10 – Géotechnique routière pour le climat nordique

Géotechnique routière pour le climat nordique;


John Loudon McAdam (1756-1836) est un ingénieur Écossais, il fut le premier à mettre en œuvre le système de revêtement des routes à l’aide de pierres concassées, qui porte à présent son nom, le macadam.

 

Routes romaines

Le dallage est le suprême luxe et les Romains, gens riches et disposant d’esclaves, l’avaient adopté pour leurs voies impériales.

Dallage romain en Algérie

 

La conception d’une chaussée comprend :

  1. Conception structurale (empirique ou rationnelle)
  2. Conception thermique (gel), Rationnelle ou empirique
  3. Conception hydraulique (drainage), empirique généralement mais doit être rationnelle.

Quelques caractéristiques intéressantes des sols pour la conception des chaussées

  1. Traficabilité: Aptitude d’un sol à supporter le passage répété des engins de chantier. On peut apprécier la traficabilité des sols par ses caractéristiques déterminés par des essais de laboratoire comme:

a)    Essai de portance CBR

b)    La teneur en eau du sol avec ses limites de consistance;

c)    La cohésion non drainée des argiles;

d)    La courbe granulométrique.

e)    En première approximation, on peur admettre que les engins auront des difficultés à circuler si (Jeuffroy et Sauterey, 1979):

  1. CBR < 5;
  2. W > Wopt proctor normal + 3
  3. Pour les argiles, IC (indice de consistance) < 0,7 ou IL > 0,3;
  4. Cu < 50 kPa;
  5. La courbe granulométrique du sable est uniforme et % de fine<4%

Dimensionnement des chaussées doit tenir compte, entre autres:

  1. Trafic
  2. Climat
  3. Sols
  4. Matériaux
  5. Drainage
  6. Gel
  7. Sécurité
  8. Entretient

Méthodes de dimensionnements des chaussées:

  1. Méthodes expérimentales et pratiques courantes (sections normalisées)
  2. Méthodes empiriques basées sur la déflection
  3. Méthodes théoriques des couches élastiques (PCA)
  4. Méthodes Asphalte Institute (MS-1)
  5. Méthode AASHTO-1993
  6. Catalogue de chaussée

Méthode de dimensionnement AASHTO

  1. 1ER VERSION 1961
  2. Version 1972
  3. Version 1986
  4. Version 1993
  5. 2005
  6. Cout de l’essai 27 M$ (1961)
  7. Introduction du concept d’indice de viabilité (PSI, Present Serviceabilty Index);
  8. Établir la corrélation entre le comportement des chaussées et PSI
  9. 6 circuits fermés de 0,6 et 1,3 km pour 1 et 2 et 2 km (pour 3 à 6)
  10. Vitesse 56 km/h;
  11. Circuit 1 non circulé;
  12. 468 Planches, chaussée souples
  13. 368 planches, chaussées rigides
  14. Durée de l’essai: 2 ans avec 1 114 000 charges

Variables pour chaussées souples:

          a) charges 2 à 30 kips

          b) Épaisseur de revêtement de 25 à 150 mm;

          c) Épaisseur de base: 0 à 225 mm ;

          d) Épaisseur de fondation: 0 à 400 mm sable graveleux;

Variables pour chaussées rigides:

            a) Charges comme pour chaussée souples;

            b) Épaisseur de la dalle: 62 à 315 mm;

            c) Épaisseur de fondation: 0 à 225 mm

Infrastructure : Silt argileux à argile silteuse

Limites de la méthodes:

            A) Types de structures de chaussée limitées;

            b) Types de charges et nombre d’application limités;

            c) phénomènes de vieillissement;

            d) Environnement

Gel de sol et ses effets sur les chaussées

 

Étude et reconnaissance des sols pour la construction des routes

L’étude et la reconnaissance des sols constituent une phase importante pour la conception et la construction des routes.

Les routes constituent les ouvrages de génie civil où la superficie de la structure occupe une part importante du volume de l’ouvrage. Compte tenu de l’importance de la superficie des routes les éléments météorologiques (précipitation, gel-dégel) jouent un rôle important. Compte tenu de cette réalité l’étude géotechnique doit fournir des données de sol, représentatifs afin que le concepteur puisse concevoir une route durable, sécuritaire et économique dans son contexte de l’environnement.

But de l’étude

L’étude des sols a pour but de préciser les caractéristiques physico-mécaniques et les conditions de la nappe phréatique d’un tracée routier. Les travaux routiers, compte tenu de leur superficie, mettent toujours le sol en cause, soit comme matériau porteur (fondation), soit comme matériau d’excavation ou de déblai, soit encore comme matériau d’emprunt ou de remblai. Dans le cas des matériaux bitumineux ou de béton de ciment, la nature du granulat affecte également la durabilité des dalles de revêtement.

Une étude de sol constitue une phase importante de l’étude technique d’un projet routier pour la localisation et la conception du tracé de route. L’étude vise à obtenir, avant le début du projet, des informations techniques sur la stratigraphie des sols et les conditions de la nappe phréatique pour la conception économique et durable d’une route projetée.

Une étude détaillée des sols doit fournir des informations pertinentes sur :

a)    La localisation verticale et horizontale de la route ;

b)    La localisation et la sélection des zones d’emprunt de matériaux pour remblai et le traitement de sous-fondation (subgrade) ;

c)    La conception et la localisation des fossés, ponceaux, drains ;

d)    La conception de la section de route ;

e)    La nécessité de traitement de sous-fondation et le type de traitement ;

f)     Le choix de l’emplacement des sources d’emprunt pour les matériaux de couches de fondation et de revêtement ;

g)    Le choix du type de couche de surface et sa conception.

Étendue de l’étude de sol

Toute étude de sol comprend certaines étapes qui sont fonction du but de l’étude et qui sont déterminées avant le début des travaux. Cependant, l’étude de sol doit comprendre les étapes suivantes (Asphalt Institute, MS-1) :

1)    L’étude de toutes les informations de sol et de la nappe phréatique existantes sur le tracé proposé ou dans son voisinage (étude préliminaire);

2)    L’exploration du tracé au moyen des forages ou d’autres types de sondage et la préparation des profiles de sol. Les profiles de sol doivent montrer la stratigraphie des différentes couches de sol, la profondeur critique du roc, la profondeur de la nappe phréatique et l’étendue des conditions défavorables du terrain comme la présence de terrain marécageux ou de tourbe. Il est à noter que le niveau de la nappe phréatique doit être déterminé au moyen des piézomètres correctement installés ;

3)    L’identification des différentes couches de sol en place ;

4)    Prélèvement d’échantillons représentatif de sol et de matériau d’emprunt pour essais de laboratoire ;

5)    Sélection des échantillons intacts de sol pour essais de résistance et de consolidation si nécessaire pour la conception du remblai, d’excavation, de pente et des fondations de pont ;

6)    Étude de la performance du revêtement construit sur différents types de sol afin de présenter des recommandations de conception de route ;

7)    Rédaction d’un rapport géotechnique avec des conclusions pertinentes et des recommandations appropriées. Le rapport doit être accompagné de cartes de sol et de profils géotechniques montrant les résultats des études effectuées.

Coordonnées

Adresse : 1375, rue de l'Église, Saint-Laurent,Montréal (Québec) H4L 2H1
Téléphone : +1 514-670-5346
Cellulaire : +1 514-349-0505
Télécopieur : +1 514-855-1474
Courriel : fondasol@fondasol.ca