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Manuel de cours M202 : Projet routier - Génie civil
Office de la formation professionnelle et de la promotion du travail Direction de la Recherche et Ingénierie de formation Secteur : Bâtiment Travaux Publics Manuel de cours M202 : Projet routier 2ème Année Filière : Génie civil Option travaux publics Technicien spécialisé Direction de la Recherche et L’Ingénierie de Formation Digital I Infrastructure digitale Version : 01/12/2021 Concevoir un réseau informatique 2 Remerciements La DRIF remercie les personnes qui ont contribué à l’élaboration du présent document : Équipe de conception : AMAL ARBAOUI Formatrice génie civil Équipe de rédaction : MAL ARBAOUI Formatrice génie civil Équipe de lecture : Marieme Karim, Directrice du CDC BTP Asmae Jamaleddine, formatrice animatrice Anas Atmane, formateur animateur Erregui Houda, Ingénieur Techno-pédagogique Habhoub Othmane, Technicien spécialisé en multimédia El Aouaqui Achraf, Ingénieur Intégrateur e-Learning Ait El Quaid Mohammed, Ingénieur en audio-visuel Saadoune Nasser, Ingénieur Intégrateur e-Learning Lahnine Salah-eddine, Ingénieur Techno-pédagogique Équipe de validation : Marieme Karim, Directrice du CDC BTP Asmae Jamaleddine, formatrice animatrice Anas Atmane, formateur animateur Erregui Houda, Ingénieur Techno-pédagogique Habhoub Othmane, Technicien spécialisé en multimédia El Aouaqui Achraf, Ingénieur Intégrateur e-Learning Ait El Quaid Mohammed, Ingénieur en audio-visuel Saadoune Nasser, Ingénieur Intégrateur e-Learning Lahnine Salah-eddine, Ingénieur Techno-pédagogique Les utilisateurs de ce document sont invités à communiquer à la DRIF et au CDC BTP toutes les remarques et suggestions afin de les prendre en considération pour l’enrichissement et l’amélioration de ce module. Direction de la Recherche et L’Ingénierie de Formation Digital I Infrastructure digitale Concevoir un réseau informatique 1 Chapitre 1 : Généralités sur les routes 1. Classification des routes : Le réseau routier au Maroc est réparti en 2 types : UNE VOIRIE URBAINE : située à l'intérieur des villes et elle peut être classée selon les catégories suivantes: -Autoroutes urbaines -Voie express ou Voie rapide -Boulevard -Avenue -Rue -Ruelle etc… UN RESEAU ROUTIER INTERURBAIN ET RURAL : situé en dehors des périmètres urbains et il peut être classée selon les catégories suivantes: -Autoroutes -Rocade (voie de contournement) -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) -Piste Communale (à l'intérieur des communes) -Piste Forestière (à l'intérieur des forêts) Les organismes dont relève la gestion des réseaux routiers sont: - Les collectivités locales (Voirie urbaine et routes communales) - Le Ministère de l’Equipement et des Transports (Réseau classé RN ,RR et RP) - Les Autoroutes du Maroc (ADM) (les autoroutes à péage) - Les Eaux et forêts ( pistes forestières) 2. Terminologie routière : 1. Chaussée : C’est la surface revêtue de la route sur laquelle circulent normalement les véhicules. 2. Accotements : Ce sont deux bandes latérales qui encadrent la chaussée Ils servent : De support latéral à la structure de chaussée, De refuge aux véhicules arrêtés ou en panne ; Ils permettent la circulation des véhicules d'urgence Chaussée 3. Terre-Plein central (TPC) : C’est la partie située au milieu d’une route unidirectionnelle permettant la séparation physique des deux sens de circulation. 4. Plate-forme : C’est l’ensemble : chaussée, accotements et compris éventuellement les terres pleines centrales (TPC) 5. Fossé : Ce sont les excavations aménagées latéralement de part et d’autre de la plate-forme. Ils sont destinés à assainir la plate-forme en collectant les eaux de ruissellement et drainées par la chaussée et les accotements 6. 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 7. Remblais - Déblais Quand la route est construite au-dessus du terrain naturel, on dit qu’elle est en remblais. Quand elle est construite au-dessous du terrain naturel, on dit qu’elle est en déblais. 8. Assiette: C’est la surface du terrain réellement occupée par la route et ses annexes. (Plateforme + fossés + talus) 9. Emprise: C’est la surface de terrain juridiquement affectée à la route et ses annexes. Elle est au moins égale à l’assiette. 10. Dévers: C’est l’inclinaison transversale de la route, en alignement droit il est destiné à évacuer les eaux superficielles. En courbe les devers permettent à la fois d’évacuer les eaux de ruissellement et de compenser une partie de la force centrifuge. 11. Ouvrages d'assainissement: En rase compagne, longitudinalement l’évacuation des eaux pluviales d’une route est assurée par des fossés, transversalement au niveau de la traversée des cours d’eau et des dépressions, les eaux sont évacuées par des ouvrages d’assainissements qu’on appelle aussi ouvrages hydrauliques. 3. Données nécessaires pour l’étude d’un projet routier : La reconnaissance du site de projection de la route est une phase incontournable. En effet, elle permet de collecter les informations nécessaires concernant les différents paramètres qui entrent en jeu dans les études techniques et l’exécution du projet. a. Etude géotechnique : prévoir le comportement du sol le long du tracé routier. La nature des sols à déblayer notamment leur degré de difficulté d’extraction (sol rocheux, sols meubles….) La possibilité de réemploi des sols en fonction du mode d’extraction, des conditions climatiques, des équipements disponibles et de la distance du transport. Incidence des conditions météorologiques vis-à-vis le comportement de sol de remblai (tassement, gonflement). Définition de Pente à donner aux talus de remblai. Dimensionnement de chaussée. b. Etude hydrologique et hydraulique : Elle fournit les données sur les débits et les caractéristiques d’écoulement des cours d’eau, elle fournit la base du calcul du dimensionnement hydraulique des ouvrages d’assainissement. c. Etude topographique : Les travaux topographiques ont pour but de reproduire la géométrie du terrain en planimétrie ou en altimétrie et de définir l’occupation des sols. Ils permettent l’établissement de la conception géométrique (Tracé en plan, profil en long, profil en travers) et le calcul des quantités de terrassement, autrement dit, l’évaluation des cubatures. D’une autre part, la topographie sert pour outil de projection de la route, elle intervient dans toutes les opérations d’adaptation ou de calage des ouvrages, ainsi que l’implantation des axes de la chaussées et le repérage des limites de terrassement (Exemple : Talutage). Etudier un levé topographique : En topographie, un levé c’est l’ensemble des opérations effectuées sur terrain permettant de mesurer des angles, des distances, des dénivelées à l’aide des appareils topographiques. Il a pour objectif de récolter des données existantes sur le terrain en vue de leur transcription, à l’échelle, sur plan ou sur carte. Un levé topographique comporte les éléments suivants : Les coordonnées x, y et Z / les propriétaires/ Les bâtiments/les regards /les arbres/ Les poteaux électriques…. Tous les éléments stables doivent être levés. d. Etude géologique : La reconnaissance de la nature des différentes structures géologiques se formant sur le site, permet d’approvisionner les techniques et le matériel d’exécution de la route qui sera mis à la disposition. Examiner et étudier les cartes géologiques d’un projet : Une carte géologique est la représentation des roches et structures géologiques, présentées à l’affleurement ou en subsurface, d’une région. Son objectif est de présenter la répartition spatiale des faciès lithologiques, leur succession, ainsi que les diverses structures d’ordre tectonique. e. Etude de trafic : Le poids des véhicules est transmis à la chaussée, sous forme de pressions, par l’intermédiaire des pneumatiques, ce qui implique l’adaptation de structure de la chaussée aux besoins de circulation. La dégradation des structures de chaussées est due aux véhicules lourds Le dimensionnement se fait par rapport aux poids lourds Trafic : le nombre de véhicule par unité de temps. Chapitre 2: Les caractéristiques géométriques I. Choix des caractéristiques géométriques : Le choix des caractéristiques du projet dépend fondamentalement de : - Le coût des travaux - Les avantages procurés aux usagers. 