Post on 23-Oct-2021
PANORAMA DES COUCHES DE ROULEMENT
p S. SOLIMAN – Docteur Ingénieur EUROVIAp France
Sommaire
p La route en France en quelques chiffresp Rappel fonctions des différentes couches et
propriétés recherchées
p Évolution de la demande pour les couches de surface
p Formulation - composition des enrobés
p Principales caractéristiques des enrobés
p Propriétés de surfaceTextureAdhérenceBruit
p Conclusion
La route en France en quelques chiffres
Réseau routier français
RoutesCommunales
58%
RoutesDépartementales
38%
Autoroutes1%
RoutesNationales
3%
1 Million de km en linéaire
7 500 km 28 000 km550 000 km
36 5000 km
La route en France en quelques chiffres
Autoroutes68%
R. Nationales
Routes Communales
0%
RoutesDépartementales
4%
REPARTITION DES TRAFICS
22 800 V/j
9 400 V/j
1 300 V/j 150 V/j
28%
Rappel : l’essieu légal est chargé à 130 kN
Fonction des différentes couches et propriétés recherchées
SupportSupport
CoucheCouche dd ’Assise’Assise
Couche des caractéristiques de surfaceCouche des caractéristiques de surface
Couche de résistance à la déformation
Fonction des différentes couches et propriétés recherchés
pp 1.1 Fonctions de surface : roulement et liaison1.1 Fonctions de surface : roulement et liaisonSSéécuritcuritéé−− Meilleure adhMeilleure adhéérence pneurence pneu--chausschaussééee−− DrainageDrainage−− Uni longitudinalUni longitudinal−− DiffDifféérenciation des voies (couleur, texture, renciation des voies (couleur, texture,
homoghomogéénnééititéé))ConfortConfort−− Uni transversal et longitudinalUni transversal et longitudinal−− Bruit de roulementBruit de roulement
Protection de la structureProtection de la structure−− ImpermImpermééabilisationabilisation−− RRéésistances msistances méécaniques (cisaillement, cohcaniques (cisaillement, cohéésion, sion,
usure, orniusure, orniéérage, fluagerage, fluage etcetc ……))−− RRéésistances aux agents extsistances aux agents extéérieurs (eau, sels, rieurs (eau, sels,
fondants, soleil, huiles,fondants, soleil, huiles,……))
Fonction des différentes couches et propriétés recherchés
pp 1.2 Fonctions structurellesa) Assisea) Assise−− Supporter les efforts dus aux vSupporter les efforts dus aux vééhiculeshicules−− RRéépartir les charges au solpartir les charges au solLe comportement est diffLe comportement est difféérent si les matrent si les matéériaux sont riaux sont traittraitéés s ou ou non, non,
−− MatMatéériaux liriaux liéés au bitume en couches s au bitume en couches éépaisses paisses →→rigiditrigiditéé →→ effets de dalles effets de dalles →→ rrééduction des duction des contraintes verticales sur les couches souscontraintes verticales sur les couches sous--jacentes.jacentes.
−− MatMatéériaux ayant un bon module et un bon comportement riaux ayant un bon module et un bon comportement àà la fatigue la fatigue →→ couches couches éépaisses paisses →→ profilsprofils et uni.et uni.
Fonction des différentes couches et propriétés recherchés
pp 2.2 Fonctions structurelles (suite)b) Sol supportb) Sol support
−− Bonne portance pour accepter les dBonne portance pour accepter les dééformations verticalesformations verticales−− DDéépourvu de fines argileuses nocives (cas des sols pourvu de fines argileuses nocives (cas des sols
plastiques)plastiques)−− Apport de matApport de matéériaux concassriaux concasséés propres, frottants, non s propres, frottants, non
ggéélifs, bien gradulifs, bien graduéés en s en éépaisseur suffisantepaisseur suffisante−− Traitement en place Traitement en place àà la chaux et/ou cimentla chaux et/ou ciment
pp 2.3 Fonctions diverses :2.3 Fonctions diverses :ÉÉconomieconomieDurabilitDurabilitééÉÉcologie (recyclage)cologie (recyclage)Environnement (travaux propres)Environnement (travaux propres)Nuisances aux usagers (durNuisances aux usagers (duréée de travaux, ge de travaux, gêêne aux ne aux riverains et bruit)riverains et bruit)
Evolution de la demande des couches de roulement
p 60-75 : Renforcement structurel BB épais (6 à 10 cm)
p 75-85 : Entretien superficiel BB minces (4 à 5 cm)sur des supports de bonne qualité(structure et géométrie)
p 85-00 : Entretien superficiel plus ciblé :
• Adhérence BB très minces (2 à 3 cm) et Ultra-minces (1cm)
• Confort visibilité BB Drainant (4 cm)• Esthétique BBTM à fine granularité (0/6 discontinu)• Réduction du bruit BBTM à fine granularité, Drainant• Forte résistance à l’orniérage BB spéciaux• Réduction des dommages par fatigue : BB à module élevé
Principales évolutions des couches de roulement
p Épaisseurs de plus en plus minces 1 à 2 cm
p Formulation discontinue
p Mélange de plus en plus «grenu»
p Augmentation de la porositéCouche d’accrochage-imperméabilisation
p Emploi plus fréquent de liants modifiés ou spéciaux
p Produits généralement à chaud [sauf ECF]
p Produits normalisés Exigences de performances
Formulation - composition des BB
Norme Performances Etude laboratoirecourbe granulométrique et TL composition libre
Courbe «type»Courbe «type»
Courbe granulométrique
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0.1 1 10
Tamis en mm
Pass
ants
en
%
ECFBBSGBBMBBTMBBUMBBDr
Outil de formulationP. C. G.
