MINISTERE DES TRANSPORTSDIRECTION GENERALE DES TRANSPORTS INTERIEURS

SCELLEMENTDES FISSURES

NOTE TECHNIQUE

DIRECTION DES ROUTES ETDE LA CIRCULATION ROUTIERE

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MINISTERE DES TRANSPORTSDIRECTION GENERALE DES TRANSPORTS INTERIEURS

Direction des Routes et de la Circulation Routire - 244. Bd Saint-Germain - 75775 PARIS CEDEX 16

SCELLEMENTDES FISSURES

DECEMBRE 1981

Document ralis et dif fus par

le Laboratoire Central des Ponts et Chausses58 bd Lefebvre - 75732 PARIS CEDEX 15

I I L f l le Service d'Etudes Techniques des Routes et Autoroutes l | l | U j lL V J I VJ 46 avenue Aristide Briand - 92223 BAGNEUX CEDEX U L I l i f t

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M I N I S T E R E D E S T R A N S P O R T SDIRECTION GNRALE

DES TRANSPORTS INTRIEURSDIRECTION DES ROUTES

ET DE LA CIRCULATION ROUTIERESERVICE D'TUDES TECHNIQUES

DES ROUTES ET AUTOROUTESSETRA

J. BERTHIERIngnieur an Chef des Ponts et Chausses

DIRECTEUR

46, Avenue Aristide Briand - B.P. 10092223 BAGNEUX Tl. 664.14.77TELEX 260763 SETRA BAGNX

Bagneux, le 8 fvrier 1982.

Le Directeur du Servicedes Routes et Autoroutes

d'tudes Techniques

Monsieur le Directeur Dpartementalde l'quipement

OBJET : SCELLEMENT DES FISSURES D'ENROBS PAR PONTAGE

Apparues il y a une vingtaine d'annes, les diffrentes techniques de traitement aux liants hydrauliques etpouzzola-mques ont rapidement connu un dveloppement spectaculaire, tant pour les couches de fondation et de base deschausses neuves qu'en renforcements coordonns.De nombreuses raisons techniques et conomiques expliquent et justifient ce dveloppement. Les proccupations d'co-nomie d'nergie et de protection de l'environnement sont aussi des arguments supplmentaires importants en faveurde ces procds.

Mais une fissuration transversale apparat aprs quelques annes dans ces matriaux, dont l'apparition en surface nepeut tre la plupart du temps que retarde par le revtement en bton bitumineux.

Dans ces conditions, les services techniques et laboratoires de l'Administration ont dvelopp un important pro-gramme de recherches pour mettre au point des mthodes permettant de prvenir l'apparition des fissures ou d'enrduire les consquences.

C'est dans ce contexte que s'inscrit le dveloppement du scellement des fissures parpontage dont l'objectif est de rendreles fissures tanches donc de ralentir leur volution ultrieure, tout en conservant la chausse un bon uni et unaspect de surface satisfaisant.Bien que ce procd, dont l'apparition est relativement rcente, ne soit pas encore parvenu son stade final de mise aupoint, il nous a sembl ncessaire compte tenu de son importance de rassembler dans une note technique les principauxenseignements recueillis ce jour.

Paralllement, un march type (C.C.T. P. bordereau de prix unitaires, complments au R. P. A. 0. etauC.C.A.P.)est disponible la division des Marchs et Prix du S.E. T.R.A. ou la D.T.C. du C.E.T.E.

Je profite de l'occasion pour attirer votre attention sur les points suivants :- le scellement par pontage est destin au traitement des fissures de retrait et aux joints d'enrobs. Il s'adresse donc

aux chausses convenablement dimensionnes, qui ne prsentent pas de problme de structure,- le respect des conditions d'application (propret et scheresse des lvres, qualit et rpandage de microgravillon)

sont dcisifs pour le comportement ultrieur des scellements raliss, comme pour l'ensemble des techniques, la qualification du personnel est ncessaire la bonne excution de ce type

de travaux.

Quant la gamme des produits pouvant donner satisfaction - et dans l'attente d'une liste dfinitive des essais derfrence (cf. 2f partie, . 1) - il est pour l'instant conseill de se rapprocher des CE. T.E. ou des Services Centraux(L.C.P.C., dpartement des Chausses ou S.E. T.R.A., division Terrassements et Chausses).