1. Les critères de base : Les critères de base qui guident pour le choix des caractéristiques techniques sont : La fonction de la route (classification) ; Le trafic ; La nature du relief et ses caractéristiques de base (topo, géologie, hydrologie, géotechnique…) ; Ces données sont fondamentales pour fixer en particulier les caractéristiques du Tracé en Plan (TP), Profil en Long (PL) ainsi que celles des ouvrages d’art (OA). Le choix des caractéristiques doit donc résulter d’une analyse économique prenant en considération les données du terrain et du trafic. On considère 4 catégories de routes et des routes hors catégories. 2. Les caractéristiques de base : - Profil en long (PL) Déclivités maximales Rayon de raccordement saillant et rentrant - Profil en travers (PT) Largeur de chaussée, largeur de la plateforme, pente des talus - Tracé en plan Rayon de courbure en plan - Ouvrages d’assainissement et dispositifs de drainage Buse, dalots, radiers,OA Tranchées drainantes, drains en arrête de poisson, tapis drainants,….. Structure de chaussée II. Les paramètres fondamentaux d’un projet routier : 1. Vitesse de base (vitesse de référence) : C’est la vitesse qui peut être pratiquée en tout point de la section considérée. Elle est imposée par les zones dont les caractéristiques géométriques sont les plus contraignantes. On considère 4 catégories de routes et des routes hors catégories : 2. Distance de freinage : C’est la distance que parcourt le véhicule pendant le temps de freinage qui annule totalement sa vitesse initiale supposée 𝑉 . d’=0,004 𝑉 𝑓 avec 𝑉 :la vitesse de base f :le coefficient de frottement, il diminue lorsque la vitesse augmente Application : f=0,38 V=100 km/h f=0,44 V=60 km/h 3. Distance d’arrêt : C’est la distance de freinage ajoutée à la distance parcourue pendant le temps perception –réaction avant le début de freinage. Le temps de perception –réaction est l’intervalle qui s’écoule entre l’instant ou devient perceptible l’obstacle et le temps de freinage. En ligne droite En courbe 𝑉 𝑑1 = 0,004 𝑓 +0,55V 𝑉 𝑑2 = 0,005 𝑓 +0,55V Il faut insister sur le caractère conventionnel de ces chiffres. En effet l’adhérence effective peut être inférieure à ces valeurs en cas de mauvais revêtement, pluie ou blocage des roues. 4. Distance de dépassement : C’est la distance permet en sécurité d’abandonner un dépassement en freinant ou de le poursuivre en accélérant si le véhicule opposé freine . 𝑑= 2𝑉1 (0,2𝑉1 + 𝑙) 𝑉1 − 𝑉2 III. Normes géométriques de conception: Les normes sont des documents techniques de référence pour la conception des routes en milieu interurbain et rural. On distingue : • ICTAAL : Instruction sur les conditions techniques d’aménagement des autoroutes de liaison. • ICTAVRU: Instruction sur les conditions techniques d’aménagement des voies rapides urbaine. • REFT : Routes économiques à faible trafic. • ICGRRC: Instruction sur les caractéristiques géométriques des routes en rase campagne. IV. Caractéristiques de base: • Tracé en plan : la projection sur un plan horizontal de l’axe de la chaussée. C’est une succession de droites, d’arcs de cercle et de courbes de raccordement. • Profil en long : Une coupe verticale passant par l’axe de la route, elle est constituée de segments de droites raccordés par des arcs de cercle caractérisés par leur rayon. • Profil en travers : C’est la coupe transversale de la chaussée et de ses dépendances. 1. Tracé en plan : • C’est une succession de droites, d’arcs de cercle et de courbes de raccordement. Zone de transition Alignement droit La combinaison de ces éléments, en coordination avec le profil en long, doit en premier lieu permettre de réserver une proportion convenable de zones où la visibilité est suffisante pour permettre le dépassement. Simultanément, on doit éviter l’effet de monotonie et réduire en conduite nocturne le temps d’éblouissement par les phares lié aux grands alignements droits. Pour faire un bon tracé en plan dans les normes on doit respecter certaines recommandations : L’adaptation de tracé en plan au terrain naturel afin d’éviter les terrassements importants. Le raccordement de nouveau tracé au réseau routier existant; Eviter de passer sur des terrains agricoles et des zones forestières; Eviter au maximum les propriétés privées; Eviter le franchissement des oueds afin d’éviter le maximum d’ouvrages d’arts et cela pour des raisons économiques, si le franchissement est obligatoire essayer d’éviter les ouvrages biais; Eviter les sites qui sont sujets à des problèmes géologiques. 1.1. Rayon de courbure en plan : 𝑽𝟐 𝑹≥ 𝟏𝟐𝟕 (𝜶 + ft) Avec R : le rayon en plan (en m) Vb: la vitesse de référence (de base) (en m/s) ft : coefficient de frottement α: le devers en (%) Les valeurs conventionnelles de 𝒇𝒕 retenues dépendent de la vitesse 𝑉 120 100 80 60 40 𝑓𝑡 0.1 0.11 0.13 0.16 0.25 Pour les normes marocaines on a défini pour chaque catégorie 2 valeurs limites du rayon : Le rayon minimum normal (Rmn) et le rayon minimum absolu (Rma). - Rmn : qui assure la stabilité d’un véhicule dans une courbe déversée à 4%; - Rma : qui assure la stabilité d’un véhicule dans une courbe déversée à 7%. 1.2.Raccordement par arc de cercle : Calcul des éléments d’un tracé en plan (ARTBD) : L’angle au sommet A : c’est l’angle que forme les deux alignements au point d’intersection. Rayon R : le rayon de la courbe Tangente T : la distance sur les deux alignements de part et d’autre du sommet (intersection des 2 alignements) sur laquelle on doit effectuer le raccordement Bissectrice B : c’est la longueur du déplacement du sommet vers la courbe du raccordement Développe D : c’est la longueur totale mesurée sur la courbe du raccordement. Exemple 1 : Connaissant R et A Rayon de courbure R : 250 m, angle A : 180 grades Exemple 2 : Connaissant R et les Gisements Rayon de courbure R :215 m, G1 : 89 grades, G2 : 157 grades 1.3.Raccordement et devers : Dans les alignements droits les chaussées ont un profil en travers constitué : - Soit de 2 versants plans à 2,5 % de pente vers l’extérieur avec un raccordement parabolique central de 1 m de largeur. - Soit d’un versant plan unique à 2,5 % (disposition réservée en principe aux chaussées unidirectionnelles). Dans les courbes déversées, le profil en travers présente un versant plan de pente uniforme vers l’intérieur de la courbe, dit devers. Longueur de raccordement dévers : Pour des raisons de confort le devers est introduit à raison de 2% par seconde de temps de parcours à la vitesse de base de la catégorie considérée ; Ce taux de variations peut être porté à 4% pour les routes de 3ème catégorie, H.C et REFT; Le raccordement du dévers s’effectue toujours en dehors de la courbe circulaire dont le devers est constant , il s’effectue donc sur les alignements droits, sinon sur des courbes de raccordement à courbe progressives disposées de part et d’autre des courbes circulaires ; 𝑳= 𝑽 . (𝒅 + 𝟐, 𝟓) 𝟕, 𝟐 1.4. Régles selon les normes (ICGRRC et REFT) : Régle 1 : Pour Cat. Exp + 1ére C Si R >2 Rmn 2ème Cat. + 3ème C Si R > 1,4 Rmn REFT Si R > 75 m le profil en alignement est Conservé (Profil non dévérsé) Régle 2 : Pour les routes de Catégorie Exceptionnelle, 1ère catégorie et 2ème catégorie, la section de raccordement devers sera obligatoirement une courbe de raccordement à courbe progressive Sauf si : R ≥ 1,4 Rmn Régle 3 : Pour les routes susceptibles d’être enneigées ou verglacées, le dévers sera limité à 5 %. Pour les routes de 3ème catégorie, il ne sera utilisé de courbes progressives que lorsque ce sera nécessaire pour respecter les conditions de variation des dévers. Les valeurs intermédiaires sont calculées à partir des formules d’interpolation ci-après et arrondi au plus proche à 0,5% près : 1.5. Raccordement progressif «clothoide »: Le fait que le tracé soit constitué d’alignement et d’arc ne suffit pas, il faut donc prévoir des raccordements à courbure progressif, qui permettent d’éviter la variation brusque de la courbe lors du passage d’un alignement à un cercle ou entre deux courbes circulaires et ça pour assurer : une bonne lisibilité de la route en annonçant les virages. Permettre à l’automobiliste un braquage progressif. Introduire progressivement le dévers à partir d’un profil en ligne droite en forme de toit. Clothoïde : La Clothoïde est une spirale, dont le rayon de courbure décroît d’une façon continue dès l’origine ou il est infini jusqu’au point asymptotique ou il s'annule La relation fondamentale de la clothoide : 𝑅𝑥𝐿 = 𝐴2 A : Paramètre type de la clothoide L : Longueur curviligne R : Rayon du cercle Les éléments de la clothoide : 1.6. Règles de continuité: La sécurité dans la route dépend de la continuité de ses caractéristiques plus que son niveau d’aménagement. Si R< Rmn ou Rma Règle de continuité. a. Sections de même catégorie : Règle a: Le rayon d’une courbe R ne peut être inférieur au Rmn (ou Rma) que s’il est 𝑅 𝑅 précédé, dans le sens de parcours, d’un rayon R1 tel que : 𝑅1 ⁄𝑅 Exemple 1 : Route 2ème catégorie , Rmn= 250 m, Rma = 175 m pour R = 200 m La distance entre les sommets de ces courbes doit être inférieure à celle correspondant à une minute de temps de parcours à la vitesse de base. 𝑉 .60⁄ 𝑑 3,6 Exemple 2 : Pour l’exemple 1 route 2 ème catégorie , V= 80 km/h Règle b: Après un alignement droit d’une longueur correspondant à plus de 2 mn de temps de parcours, le rayon d’une courbe doit être supérieur au Rma de la catégorie immédiatement supérieure (1500 m pour la catégorie exceptionnelle). Exemple 3 : Route 2ème catégorie , V= 80 km/h B. Sections de catégories différentes : Lorsqu’un même itinéraire comporte des sections de catégories d’aménagement différentes, sans que celles-ci soient séparées par une agglomération importante : 2 sections contiguës ne peuvent appartenir qu’à des catégories immédiatement voisines (C. Excep . 1ère C) ( 1ère C 2ème C) (2ème C 3ème C) Chacune ayant une longueur correspondant à au moins 5 minutes de temps de parcours à la vitesse de base. Une section de transition sera ménagée entre elles et étudiée avec un soin particulier. Cette section devra comporter au moins 2 virages de rayon égal au minimum absolu de la catégorie supérieure. Ces virages devront, pour l’usager venant de la section de la catégorie supérieure, respecter, la règle a annoncée ci –avant. Ils seront espacés, au plus de la distance correspondant à 1 minute de temps de parcours à la vitesse de base de celle –ci. 1.7.Visibilité à l’intérieur d’un virage : Le dégagement latéral des obstacles peut être rendu nécessaire pour assurer la distance de visibilité minimale. 𝒆 = 𝒅𝟐 𝟖𝑹 d : Distance d’arrêt 2. Profil en long : Le profil en long est constitué de segments de droite raccordés par des arcs de cercle caractérisés par leur rayon (particulièrement des paraboles). Pour les segments de droite, on parle de pente ou de rampe suivant que la route descend ou monte dans le sens de la marche appelées déclivités. 2.1. Règles à respecter dans le tracé du profil en long: Eviter les angles rentrants en déblai, car il faut éviter la stagnation des eaux et assurer leur écoulement; Un profil en long en léger remblai est préférable à un profil en long en léger déblai, qui complique l’évacuation des eaux et isole la route du paysage; Recherche un équilibre entre le volume des remblais et les volumes des déblais. Eviter une hauteur excessive en remblai; Remplacer deux cercles voisins de même sens par un cercle unique; Les rampes sont contraignantes pour les véhicules lourds dont elles augmentent les consommations. Elles le sont d’autant plus qu’elles sont plus longues et que le véhicule perd le bénéfice de son élan initial. Le ralentissement de ces véhicules perturbe, de plus, la circulation générale. Cela conduit à limiter autant que possible les rampes à des valeurs bien définies. Pour les routes à larges caractéristiques sur lesquelles on souhaite que la circulation soit aussi peu gênée que possible par la présence des rampes, on prévoit une voie supplémentaire pour les véhicules lents (exemple 3ème voie pour les poids lourds). 2.2. Angle saillant : Le choix des rayons en angles saillants est basé sur les conditions de visibilité d’où RV (rayon de visibilité). Vitesse de base Rmn Rma 40 - 1000 60 2000 1500 80 4000 1800 100 9000 4000 120 16000 7000 2.3. Angle rentrant : Le choix des rayons en angles rentrants est basé sur les conditions de confort. Vb except 1ere 2eme 3eme H.C Rmn 4000 2500 1500 1000 500 2.4. Règles particulières : Règle 1: R peut être < Rmn si p1 et p2>2% Règle 2 : L’usage de déclivité> à 4%(6% pour 3ème C)est interdit ,à moins qu’un calcul de rentabilité en prouve le bien fondé.(pour H.C:7% et 12%); Règle 3 : Les changements de déclivité de moins de 0,46% se feront sans courbe en profil en long. 3. Profil en travers : 3.1. Définition : Profil en travers est une coupe transversale menée selon un plan vertical perpendiculaire à l’axe de la route projetée. Un projet routier comporte le dessin d’un grand nombre de profils en travers, pour éviter de rapporter sur chacun de leurs dimensions, on établit tout d’abord un profil unique appelé «profil en travers type» contenant toutes les dimensions et tous les détails constructifs (largeurs des voies, chaussées et autres bandes, pentes des surfaces et talus, Dimensions des couches de la superstructure, système d’évacuation des eaux ,etc.…). 