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CHAPITRE III CONCEPTION GÉOMÉTRIQUE DES ROUTES 1 Introduction : ...............

CHAPITRE III CONCEPTION GÉOMÉTRIQUE DES ROUTES 1 Introduction : ........................................................................................................................................................ 21 2 Détermination des éléments géométriques : ........................................................................................... 21 2.1 Tracé en plan..................................................................................................................21 2.1.1 Alignements :.....................................................................................................................................22 2.1.2 Arcs de cercle :...................................................................................................................................22 2.1.2.1 Stabilité en courbe :.................................................................................................................22 2.1.2.2 Surlargeur :...............................................................................................................................26 2.1.3 Courbes de raccordement :...............................................................................................................27 2.1.3.1 Rôle et nécessité des CR...........................................................................................................27 2.1.3.2 Types de courbes de raccordement :.......................................................................................29 2.1.3.3 Clothoïde..................................................................................................................................31 2.1.3.4 Choix de la clothoïde- clothoïde minimum :............................................................................32 2.2 Profil en long..................................................................................................................38 2.2.1 Introduction :.....................................................................................................................................38 2.2.2 Déclivités............................................................................................................................................39 2.2.2.1 - Déclivité minimum :...............................................................................................................39 2.2.2.2 - Déclivité maximum.................................................................................................................39 2.2.2.3 - Rampe économique...............................................................................................................39 2.2.2.4 - Déclivités pratiques maxima :................................................................................................40 2.2.2.5 - Déclivités dans les sinuosités :...............................................................................................40 2.2.2.6 - Déclivité de la ligne de plus grande pente.............................................................................41 2.2.3 Voie supplémentaire pour véhicule lent :.........................................................................................42 2.2.3.1 Trafic dans les rampes..............................................................................................................42 2.2.3.2 Longueur limite des rampes.....................................................................................................42 2.2.3.3 Voie lente.................................................................................................................................42 2.2.3.4 Voie de dépassement...............................................................................................................43 2.2.4 Raccordements verticaux...................................................................................................................44 2.2.4.1 Raccordements convexes.........................................................................................................44 2.2.4.1.1 Condition de confort...........................................................................................................44 2.2.4.1.2 Condition de visibilité..........................................................................................................45 2.2.4.2 Raccordements concaves.........................................................................................................45 2.2.5 Établissement de profil en long.......................................................................................................47 2.3 Les profils en travers.....................................................................................................48 2.3.1 Définition..........................................................................................................................................48 2.3.2 Détermination des profils en travers :............................................................................................48 2.3.3 Présentation......................................................................................................................................48 2.4 Profil en travers type.....................................................................................................49 2.4.1 Définition..........................................................................................................................................49 2.4.2 Présentation......................................................................................................................................49 19 Chapitre III : Représentation graphique des routes Cours de routes 3 Présentation de différents dossiers : .......................................................................................................... 49 3.1 Dossier de l’Avant-Projet Sommaire (APS).................................................................49 3.2 Dossier de l’Avant-projet Détaille (APD)....................................................................50 4 Conclusion ............................................................................................................................................................. 