Préfissuration des assises de chaussées

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Unformatted text preview: Note d'information Chausses dpendances 112 Prfissuration des assises de chausses en grave hydraulique septembre 2002 Auteur : Observatoire des techniques de chausses diteur : Setra La prsente note d'information, crite dans le cadre de l'Observatoire des Techniques de Chausses, fait le point du dveloppement de la prfissuration pour les assises de chausses en grave hydraulique. Elle complte les notes d'information no57 "Techniques pour limiter la remonte des fissures" de mars 1990 [1] et no93 "Systmes limitant la remonte des fissures transversales de retrait hydraulique" d'avril 1997, [2]. Les trois systmes de prfissuration existants, sont dcrits et leur efficacit long terme (7 8 ans) a t value sur sites. Ils ont t compars des sections tmoins non prfissures. Ce bilan ne peut tre considr comme dfinitif dans la mesure o certains suivis n'ont pas assez de recul et mriteraient d'tre bass sur un chantillonnage plus large. La prsente note propose en conclusion les mesures d'accompagnement associer la prfissuration pour la rendre plus efficace. 1 - Description des techniques Les graves hydrauliques quelle que soit la nature du liant, donnent lieu, lors de la prise des matriaux, une fissuration de retrait. Sous l'effet des variations thermiques et du trafic poids lourds, ces fissures traversent les couches de roulement et peuvent ainsi, entraner des dsordres, d'abord de surface, puis de structure aux chausses. La prfissuration consiste crer, lors de la mise en oeuvre des matriaux hydrauliques, des discontinuits transversales pour, l'instar des chausses en bton en dalles, introduire une discontinuit dans la grave hydraulique, qui doit se transformer ultrieurement en fissures fines. On cre ainsi en surface de la grave un chemin de fissuration prfrentiel pour viter une diffusion anarchique. L'objectif est de limiter la gravit des fissures remontes en surface de l'enrob des fissures fines ne ncessitant pas ou peu d'entretien. Le pas de fissuration de 2 3 mtres selon les techniques, a t tudi pour conserver un bon engrnement et donc un transfert de charge satisfaisant, afin de limiter les risques de mouvements verticaux. Trois procds et dcrit ci-aprs : ont t mis au point le procd CRAFT (CRation Automatique des Fissures Transversales) : il a t mis au point par l'entreprise Cochery Bourdin et Chauss (aujourd'hui Eurovia), associe au Rseau Technique du Ministre de l'Equipement. Le procd est aujourd'hui tomb dans le domaine public et peut tre utilis par toutes les entreprises. Il a fait l'objet d'un avis technique no 70 de juillet 1993 [3], mais sa priode de validit est aujourd'hui dpasse et il n'a pas t renouvel. Il consiste crer, avant compactage final, un sillon transversal l'aide d'un couteau mont sur un engin mcanique (type tracto-pelle), de projeter simultanment une mulsion de bitume et de refermer le sillon. Le pas est gnralement de 3 mtres ; le procd"JOINT-ACTIF" : ce systme est brevet par SETEC Gotechnique et utilis par 1 l'entreprise SACER. Il fait l'objet de l'avis technique du Comit Franais pour les Techniques Routires, no 102 de juillet 1997 [4]. Il consiste crer, avant compactage, une discontinuit transversale de la couche traite, par insertion d'un joint plastique de forme sinusodale, par vibro-fonage. La fermeture du sillon est assure par la machine, conue spcialement. Le pas de prfissuration est de 2 mtres. Les caractristiques du joint peuvent tre adaptes en hauteur (de 0,20 0,24 m) et en longueur (de 2,30 2,90 m) ; le procd "OLIVIA": il a t mis au point par l'entreprise Viafrance (aujourd'hui Eurovia). Une poutre tlescopique monte