Cours Routes 2 : Introduction, Rappels et Notions de Base - Génie Civil

Cours : Routes 2
2023-2024
Pr. Yassine EL HALOUI
Filière : 5GC
Routes 2
Responsable de module : Pr Y. EL Haloui
Volume horaire :
Pre- requis pédagogiques :
Routes 1
Matériaux et construction
Géotechnique routière
MMC
Modes d’évaluation :
Contrôle continu + présence : 30 %
Examen : 50 %
TP et Projets : 20 %
2023/2024
Cours : Routes 2
2023-2024
Chapitre 1 : Introduction générale, rappels et notions de base
Pr. Yassine EL HALOUI
Filière : 5GC
Cours : Routes 2
1. Introduction générale
1.1. Définitions
Ø Les infrastructures routières se présentent comme un moyen de transport, mobilité et accessibilité de l’unité des
communautés humaines.
Ø La chaussée est un élément essentiel de cette infrastructure, elle est définie comme une structure multicouche dont son
rôle principal est la répartition les charges induites par le trafic routier que le sol support, seul, ne pourrait pas en
soutenir.
Vue 3D d’une chaussée
Pr. Yassine EL HALOUI
Couches d’une chaussée
Chapitre 1 : Introduction générale, rappels et notions de base
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1. Introduction générale
1.2. Rôle d’une structure de chaussée
De tout temps, l’homme a exprimé le besoin de circuler sans être attaché ni à des conditions météorologiques (saison, pluie,
neige...), ni à des obstacles naturels ou artificiels (montagnes, cours d’eau, cités urbaines...).
D’une manière générale la route doit offrir aux usagers une surface satisfaisant les conditions suivantes :
Ø Confort : profil de chaussée est exempt de toutes irrégularités; minimisation des bruites, etc.
Ø Sécurité : maximum d’adhérences au contact des pneumatiques et de chaussée.
Ø Durabilité : sous l’effet de trafic, le freinage et l’envirage restent possibles dans les mêmes conditions durant plusieurs
années.
Ø Economie : si ces qualités se maintiennent sans qu’il soit nécessaire d’un procédé des travaux d’entretiens.
Pr. Yassine EL HALOUI
Chapitre 1 : Introduction générale, rappels et notions de base
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Cours : Routes 2
1. Introduction générale
1.2. Rôle d’une structure de chaussée
Question : Pourquoi une structure de chaussée ?
Phénomènes lorsqu’un véhicule se déplace sur un sol :
Le sol est porteur
Phénomène de la déflexion
Pr. Yassine EL HALOUI
Le sol n’est pas porteur
Sol support
Chapitre 1 : Introduction générale, rappels et notions de base
Phénomène d’orniérage
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1. Introduction générale
1.2. Rôle d’une structure de chaussée
Question : Pourquoi une structure de chaussée ?
Le sol est porteur
Phénomène de la déflexion
Ø Sous le pneu : le sol s’affaisse avec un déplacement total Wt.
Ø Lorsque le pneu s’éloigne : le sol remonte vers le niveau initial mais pas totalement. Un déplacement résiduel est maintenu Wr
Remarques :
La différance entre le déplacement total et celui résiduel est appelé Déflexion :
d= Wt-Wr
1 La déflexion d est une grandeur proportionnelle à la charge appliquée (le poids de véhicule). Elle est indépendante du
nombre de répétitions de cette charge.
2 Le déplacement résiduel Wr dépend du nombre de passages. Il s’accroît avec la répétition d’une charge.
Pr. Yassine EL HALOUI
Chapitre 1 : Introduction générale, rappels et notions de base
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1. Introduction générale
1.2. Rôle d’une structure de chaussée
Question : Pourquoi une structure de chaussée ?
Le sol n’est pas porteur
Phénomène d’orniérage
D’une manière générale, les sols ne peuvent supporter sans dommage de telles pressions. Si le sol n’est pas assez
porteur, le pneu comprime le sol et il se forme une ornière.
Pr. Yassine EL HALOUI
Chapitre 1 : Introduction générale, rappels et notions de base
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Cours : Routes 2
1. Introduction générale
1.2. Rôle d’une structure de chaussée
Question : Pourquoi une structure de chaussée ?
Pour résoudre le problème d’orniérage (sol n’est pas porteur ), considérant maintenant une structure existante entre le
sol et le pneu :
Cas 1: Structure = une couche granulaire non liée
Ø Les matériaux granulaire non liés : ou non traités au liant hydrocarboné
(bitume)/ hydraulique (ciment)
Ø les grains constitutifs restent indépendants les uns des autres
Ø Faible rigidité : Module de 100 à 500 MPa
Ø Faible résistance en traction et cisaillement.
Pr. Yassine EL HALOUI
Chapitre 1 : Introduction générale, rappels et notions de base
Couche granulaire
Sol support
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1. Introduction générale
1.2. Rôle d’une structure de chaussée
Question : Pourquoi une structure de chaussée ?
Pour résoudre le problème d’orniérage (sol n’est pas porteur ), considérant maintenant une structure existante entre le
sol et le pneu :
Cas 1: Structure = une couche granulaire non liée
Pour schématiser le phénomène, imaginons un empilement de pierres identiques, ou même de billes.
Couche granulaire
Sol support
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Chapitre 1 : Introduction générale, rappels et notions de base
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1. Introduction générale
1.2. Rôle d’une structure de chaussée
Question : Pourquoi une structure de chaussée ?
Pour résoudre le problème d’orniérage (sol n’est pas porteur ), considérant maintenant une structure existante entre le
sol et le pneu :
Cas 1: Structure = une couche granulaire non liée
1) On considère une charge p sur une bille.