L'Ingnieur en Chef des Ponts et ChaussesDirecteur du S.E.T.R.A.

J. BERTHIER

PLAN DU D O C U M E N T

PREMIERE PARTIE

GENERALITES SUR LES SCELLEMENTS DE FISSURES Pages

1 - Objectifs 72-Mthodes de scellement 9

DEUXIEME PARTIE

SCELLEMENT PAR PONTAGE

1 - Slection des mastics d'tanchit 11

2-Conditionsd'application -Travaux prparatoires 12

3- Matriels et modes d'excution 15

4- Ralisation des travaux 17

5 - Contrles quaIitatifs 18

6-Cadences 19

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PREMIERE PARTIE

Gnralits sur les scellements de fissures

Le prsent document a pour objet de dresser fin 1981 un constat provisoire des progrs raliss ces derniresannes dans le domaine du scellement - galement appel pontage - des fissures sur revtements bitumineux.

Les fissures concernes par ce traitement peuvent avoir pour origine :

- Un phnomne de retrait thermique propre aux chauses assises traites aux liants hydrauliques entranant

une fissuration transversale bien tablie (cas gnral).

Accessoirement des dsordres localiss (fissures longitudinales ou anarchiques, fissures d'paulement,tassements de remblai, fissures de fatigue...). Ces dgradations si elles taient gnralises, ne seraient pasdu ressort de cette technique et ncessiteraient des travaux plus consquents.

Cette technique permet galement de traiter les joints transversaux ou longitudinaux d'enrob quand ils sontdfectueux (joints d'axe, jonction chausse, BAU,...).

1 - Objectifs du traitement

Le scellement des fissures vise essentiellement :

1 - A rtablir l'tanchit de la couche de surface au droit des "lignes de rupture" constitues par lesfissures.

2 - A fixer les gravillons situs en position de fragilit au bord des lvres de la fissure.

Le traitement doit conserver des caractristiques suffisantes dans le temps malgr le vieillissement des

produits utiliss et les sollicitations subies sous l'effet des cycles thermiques saisonniers (dilatations et retraitdes dalles de chausse) et du trafic (usure superficielle du scellement ou lger battement des dalles).

Il vise donc amliorer l'tanchit et viter (ou tout au moins retarder) les volutions dfavorables parexemple l'paufrement des lvres de la fissure qui constitue un facteur d'aggravation du processus d'infiltrationdes eaux de ruissellement.

Par ailleurs, il ne doit pas altrer sensiblement l'uni et l'esthtique des chausses.

Il doit galement tre ralis sans trop de gne pour l'usager et tre effectu cadence suffisante pourpermettre la ralisation des travaux un cot raisonnable.

Photo 1 : Fissure non scelle Photo 2 : Fissure scelle

Cette intervention est de nature viter l'excution anticipe de nouvelles couches de roulement sur deschausses normalement dimensionnes mais prsentant une fissuration de retrait ou des joints d'enrobsdfectueux.

2 - Mthodes de scellement

Elles sont essentiellement au nombre de trois :

1 - La pntration

2 - Le garnissage

3 - Le pontage.

Nous ne citons ici que pour mmoire les interventions effectues au point temps qui se sont rvles inadapteset conduisent de surcrot une diminution de la rugosit et la dtrioration de l'aspect visuel et de l'uni.

La PENETRATION consiste introduire de faon gravitaire un liant ou produit d'tanchit fluide ou chaud ou froid l'intrieur des fissures.

Lorsque les fissures sont fines, la pntration effective est faible et parfois mme quasi nulle, l'coulement tantbloqu par un phnomne de figeage (liants chauds) ou de tension superficielle.

Lorsque les fissures sont larges, le produit a tendance se perdre en fond de fissure sans obturation de la partie

suprieure.

Le GARNISSAGE (figure 3)

procde de la mthode utilise pour les joints des chaus-ses en bton de ciment ; il consiste couler le produitd'tanchit dans une rserve qui est obtenue par lar-gissement mcanique de la fissure ; cette mthode,relativement lourde et onreuse, repose sur un trs bonsuivi du trac de la fissure et semble surtout adapte l'entretien de joints rectilignes entre deux bandesd'enrobs.

