route2

Cycle De Formation Des Licence Professionnelle (LIPRO) Option Génie Civil

C O U R S DE R O U T E S (II)

Dr. Ezéchiel I. ALLOBA Dr. François de Paule CODO

( c ) 2000

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SOMMAIRE CHAPITRE I : I-1 I-2 I-3 I-4

DIMENSIONNEMENT DES CHAUSSEES

Introduction Nécessité d'une structure de route Principaux paramètres de dimensionnement Méthodes de dimensionnement

CHAPITRE II : LES SOLS ROUTIERS ET LEURS PROPRIETES II-1 II-2 II-3 II-4 II-5 II-6 II-7 II-8 II-9 II-10 II-11 II-12

Les roches dures Les roches tendres Les latérites Les graves non latéritiques Les sables et sols fins Les argiles Croûtes de tufs Sols Gypseux Coquillages et Coraux Les Essais d'Identification des Sols Conditions d'utilisation des sols en remblai et en couche de forme Exigences Empiriques en Caractéristiques

CHAPITRE III : ETUDE DES MELANGES BITUMINEUX III-1 III-2 III-3 III-4 III-5 III-6

Composition d'un mélange Propriétés essentielles des mélanges bitumineux Etude des mélanges bitumineux Exemple de formulation de mélange Essais sur les liants hydrocarbonés Vérification de la mise en œuvre et des propriétés en place des mélanges.

CHAPITRE V : VOIRIE URBAINE ET ASSAINISSEMENT A

AMENAGEMENT DE CARREFOURS URBAINS V-1 Différents types de carrefours

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V-2 V-3 V-4 V-5 B

Principes fondamentaux de conception d'un carrefour Conflits de circulation Solutions aux conflits Carrefours à feux

ASSAINISSEMENT URBAIN V-6 Les différents systèmes d'assainissement V-7 Les fossés

C

LES OUVRAGES D'ART V-8 Typologie des ouvrages d’art VI-9 Dimensionnement des ouvrages

CHAPITRE VI : ENTRETIEN DES ROUTES VI-1 Opérations élémentaires d'entretien VI-2 Entretien des Routes Revêtues VI-3 Entretien des routes en terre CHAPITRE VII ETABLISSEMENT DES PROJETS ROUTIERS VII-1 VII-2

Ch I I-1

Différents stades d'étude Préparation du dossier de consultation

DIMENSIONNEMENT DES CHAUSSEES

Introduction

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La route est de nos jours un des facteurs importants dans le développement économique et social d'un pays et, sa construction nécessite des études préliminaires indispensables (étude du trafic, études géotechniques, disponibilité en matériaux de qualité …). Ainsi le dimensionnement d'une route c'est à dire le calcul de l'épaisseur de ses différentes couches et le choix des matériaux devant être utilisés s'avèrent nécessaires pour un meilleur service (uni, confort, sécurité…) aux usagers. Les méthodes de dimensionnement des chaussées sont multiples et leur application peut varier suivant le type de chaussée et les pays. I -2 Nécessité d'une structure de route Lorsqu'un véhicule se déplace sur un sol, le poids du véhicule est transmis au sol sous forme de pressions, par l'intermédiaire des pneumatiques. Ces pressions, voisines de la pression de gonflage des pneumatiques, sont relativement importantes : 1 à 2 kg/cm2 pour un véhicule léger, 6 à 7 kg/cm2 pour un poids lourd. D'une manière générale, les sols ne peuvent supporter, sans dommages de telles pressions. Si le sol n'est pas assez résistant, le pneu comprime le sol et il se forme une ornière (Fig. 1).

Fig. 1 : Formation d'une ornière sous l'effet d'une charge se déplaçant sur un sol.

Si le sol est résistant, il se passe deux choses imperceptibles mais qu'il faut bien comprendre (Fig. 2). 1. Le sol s'affaisse sous le pneu. C'est la déformation totale : Wt 2. Lorsque la roue s'éloigne, le sol remonte mais pas totalement : il reste une déformation résiduelle : Wr. La différence d = Wt – Wr s'appelle la déflexion. Wt

d

Fig. 2 : Schéma de principe illustrant la déflexion et la déformation d'un sol sous l'effet de passage d'une charge.

La déflexion "d" est proportionnelle à la charge appliquée. Elle est pratiquement constante si l'on répète l'application de cette charge des milliers

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de fois. L'orniérage est la déformation résiduelle "Wr" qui s'accroît au fur et à mesure des passages des véhicules et proportionnellement à leurs charges. Il est donc nécessaire d'interposer, entre le véhicule et le sol, un écran qui aura pour but de répartir les charges sur une plus grande surface et de réduire ainsi les pressions transmises au sol jusqu'à une valeur admissible. La chaussée constitue cet écran. La diffusion des pressions diffère par sa nature et son intensité selon que l'on a affaire à une couche granulaire non traitée, à une couche granulaire traitée (au ciment ou au bitume) ou à une dalle de béton de ciment. Toutefois, cette diffusion n'est obtenue qu'avec une épaisseur convenable de matériaux adéquats. Ces couches de matériaux constituent la structure de la chaussée. I-3

Les différentes structures de chaussées

Selon la diffusion des pressions il existe deux modes de fonctionnement mécanique des chaussées : • Les chaussées souples qui sont constituées d'un corps de chaussée en grave non traitée. Celles-ci ne pouvant mobiliser que de faibles efforts assimilables à une flexion, l'étalement des efforts verticaux sur le sol support est modéré. Le critère principal de dimensionnement d'une chaussée souple réside donc dans la limitation de la sollicitation du sol support de manière à éviter sa plastification qui se traduirait en surface par d'importantes déformations de la chaussée. • Les chaussées rigidifiées (rigides et semi-rigides) qui sont constituées d'un corps de chaussée en grave traitée ou en dalle de béton de ciment. Ces matériaux présentant une forte rigidité – par conséquent pouvant mobiliser des efforts notables de traction par flexion – on observe un important étalement des efforts au niveau du sol support ; ce dernier n'étant que peu sollicité. Le principal critère de dimensionnement d'une chaussée rigidifiée réside dans la limitation des efforts de traction par flexion des matériaux sous l'effet de la répétition des charges. a)

Les chaussées souples : Une chaussée souple est constituée d'un corps de chaussée en grave non traitée, revêtu d'un enduit superficiel ou d'un enrobé bitumineux de faible épaisseur.

La structure type est généralement : Couche de surface

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Couche de base Assises de la chaussée Couche de fondation Couche de forme Terrassement

Niveau du terrassement général

Structure - type d'une chaussée souple

Les chaussées semi-rigides : Une chaussée semi-rigide est constituée d'une assise en grave traitée aux liants hydrauliques et/ou hydrocarbonés, revêtue d'un enduit superficiel ou d'un enrobé bitumineux. A partir du sol, on rencontre en général les couches suivantes : - la couche de forme ; - la couche de fondation non traitée ; - la couche de base traitée ; - et la couche de surface. Le rôle structurel d'une couche de fondation en matériaux non traités est faible sous une assise traitée au ciment. Ainsi, il est d'usage de supprimer cette couche de fondation non traitée dans le cas ou une couche de forme ait été prévue au niveau des terrassements. Couche de surface Assises de la chaussée Couche de base Couche de forme ou de réglage

Terrassement

Niveau du terrassement général Structure-type d'une chaussée semi-rigide dont la couche de base est traitée au ciment

b)

Les chaussées rigides :

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Une chaussée rigide peut être constituée soit par un revêtement en dalles de béton pervibré ou fluide, soit par un revêtement en béton compacté. Dans la chaussée rigide, la couche de roulement constitue à elle seule la couche de base et la couche de surface d'une structure souple ou semi-rigide. Assise de la chaussée Terrassement

Dalle en béton de ciment Couche de forme éventuelle Niveau terrassement général

Structure type d'une chaussée rigide

Choix d'une structure de chaussée : critères techniques et économiques. Pour choisir une technique de construction routière, l'attention doit se porter sur le coût du premier investissement, mais aussi sur les frais que l'on peut escompter engager pendant la période de service. Pour chaque projet de route, il est donc nécessaire de procéder à une analyse technico-économique détaillée afin d'établir les circonstances favorables à l'utilisation de chacune des techniques envisagées ; ce qui permet d'effectuer une comparaison entre elles. Pour que cette comparaison soit valable, les calculs doivent intégrer notamment les facteurs suivants : 1. les structures adoptées en fonction de la portance du sol et du trafic 2. la période de service et la valeur résiduelle de la structure à l'issu de cette période ; 3. le coût de construction ; 4. les coûts d'entretien sur la période de service. D'autres facteurs comme la permanence du service rendu à l'usager, l'utilisation des matériaux locaux ou de production nationale, l'emploi de la main d'œuvre locale, l'incitation économique régionale, etc.….., peuvent évidemment avoir une influence dans le choix de la technique. I – 4 Sollicitations supportées par les chaussées La surface de la chaussée (que l'on peut considérer comme la partie émergeante de l'iceberg), doit permettre d'assurer une circulation en tout temps, avec sécurité et confort. Pour ce faire, elle doit résister à un certain nombre de sollicitations.

