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Vérification des renforcements de la MC40 du PK0 au PK24 note géotechnique de l

Vérification des renforcements de la MC40 du PK0 au PK24 note géotechnique de la chaussée Table des matières I- Introduction....................................................................................................................................2 II- Dégradation de la chaussée existante................................................................................................2 II.1- Constats.......................................................................................................................................2 II.2- Causes des dégradations.............................................................................................................5 II.3- Synthèse des résultats d’essais...................................................................................................5 II.3.1- épaisseur des matériaux de chaussées non traités..............................................................5 II.3.2- épaisseur des matériaux bitumineux....................................................................................7 II.3.3- sol support............................................................................................................................7 II.3.4- les mesures de déflexion....................................................................................................10 III- vérification du renforcement projeté..............................................................................................10 III-1 choix des modules.....................................................................................................................10 III-2 calcul mécanique.......................................................................................................................11 III-3 Recommandations pour le renforcement.................................................................................14 IV- Recommandations pour le drainage de la plateforme et de la chaussée........................................15 IV-I note du risque hydrique de la chaussée existante :...................................................................15 VI-2 proposition de la solution de protection de la chaussée contre les eaux sous-terraines..........16 1 Vérification des renforcements de la MC40 du PK0 au PK24 note géotechnique de la chaussée I- Introduction Ce rapport est établi pour la vérification de la structure de renforcement de la MC40 du PK0 au PK24 dans le gouvernorat de Manouba (figure1). Le marché prévoit renforcement de la structure existante par une couche de grave bitume de 12 à 14 cm et une couche de roulement en béton bitumineux de 6cm. Dans ce rapport, nous avons mené les vérifications nécessaires en ce qui concerne la structure du renforcement proposé. Cette vérification est établie à la base des résultats d’essais menés par le CETEC et le trafic prévisionnel. Par ailleurs, nous présentons les résultats d’investigation visuelle menée sur chantier et les moyens de drainage adéquats pour traiter les problèmes liés à la présence de l’eau dans le support. Fig.1 Plan de situation de la MC 40 entre le PK0 et le PK24 dans le gouvernorat de Manouba II- Dégradation de la chaussée existante II.1- Constats Une visite du site a été menée durant le mois d’Aout 2016. Les dégradations qui ont été décelées sont du type orniérage de la chaussée accompagnées par des faïençages prononcés localisés dans les traces des roues. Sur la figure 2 on remarque que le faïençage est soit fin soit très avancé par section. Dans ce dernier cas, la couche de roulement est dans un état de dégradation final avant l’arrachage par blocs. Sur la figure 3 on présente un relevé d’une couche de roulement complètement arrachée suite au faïençage. 2 Vérification des renforcements de la MC40 du PK0 au PK24 note géotechnique de la chaussée Fig.2 Faïençage de la chaussée existante 3 Vérification des renforcements de la MC40 du PK0 au PK24 note géotechnique de la chaussée Fig.3 arrachage de la couche de roulement en absence d’entretien Les dégradations de la chaussée ont été décelées sur de longs linéaires. Quelques sections présentent cependant un bon comportement et seuls quelques réseaux de fissures fines sont présents et pourront présenter une section de caractéristiques plus adéquates au renforcement. Par ailleurs, il a été noté la présence de nappe qui jaillit dans des fossés longitudinaux au PK1 et PK2 (voir figure 4). Vu la nature du sol support (argileux), il est sensible à ces eaux et il est nécessaire de vérifier s’il participe à l’aggravation des dégradations. C’est ce que nous entreprenons plus tard dans le rapport. Fig.4 Eaux souterraines dans les dispositifs de drainage longitudinaux 4 Vérification des renforcements de la MC40 du PK0 au PK24 note géotechnique de la chaussée II.2- Causes des dégradations Les dégradations relevées sur la chaussée sont de plusieurs causes. Elles sont caractéristiques du mode d’endommagement des structures de chaussée souples. Elles résultent de la traction excessive à la base de la couche bitumineuse et un poinçonnement des couches non