3.1

Mode d’exploitation chaussée à 2 voies

d’une

Parmi les chaussées à 2 voies, on distingue : les créneaux de dépassement, aménagés dans des zones plates ou de déclivité modérée ; les voies spéciales pour véhicules lents (VSVL), implantées dans certaines rampes ou descentes difficiles (cf. § 3.2.2 & 3.2.3.b), pour limiter la gêne et le risque liés aux véhicules lents. Le dépassement des poids lourds sera interdit dans les créneaux de dépassement, mais autorisé dans les VSVL.iv 1.3.2

Niveau de service et synoptique des créneaux

Les conditions de circulation recouvrent principalement deux aspects : le temps de parcours et la gêne due aux autres usagers. Elles dépendent surtout du volume et de la composition du trafic, de la topographie et des possibilités de dépassement que procurent les créneaux et, le cas échéant, les VSVL. L’offre de dépassement sur une section sera dimensionnée en fonction du niveau de service visé, mais aussi des conditions de circulation de part et d’autre de la section, des perspectives d’évolution de la voie. A titre indicatif, on peut fixer cette offre à 20-25% du linéaire. Les créneaux sont judicieusement disposés en tenant compte : de la réalisation de VSVL dans des dénivelées importantes ; des contraintes exclusives (points d’échanges, grands ouvrages, courbes à droite difficiles…) ; des implications techniques et économiques de leur implantation ;v

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PROJET de l’optimisation du niveau de service offert. Cela conduit en particulier à éviter de longues sections à une seule voie et à prévoir de préférence des créneaux de dépassement relativement courts, sauf dans certaines rampes (cf. § 1.3.3), et régulièrement répartis. 1.3.3

Longueur des créneaux

En palier ou dans les zones de déclivité modérée, un créneau a une efficacité optimale lorsque sa longueur est comprise entre 1000 et 1250 m (hors dispositifs d’extrémités). Inversement, de longs créneaux favoriseraient des vitesses excessives en extrémité et une confusion avec une autoroute. En rampe, l’implantation d’une voie supplémentaire est fonction du profil de vitesse des poids lourds (cf. § 3.2.2.). Il s’étend au moins s+ur 600 m de long et sur l’ensemble de la section où la vitesse des poids lourds est inférieure à 70 km/h. Dans le cas particulier des descentes dangereuses (cf. § 3.2.3.), l’étendue de la voie supplémentaire est déterminée au cas par cas en fonction de la situation.

1.4 Synoptique des points d’échange De manière générale, les points d’échange sont conçus comme des échangeurs. Des solutions du type carrefour giratoire à niveau peuvent néanmoins s’envisager notamment pour de courtes déviations, outre le cas des raccordements à une route multifonctionnelle (cf. § 1.9.). Un soin tout particulier sera alors apporté à l’approche de ces carrefours2.vi Les échangeurs desservent les pôles importants ou relient la VRI à un axe structurant proche. Ils constituent des points particuliers dont la construction et l’exploitation sont onéreuses, notamment dans le cas d’une exploitation à péage fermé. En raison de leur enjeu socio-économique, il convient d’en justifier la localisation et la date de réalisation, en relation avec les perspectives d’aménagement des territoires desservis, et de prendre en compte les conséquences de leur implantation sur le niveau de service des voies raccordées. La distance entre deux points d’échange est en général d’une vingtaine de kilomètres ; mais il est normal qu’elle soit plus réduite à proximité de grandes

L’aménagement d’un carrefour giratoire sur une VRI doit en particulier respecter les recommandations en vigueur sur les routes principales mutatis mutandis (cf . Bibliographie). 2

agglomérations, dans la traversée de régions fortement peuplées, ou qu’elle soit plus élevée dans d’autres contextes.

1.5 Synoptique des aires Le synoptique des aires est établi en prenant en compte le maillage des réseaux autoroutier et routier. La localisation, le type et la capacité des aires doivent rester cohérents avec le niveau et la nature du trafic et privilégier des solutions partagées avec les infrastructures et le tissu économique environnant. Le souci d’optimiser les services rendus à l’usager en regard des coûts de construction et d’entretien, peut conduire à une réalisation différée ou partielle selon l’évolution prévisible du trafic.

