projet rapport memoire 2009 version finale octave no l
Post on 19-Jun-2022
8 Views
Preview:
TRANSCRIPT
MEMOIRE POUR L’OBTENTION DU DIPLOME
DE MASTER D’INGENIERIE EN GENIE CIVIL
Présenté et soutenu publiquement le ….juin 2009 par
ENGAMBE Octave Noël
Travaux dirigés par : Dr. Ismaëla GUEYE , enseignant au 2iE
Ousmane NACOULMA,DG ,Bureu d’études CAEM
1909, Bd NAABA ZOMBRE, 01 BP 6615 Ouagadougou 01 01 BP 133 Ouagadougou 01 Tél : (226) 50 37 66 19 /50 37 66 99 Tél : (226)50 34 33 39 / 50 34 29 57
Fax :(226) 50 34 31 87 Fax : (226) 50 34 31 87 Email : caem@fasonet.bf E-mail : lnbtp@cenatrin.bf
BURKINA FASO
L .N.B.T.P
THEME :
ESSAIS GEOTECHNIQUES AU LABORATOIRE POUR LE DIMENSI ONNEMENT
DES CHAUSSEES
CAS DU PROJET D’AMENAGEMENT ET DE BITUMAGE DES AVENUES DE LA SOMALIE ET DES COMORES DANS L’ARRONDISSEMENT DE NONGR-MASSOM A OUAGADOUGOU
Essais géotechniques au laboratoire pour le dimensionnement des chaussées/Cas du projet d’aménagement et de
bitumage des avenues de la Somalie et des Comores dans l’arrondissement de Nongr-Massom.
2008-2009 ENGAMBE Octave Noel
ii
Essais géotechniques au laboratoire pour le dimensionnement des chaussées/Cas du projet d’aménagement et de
bitumage des avenues de la Somalie et des Comores dans l’arrondissement de Nongr-Massom.
Année 2008-2009 ENGAMBE
Octave Noel
iii
DEDICACES
Je dédie ce mémoire
A la mémoire de mon oncle paternel Daniel ODZALADaniel ODZALADaniel ODZALADaniel ODZALA, , , , qui
Vient de quitter ce monde le 02 mars 2009
et je n’ai pas pu faire le déplacement à cause de
ce travail.
A maman SIMONE NGAMIYESIMONE NGAMIYESIMONE NGAMIYESIMONE NGAMIYE / NZABA/ NZABA/ NZABA/ NZABA....
A la famille ITANGUY HAYALEYITANGUY HAYALEYITANGUY HAYALEYITANGUY HAYALEY....
A mon grand frère NICOLAS OKANDZINICOLAS OKANDZINICOLAS OKANDZINICOLAS OKANDZI
A mon frère NESTOR NKOUNKOU LOKONESTOR NKOUNKOU LOKONESTOR NKOUNKOU LOKONESTOR NKOUNKOU LOKO
A mon ami et frère ALLASSANE ABOUBAKARALLASSANE ABOUBAKARALLASSANE ABOUBAKARALLASSANE ABOUBAKAR
A mon ami et frère HYACINTHE CONVOLBOHYACINTHE CONVOLBOHYACINTHE CONVOLBOHYACINTHE CONVOLBO
A mon frère WILFRID RENE MVOUWILFRID RENE MVOUWILFRID RENE MVOUWILFRID RENE MVOULALALALA
A ma chère compagne FLORENCE OUEDRAOGOFLORENCE OUEDRAOGOFLORENCE OUEDRAOGOFLORENCE OUEDRAOGO
A mes parentsparentsparentsparents et et et et tous mes ancêtresancêtresancêtresancêtres
A mes enfants MOUELAMOUELAMOUELAMOUELA,,,, DIMIDIMIDIMIDIMI et AMBESSIAMBESSIAMBESSIAMBESSI
A toute ma famillefamillefamillefamille
A tous mes amisamisamisamis et prochesprochesprochesproches
Que Dieu nous bénisse, nous protège et guide nos pas sur le chemin du Salut !! Amen !!!
Essais géotechniques au laboratoire pour le dimensionnement des chaussées/Cas du projet d’aménagement et de
bitumage des avenues de la Somalie et des Comores dans l’arrondissement de Nongr-Massom.
Année 2008-2009 ENGAMBE
Octave Noel
iv
REMERCIEMENTS A la fin de ce stage, nous voulons présenter nos sincères remerciements à tous
ceux qui de près ou de loin ont contribué à sa réussite. Nous pensons particulièrement :
� à Mr Ousmane NACOULMA, Directeur Général du bureau CAEM qui nous a
donné l’opportunité de faire ce stage dans sa structure ;
� à Mr Abdoulaye RAHIME , Directeur technique du bureau CAEM qui a mis les
moyens nécessaires pour l’aboutissement de ce travail et qui nous a toujours réservé
un bon accueil et un bon cadre de travail ;
� Ali SANA , Chef de département Géotechnique Routière au LNBTP
� à Mr Ismaïla GUEYE, enseignant au 2IE, pour sa compassion et ses efforts pour
nous étudiant de la filière infrastructure;
� à Mr Hippolyte FREITAS , enseignant au 2IE, pour la qualité de la formation ;
� à Mr Paul Giniès, Directeur Général du 2IE ;
� à Mr Kouassi KOUAME, Directeur des Etudes et des Affaires Académiques au
2IE ;
� à Mr Moctar MANDO , Administrateur Général de l’entreprise COGEB, de ses
encouragements ;
� à Mr Joanny TAONDA, Directeur Général de l’Entreprise EBATP ;
� à Mon Ainé Alain BASSILA , pour son soutient sans faille ;
� à Mon collègue, ami et cadet Franck Anodjo AKA qui m’a soutenu durant tout ce
travail ;
� à Tout le corps enseignant du 2IE pour la qualité de la formation,
� à Tout le personnel du 2IE, pour leur hospitalité
� à Tout le personnel de CAEM, pour leur hospitalité ;
� à Tout le personnel de LNBTP, pour leur hospitalité ;
Enfin ma gratitude va à l’endroit de l’ensemble des étudiants du 2IE toute filière
confondue qui ont contribué de près ou de loin à l’élaboration de ce document.
Essais géotechniques au laboratoire pour le dimensionnement des chaussées/Cas du projet d’aménagement et de
bitumage des avenues de la Somalie et des Comores dans l’arrondissement de Nongr-Massom.
Année 2008-2009 ENGAMBE
Octave Noel
v
LISTE DES SIGLES ET ABREVIATIONS
AASTHO: American Association of State Highway and Transportation Officials
AGEPAR : Association des Gestionnaires Et Partenaires Africains des Routes
CBR : Californian Bearing Ratio
CEBTP : Centre Expérimental de recherche et d’études du bâtiment et des travaux
publics
LNBTP : Laboratoire National de Bâtiments et Travaux Publics - Ouagadougou
L.B.T.P : Laboratoire du Bâtiments et des Travaux Publics - Abidjan
LCPC : Laboratoire Central des Ponts et Chaussées -Paris
CAEM : Cabinet Africain d'Etudes et de Maitrise d’œuvres
G R : Géotechnique Routière
2iE : Institut international d’Ingénierie de l’Eau et de l’Environnement
IGB : Institut Géographique du Burkina
PED : Pays en Développement
RN : Route Nationale
SN : Structural Number
RC : Resistance en Compression simple
Essais géotechniques au laboratoire pour le dimensionnement des chaussées/Cas du projet d’aménagement et de
bitumage des avenues de la Somalie et des Comores dans l’arrondissement de Nongr-Massom.
Année 2008-2009 ENGAMBE
Octave Noel
vi
LISTE DES TABLEAUX, FIGURES ET EQUATIONS
Liste des tableaux
Tableau 1: Part de la chaussée dans le coût d'investissement - Etude SERI 1985 (Source Paul AUTRET, 1989) .......................................................................................................... 8 Tableau 2: Synthèse des résultats des essais des sondages ............................................... 23 Tableau 3: Valeurs types CBR et E2JHK correspondantes .............................................. 34 Tableau 4: Composition de la structure de la chaussée ..................................................... 36
Liste des Figures
Figure 1: Structure de la chaussée ..................................................................................... 13 Figure 2: Plan de localisation de la zone du projet ........................................................... 16 Figure 3 : Coupe type de chaussée souple; b) Coupe type de chaussée souple ................ 28
Liste des Equations
Équation 1: Formule de Peltier ......................................................................................... 12 Équation 2: Facteur d'équivalence des charges des essieux .............................................. 14 Équation 3: Formule de calcul des épaisseurs en fonctions des déflexions ...................... 47
Essais géotechniques au laboratoire pour le dimensionnement des chaussées/Cas du projet d’aménagement et de
bitumage des avenues de la Somalie et des Comores dans l’arrondissement de Nongr-Massom.
Année 2008-2009 ENGAMBE
Octave Noel
vii
GLOSSAIRE
- Essai C B R : Essai permettant de définir les conditions optimales de portance
du sol
- Couche de surface : C’est la couche de roulement en contact direct avec les
roues de véhicules.
- Plate forme : C’est la partie de l’assiette sensiblement horizontale, comprenant
la chaussée et les accotements ou trottoirs
- Couche de forme : Couche de matériaux isolant le terrassement du corps de
chaussée
- Déflexion : la déflexion d’une chaussée est le déplacement vertical d’un point de
cette chaussée au moment du passage d’une roue de véhicule
- Gonflement pendant l’imbibition :c’est la variation positive de volume de
certains sols plastiques lors d’une imbibition prolongée.
- O P M : C’est la teneur en eau qui permettant un compactage optimum du sol
- Los Angeles : essai mesurant la résistance aux chocs des gravillons
- Alluvionnaire : se dit d’un granulat provenant d’un gisement de matériaux
sédimentaires déposés par les cours d’eau.
- Granularité : distribution dimensionnelle des granulats.
- Granulat : terme général englobant les matériaux 0/D ayant subi une
préparation
Essais géotechniques au laboratoire pour le dimensionnement des chaussées/Cas du projet d’aménagement et de
bitumage des avenues de la Somalie et des Comores dans l’arrondissement de Nongr-Massom.
Année 2008-2009 ENGAMBE
Octave Noel
viii
- Forme : la forme d’un élément est définie en trois dimensions, la longueur L,la
grosseur G et l’épaisseur E
- Coefficient d’aplatissement : indice quantifiant la forme d’un granulat : tel que
G/E > 1.58
- Propreté : C’est l’absence dans le granulat d’éléments fins indésirables.
- Enrobé : c’est un mélange de graviers, sable et de bitume appliqué en une ou
plusieurs couches pour constituer la chaussée.
-Adhésivité : c’est le degré de cohésion d’un liant avec des granulats. lors de la
mise en œuvre des couches bitumineuses
- Bitume fluxé : bitume additionné d'une huile de fluxage
- Classe granulaire : fraction de matériau définie par deux dimensions
d’ouverture de mailles de tamis ou de crible.
- Loi de fatigue : C’est la fatigue des couches, provoqués par leur flexion sous
l’action des charges
- Matériaux composites : matériaux composés d’un mélanges d’éléments
différents en vue d’améliorer les propriétés.
- Angularité : proportion d’éléments concassés dans un matériau
alluvionnaire.
- Affinité aux liants : le granulat doit être tel que son affinité au liant envisagé
soit assuré. L’essai d’adhésivité sur le couple liant-granulat effectué à la plaque
Vialit (granulat sec) doi
Essais géotechniques au laboratoire pour le dimensionnement des chaussées/Cas du projet d’aménagement et de
bitumage des avenues de la Somalie et des Comores dans l’arrondissement de Nongr-Massom.
2008-2009 ENGAMBE Octave
Noel
1
SOMMAIRE
DEDICACES ................................................................................................................................. iii
REMERCIEMENTS ..................................................................................................................... iv
LISTE DES SIGLES ET ABREVIATIONS .................................................................................. v
LISTE DES TABLEAUX, FIGURES ET EQUATIONS ............................................................ vi
GLOSSAIRE ................................................................................................................................. vii
SOMMAIRE ................................................................................................................................... 1
I-INTRODUCTION ...................................................................................................................... 4
I-1) CONTEXTE GENERAL DE L ’ETUDE ...................................................................................... 4
I-2) PROBLEMATIQUE ................................................................................................................ 5
I-3) ORGANISATION DU MEMOIRE ............................................................................................. 5
II) OBJECTIFS ET HYPOTHESES ........................................................................................... 6
II-1) OBJECTIF GENERAL .......................................................................................................... 6
II-2) OBJECTIFS SPECIFIQUES ................................................................................................... 6
II-3) HYPOTHESES DE RECHERCHE ........................................................................................... 7
III) ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE ........................ ..................................................................... 7
III-1) ETUDE GEOTECHNIQUE .......................................................................................... 7
III-1.1) Le contenu des études ............................................................................................................... 9
III-1.2) Essais de laboratoire ................................................................................................................ 9
III-2) METHODES DE DIMENSIONNEMENT DES CHAUSSEES ............................... 10
III-2.1) Méthodes dérivant d’une formule mathématique ou d’un graphique ..................................... 12
III-2.2) Méthodes des catalogues de structures types ......................................................................... 14
IV) ETUDE DE CAS ................................................................................................................... 15
IV-1 PRESENTATION DU PROJET................................................................................... 15
IV-1.1) Généralités .............................................................................................................................. 15
IV-1.2) Cadre géographique du projet ................................................................................................ 16
IV-1.3) Description du projet .............................................................................................................. 17
IV-2) CARACTERISTIQUES DU MILIEU NATUREL DE LA ZONE D’ETUDE ........ 17
IV-2.1) Relief ...................................................................................................................................... 17
IV-2.2) Climat ..................................................................................................................................... 18
IV-2.3) Géologie ................................................................................................................................. 18
IV-3) METHODOLOGIE DU TRAVAIL ....................................................................................... 18
IV-4) ETUDE GEOTECHNIQUE ........................................................................................ 18
Essais géotechniques au laboratoire pour le dimensionnement des chaussées/Cas du projet d’aménagement et de
bitumage des avenues de la Somalie et des Comores dans l’arrondissement de Nongr-Massom.
Année 2008-2009 ENGAMBE
Octave Noel
2
IV-4 .1) Etudes de sol de la plate forme des voies en projet ............................................................... 19
IV-4.1.1) Généralités ........................................................................................................................... 19
IV-4.1.1.1) Notion de plate-forme ....................................................................................................... 19
IV-4.1.1.2) Critères de choix pour les sols de plate-forme ................................................................. 20
IV-4.1.2) Méthode d’étude du projet ................................................................................................... 21
IV-4.1.3) Résultats de la reconnaissance ............................................................................................ 21
IV-4.1.4) Résultats et synthèse des essais............................................................................................ 22
IV-4.1.4.1 Sols supports de chaussée .................................................................................................. 22
IV-4.1.4.2 Synthèse des essais ............................................................................................................. 22
IV-4.1.4.3) Observations ..................................................................................................................... 23
IV-5 DIMENSIONNEMENT DES COUCHES DE CHAUSSEES .................................... 23
IV-5.1 Collecte des données ................................................................................................................ 23
IV-5.1.1) Méthodes de dimensionnement en usage en Afrique francophone....................................... 24
IV-5.1.2) Maitrise des paramètres indispensables au dimensionnement ............................................ 25
IV-5.2) Description et fonctionnement d’une structure de chaussée ................................................... 28
IV-5.3) Dimensionnement des épaisseurs de chaussées ..................................................................... 29
IV-5.3.1) Méthode du CEBTP ............................................................................................................. 29
IV-5.3.2) Méthode AASHTO ............................................................................................................... 31
1) Paramètres de base ..................................................................................................................... 32
2) Calcul des épaisseurs .................................................................................................................. 34
2.1) Cas de la portance du sol égale à 7 ............................................................................................. 35
2.1.1) Détermination de l’indice d’épaisseur global (SN) .................................................................. 35
2.1.2) Détermination des épaisseurs des couches ............................................................................... 35
2.2) Cas de la portance de sol égale à 5 ............................................................................................. 36
2.2.1) Détermination de l’indice d’épaisseur global (SN) : ............................................................... 36
IV-5.3.3) Choix définitif de la structure de la chaussée ...................................................................... 39
IV-6) MATERIAUX DE VIABILITE POUR LE CORPS DE CHAUSSEE ........................................... 39
IV-7) MATERIAUX DE VIABILITE POUR LE REVETEMENT ...................................................... 40
IV-7.1) Les granulats .......................................................................................................................... 40
IV-7.2) Les liants ................................................................................................................................. 42
IV-7.2 .1) Choix de la classe du bitume .............................................................................................. 43
IV-7.3) La formulation de l’enduit superficiel tricouche .................................................................... 44
IV-8) VERIFICATION DU COMPORTEMENT DES STRUCTURES DE CHAUSSEE SOUS
CHARGES .................................................................................................................................. 46
IV-8.1) Détermination du niveau de déflexion par la méthode des catalogues ................................... 46
IV-8.2) Vérification des contraintes et déformations .......................................................................... 47
V-CONCLUSION GENERALE ET RECOMMANDATIONS .......... .................................... 51
VI. REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES ............................................................................ 53
ANNEXES .................................................................................................................................... 55
Essais géotechniques au laboratoire pour le dimensionnement des chaussées/Cas du projet d’aménagement et de
bitumage des avenues de la Somalie et des Comores dans l’arrondissement de Nongr-Massom.
Année 2008-2009 ENGAMBE
Octave Noel
3
RESUME ...................................................................................................................................... 94
ABSTRACT ........................................................................................... Erreur ! Signet non défini.
Essais géotechniques au laboratoire pour le dimensionnement des chaussées/Cas du projet d’aménagement et de bitumage des
avenues de la Somalie et des Comores dans l’arrondissement de Nongr-Massom.
