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LA RÉHABILITATION DES CHAUSSÉES MUNICIPALES :LES ÉTAPES DE RÉALISATION DE PROJET
Michel Vaillancourt, ing. Ph.DProfesseur ÉTS
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Plan
• Introduction
• Investigation• Réseau
• Projet
• Paramètres de conception
• Causes des dégradations
• Outils d’auscultation
• Analyse et diagnostic
• Choix des solutions• Conception de réfection et réhabilitation de chaussées
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Cadre des travaux
• Travaux portant sur la réhabilitation des infrastructure souterraine
• Réseau d’égout
• Réseau d’aqueduc
= Reconstruction de la chaussée
• Travaux portant sur la réhabilitation du réseau routier
= Reconstruction de la chaussée
= Réhabilitation de la chaussée
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Investigation des chaussées
• Deux niveaux d’investigation
• Niveau réseau - Niveau projet
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Investigation - Réseau
Par des relevés• De profilomètre• De FWD• D’imagerie
Relevé détaillé de l’état du réseau
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Investigation - Réseau
Établissement des priorités par des critères de qualité• IRI• PSI• PCI• PQI
Planification des interventions par priorité
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• Doit permettre de poser un diagnostic sur les causes des dégradations (souvent l’âge)
• Doit permettre d’établir les paramètres mécaniques résiduels (sur quoi on réhabilite)
Investigation - Projet
Selon deux types d’intervention
Reconstruction de la chaussée
Réfection de la chaussée
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Détermination des paramètres de conception
• La reconstruction et la réfection des chaussées vont nécessiter une investigation différente
• Cas d’une reconstruction• Étude géotechnique routière conventionnelle
• Étude exhaustive pour un portrait détaillé
• Cas d’une réfection• Relevé visuel et auscultation non-destructive
• Étude partielle
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Paramètres de conception d’une reconstruction
• Conception routière conventionnelle basée sur• le trafic• le climat• les matériaux• la capacité portante des sols d’infrastructure• la durée de vie espérée
On connaît généralement assez bien les paramètres mécaniques des matériaux
de chaussée neuve
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Paramètres de conception d’une réfection
• Détermination de l’état de la chaussée1. Relevé visuel
• Quantité et nature des dégradations
2. Caractérisation des matériaux
• Échantillonnage superficiel
• Épaisseur du pavage
• Granulométrie de la fondation
3. Propriétés mécaniques résiduelles
• Couche de pavage – Fondation –
Sous-fondation
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Paramètres de conception d’une réfection1. Relevé visuel
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Paramètres de conception d’une réfection
2. Caractérisation des matériaux de la chaussée (en place et en laboratoire)
• Épaisseur des couches (stratigraphie)• Par carottage de la chaussée
• Échantillonnage de la fondation et
sous-fondation de façon manuelle• Granulométrie (comportement)
• Proportion de particules fines dans la fondation (gélivité)
• Teneur en eau
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Paramètres de conception d’une réfection
3. Propriétés mécaniques résiduelles• Détermination de valeurs objectives plutôt que d’une
appréciation subjective
• Modules résilients ou élastiques des matériaux de chaque couche de la structure (enrobé et granulaire)
• Résistance en pointe et indice de pénétration
• Mesure de déflexion et rétro-calcul
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Outils d’auscultation
• Utilisation d’outils portatifs à l’échelle du problème• Économique (peu de mobilisation)
• Rapide (outils informatisés qui donnent rapidement la réponse)
• Non destructif
• Pénétromètre dynamique
• Déflectomètre portatif
• Déflectomètre à masse tombante
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Outils d’auscultation
• Pénétromètre dynamique
à énergie variable PANDA
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Outils d’auscultation
• Pénétrogramme
Mr
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
0 20 40 60 80 100
Mr (MPa)
Pro
fon
deu
r (
m)
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Outils d’auscultation
• Déflectomètre à masse tombante
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Analyse et diagnostic
• Étude de la chaussée existante pour la conception de la réfection• Recherche de données historiques
• Structure, âge, réfection (rarement disponible)
• Relevé visuel et auscultation non destructive
• Nombre d’années de service supplémentaires envisagé
• Trafic : Résidentiel – Commercial – Industriel
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Outils de conception mécanistes empiriques
Conception de réfection et réhabilitation de chaussées en services
Pour un trafic donné
Pour une durée de vie escomptée
À partir des propriétés mécaniques résiduelles
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Modèle mécaniste -empirique
Performance en fonction
• De la déformation admissible à la base de l’enrobé
• De la déformation verticale à l’infrastructure
eh
sz
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Exemple
• Chaussée résidentielle quelque part dans une municipalité québécoise• Relevé sommaire État global
• Carottage et échantillonnage
• Essais de pénétration dynamique
• Essais de laboratoire
• Analyse des résultats
• Conception
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Exemple• Relevé sommaire État global
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Exemple
Essais de pénétration dynamique - FWD Carottage et échantillonnage
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Exemple - Analyse des résultats
qd = 4,5 MPa
qd = 1,8 MPa
qd = 3,8 MPa
50 mm
150 mm
650 mm
infini
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Exemple• Analyse des résultats
Mr = 115 MPa
Mr = 39 MPa
Mr = 71 MPa
50 mm
150 mm
650 mm
infini
Corrélation qd pénétromètre - Mr
R2 = 0.8393
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
0.0 20.0 40.0 60.0 80.0 100.0
Module (MPa)
Résis
tan
ce e
n p
oin
te
(M
Pa)
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Exemple• État résiduelLe module de l’enrobé a été obtenupar rétro-calcul
Mr = 115 MPa
Mr = 39 MPa
Mr = 71 MPa
50 mm
150 mm
650 mm
infini
EFWD = 500 MPa
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Exemple• État résiduel
Pour un trafic de 12 PL/jourÉCAS = 8700/aneadm = 650 mdef par passage
Mr = 115 MPa
Mr = 39 MPa
Mr = 71 MPa
50 mm
150 mm
650 mm
infini La structure ne joue plus son rôle
EFWD = 500 MPa
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Recouvrement mince• Conception
• Recouvrement de 25 mm EBMr = 115 MPa
Mr = 39 MPa
Mr = 71 MPa
50 mm
150 mm
650 mm
infini
25 mm
± 2.5 ans
Mr = 4000 MPa
eadm = 650 mdef par passage
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Planage et recouvrement• Conception
• Planage de 25 mm
et recouvrement de 50 mm Mr = 115 MPa
Mr = 39 MPa
Mr = 71 MPa
25 mm
150 mm
650 mm
infini
50 mm
± 5 ans
Mr = 4000 MPa
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Décohésionnement et recouvrement• Conception
• Arrachement de l’EB
et recouvrement de 70 mm Mr = 115 MPa
Mr = 39 MPa
Mr = 71 MPa
70 mm
150 mm
650 mm
infini
Mr = 4000 MPa
± 8 ans
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Décohésionnement et stabilisation• Conception
• Décohésionnement
Fondation stabilisée
et recouvrement de 70 mm
Mr = 800 MPa
Mr = 39 MPa
Mr = 71 MPa
70 mm
150 mm
650 mm
infini
Mr = 4000 MPa
> 20 ans
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Résumé
Caractérisation de l’état de la chaussée
+Techniques de réfection appropriées
=Diverses possibilités de conception
pour différentes durées de service