3.2. Les éléments du profil en travers : 3.3. Les types du profil en travers : Profil en travers type : Le profil en travers type est une pièce de base dessinée dans les projets de nouvelles routes ou l’aménagement de routes existantes. Il contient tous les éléments constructifs de la future route, dans toutes les situations (remblais, déblais et mixte). L’application du profil en travers type sur le profil correspondant du terrain en respectant la côte du projet permet le calcul de l’avant mètre des terrassements. Profil en travers courant : Le profil en travers courant est une pièce de base dessinée dans les projets à une distance régulière (10,15,20,25m…).qui servent à calculer les cubatures. Chapitre 3 : Essais géotechniques routiers I. LES ESSAIS SUR LES SOLS ET MATERIAUX GRANULAIRES : 1. Paramètres de nature : Ce sont des paramètres intrinsèques ; ils ne varient pas, ou peu, ni dans le temps ni au cours des différentes manipulations que subit le sol au cours de sa mise en œuvre. Granularité qui permet de déterminer la distribution des tailles de particules : a. Analyse granulométrique Argilosité qui permet d’identifier la fraction argileuse : a. Essai au bleu de méthylènes b. Equivalent de sable c. Limites d’Atterberg a. Analyse granulométrique : But d’essai : L’analyse granulométrique permet d'étudier la répartition de la taille des grains de solides constituant le sol ou le granulat. On appelle : Refus sur un tamis : la quantité de matériau qui est retenue sur le tamis. Tamisat (ou passant) : la quantité de matériau qui passe à travers le tamis. Principe d’essai : L’essai consiste à fractionner au moyen d’une série de tamis un matériau en plusieurs classes granulaires de tailles décroissantes ; Les masses des différents refus et tamisas sont rapportées à la masse initiale du matériau. Les pourcentages ainsi obtenus sont exploités sous forme graphique. Courbe granulométrique du mélange de Ben Abid ARGI LES SABLES LIMONS FINS GRAVIERS GROS CAILLOUX 100 90 80 passants cumulés(%) 70 60 50 40 30 20 10 0 0.001 0.01 0.1 1 10 100 diamétre(mm) b. L’essai du bleu de Méthylène (VBS) : But d’essai : Le but de l'essai est d'évaluer la richesse d'un sol en argile. Principe d’essai : La valeur de bleu de méthylène VBS représente la quantité de bleu de méthylène pouvant s’adsorber sur les surfaces externes et internes des particules d’un sol .on peut considérer que la VBS exprime globalement la quantité et l’activité de l’argile contenue dans ce sol. L’essai consiste à mesurer par dosage (g de bleu par 100g de matériaux) la quantité de bleu de méthylène pouvant adsorber sur le matériau mis en suspension dans l’eau. Le dosage s’effectue en ajoutant successivement différentes quantités de bleu et en contrôlant l’adsorption après chaque ajout au moyen d’une tache sur un papier filtre. L’adsorption maximale est atteinte lorsqu’une auréole bleu claire persistante se produit à la périphérie de la tâche. c. Limites d’Atterberg : But d’essai : Cet essai permet de prévoir le comportement des sols, en particulier sous l'action des variations de teneur en eau. Il a pour objectif de définir les états d’humidité correspondant aux limites entre les états liquide, plastique et solide en déterminant leurs indices de plasticité Ip et de consistance Ic. Principe d’essai : L’essai se réalise, sur la fraction 0/400 Um, en deux phases: - Recherche de Wl : teneur en eau pour laquelle une rainure pratiquée dans le matériau placé dans la coupelle se ferme ( sur une longueur de 1 cm) après 25 chocs normalisés. - Recherche de Wp : teneur en eau pour laquelle un rouleau de 3mm, confectionné à la main, se fissure. Coupelle - Came Préparation de matériaux Indice de plasticité IP = WL – Wp Indice de plasticité IP < 12 12<IP< 25 25< IP < 40 IP >40 Qualificatif sol non plastique sol peu plastique sol plastique sol très plastique d. Equivalent de sable (ES) : But d’essai : L’essai d’équivalent de sable permet de déterminer la proportion relative des éléments fins (argiles, impuretés) contenus dans un sol grenu (sable ou granulat).Cet essai est important, car la présence d’éléments fins peut modifier le comportement de ces sols. Principe d’essai : L’essai s’effectue sur les éléments de dimensions inférieures à 5 mm (fraction 0 /5 mm du sol).Il consiste à floculer la fraction à tester dans une solution normalisée, et à mesurer, après un temps de repos, les hauteurs du sédiment (sable) et du floculat (fines). Par définition : 𝑬𝑺(%) = 𝑯𝒂𝒖𝒕𝒆𝒖𝒓 𝒅𝒆 𝒍𝒂 𝒑𝒂𝒓𝒕𝒊𝒆 𝒔é𝒅𝒊𝒎𝒆𝒏𝒕é 𝒙𝟏𝟎𝟎 𝑯𝒂𝒖𝒕𝒆𝒖𝒓 𝒕𝒐𝒕𝒂𝒍𝒆 𝒅𝒖 𝒇𝒍𝒐𝒄𝒖𝒍𝒂𝒕 D’après la valeur de l’équivalent de sable, on peut donner la classification du sol : 2. Paramètres de comportement mécanique : a. LOS Angeles (LA) : But d’essai : L’essai Los Angeles caractérise la résistance aux chocs ou la résistance à la fragmentation dynamique d’un matériau de classe granulaire définie (4/6,3; 6,3/10 …). Principe d’essai : L’essai consiste à mesurer la quantité d’éléments inférieurs à 1,6 mm produite par le matériau soumis aux chocs de boulets normalisés et au frottement de la machine Los Angeles. Si M est la masse de matériaux soumis à l’essai et m la masse des inférieurs à 1,6mm produits au cours de l’essai, le coefficient Los Angeles (LA) est définit par: 𝑳𝑨(%) = 𝒎 𝒅𝒖 𝒑𝒂𝒔𝒔𝒂𝒏𝒕 à 𝟏. 𝟔 𝒎𝒎 𝒙 𝟏𝟎𝟎 𝑴 b. Micro Deval sous eau (MDE) : L’essai a pour objet de mesurer la résistance à l’usure d’un échantillon de granulats et leur sensibilité à l’eau. Il consiste à mesurer l’usure des granulats par frottement entre eux en présence de billes normalisées et de l’eau. 𝑴𝑫𝑬 = 𝐌𝐚𝐬𝐬𝐞 𝐝𝐞𝐬 é𝐥é𝐦𝐞𝐧𝐭𝐬 𝐢𝐧𝐟é𝐫𝐢𝐞𝐮𝐫𝐬 à 𝟏. 𝟔𝐦𝐦 𝐩𝐫𝐨𝐝𝐮𝐢𝐭𝐬 𝐚𝐮 𝐜𝐨𝐮𝐫𝐬 𝐝𝐞 𝐥′𝐞𝐬𝐬𝐚𝐢 𝒙 𝟏𝟎𝟎 𝑴𝒂𝒔𝒔𝒆 𝒅𝒖 𝒎𝒂𝒕é𝒓𝒊𝒂𝒖 𝒔𝒐𝒖𝒎𝒊𝒔 à 𝒍 𝒆𝒔𝒔𝒂𝒊 3. Les paramètres de comportement hydrique : a. Teneur en eau : %= 𝒎𝒗 𝒎𝒂𝒔𝒔𝒆 𝒅 𝒆𝒂𝒖 é𝒗𝒂𝒑𝒐𝒓é𝒆 𝒙 𝟏𝟎𝟎 𝒎𝒔 𝒎𝒂𝒔𝒔𝒆 𝒎𝒂𝒕é𝒓𝒊𝒂𝒖𝒙 𝒔𝒆𝒄 Pesage Séchage b. Essai Proctor : Cet essai permet de déterminer la teneur en eau nécessaire pour obtenir la densité sèche maximale d'un sol granulaire par compactage à énergie fixe. Le Proctor peut servir de référence pour caractériser la qualité de compactage réalisé sur le chantier. Les caractéristiques Proctor constituent des critères d'identification d'un sol permettant de situer son état naturel par rapport à son état optimal de mise en œuvre. 4. Autres paramètres : a. Essai CBR : But d’essai : Déterminer la portance d’un échantillon du sol (Aptitude des matériaux de supporter les charges). Principe d’essai : L’essai consiste à mesurer la résistance au poinçonnement d'un certain nombre d'éprouvettes de sol réalisées suivant un processus déterminé. On associe de manière quasi systématique étude Proctor et étude CBR. L’indice portant immédiat IPI CBR immédiat sans surcharge ni immersion Pour la fraction < 20mm de la plupart des matériaux .Poinçonner un échantillon de matériau compacté à l’OPN, avec un poinçon cylindrique normalisé à vitesse constante (1.27 mm/min). Mesurer les valeurs de force correspondant à des enfoncements de 2.5 et 5 mm et les rapporter à des valeurs de référence. 𝑰𝑷𝑰𝟐.𝟓𝒎𝒎 = 𝟏𝟎𝟎 𝒙 𝑭𝟐.𝟓𝒎𝒎 𝟏𝟑. 𝟑𝟓 ( 𝑲𝑵 ) 𝑰𝑷𝑰𝟓 𝒎𝒎 = 𝟏𝟎𝟎 𝒙 𝑭𝟓 𝒎𝒎 𝟏𝟗. 𝟗𝟑 ( 𝑲𝑵 ) 𝑰𝑷𝑰 = 𝑴𝑨𝑿 ( 𝑰𝑷𝑰𝟐.𝟓 𝒎𝒎 ; 𝑰𝑷𝑰 𝟓𝒎𝒎 ) I.CBR indice CBR après immersion Essai identique à I.P.I après immersion pendant 4 jours de l’échantillon surchargé. b. Angularité : Il existe deux notions essentielles : Indice de concassage : L’indice de concassage d’un tout-venant est de x si ce toutvenant 0 /d est obtenue par concassage d’un matériau ayant x % de refus à la maille d. Exemple : un granulat élaboré 0/20 aura un indice de concassage de 70%(IC=70%) si 70% du matériau d’origine a une dimension supérieure à 20 mm. Rapport de concassage : rapport entre la plus petite dimension du matériau soumis au premier concassage et la plus grande dimension du granulat obtenu. 