2) Celle-ci va transmettre p/2 à chacune des deux billes de
la couche sous-jacente.
3) Sur les trois billes de la 3e rangée, il y aura
successivement : p/4, 2 p/4, p/4.
4) Sur les quatre billes de la 4e rangée, il y aura : p/8;
3p/8; 3p/8; p/8 et ainsi de suite.
Pr. Yassine EL HALOUI
Chapitre 1 : Introduction générale, rappels et notions de base
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1. Introduction générale
1.2. Rôle d’une structure de chaussée
Question : Pourquoi une structure de chaussée ?
Pour résoudre le problème d’orniérage (sol n’est pas porteur ), considérant maintenant une structure existante entre le
sol et le pneu :
Cas 1: Structure = une couche granulaire non liée
Cas générale :
Sur la énième rangée, il y a une répartition en cloche qui
correspond à un étalement de la charge p.
Mais, à l’interface couche granulaire--sol, on peut
constater que la somme des charges réparties est égale à
la charge p.
Etalement de la charge p
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1. Introduction générale
1.2. Rôle d’une structure de chaussée
Question : Pourquoi une structure de chaussée ?
Pour résoudre le problème d’orniérage (sol n’est pas porteur ), considérant maintenant une structure existante entre le
sol et le pneu :
Cas 1: Structure = une couche granulaire non liée
Résultat important
Sous l’action d’une charge, une couche granulaire non traitée (GNT) travaille principalement
en compression. Elle transmet donc au sol sous-jacent la totalité de la charge en la
répartissant d’une façon non uniforme (Etalement de la charge initiale). La pression la
plus importante se situe en dessous de la charge.
Donc, pour dimensionner une couche granulaire (Détermination de sa épaisseur) il faut que la
contrainte (déformation) verticale maximale transmise au sol sous-jacent soit inférieure à la
portance du sol.
Etalement de la charge p
Pr. Yassine EL HALOUI
Chapitre 1 : Introduction générale, rappels et notions de base
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1. Introduction générale
1.2. Rôle d’une structure de chaussée
Question : Pourquoi une structure de chaussée ?
Pour résoudre le problème d’orniérage (sol n’est pas porteur ), considérant maintenant une structure existante entre le
sol et le pneu :
Cas 1: Structure = une couche granulaire non liée
Exercice d’application
Sous l’effet pneumatique du trafic routier, un sol ne peut pas seul supporter les charges induites. On suppose que :
Ø La charge induite P=1,5 MPa.
Ø La portance du sol est S= 450 kPa.
Ø Les granulats ont une forme circulaire.
Ø La distance entre deux rangées est 3 cm (distance dans le sens vertical)
Dimensionner la couche granulaire
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Chapitre 1 : Introduction générale, rappels et notions de base
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1. Introduction générale
1.2. Rôle d’une structure de chaussée
Question : Pourquoi une structure de chaussée ?
Pour résoudre le problème d’orniérage (sol n’est pas porteur ), considérant maintenant une structure existante entre le
sol et le pneu :
Cas 1: Structure = une couche granulaire non liée
Exercices : Trouver l’épaisseur d’une couche granulaire non traitée dans les conditions suivantes:
Ø P=1 MPa.
Ø S= 450 KPa.
Ø La distance verticale 3 cm
Ø P=1,5 MPa.
Ø S= 350 KPa.
Ø La distance verticale 3 cm
Ø P=1 MPa.
Ø S= 350 KPa.
Ø La distance verticale 3 cm
Ø P=3 MPa.
Ø S= 800 KPa.
Ø La distance verticale 3 cm
Pr. Yassine EL HALOUI
Chapitre 1 : Introduction générale, rappels et notions de base
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1. Introduction générale
1.2. Rôle d’une structure de chaussée
Question : Pourquoi une structure de chaussée ?
Pour résoudre le problème d’orniérage (sol n’est pas porteur ), considérant maintenant une structure existante entre le
sol et le pneu :
Cas 2: Structure = une couche granulaire liée (traitée au ciment)
Ø Les matériaux granulaire liés = mélange de (matériaux granulaire non liés + un
liant)
Ø Les matériaux granulaire liés au ciment = mélange de (matériaux granulaire non
liés + un liant hydraulique (ciment))
Ø les grains constitutifs sont dépendants les uns des autres
Ø Rigidité importante : Module de 10 à 30 GPa
Ø Résistance importante en compression et faible résistance en traction.
Couche granulaire liée au ciment
Sol support
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1. Introduction générale
1.2. Rôle d’une structure de chaussée
Question : Pourquoi une structure de chaussée ?
Pour résoudre le problème d’orniérage (sol n’est pas porteur ), considérant maintenant une structure existante entre le
sol et le pneu :
Cas 2: Structure = une couche granulaire liée (traitée au ciment)
Ø Au lieu que la couche travaille principalement en compression (cas 1), elle
fonctionne comme une poutre en flexion : Partie supérieure en compression et
partie inférieure en traction.
Ø La couche liée forme ainsi une dalle qui peut être très rigide, dont le module est
pratiquement constant et indépendant de la température et de la durée
d’application de la charge.
Ø Les contraintes de compression qui sont transmises au sol sont, dans ce cas,
relativement faibles.
Ø L’ inconvénient des structures en béton, en mode flexion, est que l’amortissement
très élevé des contraintes verticales dues aux charges est compensé par
l’apparition, au sein de la couche traitée, de contraintes de compression et surtout
de traction à la partie inférieure.
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1. Introduction générale
1.2. Rôle d’une structure de chaussée
Question : Pourquoi une structure de chaussée ?