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I-4-1 Les sollicitations provenant du passage des charges Aux termes du Code de la Route, la charge maximum autorisée sur un jumelage isolé est de 6,5 tonnes, soit un essieu standard de 13 tonnes. Il arrive également que cette charge maximale soit dépassée à cause des phénomènes de surcharge. La chaussée doit donc prendre en compte cette contrainte et répartir suffisamment les efforts pour qu'il n'y ait pas de déformations permanentes dans le sol support. A cette action verticale des charges peut s'ajouter un effet dynamique qui peut contribuer à modifier les forces qui s'exercent sur la chaussée, qu'il s'agisse des effets dus à l'uni ou encore d'efforts dus à la géométrie même de la chaussée et du véhicule. Les mesures qui ont été faites font apparaître l'existence de surcharges très brèves de durée inférieure au dixième de seconde. I-4-2 Les sollicitations tangentielles Lorsqu'un véhicule est en mouvement apparaissent des efforts horizontaux du fait :  De la transmission de l'effort moteur ou du freinage ;  De la mise en rotation des roues non motrices ;  De la résistance aux efforts transversaux. Bien entendu toutes ces actions tangentielles s'accompagnent de frottements dans lesquels se dissipe de l'énergie et qui usent les pneumatiques et les chaussées. La chaussée doit en outre présenter de bonnes caractéristiques d'adhérence par temps de pluie, qualités recherchées lors du freinage ou dans une courbe, et qui doivent rester constantes dans le temps. I-4-3 Les sollicitations d'origine thermique Les variations de température (surtout lorsqu'elles sont brusques) peuvent engendrer dans les solides élastiques des champs de contrainte. Dans le domaine des chaussées, ce phénomène a des conséquences qui intéressent surtout les assises traitées aux liants hydrauliques et en particulier les chaussées en béton. Comme autres sollicitations d'origine thermique, il y a bien évidemment les effets du gel mais également les effets de l'ensoleillement, sur la déformation des mélanges bitumineux, et sur le vieillissement du bitume. Enfin, outre des qualités d'adhérence, de plasticité et de confort, on demande aujourd'hui aux chaussées de présenter de bonnes caractéristiques visà-vis du bruit de roulement. On sait réaliser de revêtements peu bruyants, pour

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lesquels le bruit de roulement est inférieur de 8 à 10 dB (A) par rapport aux revêtements les plus bruyants. I-5

ROLE DES DIFFERENTES COUCHES D'UNE CHAUSSEE

Les chaussées se présentent comme des structures multicouches mises en œuvre sur un ensemble appelé plate-forme support de chaussée, constituée du sol terrassé dit sol support, le plus souvent surmonté d'une couche de forme. I-5-1 La couche de forme Cette couche qui ne fait pas partie intégrante de la chaussée, a plusieurs fonctions : - pendant les travaux, elle protège le sol support, contribue au nivellement et permet la circulation des engins de chantier ; - elle permet de rendre plus homogènes les caractéristiques du sol terrassé et de protéger ce dernier du gel. I-5-2 Les couches d'assise L'assise de chaussée est généralement constituée de deux couches, la couche de fondation, surmontée de la couche de base. Ces couches en matériaux élaborés, le plus souvent liés (bitume, liants hydrauliques), pour les forts trafics, apportent à la chaussée la résistance mécanique aux charges verticales induites par le trafic. Elles répartissent les pressions sur le support, afin de maintenir les déformations à ce niveau dans les limites admissibles. I-5-3 La couche de surface La couche de surface est constituée : - de la couche de roulement, qui est la couche supérieure de la chaussée sur laquelle s'exercent directement les agressions conjuguées du trafic et du climat ; - et le cas échéant d'une couche de liaison, entre les couches d'assise et la couche de roulement. Dans le cas particulier des chaussées en béton de ciment, la dalle, qui repose sur une couche de fondation, joue simultanément le rôle de couche de surface et celui de couche de base. Le choix du type de couche de surface doit être issu de la prise en considération de plusieurs objectifs qu'on peut ranger en quatre groupes : • la sécurité et le confort des usagers ; • le maintien de l'intégrité de la structure, par la protection des couches d'assise vis-à-vis des infiltrations des eaux pluviales ;

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• l'impact sur l'environnement, avec notamment et la recherche d'une réduction des bruits de roulements ; • les possibilités de régénération des caractéristiques de surface. I-6 Principaux paramètres de dimensionnement Le trafic, la nature du sol support et les matériaux à utiliser sont les principaux paramètres de base pris en compte dans la conception des chaussées I-6-1 Le trafic Le trafic constitue un élément essentiel du dimensionnement des chaussées. Le trafic considéré est le trafic poids lourds du fait que leur agressivité est beaucoup plus importante que celle des véhicules légers. a)

Notion d'agressivité

La notion d'agressivité se rapporte aux dommages que créent à la surface de la chaussée les véhicules. Il est apprécié à l'aide d'un cœfficient appelé cœfficient d'agressivité qui est obtenu par la formule : α

A P =  A  13  P

13

Où : AP = agressivité d'un essieu de charge P tonnes ; A13 = agressivité de l'essieu standard de 13 tonnes ; P = charge d'un essieu de poids P tonnes ; α = coefficient dépendant du type de chaussée. α = 4 ; pour chaussées souples α = 8 ; pour chaussées semi-rigides α = 12 ; pour chaussées rigides

Exemple de calcul du coefficient d'agressivité : • Pour un essieu de 13 tonnes ; A13 = 1 • Pour un essieu de 1,5 tonnes ; A1,5 = 1,8 10-4 • Pour un essieu de 8,2 tonnes ; A8,2 = 0,158

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Le trafic poids lourds à considérer durant la période de service de la route est obtenu par la formule :

NES = 365 × t × n × A × C Où : NES = nombre équivalent d'essieu standard ; t= JMA (en poids lourds) à l'année de mise en service ; A : Cœff. d'agressivité moyen ; N = durée de service en nombre d'années C : facteur de cumul obtenu par la formule : C=[(1+i)n-1]/i Où : i = taux géométrique de croissance du trafic (i varie de 0 % à 10 %) ; n = période de service de la route (5, 10, 15 ou 20 ans). Remarque : Dans la détermination de t(JMA), on tient compte de la géométrie de la chaussée à l'aide d'un coefficient de répartition transversale (a). a = 0.5

(largeur >=6m)

a = 0.75

(largeur comprise entre 5 et 6m)

a=1

(largeur de chaussée 12  Pourcentage de fines de grosseur < 80 µ compris entre 5 et 15 %

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 Equivalent de sable ES > 30  Indice de plasticité IP < 6 c)

Pour les tout-venants de concassage :

Pour les tout-venants de concassage de caractéristiques insuffisantes on peut les améliorer au ciment, au laitier ou au bitume. Pour les macadams, on utilise des granulats résultant des pierres cassées ; ces granulats sont dépourvus d'éléments fins. On ajoute du sable à ces granulats qui sont agglomérés à l'aide de rouleaux compresseurs. Calibre : 60/80 ou 60/90 pour la fondation 40/60 pour la couche de base  Coefficient Los Angeles LA< 40  Coefficient Micro Deval à sec DE > 13 (ou à la rigueur > 11 pour les chaussées à faible trafic). Pour les enduits superficiels et les tapis d'enrobés l'utilisation des roches dures est recommandée.  Calibre : 8/12,5 ; 5/8 et 2,5/5 suivant l'épaisseur du tapis à réaliser ;  Ces matériaux doivent avoir les caractéristiques requises pour l'exécution des enduits superficiels.

