Le cadre théorique des chaussées souples révèle des dégradations alarmantes sur le boulevard de l’indépendance à Likasi. Cette étude, utilisant des méthodes innovantes, propose des solutions de réhabilitation essentielles pour garantir la durabilité des infrastructures routières.
CARACTERISTIQUES DE LA ROUTE
La route est l’ensemble formé par : le sol support ou terrain, la terre-plein central, les accotements ou trottoirs et les ouvrages routiers et essentiellement par la chaussée comme sur la figure 2 suivante9 :
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Figure 2: Structure générale d’une chaussée (Dr Ismaïla GUEYE, 2011)
Les chaussées souples sont constituées par des couches superposées des matériaux au sein desquels la répartition des charges se fait par des mécanismes classiques de distribution des contraintes dans le sol. Les couches supérieures sont plus résistantes et moins déformables que les couches inférieures.
Une chaussée souple est constituée de trois couches principales : la couche de fondation, la couche de base et de surface. Les couches de base et de fondation constituent les assises de chaussée ou corps de chaussée éventuellement complétées par des sous couches10 :
- Une couche de forme employée lorsque le terrain naturel présente des caractéristiques particulièrement médiocres et hétérogènes. Cette couche est réalisée par terrassement du terrain naturel. Lors des travaux, elle protège le sol support, contribue au nivellement, permet la circulation des engins de chantier, de rendre plus homogène les caractéristiques du sol terrassé et protège celui-ci de gel.
9 Yannick KIYUKENO, op.cit., P.26
10 Bertin PHILLIPE, op.cit., P.22
Une sous couche de fondation peut être anti-contaminante (environ 10cm) qui empêche la contamination par les particules lors de compactage ou en service. Une sous couche anticapillaire pour limiter la remontée capillaire en présence d’une nappe aquifère.
- Sous couche drainante qui assure le drainage.
Le sol support
Il s’agit du support sur lequel la route et ses dépendances sont construites. Il peut demeurer dans son état naturel ou être amélioré avant construction de la route11.
La Chaussée
Les chaussées sont des structures constituées de plusieurs couches surmontant un ensemble appelé plateforme ou support de la chaussée, constituées du sol support le plus souvent protégé par une couche de forme12. De bas en haut, le corps de chaussée comporte généralement les éléments suivants :
- la couche de fondation ;
- la couche de base ;
- et la couche de surface.
Il s’agit d’une succession de couches de matériaux dont la résistance géotechnique décroît généralement de la surface vers la profondeur.
La couche de forme
Elle est rattachée aux terrassements, c’est une couche de transition entre le sol- support et le corps de chaussée. Elle est constituée de matériaux naturels sélectionnés (sable, grave). Elle se charge de protéger le sol-support et d’établir une qualité de nivellement ainsi que de rendre plus homogène et d’améliorer les caractéristiques dispersées des matériaux de remblai ou du terrain en place vis-à-vis du fonctionnement mécanique de la chaussée13.
La couche de fondation
Dans la couche de fondation, les qualités de résistance aux déformations permanentes et celles de rigidités doivent se conserver sous l’effet de trafic. Pour cela, les granulats doivent résister à la fragmentation et à l’attrition. Cette couche doit rester insensible à l’eau, au gel et aux fortes températures pour que ces qualités demeurent quelles que soit les conditions climatiques14.
11 Michel RUBAN, Maitrise de la qualité en construction routière, éd.Eyrolles, 2013, P.63
12 Idem P.72
13 André-Gilles DUMONT et Mickaël TILL, voies de circulation, éd.Eyrolles, 2017, P.162
14 Idem P.36
En général, la réalisation des couches de fondation ne pose pas assez de difficulté car un grand nombre de matériaux sont convenables, soit améliorés par un traitement approprié, soit simplement apportés. On peut utiliser les graves concassés ou le tout-venant.
La Couche de surface
Dans une chaussée, la couche de surface joue un rôle important, de son choix dépendront les choix au niveau des couches inférieures. Elle sert de protection pour les couches de base, résiste au cisaillement et absorbe les efforts horizontaux.
MATERIAUX UTILISES DANS LA CONSTRUCTION DES ROUTES
Les matériaux utilisés sont d’une part des pierres, graviers, des sables employés dans les routes d’autre part des liants hydrocarbonés.
Les pierres et les graviers
- Matériaux à granulométrie serré
Les matériaux pierreux, graveleux, sableux utilisés dans la construction des routes se divisent en deux grands groupes qui correspondent à la technique d’emploi bien différent. Les matériaux à granulométrie serré dite parfaite, comportant une forte proportion, ils sont exposés à l’usure interne. Pour cette dernière raison on les choisit dans les roches dures, et sont utilisés comme macadam enrobé ouvert15.