Pour résoudre le problème d’orniérage (sol n’est pas porteur ), considérant maintenant une structure existante entre le
sol et le pneu :
Cas 2: Structure = une couche granulaire liée (traitée au ciment)
Donc, sous l’action d’une charge, on peut constater les phénomènes suivants :
Ø Répartition de la charge induite uniformément sur le sol: La contrainte de
compression transmit au sol est relativement faible.
Ø Au sien de la couche, deux types de contraintes peuvent être apparues :
1) Une contrainte de compression dont la valeur est très inférieure à la résistance
admissible en compression du matériau.
2) Une contrainte de traction par flexion, dont la valeur peut être élevée, qui se
manifeste à la base de la couche traitée.
Pr. Yassine EL HALOUI
Chapitre 1 : Introduction générale, rappels et notions de base
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1. Introduction générale
1.2. Rôle d’une structure de chaussée
Question : Pourquoi une structure de chaussée ?
Pour résoudre le problème d’orniérage (sol n’est pas porteur ), considérant maintenant une structure existante entre le
sol et le pneu :
Cas 3: Structure = une couche granulaire liée (traitée au bitume)
Ø Les matériaux granulaires liés au bitume = mélange de
(matériaux granulaire non liés + un liant hydrocarboné
(bitume))
Ø les grains constitutifs sont dépendants les uns des autres
Ø Rigidité : dépend de la température et la fréquence de
chargement (vitesse); Exemple, pour un GB, E=12,3 GPa à
T= 10°C et pour une fréquence de sollicitation de 10 Hz.
Pr. Yassine EL HALOUI
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1. Introduction générale
1.2. Rôle d’une structure de chaussée
Question : Pourquoi une structure de chaussée ?
Pour résoudre le problème d’orniérage (sol n’est pas porteur ), considérant maintenant une structure existante entre le
sol et le pneu :
Cas 3: Structure = une couche granulaire liée (traitée au bitume)
Couche granulaire liée au bitume
Sol support
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Chapitre 1 : Introduction générale, rappels et notions de base
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1. Introduction générale
1.2. Rôle d’une structure de chaussée
Question : Pourquoi une structure de chaussée ?
Pour résoudre le problème d’orniérage (sol n’est pas porteur ), considérant maintenant une structure existante entre le
sol et le pneu :
Cas 3: Structure = une couche granulaire liée (traitée au bitume)
Ø Les contraintes de compression qui sont transmises au sol sont, dans ce
cas, relativement faibles.
Ø Le dimensionnement d’une couche traitée au bitume consiste à
déterminer son épaisseur pour qu’elle ne se fissure pas sous l’effet des
charges répétées (fatigue par traction ou cisaillement).
Ø Une couche granulaire traitée au bitume présente l’inconvénient
d’avoir un module variable en fonction de la température et de la
durée d’application de la charge (fréquence).
Pr. Yassine EL HALOUI
Chapitre 1 : Introduction générale, rappels et notions de base
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2. Infrastructure routière nationale
Ø Le Royaume du Maroc a accordé une grande importance aux infrastructures routières, vu leurs impacts sur le
développement économique, social et touristique du pays.
Ø L’infrastructures routières participent également à l’aménagement équilibré du territoire et permettent de soutenir les
investissements et le désenclavement des populations rurales. Le réseau routier assure ainsi 90% des déplacements des
personnes et 75% du transport de marchandises.
Ø D’après le décret n°2-83-620 du 1er février 1990, le réseau routier marocain géré par le Ministère de l’Equipement, du
Transport et de la Logistique est classé en trois catégories : routes nationales, régionales et provinciales.
Ø Le réseau routier au Maroc est composé de :
q Voiries urbaines : un réseau situé à l’intérieure des villes
q Routes interurbaines et rurales : un réseau situé en dehors des périmètres urbaines.
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Chapitre 1 : Introduction générale, rappels et notions de base
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Cours : Routes 2
2. Infrastructure routière nationale
Ø Le réseau routier au Maroc est composé de :
q Voiries urbaines : un réseau situé à
l’intérieure des villes
-Autoroutes urbaines
-Voie express ou voie rapide
-Boulevard
-Avenue
-Rue
Pr. Yassine EL HALOUI
q Routes interurbaines et rurales : un réseau situé en
dehors des périmètres urbaines.
-Autoroutes de liaison (A)
-Route Nationale (RN) (relie deux pôles économiques)
-Route Régionale (RR) (relie les routes nationales et lie entre les
régions)
-Route Provinciale (RP) (assure les liaisons entre les
communes)
-Pistes
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2. Infrastructure routière nationale
2.1. Autoroutes
Ø L’infrastructures routières interurbaines peuvent être classés selon les familles suivantes :
q AutoRoute de liaison notée A : est une voie de communication routière à chaussées séparées, réservée à la
circulation rapide des véhicules motorisés (automobiles, motos, poids lourds). Elle ne comporte aucun
croisement à niveau et est accessible grâce à des points aménagés à cet effet.
Le réseau des autoroutes marocaines est long de 1 785 km
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2. Infrastructure routière nationale
2.2. Routes Nationales
Ø L’infrastructures routières interurbaines peuvent être classés selon les familles suivantes :
q Route Nationale notée RN :elles relient deux pôles économiques et numérotées de 1 à 99, Elles sont
identifiées par des bornes kilométriques de couleur rouge en haut.
Le réseau des Route Nationale est long de 10203 km
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2. Infrastructure routière nationale
2.3. Routes Régionales
Ø L’infrastructures routières interurbaines peuvent être classés selon les familles suivantes :
q Route Régionale notée RR :elles relient les routes nationales et les régions, elles sont numérotées de 101 à 999,
Elles sont identifiées par des bornes kilométriques de couleur jaune en haut.