1.6 Prise en compte de l’exploitation et de l’entretien L’exploitation et l’entretien d’une infrastructure sont essentielles. Ils contribuent à son image de marque, au niveau de service offert aux usagers et à leur sécurité. La sécurité des agents qui les assurent est aussi un élément essentiel à prendre en compte dés la conception du projet. Aussi, les tâches afférentes doivent être confiées à une unité équipée, formée et organisée en conséquence. Les conditions d’entretien et d’exploitation doivent être soigneusement étudiées, simultanément à la réalisation du projet routier en tenant compte des tâches à réaliser (fauchage, patrouille, viabilité hivernale, intervention des services de secours, dépannage, etc. ) et des diverses circonstances prévisibles (accidents, chantiers mobiles ou fixes…).Ces conditions varient selon le nombre de voies par chaussées, la largeur roulable, les dispositions spécifiques (répartition des accès, des ITPC, des refuges …), la nature et la position des équipements. En tout état de cause, il est indispensable pour réaliser certaines tâches de pouvoir détourner le trafic vers un autre itinéraire adapté. Cet itinéraire de détournement3 est une route si possible principale dont les caractéristiques permettent de mettre en œuvre rapidement et facilement une déviation occasionnelle, notamment en offrant des conditions acceptables en termes de capacité,

Cet itinéraire peut aussi avoir les fonctions d’itinéraire de substitution pour les véhicules non autorisés sur la VRI (route express ou autoroute). 3

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PROJET d’allongement de parcours, de sécurité pour les usagers de la VRI et de nuisances pour les riverains. Cela implique : une concertation du (des) gestionnaire(s) de la (des) voirie(s) concernée(s) ; la garantie, dès le stade de la DUP, quant à son emploi et à la pérennité de ses caractéristiques ; des opportunités de déviation du trafic aux extrémités de la section de VRI, voire en des points intermédiaires de la section selon sa longueur.

1.7 Aménagement par étapes d’une VRI (phasage longitudinal)vii Afin de maintenir la cohérence et la sécurité d’une liaison au cours des étapes intermédiaires de réalisation de la voie, il convient d’aménager des sections suffisamment longues et bien délimitées, en limitant les points de discontinuité, et de traiter les raccordements provisoires par des aménagements très marquants.

Dans un site facile (relief, occupation du sol), il peut être intéressant de chercher à préserver l’intégration de la VRI à une autoroute de catégorie L1, notamment si cela ne conduit pas à un surcoût sensible d’investissement initial..viii

1.9 Changement de type de route La transition d’une VRI à un autre type de route doit se traiter par un aménagement destiné à adapter le comportement de l’usager, et coïncider avec une modification clairement perceptible de l’environnement, de l’usage et du mode d’aménagement de la voie. En particulier, pour une route multifonctionnelle cette transition doit correspondre à un aménagement fort marquant clairement la rupture : giratoire placé dans l’axe de la VRI ou « fin provisoire de section aménagée », éventuellement une barrière de péage. Il convient de faire coïncider dans la mesure du possible l’extrémité d’une VRI avec un point d’échange significatif existant, et d’aménager ce point d’échange en cohérence avec l’alinéa ci-dessus.

1.8 Évolutivité de la VRI D’une façon générale, les dispositions anticipant la phase future (pouvant nuire à la lisibilité de la voie ou à l’intérêt économique du phasage) sont à éviter. Sinon, elles devront être justifiées et optimisées en fonction de l’échéance prévisible et des difficultés ultérieures de la transformation en autoroute. Les mesures conservatoires comme les réservations foncières, le dégagement des emprises, certains terrassements spéciaux et ouvrages d’art particuliers sont à prendre dans cet esprit. Le souci de faciliter cette transformation, en particulier au droit d’ouvrages d’art non courants, de passages inférieurs, etc. peut conduire à déporter localement l’axe de la VRI. Ce choix résulte d’une analyse multicritères comparant différents scénarios d’investissement, concernant les conditions de circulation lors de la première phase, les conditions d’exploitations pendant les travaux d’élargissement, la facilité d’élargissement, le bilan économique global4. Il est cependant souhaitable de veiller à ne pas multiplier sans raison ces déports. Les règles relatives au tracé d’une VRI sont compatibles avec la catégorie d’autoroute L2.

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Le bilan tient compte de la séquence de financement.