𝑹𝒄 = 𝒅 𝑫 Exemple : Si une grave 0/20 est obtenue par concassage de la grave brute 20/D, le rapport de concassage est de 1. Si un granulat 0/10 est obtenu à partir du concassage de la grave brute 40/D, le rapport de concassage est égal à 4 et dans ce cas on dit que le concassage est pur. Concassage pur : Un tout-venant ou agrégat est qualité de concassé pur quand : 𝑹𝒄 = 𝒅 >𝟒 𝑫 c. Le coefficient d'aplatissement CA : Le coefficient d'aplatissement CA est un paramètre qui caractérise la forme des granulats. La forme souhaitable pour la fabrication de bétons et routes est celle qui s'approche de la Sphère. Car plus les grains son plats ; plus leur mise en place dans les bétons et routes est difficile, et plus ils sont fragiles et glissants. Le coefficient d'aplatissement CA représente le pourcentage des éléments plats dans un granulat. d. L’essai à la plaque : But d’essai : Déterminer le module sous chargement statique à la plaque. Principe d’essai : Pour les plates-formes d’ouvrages de terrassement avec Dmax<200 mm .mesurer l’enfoncement d’une plaque circulaire rigide (diamètre 600 mm) transmettant au sol une pression uniforme. Pour réaliser cet essai, on procède à deux cycles de chargement à vitesse constante (80 daN/s) sur une plaque rigide de 60cm de diamètre. Les résultats sont calculés sur place, puis repris dans un bureau afin de tracer un graphique de l'essai. Avant la mise en place de la plaque, une fine couche de sable est répandue sous l’emplacement de la plaque. Le sable permet de s’assurer que la charge s’applique sur toute la surface de la plaque. Le vérin de 200 KN, lève le massif réaction (6x4), effectue deux cycles successif de chargement : - 1er cycle de chargement : On monte de 0 à 0,25 Mpa, puis on maintient la pression jusqu’à stabilisation de la déformation .On mesure alors l’enfoncement Z1 en mm. Et on descend la pression à 0. - 2ème cycle de chargement : On charge de 0 à 0,20 Mpa puis on attend la stabilisation de la déformation .On mesure l’enfoncement Z2 en mm. Et on descend la pression à 0. La valeur retenue est celle du second chargement : Z2 Les déformations sont mesurées en centième de mètre. II- LES MATERIAUX GRANULAIRES : graves non traités pour couche de base GNR GNA GNB Granularité Tab1 Tab2 Angularité IC (%) > 100 > 100 >35 Los Angles <25 <30 MDE <20 <25 CA <30 H Ip non mesurable ES(0/5)>30 h ES(0/2)>50 ES(0/2)>45 a sinon VB<1 sinon VB<1.5 propreté d GNC GND Tab3 >30 <35 <40 <30 <35 IP<6 sinon VB<1.5 IP<8 graves non traités pour couche de fondation GNF GNF1 GNF2 GNF3 Tab4 >60 >30 <30 <40 <50 <25 <35 <45 - IP<6 et ES(0/2) >45 sinon VB<1.5 IP<8 IP<8 ou VB<2 IP<12 Chapitre 4 : Conception et dimensionnement de chaussée I. Structure de chaussé : La chaussée est constituée de plusieurs couches de matériaux mises en œuvre sur un sol terrassé appelé sol support, son rôle est de supporter les sollicitations du trafic dans les meilleures conditions de sécurité et de confort. a. Couche de forme On peut rencontrer dans un même projet des sols de caractéristiques très variables. Afin d’améliorer et d’uniformiser la portance du sol, on est amené à interposer, entre le sol support et les couches de chaussée, un élément de transition qui peut être constitué soit de matériaux grenus roulés ou concassés, soit de matériaux traités aux liants hydrauliques. b. Les couches d’assise Sont généralement constituées d’une couche de fondation surmontée d’une couche de base. Elles apportent à la structure de chaussée l’essentiel de sa rigidité et elles répartissent les sollicitations, induites par le trafic, sur la plate-forme support afin de maintenir les déformations à ce niveau dans les limites admissibles. c. La couche de surface : La couche de surface se compose de la couche de roulement et éventuellement d’une couche de liaison entre la couche de roulement et les couches d’assise. Elle a deux fonctions. D’une part, elle assure la protection des couches d’assise vis-à-vis des infiltrations d’eau. D’autre part elle confère aux usagers un confort de conduite d’autant plus satisfaisant que les caractéristiques de surface sont bonnes. II. Les matériaux composants le corps de chaussée : Les matériaux composent le corps se présentent en trois familles : - - - III. Matériaux non liés : sols et graves non traités « GNT » GNF 1 ,GNF2 ,GNF3 pour la couche de fondation. GNA ,GNB,GNC pour la couche base . Matériaux traités aux liants hydrocarbonés : Grave bitume GB (GBF pour la couche de fondation, GBB pour la couche de base) Béton bitumineux BB EME enrobé à module élevé …… Matériaux traités aux liants hydrauliques : Grave ciment GC , BC ,BM, Grave améliorée au ciment GAC, Grave valorisée au ciment GVC…. Les types de la chaussée : a. Les chaussées souples : Elles admettent de légères déformations sous l’action des charges avant de reprendre leur aspect initial. C’est une structure de chaussée dans laquelle l’ensemble des couches liées qui la constituent, sont traitées aux liants hydrocarbonés. La couche de fondation et ou la couche de base peuvent être constituées de grave non traitée. b. Structure mixte Elle comporte une couche de surface et une couche de base de matériaux bitumineux sur une couche de fondation en matériaux traités au liants hydrauliques .De plus le rapport de l’épaisseur de matériaux bitumineux à l’épaisseur totale de la chaussée est de 0,5. c. Structure inverse Elle se compose d’une couche de surface et d’une couche de base en matériaux bitumineux, sur une couche en grave non traitée de faible épaisseur, reposant ellemême sur une couche de fondation traitée aux liants hydrauliques. d. Structure rigide Une chaussée rigide est réalisée essentiellement avec un matériau rigide généralement du béton de ciment IV. Dimensionnement de chaussée : Il n’existe pas d’équation mathématique exacte permettant de relier les données de la route aux épaisseurs de couches de chaussée, cependant, il existe plusieurs méthodes pour l’estimation de la structure de chaussée : Catalogue Marocain des structures neuves Méthode A.A.S.H.T.O (Americaine) Méthode ROAD (Anglaise) 1. Paramètres de dimensionnement : Quatre familles de paramètres entrants pour le dimensionnement de la chaussée : le trafic, notamment le trafic poids lourds la plate-forme support de chaussée, le climat, la nature et la qualité des matériaux de chaussées envisagés. a. Le trafic : Le trafic est exprimé en nombre moyen journalier de poids lourds de plus de 8 tonnes en charge sur les deux sens de circulation (NPL). Il est réparti en 6 classes : NPL Classe 0à5 5 à 50 50 à 125 125 à 250 250 à 325 325 à 450 TPL TPL TPL TPL TPL TPL 1 Hypothèses du catalogue Largeur de chaussée (L) 2 3 4 TPL 1 : L 4 m. TPL2 à TPL6 : L ≥ 6 m. 5 6 Agressivité du trafic TPL 1 2 3 4 5 6 Structure souple 0.4 0.4 0.5 0.7 0.8 1 0.7 0.7 0.9 1.2 1.3 1.5 et semi-rigide Structure rigide Taux d’accroissement des poids lourds : Il a été pris égal à 4 % Trafic global : Le trafic global est supposé équilibré dans les deux sens de circulation Durée de vie Durée de vie courte : Durée de vie longue : 10 ans. 15 à 20 ans. Si pour un projet donné, les données réelles de trafic diffèrent des hypothèses énoncées ci-dessus, on utilisera le catalogue en calculant le trafic équivalent en essieu de 13 T (NE) cumulé sur la période choisie et en le comparant au tableau ci-dessous : Durée de vie TPL1 Souple ou semi rigide Courte 8,8.10 Longue 2,2.10 Rigide Longue 4.10 Structure TPL2 3 4 4 TPL 3 4,5.10 1,1.10 2,7.10 4 5 5 1,4.10 3,5.10 6,1.10 TPL4 5 5 5 3,8.10 9,5.10 1,6.10 TPL5 5 5 6 5,7.10 1,4.10 2,3.10 TPL6 5 6 6 1.10 2,5.10 3,7.10 Calcul de NE : NE = NPL . C1 . C2 . C3 . C4 . N4 . CVC NPL : Nombre de Poids Lourds (PTC > 8 T) par jours dans les deux sens à l’année de mise en service. C1 : Si pour TPL 2 à TPL6 la largeur de la chaussée est comprise entre 4 et 6 on affectera le trafic par C1 =1,5 sinon C1=1 C2 : Agressivité du trafic (voir tableau page 3) C3 : Taux d’accroissement des poids lourds c3 = ((1 ((1. 