Le réseau des Route Régionale est long de 9370 km
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2. Infrastructure routière nationale
2.4. Routes Provinciales
Ø L’infrastructures routières interurbaines peuvent être classés selon les familles suivantes :
q Route Provinciale notée RP :elles assurent les liaison entre les provinces. Elles sont numérotées de 1001 à
9999, Elles sont identifiées par des bornes kilométriques de couleur bleu foncée en haut.
Le réseau des Route Provinciale est long de 23745 km
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Chapitre 1 : Introduction générale, rappels et notions de base
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2. Infrastructure routière nationale
2.5. Gestionnaires du réseau routier marocain
Type de la route
Gestionnaire
Autoroute
Société nationale des autoroutes du
Maroc (ADM)
Route Nationale
Route Régionale
Route Provinciale
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Ministère d’Equipement, du Transport et
de Logistique
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2. Infrastructure routière nationale
2.5. Statistiques et évolution
Ø La longueur totale du réseau routier classé est de 57 334 km, dont 43
318 km revêtu, soit 75% de la longueur du réseau classé.
Ø Le réseau routier revêtu (Hors agglomération) est réparti comme suit :
§ Routes Nationales : 10.203 km.
§ Routes Régionales : 9.370 km.
§ Routes Provinciales : 23.745 km.
Ø Ce réseau comprend une longueur linéaire de 1800 km
d’autoroutes et 1093 km de voie express.
Ø Le réseau routier revêtu a nettement évolué durant les
dernières années sachant qu’au lendemain de l’indépendance,
ce linéaire n’était que de 10.348 km.
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Chapitre 1 : Introduction générale, rappels et notions de base
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3. Terminologie Routière
3.1. les structures des chaussée anciennes et modernes
Deux couche au maximum avec une faible épaisseur
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Structure multicouches avec une forte épaisseur
Chapitre 1 : Introduction générale, rappels et notions de base
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3. Terminologie Routière
3.2. Constituants d’une route
L’EMPRISE : Représente la partie du terrain qui appartient à la collectivité et affectée à la route ainsi qu’à ses dépendances.
L’ASSIETTE : C’est la surface du terrain réellement occupée par la route.
PLATE-FORME : C’est la surface de la route qui comprend la chaussée et les accotements.
CHAUSSÉE : C’est la surface aménagée de la route sur laquelle circulent les véhicules.
ACCOTEMENTS : C’est la zones latérales de la PLATE-FORME qui bordent extérieurement la chaussée.
Coupe transversale d’une route
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Chapitre 1 : Introduction générale, rappels et notions de base
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3. Terminologie Routière
3.3. Constituants d’une chaussée
Arase de terrassement
Plate forme support de chaussée
Accotement
Roulement
Liaison
Base
Fondation
Couches de surface
Couches d’assises
Couches de forme
Sol support
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Chapitre 1 : Introduction générale, rappels et notions de base
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3. Terminologie Routière
3.3. Constituants d’une chaussée
Vue en plane d’une chaussée
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Chapitre 1 : Introduction générale, rappels et notions de base
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3. Terminologie Routière
3.3. Constituants d’une chaussée
Fossés :
Ce sont des outils d’excavations aménagés latéralement de part et d’autre de la plate-forme. Ils sont destinés à protéger la
plate-forme en collectant les eaux pluviales.
Fossé triangulaire
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Fossé trapézoïdal
Chapitre 1 : Introduction générale, rappels et notions de base
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3. Terminologie Routière
3.3. Constituants d’une chaussée
Talus :
Partie de route comprise entre l'accotement et le fossé ou au-delà du fossé.
On distingue les talus de remblais et les talus de déblais, sa pente est définie en fonction de la stabilité des matériaux
le constituant :
• Les talus de remblais sont généralement réglés à une pente de 3/2 (3H/2V).
• Les talus de déblais sont généralement réglés à une pente de 1/1.
3/2
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Talus déblai matériaux rocheux (talus vertical)
Chapitre 1 : Introduction générale, rappels et notions de base
Talus en déblai 3/2
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3. Terminologie Routière
3.3. Constituants d’une chaussée
Talus :
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Chapitre 1 : Introduction générale, rappels et notions de base
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Cours : Routes 2
3. Terminologie Routière
3.3. Constituants d’une chaussée
Dévers :
C’est l’inclinaison transversale de la route.
En alignement droit le devers est destiné à évacuer les eaux superficielles.
En courbe (courbure et virages) les devers permettent à la fois d’évacuer
les eaux et de compenser une partie de la force centrifuge.
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Chapitre 1 : Introduction générale, rappels et notions de base
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3. Terminologie Routière
3.3. Constituants d’une chaussée
Ouvrages d'assainissement :
Ce sont des ouvrages en béton ou en béton armé ou en maçonnerie destinés à évacuer les eaux de ruissellement (pluviales)
en dehors de l'emprise ou permettant à la route de franchir les écoulements des eaux de rivières ou de ’’chaabas’’ .
On distingue :
• Les buses : Ouvrages en béton à
section circulaire,
• Dalots : Ouvrages en béton armé
à section carrée ou rectangulaire.
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Chapitre 1 : Introduction générale, rappels et notions de base
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3. Terminologie Routière
3.4. Fonctionnement des couches de chaussée
Couche de forme
1) Fonctionnement à court terme = pendant les travaux de construction
Ø
Traficabilité : assure la circulation des engins (approvisionnant les matériaux) de chantier pendant l'exécution des
travaux de chaussée.