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PROJET

2. Visibilité Les niveaux élevés de sécurité et de confort impliquent de bonnes conditions de visibilité permettant au conducteur d’anticiper les événements survenant sur la voie.

2.1 Dispositions conventionnelles 2.1.1

Vitesses

Pour rendre compte des vitesses effectivement pratiquées par les usagers, on utilise par convention la vitesse V85, écrêtée au niveau de la vitesse maximale autorisée sur la VRI, notée V85é. 2.1.2

Point d’observation

C’est l’œil d’un conducteur de véhicule léger, positionné à une hauteur de 1,00 m du sol, et distant de 2,00 m du bord droit de sa voie. 2.1.3

Point observé

Les règles de visibilité ci-après précisent la nature et la position du point observé. S’agissant d’un véhicule, le point observé est le moins contraignant des deux feux arrièreix, positionnés à une hauteur de 0,60 m du sol et distants respectivement de 1,00 m et 2,50 m du bord droit de la voie considérée.

2.2 Règles de visibilité 2.2.1

Visibilité en section courante

La distance de visibilité à rechercher ) est la distance d’arrêt da (cf. annexe 1) sur l’arrière d’un véhicule arrêté sur sa voie. Les contraintes de conception ne permettent cependant pas d’atteindre cet objectif en toute circonstance. Néanmoins, une étude d'ensemble, intégrant en amont cette sujétion de visibilité, permet de réduire le nombre et l’importance de telles situations. En revanche, cette distance d’arrêt doit être assurée dans les courbes à droite et à l’approche de points ou zones présentant un risque particulier de ralentissement ou de retenue des véhicules : points d’accès, gares de péage, ouvrages d’art non courants, tunnels…

2.2.2

Visibilité à l’approche des points d’accès

A l’approche de tout point d’accès – un échangeur comme une aire –, le conducteur doit pouvoir exercer un choix de changement de direction et effectuer les manœuvres nécessaires. a) Visibilité sur une sortie La distance de manœuvre en sortie dms est définie comme la distance parcourue à vitesse constante V85é pendant le temps nécessaire pour opérer, fixé à 6 secondes. Un conducteur circulant sur la VRI doit à la fois percevoir à la distance dms (cf. Figure 1) du point dit “ de sortie au plus tôt ” (S=1,50 m) : l’ensemble de la face du panneau de signalisation avancée placé au droit de ce point ; la balise signalant le musoir, que l’on suppose observée à une hauteur de 1 m, à l’endroit où le musoir atteint 5 m de large. b) Visibilité sur une entrée La distance de visibilité sur la VRI doit être au moins égale à la distance d’arrêt sur l’arrière d’un véhicule entrant, positionné sur la bretelle d’entrée au droit du point dit “ d’entrée au plus tôt ” (E=1,00 m). Cf. Figure 2. 2.2.3

Visibilité dans un échangeur

Le conducteur empruntant un échangeur doit disposer : - le long de chaque bretelle, de la distance d’arrêt sur l’arrière d’un véhicule arrêté sur sa voie ; - à l’approche d’un virage, d’une distance de visibilité sur les marquages limitant sa voie au début de l’arc circulaire, au moins égale la distance parcourue à vitesse constante V85é en 3 secondes, afin de lui permettre de percevoir la courbe et d’adapter son comportement à temps ; - en approche et au niveau des carrefours de raccordement à la voirie ordinaire, de conditions de visibilité conformes aux recommandations relatives aux carrefours plans, en tenant compte des vitesses pratiquées sur la bretelle.

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PROJET Figure 1 : règle de visibilité sur une sortie dms=6 V

Balise du musoir

5,00 m

D31

h=1,00 m

S=1,50m

Figure 2 : règle de visibilité sur une entrée da

E=1,00 m

h=0,60 m

2.2.4

Visibilité sur un rabattement de voies

A l’approche d’un rabattement (extrémité de créneau) le conducteur sur la voie rapide doit disposer : de la distance d’arrêt sur l’arrière d’un véhicule supposé placé au niveau de la troisième flèche de rabattement ; d’une distance de visibilité sur le marquage (flèches de rabattement) au moins égale à la distance parcourue à vitesse constante V85é en 3 secondes (cf.