Année 2008-2009 ENGAMBE Octave Noel
4
I-INTRODUCTION
I-1) Contexte général de l’étude
La construction d’une route qui est un élément essentiel à l’économie, nécessite de gros
investissements. Aussi, la part relative du coût de la chaussée par rapport au coût total de
l’investissement est plus importante. Cependant, la qualité de la chaussée est étroitement liée au
mode de dimensionnement.
Le dimensionnement, d’une manière générale, consiste à déterminer les épaisseurs des
différentes couches constitutives en fonction des sollicitations attendues (trafic), de la qualité
des matériaux disponibles, de la nature du sol support, des conditions de mise en œuvre et de
l’environnement (climat, condition d’exploitation) de la route. Compte tenu de ces paramètres,
diverses méthodes ont vu le jour dans différents pays en fonction de leurs caractéristiques
propres.
En Afrique en général et au Burkina Faso en particulier, les méthodes de dimensionnement des
chaussées en usage, repose principalement sur la connaissance des sols qui serviront de support
à la structure, le trafic et les disponibilités en matériaux constitutifs du corps de chaussée. Ceci
implique que les matériaux utilisés soient parfaitement connus à travers plusieurs gammes
d’essais, afin que les conditions de mise en œuvre soient correctement adaptées.
Ces dernières années, de plus en plus, on observe l’apparition des désordres au niveau des
chaussées routières dès la mise en service. A peines achevées, toutes commencent à se
dégrader, dans la plupart du temps cela est causé par une étude géotechnique insuffisante. En
2003, au Burkina Faso, le cas révélateur était les désordres constatés sur la RN1 au niveau du
tronçon Boromo –Bobo-Dioulasso .Pour situer les responsabilités des dégâts, on a dû recourir à
des experts en géotechnique : les sondages et essais réalisés dans les zones apparemment saines
ont montré que les matériaux ne répondaient pas aux normes exigées (Journal Événement,
2003). Il est donc illusoire de rechercher une précision sur la géométrie, si l’on n’a pas une
précision du même ordre sur la géotechnique (M. Dumas, 1970).
C’est dans ce contexte que se fait cette étude, relative au projet d’aménagement et de bitumage
des avenues de la Somalie et des Comores dans l’arrondissement de Nongr-Massom à
Ouagadougou. Elle se concentre sur la problématique du dimensionnement des chaussées,
particulièrement pour les méthodes pratiques de calcul des chaussées souples en usage, qui
Essais géotechniques au laboratoire pour le dimensionnement des chaussées/Cas du projet d’aménagement et de bitumage des
avenues de la Somalie et des Comores dans l’arrondissement de Nongr-Massom.
Année 2008-2009 ENGAMBE Octave Noel
5
impose une connaissance approfondie des techniques d’exécutions et des possibilités locales en
matériaux.
I-2) Problématique
Le dimensionnement des chaussées des routes, dans la plupart des cas, est la combinaison des
quatre (04) paramètres suivants : le sol ou le support, le trafic, les caractéristiques des
matériaux disponibles et le climat.
La définition de ces paramètres permet de déterminer de façon sommaire l’épaisseur et la
nature des couches de chaussées.
La mise au point bibliographique sur le problème du dimensionnement des chaussées, nous
montre qu’à nos jours d’autres paramètres rentrent en jeux. Par exemple, la prise en compte des
critères économiques, de l’environnement (géographique, administratif, physique) et les
conditions d’entretien probable de la chaussée exécutée.
En se basant sur les paramètres cités dans la revue bibliographique, nous pouvons dire qu’il y’a
plusieurs méthodes de dimensionnement des chaussées dans la construction
routière .Cependant le choix d’une méthode de dimensionnement est à géographie variable,
voir même à pays variable. C'est-à-dire que chaque pays opte pour une méthode pour les
raisons de disponibilité en matériaux du fait qu’il y’a des régions ou des pays pauvres en
matériaux convenables. Parfois, d’autres pays sont guidés par le coût d’entretien, pour le choix
de la nature de la route et du type de chaussée.
Les bureaux de conception sont donc amener à dimensionner les chaussées en prenant en
compte les paramètres bien spécifiés par chaque pays. La méthode qu’ils appliquent c’est celle
en usage dans le pays où se réalise le projet ou, à défaut, celle du pays voisin où se rencontrent
les conditions similaires.
L’étude que nous menons se propose donc d’apporter un outil d’aide à la compréhension et la
maitrise de la démarche à suivre, dans le cadre du dimensionnement des chaussées dans les
pays africains en général et au Burkina Faso en particulier.
I-3) Organisation du mémoire Le mémoire est organisé selon le plan suivant :
• La partie II définit les objectifs et hypothèses du travail ;
Essais géotechniques au laboratoire pour le dimensionnement des chaussées/Cas du projet d’aménagement et de bitumage des
avenues de la Somalie et des Comores dans l’arrondissement de Nongr-Massom.
Année 2008-2009 ENGAMBE Octave Noel
6
• La partie III présente une synthèse de l’étude bibliographique sur le dimensionnement des
chaussées.
• La partie IV présente l’étude de cas qui a servi de support de travail ainsi que la méthodologie
utilisée. Elle présente le projet auquel l’étude est appliquée en donnant ses objectifs, en
justifiant le choix de la zone d’étude et en présentant cette zone. Elle décrit également les
différentes étapes par lesquelles nous sommes passés pour aboutir aux différents résultats .En
partant de la méthodologie, à l’étude géotechnique jusqu’à l’obtention des résultats ;
• La partie VI dresse la conclusion des travaux réalisés et fait des propositions qui peuvent
guider le choix d’une méthode de dimensionnement ;
• La partie VII présente les références bibliographiques de la documentation qui a été utilisée
pour la réalisation de cette étude.
• Dans la partie VIII, plusieurs annexes présentes en détails les calculs intermédiaires, les
méthodes de calculs, les résultats détaillés des essais de laboratoire et la cartographie utilisée.
Enfin, un glossaire des principaux termes qui ont été employés est donné à la fin du document
de manière à orienter le lecteur dans la compréhension du texte.
II) OBJECTIFS ET HYPOTHESES
II-1) Objectif général
Le but de ce travail est l’élaboration d’un outil d’aide à la maitrise de tout le processus relatif à
la conception, au dimensionnement et à l’exécution des chaussées en GR dans une région
donnée.
II-2) Objectifs spécifiques
A partir du cas du projet d’aménagement et de bitumage des avenues de la Somalie et des
Comores dans l’arrondissement de Nongr-Massom à Ouagadougou, les objectifs spécifiques
suivants ont été fixés :
- Maitriser de tous les essais de laboratoire intervenant dans les travaux de construction
routière ;
Essais géotechniques au laboratoire pour le dimensionnement des chaussées/Cas du projet d’aménagement et de bitumage des
avenues de la Somalie et des Comores dans l’arrondissement de Nongr-Massom.
Année 2008-2009 ENGAMBE Octave Noel
7
- Réaliser les études des sols en tant que support de la structure ;
- Identifier et rechercher de matériaux de construction routière ;
- Maitriser les méthodes et outils manuels de dimensionnement des chaussées en géotechnique
routière en bureau d’étude ;
- Utiliser les programmes informatiques de conception et de dimensionnement des chaussées
notamment Alizé en vue d’une comparaison avec la méthode en usage ;
- Recherche des carrières de matériaux et des granulats.
II-3) Hypothèses de recherche
-D’autres éléments de la routes ne sont pas prises en compte, seulement les chaussées en tant
que partie de la route sur laquelle circulent les charges ;
- Le type de chaussée à choisir est celui qui est couramment utilisé dans le pays de réalisation
du projet ;
-La méthode de dimensionnement à appliquer est celle en usage dans le pays où se développe
le projet.
-Les programmes informatiques peuvent être utilisés pour vérifier les solutions proposées par
les méthodes utilisées.
III) ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE
Le dimensionnement en GR est un processus qui se passe en deux(02) étapes importantes : les
études géotechniques et le dimensionnement de la chaussée par une méthode donnée.
III-1) ETUDE GEOTECHNIQUE
Essais géotechniques au laboratoire pour le dimensionnement des chaussées/Cas du projet d’aménagement et de bitumage des
avenues de la Somalie et des Comores dans l’arrondissement de Nongr-Massom.
Année 2008-2009 ENGAMBE Octave Noel
8
L’étude géotechnique doit être menée de façon judicieuse car elle aboutit à la connaissance
de deux paramètres du dimensionnement : le sol de la plate forme et les matériaux
disponibles dans l’environnement. Elle est fondée sur les études et les essais de laboratoire.
La réussite de l’étude géotechnique est capitale pour un projet de route. C’est du point de
vue investissement et qualité à savoir :
• Une bonne étude géotechnique permet de faire des économies. Parce que les infrastructures
routières entrainent des gros investissements. Une étude géotechnique bien structurée et
menée à chaque stade en symbiose avec les autres études de projet est de nature à conduire
à la solution optimale, donc à des économies (M. Dumas, 1970).
D’après Dumas(1970), les dépassements aux marchés des travaux ne proviennent pas d’un
manque de précision dans une étude géométrique mais la plupart du temps d’une étude
géotechnique insuffisante.
• Une étude géotechnique est gage de la réussite d’une chaussée routière pour sécuriser
l’investissement. Car la part relative du coût de la chaussée par rapport au coût total est plus
importante pour les chaussées en PED, comme le montre le tableau 1(Paul AUTRET,
1989).
• Une étude géotechnique fiable garantie la qualité de la chaussée routière. Car l’objet de la
GR est de prévoir le comportement des sols, soit à l’occasion des travaux de terrassement,
soit lorsque la chaussée est en service et que le sol supporte des charges répétées et subit
(JEUFFROY, 1970)
•
Tableau 1: Part de la chaussée dans le coût d'investissement - Etude SERI 1985 (Source Paul AUTRET, 1989)
Type Zone Trafic Coût d’investissement
Chaussée Reste
Route PED ASIE 20/2000 j 61 % 39%
Route PED AFRIQUE 1000 j 57% 43%
Essais géotechniques au laboratoire pour le dimensionnement des chaussées/Cas du projet d’aménagement et de bitumage des
avenues de la Somalie et des Comores dans l’arrondissement de Nongr-Massom.
Année 2008-2009 ENGAMBE Octave Noel
9
III-1.1) Le contenu des études
En GR, l’étude fournit des éléments sur la nature des sols et des roches. Il porte sur les points
suivants :
-la reconnaissance des sols en place pour définir la plate-forme ;
-La recherche de gîtes de matériaux de viabilité pour corps de chaussée (couche de base et de
fondation) ;
-La recherche de matériaux de viabilité pour béton hydrauliques et revêtement.
III-1.2) Essais de laboratoire
C’est l’étape qui vient après les études de reconnaissance. On peut définir un essai de deux
façons complémentaires à savoir :
-Un essai, selon la normalisation française, est une opération technique consistant à déterminer
les caractéristiques et/ ou les performances d’un produit étant toute substance naturelle ou
manufacturée, matériau, objet, machine, appareil ou mécanisme ayant sa finalité propre. La
reproductivité des essais est rendue possible par la normalisation de modes opératoires
spéciaux (BCEOM/ CEBTP, 1991).
- Dans le domaine du génie civil, comme dans les autres domaines technologiques, les essais
constituent le moyen privilégié au contrôle du comportement des matériaux utilisés : granulats,
sols, ciments et bétons (A. Capliez et collection, 2004).
Les essais de laboratoire indispensable dans les travaux routiers, à l’opposé des essais in-situ,
sont les suivants :
- L’analyse granulométrique ;
- L’analyse granulométrique par Sédimentométrie ;
-La mesure du coefficient d’aplatissement des granulats
- Limites d’Atterberg ;
-L’essai d’équivalent de sable ;
-L’essai au bleu de méthylène ;
-L’essai Proctor : compactage des sols ;
-L’essai CBR : détermination de la portance du sol compacté;
Essais géotechniques au laboratoire pour le dimensionnement des chaussées/Cas du projet d’aménagement et de bitumage des
avenues de la Somalie et des Comores dans l’arrondissement de Nongr-Massom.
Année 2008-2009 ENGAMBE Octave Noel
10
-Les essais des mélanges hydrocarbonés.
A travers ces différents points, nous pouvons constater que la fiabilité des études
géotechniques permet de garder un meilleur état de service et de fournir un confort
conséquent de la route. Pour le dimensionnement des chaussées, les études géotechniques
nous donnent une grandeur caractéristique (à travers des essais de laboratoire) : le CBR. Ce
dernier sert de référentiel pour la caractérisation des sols supports et des matériaux des
chaussées.
III-2) METHODES DE DIMENSIONNEMENT DES CHAUSSEES
Il existe de nombreuses méthodes de dimensionnement des chaussées. En se basant sur la
revue bibliographique, trois (03) approches se dégagent.
En premier lieu, BCEOM/CEBTP (1991) stipule que les méthodes peuvent être classées en
trois grands groupes :
� les méthodes empiriques privilégient l’expérience acquise sur le comportement de planches
d’essais ou sur le celui des réseaux existantes, elles sont fondées sur l’obtention de régressions
multiples entre les paramètres considérés comme caractéristiques de l’évolution des structures.
On peut citer les méthodes AASHTO et CBR.
� Les méthodes rationnelles sont basées sur les caractéristiques mécaniques de chaque couche.
Elles servent à établir des catalogues et à concevoir des nouvelles structures. Les calculs des
contraintes et des déformations admissibles en fonction des épaisseurs, des cycles de
chargements et des risques acceptés, sont effectués au moyen des programmes informatiques
(Alizé III, ECOROUTE, BISAR…).
� Les catalogues dont le nombre se multiplie, chaque pays tendant à en élaborer un qui lui soit
propre. Ils sont basés sur les données de l’expérience acquise par le suivi du comportement des
réseaux routiers et sur les vérifications des structures sur les méthodes rationnelles.
Ensuite, JEUFFROY (1970) distingue arbitrairement trois groupes de méthodes de calcul à savoir :
Essais géotechniques au laboratoire pour le dimensionnement des chaussées/Cas du projet d’aménagement et de bitumage des
avenues de la Somalie et des Comores dans l’arrondissement de Nongr-Massom.
Année 2008-2009 ENGAMBE Octave Noel
11
� les méthodes théoriques, peu utilisées en pratique, se bornent à l’étude élastique des systèmes
multicouches soumis à des charges statiques (Boussinesq, Burmister, etc.).Elles peuvent faire
intervenir aussi les propriétés visco-élastique de certaines couches de chaussées et de charges
statiques (études entreprises par le LCPC).
� les méthodes empiriques qui renonçant à utiliser les résultats de la mécanique, se bornent à
une classification des sols et des types des chaussées usuels.
� les méthodes semi- empiriques qui combinent les résultats de certaines études théoriques et
des essais et constatations faites sur les routes et pistes en service. Ces méthodes sont les plus
répandues et plus rationnelles.
En dernier lieu, nous avons l’approche de M.MESSOU(2004) qui classe les méthodes en deux
grands groupes :
� Les méthodes générales de dimensionnement qui déterminent les épaisseurs en fonction des
paramètres de base (trafic, matériaux, sol support et la mise en œuvre).On peut citer les
méthodes empiriques ou classiques (AASHTO et CBR) et les méthodes dites rationnelles (déjà
cité ci-dessus).
� Les méthodes pratiques de dimensionnement qui tiennent compte des spécificités de chaque
pays. Toujours d’après M.MESSOU(2004), en matière de dimensionnement des chaussées, il
n’existe pas de méthodes de calcul rigoureuses, chaque pays a ses propres règles qui s’affinent
au gré des progrès réalisés dans la connaissance des paramètres de l’environnement routier et
des résultats théoriques sur les modèles mécaniques. Aussi, existe –t-il un certain nombre de
méthodes pratiques plus ou moins adaptées à chaque contexte, ces méthodes peuvent se
grouper en deux types :
• les méthodes qui à partir d’une formule mathématique ou d’un graphique, en fonction des
paramètres, permettent de calculer les épaisseurs de différentes couches ;
• Celles des catalogues de structures types
Ainsi, nous allons nous intéresser aux méthodes pratiques de dimensionnement qui prennent en
compte le contexte de chaque pays.
Essais géotechniques au laboratoire pour le dimensionnement des chaussées/Cas du projet d’aménagement et de bitumage des
avenues de la Somalie et des Comores dans l’arrondissement de Nongr-Massom.
Année 2008-2009 ENGAMBE Octave Noel
12
III-2.1) Méthodes dérivant d’une formule mathématique ou d’un graphique
Elles permettent de calculer, en fonction des matériaux (sol et matériau de viabilité) et du trafic,
les épaisseurs des différentes couches. On peut citer : les méthodes CBR et les méthodes
dérivées des essais AASTHO.
• La méthode du CBR
La méthode de l’indice californien(C.B.R) a été mise au point et appliquée par l’armée
américaine au cours de la deuxième guerre mondiale. Elle est basée principalement sur la
résistance au poinçonnement du sol fondation (résistance appréciée par l’essai CBR).Elle est
l’une des plus répandue et utilisée largement jusqu’à présent.
A l’origine, c’était des abaques américains ont été tracés donnant l’épaisseur en fonction de la
charge P et du CBR :
Cette formule ne tenait pas en compte du trafic (seule la charge par roue était considérée).
Ensuite, elle a connu une évolution à la faveur de la publication des abaques de la Road Note
29 du Road Research laboratory anglais en 1960-62 (M. MESSOU, 2004).
Actuellement, le dimensionnement est approché au moyen de la méthode CBR à partir de la
formule de PELTIER (BCEOM/CEBTP, 1991).
e : épaisseur en cm
N : nombre de véhicules de plus de 3t, par jour
P : poids de la roue maximale en t (6.5t).
(CBR) : indice CBR corrigé mesurant la portance du sol
Équation 1: Formule de Peltier
Essais géotechniques au laboratoire pour le dimensionnement des chaussées/Cas du projet d’aménagement et de bitumage des
avenues de la Somalie et des Comores dans l’arrondissement de Nongr-Massom.