4 ) 1) 1) , 4 a : taux d’accroissement n : durée de vie C4 : Cas de 2x2 voies C4 = 0,8 C4=1 pour une voie pour sens N4 : Coefficient de cumul 6 6 6 N4 = 365 x (1,04 – 1) / 0,04 n : durée de vie CVC : Répartition du Trafic CVC est le pourcentage du trafic sur la voie la plus chargée Cvc =50% = 0,5 si le trafic est équilibré Exemple 1: Calculer le trafic pour une chaussée de : - Largeur 6,5m Chaussée souple Nbre PL >8 t dans les deux sens 51/jour Taux d’accroissement 4% Durée du vie courte 10 ans Exemple 2: Calculer le trafic pour une chaussée de : - Largeur de chaussée 5,5m Durée du vie courte 10 ans Chaussée souple Nbre PL >8 t dans les deux sens 51/jour Taux d’accroissement 5% b. L’environnement : b.1.L’environnement climatique : Quatre zones sont considérées en fonction de la précipitation annuelle moyenne exprimée en mm : Code Dénomination Précipitation H Humide 600 h Semi humide 250 à 600 a Aride 50 à 250 d Désertique < 50 b.2. L’environnement géotechnique : Deux zones sont considérées : Zone I : où les problèmes de stabilité de plateforme sont réglés ou ponctuels. Zone II : où les problèmes de stabilité de plate-forme ne permettent pas d’assurer un comportement sans risque majeur de structure de chaussée (fissuration, affaissement, etc. …), c’est le cas des instabilités de versant et de remblai sur sol compressible. c. La portance de la plate-forme support de chaussée : C’est la portance à long terme qui est prise en compte pour le dimensionnement d’une structure de chaussée neuve. Elle est définie : Au niveau 1 : partie supérieure des terrassements (Sti) Au niveau 2 : au sommet de la couche de forme (Pj) c.1.Détermination de la portance Sti : La portance Sti est estimée à partir de la connaissance des sols de la PST et en . fonction des conditions de drainage et d’environnement Elle est déterminée en prenant en compte les 3 paramètres suivants : L’environnement (zone H,h,a,d) Type de drainage Catégorie du sol ( I,II,III,IV,V).(tableau n 1) NB : La détermination de la portance Sti se fera essentiellement à partir des valeurs de poinçonnement (CBR) et des essais de déformabilité (Module EV2). Les dispositifs de drainage : Les dispositifs de drainage sont de : Type 1 : Bon drainage a) S’ils assurent un rabattement de nappe permanent à –1.00 m sous le niveau 1. b) Si les eaux de ruissellement collectées dans les fossés ne peuvent atteindre en aucun cas les sols de niveau 1. c) Si l’étanchéité de la chaussée et des accotements est assurée et maintenue. Ou c’) Si le cas échéant, la conception du profil en travers prévoit le drainage rapide et sans obstacle de toutes les eaux qui ont pu pénétrer à travers la chaussée et les accotements sans risque d’imbibition des sols rencontrés en partie supérieure du niveau 1. Type 2 : Mauvais ou absence de drainage Si les dispositifs de drainage ne répondraient pas aux trois points a, b, c ou c’. Les catégories du sol : Les sols seront classés à l’aide de la classification RTR Tableau N° 1 : Catégories de sol Catégorie de sol N° Désignation I II III IV V Description Classification Sol très sensible à l’eau Moyennement à faiblement sensible à l’eau Dont la consistance varie très A1, A2, A3, A4, TfAi rapidement en présence d’eau Dont la consistance varie plus B2, B4, B5, B6, C1Ai, lentement en présence d’eau C1B5, C1B6, C2Ai, C2B5, C2B6, TcAi, TfBi, TcB6 Non sensible à Dont les éléments fins sont B1, D1, TcB1, TcB2, l’eau insensibles à l’eau TcB4, TcB5, D2, B3, TcB3 Grossiers Dont les éléments fins sont peu D3, C1B1, C1B2, graveleux à non argileux ou en proportion C1B3, C1B4, C2B1, très réduite C2B2, C2B3, C2B4. Sols Sols tirseux qui présentent très TxA3, TxA4. volumétriquement forts retraits (fissuration) lorsque instables la teneur en eau diminue. La classification de point de vue sensibilité à l’eau et à affirmer par un essai CBR in-situ à 4j dans les zones H et h . Tableau N° 2 : Détermination de la portance Sti D : Déblai R : Remblai (1) : Le choix St2 ou St3 se fait à partir de l’étude CBR avant immersion (2) : Le choix St3 ou St4 se fait par essai de déformabilité Application : L’administration projette la construction d’une route de 20 km. Les précipitations moyennes annuelles dans la région où se développe le projet sont : 450 mm/an. De point de vue géotechnique, la zone du projet est considéré stable. Le projet se développe hors zones inondables et les dispositifs de drainage sont jugés non satisfaisants. Les résultats des essais d’identification du sol traversé par la dite route sont comme suit : Section Dmax % <2mm % < 0.08 mm Wl Wp VBS PK 0 à PK 5 35 45 6 35 21 _ PK 5 à PK 11 20 79 11 _ _ 0 .08 PK 11 à PK 16 40 63 8 _ _ 0 .18 PK 16 à PK 20 25 88 77 31 20 _ Déterminer pour chacune des sections homogènes indiquées ci-dessus la classe du sol et la portance Sti correspondante. Cas des sols fins classes A et B : La portance à long terme des sols fins qui ont moins de 30 % des éléments supérieurs à 20 mm peut être évaluée à l’aide d’un essai CBR. Sti Indice CBR St0 ≤4 St1 ≥6 St2 ≥ 10 St3 ≥ 15 St4 ≥ 25 Cas des sols graveleux et grossiers : Pour les sols à plus de 30 % d’éléments supérieurs à 20 mm et les sols classés C et D, y compris les sables, les essais CBR sont soit non réalisables soit peu représentatifs c’est pourquoi on estime la portance à long terme à partir des essais de déformabilité. Indice St1 St2 St3 St4 Essai à la plaque EV 2 (bars) 100 à 500 > 200 500 à 1200 100 à 200 1200 à 2000 60 à 100 > 2000 Déflexion sous 13T en 1/100 de mm < 60 c.2.Détermination de la portance Pj : Portance minimale : Type de structure Trafic Souple TPL à TPL 1 TPL à TPL 4 Semi-rigide TPL à TPL 3 TPL à TPL 5 Rigide Portance P minimale j 3 6 4 6 Tous trafics P P P P P 1 2 3 2 1 La détermination de la portance Pj dépend : de la nature et l’épaisseur de la couche de forme ; de la portance au niveau 1 (Sti) Si Sti < Pj minimale Il faut prévoir une couche de forme afin d’atteindre la portance minimale exigée. Dans ce cas on a : Pj = Pj minimale Si Sti Pj minimale la couche de forme n’est pas obligatoire. Dans ce cas on a : Pj = Sti = Pi Trafic TPL1 à TPL3 Nature des matériaux F2 Classe Sti Epaisseur couche de Pj forme St0 10 AC + 30 F2 = 40 cm P1 St1 10 AC + 20 F2 = 30 cm P2 Sti 1) F1 TPL4 à TPL6 MT (i > + 30 cm F2 Pi + 1 St0 10 AC + 40 cm F1 P2 St1 10 AC + 25 cm F1 P2 Sti (i > 1) + 40 cm F1 Pi + 1 St0 40 cm P2 St1 25 cm P2 St1 + 50 cm P3 d. Les structures de chaussée : les structures de chaussées correspondent au couple (TPLi , Pj) Plusieurs choix de structures sont possibles 6 fiches de structures Exemple d’une fiche de structure Chapitre 5 : METHODOLOGIE DE TRACE ROUTIER Etape 1: Choix de la catégorie vitesse de référence(ou de base) Le choix de la vitesse de référence dépend de: - Type de route; - Importance et type de trafic; - Topographie; - Conditions économiques d’exécution et d’exploitation. La vitesse de projet Vp : est la vitesse théorique la plus élevée pouvant être admise en chaque point de la route, compte tenu de la sécurité et du confort dans les conditions normales. On entend par conditions normales: - Route propre sèche ou légèrement humide, sans neige ou glace; - Trafic fluide, de débit inférieur à la capacité admissible; - Véhicule en bon état de marche et conducteur en bonne conditions normales. Etape 2: Tracé en Plan - - - - Tracer la route sous forme d’une série de segments aussi parallèles que possible aux courbes de niveau pour minimiser les terrassements. Franchir les obstacles d’une façon économique. Numéroter les sommets et déterminer les angles. Choisir les rayons. Calculer les T,B,D pour les raccordements circulaires et les L,A pour les raccordements à courbures progressives. Si R<Rmn (ouRma), vérifier les règles de continuité. Vérifier pour chaque virage la nécessité d’introduire un devers en fonction du rayon et le déterminer (tableau ou formules d’interpolation). Calculer la longueur L d’introduction progressive du devers à l’aide de la condition de gauchissement (2% ou 4% /s de temps de parcours). Vérifier la faisabilité. (c-à-d L calculée < L alignement projeté) Sinon, introduire une clothoïde : Noter pour chaque virage les paramètres nécessaires: Arc de cercle sans clothoïde :A,R,T,B,D. Arc de cercle avec clothoïde:A,L,D,B,A. Avec