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CH. III

ETUDE DES MELANGES BITUMINEUX

Les mélanges hydrocarbonés font partie des matériaux utilisés en couche de surface des routes revêtues, principalement pour les chaussées souples. Un mélange hydrocarboné est composé d'agrégats (gros agrégats, agrégats fins), du liant, de fines d'apport (d'origines diverses) et éventuellement des dopes d'adhésivité. Les liants utilisés sont : le goudron, le bitume, l'asphalte, les cutbacks. Le liant le plus couramment utilisé de nos jours est le bitume du fait de l'abandon des mines de houille. L'étude des mélanges hydrocarbonés se fait suivant les mêmes étapes quel que soit le liant utilisé. Pour la suite nous traiterons uniquement de l'étude des mélanges bitumineux. Les différents types de mélanges bitumineux sont : les bétons bitumineux, les enrobés bitumineux, les enduits superficiels. III-1 Composition d'un mélange Un mélange bitumineux est composé d'agrégats, du bitume, de fines d'apport et éventuellement des dopes d'adhésivité. L'agrégat forme l'ossature du mélange et assure en grande partie sa stabilité. Il doit avoir une bonne granulométrie et une résistance satisfaisante à l'abrasion et aux intempéries. Le bitume, tout en contribuant à la stabilité, assure en grande partie la durabilité du mélange. Il cimente les particules et imperméabilise la masse. III-2 Propriétés essentielles des mélanges bitumineux Durant la vie d'une chaussée, le revêtement bitumineux doit remplir un certain nombre de fonctions, à savoir :

3.

1. Supporter la charge de la circulation : 2. Offrir une surface de roulement confortable et sécuritaire ; Protéger les couches d'assise contre l'effet des charges et des agents atmosphériques.

Pour remplir ces fonctions le mélange bitumineux doit présenter les qualités suivantes : • Être stable ou résistant à la déformation ; • Être durable c'est-à-dire résistant à l'action des intempéries, à la fissuration et à l'abrasion ;

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• Être flexible c'est-à-dire susceptible de se déformer sous des charges répétées sans se fissurer ; • Être antidérapant. III-3 Etude des mélanges bitumineux L'étude des mélanges bitumineux comporte trois phases principales : 1. 2. 3.

le choix de la courbe granulométrique de l'agrégat ; la détermination de la teneur en bitume ; la vérification au moyen d'essais normalisés, des propriétés du mélange.

Les propriétés généralement vérifiées sont : 1. la stabilité ; 2. le volume des vides dans le mélange ; 3. le volume des vides dans l'agrégat total ; 4. le volume des vides remplis par le bitume.

III-3-1

Etude des mélanges bitumineux en laboratoire

Au laboratoire on s'assure de la qualité du mélange à utiliser par : Un examen des matériaux soumis : ils doivent satisfaire aux prescriptions indiquées dans la cahier des charges ; Une étude du mélange : cette étude consiste à trouver un mélange d'agrégats qui sera à la fois économique et conforme à une granulométrie donnée (par un fuseau granulométrique de référence) et une teneur en bitume appropriée permettant d'obtenir un mélange ayant : suffisamment de bitume pour enrober parfaitement les particules d'agrégats, les imperméabiliser et les agglomérer pour assurer un revêtement durable après un compactage correct ; une stabilité suffisante pour satisfaire aux exigences du trafic sans se déformer ni se déplacer : suffisamment de vides après compactage pour absorber la dilatation du bitume et tolérer un léger compactage supplémentaire sous les charges des véhicules ; une maniabilité suffisante pour permettre une mise en place correcte.

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III-3-2

Etude pratique d'un mélange

Elle consiste à formuler un mélange, à le confectionner et à vérifier ses caractéristiques. La démarche comprend : Composition de la granulométrie de l'agrégat : Un fuseau granulométrique de référence est donné dans le cahier des charges. Pratiquement, on partira des agrégats disponibles et l'on cherchera à combiner ceux-ci entre eux de manière à réaliser une courbe granulométrique d'allure contenue dans le fuseau en suivant les critères ci-après : - Une courbe qui suit la courbe de densité maximale donne en général une stabilité élevée et un pourcentage de vides faible. La courbe de densité maximale peut être construite à l'aide de l'équation suivante :

P% = 100 × d

D

où P = pourcentage en poids d'agrégat passant un tamis donné ; d = dimension des mailles du tamis ; D = grosseur maximale du gros agrégat. - Si le pourcentage passant le tamis de 8 microns s'approche de la limite maximale permise, le mélange aura une texture comparativement fine. Si au contraire le pourcentage s'approche de la limite minimale, le mélange aura une texture rugueuse. 2.

Détermination de la teneur en bitume

La quantité de bitume requise pour enrober les agrégats est en grande partie

T = k × Σ ×α 5

reliée à la surface spécifique de l'agrégat. Elle est obtenue par l'expression :

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où T est la teneur en bitume en % du poids total de l'agrégat ou du mélange ; Σ = surface spécifique de l'agrégat total ; k = module de richesse en liant du mélange k ∈ [3,4 ; 3,5] ; α = coefficient correcteur destiné à tenir compte de la masse volumique des granulats (MVRg) ; si celle-ci diffère de 2,65 g/cm3 on a alors :

α=

2,65 MVR

g

La surface spécifique Σ est obtenue par la relation :

∑ = 0,25G + 2,3S + 12 s + 135 f où : G = pourcentage des éléments supérieurs à 6,3 mm ; S = pourcentage des éléments compris entre 6,3 et 0,315 mm ; s = pourcentage des éléments compris entre 0,315 et 0,080 mm ; f = pourcentage des éléments inférieurs à 0,080 mm. 3.

La vérification des caractéristiques de l'enrobé

La vérification des propriétés du mélange doit se faire suivant une méthode d'étude éprouvée. Chacune des méthodes d'étude comporte une vérification de la stabilité et une analyse volumétrique des mélanges densifiés. L'analyse englobe la détermination du volume des vides dans le mélange (Vv), du volume des vides dans l'agrégat (VDA) et du volume des vides remplis par le bitume (VRB). S'agissant de la détermination de la stabilité du mélange, c'est-à-dire la résistance maximale à la déformation d'une éprouvette du mélange, ainsi que de la teneur en bitume appliquée, les méthodes usuelles d'étude sont : la méthode Marshall, la méthode Hveem, la méthode triaxiale et la méthode Hubbard-Field. Définitions des symboles et relation entre eux SYMBOLE Vv Vb Vba

DEFINITION Volume des vides dans le mélange bitumineux Volume total du bitume dans le mélange bitumineux Volume du bitume absorbé dans les pores des particules d'agrégats

EXPRESSION

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Vbe

III-4

Volume du bitume effectif

Exemple de formulation de mélange :

Etude d'une formule d'enrobé 0/14 tout venant de Dan pour une chaussée de 6 cm d'épaisseur. a) Identification des constituants Les granulats : Il s'agit des granulats en provenance de la carrière de Dan

TAMIS (mm) 10/14 6/10 25 20 16 100 14 88 12,5 67 100 10 10,4 87 8 1,0 40 6,3 0,8 9,4 5 0,7 4,3 4 0,6 0,6 2 0,4 0,3 1 0,3 0,2 0,5 0,2 0,1 0,2 0,1 0,08 Coefficient d'aplatissement : 17 % Equivalent de sable sur 0/2 : 62 Essai au bleu de méthylène : 0,50 Masse volumique 2,82 t/m3 2,83 t/m3

4/6 100 88 40 7,5 0,3 0,2 0,1 -

0/2 100 87 61 40 26 16,6

2,80 t/m3

2,81 t/m3

Les fines d'apport : il s'agit d'un calcaire broyé provenant d'Onigbolo de : masse volumique : 2,72 t/m3

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surface spécifique : 5200 cm2/g passant à 80 microns : 95 % passant à 200 microns : 100 % b) Le bitume ; il est de : La classe : 60/70 pénétrabilité à 25°C : 67 (1/10 mm) indice de pénétrabilité : -1 point de ramollissement bille et anneau : 49 °C densité : 1,02 g/cm3.

III-5 Essais sur les liants hydrocarbonés : Les liants hydrocarbonés sont caractérisés au laboratoire au moyen de plusieurs essais normalisés parmi lesquels on peut citer : Le point d'éclair et point de feu en vase ouvert qui donne la température d'inflammation des vapeurs de bitume ; La pénétrabilité à l'aiguille de VICAT qui mesure la pénétration sous une charge d'une aiguille normalisée dans le liant à la température de 25° ; Le Point de ramollissement dite température bille et anneau. C'est la température à laquelle une bille traverse un anneau de bitume ramolli par une augmentation progressive de température ; D'autres essais permettent de déterminer par exemple la pseudo viscosité d'un bitume fluidifié qui consiste dans la mesure du temps d'écoulement à une température donnée, d'une certaine quantité de produit à travers un orifice donné. III-6 Vérification de la mise œuvre et des propriétés des mélanges La mise en œuvre des mélanges bitumineux se fait avec des équipements spécialisés (voir planches). Les essais de contrôle de qualité qui sont généralement pratiqués concernent : la température de mise en œuvre, l'épaisseur de la couche compactée, la teneur en liant, la stabilité du mélange, l'uni de la surface, etc.….. Certains de ces essais sont réalisés in situ, pour d'autres comme la stabilité, des carottes sont prélevées et testées en laboratoire.