Année 2008-2009 ENGAMBE Octave Noel
13
• La méthode dérivée des essais AASHO
AASHO Road test est un essai routier en vraie grandeur réalisé aux USA pour étudier le
comportement des chaussées sous l’action d’une circulation contrôlée.
Cet essai a permis l’introduction de trois(03) nouvelles notions :
� Indice de viabilité ou PSI : cet indice définit l’état (perte de niveau) de service de la chaussée
du point de vue confort et de la sécurité, PSI varie de 0 à 5.
� Indice d’épaisseur ou épaisseur équivalente : pour relier le comportement de la chaussée à sa
structure sous l’effet du trafic supporté, les ingénieurs américains ont défini un indice
d’épaisseur SN qui est relié aux épaisseurs D1, D2, D3 de la couche de revêtement, de base et
de la fondation par la relation :
SN = a1D1+a2 D2+a3D3 avec SN = ∑ aiDi.
Les coefficients de pondération ai sont des coefficients dits d’équivalence..
Figure 1: Structure de la chaussée
� Trafic équivalente : dans le dimensionnement des chaussées, le trafic intervient par la
grandeur et le nombre de charges. A partir d’un essieu de référence choisie, on peut obtenir
le nombre de passage d’un essieu différent qui produirait sur la chaussée les mêmes effets
destructeurs que cet essieu de référence. On ramène un trafic mixte composé d’essieux
divers à un trafic homogène en équivalent exprimé en nombre de passage de l’essieu
équivalent.
Couche de fondation
Couche de base
Couche de surface
D2
D3
D1
SN3
SN2
SN1
Plate -forme
Essais géotechniques au laboratoire pour le dimensionnement des chaussées/Cas du projet d’aménagement et de bitumage des
avenues de la Somalie et des Comores dans l’arrondissement de Nongr-Massom.
Année 2008-2009 ENGAMBE Octave Noel
14
La relation donnant le facteur d’équivalence dépend du modèle mathématique choisi, la
relation la plus utilisée est de type (voir équation 2).
^α
P 0 : l’essieu de référence
P : l’essieu considéré
α : coefficient de charge variant de 4 à 8 en fonction du type de structure et de la couche
concernée, souvent pris égal à 4
Équation 2: Facteur d'équivalence des charges des essieux
III-2.2) Méthodes des catalogues de structures types
L’utilisation des catalogues est pratique, il met à disposition des structures précalculées et
testées par l’expérience au niveau international.
Le catalogue libère des calculs numériques et met à l’abri de l’illusion d’un résultat rigoureux
du fait de l’application d’une formule mathématique alors que les paramètres d’entrée sont
imprécis. Il prend en compte l’environnement technologique, sociologique et il permet de
standardiser les structures en limitant leur nombre et autorise l’uniformisation des techniques
d’études (M. MESSOU, 2004).
Parmi ces catalogues, on peut citer :
• La Road Note 29 du TRRL de Londres (1962) en usage en Grande Bretagne ;
• La Road Note 31 du TRRL de Londres (1966) destinée au pays tropicaux ;
• La catalogue français des structures types de chaussées neuves établi en 1971 puis révisé et
complété en 1977 puis actualisé en 1988.La dernière actualisation date de 1998 ;
• Le manuel de dimensionnement des chaussées pour les pays tropicaux en voie de
développement réalisé en 1971 par le CEBTP Paris, puis révisé en 1980 puis actualisé en
1984.Elle est intitulé « Guide pratique de dimensionnement des chaussées pour les pays
tropicaux . »
• Le manuel pour la conception et le dimensionnement des chaussées neuves, catalogues de
structures types LBTP, Abidjan 1977.
Essais géotechniques au laboratoire pour le dimensionnement des chaussées/Cas du projet d’aménagement et de bitumage des
avenues de la Somalie et des Comores dans l’arrondissement de Nongr-Massom.
Année 2008-2009 ENGAMBE Octave Noel
15
La maitrise des paramètres de base (trafic, matériau, sol et climat) est un problème
fondamental pour le dimensionnement des structures de chaussée. Cependant, les
principales méthodes utilisées peuvent présenter des résultats assez différents d’un pays à
l’autre ou d’une région à l’autre. Néanmoins, l’évidence est que la part de l’empirisme
dans toute méthode de calcul est importante. La méthode à choisir est avant tout celle qui
a fait ces preuves ou celle qui est en usage dans le pays où se réalise le projet. Dans le cas
de notre projet, l’option est l’utilisation des catalogues de structures de chaussées en
association avec les résultats de l’étude géotechnique.
IV) ETUDE DE CAS
IV-1 PRESENTATION DU PROJET
IV-1.1) Généralités
Dans sa nouvelle stratégie de développement du secteur des transports urbains dans la ville de
Ouagadougou, le gouvernement du Burkina Faso a élaboré un vaste programme
d’aménagement de plusieurs avenues. Ces objectifs permettent entre autre d’assurer une bonne
structuration du réseau urbain afin de lui permettre de jouer pleinement son rôle dans les
actions de développement économique.
C’est dans l’objectif de moderniser les infrastructures essentielles de transport et d’assurer de
façon durable la sécurité et la fluidité dans la circulation routière urbaine, que le projet
d’aménagement et de bitumage des avenues de la Somalie et des Comores a été initié.
Ce projet permettra de résoudre essentiellement les problèmes de sécurité, d’hygiène, de sûreté,
et de mobilité à l’intérieur de la ville de Ouagadougou.
Le bureau d’étude CAEM mène cette étude dont le but principal est la réalisation des études
techniques détaillées et l’établissement du devis confidentiel des travaux ainsi que
l’élaboration d’un dossier d’appel d’offres du projet. Dans ces études, il y a le souci de faire des
propositions assez intéressantes techniquement et acceptables sur le plan financier. C’est dans
la même optique que nous faisons une analyse des résultats des études géotechniques, en vue
du dimensionnement des chaussées des routes des avenues de la Somalie et des Comores.
Essais géotechniques au laboratoire pour le dimensionnement des chaussées/Cas du projet d’aménagement et de bitumage des
avenues de la Somalie et des Comores dans l’arrondissement de Nongr-Massom.
Année 2008-2009 ENGAMBE Octave Noel
16
IV-1.2) Cadre géographique du projet
La zone de projet se situe dans la région du Centre du Burkina Faso et concerne principalement
la province du Kadiogo. Elle se situe globalement dans une fenêtre de deux minutes carrées
c’est-à-dire entre 1°30’ et 1°28’ de longitude ouest et entre 12°26' et 12°24' de latitude Nord.
La province du Kadiogo couvre une superficie de 2 854 km2 et se subdivise en une commune
urbaine à statut spécial, Ouagadougou regroupant 5 arrondissements (Baskuy, Bogodogo,
Boulmiougou, Nongr-Massom, Sig-Nonghin) et de six départements (Komki-Ipala, Komsilga,
Koubri, Pabré, Saaba, Tanghin-Dassouri) renfermant 148 villages.
La localisation de la zone du projet d’aménagement et de bitumage des avenues de la Somalie
et des Comores est présentée sur la figure 2 suivante.
BOGODOGO
BOULMIOUGOU
SIG NONGHIN
NONGREMASSOM
BASKUY
1517
30
20
25
23
28
18
16
5
21
4
2722
9 29
13
3
78
24
191211
14
6
2 1
26
10
S e c t e u r s_
o u a g aB A S K U YB O G O D O G OB O U L M I O U G O UN O N G R E M A S S O MS I G N O N G H I N
S e c t e u r 2 5 . s h p
6 0 6 1 2 M i l l e s
N
EW
S
A r r o n d i s s e m e n t s e t s e c t e u r s d e O u a g a d o u g o u
Figure 2: Plan de localisation de la zone du projet
Essais géotechniques au laboratoire pour le dimensionnement des chaussées/Cas du projet d’aménagement et de bitumage des
avenues de la Somalie et des Comores dans l’arrondissement de Nongr-Massom.
Année 2008-2009 ENGAMBE Octave Noel
17
IV-1.3) Description du projet
Le projet consiste à l’aménagement et au bitumage des voiries, la réfection d’ouvrages
existants et la construction de nouveaux ouvrages d’assainissement pour la collecte et
l’évacuation des eaux pluviales.
Les voies concernées dans la présente étude sont projet l’avenue de la Somalie et l’avenue des
Comores situées dans l'arrondissement de Nongr-Masson au secteur 25 (quartier Somgandé) de
la commune de Ouagadougou. Le plan d’ensemble de la zone de projet est représenté à
l’annexe I.
� L’avenue de la Somalie
Elle va de la RN3 (Ouagadougou-Kaya), traverse l’avenue des Comores et aboutit à la rue
25.212 qui limite à la zone non lotie. Longue de 1.657 km, l’avenue de la Somalie a une
emprise de 35m.
La structure actuelle de la chaussée est constituée d’argile graveleuse d’épaisseur moyenne de
10 cm posée sur des graves argileux latéritiques. Les sections rechargées de remblai ordinaire
(environ 2/3 du tronçon) présentent des nids de poule et des affaissements.
� L’avenue des Comores
Elle part de l’Avenue du Président Jean-Baptiste, traverse l’avenue de la Somalie et finit à la
rue Naba Nabigueswendé (rue 25.35) limite de la zone non lotie. Son emprise est de 15 m.
C’est le tronçon allant de l’avenue de la Somalie à la rue Nabigueswendé long de 0.526 km qui
est concerné par le présent projet de bitumage.
La structure actuelle de la chaussée est constituée de graves argileux latéritiques.
IV-2) CARACTERISTIQUES DU MILIEU NATUREL DE LA ZONE D’ETUDE
IV-2.1) Relief
Le relief se caractérise en majeure partie par des dénivellations peu marquées avec des pentes
très faibles (moins de 1%) en général. La zone du projet se repose sur une zone plane d’altitude
de 300 m en moyenne.
Essais géotechniques au laboratoire pour le dimensionnement des chaussées/Cas du projet d’aménagement et de bitumage des
avenues de la Somalie et des Comores dans l’arrondissement de Nongr-Massom.
Année 2008-2009 ENGAMBE Octave Noel
18
IV-2.2) Climat
Sur le plan climatique, la ville de Ouagadougou est située dans la zone tropicale sèche avec une
pluviométrie moyenne annuelle de 800 mm. Le climat est du type soudano- sahélien. Il est
donc caractérisé par une alternance de deux saisons: une saison sèche qui s’étend d’octobre à
mai (8 mois) et une saison pluvieuse de juin à septembre (4 mois). De novembre jusqu’en
février s’étend une saison sèche et fraîche et de mars jusqu’en mai règnent la chaleur et
l’humidité. La température moyenne oscille entre 14 et 35°C pour les mois frais (novembre à
févier) et entre 24 et 41°C pour les mois chauds (mars à mai).
IV-2.3) Géologie
La ville de Ouagadougou est située sur une série de granites et migmatiques d’âge anté-
Birrimien. Au niveau de la zone du projet, la structure superficielle est caractérisé par un sablo-
argileux mince (moins de 60 cm de profondeur) recouvrant une couche de latérite.
IV-3) METHODOLOGIE DU TRAVAIL
La méthodologie de travail sera en cinq (06) phases essentielles à savoir :
- Une phase de collecte de données ;
- Une phase de recherche bibliographique ;
-Une phase de mise à niveau et de familiarisation aux essais au LNBTP, dans les départements
de la géotechnique routière et des structures ;
-Une phase de travaux de terrain sur le site du projet ;
- Une phase des réalisations des essais et interprétations au LNBTP ;
- Une phase d’étude en vue du dimensionnement des chaussées au bureau d’étude CAEM.
IV-4) ETUDE GEOTECHNIQUE
L’étude géotechnique, commandé au LNBTP par le bureau d’étude CAEM, a porté sur :
Essais géotechniques au laboratoire pour le dimensionnement des chaussées/Cas du projet d’aménagement et de bitumage des
avenues de la Somalie et des Comores dans l’arrondissement de Nongr-Massom.
Année 2008-2009 ENGAMBE Octave Noel
19
� la reconnaissance de la porte forme des voies en projet afin de proposer le dimensionnement
des couches de structure (commande propre au projet) ;
� la recherche de matériaux de viabilité pour la chaussée ;
� la recherche de matériaux de viabilité pour le revêtement.
Pour le cas de notre travail, nous mettrons l’accent sur l’accent sur l’étude des sols de
plateforme, qui est l’opération principale indispensable pour le calcul des chaussées en
géotechniques routières.
Nous laisserons de côté les deux autres opérations telles que l’investigation pour la recherche
des gisements de matériaux et d’agrégats.
Par contre, nous indiquerons les caractéristiques géotechniques des matériaux de viabilité pour
le corps de chaussée et pour le revêtement.
IV-4 .1) Etudes de sol de la plate forme des voies en projet
IV-4.1.1) Généralités
IV-4.1.1.1) Notion de plate-forme
La plate-forme assure la transition entre le corps des terrassements proprement dit et la
structure de chaussée. Si elle en conditionne l’épaisseur et contribue de façon importante à sa
résistance globale (indice d’épaisseur ou déflexion) ou à sa tenue à long terme sous trafic.
Le Manuel pour la conception et le dimensionnement des chaussées neuves (Catalogue de
structures types) du LBTP donne la définition suivante de la plate-forme :
« Le sol de plate-forme est représenté, dans le cas général, par les trente centimètres supérieurs
des terrassements, qu’il s’agisse du terrain naturel en place ou de matériaux d’apport
sélectionnés. C’est sur lui que repose, normalement, la chaussée proprement dite. »
Autrement dit, la plate-forme représente les 30cm supérieures des terrassements et peut-être :
- Des terrassements en déblais ;
- La couche supérieure des remblais* ;
- Le terrain naturel ;
Essais géotechniques au laboratoire pour le dimensionnement des chaussées/Cas du projet d’aménagement et de bitumage des
avenues de la Somalie et des Comores dans l’arrondissement de Nongr-Massom.
Année 2008-2009 ENGAMBE Octave Noel
20
- La couche de forme
Cette épaisseur de 30 cm est, est en général retenue pour les chaussées des pays tropicaux.
IV-4.1.1.2) Critères de choix pour les sols de plate-forme
Les critères qui conditionnent le choix des sols de plate-forme et par conséquent la décision de
faire appel ou non à des matériaux d’apport sélectionnés, sont de deux ordres : techniques et
économique (recommandation du LBTP en Côte d’Ivoire, 1978).
� Critères d’ordre technique
Ces critères conditionnent la qualité de la plate-forme, importante pour le comportement de la
chaussée. Ils fixent au plan technique les limites souhaitables d’utilisation des sols de plate-
forme. On peut citer :
- la portance immédiate : qui conditionne l’obtention d’une bonne traficabilité* et d’une
déflexion* raisonnable,
- la portance à long terme : qui conditionne la tenue globale de la chaussée sous trafic,
- et le gonflement pendant l’imbibition* qui conditionne l’importance des variations
dimensionnelles.
� Critères d’ordre économique
Les critères d’ordre économiques, ne sont pas moins importants et peuvent constitués autant de
circonstances atténuantes, selon le catalogue de recommandation du LBTP (Côte d’Ivoire).
Ce catalogue stipule que :
- tout sol ,même s’il ne présente pas les qualités suffisantes, peut-être toléré en tête toléré en tête
de plate-forme à condition de lui superposer une couche de fondation suffisamment importante
qui permettent à la fois de réduire les contraintes de compression au niveau du sol support,
- même s’il est conforme aux critères techniques peut-être écarté du niveau de la plate-forme à la
faveur d’un autre qui autoriserait par exemple, l’adoption d’une structure de chaussée moins
coûteuse.
Essais géotechniques au laboratoire pour le dimensionnement des chaussées/Cas du projet d’aménagement et de bitumage des
avenues de la Somalie et des Comores dans l’arrondissement de Nongr-Massom.
Année 2008-2009 ENGAMBE Octave Noel
21
IV-4.1.2) Méthode d’étude du projet
La reconnaissance le long du tracé des sols supports de chaussé a été conduite en exécutant
manuellement des sondages de 500 mètres d’intervalle, sur l’avenue la Somalie et au milieu de
l’avenue des Comores.
Ces sondages ont été creusés jusqu’au une profondeur permettant des prélèvements sur le
terrain naturel. Ils ont permis d’établir des coupes géotechniques des matériaux rencontrés et
d’effectuer des prélèvements d’échantillons remaniés.
Les échantillons ont été soumis en laboratoire aux essais d’identification (granulométrie et
limites d’Atterberg), ce qui a permis de classer ces sols selon la classification US-HRB*.
Une partie des échantillons ont été soumis également aux essais géo mécanique* .Il s’agit, plus
précisément, des essais de compactage (Proctor Modifié) et de portance(CBR) dont les résultats
figurent en annexe 3*.
IV-4.1.3) Résultats de la reconnaissance
Quatre sondages (4) référencés SI, S2, S3 et S4 ont été manuellement creusés à la pioche. La
situation géographique des sondages et les coupes géotechniques détaillant les différentes
couches rencontrées sont consignées respectivement en annexe 1 et 2.
L'analyse de ces coupes montre que :
S1
0,00 à 0,10 m = Argile graveleuse
0,10 m à 0,35 m = Argile
A partir de 0,35m = Cuirasse latéritique
S2
0,00 m à 0,10 m = Argile graveleuse
0,10 m à 0,60 m = Grave argileuse latéritique
Essais géotechniques au laboratoire pour le dimensionnement des chaussées/Cas du projet d’aménagement et de bitumage des
avenues de la Somalie et des Comores dans l’arrondissement de Nongr-Massom.