Ø
Nivellement: garantir la régularité de l'épaisseur des couches (un niveau d’altitude homogène).
Ø
Déformabilité: pour permettre le compactage correct des couches de chaussée.
Ø
Résistance : vis-à-vis du gel si nécessaire.
2) Fonctionnement à long terme= pendant l’exploitation de la chaussée
Ø
Ø
Ø
Homogénéisation de la portance.
Le maintien dans le temps d’une portance minimale de la plate forme.
Contribution au drainage de la chaussée.
Remarques : Selon les cas de chantiers (nature des sols, climat, environnement hydrogéologique, trafic de chantier...), la
couche de forme peut être :
Ø
Inexistante ou réduite à une mince couche de réglage, lorsque les matériaux constituant le remblai ou le sol en place
ont eux-mêmes les qualités requises de la portance.
Ø
Constituée d'une ou plusieurs couches de matériaux différents incluant éventuellement un géotextile.
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3. Terminologie Routière
3.4. Fonctionnement des couches de chaussée
Couche de forme
Travaux de réalisation (compactage) d’une couche de forme (CF)
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Chapitre 1 : Introduction générale, rappels et notions de base
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3. Terminologie Routière
3.4. Fonctionnement des couches de chaussée
Couche d’assise
L'assise de chaussée est constituée de deux couches; couche de fondation surmontée de la couche de base. Ces couches sont en
matériaux élaborés (GNT pour faible/ moyen trafic ou matériaux liés pour moyen/intense trafic).
Les deux couches permettent :
Ø
Elles apportent à la chaussée la résistance mécanique, pour résister aux charges verticales induites par le trafic.
Ø
Elles répartissent les pressions sur la plate-forme support afin de maintenir les déformations, à ce niveau, dans
des limites admissibles.
1) Fonctionnement à court terme= pendant les travaux de construction
Ø
Fournissent un support bien nivelé pour la couche de surface.
Ø
Fournissent également un support de portance suffisante pour le compactage de la couche de surface.
Ø
Servir provisoirement de couche de roulement (renforcement sous circulation, et/ou circulation de chantier).
2) Fonctionnement à long terme= pendant l’exploitation de la chaussée
Ø
Assurent un rôle thermique, car les assises doivent protéger le sol support de la pénétration du gel.
Ø
La couche de base, plus proche de la surface de la chaussée, subit des contraintes et des déformations notables; il est
donc nécessaire qu'elle présente des caractéristiques mécaniques assez élevées.
quant à la couche de fondation, les contraintes et les déformations auxquelles elle est soumise conduisent à un niveau
de qualité mécanique moindre que celui de la couche de base.
Ø
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Chapitre 1 : Introduction générale, rappels et notions de base
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3. Terminologie Routière
3.4. Fonctionnement des couches de chaussée
Couche d’assise
Travaux de réalisation d’une couche de fondation
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3. Terminologie Routière
3.4. Fonctionnement des couches de chaussée
Couche de surface
La couche de surface est constituée :
Ø Une couche de roulement, qui est la couche supérieure de la structure de chaussée sur laquelle s'exercent directement les
agressions conjuguées du trafic et du climat.
ØLe cas échéant d'une couche de liaison, entre les couches d'assise et la couche de roulement.
La couche permet :
Sécurité : La couche de roulement doit posséder de bonnes propriétés antidérapantes (bonne rugosité). Cette rugosité doit être
d'autant meilleure que la vitesse est élevée.
Confort : Assurer une bonne suspension des véhicules (contre les secousses brutales et les vibrations) et minimisation des
bruites.
Imperméabilité : elle doit également faire obstacle à la pénétration d'eau dans les assises de chaussées qui peut entraîner la
destruction de la liaison entre couches à l'interface base / roulement et même désorganiser la couche de base elle-même.
Remarque :
Ø
La couche de roulement doit, de plus, assurer ces différents rôles de manière durable.
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Chapitre 1 : Introduction générale, rappels et notions de base
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3. Terminologie Routière
3.4. Fonctionnement des couches de chaussée
Couche de surface
Travaux de réalisation d’une couche roulement (revêtement superficiel bicouches)
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Chapitre 1 : Introduction générale, rappels et notions de base
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3. Terminologie Routière
3.4. Fonctionnement des couches de chaussée
Couche de surface
Travaux de réalisation d’une couche roulement (Enrobé bitumineux)
Pr. Yassine EL HALOUI
Chapitre 1 : Introduction générale, rappels et notions de base
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Cours : Routes 2
3. Terminologie Routière
3.4. Fonctionnement des couches de chaussée
Couche de surface
Travaux de réalisation d’une couche roulement (Enrobé bitumineux)
Pr. Yassine EL HALOUI
Chapitre 1 : Introduction générale, rappels et notions de base
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Cours : Routes 2
4. Différents types des structures de chaussée
En fonction du profil type de la chaussée et la nature des matériaux utilisés dans ses couches on peut classer six types de
chaussées (Catalogue-SETRA-LCPC, 1998; Guide-technique, 1994) :
CNER : Centre National d’études et de Recherches Routières
SETRA :Service d'études sur les transports, les routes et leurs aménagements
LCPC : Laboratoire central des ponts et chaussées
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Chapitre 1 : Introduction générale, rappels et notions de base
51
Cours : Routes 2
4. Différents types de structure de chaussée
4.1. Structures souples
Les structures souples : la couche de roulement est en matériaux bitumineux (épaisseur de 5 à 10 cm
ou un revêtement superficiel enduit bicouches) reposant sur une ou plusieurs couches des matériaux
granulaires non traités GNT. Parfois, également la couche de base est en matériaux bitumineux. Ce
type est fortement utilisé au niveau de territoire marocaine. La couche de roulement peut être réduite
en une induite superficielle (Bicouche par exemple).