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CH. V A

VOIRIE URBAINE ET ASSAINISSEMENT

AMENAGEMENT DE CARREFOURS URBAINS

V-1 Différents types de carrefours Le carrefour est lieu de l'intersection de deux ou plusieurs routes. Lorsque les routes qui se rencontrent sont au même niveau, on parle de carrefour à niveau ; autrement on a affaire à un carrefour dénivelé. Il existe quatre types de carrefours :  les carrefours à trois branches  les carrefours à quatre branches  les carrefours à branches multiples  les carrefours giratoires (ou ronds points) dont les branches ne se croisent pas mais sont raccordées entre elles par une chaussée ceinture à sens unique de forme ovale ou circulaire.  Les carrefours dénivelés : la dénivellation des intersections par ouvrage spécial est à prévoir lorsque les aménagements au sol avec feux ont atteint leur seuil de saturation. L'aménagement des carrefours influe d'une façon considérable sur l'exploitation des réseaux urbains, conditionnant la fluidité de la circulation et la sécurité du trafic. V-2 Principes fondamentaux Les principes fondamentaux de conception d'un carrefour sont : Bonne visibilité à l'intersection : on cherche à assurer aux carrefours les meilleures conditions de visibilité. Un triangle de visibilité est associé à chaque conflit possible, selon le régime de priorité associé et les véhicules. Cisaillement sous un angle voisin de 90° : on obtient sous cet angle les meilleures conditions de visibilité et d'appréciation des vitesses. De plus, la distance de traversée est la plus courte.

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Réduction du nombre de conflits : les mises en sens uniques réduisent très sensiblement le nombre de points de conflit. Aire du carrefour : des surfaces trop grandes sont source de confusion et d'hésitation pour les usagers, ce qui tend à accroître les temps de traversée et à susciter un sentiment d'insécurité. Séparation des points de conflit : les automobilistes doivent n'être exposés qu'à un seul conflit et n'avoir à prendre qu'une seule décision à la fois. Simplification des échanges aux carrefours top chargés : plutôt que de vouloir maintenir tous les courants, à un carrefour où le manque de place ne permet pas un aménagement satisfaisant, il est préférable d'éliminer certains courants en les reportant sur d'autres itinéraires. V-3 Conflits de circulation Un conflit est la situation qui explique l'état de deux véhicules devant passer au même point et au même moment. Il existe trois types de conflits à un carrefour : Conflit de divergence : ce conflit se pose lorsqu'un choix est possible entre plusieurs directions ; il faut éviter les mouvements multiples. Conflit de convergence : il se produit lorsqu'un courant de circulation doit s'insérer dans un autre. Ce conflit est plus dangereux que celui de divergence et exige un créneau suffisamment long dans la circulation. Conflit de croisement (ou de cisaillement) : il peut être à angle droit ou oblique ; il se produit lorsque deux courant de circulations viennent à se rencontrer l'un de face et le second de profil. Conflit d'entrecroisement : Il résulte des manœuvres de zigzag

V-4 Solutions aux conflits Les solutions aux conflits de circulation à un carrefour sont nombreuses, parmi elles nous allons retenir les suivantes.

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Voies auxiliaires : ces voies servent de couloirs de d'accélération, de décélération ou d'attente. Elles diminuent les risques d'accident et minimisent les conflits de divergence et de convergence. Ces voies sont situées à droite ou à gauche des voies principales de même direction. Les îlots : Les îlots sont des ouvrages en béton de ciment ou en maçonnerie réalisés à même la chaussée au niveau des carrefours pour canaliser le trafic. On distingue trois types d'îlots : Les îlots directionnels : ils acheminent la circulation selon des trajectoires bien définies et guident l'automobiliste vers la voie appropriée à sa destination. Ils séparent les virages à droite du trafic principal. Les îlots séparateurs : ils sont aménagés afin de séparer les courants de circulation dans la même direction ou en sens inverse. Ils sont utilisés pour protéger les virages à gauche. Les îlots de refuge : ils protègent et aident les piétons qui veulent traverser la route. Ils peuvent aussi faciliter la montée et la descente des usagers du transport en commun. Signalisations fixes ou variables : les arrêts commandés (par agent, par le trafic, par bouton poussoir ….), les interdictions de virage à gauche, les feux de circulation (feux tricolores, feux sélectifs, feux de priorité) sont autant de moyens qui peuvent favoriser l'écoulement principal et diminuer les conflits. Carrefour giratoire : le carrefour giratoire est constitué par un îlot central de grande dimension, généralement circulaire, et par des îlots directionnels. Il peut constituer une solution aux conflits : Parce qu'il assure un écoulement continu des véhicules à un bon niveau de sécurité puisque les conflits directs entre véhicules sont supprimés, le cisaillement étant remplacé par un entrecroisement ; Parce qu'il peut être une solution intéressante pour les intersections à plus de cinq branches. V-5 Carrefours sans feux L'aménagement des carrefours sans feux consiste à canaliser les courants de véhicules, et s'il y a lieu de piétons, par mise en place d'îlots ou simplement par un marquage au sol si l'emprise est exiguë.

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Les intersections comprennent généralement une route principale et une route secondaire dont les caractéristiques sont différentes.

B

ASSAINISSEMENT URBAIN

Le réseau des ouvrages d'assainissement d'une ville que le compte parmi les ouvrages accessoires des rues est une composante importante de l'équipement de la ville. Les ouvrages d'assainissement ont en effet pour rôle de recevoir et d'évacuer les eaux pluviales (qui proviennent des toits des bâtiments, des gouttoirs, des surfaces des rues des cours d'habitations …), les eaux ménagères (des éviers et lavabos), des eaux vannes (WC) et des eaux industrielles (des ateliers et usines). Plusieurs méthodes ont été mises au point pour la réalisation du réseau d'assainissement d'une ville. Le choix d'une quelconque doit avant tout pouvoir réaliser un compromis entre les possibilités techniques et financières d'une part, et le résultat à obtenir en fonction des conditions initiales d'autre part. V-6 Les différents systèmes On distingue : - Le Système séparatif : il consiste en deux ouvrages, le premier devant recevoir les eaux pluviales et le second, les eaux des ateliers, des cuisines, des salles de bains et des W.C. ; lesquelles eaux devront être épurées par un traitement chimique et biologique avant d'être rendues à la nature. C'est un excellent système qui nécessite néanmoins d'importants frais d'installation, mais qui est plus économique du point de vue des dépenses de fonctionnement. - Le Système unitaire : il comprend un système unique de collecte et d'évacuation. C'est un système économique à l'installation mais qui peut être très coûteux à l'exploitation et à l'entretien. - Le Système pseudo - séparatif : dans lequel les eaux des propriétés privées (eaux usées + eaux vannes + eaux pluviales et les eaux industrielles) sont traitées par un système unitaire et, les eaux pluviales des rues et des édifices publics sont conduites dans le réseau des eaux pluviales. Le réseau d'assainissement comprend en général les caniveaux, les égouts, les bouches d'égouts, les regards, les réservoirs de chasse, les bouches de lavage, les gargouilles, les bouches ou poteaux d'incendie etc. …. Gargouille : tuyau en fonte encastré transversalement dans le trottoir pour