Figure 3

LE PONTAGE (figure 4)

II vise rtablir l'tanchit en surface de chausse parrpandage d'un mastic en faible surpaisseur chevalsur les fissures. Le calibrage du mastic en largeur(5 15 cm) et paisseur ( ^ 2 mm) est obtenu par dpla-cement d'un dispositif du type patin, raclette ou sabotle long de la fissure et entrane la formation d'un lgerbourrelet.

Figure 4

Sauf exception, un micro-gravillonnage immdiat refus est ralis afin d'viter le collage aux pneumatiques, deprotger le mastic et de rtablir une certaine rugosit.

Les pontages ncessitent des mastics d'tanchit rpondant des caractristiques particulires.

Compte tenu des inconvnients prsents par les deux premires mthodes, il semble que c'est essentiellementla mthode du pontage qui soit amene se dvelopper. Elle fait, en consquence, l'objet de la deuxime partie dece document.

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DEUXIEME PARTIE

Scellement par pontage

1 - Slection des mastics d'tanchit

Ds 1977, anne de dmarrage des scellements par pontage, il s'est avr ncessaire de slectionner des produits

adapts ce type de traitement.

Pour ce faire, le L.C.P.C. a retenu une srie d'essais en laboratoire destins rpondre aux objectifs suivants :

OBJECTIFS

Obturation de la fissure.

Maintien de l'obturation.

Traficabilit.

Adhrence au support.

Tenue aux sollicitations rptes dues auxvariations thermiques.

Stabilit en surface de chausse.

Caractrisation.

>

ESSAIS

Profondeur de remplissage d'une ouverture de3 mm entre deux blocs de bton bitumineux.

"Stabilit" 50" C l'intrieur des blocs.

Collage aux pneumatiques 50" C avec et sanssable.

Adhrence l'enrob - 18" C (longation 50 %).

Rsistance -18" C. 40 cycles d'largissementet rtrcissement entre blocs.

Fluage du produit 50" C sur une pente de 5".

Bille Anneau.

Pntration au cne 25" C.

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Toutefois, la technique tant encore en cours de dveloppement, les mthodologies d'essais sont considres

comme provisoires et pourront tre modifies aprs les constatations en cours effectues sur des chantiers

exprimentaux reprsentatifs.

A ce jour, les produits ayant donn en laboratoire des rsultats convenables sont des mastics hydrocarbonsavec ajouts de polymres, coulables chaud et utilisables dans une plage de temprature relativement troite.

Les produits ayant satisfait aux essais de laboratoire doivent subir une priode probatoire d'un an (un cyclethermique complet) pour confirmer leurs caractristiques de mise en uvre et de tenue dans le temps souscirculation. Des renseignements concernant la slection et la rception de ces produits peuvent tre obtenusauprs du L.C.P.C., duS.E.T.R.A. et des C.E.T.E.

De plus, des caractristiques telles que temprature de coulage, essai de pntration, point de ramollissement"bille et anneau", sont mesures en vue des contrles de rception.

Une phase d'excution d'essais de rfrence en Laboratoire sur les produits slectionns a t rcemmentengage par le L.C.P.C. pour permettre aux Laboratoires Rgionaux d'effectuer, la demande des matresd'uvre, des essais simples de conformit des produits appliqus (fluage, pntrabilit, point de ramollissement).

2 - Conditions d'application - Travaux prparatoires

Comme pour tout produit d'tanchit chaud, la mise en uvre des mastics de scellement ncessite

absolument un support :

Sec

l'ropre (exempt de poussires etd'lments instables).

Tant en surface de chausse qu' l'intrieur des lvresdes fissures.

Dont la temprature de surface ne soit pas trop basse (suprieure 5 C).

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La nature du support peut tre soit un enrob de construction ou d'entretien, soit un enduit superficiel ; il sembleque les scellements par pontage s'accommodent particulirement bien d'un support ayant une macro-rugositleve (augmentation de l'paisseur du mastic, amlioration de l'accrochage au support et de la protection contrel'action des pneumatiques).

Les fissures ayant une ouverture maximale en priode froide, on pourrait tre tent d'effectuer prfrentiellement

les travaux en saison hivernale ; en pratique, ceci est difficilement compatible, sauf travaux prparatoires par-

ticuliers, avec les conditions gnrales d'tat du support mentionnes ci-avant.