Année 2008-2009 ENGAMBE Octave Noel
22
S3
0,00 à 0,35 m = Grave argileuse latéritique
A partir de 0,35m = Cuirasse latéritique
S4
0,00 m à 0,15 m = Grave argileuse latéritique rougeâtre
0,15 m à 0,35 m = Grave argileuse latéritique
0,35 m à 0,60 m = Argile
IV-4.1.4) Résultats et synthèse des essais
IV-4.1.4.1 Sols supports de chaussée
Au total 4 sondages ont été réalisés.
La nature des différents sols rencontrés se présente comme suit :
- Grave argileuse latéritique (A-2-5 ; A-2-7) de classe de portance S5 ;
- Argile graveleuse (A-2-7) de classe de portance S4 ;
- Argile (A-6) de la classe S2.
IV-4.1.4.2 Synthèse des essais
La synthèse des essais réalisés sur les matériaux prélevés dans les différents sondages font ressortir
les caractéristiques géotechniques dans le tableau 2.
Essais géotechniques au laboratoire pour le dimensionnement des chaussées/Cas du projet d’aménagement et de bitumage des
avenues de la Somalie et des Comores dans l’arrondissement de Nongr-Massom.
Année 2008-2009 ENGAMBE Octave Noel
23
Analyse granulométrique
Passant (%)
Limites d’Atterberg
Proctor modifié
Portance CBR
0,08mm 2mm 5mm 10mm wL Ip WOPM %
γOPM t/m3
95 % OPM
Nombre de valeurs
4 4 4 4 4 4 4 4 4
Valeur minimale
13 34,5 58 77 20,5 9,5 7,4 2,01 10
Valeur maximale
47 94 98 99,5 28,5 14,5 10,9 2,19 56
Valeur moyenne
24 55,4 73,8 89,9 26 13 9,1 2,10 32,5
Tableau 2: Synthèse des résultats des essais des sondages
IV-4.1.4.3) Observations
• Les caractères géotechniques des sols rencontrés tout le tout le long du projet indiquent que
la plate forme support de chaussée est de bonne qualité dans ensemble.
• Il y’a une zone où les matériaux ont une classe portance S2 (CBR à 95% de l’OPM =10)
dont on doit reconstituer les matériaux de couche de fondation.
IV-5 DIMENSIONNEMENT DES COUCHES DE CHAUSSEES
IV-5.1 Collecte des données
Elle concerne la collecte des données nécessaires en matière pour de dimensionnement des
chaussées. Il s’agit essentiellement des données pour une chronologie des méthodes de
dimensionnement en usages en Afrique, des données sur les différents paramètres
indispensables au dimensionnement et les données du projet d’aménagement des avenues de la
Somalie et des Comores.
Essais géotechniques au laboratoire pour le dimensionnement des chaussées/Cas du projet d’aménagement et de bitumage des
avenues de la Somalie et des Comores dans l’arrondissement de Nongr-Massom.
Année 2008-2009 ENGAMBE Octave Noel
24
IV-5.1.1) Méthodes de dimensionnement en usage en Afrique francophone
Une rétrospective des démarches de dimensionnement des chaussées en général en Afrique
tropical après la seconde guerre mondiale permet de distinguer 3 grandes périodes :
� De 1945 à 1970
Après le dimensionnement des macadams* avec roches dures ou tendres en France et dans les
pays africains francophones, la période est caractérisée par l’utilisation des abaques de TRRL
ou de la formule de PELTIER (voir équation 1).Plusieurs kilomètres de route en terre ou
bitumées ont été construits en Afrique à partir de cette formule.
Dans cette même période sont connus les résultats des essais AASHO en particulier la notion
de coefficient d’équivalence des matériaux, ainsi une couche de base de 15cm en graveleux
naturel pouvait être remplacée par 12cm de graveleux ciment.
� De 1970 à 1980
Cette période correspond véritablement dans les pays francophones à un début d’une tentative
d’adaptation des techniques aux conditions locales.
La parution en 1971 du 1er manuel de dimensionnement pour les pays tropicaux publié par le
CEBTP de Paris marque cette tentative. Le manuel fait la synthèse de ce qui est fait dans ces
pays et définit les sols de plate-forme en 5 classes :
S1: CBR< 5
S2: 5< CBR ≤ 10
S3: 10< CBR ≤ 15
S4: 15< CBR ≤ 30
S5: CBR >30
Et le trafic exprimé en véhicules jour est présenté en 4 classes donnant le nombre total de
véhicules devant emprunter journellement la classe pendant 15 ans .Les poids lourds
représentent 30% et le taux d’accroissement 7%.Ces classes sont :
T1 : de 100 à 300 véhicules /jour
T2 : de 300 à 1000 véhicules /jour
T3 : de 1000 à 3000 véhicules/jour
T4 : de 3000 à 6000 véhicules/jour
Essais géotechniques au laboratoire pour le dimensionnement des chaussées/Cas du projet d’aménagement et de bitumage des
avenues de la Somalie et des Comores dans l’arrondissement de Nongr-Massom.
Année 2008-2009 ENGAMBE Octave Noel
25
En plus, le manuel donne la liste nominative des matériaux de chaussée rencontrés dans cet
espace et donne les caractéristiques CBR du matériau utilisable en fonction de sa destination
(fondation, base, revêtement). Et un tableau à double entrée trafic-sol permet de déterminer
l’épaisseur des différentes couches .Cette partie sera bien abordé lors du dimensionnement des
chaussées du projet.
Ce manuel a été utilisé en Afrique jusqu’à sa révision en 1980 pour tenir compte des progrès
réalisés dans la mécaniques des chaussées. C’est ainsi, qu’en 1977, le Laboratoire des
Bâtiments et Travaux Publics d’Abidjan s’appuyant sur ce manuel et le contexte ivoirien
(trafic, ressources en matériau, condition climatique, analyse du comportement des anciennes
chaussées, etc.) et du développement de la mécaniques des chaussée
� A partir de 1980
Les chaussées réalisées en général après 1980 le sont selon les méthodes de la période antérieur
CEBTP 1971-72 et autres avec cependant dans quelques pays des emprunts aux méthodes
européennes, Nord africaines ou américaines.
Cette période est retrouvée confrontée à la fin de la durée de la durée de vie théorique de
nombreuses routes des années 70 et le problème du renforcement se pose en termes de
dimensionnement et de moyens financiers.
Dans ce même temps, on commence semble-t-il les recommandations qui demandent que les
conditions d’entretien sont conçues dès la livraison de la route.
IV-5.1.2) Maitrise des paramètres indispensables au dimensionnement
� Trafic
Comme indiqué plus haut, le trafic est l‘un des paramètres de base dont l’estimation est la 1ere
démarche dans le dimensionnement. Il conditionne le choix et la qualité des matériaux et
permet une analyse mécanique du comportement en fatigue du matériau.
Le trafic intervient par son volume global, sa composition, son évolution, et les charges par
essieu.
Essais géotechniques au laboratoire pour le dimensionnement des chaussées/Cas du projet d’aménagement et de bitumage des
avenues de la Somalie et des Comores dans l’arrondissement de Nongr-Massom.
Année 2008-2009 ENGAMBE Octave Noel
26
En Afrique tropicale, rares sont les pays où le comptage systématique et régulier du trafic est
fait avec des pesées d’essieux afin d’évaluer l’agressivité.
C’est aussi du fait de la typologie des usagers dont la liste non limitative comprend :
- Les piétons,
- Les charrettes,
- Les engins à deux roues (motorisés ou non)
- Les véhicules légers (voitures particulières, camionneurs, minibus),
- Les véhicules poids lourd entendu les véhicules dont le poids total roulant est ≥ 3.5 tonnes
(autobus, tracteurs agricoles, camions à deux essieux, camions à trois essieux, semi remorque
et autres engins spécifiques).
De tous les usagers sus cités, ceux qui causent le plus de dommages aux chaussées de routes sont
les camions. Cela justifie donc leur prise en compte comme catégorie de référence pour
dimensionner rationnellement les structures de chaussées.
Par ailleurs, l’analyse du trafic sur les réseaux routiers africains a conclu très souvent à une forte
proportion des véhicules légers (environ 80%).La proportion des véhicules poids lourds ne
représente que 20%.
Ainsi donc, le trafic n’est pas connu avec précision et la surcharge des camions est évidente mais
non quantifiée. Cette situation introduit une incertitude sur les sollicitations (volume et évolution)
auxquelles seront soumises les chaussées.
� Matériaux
La connaissance des matériaux, de leur caractéristique mécanique permet d’évaluer leur
comportement et leur tenue sous le trafic.
La qualité des matériaux à employer dans les couches de chaussées, d’après BCEOM/CEBTP, est
fixée par des spécifications qui prennent en compte la couche dans laquelle ils sont placés, et
l’intensité du trafic qu’ils auront à supporter.
D’après l’AGEPAR (Lomé, 2004), les matériaux pour chaussée peuvent être regroupés en
trois(03) grandes familles :
Essais géotechniques au laboratoire pour le dimensionnement des chaussées/Cas du projet d’aménagement et de bitumage des
avenues de la Somalie et des Comores dans l’arrondissement de Nongr-Massom.
Année 2008-2009 ENGAMBE Octave Noel
27
- Les matériaux naturels ou élaborés : grave alluvionnaire, graveleux latéritique, sable, sable
argileux ou grave (concassée), etc.
- Les matériaux traités aux liants hydrauliques : grave ciment, graveleux ciment, béton de
ciment ;
- Les matériaux traités aux liants hydrocarbonés : sol bitume, grave bitume, enrobé, etc.
L’utilisation de ces matériaux dépend d’abord de leur disponibilité (surtout les matériaux
naturels) dans l’environnement et de leurs propriétés géotechniques et mécaniques.
Dans les méthodes dites rationnelles, que l’on n’abordera pas faute de paramètres et de
disponibilité (citant le logiciel Alizé), les propriétés mécaniques (module de Young ,
coefficient de poisson, loi de fatigue) des matériaux sont fondamentales, les modules de
déformations et le comportement sous sollicitations répétées.
En Afrique semble – t-il en dehors du graveleux latéritique, selon AGEPAR, les autres
matériaux courants n’ont pas fait l’objet d’étude de caractérisation ou du moins les études ne
sont pas publiées sauf les essais classiques (identification, CBR et RC).
Les matériaux composites ne font l’objet d’assez d’attention (pas de programme de recherche,
pas d’étude) et la « caractérisation » est surtout faite par analogie avec les matériaux
homonymes connus des pays développés.
Le constat est que depuis 1970, une situation curieuse en matière de dimensionnement de
chaussées s’est installée.
De nombreuses publications européennes et américaines sur les normes de qualité et nature de
matériaux de chaussées utilisables ont été diffusées en Afrique.
Des bureaux d’études qui avaient une bonne expérience des travaux routiers en Europe sont
venus offrir leur expertise. Dès lors, malgré l’existence de manuel dit pour les pays tropicaux,
la référence pour le choix des matériaux est celle des normes européennes et nord américaines
alors que le contexte est différent.
� Sol
Le sol support de la structure a une grande influence sur la tenue de la chaussée. La portance de
ce sol est appréciée par le CBR correspondant à la teneur en eau la plus élevée susceptible de se
produire dans le sol après la mise en service.
Des essais CBR après 48 ou 96 heures d’imbibition sont faits pour apprécier le comportement.
Essais géotechniques au laboratoire pour le dimensionnement des chaussées/Cas du projet d’aménagement et de bitumage des
avenues de la Somalie et des Comores dans l’arrondissement de Nongr-Massom.
Année 2008-2009 ENGAMBE Octave Noel
28
� Climat
Le climat en Afrique tropicale est surtout caractérisé par la pluviométrie (la hauteur d’eau et la
durée des saisons des pluies).Dans certaines régions, les chaussées sont submergées.
De même l’écart de température en période chaude a une influence sur le choix des liants hydrocarbonés.
IV-5.2) Description et fonctionnement d’une structure de chaussée
En se basant sur l’ouvrage de « Conception et Construction des chaussées » de JEUFFROY
(1970), une chaussée souple classique est constituée à partir du sommet, par :
- un revêtement hydrocarboné parfois décomposé en une couche de surface et une couche de
liaison (facultative) ;
- un corps de chaussée lui-même le plus souvent divisé en une couche de base à la partie
supérieure et une couche de fondation sous-jacente.
La figure 3 illustre les coupes transversales d’une structure de chaussées.
B b
a
Figure 3 : Coupe type de chaussée souple; b) Coupe type de chaussée souple
Selon l’importance de la route, le revêtement hydrocarboné peut être un simple enduit
superficiel de 4 à 20cm ou un béton bitumineux de 4 à 10cm. Dans le premier cas le revêtement
ne joue qu’un rôle de tapis d’usure et d’étanchéité. Lorsque le revêtement est épais, il assure
une répartition importante des charges, sous réserve que sa rigidité soit suffisante et que sa
résistance soit également suffisante pour qu’il ne fissure pas.
Revêtement
Couche de liaison
Couche de base
Fondation
Sous-couche de fondation
Terrain naturel
Essais géotechniques au laboratoire pour le dimensionnement des chaussées/Cas du projet d’aménagement et de bitumage des
avenues de la Somalie et des Comores dans l’arrondissement de Nongr-Massom.
Année 2008-2009 ENGAMBE Octave Noel
29
Le corps de chaussée diffuse très largement les pressions verticales imposées par les charges
roulantes.
Autrement dit, les couches supérieures (le revêtement et couche de liaison), outre leurs
fonctions de confort et de sécurité pour l’usager, ont un rôle de diffusion des efforts de trafic.
Tandis que les couches inférieures (corps de chaussées) assurent une certaine portance
permettant la transmission de ces efforts dans le sol de fondation.
IV-5.3) Dimensionnement des épaisseurs de chaussées
Le calcul de l’épaisseur de chaussée de notre projet se fera par deux(02) méthodes :
• Méthode du CEBTP
• Méthode AASHTO
Signalons que toutes les méthodes suivent le fil conducteur suivant :
- déterminer l’indice portant du sol ;
- apprécier le trafic composite et le ramener à un nombre fictif de répétitions d’une
charge de référence ;
- utiliser les abaques
IV-5.3.1) Méthode du CEBTP
Le dimensionnement de la chaussée est basé sur les règles proposées dans le «Guide Pratique
de Dimensionnement des Chaussées pour les Pays Tropicaux » du CEBTP.
C’est la méthode de dimensionnement en usage dans le pays où se réalise le projet (le
BURKINA FASO).Elle est dérivée de la méthode de C.B.R car c’est l’indice C.B.R de la plate-
forme ainsi que l’importance du trafic qui permettent de déterminer les épaisseurs des couches
de fondation et de base.
Les rues concernées par le projet étant considérée comme des voies secondaires, le trafic pris
en compte pour le dimensionnement de la chaussées est T2 c'est-à-dire 300 à 1000 véhicules
/jour (voir chapitre IV-5.1.1).
Essais géotechniques au laboratoire pour le dimensionnement des chaussées/Cas du projet d’aménagement et de bitumage des
avenues de la Somalie et des Comores dans l’arrondissement de Nongr-Massom.
Année 2008-2009 ENGAMBE Octave Noel
30
Les résultats des essais et des études géotechniques du terrain naturel de l’avenue de la Somalie
et des Comores montrent que la portance (CBR) de la plate forme naturelle après décapage est
respectivement de 42 et 56 (voir annexe VI).
Les sondages montrent que l’avenue des Comores et un tronçon de l’avenue de la Somalie
présentent des matériaux ayant des caractéristiques de couches de fondation.
Dans les zones de faible portance (PK 0 au PK 0+500 de l’avenue de la Somalie) où la portance
(CBR) de la plate forme est 10, la couche de fondation sera reconstituée avant la mise en œuvre
de la couche de base. Les résultats des essais d’identification, de portance CBR et les pièces
graphiques figurent en annexe VI.
En se basant sur la méthode du Guide Pratique de Dimensionnement des Chaussées pour les
Pays Tropicaux du CEBTP (Réimpression avec mise à jour 1984), la plate forme de l’avenue
de la Somalie et des Comores est de portance S5.Pour les zones de faible portance, la classe de
portance est S2.Cette méthode recommande la mise en place de la structure de chaussée comme
suit :
� Pour les zones dont les matériaux en place ont les caractéristiques de couche de
fondation (classe portance S5, trafic T2), les couches de chaussées sont déterminées
ainsi :
- Revêtement : enrobé d’épaisseur 4cm ou enduit superficiel
tricouche ;
- Couche de base : graveleux latéritique naturel de 25cm d’épaisseur ;
� Pour les autres zones (PK 0 au PK 0+500 de l’avenue de la Somalie) où y’a lieu de
reconstituer d’une couche de fondation (classe portance S2, trafic T2), les couches de
chaussées sont déterminées ainsi :
- Revêtement : enrobé d’épaisseur 4cm ou enduit superficiel
tricouche ;
- Couche de base : graveleux latéritique naturel de 15cm d’épaisseur ;
- Couche de fondation : graveleux latéritique naturel de 35cm d’épaisseur
Essais géotechniques au laboratoire pour le dimensionnement des chaussées/Cas du projet d’aménagement et de bitumage des
avenues de la Somalie et des Comores dans l’arrondissement de Nongr-Massom.
Année 2008-2009 ENGAMBE Octave Noel
31
IV-5.3.2) Méthode AASHTO
Cette méthode est basée sur les relations connues entre la viabilité de la chaussée entre la
viabilité de la chaussée et son comportement, développées au cours de l’essai AASTHO.
Il était important de faire certaines hypothèses pour appliquer les équations de l’essai AASTHO
à des conditions de trafic hétérogènes et pour tenir compte des autres paramètres de base de
dimensionnement cités ci-dessus.
� Description de la méthode
En s’inspirant sur ROUTE-FL4 (Guedehoussou, 1999) qui décrit la méthode d’AASTHO de
dimensionnement par étapes.