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évacuer dans les caniveaux les eaux pluviales privées. Bouches d'incendie : prises d'eau placées sur le trottoir et branchées sur des conduites d'eau et réservée aux sapeurs pompiers. V-7 Les Fossés L'assainissement des routes en zones rurales est réalisé par des ouvrages hydrauliques qui assurent la circulation des eaux de ruissellement le long ou de part et d'autres de la route. Ces ouvrages sont des fossés qui peuvent être extérieures ou latéraux. Les fossés extérieurs collectent les eaux des impluviums extérieurs. Il est conseillé de mettre systématiquement des fossés extérieurs aussitôt qu'il y a un impluvium amenant des débits non négligeables au pied de la route. Les fossés latéraux collectent les eaux de la plate-forme et des zones attenantes (talus, bande d'arrêt ….). Ils sont situés des deux côtés ou d'un seul côté de la route. Les fossés extérieurs sont en général de dimensions plus importantes que les fossés latéraux. Les différentes sortes de fossés On distingue : les fossés triangulaires confectionnés au grader. Ce sont les plus rencontrés. Les pentes des talus sont en général ½ et 2/1 ou bien 2/3 et 3/2. Les fossés rectangulaires confectionnés à la niveleuse ou à la pelle mécanique en terrain très cohésif ou rocheux. Les fossés trapézoïdaux confectionnés comme les fossés triangulaires en terrain très cohésif ou rocheux. Les pentes des talus peuvent être ½ ou 1/1 ou 3/2 suivant la stabilité du talus, voire plus raide en terrain rocheux. Ils sont en général plus économiques. Remarques : Pour les fossés latéraux, on ne dépasse pas en général 0,60 m de profondeur. En terrain meuble ou cohésif, les fossés peuvent être revêtus pour éviter les affouillements. Les fossés comporteront des ouvrages de décharge en nombre suffisant : pour éviter les débordements de l'eau quand les débits dépassent la capacité des fossés intéressés ; pour que les vitesses d'écoulement dans les fossés non revêtus n'atteignent pas les limites d'affouillement des terrains traversés.

35

Les ouvrages de décharge peuvent être des ouvrages sous chaussée (buses, dalots) ou bien des fossés divergents, selon la topographie de la zone traversée. Ils sont placés aux endroits où la longueur critique des fossés est atteinte.

C

LES OUVRAGES D’ART V-8 TYPOLOGIE DES OUVRAGES D’ART

On appelle ouvrage hydraulique routier, toute construction dans un remblai pour permettre à l’eau de passer d’un côté à l’autre de la route. Dans le cas des pistes rurales, on distinguera les ponts submersibles, les dalots, les buses, les radiers. Il existe aussi les fossés qui permettent d’évacuer l’eau vers les ouvrages en vue d’assainir la piste. 1. Les radiers Le radier est une chaussée submersible stabilisée. Cette chaussée est insensible à l ‘eau et peut être en béton, en enrochement, en gabion, en pavé. Le radier est de forme rectangulaire, terminé par une rampe d’accès dont la longueur et la pente sont variables. Les rampes d’accès auront une pente maximale de 10%. L’ouvrage est réalisé avec tout autour des parafouilles en béton (armé ou non selon le projet) de profondeur variable (0,5 à 1m). Le long des radiers, les bords de la chaussée sont balisés par des bornes pour la signaler lorsqu’elle est submergée. Les ouvrages seront protégés à l’aval contre l’érosion régressive par un tapis de gabions semelles. Ils pourront également être protégés à l’amont par un enrochement à sec. On essaiera, autant que possible de faire épouser au radier la forme du lit lorsque celui-ci est bien marqué. 2. Les buses Les buses peuvent être soit métalliques, soit en béton (armé ou non selon le projet). Ce sont des ouvrages qui ont une section circulaire ou ovale. Elles sont définies par leur diamètre. a) Dimensions minimales Pour les pistes rurales, les buses doivent avoir un diamètre minimal de 0,60 m pour faciliter son entretien par les agents. Ce diamètre minimal sera porté à 0,80 m en ce qui concerne les routes. b) Valeurs minimales de la pente

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-

-

Il faut éviter les risques d'obstruction de la buse, en lui donnant une pente longitudinale qui assure, en toutes circonstances, une vitesse d'écoulement suffisante. Pour les petites sections inférieures ou égales à 0,80 m2 (φ < 1 m), les risques d'obstruction sont importants et une pente minimale de 2 % est nécessaire. Pour les moyennes sections comprises entre 0,80 m2 et 3 m2 (1m 2 m), il est suffisant de prévoir et une pente de l'ordre de 0,5 % juste nécessaire pour éviter les stagnations d'eau.

3. Les dalots Ce sont des ouvrages en béton, de forme parallépipèdique, de section carrée ou rectangulaire. Leurs dimensions s'expriment par la largeur et la hauteur (dalot de 2,00 m x 1,50 m par exemple). Les dalots sont utilisés lorsqu'on ne dispose pas d'une hauteur de remblai suffisante pour mettre en place des buses de grand diamètre. a) Dimensions minimales Les dalots doivent avoir des dimensions intérieures telles que la visite en soit possible pour nécessité d'entretien. Le projeteur choisira donc des dimensions qui satisfont aux conditions suivantes : - hauteur supérieure à 0,50 m - largeur supérieure à 0,60 m - hauteur + largeur supérieure à 1,50 m

-

-

b) Valeurs minimales de la pente On donnera aux dalots une pente longitudinale qui assure une vitesse d'écoulement suffisante et permet donc un autocurage. Pour les petites sections (inférieures ou égales à 0,80 m2) : pente minimale de 2 %. Pour les sections moyennes (comprises entre 0,80 m2 et 3 m2) : pente minimale de 1 %. Pour les grosses sections (supérieures à 3 m2) : pente minimale de 0,5 %. c) Différents types de dalots Les dalots sont constitués par deux murs verticaux, les piédroits sur lesquels repose une dalle en béton armé. Les piédroits sont fondés soit sur deux semelles distinctes, soit sur une semelle unique, le radier général. Les principaux types de dalots sont : Les dalots ordinaires dans lesquels les piédroits sont en gros béton ou en maçonnerie ou en béton armé, et qui peuvent être fondés soit sur des

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semelles en béton ou en béton armé ou soit sur un radier général en béton armé. - Les dalots cadres dans lesquels la dalle, les piédroits et le radier constituent une structure rigide en béton armé (cadre). - Les dalots portiques qui sont analogues aux dalots cadres, mais n'ont pas de radier. Les dalots cadres ou portiques consomment moins de béton que les dalots ordinaires, mais leur exécution est plus difficile.

-

d) Ouvrages d'extrémité Les ouvrages d'extrémité sont : les murs de tête qui servent de guide-roues ; les murs en ailes pour retenir les remblais ; les parafouilles à l'amont mais surtout à l'aval des radiers, en cas de terrains affouillables ; la protection des parafouilles ou de radiers.

4. Les ponts submersibles Ce sont des ouvrages auxquels ont recourt le moins sur les routes. Les éléments constitutifs des ponts sont : - les culées placées sur les berges et supportant la voie de passage, ou tablier ; - les piles qui sont des appuis intermédiaires ; - le tablier : partie reliant les culées et les piles entre elles ; le radier : stabilisation du fond du thalweg. VI-9 Dimensionnement des ouvrages Les principes de dimensionnement d'un réseau d'assainissement ou d'un ouvrage d'art sont basés sur la connaissance des volumes d'eaux à collecter et à évacuer ; les caractéristiques du bassin versant (sa longueur, sa surface, sa dénivelée, son coefficient de ruissellement et sa pente) et les ouvrages sont calculés par les formules d'hydraulique. Ainsi, les hypothèses souvent considérées sont : Pour les eaux usées : Domestiques : 150 à 250 litres / habitant / jour Industrielles : à déterminer Pour les eaux pluviales : le réseau doit être capable d'écouler le débit de pluie produite par l'orage décennal (une fois tous les dix ans).

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CH-VI

ENTRETIEN DES ROUTES

Entretenir une route, c'est s'appliquer à maintenir les caractéristiques et les qualités qui lui ont été données lors de sa construction. Qu'elle soit revêtue ou non, la route se dégrade graduellement dès sa mise en service. Ces dégradations varient beaucoup dans leur forme et leur ampleur avec le climat, les sols, la circulation et les caractéristiques géométriques de la route. Les efforts de cisaillement qui se manifestent au contact des pneumatiques sont la cause de l'usure de la couche de surface. Il en résulte des pertes de matériaux des couches de roulement non revêtues, et le polissage des granulats des tapis superficiels hydrocarbonés. L'usure est proportionnelle au trafic et croît en fonction de la vitesse des véhicules. Les efforts verticaux de transmission des charges à la fondation sont la cause de la fatigue des couches inférieures de la chaussée. La répétition des contacts intergranulaires entraîne des effets d'attrition, la production des fines, et l'augmentation de la plasticité de la chaussée. La chaussée devenant moins rigide, les déformations sous charges augmentent, deviennent irréversibles, et il en résulte une destruction plus ou moins rapide de la couche de roulement. Les phénomènes de fatigue sont fonction du nombre de répétitions de charges et du poids des essieux d'où l'importance que revêt la limitation des charges à l'essieu. Le nombre de répétitions de charges n'est pas une fonction linéaire, mais logarithmique. Au terme de leur évolution normale, les chaussées passent à la phase de déformations plastiques importantes ; les revêtements trop sollicités par leurs qualités essentielles d'imperméabilité et des phénomènes secondaires se manifestent plus rapidement et aboutissent à la ruine complète de la chaussée. Les causes de ces dégradations sont donc variées et les remèdes à y apporter vont dépendre de leur niveau et de la nature de la couche de surface. Toutefois, les désordres concernant les dépendances, fossés, talus, etc.…. sont les mêmes et se traitent suivant les mêmes méthodes. On distingue généralement trois types d'entretien :  L'entretien préventif (entretien courant) qui est l'ensemble des opérations qui sont exécutées régulièrement ou une ou plusieurs fois par an. On peut citer : le balayage et le désensablage des chaussées, le curage des fossés et des ouvrages de drainage, le désherbage des accotements, les points à temps, le reprofilage léger et le reprofilage lourd etc.….