51 20 Chapitre III : Représentation graphique des routes Cours de routes 1 Introduction : La route est la seule voie de communication qui permet de relier tous les points d’un territoire, elle assure également la liaison et la continuité des transports entre les autres voies de communication (voies maritime, aérienne et voie ferrée) La surface de roulement d’une route est une conception de l’espace, définie géométriquement par trois groupes d’éléments qui sont :  tracé de son axe en situation ou en plan  tracé de cet axe en élévation ou profil en long  profil en travers. Les caractéristiques géométriques de ces éléments doivent correspondre à la solution la meilleure du point de vue économique et satisfaire certaines conditions minimales dictées par : La nature, plus particulièrement la topographie et la géologie le trafic futur prévu. Les problèmes relatifs à la topographie proprement dite, c’est à dire ceux que la nature impose, conduiront à la recherche essentielle d’un tracé correspondant aux terrassements minima. Cette étude particulière, dont le « mouvement des terres » est la partie prépondérante sera traitée pour elle-même. Quant au critère « trafic », les conditions à remplir sont les suivantes : 1) Permettre aux véhicules rapides de circuler à grande vitesse, soit à la vitesse maximum de base du type de route considéré. 2) Permettre aux véhicules longs de s’inscrire dans les virages. 3) Permettre aux véhicules lourds de gravir les rampes. Ces trois conditions sont valables pour le cas d’un faible trafic, où les véhicules ne se gênent guère entre eux. En revanche, lorsque la circulation est intense, les mouvements des véhicules sont interdépendants, ce qui conduit à des exigences nouvelles se résumant en ceci : 4) Assurer l’écoulement du débit maximum prévu dans des conditions acceptables. Les problèmes imposés par les trois premières conditions s’adressent plus particulièrement au véhicule circulant isolément ; ils concernent surtout le tracé en plan et en profil en long. La condition 4) du débit conditionne essentiellement la largeur de la chaussée, donc le profil en travers. 2 Détermination des éléments géométriques : 2.1 Tracé en plan Le tracé en plan est une pièce topographique résulte de la reproduction à l’échelle réduit (1/500 à 1/2000) d’une projection de la route sur un plan horizontale L’axe de la route est composé d’une série de droites (alignements) raccordées par des arcs de cercle (les courbes) 21 Chapitre III : Représentation graphique des routes Cours de routes Le tracé en plan est obtenu soit par un levé topographique de tracé implanté « Piqueté » soit par la reproduction de tracé par plan existant (sur une carte topographique) Les caractéristiques techniques qu’il faut prendre en compte pendant le choix de l’axe d’une route est de :  Ne pas placé les courbes aux entrées des ouvrages d’arts (problème de visibilité) ;  Ne pas se faire succédé immédiatement deux courbes de rayons différents  Pour la même raison, ne pas placé à la suite, a l’un de l’autre, deux courbes de sens inverse (courbe en S)  Il faut séparer les courbes successives par des parties droites, la longueur minimal de cette partie est de la=5×V r telle que (Vr en m/s)  Il est recommandé que les parties droites (les alignements) d’un tracé représente entre 40% à 60%  En devrait éviter les trop longues lignes qui peut engendre la monotonie relâchant la vigilance des conducteurs, et d’éviter aussi l’éblouissement due aux phares pendant la nuit. 2.1.1 Alignements : Bien qu’en principe la droite soit l’élément géométrique le plus simple, son emploi dans le tracé des routes modernes est restreint. La longueur minimum = celle qui correspond à un chemin parcouru durant un temps t d’adaptation. Lmin = v. t avec t = 5 secondes. Soit Lmin=5× V B 3,6 VB : vitesse de base en Km / h. v : vitesse véhicule ( m/s) La longueur maximum = celle qui correspond au chemin parcouru pendant 1 minute à la vitesse v . Lmax=60 . v} {¿ soit Lmax=60× V B 3,6 2.1.2 Arcs de cercle : Trois éléments interviennent pour limiter les courbures :  Stabilité des véhicules en courbe.  Visibilité en courbe.  Inscription des véhicules longs dans les courbes de rayon faible. 22 Chapitre III : Représentation graphique des routes Cours de routes 2.1.2.1 Stabilité en courbe : Dans un virage de rayon R, le véhicule subit l’effet de la force centrifuge qui tend à provoquer une instabilité du système. Afin de réduire l’effet de la force centrifuge, on incline la chaussée transversalement vers l’intérieur de la courbe (éviter le phénomène de dérapage) d’une pente dite dévers exprimée par sa tangente. Soit F : résultante des réactions tangentielles F1 et F2. La force centrifuge F’ doit être équilibrée par F (adhérence transversale)  petit  sin  = tg  = d et cos  =1 Equilibre  P.sin  + F1+F2  F’ cos   P . sin  + P.ft  F’ cos   mg ( d+ ft )  m v 2 R  R min= v 2 g(f t+d) avec v= V 3,6 et g = 10 m /s2 Rmin= V 2 127(f t+d) Exemple Route Catégorie 1ou 2 V=80 km/h  ft=0,13  Rmin= 80 2 127(0,013+.07)=251,97 250m NB :  d ne doit pas être trop grand (risque de glissement à faible vitesse par temps pluvieux ou par verglas).  d ne doit pas être trop faible pour assurer un bon écoulement des eaux. Ainsi pour chaque V , on définit une série de couples (R, d) :  au dévers maximum (dmax) correspond le rayon minimum absolu RHm. Avec dmax = 7 % cat 1 - 2 = 8 % cat 3 - 4 = 9 % cat 5. NB : Aucun rayon  RHm.  Le rayon minimum normal RHN doit permettre à des véhicules dépassant VB de 20 Km/h de rouler en sécurité. Le dévers associé dN = dmax - 2 % cat 1 à 4 dN = 6% cat 5. 23 Figure III.1 : Forces : agissant sur un véhicule dans un virage. Chapitre III : Représentation graphique des routes Cours de routes Tableau III. 1 : valeurs du dévers. Catégorie Environnement Dévers ( % ) Max Associé 1 -2 3 - 4 3 - 4 5 1 - 2 - 3 3 1 - 2 1 - 2 - 3 7 7 8 9 5 5 6 6 C’est donc le RHm de la catégorie supérieure de vitesse : RHN (VB) = RHm (VB + 20)  Au dévers minimum (dmin) correspond le rayon au dévers minimal RH’’ (RHd) avec RHd= V B² 127.2.d min avec dmin = 2,5% cat 1 - 2 = 3% cat 3 - 4 - 5.  Si le rayon est très grand, la route conserve son profil en toit et le dévers est alors négatif pour l’un des sens de circulation. Le rayon minimal qui permet cette disposition est le rayon minimal non déversé RH’ (RHnd) avec RH nd = V B² 127.0 ,035 cat 1 – 2 et RHnd= V B² 127(f ''−0,03) cat 3 - 4 - 5. avec f '' = 0,07 cat 3 et f '' = 0,075 cat 4 - 5. 24 Chapitre III : Représentation graphique des routes Cours de routes Le tableau suivant donne les valeurs des différents rayons définis selon les normes ( B40 ). Tableau III. 2 : Rayons en plan et dévers associés. Rayon Symbole (%) Env . 1 . Env . 2 . Env . 3 . Catégorie 1 - 2 Vr 120 100 80 100 80 60 80 60 40 - mini absolu -mini normal - au d.min uploads/Ingenierie_Lourd/ chapitre-iii-conception-geometrique-des-routes-route-i 1 .pdf