Il s’appuit sur les abaques des figures 7.1 et 7.2 qui sont couramment utilisés pour le calcul
structural des chaussées flexibles. Voici les étapes des calculs :
a) Choisir une valeur de viabilité finale (Pt) pour la chaussée
- Pour les routes principales à trafic lourd Pt = 2.5 (fig. 7.1)
- Pour les routes secondaires Pt = 2.0 (fig. 7.2)
b) Convertir les différentes charges d’essieux simples et d’essieux tandem en charge sur
essieu simple équivalent de 18-kips, en assumant une valeur d’indice d’épaisseur. Cet
indice d’épaisseur assumé n’influence normalement pas significativement les calculs, à
moins qu’il soit très différent de l’indice calculé d’après l’abaque. Il faut alors
recalculer le nombre de passage équivalent avec une autre valeur de SN et répéter le
calcul.
c) Choisir ou déterminer une valeur représentative de la portance du sol à l’aide du tableau
7.3.
d) Choisir le facteur régional représentatif des conditions climatiques et environnementales
de l’endroit.
e) Trouver l’indice d’épaisseur moyen ( sur l’abaque avec les valeurs de la portance
du sol (S) du trafic équivalent quotidien, en nombre d’essieux simples de 18 kips.
f) Trouver l’indice d’épaisseur ajusté (SN) avec les valeurs de l’indice d’épaisseur
et du facteur régional (R).
Essais géotechniques au laboratoire pour le dimensionnement des chaussées/Cas du projet d’aménagement et de bitumage des
avenues de la Somalie et des Comores dans l’arrondissement de Nongr-Massom.
Année 2008-2009 ENGAMBE Octave Noel
32
g) Convertir l’indice d’épaisseur réelle à l’aide de l’équation générale et des coefficients
de résistance relative appropriés
SN= a1D1+ a2D2+ a3D3
Il est très important d’établir des coefficients de résistance relative adéquats pour chaque
matériau composant de la chaussée.
h) Déterminer l’épaisseur des couches et vérifier si l’épaisseur minimum de chaque couche de
la chaussée est adéquate et ce, en déterminant la valeur SN de la couche sous-jacente avec
sa portance et en la divisant par le coefficient de résistance relative du matériau de la
couche
D1 (min) = SN2/a1
D2 (min) = (SN3- SN2)/a2
D3 (min) = [SN4- (SN2- SN3)]/a3
i) Pour éviter des solutions impraticables, les épaisseurs minimums suivantes doivent être
respectées :
Couche de surface – 2 "min
Couche de base – 4 "min
Couche de fondation – 4"min
Ces épaisseurs dépendent des conditions et de l’expérience locale et peuvent être modifiées.
� Calcul des épaisseurs de chaussées du projet par méthode AASHTO
La démarche à suivre pour le dimensionnement, fidèle à la description faite ci-dessus,est conduit
par les étapes suivantes :
1) Paramètres de base
• Viabilité terminale des chaussées (pt)
Essais géotechniques au laboratoire pour le dimensionnement des chaussées/Cas du projet d’aménagement et de bitumage des
avenues de la Somalie et des Comores dans l’arrondissement de Nongr-Massom.
Année 2008-2009 ENGAMBE Octave Noel
33
Il s’agit de l’indice de confort de la route à laquelle la chaussée n’offre plus un niveau de
service acceptable aux usagers. Pour le cas des routes de notre projet, on prend comme indice
2.0 correspondant aux chaussées ordinaires ;
• Charges équivalentes
La classe de trafic T2 pour nos routes, est comprise entre 5.000.000 et 13.000.000 ESE (essieu
standard équivalent) de 8.2 T (8.2 T=18 Kips). Dans le cadre de notre projet, on prend la valeur
moyenne de cette classe, soit 9 000 000 ESE de 8.2 T ou 18 Kips.
Comme le trafic n’a pas fait l’objet d’un comptage, 9.000.000 ESE est la valeur supposée.
• Portance du sol
- Dans les zones où la classe de portance est S5, les valeurs CBR ≥30.En prenant cette
valeur minimale de 30, ce qui équivaut (après interpolation) à 6.92 sur le tableau 3 de
l’échelle d’AASTHO. On prend 7 comme valeur type de CBR dans cette échelle.
- Dans les zones où la classe de portance est S2 (PK 0 au PK 0+500 de l’avenue de la
Somalie), les valeurs 10 < CBR ≤30.En prenant la valeur minimale de 10, ce qui
équivaut (après interpolation) à 5.059 sur le tableau 4 de l’échelle d’AASTHO. On
prend 5 comme valeur type de CBR dans cette échelle.
• Portance de la base
La couche de base aura un CBR ≥80, ce équivaut (après interpolation) à CBR ≥8.5 sur le
tableau 4 de l’échelle d’AASTHO. On prend 9 comme valeur type de CBR dans cette échelle.
• Facteur régional
En considérant le cas le plus défavorable, bien que climatiquement le projet est dans la zone
tropicale sèche, on prend la valeur de 1.5 équivaut à l’état des matériaux sec.
Essais géotechniques au laboratoire pour le dimensionnement des chaussées/Cas du projet d’aménagement et de bitumage des
avenues de la Somalie et des Comores dans l’arrondissement de Nongr-Massom.
Année 2008-2009 ENGAMBE Octave Noel
34
S CBR E2JHK (psi)
1 < 1 1000
2 1.6 2500
3 2.8 5 000
4 5 8 000
5 9.5 14 000
6 18 22 000
7 31 35 000
8 60 52 000
9 100 75 000
10 200 100 000
Tableau 3: Valeurs types CBR et E2JHK correspondantes
E2JHK étant le module de déformation su sol évalué par l’essai dynaflect*.
(Source ROUTES-FL4. S.A. Guedehoussou)
2) Calcul des épaisseurs
La figure 1 de la structure de la chaussée redéfinit ci-dessus, servira de guide pour la compréhension du processus.
Couche de fondation
Couche de base
Couche de surface
D2
D3
D1
SN3
SN2
SN1
Plate -forme
Essais géotechniques au laboratoire pour le dimensionnement des chaussées/Cas du projet d’aménagement et de bitumage des
avenues de la Somalie et des Comores dans l’arrondissement de Nongr-Massom.
Année 2008-2009 ENGAMBE Octave Noel
35
2.1) Cas de la portance du sol égale à 7
2.1.1) Détermination de l’indice d’épaisseur global (SN)
• Indice d’épaisseur moyen(SN)
- Dans les zones dont les matériaux en place ont les caractéristiques de couche de fondation, en fonction de la valeur de portance (7) et du trafic équivalences en nombre d’essieux standard de 18kips on trouve, sur l’abaque(AASTHO) de l’annexe*(voir p.15) avec une durée de vie de 15 ans, l’indice de d’épaisseur moyen à la valeur 3.1.
• Indice d’épaisseur ajusté (SN)
- Dans les premières zones, suivant l’indice d’épaisseur moyen (3.1) et le facteur de régional (1.5), toujours sur l’abaque, on trouve l’indice d’épaisseur ajusté (SN) égale à 3.3.
2.1.2) Détermination des épaisseurs des couches
- Revêtement
Le revêtement sera du type bicouche (conformément aux termes de références), le coefficient
de résistance relative a1 = 0.3.
On a la portance de la couche de base S2= 9, en lisant l’abaque (voir annexe), SN 2r = 2.4.
D1 (min)= SN 2r / a1= 8 ”, D1=8 ”
- Couche de base
La couche de base sera en graveleux naturels (matériaux disponible), le coefficient de
résistance relative a2 = 0.13.
La portance de la couche de fondation S3= 7, en lisant l’abaque (voir annexe), SN 3r = 3.3
D2 (min)=( SN 3r - a1x D1 )/ a2= 6.92 ”, ce qui donne D2=7”.
Essais géotechniques au laboratoire pour le dimensionnement des chaussées/Cas du projet d’aménagement et de bitumage des
avenues de la Somalie et des Comores dans l’arrondissement de Nongr-Massom.
Année 2008-2009 ENGAMBE Octave Noel
36
- Couche de fondation
La couche de fondation sera en graveleux naturels, son coefficient de résistance relative a3 =
0.11.
La portance du sol S4 = 7(voir étude géotechnique), SN 4r = 3.3.
D3 (min)=( SN 4r - a1x D1 - a2x D2)/ a3=-0.0 91 ”, ce qui donne D3=0”.
Donc, il n’y aura pas de couche de fondation.
La composition de la structure de la chaussée est résumé dans le tableau 4 ci-dessus
Couches ai Portance Di (épaisseur
en Po*) SNi
Di (épaisseur en cm)
Revêtement
bicouche 0 ,3 8 2.4 20.32
Base en graveleux
naturel 0,13 9 7 0.91 17.78
fondation 0,11 7 0 0 0
3.31
Tableau 4: Composition de la structure de la chaussée
*(Pouce),1 pouce = 2.54 cm
2.2) Cas de la portance de sol égale à 5
2.2.1) Détermination de l’indice d’épaisseur global (SN) :
• Indice d’épaisseur moyen(SN)
Dans les autres zones (PK 0 au PK 0+500 de l’avenue de la Somalie) où y’a lieu de reconstituer
d’une couche de fondation, en fonction de la valeur de portance (5) et du trafic équivalences en
Essais géotechniques au laboratoire pour le dimensionnement des chaussées/Cas du projet d’aménagement et de bitumage des
avenues de la Somalie et des Comores dans l’arrondissement de Nongr-Massom.
Année 2008-2009 ENGAMBE Octave Noel
37
nombre d’essieux standard de 18kips on trouve, sur l’abaque(AASTHO), l’indice de
d’épaisseur moyen à la valeur 4.12.
• Indice d’épaisseur ajusté (SN)
Dans les autres zones, suivant l’indice d’épaisseur moyen (4.12) et le facteur de régional (1.5),
toujours sur l’abaque, on trouve l’indice d’épaisseur ajusté (SN) égale à 4.3.
2.2.2 Détermination des épaisseurs des couches
- Revêtement
Le revêtement sera du type bicouche (conformément aux termes de références), le coefficient
de résistance relative a1 = 0.3.
On a la portance de la couche de base S2= 9, en lisant l’abaque (voir annexe), SN 2r = 2.4.
D1 (min)= SN 2r / a1= 8 ”, D1=8 ”
- Couche de base
La couche de base sera en graveleux naturels (matériaux disponible), le coefficient de
résistance relative a2 = 0.13.
La portance de la couche de fondation S3= 7, en lisant l’abaque (voir annexe), SN 3r = 3.3
D2 (min)= (SN 3r - a1x D1)/ a2= 6.92 ”, ce qui donne D2=7”.
- Couche de fondation
La couche de fondation sera en graveleux naturels, son coefficient de résistance relative a3 =
0.11.
La portance du sol S4 = 5(voir étude géotechnique), SN 4r = 4.3.
D3 (min)= (SN 4r - a1x D1 - a2x D2)/ a3=9 ”, ce qui donne D3=0”.
Donc, il n’y aura pas de couche de fondation.
La composition de la structure de la chaussée est résumé dans le tableau 4 ci-dessus
Essais géotechniques au laboratoire pour le dimensionnement des chaussées/Cas du projet d’aménagement et de bitumage des
avenues de la Somalie et des Comores dans l’arrondissement de Nongr-Massom.
Année 2008-2009 ENGAMBE Octave Noel
38
Couches ai Portance Di (épaisseur
en Po*) SNi
Di (épaisseur en cm)
Revêtement
bicouche 0 ,3 8 2.4 20.32
Base en graveleux
naturel 0,13 9 7 0.91 17.78
fondation 0,11 5 9 0.99 22.86
4.3
*(Pouce),1 pouce = 2.54 cm
Tableau 5 :
En récapitulatif :
• Dans les zones où la portance du sol égale à 7
La structure de la chaussée sera comme suit :
- Revêtement : 20 cm
- Couche de base : 20cm
- Couche de fondation : néant
• Dans les zones où la portance du sol égale à 5
La structure de la chaussée sera comme suit :
- Revêtement : 20 cm
- Couche de base : 20cm
- Couche de fondation : 25cm
Essais géotechniques au laboratoire pour le dimensionnement des chaussées/Cas du projet d’aménagement et de bitumage des
avenues de la Somalie et des Comores dans l’arrondissement de Nongr-Massom.
Année 2008-2009 ENGAMBE Octave Noel
39
IV-5.3.3) Choix définitif de la structure de la chaussée
Nous constatons qu’à composition de chaussée égale, le guide CEBTP donne des épaisseurs
des couches moins importantes (surtout en revêtement) que celles de la méthode AASTHO .En
effet, tenant compte de l’aspect économique et du fait que l’on est en agglomération dans une
zone habitée, nous retenons pour le projet la structure déterminée par le guide CEBTP.
En définitif :
• Dans les zones où la classe de portance est S5, ce qui équivaut à 7 sur l’échelle
d’AASTHO, on a :
- Revêtement : enduit superficiel tricouche ou 4cm d’enrobé dense (4E)
- Couche de base : graveleux latéritique naturel de 25cm d’épaisseur
- Couche de fondation : néant
• Dans les zones où la classe de portance est S2, ce qui équivaut à 5 sur l’échelle
d’AASTHO, on a :
- Revêtement : enduit superficiel tricouche ou 4cm d’enrobé dense (4E)
- Couche de base : graveleux latéritique naturel de 15cm d’épaisseur
- Couche de fondation : graveleux latéritique naturel de 35cm d’épaisseur.
IV-6) Matériaux de viabilité pour le corps de chaussée
Comme il devient de plus en difficile de trouver des matériaux répondant aux caractéristiques
de couche de base autour de Ouagadougou avec l’immensité des travaux en instance.
Cependant, les prospections nous montrent qu’il y’a d’importante gisements de matériaux
graveleux latéritiques.
En raison de son abondance, de ses facilités d’exploitation et de la commodité de la mise en
œuvre, le graveleux latéritiques constitue pour notre projet, le matériau économique par
excellence.
Essais géotechniques au laboratoire pour le dimensionnement des chaussées/Cas du projet d’aménagement et de bitumage des
avenues de la Somalie et des Comores dans l’arrondissement de Nongr-Massom.
Année 2008-2009 ENGAMBE Octave Noel
40
La catégorie des routes du projet et la classe de trafic (T2) permettent l’emploi du graveleux
latéritiques en corps de chaussées que ça soit en couche de fondation et en couche de base.
Le tableau 4 nous donne l’utilisation possible en couches de chaussées selon les couches de
trafic.
Par contre, aux niveaux de la portance et certaines caractéristiques géotechniques que
réclament cet emploi ne sont pas toujours accessibles aux graveleux.
A ce propos, le catalogue des structures-types de chaussées neuves du LBTP a fait une
récapitulation de toutes les recommandations relatives aux propriétés des graveleux latéritiques,
dans le tableau 4, destinés aux couches de fondation et de base, dans le contexte Ivoirien.
Aussi, on retient ces recommandations qui du fait que la Côte d’Ivoire est voisin du Burkina
Faso, pays où se réalise notre étude et on rencontre aussi des conditions similaires.
L’avantage est surtout pour le Burkina Faso car sous son climat moins pluvieux, un grand
nombre de gisements servent à constituer des couches de base présentant les qualités requises
(bonne indice CBR mesurées après 4 jours d’immersion).
annexe IX présente :recapitulatif des recommandations relatives à la qualité des graveleux
latéritiques naturels
IV-7) Matériaux de viabilité pour le revêtement
IV-7.1) Les granulats
Les granulats utilisés dans travaux de génie civil en général et dans les travaux routiers en
particulier, sont d’origines diverses : naturelle, alluvionnaire, calcaire, éruptive, voire
artificielle (carrière de concassage) ou provenant de sous produits industriels.
Pour leurs utilisations, ils doivent répondre à des impératifs de qualité et à des caractéristiques
propres à chaque usage. Il est donc nécessaire d’en établir les caractéristiques par des
observations visuelles et par une confirmation par différents essais de laboratoire.
Essais géotechniques au laboratoire pour le dimensionnement des chaussées/Cas du projet d’aménagement et de bitumage des
avenues de la Somalie et des Comores dans l’arrondissement de Nongr-Massom.
Année 2008-2009 ENGAMBE Octave Noel
41
� Propriétés des granulats
Quelques soit le revêtement adoptés pour le couronnement de la chaussée, les agrégats pour
usages routiers doivent avoir certaines propriétés qui conditionnent les qualités requises pour
leurs utilisations.
Les qualités auxquelles doivent répondre les granulats, selon le Guide Pratique de
Construction Routière (M. Martin et P.Ponteville, 1982), sont de deux ordres :
- Celles qui tiennent à la nature de la roche (résistance mécanique),
- Celles qui résultent des conditions de fabrication (granularité, angularité, forme,
propreté).
Aussi pour les conditions d’emplois, granulats doivent répondre aux spécifications citées ci-
dessus. Le non-respect de :
- la granularité (d/D) entraine des risques de ressuage, glissance, non-drainabilité,
- la dureté (fragmentation des granulats) entraine des risques de mosaïque défectueuse,
- l’angularité (faces arrondies) entraine des risques de glissance,
- la forme (granulats plats, aiguillés) entraine des risques de ressuage et glissance,
- la propreté entraine des risques de manque d’adhésivité, plumage, pelade.
Le tableau 5 ci- après résume les paramètres caractéristiques des granulats.
Essais géotechniques au laboratoire pour le dimensionnement des chaussées/Cas du projet d’aménagement et de bitumage des
avenues de la Somalie et des Comores dans l’arrondissement de Nongr-Massom.
Année 2008-2009 ENGAMBE Octave Noel
42
Mise en œuvre Niveau de service
Granulats pour usages
routiers
Comportement à court terme :
- Granulométrie
- Angularité
- Propreté
- Teneur en eau
- Masse volumique
Evolution à long terme et niveau d’usage :
- Résistance mécanique :
• Fragmentation
• Usure
• Polissage
- affinité aux liants
- angularité
Tableau 6: Paramètres caractéristiques des granulats
(Source : Granulats, Sols, Ciments et Bétons. Caractérisation des matériaux de génie civil par les essais de laboratoire. –Collection A. Capliez. CASTEILA, 2004.)