sur engin mcanique supporte un outil capable de crer, avant compactage un sillon transversal et d'y insrer un film plastique, une profondeur rglable. En gnral, la hauteur du film est gale au tiers de l'paisseur du matriau trait, de l'ordre de 7 cm. La machine assure galement la fermeture du sillon. Le pas est gnralement de 3 mtres. Ces trois procds s'intgrent dans l'atelier de mise en oeuvre, sans perturber le droulement et la cadence du chantier. fissure de type C : ramifie et ddouble, quelle que soit sa longueur, fissure de type D : trs dgrade avec dpart de matriaux, flache et remonte de fines et/ou faenage. La prfissuration, en thorie, pour tre considre comme efficace, doit permettre d'avoir un pas de fissuration rapproch, mais ne comporter que des fissures fines de classe A ou B priori considres comme non prjudiciables pour le comportement et l'entretien ultrieur de la chausse. 4 - Rsultats observs par procd Les premiers chantiers de prfissuration recenss datent de 1988-1989. Les observations sont plus nombreuses sur le procd CRAFT que sur "JOINTACTIF" et surtout que sur "OLIVIA "qui est plus rcent. En consquence, elles portent sur les chantiers les plus anciens ; les techniques et le matriel de mise en oeuvre ont souvent volu aux cours des annes. Pour faciliter la comparaison et valuer l'intrt de la prfissuration, quelques chantiers de grave hydraulique sans prfissuration, ont t suivis. Les sections tmoins les plus intressantes tant celles situes sur le mme itinraire et ralises dans les mmes conditions. L'paisseur de la couche de roulement en enrob, jouant un rle important vis--vis de la remonte de la fissuration, les chantiers de rfrence ont tous entre 8 et 10 cm d'enrob et le trafic est de classe T1 ou T0. Dix sept sections tmoins ont t retenues sur le rseau national et rparties travers la France. Pour faciliter la lecture des tableaux, tous les relevs de fissures ont t ramens, par une rgle de trois, des sections de 1000 m. Le pas,indiqu dans la dernire colonne, est le rsultat arrondi de la division de 1000 m. par le nombre total de fissures. un ge de 8 10 ans, en moyenne,(*) l'tat de la fissuration sur les sections tmoins est le suivant par sections de 1000 mtres : Technique tmoins 2 - Dvloppement des techniques (au 01/01/2001) L'utilisation des techniques de prfissuration est lie celle des assises de chausses en grave hydraulique. Celles-ci sont, en France, en constante rgression depuis 10 ans. Les chiffres communiqus par les entreprises routires font tat du dveloppement suivant (en m2 de chausses traites) : procd CRAFT, environ 4 millions "JOINT-ACTIF", environ 0,8 million "OLIVIA ",environ 1,4 million 3 - Mthodologie de suivi La mthodologie de suivi mise en place a t d'observer la remonte des fissures travers la couche de roulement en enrob. Cette observation est effectue la sortie de l'hiver. Le relev de l'tat et de l'importance de la fissuration est effectu selon le principe suivant. Les fissures observes sont classes en 4 niveaux d'tat : fissure de type A ; amorce fine non dgrade et de longueur infrieure 1,5 mtre, fissure de type B ; franche de longueur suprieure 1,5 mtre et non dgrade, ( ) Nb et tat des fissures A 10 B 40 C 25 D 2 pas (m) 13 4.1 Procd CRAFT Quatorze chantiers ont t retenus et suivis. Lorsque le procd est utilis seul, on constate que la fissuration apparat vers 5 6 ans. Aprs 6 ans le pas de fissuration diminue rapidement correspondant une prfissure sur trois ou quatre. Ces fissures d'abord rectilignes, fines et non dgrades, voluent alors * note : la moyenne ne suffit pas dfinir l'tendue et la variation des valeurs qui sont souvent disperses, mais elle permet de dfinir une tendance donnant l'ordre de grandeur du phnomne observ. 