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 L'entretien curatif (ou entretien périodique) qui est l'ensemble des opérations réalisées avec une fréquence supérieure à une année telles que, le rechargement, le resurfaçage, la reprise de la couche de surface, le renforcement, la réhabilitation, la construction d'ouvrage hydraulique etc.….  L'entretien urgent qui, contrairement aux autres types d'entretien où les opérations sont prévisibles donc programmables, intervient de manière urgente lorsqu'il y a une catastrophe naturelle ou provoquée (éboulement, arbre tombé sur la chaussée, affaissement important, etc.) VI-1 Opérations élémentaires d'entretien L'entretien des routes revêtues comprend les opérations ayant pour objet la réparation rapide des dégradations localisées, qui sont groupées sous l'appellation « point à temps » et, les revêtements généraux exécutés périodiquement. Le « point à temps » est un remède provisoire qui n'est économique qu'en apparence. L'exécution périodique d'un revêtement général constitue le poste principal du budget d'entretien des routes revêtues. Le revêtement est généralement un enduit superficiel réalisé par application successive d'une ou plusieurs couches d'un liant hydrocarboné et de gravillons (ou éventuellement un sable enrobé, un coulis bitumineux ou enrobés denses). Quel que soit le type de revêtement d'usure retenu, son application doit toujours être précédée d'une inspection minutieuse de la chaussée, de la vérification de l'ensemble du système d'assainissement et d'une campagne d'emplois partiels pour la réparation des défauts dégradations localisées. VI-1-1 Point à temps Le point à temps est l'ensemble des techniques de réparation, à l'aide de matériaux de diverses granularités, des dégradations localisées de toute nature (nids de poule, flaches, pelade…etc.) lorsqu'elles sont trop importantes pour être tolérées jusqu'à la campagne de revêtements généraux. Ne pas confondre le point à temps avec l'opération consistant simplement à boucher les nids de poule. Il faut diagnostiquer la cause réelle des désordres pour y apporter le remède approprié. L'opération consiste, après avoir largement agrandi le trou, à le combler avec un matériau identique à celui qui a servi à constituer chacune des couches atteintes de la chaussée et à le compacter très soigneusement après arrosage.

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On peut le réaliser : - soit à partir d'émulsion de bitume et de matériaux de divers calibres ; - soit à partir des matériaux enrobés à l'émulsion de bitume ouvert ou semiouvert ; - soit à partir des matériaux bitumineux semi-denses ou des sables enrobés à de l'émulsion de bitume. VI-1-2

Reprofilage Rapide - Il a pour objet d'éliminer sans apport notable de matériaux les nids de poules, flaches, ravines et autres déformations de surface des chaussées en terre. On distingue trois méthodes de reprofilage : Reprofilage en remblai : Il consiste à niveler le sol en partant des bords vers le centre pour en relever le niveau, assurer un bombement de son profil et permettre le drainage. Cette méthode est généralement utilisée mais de préférence en saison des pluies ou tout au moins au moment où les matériaux sont légèrement humides. Il a l'avantage de réduire au minimum les pertes de matériaux et de favoriser un bon assainissement. Reprofilage en déblai : Il consiste à attaquer à leur base les irrégularités du profil. C'est de cette façon que l'on efface la tôle ondulée durcie. Les matériaux sont libérés sur l'un des bords. Cette méthode est à proscrire car elle entraîne des pertes importantes de matériaux et conduit à créer un encaissement, la route collectionnera alors toute l'eau de ruissellement et deviendra impraticable au cours de la saison des pluies. Il présente quand même de s'affranchir des conditions de teneur en eau et permet d'opérer en saison sèche. Reprofilage mixte : Il consiste à traiter une moitié de la chaussée en déblai et à utiliser les matériaux provenant des écrêtages pour remplir les concavités de l'autre partie. Il associe les avantages des deux méthodes précédentes.

VI-1-3

Reprofilage compactage

Ce type de reprofilage, encore appelé reprofilage lourd, consiste en la reconstitution d'une chaussée à partir des matériaux en place (sans apport de nouveaux matériaux). L'objectif est de rétablir le profil en toit en ramenant les matériaux rejetés sur les bords vers le centre de la chaussée. Cela devra

41

permettre à l'eau de s'évacuer facilement. La scarification sur 5 cm est nécessaire avant la remise au profil. Elle s'effectue par la méthode en remblai et en même temps que le curage des fossés.

VI-1-3

Rechargement

Les opérations de rechargement ont pour objet de reconstituer périodiquement la couche de roulement des routes en terre au moyen de matériaux sélectionnés. Elles sont confiées à des brigades spécialisées. Les opérations comprennent : • La recherche et la préparation des emprunts ; • Le chargement des matériaux et leur transport ; • La mise au profil et le compactage des matériaux; Les emprunts doivent être localisés longtemps à l'avance. Les matériaux doivent être contrôlés par les laboratoires qui effectuerons les principaux essais (Limites d'Atterberg, un essai pour 2 à 3000 m3, Proctor, CBR). La distance optimum D entre deux emprunts est donnée en km par la formule :

D=

2P qT

Où, T = prix de transport des matériaux extraits ; P = fraction du coût d'ouverture non proportionnel au volume extrait ; Q = quantité de matériaux à mettre en place (m3/km) Le nombre d'années n séparant deux rechargements successifs est donné par la formule :

n= 2

P + NS TD  αeD E +  2  

avec, T = prix de transport de l'unité de volume sur l'unité de longueur de matériaux ; E = prix de l'extraction de l'unité de volume des matériaux ; P = coût d'ouverture ou réouverture d'un emprunt (accès, extraction et matériel) ;

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D = distance entre emprunts ; N = prix de mise en place par unité de surface ; e = quantité de matériaux dispersés annuellement par unité de longueur de route (m3/km) ; S = surface totale de route dans la zone d'action d'un emprunt (mi-distance des emprunts voisins) ; α =taux d'actualisation. VI-1-4

Quantités des travaux à réaliser dans l'année :

Sur les routes en terre, elles dépendent de l'intensité du trafic, des caractéristiques de la route, de la nature des matériaux et du climat. VI-1-4-1

Reprofilages :

En zones humides, la fréquence des reprofilages légers est le suivant : Intensité du Trafic Véh./j De 0 à 10 10 à 50 50 à 100 100 à 200 200 à 400 400 à 600

Nombre de Reprofilages/an 1à2 4 8 12 24 48

En zones sèches, ces reprofilages seront accompagnés de compactages VI-1-4-2

Rechargements :

La perte de matériaux dépend de l'intensité du trafic, de la nature des matériaux et du climat. On admet généralement les valeurs ci-après : Intensité du Trafic Véh./j De 0 à 10 10 à 50 50 à 100 100 à 200 200 à 400

Perte de matériaux sur la largeur (cm/an) 1,0 1,5 2,5 3,0 4,0

43

400 à 600

VI-1-4-3

5,0

Lutte contre la tôle ondulée :

Le nombre d'interventions par an dépend essentiellement du climat, du trafic et du matériau. En zone tropicale sèche, entre 1200 et 250 mm de pluie, il faut un passage d'engins tous les 1500 véhicules. En zone désertique, avec moins de 250 mm de pluie, il faut un passage d'engins tous les 300 véhicules. En zone humide, la formation de tôle ondulée est moins fréquente, il faut une intervention après 3500 passages véhicules.