De plus, des checs - du type dcollement des bandes de mastic - ont t constats dans le cas de chausses ayantfait l'objet d'une application de sels de dverglaage peu de temps avant les travaux. Il est alors conseill, soitd'attendre que la chausse ait t dlave par une pluie abondante, soit d'effectuer un dcapage pralable nergi-que la lance thermopneumatique.

Le tableau 6 qui suit, rcapitule et commente les diffrents types de travaux prparatoires prconiss :

TABLEAU 6

TYPE D'INTERVENTION

1 - SOUFFLAGE A L'AIR COMPRIME(rchauff ou temprature naturelle).

2 - BROSSAGE MECANIQUE

3 - DECAPAGE ET SECHAGE (1)A LA LANCE THERMOPNEUMATIQUE.

4 - REPANDAGE D'UN PRIMAIRED'ACCROCHAGE (parpulvrisation).

COMMENTAIRES

Elimine les salissures non adhrentes et lmentsinstables. Peutcondenser de l'humiditsur les fissuresdans le cas d'utilisation d'air temprature naturelle.

Elimine les salissures adhrentes et non adhrentes.Peut conduire des crevaisons de pneumatiquesdans le cas d'utilisation de brosses mtalliquesperdant leurs poils.

Assure un schage, un rchauffage et un dcapagenergique tant en surface de chausse qu' l'intrieurdes fissures. Permet en particulier de rduire lesarrts de travail dus aux intempries ainsi que debrler les scellements dfectueux avant rfection.Certains fabricants de mastics proposent des primai-res adapts. L'efficacit demande tre vrifie tanten Laboratoire que sur chantier. Leur utilisation nepermet pas de s'affranchir de conditions dfectueusesdu support (humidit, pollution).

(1) Le schage au chalumeau flamme directe est proscrire.

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Photo 7 : Intervention prparatoire la lance thermopneumatique.

Vue de Dtail

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L'utilisation des lances thermopneumatiques se dveloppe et semble apte amliorer l'efficacit des scellementsdu fait du rchauffage et du dcapage nergique qui assure une rserve suprieure de produit tant en surface dechausse (augmentation de la macro-rugosit) qu' l'intrieur des lvres des fissures. Actuellement, des suivisde chantiers comparatifs sont effectus pour confirmer cette aptitude.

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3 - Matriels et modes d'excution

Les matriels de mise en uvre des mastics assurent les fonctions suivantes :

Chauffage et stockage

Alimentation vers les fissures

Rpandage au droit des fissures.

Ils doivent permettre/le respecter les fourchettes de temprature relativement troites propres chaque mastic.

3.1. Dispositifs de stockage (fondoirs)Leur capacit optimale se situe entre 100 et 400 1 correspondant au maximum une journe de consommation.

Un systme de chauffage indirect par bain d'huile.

Ils doiventcomporter leslments suivants

Un thermomtre de temprature du mastic (ou mieux un thermographe) et detemprature d'huile.

Un dispositif automatique de rgulation de la temprature du mastic.

Un dispositif de malaxage continu.

Les fondoirs reposent sur des chssis du type trac ou automoteur.

Photo 8 :Exemple dematriel demise en uvre.

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Photo 9 :Autre exemplede matriel demise en uvre.

. ***. . . -m

3.2. Dispositifs d'alimentation

Ils sont destins acheminer le mastic entre le fondoir et le dispositif de rpandage et comportent en

gnral :

Un systme d'coulement forc (par lgre surpression dans le fondoir ou pompe de distribution).

Un conduit d'acheminement qui peut tre sous enveloppe d'huile ou simple enveloppe avec conduit

de retour.

Une vanne de commande d'coulement.

3.5. Dispositifs de rpandageIls sont destins calibrer le mastic en largeur et paisseur par dplacement le long de la fissure et compor-tent en gnral :

Un patin ou sabot en U de largeur correspondante celle du pontage choisi, et permettant derpandre une surpaisseur de mastic de l'ordre de 2 mm.

I n manche ou guidon facilitant le dplacement.

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1 - Ralisation des travaux

La largeur de pontage est choisie entre 5 et 15 cm en fonction de la nature des fissures (viter les pontages largesdans le sens longitudinal), de leur sinuosit, de la prsence de ramifications. Dans le cas de fissures assez recti-lignes et non ramifies, une largeur comprise entre 7 et 10 cm peut tre retenue.