4.2. Structures bitumineuses épaisses
Les structures bitumineuses épaisses : ce type peut être considérer comme une structure souple mais
avec une couche d’assiste (couche de base + couche de fondation) traitée aux liants hydrocarbonés.
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Chapitre 1 : Introduction générale, rappels et notions de base
52
Cours : Routes 2
4. Différents types de structure de chaussée
4.3. Structures semi-rigides
Les structures semi-rigides : ou encore structure des chaussées à assise traitée aux liants
hydrauliques. La couche d’assise est traitée avec le béton de ciment. Cependant, la couche de
roulement est bitumineuse.
4.4. Structures mixtes
Sont des structures dont les couches de surface et de base en matériaux bitumineux supportées par
une couche de fondation traitée aux ciments.
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Chapitre 1 : Introduction générale, rappels et notions de base
53
Cours : Routes 2
4. Différents types de structure de chaussée
4.5. Structures inversées
Elles sont composées d'une couche de surface et d'une couche de base qui sont traitées aux liants
hydrocarbonés, sur une couche en GNT de faible épaisseur, reposant elle-même sur une couche de
forme en matériaux de ciment qui joue également le rôle de couche de fondation.
4.6. Structures rigides
Ces structures sont réalisées essentiellement avec un matériau rigide, généralement du béton de
ciment ; la couche de béton assure en principe le rôle de couche de base et de surface mais peut
être recouverte d'une couche de roulement en béton bitumineux mince. La couche de béton
repose soit sur une couche de fondation (qui peut être en matériaux traités aux liants
hydrauliques, en béton de ciment, ou drainante non traitée), soit directement sur le support de
chaussée avec, dans ce cas, interposition fréquente d'une couche bitumineuse.
La dalle de béton peut être continue avec un renforcement longitudinal ("béton armé continu"),
ou discontinue avec ou sans éléments de liaison aux joints.
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Chapitre 1 : Introduction générale, rappels et notions de base
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Cours : Routes 2
4. Différents types de structure de chaussée
4.6. Structures rigides
Les différents types des chaussées rigides
Remarque : Le béton maigre tient son nom du fait de la faible quantité de ciment dans sa composition. De ce fait, il coûte moins cher comparé à
d’autres formes de béton
Pr. Yassine EL HALOUI
Chapitre 1 : Introduction générale, rappels et notions de base
55
Cours : Routes 2
5. Fonctionnement des chaussées souple et rigide
Généralement, lorsque l'on discute du sujet de la chaussée, il y a deux catégories principales à considérer, rigides et
flexibles. Comme pour la plupart des choses en ingénierie, chacun de ces types présente des avantages et des inconvénients et
l'un peut être sélectionné plutôt qu'un autre en fonction des besoins spécifiques d'un projet. Voici quelques points principaux à
prendre en compte lors de la pesée des deux types :
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Chapitre 1 : Introduction générale, rappels et notions de base
56
Cours : Routes 2
5. Fonctionnement des chaussées souple et rigide
Les chaussées rigides répartissent généralement les charges des roues sur une large zone de la plate-forme et sont
généralement constituées de béton de ciment et peuvent être renforcées avec de l'acier. Les autres caractéristiques des
chaussées rigides comprennent :
v Durée de vie généralement supérieure à 30 ans
v Coûts élevé de la mise en œuvre
v Coûts d'entretien réduits
v Haute résistance à la flexion
v Faible capacité à se dilater et à se contracter avec la température et nécessite donc des joints de dilatation
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Chapitre 1 : Introduction générale, rappels et notions de base
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Cours : Routes 2
5. Fonctionnement des chaussées souple et rigide
Les chaussées flexibles distribuent généralement les charges des roues aux couches inférieures de la section de chaussée
et sont généralement constituées de matériau bitumineux. Les autres caractéristiques des chaussées souples comprennent :
v Durée de vie généralement de 10 à 20 ans
v Coûts réduits de la mise en œuvre
v Des coûts étroitement liés au prix du pétrole
v Coûts d'entretien plus élevés
v Faible résistance à la flexion
v La résistance de la route dépend fortement de la résistance du sous-sol
v Grande capacité à se dilater et à se contracter avec la température et n'a donc pas besoin de joints de dilatation
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Chapitre 1 : Introduction générale, rappels et notions de base
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Cours : Routes 2
6. Matériaux des couches des chaussées
6.1. Matériaux de la Couche de roulement (MCR)
Mélanges bitumineux à chaud
Exemple : propriétés requises pour un EB
Famille 1 : Couches épaisses (5 à 10 cm)
Ø Enrobé (Béton) Bitumineux (EB ou BB). Equivalant de
BBSG (semi grenu) en France.
Ø Béton Bitumineux à Module Elevé (BBME).
propriétés requises des granulats
Famille 2 : Couches minces (1.5 à 4 cm)
Ø Enrobe bitumineux mince (mB)
Ø Béton Bitumineux Très Mince (BBTM).
Ø Béton bitumineux drainant (BBDr)
propriétés requises de mélange EB
Liant hydrocarboné = bitume pur
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Chapitre 1 : Introduction générale, rappels et notions de base
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Cours : Routes 2
6. Matériaux des couches des chaussées
6.1. Matériaux de la Couche de roulement (MCR)
Mélanges bitumineux à froid
Ø Enrobé Coulé à Froid (ECF).