VI-1-4-4

Lutte contre la végétation :

Le désherbage des accotements et des abords dépend essentiellement du climat. En zone sahélienne, il faut une intervention par an. En zone équatoriale, il faut intervenir trois à quatre fois dans l'année, et particulièrement dans les virages pour l'amélioration de la visibilité. VI-1-4-5

Point à temps sur routes revêtues et enduits généraux

La fréquence de renouvellement des enduits superficiels est de l'ordre de 6 ans sur une route correctement construite. Pour les points à temps on admet généralement une moyenne de 1 kg de liant pour 30 m2 de revêtement par an.

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VI-2 Entretien des Routes Revêtues Dégradations

Causes

Remèdes

1. Usure de la couche trafic : polissage des de roulement agrégats, augmentation de la compacité, ressuyage du liant, diminution de la rugosité, ultraviolets par oxydation des liants.

- Régénération à faible dose d'huiles légères si gravillons de bonne qualité et liant en quantité suffisante (peu de fissuration). - Nouveau revêtement en enduit superficiel ou tapis en enrobés denses. - Enduit mono-couche (0,8 kg de cut-back par m2 (4 ans). Tapis épais en enrobés (15 à 20 ans).

2. Peau de crocodile Défaut dans la résistance (réseau rectangulaire de la couche de base. de fissures intéressant toute l'épaisseur du revêtement)

Renforcement ou Point à temps

3. Faïençage (réseau irrégulier de fissures sur couche de surface en enrobés

- défaut d'adaptation du revêtement aux déformations de la couche de base (fatigue ou insuffisance) - Diminution de la plasticité de la couche de roulement.

- Renforcement - Régénération aux huiles. Enduits imperméables. - Remplir les fissures au sand-asphalt.

4. Désenrobage des gravillons

Dosage trop faible du liant ; mauvaise adhérence ; usure

- Enrichir en liant par un enduit de scellement - Régénération par tapis

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normale.

d'entretien.

5. Ressuyage

Dosage trop élevé en liant

- Sablage et cylindrage enlever l'excès du liant brûlage (coûteux) Gravillons pré-enrobés

6. Affaissement du Revêtement

Collage défectueux sur la couche de base (stabilité et épaisseur insuffisantes)

Reprendre la couche d'accrochage et le revêtement.

7. Usure des bords du revêtement

Absence de butée latérale Accotement insuffisamment stabilisé ou pente trop forte.

Bordure de béton ou en briques (très onéreux) ; Matériaux enrobés ; Imprégner l'accotement sur 0,5 m après l'avoir rechargé, recompacté.

8. Ornières

Défaut de résistance des couches inférieures ou de la fondation.

- Renforcement ; - Point à temps.

9. Affaissement Des bords de La chaussée

- Butée insuffisante des accotements ; - Défaut de portance de la Fondation ; - Plate-forme trop étroite.

- Reprendre le profil en travers ; - Curer les fossés ou les approfondir.

10. Ondulations

- Revêtement épais - Freinage (carrefours) - Défaut de stabilité des enrobés.

Réfection totale.

11.

Stade avancé des autres Dégradations.

point à temps.

Problème interface BB couche de base (perte de cohésion) ; défaut portance du sol.

Même traitement que pour les ornières.

Nids de poule

12.Flaches

46

VI-3 Entretien des routes en terre Dégradations

Causes

Remèdes

De la plate-forme

Circulation

13. Usure de la couche de roulement

Manque de cohésion

Reprofilage général

14. Tôle ondulée (escalier)

- Disparition des matériaux fins et efforts tangentiels ; - Discontinuité dans la granulométrie. - Teneur en eau insuffisante.

- Balayage (mou) ; - Décapage (dur).

15. Nids de poule

Hétérogénéité de la surface.

Point à temps

16. Virage

Efforts tangentiels quand R est petit.

Reprofilage en remblai

Eau de surface

17. Chaussées glissantes

1. Affaissement ou effondrement fondation

Argile

Infiltration par les ornières ; Accotements ou fossés obstrués.

- Entretenir profil et pente pour écoulement rapide des eaux ; - Interdiction de circuler. - Réparer les ornières ; - Nettoyer les fossés ; - Stabiliser les accotements.

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2. Ravines longitudinales

Pente et longueur critique Ruissellement sur la route plutôt que dans les fossés.

- Adoucir le profil en long ; - Aménager le profil en travers.

végétation 3. Accotement envahi par les herbes

Débroussaillage

4. Ravines transversales (accotements et chaussée)

Pente transversale trop forte.

Réaménager le profil en travers.

22. Autres

Eléphants, termites arbres abattus, troupeaux

piste le long de la route

23. Erosion Régressive Des fossés

v critique

limite la longueur, exutoire, augmenter la section, barrages, fossé Parallèle

24. Ensablement des fossés

Pente insuffisante

Curage, creusage

25. Erosion des talus de remblais

Eaux à la surface du talus eaux de la plate-forme qui s'écoule.

Protection du talus, Ouvrage sous chaussée Accotements surélevés

26. Erosion des talus de déblais (éboulement)

Mauvais drainage ; Pente trop forte ; Talus surchargé (arbres).

Fossé de crête ; Adoucir la pente ; Couper les gros arbres.

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VI-4 TALUS DE DEBLAIS Procédé de protection

Observations

Croquis

Action sur le ruissellement 27. Fossé de crête en terre

Si les sols de surface Sont peu érodables et peu Perméables.

28. Fossé de crête revêtu

Dans le cas contraire

29.Talus à redans

- Talus de grande hauteur - Dans certains cas on donne une pente transversale au redans, soit vers l'intérieur, soit vers l'extérieur. Dans le 1er cas, il faut assurer l'écoulement longitudinal des eaux.

30. Fossés longitudinaux

- Talus de grande hauteur à pente relativement douce, entretien difficile (emploi rare)

31. Talus très raides

Déblais n'excédant pas 5 m Sols suffisamment cohésifs

Action sur la résistance des sols

cf. procédés 35 à 37 pour talus de remblais.

VI-5

TALUS DE REMBLAIS

Action sur le ruissellement 32. Banquette en matériaux

En latérite, matériaux graveleux,

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Cohésifs 33. Descentes d'eau

argileux ou enrobés si chaussée de première catégorie. Si le remblai est long, prévoir des descentes à tous les 50 m environ.

Action sur la résistance des sols 34. Remblai excédentaire

Le remblai hors-profil et un meilleur compactage après enlèvement de ce remblai excédentaire.

35. Terre végétale

herbe en touffes ; plaques de gazon.

36. Engagement accéléré

Film protecteur (émulsion de bitume).

37. Perrés secs ou Maçonnés

Coûteux ; protection de points localisés particulièrement vulnérables (accès aux ouvrages d'art par ex).

VI-6 PLATE-FORME Action sur le ruissellement 38. Fossés longitudinaux

Triangulaires pour entretien à la niveleuse ; si sol érodable

39. Saignées latérales

A déconseiller.

Action sur la résistance des sols 40. Accotements non érodables

Couches compactées sur toute la largeur de l'accotement.

41. Imprégnation plus selon les risques d'érosion sablage ou mono-couche. et la classe de la route

50

CH VII

ETABLISSEMENT DES PROJETS ROUTIERS

VII-1

DIFFERENTS STADES D'ETUDE

VII-1-1

Objectifs et consistance des projets

On peut distinguer, parmi les travaux routiers : l’entretien ; l’aménagement (réhabilitation ou renforcement) d’une route sur place, sans modification sensible du tracé ni du profil en long les déviations, modifications importantes de l’infrastructure, suppressions de passages à niveau, etc. ; enfin, la construction de routes nouvelles. Toute opération d'investissement routier (à part les deux premières catégories pour lesquelles en général la présentation des projets est très simple) connaît avant sa réalisation et mise en service une succession de travaux d'études au cours desquels le projet prend une forme de plus en plus élaborée. Elle commence par la prise en considération de l'opération qui est l'acte par lequel le maître de l'ouvrage décide de la réalisation du projet et qui est souvent appuyée sur l'étude de factibilité. Elle aboutit à la réalisation d'un projet, défini par un dossier de consultation d'entreprises. Il existe généralement suivant les pays et les sources de financement, une réglementation administrative définissant les étapes successives sanctionnées par des approbations officielles et la consistance des projets à présenter à chaque étape. En France par exemple on distingue : ♦ l'étude préliminaire ; ♦ l'avant projet sommaire (APS) ; ♦ l'avant projet détaillé (APD) ; ♦ le dossier de consultation des entreprises (DCE). Dans les pays en développement, on distingue essentiellement deux étapes et deux types de projets : - l'étude de factibilité qui comprend une partie économique et une partie technique ; - le projet d'exécution qui permet de lancer les travaux.