Formulation - composition des BB
Adéquation :Compositions (courbe et TL) / Épaisseurs / Trafics
01
2
3
4
5
67
8
ECF BBDr BBUM BBTM BBM BBSG012345678910
Dosage liant (%) Epaisseur (cm)Dosage / Épaisseur
Généralités sur les caractéristiques des BB
Type BB BBSG BBM BBTM BBUM BBDr ECF
D 10 - 14 10 6 - 10 6 - 10 (6) - 10 6- 8- 10
Courbe Cont. Discont. Discont. Discont. Discont. C. et D.
% PCG 4 à 9 6 à 12 10 à 17 - 20 à 28 -
Epais. (cm)
6 à 8 3 à 5 2 à 2.5 1 à 1.5 3 à 4 1
Dosage (kg/m²)
150 à 200 100 40 à 60 25 à 35 80 15 à 20
C.A. (g/m² mini)
250 300 400 500 300 sans
Surface/an(million m²) 5 7 30 2 3 27
Recul obs(an)
25 20 >15 10 >15 >15
Réseau Tous RN & RD Tous (A) RD A RD-villes
Propriétés de surface
Les études en laboratoire ne permettent pas deprévoir les propriétés de surface
suivi in situ des performances : Texture / Adhérence / Bruit / Photométrie
Création de bases de données :p Fichier Adhérence CFL + 5000 fiches
p Fichier Bruit + 300 fiches[pour plus de 15 familles de revêtements]
Propriétés de surface - Texture
p Niveau élevé et durable de la texture et ce d’autant plus que l’épaisseur des revêtements est mince; l’incidence D est faible.
Texture et évolutionRevêtements D = 10mm
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
ECF BBDr BBUM BBTM BBM BBSG
origine2 à 3 ans
HS (mm)
Texture : comparaison des techniques
00.5
11.5
22.5
33.5
44.5
5
Bétonciment
Bétonstrié
ES D>6 ESD=<6
BBSG BBM BBTM BBUM
Seuil minimal de HS
HS (mm)
Bétons Enduits Enrobés
Texture : aspect de différents revêtements
Coupe d’enrobés
BB Epais BB Mince BBDr
Texture de surface sur chaussées
Propriétés de surface - Adhérence
p Coefficient de frottement longitudinal
Conditions de mesureConditions de mesure¤ Pneu lisse (AIPCR)¤ 1 mm d’eau¤ Roue bloquée¤ Vitesse 40 à 120 km/h
Norme NFP 98Norme NFP 98--220220--22
Adhérence à long terme : trafic cumulé PL 1 à 5 millions
Enrobés de D = 10 mmEnrobés de D = 10 mm
0.00
0.10
0.20
0.30
0.40
0.50
0.60
0.70
40 80 120vitesse km/h
9ème décileBBUM (33)BBTM (86)BBM (35)BBSG (60)1er décile
(nombre de valeur)Trafic: 1 à 5 Millions de P.L.
Coefficient CFL
Adhérence à long terme: trafic cumulé PL 1 à 5 millions
Comparaison des ECF, EnrobésComparaison des ECF, Enrobés DrainantsDrainants etet EpaisEpais
0.00
0.10
0.20
0.30
0.40
0.50
0.60
0.70
40 80 120vitesse km/h
9ème décileBBDr (51)ECF (22)BBSG (60)1er décile
(Nombre de chantier)Trafic: 1 à 5 Millions de P.L.
Coefficient CFL
Adhérence : influence du D sur les BBTM
Comportement au jeune âgeComportement au jeune âge (trafic cumulé PL 0.2 à 1 million)(trafic cumulé PL 0.2 à 1 million)
0.00
0.10
0.20
0.30
0.40
0.50
0.60
0.70
40 80 120vitesse km/h
(nombre de valeur)Trafic: 1 à 5 Millions de P.L.