Pour le revêtement, les agrégats sont utilisés en classe granulaire (d/D) c'est-à-dire en fraction
de matériau définie par deux dimensions d’ouverture des mailles de tamis et de crible.
L’Annexe X,intitulé récapitulatif des caractéristiques des granulats pour enduits superficiels
résume les critères d’acceptabilité des granulats pour usages aux enduits superficiels.
Signalons par contre, pour le problème de disponibilité de matériaux ou de site de granulat, on
tient compte surtout des résultats des essais d’abrasion (Los Angeles).
Ainsi, au vu des résultats, la carrière de granulat pour revêtement n’est retenu que si son Los
Angeles > 50 %.Au cas contraire, une nouvelle campagne de reconnaissance de matériaux
pour revêtement doit être préconisé.
IV-7.2) Les liants
Le liant, comme indique son nom, est la « colle » qui va assurer la continuité du revêtement, sa
fixation au support, et à la liaison entre gravillons, qui doivent rester solidement accrochés et
Essais géotechniques au laboratoire pour le dimensionnement des chaussées/Cas du projet d’aménagement et de bitumage des
avenues de la Somalie et des Comores dans l’arrondissement de Nongr-Massom.
Année 2008-2009 ENGAMBE Octave Noel
43
solidaires entre eux. Cela suppose qu’il réunisse des qualités parfois apparemment
contradictoires :
- plasticité élevée sur une large plage de température,
- souplesse à froid et cohésion à chaud,
- viscosité au répandage compatible avec les matériels compatible avec les matériels
d’application et permettant le mouillage des gravillons.
Les liants utilisés pour les enduits superficiels, d’origines hydrocarbonés, sont à base du bitume
ou du goudron.
On a coutume en Afrique d’utiliser les liants bitumineux issus du pétrole. Ces derniers sont à
leur tour sont quant à eux différenciés selon leur structure : bitume pur, bitume fluidifié, bitume
fluxé, bitume modifié, émulsion de bitume, etc.
Le cas de notre projet, le revêtement obtenu à travers nos méthodes ont donné (dans les deux
zones) : enrobé d’épaisseur 4cm ou en un enduit superficiel tricouche. Dans le cas des enduits
superficiels (bicouche ou tricouhe), ils constituent une technique particulière sensible aux
conditions de mise en œuvre. Leur réussite est souvent compromise si les travaux s’effectuent
par de mauvais temps (condition climatique) ou si le matériel n’est pas adapté et en bon
fonctionnement.
Le choix du liant porte plutôt sur sa classe que sur sa nature, définie suivant les conditions
locales (essais caractéristiques au laboratoire, condition de stockage, pratique d’emploi).
IV-7.2 .1) Choix de la classe du bitume
Dans les travaux routiers au Burkina Faso, on utilise fréquemment, le bitume pur et le bitume
fluidifié.
Essais géotechniques au laboratoire pour le dimensionnement des chaussées/Cas du projet d’aménagement et de bitumage des
avenues de la Somalie et des Comores dans l’arrondissement de Nongr-Massom.
Année 2008-2009 ENGAMBE Octave Noel
44
• Cas du bitume pur
Pour le bitume pur, la classification et le choix du bitume dépendent des résultats des essais
appropriés. Les plus importants sont les suivants:
- La pénétrabilité à 25°c sous une charge de 100g en 5 secondes,
- Le point de ramollissement (avec l’essai bille et anneau),
- La densité moyenne à 25° c.
l’annexe XI,classe de bitumes purs ci- après nous donne résume les critères de choix d’une classe
de bitume pur.
• as du bitume fluidifié
Ce sont des bitumes routiers aux quels on a ajouté des solvants pétroliers (kérosène, essence,
gasole).
l’annexe XII, intitulé spécification des classes des bitumes fluidifiés ci- après nous donne
résume les critères de choix d’une classe de bitume pur.
IV-7.3) La formulation de l’enduit superficiel tric ouche
Rappelons qu’un enduit superficiel est un revêtement mince constitué par un film de liant
bitumineux répandu sur la surface à revêtir, sur lequel une couche de granulats est répandue.
Un enduit superficiel comporte, une, deux ou trois couches de gravillons et de liants alternés
(monocouche, bicouche ou tricouche).
La formulation consiste à choisir les constituants (granulats et liants) leur dosage et structure en
fonction des contraintes (support, profil, trafic, climat, saison).Mais la réussite d’un enduit
superficiel, même si elle dépend des facteurs cités, la qualité des granulats (la classe granulaire)
est prédominante.
• La structure
La structure envisagée dans notre projet est le tricouche, c’est-à-dire trois couches de liants et
de gravillons alternés.
Essais géotechniques au laboratoire pour le dimensionnement des chaussées/Cas du projet d’aménagement et de bitumage des
avenues de la Somalie et des Comores dans l’arrondissement de Nongr-Massom.
Année 2008-2009 ENGAMBE Octave Noel
45
• Le liant
La nature du liant sera du bitume fluidifié de catégorie 400/600 fréquemment utilisé. Ce liant
est satisfaisant dans le cas général et est bien adapté aux conditions locales (trafic, économique,
climatique).On trouvera en annexe les spécifications relatives à ce type de liant.
Rappelant qu’une imprégnation avec du bitume fluidifié (couramment appelé cut-back) de 0-1
est disposé avant de déposer le liant. Cette imprégnation, comme l’indique le guide de
dimensionnement, n’affecte qu’une faible épaisseur (1 à 2cm) de la couche afin
d’imperméabilisé la surface de la base.
• Granulats
En s’appuyant sur les usages locaux en la matière, le choix et dispositions seront :
- 1ère couche : 10/14
- 2ème couche : 6/10
- 3ème couche : 4/6
• Dosage
La détermination des taux de répandage du liant et du granulat se fait par l’emploi de l’abaque
de SHELL. Le tableau 8, se rapportant à l’abaque de SHELL, nous donne des résultats
suivants :
Couche Taux de répandage du Liant
en Kg/m2
Taux de répandage du Granulat
en litre/m2
Imprégnation 1.2 -
1ère couche 1.2 14
2ème couche 1.1 10
3ème couche 0.9 6
Tableau8: Taux de répandage du liant et granulats
Du bas en haut
Essais géotechniques au laboratoire pour le dimensionnement des chaussées/Cas du projet d’aménagement et de bitumage des
avenues de la Somalie et des Comores dans l’arrondissement de Nongr-Massom.
Année 2008-2009 ENGAMBE Octave Noel
46
IV-8) Vérification du comportement des structures de chaussée sous charges
La chaussée en général est conçue et construire pour résister aux actions de fatigue et d’usure
consécutives aux sollicitations répétées du trafic.
Aussi, lors du dimensionnement des structures types prévues au catalogue des chaussées, il a
été vérifié que les épaisseurs prescrites pour les différences assises permettaient d’obtenir à leur
sommet, après compactage, des niveaux de déflexion compatibles avec un comportement
ultérieur correct de ces structures.
Il est donc important que ses seuils de déflexion soient effectivement atteints.
IV-8.1) Détermination du niveau de déflexion par la méthode des catalogues
Le tableau 9 ci- après nous donne les déflexions admissibles de sol de plate-forme destiné à
recevoir le corps de chaussée.
Zones de projet Trafic Au sommet de
la plate-forme
Au sommet de
la fondation
Au sommet de
la base
Dans les zones où la classe
de portance est S2
T2 250 200 125
Dans les zones où la classe
de portance est S5
T2 200 200 125
Tableau 9: Les déflexions admissibles de sol de plate forme
Essais géotechniques au laboratoire pour le dimensionnement des chaussées/Cas du projet d’aménagement et de bitumage des
avenues de la Somalie et des Comores dans l’arrondissement de Nongr-Massom.
Année 2008-2009 ENGAMBE Octave Noel
47
A partir ces valeurs maximales admissibles retenues sur finie, les seuils précédents ont été
calculés en utilisant la formule de l’équation 3 ci-dessus:
Equation 3 : Formules de calcul des épaisseurs en fonctions des déflexions
e = k log (d0 / d1)
Avec e : épaisseur de l’assise considéré
d0 : déflexion maximale avant mise en place de l’assise
d1 : déflexion maximale après mise en place de l’assise
k : 65 pour le graveleux naturel de la couche de base et 100 pour le graveleux naturel de
de la couche de fondation
Équation 3: Formule de calcul des épaisseurs en fonctions des déflexions
(Source : Manuel pour les conceptions et le dimensionnement des chaussées neuves. Recommandation pour l’utilisation en corps de chaussée des graveleux latéritiques naturels - L.B.T.P, 1977. Abidjan.)
En calculant les épaisseurs de la base et la fondation, on a les résultats suivants :
• Dans les zones où la classe de portance est S2 :
- Couche de base : k = 65, d0 = 200 , d1 = 125 e = 13.27 cm ≤ 15cm retenue
- Couche de fondation : k = 100, d0 = 250, d1 = 200 e = 9.69 cm ≤ 35 cm retenu
• Dans les zones où la classe de portance est S5 :
- Couche de base : k = 65, d0 = 200 , d1 = 125 e = 19.57cm ≤ 25 cm retenu
- Couche de fondation : k = 100, d0 = 200, d1 = 200 e = 0, ce qui est
vérifier car pas de couche de fondation.
On peut constater que les seuils de déflexions sont atteints.
IV-8.2) Vérification des contraintes et déformations
� Outil de calcul : logiciel ALIZE-LCPC le logiciel Ali
Essais géotechniques au laboratoire pour le dimensionnement des chaussées/Cas du projet d’aménagement et de bitumage des
avenues de la Somalie et des Comores dans l’arrondissement de Nongr-Massom.
Année 2008-2009 ENGAMBE Octave Noel
48
Avec le logiciel ALIZE-LCPC, qui est l’un des programmes de référence utilisé pour les
calculs de dimensionnement des chaussées. Il permet de réaliser les calculs des
sollicitations créées par le trafic dans ces structures, calculs indispensables à la mise en
œuvre de la méthode française de dimensionnement rationnel des chaussées neuves et des
renforcements, élaborée par le LCPC et le SETRA dès la fin des années 70.
Le logiciel propose, en particulier, les possibilités suivantes :
• Saisie-gestion simple et fonctionnelle des données pour les calculs : structures de
chaussée, chargements (simples, multi-roues, multi essieux ou bogies, …).
• Module de calcul des valeurs de sollicitations admissibles.
• Bibliothèque des matériaux de chaussées conformes aux normes routières, et
bibliothèque personnalisée de matériaux.
• Enchaînement automatique des variantes de structures (variations des épaisseurs ou des
modules des couches).
• Visualisation possible des résultats de calcul suivant des profils
• Rappels des hypothèses et des spécifications de la méthode rationnelle de
dimensionnement LCPC-SETRA : classes et agressivité du trafic, choix des risques de
calcul, épaisseurs de mise en œuvre minimales et maximales des matériaux, choix du
type d’interface entre couches, choix et épaisseur des couches de surface.
� Détermination des contraintes et des déformations
• Données et hypothèses de base
� Module dynamique E=10 CBR (en MPa) pour chaque couche,
� Nu (coefficient de poissons)
� Structure de la chaussée est de deux types :
- revêtement + base (avec plate-forme de CBR= 42)
- revêtement + base + fondation (avec plate-forme de CBR= 10)
Essais géotechniques au laboratoire pour le dimensionnement des chaussées/Cas du projet d’aménagement et de bitumage des
avenues de la Somalie et des Comores dans l’arrondissement de Nongr-Massom.
Année 2008-2009 ENGAMBE Octave Noel
49
Au niveau des revêtements (tricouche), il se pose un problème de module car dans notre
version du logiciel seul le béton bitumineux.
� Couche de fondation : CBR ≥ 30
� Couche de fondation : CBR ≥ 80
Le tableau suivant, nous donne les paramètres suivants :
- Pour la zone de projet où la portance est de classe S5
Couche E (module de Young)
en MPa
Nu
Revêtement 0.35
Base 800 0.35
Fondation 300 0.35
Plate-forme 420 0.35
- Pour la zone de projet où la portance est de classe S2
Couche E (module de Young)
en MPa
Nu
Revêtement 0.35
Base 800 0.35
Fondation 300 0.35
Plate-forme 100 0.35
Essais géotechniques au laboratoire pour le dimensionnement des chaussées/Cas du projet d’aménagement et de bitumage des
avenues de la Somalie et des Comores dans l’arrondissement de Nongr-Massom.
Année 2008-2009 ENGAMBE Octave Noel
50
• Résultats
Avec Alizé ,en prenant gb1(grave bitume) comme module ,E=7000 MPa ,on a :
Zone projet S5 Zone projet S2
Déflexion maximale 0,198 mm 0.471 mm/100
Contrainte admissible 40.65 9.68
Déformation admissible 2.6 mm 2.6 mm
Rappelons que les sollicitations admissibles sont :
- σad =(0.3xCBR) /(1+0.7xLogN) pour les contraintes
έad = 0.012(N)-0.222 pour les déformations, avec N=300 (car trafic T2)
D’après les résultats ci-dessus, on constate que les déflexions et contraintes admissibles sont
aux maximales calculées par alizé. Donc les épaisseurs de chaussées sont largement suffisantes
pour reprendre les charges répétées pour la durée de service de la route.
Essais géotechniques au laboratoire pour le dimensionnement des chaussées/Cas du projet d’aménagement et de bitumage des
avenues de la Somalie et des Comores dans l’arrondissement de Nongr-Massom.
Année 2008-2009 ENGAMBE Octave Noel
51
V-CONCLUSION GENERALE ET RECOMMANDATIONS
Au terme de cette étude, nous pouvons dire avec certitude que la maitrise des paramètres de
dimensionnement est un important dans le choix ou l’appréciation des méthodes de calcul des
chaussées routières. C’est de cela que dépendra la durée de vie et le niveau de services de nos
infrastructures routières. Nul n’ignore la contribution d’un réseau routier à l’économie d’un
pays. Le constat est que les routes commencent à se dégrader sous les atteintes conjuguées du
trafic et des éléments naturels dés leur mise en service.
Compte tenu de cette spécificité en matière de dimensionnement de chaussés où il n’existe pas
de méthodes de calcul rigoureuse, nous pouvons dire que le choix de la méthode de
dimensionnement ne pourrait se faire uniquement que sur la base des particularités de chaque
zone géographique ou à défaut pour chaque pays..
A la suite de tout cela, on note dans le monde et en Afrique une tendance marquée vers des
chaussées épaisses ou rigidifiées et des catalogues des structures types. Ces catalogues qui
prendront en compte l’environnement technologique permettront de standardiser les structures
en limitant leur nombre et autoriseront l’uniformisation des techniques d’études. L’exemple des
Eurocodes est illustratif, avec des annexes nationales pour chaque pays Européens.
L’analyse des conditions actuelles de conception, de construction et de l’exploitation du réseau
routier des pays de l’Afrique Subsaharienne montre :
Un vide structurel en termes de données fiables sur la vie des réseaux routiers africains dû à la
non existence ou à l’abandon de certaines activités liées la gestion des bases de données. Ce
vide conduit souvent à procéder à des calculs de dimensionnement des chaussées routières sur
la base des hypothèses surannées et inadmissible à notre époque (le trafic mal maitrisé avec des
poids lourds circulant sans connaitre leurs agressivités).
Une contre performance des structures d’Etats ou privées chargées de réglementer les activités
dans le domaine des transports.
Pour remédier à tous ces maux endémiques qui gagnent presque tous les pays africains, nous
recommandons ce qui suit :
Essais géotechniques au laboratoire pour le dimensionnement des chaussées/Cas du projet d’aménagement et de bitumage des
avenues de la Somalie et des Comores dans l’arrondissement de Nongr-Massom.
Année 2008-2009 ENGAMBE Octave Noel
52
accorder une place de choix aux activités relatives aux auscultations routières ;en d’autres
termes ,les recherches dans le domaine des routes doivent s’accentuer au même titre que les
taches annuelles d’entretien courant du routier ,
relancer l’ensemble des activités annuelles et périodiques des Banques de Données Routières
actuellement mises en veilleuse sciemment ou inconscient,
uniformiser les réglementations au niveau de l’Afrique en matière de charges admissibles des
camions et des charges à l’essieu.
Moderniser et équiper de nos laboratoires nationaux en moyens humains et matériels pour ne
plus paraitre dans la plupart des cas comme des succursales des grandes firmes internationales
dans le domaine des BTP.
Essais géotechniques au laboratoire pour le dimensionnement des chaussées/Cas du projet d’aménagement et de bitumage des
avenues de la Somalie et des Comores dans l’arrondissement de Nongr-Massom.
Année 2008-2009 ENGAMBE Octave Noel
53
VI. REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
Ouvrages et articles
[1] BCEOM/CEBTP, 1991.Les routes dans les zones tropicales et désertiques. Tomes II .République de France, ministère de la coopération et du développement, 672p.
[2] R. Dupain – R. Lanchon – J. C. Saint-Arroman, 2004. Granulats, Sols, Ciments et Bétons. CASTEILA, 236p.
[3] Thèse n° 2366 de Gunther Gidel, 2001. Comportement et valorisation des graves non traitées calcaires utilisées pour les assises de chaussées souples. UNIVERSITE DE BORDEAUX I.
[4] Paul AUTRET, 1989.Routes dans les pays en développement .LCPC-Paris, 64p. (Rapport des laboratoires)
[5] Thèse n° 2786 de Jacques Perret, 2003. Déformations des couches bitumineuses au passage d’une charge de trafic. Section de Génie ,EPFL-Lausanne.
