DIMENSIONNEMENT DE LA STRUCTURE DE CHAUSSEE
EN
TERRE
3.1 CHOIX DE MATERIAUX45
Avant de passer au dimensionnement de chaussée
en terre, il est bon de faire un choix judicieux de matériaux dans la
réalisation de la couche de revêtement primaire, le choix est fait
sur le sol dit de bonne qualité routière. Mais, que faudrait-il
entendre par sol routier de bonne qualité ?
De nombreux auteurs définissent les
qualités routières d'un sol en fessant observé
:
· Qu'il s'agit d'un sol qui oppose une
résistance au poinçonnement sous l'action des roues des
véhicules, autrement dit, les roues ne doivent pas laisser des traces
d'ornières ;
· Qu'il s'agit d'un sol qui oppose une
résistance à l'usure superficielle ;
· Le coefficient de frottement de la roue sur le
sol doit être suffisant pour que le véhicule ne dérape pas
et que les roues motrices ne patinent pas ;
· Que le sol puisse conserver sa triple
résistance au poinçonnement, à l'érosion ou au
dérapage à n'importe quelle saison de l'année
;
· Les qualités ainsi
énumérées répondent à des exigences
sévères et contradictoires qui apparaissent fort heureusement
dans des sols mixtes associant une argile à un sable et que l'on doit
par conséquent identifier. L'expérience en cette matière
reste le seul juge.
Un bon sol routier ne doit pas non plus contenir des
matières organiques ou d'humus. Dans les pays tropicaux, les principaux
sols routiers rencontrés sont les latérites et les sables
argileux.
Sur base de données géotechnique de
l'office de route, le Maniema dans l`ensemble a deux sortes de sol à
savoir le sable argileux et la graveleuse latérite. Notre choix s'est
attelé pour la graveleuse latérite que nous allons utiliser pour
la couche de revêtement primaire
3.2 DIMENSIONNEMENT DES STRUCTURES DES CHAUSSEE EN
TERRE
3.2.1
Généralité46
Une structure routière étant un
ensemble des couches constituées des matériaux, on doit au
préalable déterminer l'épaisseur de chacune de
ces
45 Cours de construction de route GT2, Prof PHANZU, 2011
- 2012
46 Cours de dimensionnement de route GT2, Prof PHANZU,
2011 - 2012
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couches. C'est ce qu'on entend par dimensionnement de
structure qui du reste est une question très délicate à
résoudre.
Les principes généraux de
dimensionnement ne diffèrent pas fondamentalement de ceux
utilisés dans d'autres domaines de génie civil à savoir ;
vérifier que les contraintes et déformations engendrées
par les sollicitations ne dépassent pas les valeurs admises pour les
différents matériaux constitutifs.
Dans l'étude de dimensionnement des
chaussées, la prise en compte des
facteurs déterminants cités ci -
dessous est l'élément primordial à
considérer.
Il s'agit :
- Trafic (charge par roue, répartition, nombre de
passages) ;
- Conditions locales climatiques et hydrologiques
;
- Portance du sol ;
- Propriétés mécaniques des
matériaux.
3.2.2 Paramètres de base47
La méthode de dimensionnement usuellement
utilisée en R.D.C prend en compte 2 paramètres d'entrée
dans la détermination des épaisseurs des couches.
Il s'agit :
- la portance du sol de plateforme
- le trafic
3.2.2.1 Portance
La portance est la capacité qu'a un sol de
résister aux charges qui lui sont soumises.
Ce paramètre est très important dans la
construction de la chaussée car elle permet d'affirmer ou de
déterminer, à l'aide de l'essai CBR, la qualité d'un sol,
à supporter une structure routière sans qu'il se produise les
phénomènes de tassement excessif.
Dans le cadre de notre travail, d'après les
informations reçues dans le rapport des essais géotechniques
réalisés par l'Office des routes, le sol du territoire de Punia a
un CBR égale à 8.
3.2.2.2 Trafic
Le trafic est une fréquence ou une
répétition des véhicules roulant sur un itinéraire.
Le trafic constitue même la base dans la technique de dimensionnement
d'une chausse.
47 Cours de construction de route GT2, Prof PHANZU, 2011
- 2012
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Il est identifié par :
- Le nombre des véhicules par jour ;
- Le nombre cumulé des poids lourds ;
Pour le cas de ce présent travail et avec la
projection du futur, nous avons alors un trafic qui aurait varié de 30
à 100 véhicules par jour.
3.2.3 Dimensionnement d`Assise
Le dimensionnement d'une route en terre
nécessite un calcul de l'épaisseur minimal des matériaux
sélectionnés pour que le sol de plateforme résiste au
poinçonnement d'une part et une détermination de la
surépaisseur utile pour remédier à l'usure des
matériaux sous le trafic d'autre part, en tenant compte de la
fréquence prévue de rechargement lors de l'entretien.
L'épaisseur totale de la chaussée est
la somme de l'épaisseur minimal calculée à partir de la
méthode adoptée, et l'épaisseur du rechargement dans le
cadre de notre travail nous avons adopté la fréquence
prévue pour le rechargement de 5 ans. Le dimensionnement de la
chaussée consiste à :
- Déterminer les épaisseurs des
différentes couches ;
- Déterminer les matériaux
adaptés ayant des caractéristiques souhaités. Ceci dans le
but :
> D'éviter le poinçonnement de la
plateforme ;
> De permettre à la chaussée de
supporter le trafic.