Ø Enrobé à Froid (utiliser pour réparations immédiates des nids-de-poule, les trous et les fissures)
EF
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ECF
Chapitre 1 : Introduction générale, rappels et notions de base
60
Cours : Routes 2
6. Matériaux des couches des chaussées
6.1. Matériaux de la Couche de roulement (MCR)
Revêtement superficiel
Ø Monocouche (simple ou double gravillonnage)
Ø Bicouche (simple ou double gravillonnage)
Ø Sandwich
Liant hydrocarboné = émulsion de bitume
Mélanges en béton
Ø Béton de ciment (Bc-Bm)
Liant hydraulique = ciment
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Chapitre 1 : Introduction générale, rappels et notions de base
61
Cours : Routes 2
6. Matériaux des couches des chaussées
6.2. Matériaux de la couche de base
Mélanges en béton
Ø Grave Améliorée au Ciment (GAC)
Ø Grave Valorisée au Ciment (GVC)
Mélanges bitumineux à chaud
Mélanges bitumineux à froid
Ø Grave bitume base (GBB)
Ø Grave Emulsion (GE)
Ø Enrobé à module élevé (EME)
Liant hydrocarboné = bitume
Liant hydrocarboné = émulsion
Liant hydraulique = ciment
Matériaux non traitées
Ø Grave non traitée (GNT)
Ø GNA-B-C-D
Liant = Sans liant
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Chapitre 1 : Introduction générale, rappels et notions de base
62
Cours : Routes 2
6. Matériaux des couches des chaussées
6.3. Matériaux de la couche de fondation
Mélanges bitumineux à chaud
Ø Grave bitume Fondation (GBF)
Liant hydrocarboné = bitume
Liant = Sans liant
Matériaux non traitées
Mélanges en béton
Ø Grave Améliorée au Ciment (GAC)
Ø Grave non traitée (GNT)
Ø GNF1-2-3
Liant hydraulique = ciment
6.4. Matériaux de la couche de forme
Les couches de forme font en général l'objet d'une conception intégrée à la phase des terrassements. Ceci permet de valoriser
les matériaux de déblais du site et d'optimiser le dimensionnement de la plate-forme, y compris de la Partie Supérieure des
Terrassements.
En général, le catalogue catalogue marocain des structures de chaussée neuve définit les matériaux a utiliser dans la couche
de forme. Ils sont : MT (matériaux traités), F2 (pour les forts trafic) et F1 (pour les faibles trafic) avec AC (couche anti
contaminante)
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Chapitre 1 : Introduction générale, rappels et notions de base
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Cours : Routes 2
7. Géotechnique routière : Rappel
7.1. Classification des sols selon GMTR
•
•
•
•
Classification GMTR : Guide Marocain pour les terrassement routiers (2001)
RTR : Recommandation pour les Terrassements Routiers (France 1976)
GTR : Guide des terrassements routiers (France 1992- rev 2001)
CRT : Guide technique pour la conception et la réalisation des terrassements
RTR
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GTR (2 fascicules)
GRT (3 fascicules)
Chapitre 1 : Introduction générale, rappels et notions de base
GMTR (2 fascicules)
64
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7. Géotechnique routière : Rappel
7.1. Classification des sols selon GMTR
Le Guide Marocain des Terrassements Routiers traits des aspects suivants :
Rappel des données géotechniques nécessaires pour les études de projet.
La classification des sols et des roches.
Les conditions d'utilisation des matériaux en remblais.
Les conditions d'utilisation des matériaux en couches de forme.
Le compactage des remblais et des couches de forme.
Le contrôle de compactage.
Les dispositions constructives à adopter pour les remblais particuliers : remblais en zone
inondable, remblais contigus aux ouvrages d'Art et remblais de Grande hauteur.
Le compactage à sec.
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Chapitre 1 : Introduction générale, rappels et notions de base
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Cours : Routes 2
7. Géotechnique routière : Rappel
7.1. Classification des sols selon GMTR
Les Essais De Classification
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Chapitre 1 : Introduction générale, rappels et notions de base
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Cours : Routes 2
7. Géotechnique routière : Rappel
7.1. Classification des sols selon GMTR
Les classes des sols
Pr. Yassine EL HALOUI
Chapitre 1 : Introduction générale, rappels et notions de base
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Cours : Routes 2
7. Géotechnique routière : Rappel
7.1. Classification des sols selon GMTR
Les classes des sols
12 %
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Chapitre 1 : Introduction générale, rappels et notions de base
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7. Géotechnique routière : Rappel
7.1. Classification des sols selon GMTR
Les classes des sols
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Chapitre 1 : Introduction générale, rappels et notions de base
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7. Géotechnique routière : Rappel
7.1. Classification des sols selon GMTR
Les classes des sols
Pr. Yassine EL HALOUI
Chapitre 1 : Introduction générale, rappels et notions de base
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Cours : Routes 2
7. Géotechnique routière : Rappel
7.4. Essai Proctor-CBR-IPI
Exposé 1
7.5. Essais à la plaque, dynaplaque, Westergaard, Déflexion à la poutre Benkelman
Exposé 2
7.6. Conditions d’utilisation des matériaux en couche de forme et en remblai
Exposé 3
7.7. Compactage des remblais et des couches de forme
Exposé 4
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Chapitre 1 : Introduction générale, rappels et notions de base
71
Cours : Routes 2
8. Introduction au dimensionnement des chaussées
8.1. Introduction
Le dimensionnement d’une chaussée consiste à déterminer la nature (matériaux) et l’épaisseur des couches qui la constituent
afin qu’elle puisse résister aux diverses agressions (trafic et environnement) auxquelles elle sera soumise tout au long de sa vie
(durée de vie).