[6] Georges JEUFFROY, 1970. Conception et construction des chaussées. Tome I .EYROLLES, 450p.
[7] M. Menin MESSOU, 2004. Dimensionnement et structures types de chaussées : Situation et perspectives. SEMINAIRE TECHNIQUE.THEME : Routes africaines, Cinquante ans de services-Bilans et perspectives. AGEPAR-Lomé.
[8] CEBTP, mise à jour 1984. Guide de dimensionnement des chaussées pour les pays tropicaux. République de France, ministère des relations extérieures, coopération et du développement, 157p.
[9] L.B.T.P, 1977.Manuel pour les conceptions et le dimensionnement des chaussées neuves. Catalogue des structures – Recommandations - Guide pour le renforcement des chaussées. Abidjan.
[10] S.A. GUEDEHOUSSOU, 1999. Routes-FL4. Ecole Nationale Supérieure d’Ingénieurs. UNIVERSITE DU BENIN.
[11] L’EVENEMENT (Magazine Burkinabè) n° 34 du 25 décembre 2003
[12] Pierre HABIB, 1973.Précis de géotechnique.DUNOD, Paris-Bruxelles –Montréal.
[13] Maurice BARBIER, 1995.Dictionnaire technique du bâtiment et des travaux publics.11ème Edition. EYROLLES.
Essais géotechniques au laboratoire pour le dimensionnement des chaussées/Cas du projet d’aménagement et de bitumage des
avenues de la Somalie et des Comores dans l’arrondissement de Nongr-Massom.
Année 2008-2009 ENGAMBE Octave Noel
54
[14] M.Martin-P.Ponteville. Guide Pratique de Construction Routière N° 36 :Les enduits superficiels. Supplément au n°584,1982.REVUE GENERALE DES ROUTES ET DES AERODROMES.
[15] J.P.Grimaux. Guide Pratique de Construction Routière N° 25 : Liants hydrocarbonés, 1ère partie. Supplément au n°573,1981.REVUE GENERALE DES ROUTES ET DES AERODROMES.
[16] D.Bourdrel-J.Duval-M.Le Duff-A. Lozier-M.Ullmann. Guide Pratique de Construction Routière N° 50 : Les enduits superficiels. Supplément au n°584,1982.REVUE GENERALE DES ROUTES ET DES AERODROMES.
[17] Grand-Duche de Luxembourg. Ministre des travaux publics. Ponts et Chaussées(CDC-ESU04). CAHIER DES CHARGES 'ENDUITS SUPERFICIELS D'USURE'. Ministère des Travaux Publics., 2005 .Luxembourg
Essais géotechniques au laboratoire pour le dimensionnement des chaussées/Cas du projet d’aménagement et de bitumage des
avenues de la Somalie et des Comores dans l’arrondissement de Nongr-Massom.
Année 2008-2009 ENGAMBE Octave Noel
55
ANNEXESI
Essais géotechniques au laboratoire pour le dimensionnement des chaussées/Cas du projet d’aménagement et de bitumage des
avenues de la Somalie et des Comores dans l’arrondissement de Nongr-Massom.
Année 2008-2009 ENGAMBE Octave Noel
56
ANNEXES ............................................................................................................................................... 55
A-DONNEES DE BASE .................................................................................. Erreur ! Signet non défini.
ANNEXE I : PLAN D ’ENSEMBLE DE LA ZONE DU PROJET ERREUR ! SIGNET NON DEFINI.
ANNEXE II : PROFIL EN LONG ET VUE EN PLAN DU PROJET DES AVENUES DE LA SOMALIE
ET DES COMORES .............................................................. ERREUR ! SIGNET NON DEFINI.
ANNEXE III : PROFIL EN TRAVERS TYPES DES CHAUSSEES DU PROJET DES AVENUES DE LA
SOMALIE ET DES COMORES. ............................................. ERREUR ! SIGNET NON DEFINI.
B-ELEMENTS D’ETUDE GEOTECHNIQUE .............................................. Erreur ! Signet non défini.
ANNEXE IV : SITUATION GEOGRAPHIQUE ET COUPE GEOTECHNIQUE DES SONDAGES
........................................................................................... ERREUR ! SIGNET NON DEFINI.
ANNEXE V : FICHES TECHNIQUES DES RESULTATS D’ESSAIS.ERREUR ! SIGNET NON DEFINI.
C-PARAMETRES DE DIMENSIONNEMENT DES CHAUSSEES ............ Erreur ! Signet non défini.
ANNEXE VI : COEFFICIENTS D ’EQUIVALENCE DES MATERIAUX ERREUR ! SIGNET NON DEFINI.
ANNEXE VII: ABAQUES DE CALCULS DES PARAMETRES DE LA METHODE AASTHOERREUR !
SIGNET NON DEFINI.
D-ELEMENTS CARACTERISTIQUES DU CHOIX DES MATERIAUX DU CORPS DE
CHAUSSES ....................................................................................................... Erreur ! Signet non défini.
ANNEXE VIII CLASSES DE TRAFIC CONCERNE PAR L’EMPLOI DES GRAVELEUX NATURESL
........................................................................................... ERREUR ! SIGNET NON DEFINI.
ANNEXE IX : RECAPITULATIFS DES RECOMMANDATIONS RELATIVES A LA QUALITE DES
GRAVELEUX LATERITIQUES NATURELS ............................ ERREUR ! SIGNET NON DEFINI.
ANNEXE X : RECAPITULATIF DES CARACTERISTIQUES DES GRANULATS POUR ENDUIT
SUPERFICIEL ..................................................................... ERREUR ! SIGNET NON DEFINI.
E-ELEMENTS CARACTERISTIQUES CHOIX DES MATERIAUX POUR LE REVETEMENT
............................................................................................................................ Erreur ! Signet non défini.
ANNEXE XI : CLASSES DE BITUMES PURS ..................... ERREUR ! SIGNET NON DEFINI.
ANNEXE XII : SPECIFICATION DES CLASSES DE BITUMES FLUIDIFIES ERREUR ! SIGNET NON
DEFINI.
ANNEXE XIII : L IANTS BITUMINEUX UTILISES POUR LES PRINCIPALES APPLICATIONS
ROUTIERES ........................................................................ ERREUR ! SIGNET NON DEFINI.
F-CALCULS ET VERIFICATIONS DES CONTRAINTES ………………………………………………..
Essais géotechniques au laboratoire pour le dimensionnement des chaussées/Cas du projet d’aménagement et de bitumage des
avenues de la Somalie et des Comores dans l’arrondissement de Nongr-Massom.
Année 2008-2009 ENGAMBE Octave Noel
57
ANNEXE XIV : :Déflections admissible d’un support destiné à recevoir une assise en graveleux naturels………………………………………………………………………………………..
ANNEXE XV ::Résultats ALIZE……………………………………………………………..
A. DONNEES DE BASE
Essais géotechniques au laboratoire pour le dimensionnement des chaussées/Cas du projet d’aménagement et de bitumage des
avenues de la Somalie et des Comores dans l’arrondissement de Nongr-Massom.
Année 2008-2009 ENGAMBE Octave Noel
58
Essais géotechniques au laboratoire pour le dimensionnement des chaussées/Cas du projet d’aménagement et de bitumage des avenues de la Somalie et des Comores dans l’arrondissement de Nongr-Massom.
Année 2008-2009 ENGAMBE Octave Noel
59
• ANNEXE I : Plan d’ensemble de la zone du projet
Essais géotechniques au laboratoire pour le dimensionnement des chaussées/Cas du projet d’aménagement et de bitumage des avenues de la Somalie et des Comores dans l’arrondissement de Nongr-Massom.
Année 2008-2009 ENGAMBE Octave Noel
60
• ANNEXE II : Profils en long et vue en plan du projet des avenues de la Somalie et des Comores
Essais géotechniques au laboratoire pour le dimensionnement des chaussées/Cas du projet d’aménagement et de bitumage des avenues de la Somalie et des Comores dans l’arrondissement de Nongr-Massom.
Année 2008-2009 ENGAMBE Octave Noel
61
Essais géotechniques au laboratoire pour le dimensionnement des chaussées/Cas du projet d’aménagement et de bitumage des avenues de la Somalie et des Comores dans l’arrondissement de Nongr-Massom.
Année 2008-2009 ENGAMBE Octave Noel
62
Essais géotechniques au laboratoire pour le dimensionnement des chaussées/Cas du projet d’aménagement et de bitumage des avenues de la
Somalie et des Comores dans l’arrondissement de Nongr-Massom.
Année 2008-2009 ENGAMBE Octave Noel
63
• ANNEXE III : Profil en travers types des chaussées du projet des avenues de la Somalie et des Comores.
Essais géotechniques au laboratoire pour le dimensionnement des chaussées/Cas du projet d’aménagement et de bitumage des avenues de la
Somalie et des Comores dans l’arrondissement de Nongr-Massom.
Année 2008-2009 ENGAMBE Octave Noel
64
Essais géotechniques au laboratoire pour le dimensionnement des chaussées/Cas du projet d’aménagement et de bitumage des avenues de la
Somalie et des Comores dans l’arrondissement de Nongr-Massom.
Année 2008-2009 ENGAMBE Octave Noel
65
B-ELEMENTS D’ETUDES GEOTECHNIQUES
Essais géotechniques au laboratoire pour le dimensionnement des chaussées/Cas du projet d’aménagement et de bitumage des avenues de la
Somalie et des Comores dans l’arrondissement de Nongr-Massom.
Année 2008-2009 ENGAMBE Octave Noel
66
• ANNEXE IV : Situation géographique et Coupe géotechnique des sondages
Essais géotechniques au laboratoire pour le dimensionnement des chaussées/Cas du projet d’aménagement et de bitumage des avenues de la
Somalie et des Comores dans l’arrondissement de Nongr-Massom.
Année 2008-2009 ENGAMBE Octave Noel
67
Essais géotechniques au laboratoire pour le dimensionnement des chaussées/Cas du projet d’aménagement et de bitumage des avenues de la Somalie et des Comores dans l’arrondissement de Nongr-Massom.
Année 2008-2009 ENGAMBE Octave Noel
68
ANNEXE V : Fiches techniques des résultats d’essais.
Essais géotechniques au laboratoire pour le dimensionnement des chaussées/Cas du projet d’aménagement et de bitumage des avenues de la
Somalie et des Comores dans l’arrondissement de Nongr-Massom.
Année 2008-2009 ENGAMBE Octave Noel
69
Essais géotechniques au laboratoire pour le dimensionnement des chaussées/Cas du projet d’aménagement et de bitumage des avenues de la
Somalie et des Comores dans l’arrondissement de Nongr-Massom.
Année 2008-2009 ENGAMBE Octave Noel
70
Essais géotechniques au laboratoire pour le dimensionnement des chaussées/Cas du projet d’aménagement et de bitumage des avenues de la
Somalie et des Comores dans l’arrondissement de Nongr-Massom.
Année 2008-2009 ENGAMBE Octave Noel
71
Essais géotechniques au laboratoire pour le dimensionnement des chaussées/Cas du projet d’aménagement et de bitumage des avenues de la
Somalie et des Comores dans l’arrondissement de Nongr-Massom.
Année 2008-2009 ENGAMBE Octave Noel
72
Essais géotechniques au laboratoire pour le dimensionnement des chaussées/Cas du projet d’aménagement et de bitumage des avenues de la
Somalie et des Comores dans l’arrondissement de Nongr-Massom.
Année 2008-2009 ENGAMBE Octave Noel
73
C.PARAMETRES DE DIMENSIONNEMENT DES
CHAUSSEES
Essais géotechniques au laboratoire pour le dimensionnement des chaussées/Cas du projet d’aménagement et de bitumage des avenues de la
Somalie et des Comores dans l’arrondissement de Nongr-Massom.
Année 2008-2009 ENGAMBE Octave Noel
74
ANNEXE VI : Coefficient d’équivalence des matériaux
Coefficients d’équivalence des matériaux Couche de chaussée : Coefficient a Couche de roulement Enduit superficiel 0,20 à 0,40 Béton bitumineux peu performant ou enrobés denses 0,20 Béton bitumineux performant (1) Module = 1500MPa (2) 0,30 Module = 2500 MPa 0,40 Module = 4000 MPa min 0,45 Couche de base Non traitée (3) CBR = 30 (4) 0,07 CBR = 50 0,10 CBR = 70 0,12 CBR = 90 0,13 CBR = 110 0,14 Traitée au ciment (5) Rc = 0,7 MPa 0,10 Rc = 2,0 MPa 0,15 Rc = 3,5 MPa 0,20 Rc = 5,0 MPa 0,24 Matériaux bitumineux (6) 0,32 Fondation Non traitée (7) CBR = 5 0,06 CBR = 15 0,09 CBR = 25 0,10 CBR = 50 0,12 CBR = 100 0,14
Essais géotechniques au laboratoire pour le dimensionnement des chaussées/Cas du projet d’aménagement et de bitumage des avenues de la
Somalie et des Comores dans l’arrondissement de Nongr-Massom.
Année 2008-2009 ENGAMBE Octave Noel
75
Traitée au ciment RC > 0,7 MPa 0,14 (1) application si H1> = 30 mm (2) Module à une température de 30°C (3) ai >= (29,14 CBR – 0,1977 CBR2 + 0,00045 CBR3) 10-4
ai peut être augmenté de 60% si CBR>70 ou si la fondation est traitée aux liants hydrauliques (4) CBR correspondant aux conditions de teneur en eau et capacité in situ (5) ai = 0,075 + 0,039 RC – 0,00088 Rc2 Rc étant la résistance à la compression simple à 14 jours en MPA (6) Grave-bitume de module élevé E = 4000 MPa à 20°C ai = 0,01 + 0,065 log 10 CBR
Essais géotechniques au laboratoire pour le dimensionnement des chaussées/Cas du projet d’aménagement et de bitumage des avenues de la
Somalie et des Comores dans l’arrondissement de Nongr-Massom.
Année 2008-2009 ENGAMBE Octave Noel
76
ANNEXE VII: Abaques de calculs des paramètres de la méthode AASTHO
Essais géotechniques au laboratoire pour le dimensionnement des chaussées/Cas du projet d’aménagement et de bitumage des avenues de la
Somalie et des Comores dans l’arrondissement de Nongr-Massom.
Année 2008-2009 ENGAMBE Octave Noel
77
Essais géotechniques au laboratoire pour le dimensionnement des chaussées/Cas du projet d’aménagement et de bitumage des avenues de la
Somalie et des Comores dans l’arrondissement de Nongr-Massom.
Année 2008-2009 ENGAMBE Octave Noel
78
Essais géotechniques au laboratoire pour le dimensionnement des chaussées/Cas du projet d’aménagement et de bitumage des avenues de la
Somalie et des Comores dans l’arrondissement de Nongr-Massom.
Année 2008-2009 ENGAMBE Octave Noel
79
D. ELEMENTS CARACTERISTIQUES DU CHOIX DES
MATERIAUX POUR LE CORPS DE CHAUSSEE
Essais géotechniques au laboratoire pour le dimensionnement des chaussées/Cas du projet d’aménagement et de bitumage des avenues de la
Somalie et des Comores dans l’arrondissement de Nongr-Massom.
Année 2008-2009 ENGAMBE Octave Noel
80
ANNEXE VIII -. Classe de trafic concernée par l’emploi des graveleux naturels
Emploi des graveleux
Routes traditionnelles à
2 voies (6-7.5 m large)
Voieries urbaines
Autoroutes-Voies express à 2x2 voies ou 2x3 voies
T1 T2 T3 T4 T5
Couche de fondation
Couche de base Sous-réserve Inapplicable
Couche de renforcement Inapplicable
Essais géotechniques au laboratoire pour le dimensionnement des chaussées/Cas du projet d’aménagement et de bitumage des avenues de la
Somalie et des Comores dans l’arrondissement de Nongr-Massom.
Année 2008-2009 ENGAMBE Octave Noel
81
ANNEXE IX - Récapitulation des recommandations relatives à la qualité des graveleux latéritiques naturels
(Source : Manuel pour les conceptions et le dimensionnement des chaussées neuves. Recommandation pour
l’utilisation en corps de chaussée des graveleux latéritiques naturels - L.B.T.P, 1977. Abidjan.)
Importance du critère
Caractéristique Couche
concernée
Classe de Trafic
T1 T2 T3 T4 T5
Critère d’acceptabilité
Indice portant CBR
Fondation ≥ 25 ≥ 30 ≥ 30 ≥ 30-35 ≥ 30-35
Base ≥ 60 ≥ 80 ≥ 80 - -
Critères sélectifs ou Indices de
qualité
Dureté Los Angeles des
nodules
Fondation ≤ 60 ≤ 60 ≤ 55 ≤ 50 ≤ 50
Base ≤ 45 ≤ 45 ≤ 40 - -
Teneur en fines < 0.008 mm
Fondation ≤ 25 ≤ 25 ≤ 20 ≤ 20 ≤ 20
Base ≤ 15 ≤ 15 ≤ 15 - -
Indices de plasticité
Fondation ≤ 25 ≤ 25 ≤ 20 ≤ 20 ≤ 20
Base ≤20 ≤ 15 ≤ 15 - -
Gonflement linéaire
Fondation 1 à 2% Max
Base 0.5 à 1% max
Densité sèche maximale
OPM
Fondation > 1.90 T/ m3
Base > 2.00 T/ m3
Essais géotechniques au laboratoire pour le dimensionnement des chaussées/Cas du projet d’aménagement et de bitumage des avenues de la
Somalie et des Comores dans l’arrondissement de Nongr-Massom.
Année 2008-2009 ENGAMBE Octave Noel
82
E-ELEMENTS CARACTERISTIQUES CHOIX DES MATERIAUX POUR LE REVETEMENT
Essais géotechniques au laboratoire pour le dimensionnement des chaussées/Cas du projet d’aménagement et de bitumage des avenues de la
Somalie et des Comores dans l’arrondissement de Nongr-Massom.