A: paramètre type de la clothoïde L: longueur de la clothoïde D : développement de cercle + les deux clothoïdes éventuellement - Vérifier si des surlargeurs sont nécessaires (siR<250m). - Vérifier la visibilité dans les courbes . - Etape 3: Profil en Long - En suivant l’axe du tracé en plan, on relève les côtes et distances partielles au moins des points (qu’on numérote) correspondant à: Début et fin du tracé. Changement de déclivité du terrain naturel. Tangentes et sommets des courbes. Points de rencontre du tracé en plan avec d’autres routes et obstacles. - Tracer la cartouche. - Reporter les alignements et courbes en tracé en plan sur la cartouche. - Reporter le terrain naturel (côtes et distances partielles) en choisissant une Echelle (par exemple 1/100 en z et 1/1000 en s)et un plan de comparaison Ou plusieurs lorsqu’il est nécessaire. - Choisir la ligne rouge (série de segments de droites) qui doit passer par le point de début et celui de fin de projet en respectant: La déclivité maximale et déclivité minimale; Le changement de déclivité maximale; L’équilibre déblais-remblais dans la mesure du possible; La coordination entre le tracé en plan et le profil en long. - Reporter les points suivants: Points fictifs (intersection du terrain naturel avec la ligne rouge) Points de tangence des angles du PL Sommets - Reporter les abscisses des points de tangence par rapport au sommet au niveau des angles. - Localiser les points qui correspondent à des ouvrages d’assainissement. Etape 4: Profils en travers - Choisir les caractéristiques du PT type convenable - Relever les côtes du TN pour l’axe et les extrémités de la plate-forme et deux points éventuellement. - Dessiner les profils en travers qui correspondent: aux points qui figurent au profil en long en utilisant le ou les profil(s) en Travers type(s) - Calculer pour chaque PT la surface des déblais et celle des remblais (à noter à coté du profil en travers (SD et SR) ainsi que le plan de comparaison choisi) Etape 5: Calcul des cubatures Etape 6 : Dimensionnement des ouvrages d’assainissement - Délimitation des bassins versants; - Détermination des paramètres des formules de calcul du temps de concentration et de débit; - Calcul du débit critique; - Calcul des sections; - Choix des dimensions des ouvrages. Etape 7: Dimensionnement de la structure de chaussée - Utilisation du catalogue des structures types des chaussées neuves(édition 1995 révisée) ou dimensionnement rationnel du corps de chaussée. Etape 8 : Estimation du coût du projet Chapitre 6 : Métrés des routes 1. Définition : Le métré (ou avant-métré) consiste à quantifier la quantité d’éléments ou de matériaux nécessaires à la réalisation d’un ouvrage. Cette étape est cruciale car elle permet de définir le coût de réalisation d’un projet. 2. Evaluation des quantités des terrassements : La cubature des terrassements consiste à calculer les volumes de terre à enlever (déblais) et les volumes à apporter (remblai).On peut évaluer les volumes de terrassement à partir des surfaces de remblai ou de déblai obtenus par le profil en travers et les distances entre profils en travers, indiquées sur le profil en long . 2.1. Calcul des surfaces des profils en travers : Le profil en travers permet le calcul de la surface comprise entre la ligne de projet et la ligne du terrain naturel. 2.2. Calcul des volumes de terrassement : La Formule des trois niveaux permet de calculer la plupart des volumes complexes. Soit le volume (fig.1) tel que : Les surfaces S, S1 et S2 sont parallèles entre elles ; Les surfaces extrêmes S1 et S2 sont distantes de la valeur h hauteur du volume ; La surface S’ est située à la mi-hauteur h/2 ; Le volume vaut alors : 𝑽 = 𝟔 (𝑺𝟏 + 𝑺𝟐 + 𝟒𝑺 ) Soit par exemple une partie de terrassement comprise entre les profils en travers P1 et P2 ayant une distance entre eux d1. Le volume compris entre les deux profils en travers P 1 et P2 de section S1 et S2 sera égale à : 𝑽= 𝒅𝟏 𝒙 (𝑺𝟏 + 𝑺𝟐 + 𝟒 𝑺𝒎𝒐 ) 𝟔 Pour éviter un calcul très long, on simplifie cette formule en considérant comme très (𝒔𝟏 𝒔𝟐) voisines les deux expressions Smoy est : 𝟐 Ceci donne : 𝒅𝟏 𝑽𝟏 = 𝟐 𝒙(𝑺𝟏 + 𝑺𝟐) Donc les volumes seront : EntreP1 etP2 𝑽𝟏 = EntreP2 etP3 𝑽𝟐 = 𝒅𝟏 𝒙(𝑺𝟏 + 𝑺𝟐) 𝟐 𝒅𝟐 𝒙(𝑺𝟐 + 𝑺𝟑) 𝟐 . . . . . En additionnant membres à membre ces expressions on a le volume total des terrassements : 3. Evaluation des quantités de la chaussée : Elle consiste à procéder à un calcul géométrique de surfaces pour chacune des couches de la structure de chaussée retenue .L’exemple suivant illustre la méthodologie à suivre pour ce calcul : Structure de chaussée : 15cm GNF2+15cm GNC+ RS Chapitre 7 : Techniques de réalisation des routes I. Composition du chantier routier : Un chantier routier est marqué par la multitude des unités qui le composent et la diversité dans les fonctions remplies par chacune de ces unités, on cite principalement : - La zone de provenance des matériaux : La disponibilité des matériaux dans le site du projet est l’un les facteurs les plus décisifs qui concernent un projet routier. En effet, la détermination des zones de provenance des matériaux est un des objectifs principaux des premières visites des lieux effectuées par l’entreprise. Une zone de provenance des matériaux peut être soit un gisement, et dans ce cas l’entreprise mobilise ses ressources pour l’installation d’une carrière d’exploitation des matériaux en place, ou bien un Oued dont l’exploitation se fait, généralement, par extraction directe des matériaux, par le biais d’engins de génie civil (Pelles hydrauliques, Bulldozers,…). - Laboratoire de chantier : Le laboratoire de chantier intervient comme élément d’identification des matériaux exploitables dans le projet. Disposant des essais géotechniques nécessaires, le laboratoire classifie les zones de provenance selon leur richesse en matériaux valables selon les instructions du CPS et de l’étude faite par le BET. - Concasseur : Une fois les matériaux validés par le laboratoire et extraits, ils sont transportés, par la suite, vers le poste de concassage. Il s’agit d’une chaîne de production composé de plusieurs unités, qui a comme objectif de réduire les matériaux extraits de gros diamètre en matériaux de diamètre spécifique selon l’usage : GNF (0 / 40 mm), sable (0 / 4 mm), gravettes (4 / 10 mm), gravettes (10 / 14 mm). - Poste d’enrobage : Le poste d’enrobage est spécialisé dans la production des enrobés destinés aux couches de base et de roulement de la chaussée. Il prend comme entrées le bitume et les agrégats fournis par le concasseur et prépare les approvisionnements en terme de GBB, EB, Imprégnation, etc. Travaux de terrassement : Les terrassements constituent la première étape dans l’exécution des travaux routiers, ils exigent des techniques bien précises vu la complexité de leur exécution et le volume des ressources matérielles qui y sont mobilisées. Tous les détails et procédures normalisées concernant les travaux de terrassements sont expliqués dans le Guide Marocain des Terrassements Routiers (GMTR), qui englobe tout ce qui est méthodes d’identification des sols à terrasser, ainsi que les conditions d’utilisation et de réutilisation des matériaux extraits. Les travaux de terrassements se décomposent en trois grands volets : - Déblais - Remblais et PST - Couche de forme 1. Procédure d’exécution des terrassements : 1.1. Principe et fonctionnement du GMTR : L’objectif final du Guide Marocain des Terrassements Routiers est de trier les matériaux extraits durant les travaux de terrassements, les classifier et valider leur capacité d’être utilisés comme