L'paisseur est limite environ 2 mm au-dessus de la tte des gravillons du revtement afin de ne pas altrerl'uni et le confort des usagers ; elle peut tre ventuellement diminue dans le cas d'un revtement macro-rugosit leve.

Les travaux s'effectuent par voie de circulation avec neutralisation d'une zone de 2 400 m au droit du chant ici ;la remise en circulation peut intervenir au bout de quelques minutes, ds refroidissement du mastic.

La protection du scellement est indispensable et consiste effectuer un micro-gravillonnage immdiatement aufur et mesure de la mise en uvre du mastic. Des constatations effectues ont pu mettre en vidence une nettetendance l'usure prmature du film de pontage en cas de micro-gravillonnage inexistant ou dfectueux.

Le micro-gravillon doit rpondre aux spcifications suivantes :

Provenance : Roche massive.Duret : coefficient Los Angeles =S 20

Micro-deval humide = 15ou essai de friabilit ralis directement sur le micro-gravillon ^ 1 5 .

Dimensions : d et D compris dans la fourchette 0,5 mm - 3 mm.

Propret : Passant au tamis de 0,5 mm infrieur 0,5 %.

Il doit galement tre sec, avoir une teinte compatible avec l'aspect gnral de la chausse et possder une bonneaffinit avec le mastic bitumineux. Cette affinit granulat - mastic pourra, dans certains cas tre amliore par unprchauffage ou prtraitement (dopage ou laquage).

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Le rpandage s'effectue refus, la plupart du temps la main, immdiatement derrire le rpandage du mastic.

Le micro-gravillonnage, aprs limination des rejets par la circulation constitue sur le pontage, une grille superfi-cielle adhrente destine maintenir la rugosit, assurer une relative discrtion de traitement, et surtout protger le mastic contre l'action de laminage et d'usure due au trafic en particulier dans les bandes de roulement.

5 - Contrles qualitatifs

Pralablement au dmarrage du chantier, il convient de s'assurer :

De la conformit des fournitures (mastic et micro-gravillon) aux spcifications.

Du bon tat de fonctionnement du matriel.

Une planche d'essai permettra ensuite de mettre au point le mode d'excution (travaux prparatoires, paisseurdu pontage, adhsivit sur chausse, comportement du micro-gravillonnage sous circulation...).

Durant le droulement des travaux, il conviendra de suivre en particulier :

L'adaptation des travaux prparatoires l'tat du support et aux conditions atmosphriques.

Le respect de la fourchette de temprature du mastic.

Le traitement sur toute leur longueur de la totalit des fissures rencontres.

Le rejet en fin de journe du rsidu de mastic fondu non utilis.

Ds prlvements conservatoires pourront tre effectus en cours de rpandage. Pendant la priode de garantie,il ne doit pas tre constat de dfauts du type disparition du micro-gravillon, fluage ou dcollement ou usure dumastic d'tanchit, cassures irrversibles du film de pontage.

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Des essais de mesure d'tanchit sont actuellement en cours pour permettre d'valuer :

Le niveau obtenu aprs scellement

L'volution aprs vieillissement et usure du traitement.

6 - Cadences

Les cadences constates sont relativement variables selon le tour de main de l'quipe, la densit de la fissuration,les conditions d'exploitation du chantier, le matriel utilis ; elles peuvent varier entre 1.000 et 2.000 m defissures traites par jour de travail effectif.

DEPOT LEGAL1e r TRIMESTRE 1982

Ce document est proprit de l'Administration et ne peut tre reproduit, mme par-tiellement, sans l'autorisation du Directeur du Laboratoire des Ponts et Chaussesou du Directeur du Service d'Etudes Techniques des Routes et des Autoroutes (ou deleurs reprsentants autoriss).

S.E.T.R.A. - LCPC - 1982

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SCELLEMENT DES FISSURESPLAN DU DOCUMENTPREMIERE PARTIEGENERALITES SUR LES SCELLEMENTS DE FISSURES1 - Objectifs2 - Mthodes de scellement

DEUXIEME PARTIESCELLEMENT PAR PONTAGE1 - Slection des mastics d'tanchit2 - Conditions d'application -Travaux prparatoires3 - Matriels et modes d'excution4 - Ralisation des travaux5 - Contrles quaIitatifs6 - Cadences