Année 2008-2009 ENGAMBE Octave Noel
83
ANNEXE X : : Récapitulatif des caractéristiques des granulats pour enduits superficiels
Caractéristiques Classes de trafic T1 –T2 T3 T4 T5
DURETE Los Angeles
Deval humide
≤ 35 ≥ 7
≤ 30 ≥ 8
≤ 25 ≥ 9
FORME ≤ 20 ≤ 15
ANGULARITE % éléments défectueux
≥ 50
-
100 -
PROPRETE % éléments fins
≤ 2
- ≤ 1
-
ADHESIVITE % granulats fixés
≥ 90 Vialit 20° C ≥ 75 Vialit 60° C
- ≥ 90 Vialit 20° C ≥ 75 Vialit 60° C
-
(Source : Manuel pour les conceptions et le dimensionnement des chaussées neuves. Recommandation pour la
formulation et la réalisation des enduits superficiels - L.B.T.P, 1977. Abidjan.)
Essais géotechniques au laboratoire pour le dimensionnement des chaussées/Cas du projet d’aménagement et de bitumage des avenues de la
Somalie et des Comores dans l’arrondissement de Nongr-Massom.
Année 2008-2009 ENGAMBE Octave Noel
84
ANNEXE XI :: Classe de bitumes purs
: (Source : Guide pratique de Construction Routière. N° 25 sur Liants hydrocarbonés. Revue Générale des
Routes et des Aérodromes- 1981. Paris.)
Classes de bitumes
purs
Pénétrabilité à 25°C
comprise entre (en
1/10 de mm)
Point de ramollissement
(bille et anneau)
compris entre (en °C)
Température de
pompage(en °C)
Température d’enrobage
(en °C)
Point d’éclair
supérieur à (en °C)
Densité moyenne à 25°C
180/220 180 et 220 34 et 43 105 145 230 1,03
80/100 80 et 100 41 et 51 115 155 230 1,03
60/70 60 et 70 43 et 56 120 165 230 1,05
50/70 50 et 70 46 et 54 120 165 230 1,05
40/50 40 et 50 47 et 60 125 170 250 1,05
20/30 20 et 30 52 et 65 135 180 250 1,05
De plus
en plus
durs
Essais géotechniques au laboratoire pour le dimensionnement des chaussées/Cas du projet d’aménagement et de bitumage des avenues de la
Somalie et des Comores dans l’arrondissement de Nongr-Massom.
Année 2008-2009 ENGAMBE Octave Noel
85
ANNEXE XII Spécifications des classes de bitumes fluidifiés
Caractéristiques Classes
0-1 10-15 400-600 800-1400
Pseudo viscosité mesurée au viscosimètre :
-d’orifice 4 mm, à 25°C (s)
< 30
-
-
-
-d’orifice 10 mm, à 25°C (s)
-
10 à 15
400 à 600
-
-d’orifice 10 mm, à 40°C (s)
-
-
-
80 à 200
Densité relative à 25°C (au pycnomètre)
0,90 à 1,02
0,90 à 1,02
0,90 à 1,02
0,92 à 1,04
Distillation fractionnée (résultats exprimés en pourcentage du volume initial) :
Fraction distillant au-dessus de :
- 190°C < 9 - - -
Essais géotechniques au laboratoire pour le dimensionnement des chaussées/Cas du projet d’aménagement et de bitumage des avenues de la
Somalie et des Comores dans l’arrondissement de Nongr-Massom.
Année 2008-2009 ENGAMBE Octave Noel
86
:
(Source : BCEOM/CEBTP, 1991.Les routes dans les zones tropicales et désertiques Tome II)
- 225°C
10 à 27
< 11
< 2
< 2
- 315°C
30 à 45
16 à 28
5 à 12
3 à 11
- 360°C
< 47
< 32
< 15
< 13
Pénétrabilité à 25°C (100 g 5s) du résidu à 360°C de la distillation en 1/10 mm
80 à 250
80 à 250
80 à 200
80 à 200
Essais géotechniques au laboratoire pour le dimensionnement des chaussées/Cas du projet d’aménagement et de bitumage des avenues de la Somalie et des Comores dans l’arrondissement de Nongr-Massom.
Année 2008-2009 ENGAMBE Octave Noel
87
Couche de surface Couche de
base
Couche de
fondation Utilisations diverses
Bé
ton
bit
um
ine
ux
En
rob
és
dis
con
tin
us,
sa
ble
s
en
rob
és
(su
pp
ort
no
n
dé
form
ab
le)
En
rob
és
de
nse
s
Sa
ble
s e
nro
bé
s, c
ou
che
s
min
ces
(su
pp
ort
dé
form
ab
le)
Asp
ha
lte
s
Enduits superficiels
En
rob
és
à f
roid
Gra
ve
s-b
itu
me
Gra
ve
-ém
uls
ion
Gra
ve
s-b
itu
me
Sa
ble
s-b
itu
me
Gra
ve
s-é
mu
lsio
n
Sta
bil
isa
tio
n-i
mp
rég
na
tio
n
Co
uch
e d
'acc
roch
ag
e
Flu
idif
ica
tio
n d
u l
ian
t
Pé
né
tra
tio
n
Bit
um
e p
ur
Bit
um
es
flu
idif
iés
Bit
um
es
flu
xé
s
Em
uls
ion
s
BITUMES PURS
180/220
80/100
60/70
40/50
20/30
BITUMES FLUIDIFIES
800/1400
ANNEXE XIII : Liants bitumineux utilisés dans les principales applications routières
Essais géotechniques au laboratoire pour le dimensionnement des chaussées/Cas du projet d’aménagement et de bitumage des avenues de la Somalie et des Comores dans l’arrondissement de Nongr-Massom.
Année 2008-2009 ENGAMBE Octave Noel
88
400/600
150/250
010/15
00/1
BITUMES POUR EMULSION (1)
180/220
80/100
(Source : BCEOM/CEBTP, 1991.Les routes dans les zones tropicales et désertiques Tome II
Essais géotechniques au laboratoire pour le dimensionnement des chaussées/Cas du projet d’aménagement et de bitumage des avenues de la
Somalie et des Comores dans l’arrondissement de Nongr-Massom.
Année 2008-2009 ENGAMBE Octave Noel
89
F- CALCULS ET VERIFICATIONS DES CONTRAINTES
Essais géotechniques au laboratoire pour le dimensionnement des chaussées/Cas du projet d’aménagement et de bitumage des avenues de la
Somalie et des Comores dans l’arrondissement de Nongr-Massom.
Année 2008-2009 ENGAMBE Octave Noel
90
ANNEXE XIV : Déflexions admissibles d’un support destiné à recevoir une assise en graveleux naturel
a-support (sol de plate forme) et assise (couche de fondation)
b-support (couche de fondation) et assise (couche de base)
Structure-type N° Classe de Trafic Valeurs de la déflexion
admissibles au sommet de la fondation
1
T1
T2
T3
250 à 300
150 à 200
100 à 125
c- Niveau de déflexion maximale sous essieu de 13 tonnes
CLASSE DE TRAFI
C
CHAUSSEES SOUPLES CHAUSSEES SEMI-
RIGIDE CHAUSSEES RIGIDES
S1 S2 S3 S4 S5 S1 S2 S3 S4 S5 S1 S2 S3 S4 S5
T2 400 250 250 250 200 500 400 300 250 175 400 à
500
250 à
500
250 à
400
250 à
350
200 à
250
(Source : Manuel pour les conceptions et le dimensionnement des chaussées neuves. Recommandation pour
l’utilisation en corps de chaussée des graveleux latéritiques naturels - L.B.T.P, 1977. Abidjan.)
Structure-type N°
Catégorie du sol de plate-forme Nature de la couche de base S1 S2 S3 S4 S5
1
T1
T2
T3
500
400
250
400
250
200
400
250
200
350
250
200
300
200
125
Graveleux naturel
Essais géotechniques au laboratoire pour le dimensionnement des chaussées/Cas du projet d’aménagement et de bitumage des avenues de la
Somalie et des Comores dans l’arrondissement de Nongr-Massom.
Année 2008-2009 ENGAMBE Octave Noel
91
ANNEXE XV : Résultats ALIZE
Alizé-Lcpc - Dimensionnement des structures de chaussées
selon la méthode rationnelle Lcpc-Sétra
Signalement du calcul :
- données Structure : saisie écran, sans nom - titre de l'étude : projet avenues Somalie et Comores zone S2
données Chargement :
- jumelage standard de 65 kN - pression verticale : 0,6620 MPa - rayon de contact : 0,1250 m - entraxe jumelage : 0,3750 m
unités : m, MN et MPa ; déformations en udéf ; déflexions en mm/100
notations :
X=axe tranversal Y=axe longitudinal Z=axe vertical R=axe vertical roue J=axe vertical entre-jumelage
Tableau 1+2 (synthèse) :
tractions principales majeures dans le plan horizontal XoY et
compressions principales majeures selon la verticale ZZ ; déflexion maximale
niveau EpsilonT SigmaT EpsilonZ SigmaZ
calcul horizontale horizontale verticale verticale
surface (z=0.000) ----------------------------------------------------------------
-0,230 X-J -47,9 Z
-0,695 Y-R 148,8 Z-R 0,571 Z-R collé (z=0,040m) ----------------------------
h= 0,150 m 0,040m -95,4 Y-R 0,058 Y-J 542,9 Z-R 0,571 Z-R
E= 800,0 MPa
nu= 0,350 0,190m -262,4 Y-R -0,202 Y-R 365,2 Z-R 0,170 Z-R
h= 0,350 m 0,190m -262,4 Y-R -0,020 Y-J 586,2 Z-R 0,170 Z-R
h=
0,040 m 0, 000m -90, ,1
X-J
E 7000,0 MPa nu= 0,350 0, 040m -95, ,
4 Y-R
Essais géotechniques au laboratoire pour le dimensionnement des chaussées/Cas du projet d’aménagement et de bitumage des avenues de la
Somalie et des Comores dans l’arrondissement de Nongr-Massom.
Année 2008-2009 ENGAMBE Octave Noel
92
E= 300,0 MPa
nu= 0,350 0,540m -169,5 Y-J -0,054 Y-J 241,2 Z-J 0,038 Z-J
h infini 0,540m -169,5 Y-J -0,004 Y-J 397,1 Z-J 0,038 Z-J
E= 100,0 MPa nu= 0,350
Déflexion maximale = 47,1 mm/100 (entre-jumelage)
Rayon de courbure = 166,0 m (entre-jumelage)
Essais géotechniques au laboratoire pour le dimensionnement des chaussées/Cas du projet d’aménagement et de
bitumage des avenues de la Somalie et des Comores dans l’arrondissement de Nongr-Massom.
2008-2009 ENGAMBE Octave Noel
93
Alizé-Lcpc - Dimensionnement des structures de chaussées
selon la méthode rationnelle Lcpc-Sétra
Signalement du calcul :
- données Structure : saisie écran, sans nom - titre de l'étude : Projet avenues Somalie et Comores Zone S5
données Chargement :
- jumelage standard de 65 kN - pression verticale : 0,6620 MPa - rayon de contact : 0,1250 m - entraxe jumelage : 0,3750 m
unités : m, MN et MPa ; déformations en udéf ; déflexions en mm/100
notations :
X=axe tranversal Y=axe longitudinal Z=axe vertical R=axe vertical roue J=axe vertical entre-jumelage
Variante de calcul n°1
Tableau 1+2 (synthèse) :
tractions principales majeures dans le plan horizontal XoY et
compressions principales majeures selon la verticale ZZ ; déflexion maximale
niveau EpsilonT SigmaT EpsilonZ SigmaZ
calcul horizontale horizontale verticale verticale
surface (z=0.000) ----------------------------------------------------------------
-0,576 X-J -4,2 Z-J
-0,726 Y-R 154,6 Z-R 0,587 Z-R collé (z=0,040m) -------------------------------------
h= 0,250 m 0,040m -98,6 Y-R 0,056 Y-J 559,5 Z-R 0,587 Z-R
E= 800,0 MPa
nu= 0,350 0,290m -136,1 Y-J -0,075 Y-J 204,5 Z-R 0,122 Z-R
h infini 0,290m -136,1 Y-J -0,009 Y-J 290,4 Z-R 0,122 Z-R
h=
0,040 m 0, 000m -116, 1 X-J
E 7000,0 MPa nu= 0,350 0, 040m -98,6 Y-R
Essais géotechniques au laboratoire pour le dimensionnement des chaussées/Cas du projet d’aménagement et de
bitumage des avenues de la Somalie et des Comores dans l’arrondissement de Nongr-Massom.
2008-2009 ENGAMBE Octave Noel
93
E= 420,0 MPa nu= 0,350
Déflexion maximale = 19,8 mm/100 (entre-jumelage) Rayon de courbure = 210,3 m (entre-jumelage)
Variante de calcul n°1
Tableau 1+2 (synthèse) :
tractions principales majeures dans le plan horizontal XoY et
compressions principales majeures selon la verticale ZZ ; déflexion maximale
niveau EpsilonT SigmaT EpsilonZ SigmaZ calcul horizontale horizontale verticale verticale ---------------------------------------- surface (z=0.000) -----------------------------------
h= 0,040 m 0,000m -116,1 X-J -0,576 X-J -4,2 Z-J 0,657 Z-R
E= 7000,0 MPa
nu= 0,350 0,040m -98,6 Y-R -0,726 Y-R 154,6 Z-R 0,587 Z-R ------------------------------------- collé (z=0,040m) ---------------------------------------
h= 0,250 m 0,040m -98,6 Y-R 0,056 Y-J 559,5 Z-R 0,587 Z-R
Alizé - Calculs mécaniques page 1
E= 800,0 MPa
nu= 0,350 0,290m -136,1 Y-J -0,075 Y-J 204,5 Z-R 0,122 Z-R
------------------------------------- collé (z=0,290m) --------------------------------------
h infini 0,290m -136,1 Y-J -0,009 Y-J 290,4 Z-R 0,122 Z-R
E= 420,0 MPa nu= 0,350
Déflexion maximale = 19,8 mm/100 (entre-jumelage) Rayon de courbure = 210,3 m (entre-jumelage)
Alizé - Calculs mécaniques page 2 (fin)
Essais géotechniques au laboratoire pour le dimensionnement des chaussées/Cas du projet d’aménagement et de
bitumage des avenues de la Somalie et des Comores dans l’arrondissement de Nongr-Massom.
Année 2008-2009 ENGAMBE Octave Noel 94
RESUME
Le dimensionnement des chaussées routières est aujourd’hui une préoccupation pour tous les
intervenants dans le domaine de la construction routière, aussi bien dans le domaine
aéroportuaire. Tous les paramètres et considération prise conduisent à la conclusion que les
méthodes de calcul d’épaisseur des chaussées ont une portée limitée. Pour les projecteurs
s’est souvent l’expérience et la routine qui les guident dans leur choix. Souvent les moyens
octroyés pour les études sont dérisoires et très limités.
D’une manière générale, lorsque les caractéristiques de la plate forme restent conformes aux
exigences, les matériaux des couches de chaussées sélectionnés et de meilleure qualité et le
drainage satisfaisant, la chaussée doit pouvoir se comporter efficacement et offrir aux usagers
un meilleur état de service pendant la durée de vie..
En plus, on doit reconnaître, l’importance de l’essai CBR, qui est à la base du
dimensionnement de nos chaussées. Car cet essai de poinçonnement est aujourd’hui
universellement employé pour apprécier la résistance ses sols.
Cette étude a portée sur le dimensionnement des chaussées des avenues de la somalie et des
Comores, au secteur 25(quartier Somgandé) dans la ville de Ouagadougou. Leurs longueurs
respectives sont de 1.657km et 0.526 km.. Ce sont les résultats de l’étude géotechnique qui
ont permis de dimensionner les chaussées avec deux méthodes en usages (CEBTP et
AASTHO). La vérification des contraintes avec une méthode rationnelle basé sur le logiciel
Alizé et sur la méthode expérimentée par le LBTP. Notons que les méthodes informatiques
sont très peu vulgarisées, manque des données fiables pour les matériaux locaux.
Les propositions faites dans ce document visent à orienter les projeteurs sur la démarche à
suivre en matière de dimensionnement des chaussées en géotechniques routières.
Mots Clés : Dimensionnement des chaussées, méthodes, essai CBR, contraintes,
géotechnique routières.
93
ABSTRACT
The road pavement dimensionality is today a preoccupation for all intervening parties in the
domain of the road construction, as well in the airport domain. All parameters and taken
consideration drive to the conclusion that the methods of calculation of thickness of the
pavements have a limited range. For the spotlights is often himself the experience and the
routine that guide them in their choice. Often the means bestowed for studies are derisory and
very limited.
In a general manner, when features of the flat shape remain compliant to the requirements, the
materials of the layers of pavements selected and of better quality and the satisfactory
drainage, the pavement must be able to behave efficiently and to offer to the users a better
state of service during the life span..
In addition, one must recognize, the importance of the CBR test, that is to the basis of the
dimensionality of our pavements. Because this test of stamping is used universally today to
appreciate the resistance his/her/its soils.
This survey was about the dimensionality of the pavements of the avenues of the Somali and
Comoroses, to the sector 25(district Somgandé) in the city of Ouagadougou. Their respective
lengths are of 1.657km and 0.526 km.. these are the results of the survey géotechnique that
permitted of calculate the dimensions the pavements with two methods in uses (CEBTP and
AASTHO). The verification of the constraints with a rational method based on the Trade
software and on the method experimented by the LBTP. Let's note that the computer methods
are popularized very little, reliable data lack for the local materials.
The propositions made in this document aim to orient the projeteurs on the gait to follow
concerning dimensionality of the pavements in road géotechniques.
Keys Words : dimensionality of the pavements, methods, CBR Test, constraints, road
geothermic.
top related