2 rapidement en catgorie C ou D avec ddoublement et dgradation de l'enrob de surface. La discontinuit thorique tous les trois mtres, n'est pas observe en surface de l'enrob un ge de 8 10 ans. Globalement le pas de fissuration est plus faible que sur les sections tmoins, (influence de la discontinuit), mais l'volution des fissures va en se dgradant et est du mme ordre de grandeur que sur les sections tmoins. En revanche, associ un dispositif anti-fissure tel qu'un gotextile imprgn, l'efficacit est amlior. Sur quatre sites importants (trafic T1-T0), 8 hivers, le niveau de fissuration reste faible. On peut penser que la prfissuration a gnr des fissures suffisamment fines pour que le gotextile empche leur remonte, tant que l'engrnement, au niveau des dalles cres, reste de bonne qualit (alors que lorsque les battements sont importants, le gotextile est inefficace [2]). En moyenne 8 ans l'tat des fissures observes est le suivant par 1000 mtres : Technique Craft seul Craft + go. tmoins Nb et tat des fissures A 10 7 10 B 40 5 40 C 30 0 25 D 5 0 2 Les rsultats ci-aprs sont donc prendre avec prcaution et ne peuvent constituer qu'une tendance. Globalement les rsultats sont intermdiaires entre ceux du CRAFT et du "JOINT ACTIF". En revanche, l'association de la technique avec un gotextile, mme si elle est moins spectaculaire qu'avec le procd CRAFT, indique une amlioration notable du comportement de l'ensemble. A un ge de 6 8 ans, l'tat de la fissuration est, en moyenne, le suivant par 1000 mtres : Technique Olivia seul Olivia + go. tmoins Nb et tat des fissures A 25 20 10 B 40 30 40 C 15 1 25 D 1 0 2 pas (m) 12 20 13 5 - Conclusion L'efficacit de la prfissuration est fonction de la solution technique employe. Celle du type CRAFT, sans mise en oeuvre d'un lment matriel pour crer la discontinuit (profil ou film plastique), n'a pas montr de diffrence significative avec les sections sans prfissuration, lorsqu'elle n'est pas associe un complexe anti-fissures. La prfissuration cre tous les 3 mtres ne joue pas pleinement son rle ; la fissuration observe aprs 8 ans avec un pas de l'ordre de 12 mtres peut indiquer un mauvais fonctionnement du systme, qui ne cre pas suffisamment la discontinuit. La mise en place de dispositif physique, en particulier avec le systme "JOINT ACTIF" semble plus efficace vis--vis de la remonte de la fissuration. Lorsqu'elle rapparat, elle reste fine, rectiligne et peu dgrade. (Il n'entre pas dans les objectifs du Collge de se prononcer sur l'influence de la prfissuration vis--vis du dimensionnement). Le procd "OLIVIA" avec un chantillonnage rduit, semble montrer un comportement se situant entre les deux techniques. Comme le conseillait dj la note SETRA no 57 [1] en 1990, la mise en oeuvre d'un complexe antifissure "trs efficace" est donc indispensable quelle que soit la classe de trafic avec le procd du type CRAFT. Sur tous les sites observs, l'utilisation d'un gotextile, associ la prfissuration, a t d'un intrt certain, avec une paisseur d'enrob d'au moins 8 cm. D'autres dispositifs anti-fissures existent, mais ils n'ont pas t utiliss, ou n'ont pu tre observ par le Collge. pas (m) 12 80 13 4.2 - Procd"JOINT-ACTIF" Onze chantiers ont t retenus et suivis. L'efficacit du dispositif est meilleure, bien que le recul soit un peu moins important que pour le CRAFT (6 8 ans). Cependant, jusqu' 6 ou 7 hivers, le niveau de fissuration observ reste faible. Il y a globalement moins de fissures traverser la couche de roulement. Le systme, par interposition d'un dispositif physique cre une discontinuit tous les 2 mtres. Le procd a t rarement associ un gotextile et n'a jamais t observ dans cette configuration. A un ge de 7 8 ans, l'tat de la fissuration est, en moyenne, le suivant par 1000 mtres : Nb et tat des fissures pas Technique (m) A B C D Joint Actif tmoins 4 10 5 40 5 25 4 2 67 13 4.3 Procd "OLIVIA " Le nombre de chantiers suivis est plus faible, et la technique est galement plus rcente, (6 7 ans) que le CRAFT. Seulement cinq sites ont pu tre conserv pour l'exploitation dont trois avec association d'un gotextile. 