traitées et du sol support. Fig.5 état de contrainte dans les chaussées souples Nous retenons les causes suivantes les plus probables qui sont confirmées par les analyses laboratoires et in situ : - Les orniérages décelés sont de faible rayon. C’est une déformation transversale qui apparait dans les traces des roues des véhicules. Elle intéresse principalement la couche de roulement sur de grandes longueurs comme il a été remarqué. Elle est due au fluage de la couche de roulement qui a été ou bien surcompactée ou bien le bitume utilisé était très mou voire mal formulé. - Le faïençage relevé constitue bien un ensemble de fissures rapprochées (10cm) formant un maillage. Ceci est dû à une fatigue excessive de la chaussée due à un sous dimensionnement ou à une mauvaise qualité de l’ensemble de la structure ou d’une seule couche de la chaussée. II.3- Synthèse des résultats d’essais Les essais menés sur quelques sondages ont été assurés par le CETEC en 2013 et 2014. Il a été procédé à l’analyse : - Du sol support - Des matériaux non traités - De la couche de roulement - De la déflexion Dans ce qui suit, nous présentons les principaux points retenus de ces analyses et la classification des couches de chaussées selon ces résultats en vue de vérifier le renforcement proposé. II.3.1- épaisseur des matériaux de chaussées non traités Le tableau suivant résume les épaisseurs des matériaux traités mesurés par le CETEC (en dehors des remblais, sables, macadam, argiles) intercalées ente le TN et la chaussée. Il a été remarqué que les épaisseurs sont dispersées par les différentes interventions qu’a subit la chaussée. Ces épaisseurs 5 Vérification des renforcements de la MC40 du PK0 au PK24 note géotechnique de la chaussée sont homogénéisées pour les besoin du modèle de chaussée (tableau 3). Cette homogénéisation a été menée en tenant compte : - De l’épaisseur totale des GNT (tableau 1) - De l’épaisseur de la couche de base en TV0/20 lorsqu’elle a été mise en évidence sur les carottes (tableau 2) - Des épaisseurs caractéristiques communément utilisées en technique de construction routière en Tunisie (25 à 30 cm de GNT par couche) Tab.1 épaisseurs des matériaux granulaires existants PK Epaisseur matériaux non traités 2+500 71 4+700 51.5 5+950 41 6+700 58 8+700 24 10+800 60 11+600 37.5 13+300 63 18+035 53.5 19+700 44.5 19+800 69 21+990 38 23+200 56 Tab.2 épaisseurs de la couche de TV0/20 existante PK Epaisseur TV0/20 2+500 16 4+700 Non indentifiée 5+950 41 8+700 18 10+800 21 11+600 37.5 18+035 20.4 19+700 absent 21+990 absent 0 2 4 6 8 10 12 0 2 4 6 8 10 12 épaisseur TV 0/20, moyenne 25cm Fig.6 Epaisseur moyenne de la couche de base en TV0/20 6 Vérification des renforcements de la MC40 du PK0 au PK24 note géotechnique de la chaussée Tab.3 Homogénéisation des épaisseurs de la GNT section Modèle 0 à 10+300 25tv + 25 tv 10+300 à 17+000 30tv + 30 tv 17+000 à 24+000 30tv + 30 tv II.3.2- épaisseur des matériaux bitumineux Les sondages de la Cetec sur l’épaisseur de la couche de roulement en béton bitumineux existante sont résumés dans le tableau suivant 4. Il a été remarqué que l’épaisseur moyenne est de 7.5 cm. Cette moyenne a été utilisée pour proposer finalement le modèle de chaussée représentatif (voir tableau 5) Tab.4 épaisseurs de la couche de roulement existante PK épaisseur BB 2+500 8.5 4+700 8.0 5+950 6.5 8+700 7.6 10+800 7.3 11+600 7.1 18+035 8.0 19+700 7.6 21+990 7.6 0 2 4 6 8 10 12 0 2 4 6 8 10 12 épaisseur BB, moyenne 7.5 cm Fig.7 épaisseur moyenne de la couche de roulement Tab.5 modèle de chaussée section Modèle 0 à 10+300 25tv + 25 tv + 7.5bb 10+300 à 17+000 30tv + 30 tv + 7.5bb 17+000 à 24+000 30tv + 30 tv + 7.5bb 7 Vérification des renforcements de la MC40 du PK0 au PK24 note géotechnique de la chaussée II.3.3- sol support Le tableau 6 résume les résultats des essais réalisés sur le sol support de la chaussée. Nous avons ajoutés la classe du sol selon la classification du Guide des terrassements routiers (GTR) de la figure 8, qui est la classification utilisée par le guide technique de conception et de dimensionnement des chaussées du SETRA 1994 pour le choix du module Esol. Le sol est argileux dans un état humide parfois très humides vue la pluviométrie de la zone. Les matériaux fins argileux sont sensibles à l’eau et leurs caractéristiques mécaniques chutent en présence d’eau capillaire ou qui ruisselle dans la structure granulaire à travers les fissures. Nous avons conclu dans cette partie que les sols sont de classe AR1 de module 20 MPa (figure 9) voir AR0 qui ne sont pas adéquats pour la construction de la chaussée et qui doivent subir des purges. Dans tous les cas, le processus de drainage à la base de la plateforme et les purges projetés permet de reclasser toutes les arases en AR2 de module 50 MPa selon la figure10, cas de la PST 3. Fig.8 classe des sols selon le GTR Fig.9 Module des arases selon le GTR Tab.6 classes du sol de la MC40 Sol (PK) IP Passant 20mm Passant 10mm Passant 2mm Passant 0.08mm Classe GTR Module (MPa)* 2+500 13 98 90 78 44 A2 20 4+700 16 98 91 47 A2 20 6+700 19 95 61 A2th 20 5+950 22 95 92 89 60 A2 20 8+700 9 100 97 90 41 A1 20 10+800 uploads/Ingenierie_Lourd/ note-de-synthese-geotechnique-mc40-africa-engineering.pdf