matériaux pour remblai ou couche de forme : Le GMTR procède par une classification des sols sur trois niveaux, pour définir la classe du sol : Niveau 1 : classification sur la nature du sol selon sa granulométrie, son argilosité et la pétrographie s’il s’agit d’un sol rocheux. Ce niveau distingue 6 classes se sols : Classe A : Sols fins Classe B : Sols de dimensions réduites avec fines Classe C : Sols de granulométrie très étalée Classe D : Sols insensible à l’eau Classe R : Matériaux rocheux Classe F : Sols organiques Niveau 2 : classification sur la nature à l’intérieur de la classe Sous-classes : A1, A2, A3, A4 Sous-classes : B1, B2, B3, B4, B5, B6 Sous-classes : C1Ai, C2Ai, C1Bi, C2Bi Sous-classes : D1, D2, D3 Sous-classes : R1, R2, R3, R4, R5, R6 Sous-classes : F1, F2, F3, F4, F5, F6, F7, F8, F9 Niveau 3 : classification selon l’état hydrique du sol Classe : Aik Classe : Bijk Classe : C1Aik, C2Aik, C1Bijk, C2Bij Classe : D1j, D2j, D3j Classes : Rijk Classes : Fijk Après avoir classifié le sol, le GMTR conditionne l’utilisation des matériaux de déblai en remblai ou en couche de forme selon cette classification et selon les conditions météorologiques qui dominent le chantier. Ainsi, le fascicule 2 du GMTR présente des tableaux expliquant les conditions d’utilisation des matériaux en remblai et couche de forme sous la forme suivante : 1.2. Etapes d’exécution des travaux de terrassement : La première étape dans l’exécution des terrassements est la définition des travaux préparatoires, qu’on peut lister comme suite : - Abattage des arbres - Dessouchage - Démolitions - Déplacements des réseaux existants - Installation de chantier - Implantation des piquets Une fois ces étapes sont réalisées, on procède aux terrassements proprement dits, qui commencent par la première opération de décapage des terres végétales. Il s’agit d’une couche ne dépassant, généralement, pas les 15 à 40 cm d’épaisseur. Les dépôts récupérés par cette opération servent pour remblais dans la phase d’achèvement du chantier qui vise à mettre en état les zones balayées par le chantier. Après le décapage de la terre végétale, on procède aux travaux de déblai et remblai. Il s’agit de la réalisation des plans d’exécution définis par le tracé routier (Profil en long, profil en travers). Les opérations déblai-remblai sont généralement accompagnées par des travaux de talutage et réglage des pentes ainsi que ceux de la mise en œuvre des enrochements de protection en cas de remblais exposés aux courants des oueds. L’exécution des travaux de la couche de forme est, la dernière étape des terrassements routiers. Etant considérée comme plateforme support pour le corps de chaussée, la couche de forme exige une certaine qualité dans les matériaux desquels elle est constitué. Lors de l’exécution des travaux de terrassements, il est primordial de contrôler les paramètres entourant chaque opération : Paramètres à contrôler lors de l’exécution des déblais : de l’altimétrie de la plateforme supérieur des terrassements Paramètres à contrôler lors de l’exécution des remblais : ier remblai et l’atelier déblai l’arase contre la stagnation des eaux de ruissellement Paramètres à contrôler lors de l’exécution de la PST : Paramètres à contrôler lors de l’exécution de la couche de forme : Exécution du corps de chaussée : II. Les différentes phases de construction du corps de chaussées : - Mise en œuvre de la couche de fondation Mise en œuvre de la couche de base Couche d’imprégnation Couche de roulement Pour illustrer ces étapes on va prendre un exemple de chaussée : 25 GNf1 + 8 GBB + 6 EB 1. Mise en œuvre de la couche de fondation : Matériel : Matériel topographique ; Chargeurs ; Niveleuses ; Camions ; Arroseuses ; Compacteurs à cylindres vibrants ; Matériel pour essais de laboratoire (Teneur en eau, densité, …). Procédure d’exécution : - Le transport jusqu'à pied d'œuvre est assuré par des camions 6x4, 8x4 ou semiremorque. Avant le chargement, le chef d'équipe s'assure de la propreté des bennes et de l’absence de toute souillure pouvant polluer la fourniture conformément au CPS. - Des piquets repères en bois ou métalliques sont placés pour servir de guide de réglage. - Le support est humidifié selon les conditions météorologiques avant étalage de la grave non traitée. - Le répandage est effectué à la niveleuse en une seule couche en tenant compte du foisonnement du matériau. Le niveau provisoire de la couche ainsi obtenu devra être au-dessus du niveau théorique pour pouvoir procéder au réglage fin à la niveleuse conformément aux articles du CPS. - Le compactage est effectué au moyen d’un cylindre V4 ou V5 (vibrant). Les modalités de compactage seront décidées par la planche d’essai afin d’obtenir les résultats visées. 2. Mise en œuvre de la couche de base : Matériel : Centrale mobile d'enrobage Bascule de pesage des enrobés ; Répandeuse ; Un alimentateur pour finisseur ; Un finisseur équipé d’une table de pleine largeur permettant d’exécuter le répandage des enrobés en une seule passe ; Chargeur ; Balai mécanique ; Compacteurs à pneus ; Compacteurs Tandem Citernes d’eau ; Une citerne de stockage de l’émulsion d’accrochage ; Camions bennes de 18 à 22 m3 ; Camions de transport de bitume et d’émulsion. Procédure d’exécution : Avant la mise en œuvre de la GB , il faut s’assurer de : - La réception de la GNF1 et de son imprégnation ; - Balayage et nettoyage de toutes impuretés si nécessaire ; - La réalisation de la couche d’accrochage. Les opérations suivantes sont à respecter : - Implantation des limites de la Grave bitume suivant les profils en travers d’exécution; - Les camions sont réceptionnés sur le site par le chef d’application, celui-ci veille à faire stationner les camions devant l’alimentateur ; - Le répandage des enrobés se fait en une seule passe avec le finisseur ; ou bien deux finisseurs pour travailler sur toute la largeur de la chaussée à joint chaud ; - La vitesse d’avancement est ajustée par rapport au débit de la centrale pour éviter la multiplication des attentes; - Le compactage est réalisé conformément à l’atelier arrêté par la planche d’essai ; - La température du grave bitume mesuré derrière la table est supérieure à 130°C. 3. Mise en œuvre de la couche de roulement : Matériel : Centrale mobile d'enrobage Bascule de pesage des enrobés ; Répandeuse ; Un alimentateur pour finisseur ; Un finisseur équipé d’une table de pleine largeur permettant d’exécuter le répandage des enrobés en une seule passe; ou bien deux finisseurs pour travailler sur toute la largeur de la chaussée à joint chaud ; Chargeur ; Balai mécanique ; Compacteurs à pneus ; Compacteurs Tandem ; Citernes d’eau ; Une citerne de stockage de l’émulsion d’accrochage ; Camions bennes de 18 à 22 m3 ; Camions de transport de bitume et d’émulsion Procédure d’exécution : Préparation du support : Avant la mise en œuvre du EB il faut s’assurer de : - La réception de la GB; - Balayage et nettoyage de toutes impuretés si nécessaire ; - La réalisation de la couche d’accrochage. Répandage du BB 0/14 : Le répandage des enrobés est effectué en une seule passe avec un seul finisseur pleine largeur à vis calées. Le finisseur est équipé d’un dispositif d’alimentation en continu assuré par une trémie tampon. Le finisseur, monté sur chenilles, est équipé de tables vibrantes lourdes à haut pouvoir de compactage et de bavettes anti - ségrégation. Compactage : Le compactage des matériaux est réalisé directement après le répandage .Le plan de balayage des engins est conçu de façon qu’il y ait un recouvrement des zones compactées par deux engins d’au moins 50 cm.