Coefficient CFL 9ème décileBBUM (33)BBTM (86)BBM (35)BBSG (60)1er décile
Adhérence BBTM: influence du % sable et du liant
Comparaison : Comparaison : -- de formule sableuse (40% de 0/2) et grenue (30% de 0/2)de formule sableuse (40% de 0/2) et grenue (30% de 0/2)-- de bitume pur et modifiéde bitume pur et modifié
0,00
0,10
0,20
0,30
0,40
0,50
0,60
0,70
40 80 120
vitesse km/h
9 eme décilepolymère (17)grenue (4)sableuse (10)1 er décile
(Nombre de chantier)
Trafic: 1 à 5 Millions de P.L.
Coefficient CFL
Adhérence BBTM : très bonne durabilité dans le tempsEvolution sous trafic: exemple BBTM 0/10 au BmP
Coefficient CFL
0,00
0,10
0,20
0,30
0,40
0,50
0,60
0,70
40 80 120
Vitesse km/h
9ème décile0,02 à 0,2 M PL (55)0,2 à 1 M PL (98)1 à 5 M PL (116)1er décile
Résultats comparables pour tous les BBTM, BBUM et BBDr
Propriétés de surface - Bruit de roulement
7, 50 m
1, 20 m
Revêtement à tester
Méthode normalisée SMéthode normalisée S--3131--119 : La119 : La maxmax 90 km/h en90 km/h en dBdBaa¤ méthode «au passage»¤ méthode «au passage»¤ véhicule maîtrisé, vitesse 80 km/h¤ véhicule maîtrisé, vitesse 80 km/h¤ en champ proche¤ en champ proche
Propriétés de surface - Bruit de roulement
Base de données Bruit : + 300 fiches
Peu bruyants BruyantsIntermédiaires
Extrait de la base de Strasbourg 1998
Bruit de roulement : Comparaison des enrobés D=10 mmClassement (au jeune âge) : Classement (au jeune âge) : BBDr >> BBSG > ECF= BBTM = BBUMBBDr >> BBSG > ECF= BBTM = BBUM
très forte dispersion des résultats
68
70
72
74
76
78
80
82
84
BBDr0/10
ECF0/6 à 0/10
BBUM0/10
BBTM0/10
BBSG0/10
LAm
ax(9
0 km
/h) e
n dB
(A)
Moy
Min
Max
Revêtements
Bruit de roulement : Influence du D
Plus le calibre D est grand plus le niveau de bruit est élevéPlus le calibre D est grand plus le niveau de bruit est élevé
68
70
72
74
76
78
80
82
84
BBSG0/14
BBSG0/10
BBTM0/10
BBTM0/6
BBUM0/10
BBUM0/6
BBDr0/14
BBDr0/10
LAm
ax(9
0 km
/h) e
n dB
(A)
Moy.
Max
Min
Revêtements
Durabilité des revêtements
p Lorsque les techniques sont utilisées correctement (qualité du support, de la fabrication et de la mise en œuvre des enrobés), la durabilité des revêtements n’est pas influencée par l’épaisseur.
p Les BBTM, BBUM, BBDr ont une durée de vie au moins aussi longue que les BB épais ou minces, en présentant un niveau de texture et d’adhérence plus élevé.
p Les BBTM, BBUM, BBDr sur des supports résistants bien à l’orniérage (par exemple Grave bitume, Enrobés à haut module) conduisent à un excellent comportement à l’orniérage sous fort trafic.
Conclusions
p Diversité importante des revêtements de chaussées pour répondre à des besoins ciblés.
p Etude des performances en laboratoire en accord avec les normes produits visant à une bonne adéquation entre la composition de l’enrobé et son utilisation (maniablité, tenue à l’eau, résistance à l’orniérage).
p Suivi sur le terrain des propriétés de surface (difficiles à évaluer en laboratoire) pour valider le choix des techniques et évaluer leur durabilité.
Conclusions
p BBTM, BBUM, ECF (en urbain) sur des chaussées en bon état structurel et de très bonne géométrie. Adhérence élevée, non orniérant, économique.
p Formulation 0/6 discontinue : excellent compromis Adhérence Bruit Esthétique.
p BBM et surtout BBSG (épais) ou BBME (à module élevé) complément structurel, réduction des dommages de fatigue
p BBDr amélioration de la visibilité (limitation des projections d’eau) et aussi BBTM 0/6 diminution du bruit.
p Des produits opérationnels, bien maîtrisés et complémentaires
Répartition des techniques sur RN et autoroutes
Autoroutes
Routes Nationales