• La chaussée doit donc résister à diverses sollicitations mécaniques dues au trafic et assurer la diffusion des efforts induits par
ce trafic dans le sol support.
• L’application d’une charge roulante induit ainsi une déformation
en flexion des couches de la structure. Cette flexion entraîne des
sollicitations en compression au droit de la charge et des
sollicitations en traction à la base des couches d’enrobés.
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Chapitre 1 : Introduction générale, rappels et notions de base
72
Cours : Routes 2
8. Introduction au dimensionnement des chaussées
8.2. Méthodes de dimensionnement
Théoriques
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Empirique
Chapitre 1 : Introduction générale, rappels et notions de base
Semi
empirique
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Cours : Routes 2
8. Introduction au dimensionnement des chaussées
8.3. Méthodes Théoriques
v Ces méthodes font partiellement appel à une approche analytique. Le dimensionnement est basé sur les calculs d’une
branche de la mécanique des milieux continues appelée mécanique des chaussées.
v Le développement de ces méthodes nécessite l’utilisation des modelés mécaniques (structures multi-couches) afin de bien
reproduire (modéliser) le fonctionnement mécanique de chaussée lors le passage du trafic routier.
v Les calculs selon ces modelés mécaniques permettent de déterminer les les efforts (contraintes) et les déformations
engendrées par le trafic. Ces résultats sont ensuite compares avec les valeurs admissible (limites) des matériaux envisages
de la structure.
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Chapitre 1 : Introduction générale, rappels et notions de base
74
Cours : Routes 2
8. Introduction au dimensionnement des chaussées
8.3. Méthodes Théoriques
Pr. Yassine EL HALOUI
Chapitre 1 : Introduction générale, rappels et notions de base
75
Cours : Routes 2
8. Introduction au dimensionnement des chaussées
8.3. Méthodes Théoriques
Exemple d’un modèle théorique : Modèle Boussinesq
Voir cours géotechnique
Ce modèle est développé en 1885 permet de déterminer les contraintes et
les déformations engendrées par un chargement appliqué.
Les hypothèses prises en comptes pour appliquer ce modèle sont les
suivantes :
• Massif élastique isotrope (E2 ,V2)
• Chargement circulaire uniformément reparti
• Contrainte adm < q0
Contrainte
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Déflexion
Chapitre 1 : Introduction générale, rappels et notions de base
76
Cours : Routes 2
8. Introduction au dimensionnement des chaussées
8.3. Méthodes Théoriques
Exemple d’un modèle théorique : Modèle Boussinesq
Exemple de calcul
On suite, on peut déterminer l’épaisseur de chaussée H’ pour un matériau E1, V1 par :
Avec
Remarque : l’inconvénient majeur de ce modèle est qu’il n’est pas possible d’étudier des structures multicouches
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Chapitre 1 : Introduction générale, rappels et notions de base
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Cours : Routes 2
8. Introduction au dimensionnement des chaussées
8.3. Méthodes Théoriques
Exemple d’un modèle théorique : Modèle multicouches
Pour les modèles multicouches (bicouches et tricouches) le fait que les matériaux soient liées (liant hydraulique ou
hydrocarboné) amené l’existence d’une traction à la base qui constitue l’une des causes principales de la rupture de la
structure.
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Chapitre 1 : Introduction générale, rappels et notions de base
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Cours : Routes 2
8. Introduction au dimensionnement des chaussées
8.3. Méthodes Théoriques
Exemple d’un modèle théorique : Modèle multicouches : Modèle multicouche de Burmister
v La détermination des champs contrainte/déformation se fait
par la résolution numérique de l’équation de Lagrange pour
chaque couche.
v La plus part des méthodes de dimensionnement utilisent
comme base de calcul ce modèle. On peut citer comme
exemple la méthode française de dimensionnement (logiciel
ALIZE-SETRA) (voir chapitre 3)
Pr. Yassine EL HALOUI
Chapitre 1 : Introduction générale, rappels et notions de base
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Cours : Routes 2
8. Introduction au dimensionnement des chaussées
8.3. Méthodes Théoriques
Principe de dimensionnement (voir chapitre 3)
v Pour que la structure dimensionnée soit résistante vis-à-vis les agressions du trafic routier, les contraintes / déformations
calculées (par le modèle) doivent être inferieures aux contraintes / déformations admissibles des matériaux envisagés
(déterminées par des lois expérimentales: fatigue et orniérage).
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Chapitre 1 : Introduction générale, rappels et notions de base
80
Cours : Routes 2
8. Introduction au dimensionnement des chaussées
8.4. Méthodes Empiriques
v Les méthodes de dimensionnement empiriques sont basées sur plusieurs expériences comparant le comportement à long
terme de diverses structures pour différentes conditions climatiques et de trafic.
v Il s’agit donc des essais en vraie grandeur (essais macroscopiques) apportent également de nombreuses informations
nécessaires pour la mise en place des règles empiriques (lois et relations empiriques déterminées par des processus
statistiques et régressions).
v Ces relations / équations mathématiques-empiriques permet de déterminer généralement les épaisseurs des couches de
chaussées en fonction des paramètres lies aux matériaux, trafic, conditions climatiques …
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Chapitre 1 : Introduction générale, rappels et notions de base
81
Cours : Routes 2
8. Introduction au dimensionnement des chaussées
8.4. Méthodes Empiriques
Exemple d’un modèle Empirique: AASHTO
AASHTO :American Association of State Highway and Transportation Officials
v AASHTO est une méthode de dimensionnent empirique. La première version a
été établie en 1961 et la dernière a été établie en 2020 passant par des versions
intermédiaires 1972 et 1993.
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Chapitre 1 : Introduction générale, rappels et notions de base
82