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Le projet d'exécution comprend : - les plans ; - le projet technique qui définit complètement les travaux à réaliser ainsi que les modes d'exécution, d'évaluation, de contrôle et de paiement des travaux ; - le dossier de soumission qui explique aux entrepreneurs comment ils doivent répondre à la consultation. VII-1-2

Prise en considération

La prise en considération est fondée sur une étude de factibilité, soit sur la description des grandes lignes du projet et l'estimation du coût des travaux, si le maître de l'ouvrage les estime suffisantes. Dans les deux cas, le dossier technique correspondant est un avant-projet appelé sommaire par opposition à l'avant-projet détaillé. L'étude technique commence généralement par une recherche de tracé qui peut s'intituler « étude préliminaire », « ou phase 1 » lorsqu'il s'agit d'une étude de factibilité. Souvent cette phase préliminaire est déjà décrite dans ses grandes lignes dans un plan de transport ou un plan routier, définissant la fonction de l'opération envisagée et sa situation possible, et comprenant une fiche descriptive destinée à attirer l'attention des pouvoirs publics. Il reste à identifier les variantes possibles et à sélectionner l'itinéraire à étudier en avant-projet. Cette première phase d'étude s'appuie généralement sur des documents existants. Au stade de l'avant projet sommaire, il faut définir de façon beaucoup plus précise : - le caractère juridique de la route ; - les vitesses de référence des différentes sections et les caractéristiques géométriques qui y sont liées ; - le ou les profils en travers types ; - le tracé de l'axe (en plan et en profil en long) à l'échelle du 1/ 5000 ou du 1/10000 ; - les principes de réalisation des terrassements et de la chaussée (avec sa constitution) ; - les principes du réseau d'assainissement et les ouvrages types de petites dimensions ; - les caractéristiques sommaires des principaux ouvrages d'art ; - les principes d'aménagement des carrefours ; - l'inventaire des équipements (signalisation équipements annexes, éclairage éventuel …..) ;

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- l'avant métré sommaire ; - l'estimation des coûts de chaque partie de l'ouvrage. Une première étude hydrogéologique de recherche d'eau, si nécessaire, doit également être entreprise. Dans une étude de factibilité, l'estimation du coût de l'investissement est la base de l'étude économique justifiant la rentabilité de la route. Dans tous les cas, elle permet au maître d'ouvrage de faire une première estimation des crédits nécessaires, avant de passer à la préparation du dossier de consultation. VII-2 VII-2-1

PREPARATION DU DOSSIER DE CONSULTATION L'Avant Projet Détaillé (A.P.D.)

L'avant projet sommaire est souvent suivi d'un avant projet détaillé (APD) qui ne remet cependant pas en cause les principes énoncés dans l'APD, sinon pour des modifications qui restent sans conséquence sur l'étude économique. On se bornera ici à citer les principaux documents qui concrétisent l'APD : les plans : ils sont le plus souvent établis à l'échelle du 1/1000ième à 1/2000ième et représentent de façon complète la route et ses dépendances : axe, limites de plate-forme, fossés, talus, aires annexes, limites de l'emprise (limites qui permettent notamment la détermination précise des terrains nécessaires), le réseau de drainage, la signalisation, les éventuels équipements ; - le profil en long est à la même échelle que les plans en longueur et à une échelle 10 fois plus grande en hauteur ; - les profils en travers sont tabulés et/ou dessinés au 1/100 ou au 1/200 avec une équidistance variable suivant le relief et les méthodes utilisées (manuelle ou électronique) généralement comprises entre 10 et 50 m ; - l'étude géotechnique ; - l'étude hydrologique ; - l'étude hydrogéologique, si nécessaire ; - les ouvrages d'art, localisés sur le plan général, les petits ouvrages (buses et dalots) sont définis par des plans types, et éventuellement par une coupe représentant l'ouvrage et le profil en travers correspondant ; les grands ouvrages (ponts murs de soutènement et tunnels), sont individuellement définis par un dossier complet d'exécution comprenant notamment le plan (souvent au 1/500), une élévation, des coupes, les plans de coffrage et de ferraillage. Les ouvrages sont répertoriés dans des tableaux récapitulatifs ; - enfin le détail estimatif, tel qu'il ressort du bordereau des prix unitaires et des avant - métrés des quantités.

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VII-2-2

Le Projet d'Exécution

Le projet d'exécution (encore appelé projet implanté) se distingue essentiellement de l'avant – projet détaillé par la représentation du terrain. Jusqu'au niveau de l'A.P.D., les études sont établies sur plans provenant de la reconstitution aux différentes échelles de la planimétrie et de l'altimétrie du terrain par des méthodes diverses. Les profils en long et en travers sont établis à partir des plans. Pour le projet d'exécution, le tracé est généralement matérialisé sur le terrain et les profils en long et en travers sont directement levés in situ au cours des opérations d'implantation de l'axe. VII-2-3

La Consultation

La consultation peut être lancée, soit sur la base du projet d'exécution, soit sur celle de l'avant – projet détaillé. Cette seconde formule est particulièrement indiquée dans les cas suivants : - risque de modification de tracé entre le lancement de la consultation et le démarrage des travaux ; - risque de disparition des repères matérialisant le tracé entre la consultation et les travaux ; - importance des travaux de déforestage nécessaire à l'implantation dans une région à végétation dense. Il est alors préférable de déforester juste avant le démarrage des travaux pour éviter une dépense prématurée et un risque sérieux d'avoir à recommencer le travail. D'autres considérations interviennent très souvent au rang desquelles, il faut citer les modalités administratives propres au pays ou aux organismes de financement. VII-2-3

Acquisition des terrains

L’acquisition des terrains nécessaires au projet se fait soit à l’amiable, soit en recourant à l’expropriation ; en général, on procède aux enquêtes d’utilité publique et parcellaire. La première est ouverte sur un avant-projet très sommaire ; elle a pour objet de recueillir les observations du public sur l’utilité et les dispositions générales du projet; il faut étudier avec soin et sans parti pris ces observations. Quant à l'enquête parcellaire, elle ne concerne que les terrains à exproprier.

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L’ingénieur doit se préoccuper aussi du sort des parties délaissées et du désenclavement des parcelles riveraines d’une autoroute, d’une voie express ou d’une déviation de grand itinéraire. Lorsqu’on entreprend une opération de grande envergure, le remembrement des parcelles voisines est parfois recommandable : il est d’ailleurs imposé dans le cas des autoroutes. VII-2-4

Tracés en zone urbaine

L’établissement de nouvelles artères dans les zones à forte densité de construction où aucune troué n’est praticable, exigera souvent dans l’avenir qu’on recoure, soit à la chaussée aérienne montée sur piliers qui n’est pas encore connue dans beaucoup de pays tropicaux. L’étude d’une route en zone urbanisée ne peut être conduite indépendamment de tous les problèmes annexes tels que : canalisations d’eau et de gaz, réseaux électriques, éclairage, et surtout l’assainissement, dont la solution commande en général le profil en long et souvent le tracé de la voie nouvelle. Le projet d’une grande voie urbaine nouvelle ne peut être étudié indépendamment de l’évolution de la cité aux environs de cette voie : l’autoroute ou la voie express, n’est pas comme une voie ferrée, une simple trouée dans le tissu urbain. Par ses échangeurs, elle communique avec le réseau des voies secondaires et influence considérablement la desserte des quartiers, le prix des terrains, l’évolution de l’habitat et des activités. Une étude complète d’urbanisme s’impose donc pour tirer toutes les conséquences de la création de la nouvelle voie.

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BIBLIOGRAPHIE 1- Nguyen VAN TUU ; Hydraulique routière ; BCEOM, 1981 2- Joseph HODE KEYSER ; Dosage et Analyse des Mélanges Bitumineux ; Ed 1968 3- MTPT, DROA ; Principaux Essais du Laboratoire Routier ; 1998. 4- BCEOM – CEBTP ; Les routes dans les zones tropicales et désertiques, Tome II ; Ed. 1991. 5- Réunion d'Ingénieurs ; Notion de voirie urbaine ; Ed. Eyrolles, 1979 6- AIPCR – PIARC ; Manuel international de l'entretien routier, Vol 1 à 4 ; Ed. 1982. 7-

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G. ROBERT TESSIER ; Guide de Construction Routière ; Ministère des

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ETSHER ; Cours de construction de pistes et ouvrages d'art.