3 En consquence, le matre d'oeuvre, s'il retient la technique de prfissuration sur une assise de grave hydraulique, (comme le recommande le catalogue des structures types de chausses neuves de 1998) [5], doit associer systmatiquement la prfissuration, sans interposition d'un lment physique ( du type CRAFT), un complexe antifissures. Par exemple un gotextile coll en partie suprieure de la grave qui a montr son efficacit dans ce cas d'application. Un soin particulier doit tre apport sa mise en oeuvre, notamment vis vis du collage des diffrentes couches, et notamment de l'enrob de surface. S'il utilise un dispositif matrialis par un profil tel que le procd "JOINT ACTIF", le gotextile ou autre complexe anti-fissures n'est pas ncessaire, sauf si le matre d'ouvrage souhaite limiter au maximum les fissures en surface de l'enrob. Pour le procd "OLIVIA", il reste recommand, tant que le champ d'exprience et le recul ne sont pas suffisants. Par ailleurs, on a pu observer sur des sections o la couche d'enrob tait faible, de l'ordre de 4 cm, une apparition rapide des fissures avec une dgradation tendant au ddoublement et au faenage. Ceci tend montrer que la prfissuration ne doit en aucun cas conduire sous dimensionner la couche de roulement. A titre indicatif, l'ordre de grandeur du cot de la prfissuration seule est le suivant selon l'importance du chantier (en euro, TTC par mtre carr de chausse traite) : procd CRAFT de 0,9 1,4 procd "OLIVIA" de 1 1,5 procd "JOINT ACTIF" de 1,3 1,8. Bibliographie [1] Note d'information SETRA, numro 57, Techniques pour limiter la remonte des fissures la surface des chausses semi-rigides, mars 1990. Auteurs:VAUTRIN JC et VERHEE F. [2] Note d'information SETRA, numro 93, Systmes limitant la remonte des fissures transversales de retrait hydraulique, Avril 1997 - Auteurs: GILOPPE D.,LAURENT G. et MILLAT [3] Avis technique chausses no 70, avril 1993 - Commission gnrale des avis techniques routes. Technique de prfissuration CRAFT (COCHERY,BOURDIN,CHAUSSE) [4] Avis technique chausses no 102, juillet 1997, CFTR. "JOINT-ACTIF" (SACER) [5] Catalogue des structures-types de chausses neuves , SETRA-LCPC, octobre 1998. Rseau routier national (Lettre circulaire du 26 octobre 1998 concernant l'application du catalogue des structures types de chausses neuves.) Le S et r a ap p ar t i ent a u Rs ea u S c i ent i fi q ue et Tec hni q ue d e l 'q ui p ement Cette note, ainsi que toutes les notes d'information SETRA, peut tre consulte sur (http://dtrf.setra.i2) Cette note a t rdige par : L'Observatoire des Techniques de Chausses - techniques limitant la remonte des fissures Didier GILOPPE - CETE de ROUEN 02 35 68 82 34 Gilles LAURENT - CETE de L'OUEST 02 40 12 85 15 Paul MILLAT - CETE de LYON 03 85 86 67 27 Avec la participation d'Yves MEUNIER reprsentant l'USIRF Setra. 46, avenue Aristide Briand - B.P. 100 - 92225 BAGNEUX Cedex - France 33 (0)1 46 11 31 31 - tlcopie 33 (0)1 46 11 31 69 Renseignements techniques : Christian AUTRAN - SETRA/CSTR - 33 (0)1 46 11 34 84 -tlcopie 33 (0)1 46 11 36 80 Bureau de vente : 33 (0)1 46 11 31 53 - rfrence du document : D0229 Internet : http://www.setra.equipement.gouv.fr Ce document a t dit par le SETRA, il ne pourra tre utilis ou reproduit mme partiellement sans son autorisation. 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