Figure 3). 2.2.5

Visibilité sur un refuge

Les refuges sont implantés de façon à offrir en approche une distance de visibilité au moins égale à la distance d’arrêt sur l’arrière d’un véhicule présumé placé au milieu du refuge, à 1 m du bord de la chaussée. Lorsque cette règle ne peut être satisfaite, il convient de privilégier le déplacement du refuge quitte à s’écarter sensiblement de l’espacement préconisé. 2.2.6

2.2.7

Visibilité sur un accès de service

Un véhicule de service positionné au droit d’un accès de service doit disposer d’une distance de visibilité vers l’arrière au moins égale la distance parcourue à vitesse constante V85é en 9 secondes, afin de lui permettre de s’insérer sur la VRI. Pour le calcul de cette distance, le point d’observation se situe à 1 m de haut et 4 m (minimum 2 m) en retrait de la chaussée, et le point observé à 1 m de haut et dans l’axe de la voie. 2.2.8

Visibilité dans souterrains

les

ouvrages

Les règles de visibilité sont données par le dossier pilote des tunnels. 2.2.9

Visibilité en extrémité de section

Il faut être attentif aux conditions de perception et de visibilité en approche de l’extrémité d’une section de VRI. Lorsqu’une telle extrémité est aménagée en giratoire, les recommandations en vigueur sur les carrefours plans s’appliquent particulièrement.

Visibilité sur un lit d’arrêt

Le chauffeur d’un poids lourd, observant à 2,50 m de haut et à 2,50 m de la rive, doit voir le début du marquage en damier au moins à une distance de 170 m. 9

PROJET 2.3 Vérification visibilité

des

règles

de

Compte tenu des vitesses assez élevées pratiquées sur la VRI, les règles de visibilité conduisent à des distances de visibilité importantes. Les règles de dimensionnement géométrique données dans les chapitres suivants n’en garantissent pas forcément le respect ; la conception d’un projet implique donc leur examen.

Le respect des règles de visibilité est facilité en soignant la coordination du tracé en plan, du profil en long et de l’implantation des points singuliers (accès, péages…), et en adaptant le traitement des accotements ou du terre-plein central (distance du talus de déblais, position des équipements, hauteur des plantations…). Dans ce cadre, l’interruption de la visibilité sur un point donné pendant moins de deux secondes est acceptable.

Figure 3 : Règle de visibilité sur un rabattement (exemple avec déport du bord droit de la chaussée – cf. 4.4.3.) d= 3 V

da h = 0,60 m h=0

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PROJET

3. Tracé en plan et profil en long Les règles de dimensionnement du tracé en plan et du profil en long visent à garantir de bonnes conditions de sécurité et de confort étant donné la vitesse d’exploitation de la voie.

3.1 Tracé en plan 3.1.1

Valeurs des rayons

Les rayons en plan indépendamment des conditions de visibilité doivent respecter les valeurs minimales suivantes.

3.1.3

Raccordements progressifs

Les courbes de rayon inférieur à 1,5 Rnd sont introduites par des raccordements progressifs (clothoïdes). Leur longueur est au moins égale à la plus grande des deux valeurs : 14∆δ et R/9 ; où R note le rayon de courbure (en m), et ∆δ la différence des pentes transversales (en %) des éléments du tracé raccordés.

(Rm)

400 m

3.2 Profil en long

Rayon minimal non déversé (Rnd)

650 m

Par convention, la ligne de référence du profil en long de la VRI est normalement l’axe de la plate-forme.

Rayon minimal

Il est conseillé de remplacer les longs alignements droits par des grands rayons. L’emploi de rayons supérieurs ou égaux à 1,5 Rnd est souhaitable, dans la mesure où cela n’induit pas de surcoût sensible, afin d’améliorer le confort et de faciliter le respect des règles de visibilité. Il faut par ailleurs éviter d’inclure dans les créneaux de dépassement des courbes à droite de rayon faible ou modéré (rayon inférieur à 1,5 Rnd). 3.1.2

Enchaînement des éléments du tracé en plan

Sauf difficulté d’insertion dans le site, un profil en long en remblai, adapté à la réalisation des terrassements, des chaussées et au maintien des écoulements naturels, est préférable à un profil en long rasant. 3.2.1

Valeurs limites

Les paramètres du profil en long doivent respecter les valeurs limites suivantes. Déclivité maximale

6%

Rayon minimal en angle saillant

6 000 m

Rayon minimal en angle rentrant

3 000 m

Des courbes circulaires de rayon modéré (