Notre chaussée étant une route en terre
alors son corps est composé d'une couche d'amélioration ou d'une
couche de roulement ou revêtement primaire
- Couche de roulement48 : couche de
roulement ou couche d'amélioration ou revêtement primaire, il
s'agit toujours de la couche de matériaux dotés de
qualités routières dont on revêt la plateforme, cette
couche de roulement ne prétend pas avoir les qualités d'une
chaussée revêtue : on lui demande seulement d'offrir les
meilleures qualités routières possibles, compte tenu des
matériaux disponibles et du climat.
3.2.4 Méthode de dimensionnement
3.2.4.1 Méthode CBR49
Dans cette méthode, l'épaisseur
dépend du CBR du sol de la plateforme et du trafic prévu
étant donné que certaine plastification de sol est admise, on
prend en compte pour ce dimensionnement un CBR supérieur à celui
habituellement retenue.
48 Gérard MELLIER, La route en terre structure et
entretien, p.33
49 ALBTP et CTGA, Règles techniques pour la
construction routière dans les pays africains de la zone intertropicale,
(Études, conception, construction, entretien), p. 162
50 ALBTP et CTGA, Règles techniques pour la
construction routière dans les pays africains de la zone intertropicale,
(Études, conception, construction, entretien), p. 164
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Pour ce faire, on exploite le diagramme de l'essai
CBR, on trace l'asymptote au courbe effort - déformation qui fournit la
charge de rupture, le CBR est calculé par un enfoncement de 2,5 mm,
à partir de la pression égale à la moitié de la
contrainte de rupture on obtient ainsi le CBR corrigé utilisé
pour la détermination de l'épaisseur de la chaussée par la
formule de Peltier :
100 + *75 + 50Log N 100 vp
345 + 5
e =
(Source : Règles techniques pour la
construction routière dans les pays africains de la zone
intertropicale)
Avec :
- e : épaisseur en cm ;
- N : nombre de poids lourds de plus de 3 T par jour
;
- P : poids de la roue maximale de roue(ou de deux roue
jumelés).
3.2.4.2 Calcul de l'usure sous le
trafic50
L'estimation de l'épaisseur correspondant
à l'usure annuelle des routes en terre est calculée de deux
façons dans le guide de dimensionnement du CEBTP :
- L'estimation partant sur l'observation de routes
d'Afriques tropical
Tableau 3-1 : Usure sous le trafic
3.2.4.3 Epaisseur totale de la
chaussée
Epaisseur est obtenue de la manière suivante
:
eCh = e + (GLA X n)
Avec :
- e : l'épaisseur minimale de la
chaussée
- GLA : l'épaisseur de l'usure
annuelle
- n : nombre d'année avant le premier
rechargement, pour ce travail on a
choisi une période de 5 ans
3.2.4.4 Illustration par rapport à notre
travail
Poids maximale pour une roue en RDC est de 6,5T, pour un
trafic de 30 - 100 nous aurons 75 véhicules poids lourds de plus de 3 T
ou le 30% du trafic général.
100 + *75 + 50Log 75
100 f6,5
e =
11 + 5
= 25,17 25 cm
51 ALBTP et CTGA, Règles techniques
pour la construction routière dans les pays africains de la zone
intertropicale (Études, conception, construction, entretien), Pg.
163
Sachant que notre route a un trafic de 30 - 100
véhicules par jour selon le tableau du guide du CEBTP nous aurons une
usure annuelle de 2 cm/ans.
D'où l'épaisseur totale sera égale
a :
eCh = 20 + (2 X 5) = 25 + 10 = 35 cm
Donc e = 25 cm
eCh = 35 cm
3.2.4.5 Méthode des abaques TRRL (Transportation
Road Research
Laboratory)51
Cette méthode permet également de
calculer l'épaisseur minimale pour une route en terre, elle est fonction
du CBR du sol de plateforme et du trafic de véhicule de plus de 3 T
(poids lourds). Cet abaque nous donne pour une classe
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de trafic et un indice de CBR corrigé
donné, l'épaisseur minimale de la chaussée en cm, dans le
cadre de notre travail nous avons un CBR corrigé de 11 et un trafic C,
nous aurons une épaisseur minimale de 20 cm.
Epaisseur des couches de chaussée (en
cm)
Dimensionnement des chaussées en terre
Figure 3-1 : Abaque du RRL
Compte tenu de l'usure sous le trafic de 2 cm/ ans
pour le graveleux naturel pour un trafic allant de 30 à 100
véhicule par jour, nous dirons que notre épaisseur totale de la
chaussée sera égale à 25 + 10 = 35 cm.
Comme je l'avais énoncé au début
de ce point (structure de la route), que la méthode que nous avons
utilisé pour ce travail est la norme de dimensionnement de route en
terre suivant la méthode congolaise de l'office de route, qui
prévoit pour un CBR corrigé de 11% une couche de roulement de 25
cm.
Notre route est dimensionnée de la manière
suivante : Couche de revêtement primaire :
couche d'amélioration de 15 cm en graveleux
latérite couche de roulement de 20 cm en graveleux
latérite
Remblais ou
Sol support
Plate-forme
Arase
1 m
Partie supérieure des terrassements
(PST)
Couche d'amélioration
Couche de forme
Figure 3-2 : Structure
proposée
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