Matériaux à granulométrie pleine
Parfois aussi ils sont dites pleines, destinés à être compactés et par leurs résistances à la compacité et cohésion. Ils sont utilisés pour le sol stable d’une route.
La dureté de ces matériaux peut-être moins grande que celle de matériaux à granulométrie ouvert, qui sont généralement fournit par concassage de roche dure en carrière. Le matériau plein vient le plus souvent des gisements grenus naturels améliorés, il peut aussi provenir de concassage des pierres de dureté moyenne. Notons que la résistance d’un matériau pierreux dépend de deux éléments16 :
- D’une part la dureté de la roche ;
- D’autre part du mode de concassage de la roche qui influence le plus souvent la forme d’un matériau.
15 Direction générale des autoroutes et routes (MET), Dimensionnement et renforcement des chaussées, Bruxelles, 2001, P.60
16 Hermès-LAVOISIER, Fatigue des matériaux et des structures 1, Ed. Eyrolles Paris, 2008, P.234
Matériaux à éléments fins
Les matériaux sont le résultat du sol naturel, ce sont des matériaux améliorés ou composés, souvent17.
Matériaux utilisés pour différentes couches
- Couche de fondation
La couche de fondation assure une diffusion des contraintes afin de les amener à un taux de compactibilité avec la portance du sol, elle doit être construite avec des matériaux ci- après :
- graveleux latéritiques naturels ;
- Graveleux latéritiques améliorés (avec ciment ou chaux) ;
- Les graves naturels ;
- Matériaux coquilliers naturels ou améliorés (haut fourneau).
Couche de base
La couche de base est soumise à des contraintes de compression plus élevé ainsi aux efforts des cisaillements. Elle est la couche mère des travaux routiers exigeant beaucoup de précisions lors de sa mise en œuvre. Elle doit être construite avec les matériaux ci-après :
- Les graveleux latéritiques naturels ;
- Les graveleux naturels traitaient au ciment ou à la chaux ;
- Les granulats concassés ;
- Le bêton de sol ;
- Sables argileux traités au ciment ou à la chaux ;
- Sables bitumes ;
- Graves ciments.
Couche de roulement
La couche de roulement autrement dite couche de surface est celle qui est en contact avec les essieux d’un véhicule, son choix dépend du type de revêtement, capable de résister aux efforts normaux (efforts imposés par les pneumatiques).
Route en terre
La couche de roulement est aussi appelée la couche d’amélioration ou de revêtement primaire. Elle doit résister au poinçonnement sous l’action des roues et doit être imperméable à l’eau de ruissellement pour qu’il n’y ait pas drapage. Elle doit être constituée de matériau ci-après :
17 Idem P.235
- Les graveleux latéritiques améliorés (à la chaux ou au ciment) ;
- Le gros sable non plastique ;
- Sable argileux amélioré (chlorure de calcium).
Route revêtue
La couche de roulement est la partie en contact avec les roues. Elle peut être constituée des enduits superficiels :
- Les enrobes (goudrons et bitume) ;
- Bêton ciment ;
- Pavées.
Epaisseur de la route
Il existe de nombreux abaques déterminant l’épaisseur d’une route en terre battue en fonction de l’indice portante et de la charge appliquée ainsi que la pression du gonflement des pneus et du nombre de répétitions des charges ou débit de circulation.
Admettons par ailleurs la formule ci-dessous18 :
Avec
- P : charge par roues en tonne
- i : indice portante
- e : épaisseur de la route
𝑒 = 100+150√𝑝
𝑖+5
(1)
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9 Yannick KIYUKENO, op.cit., P.26 ↑
10 Bertin PHILLIPE, op.cit., P.22 ↑
11 Michel RUBAN, Maitrise de la qualité en construction routière, éd.Eyrolles, 2013, P.63 ↑
13 André-Gilles DUMONT et Mickaël TILL, voies de circulation, éd.Eyrolles, 2017, P.162 ↑
15 Direction générale des autoroutes et routes (MET), Dimensionnement et renforcement des chaussées, Bruxelles, 2001, P.60 ↑
16 Hermès-LAVOISIER, Fatigue des matériaux et des structures 1, Ed. Eyrolles Paris, 2008, P.234 ↑
Questions Fréquemment Posées
Quelles sont les principales couches d’une chaussée souple?
Une chaussée souple est constituée de trois couches principales : la couche de fondation, la couche de base et la couche de surface.
Quel est le rôle de la couche de surface dans une chaussée souple?
La couche de surface joue un rôle important, car elle sert de protection pour les couches de base, résiste au cisaillement et absorbe les efforts horizontaux.
Comment la couche de fondation doit-elle se comporter sous le trafic?
Dans la couche de fondation, les qualités de résistance aux déformations permanentes et celles de rigidités doivent se conserver sous l’effet de trafic.