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GNCDS - Sous-groupe Uni Longitudinal Rédacteurs : Pierre DUPONT - SETRA - Secré

GNCDS - Sous-groupe Uni Longitudinal Rédacteurs : Pierre DUPONT - SETRA - Secrétaire du GNCDS Bernard ROBERT - LRPC Saint Brieux Yves MORLOT - COLAS Centre Ouest Jean-Marc MARTIN - LCPC Nantes Yves DELANNE - LCPC Nantes - Co-animateur du Sous-groupe Uni Longitudinal Jean-Luc GAUTIER - COLAS S.A. - Co-animateur du Sous-groupe Uni Longitudinal Uni longitudinal des couches de roulement neuves : des surprises à éviter L'application depuis 2001 de la circulaire DR 2000-36 ne rencontre pas vraiment de difficultés... si ce n'est qu'il peut arriver des surprises (défauts à caractère périodique, phénomène de roulis) rendant la route inconfortable alors que la vérification de conformité est satisfaisante. Il en est ici fait une description visant à informer les acteurs de la technique routière et à les inciter à la plus grande rigueur envers la mise en oeuvre d'une couche de roulement. Avant-propos Afin de lever la confusion semblant exister, il convient tout d'abord de préciser l'appellation "à caractère périodique". S'agissant d'uni longitudinal des chaussées, elle s'applique à deux types de défauts distincts tels que décrits ci-après. Le premier est connu et ne pose généralement pas de problème d'application de la circulaire. En revanche, le second – moins connu – rend la route inconfortable pour les poids lourds alors qu'elle peut justement être en conformité avec la circulaire ; il justifie la présente note. Du défaut périodique au sens cyclique (répétitif) du terme... Dans ce premier cas de figure, il s'agit d'un défaut qui se reproduit à intervalles – plus ou moins – réguliers, et qui, dans la très grande majorité des cas, pénalise quasi exclusivement la bande PO (petites ondes) ; il provoque des accélérations verticales (secousses) à bord des véhicules. Des arrêts de finisseur intempestifs, et / ou des à-coups dans l'avancement du répandage de la couche, en sont la cause la plus fréquente. Une illustration en est donnée par les deux graphiques ci-dessous (copies d'écran de l'application APL2000, logiciel d’exploitation de l’Analyseur de Profil en Long). L'exemple est tiré d'une "réhabilitation deux couches" au sens de la circulaire, avec un BBTM en roulement. Le premier graphique (200 m de longueur) reproduit la variation des signaux APL bi-trace par rapport à l'échelle d'amplitude ± 10 mm. Les flèches indiquent les positions du défaut répétitif en question, dont l'effet sur le confort est proportionnel à la variation brusque d'amplitude des signaux (jusque 1 cm sur 1 m de long). L'intervalle d'apparition du défaut varie ici entre 25 m et 38 m. Les flèches vers le bas désignent un défaut PO non pénalisant vis-à-vis des spécifications de la circulaire (notes PO ≥ 6) ; à l'inverse, les flèches vers le haut désignent un défaut PO pénalisant ; la flèche jaune désigne le défaut correspondant à la vue ci-dessous. 31 août 2007 GNCDS - Sous Groupe Uni Longitudinal Page 1 sur 9 En parallèle, conformément à la méthode d'essai LPC ci-contre donne une image du défaut situé à 'aléas de répandage d'une couche de u défaut périodique au sens mathématique (sinusoïdal) du terme... e variation proche d'une nnée par les graphiques ci-dessous (copies d'écran de l'application APL2000). , e par rapport à n° 46, le second graphique reproduit, tous les 20 m, la variation des énergies PO (échelle de gauche) et des notes PO correspondantes (échelle de droite). On y voit l'effet des défauts, qui font varier les notes entre 4 et 7 (notes arrondies) alors qu'elles sont de 9 et 10 hors défaut. La vue l'abscisse 3.450 m. La flèche jaune repère la première bosse du défaut, que l'on devine grâce à la bande de guidage de TPC. Face à ce genre d roulement (succession d'arrêts... d'à-coups, souvent liés à l'organisation de chantier), l'application de la circulaire débouche généralement sur la réfection de la couche de roulement. A Dans ce second cas de figure, il s'agit d'un défaut qui se reproduit en suivant un fonction périodique, avec une amplitude (faible) et une longueur d'onde (le plus souvent moyenne (MO)) relativement constantes. Il a pour particularité d'être sans effet – ou très peu... à vitesse trop élevée (!) – sur les véhicules légers, et par contre d'être gênant pour les poids lourds (empattement plus grand). A bord de ces derniers, il provoque un mouvement régulier d'oscillation verticale dont l'inconfort est d'autant plus mal ressenti que le défaut se répète sur une longueur importante. Un dysfonctionnement ou un mauvais réglage d'un organe du finisseur – pas toujours évidents à identifier –, sont reconnus pour en être à l'origine. Une illustration en est do L'exemple est tiré d'un chantier de construction : deux couches de grave-bitume plus 2 x 4 cm de BBM où le défaut en question existe de manière plus ou moins marquée... sur plus de 5 km. Il est à noter que l'auscultation APL de la couche de base en grave-bitume n'avait rien révélé de particulier. Le premier graphique (200 m de longueur) reproduit la variation des signaux APL bi-trac l'échelle d'amplitude ± 10 mm. On y voit très bien la présence d'une sinusoïde, qui est d'autant plus lisible que les signaux varient peu de part et d'autre de l'amplitude zéro, témoignant ainsi d'un uni a priori très satisfaisant dans les bandes d'ondes MO et GO. 8 9 10 8 NMO 9 10 NPO 8 9 10 NGO 31 août 2007 GNCDS - Sous Groupe Uni Longitudinal Page 2 sur 9 En parallèle, conformément à la méthode d'essai LPC n° 46, les trois autres graphiques reproduisent, (notes arrondies), les notes MO sont égales à 9 et la note GO est égale à 10. A tous les 20 m, 100 m et 200 m, la variation des énergies PO, MO et GO (échelles de gauche) et des notes PO, MO et GO correspondantes (échelles de droite). En référence à la circulaire, le niveau élevé de qualité de l'uni est indiscutable puisque toutes les notes PO sont égales à 10 l'image de cette zone, l'ensemble du chantier (plus de 5 km) est largement en conformité avec les spécifications NBO. Et pourtant... la route en question – il s'agit d'un contournement d'agglomération (90 km/h) – est jugée inconfortable par les poids lourds qui l'empruntent régulièrement, certains plusieurs fois par jour. Remarque - Les notes MO dépendent de l'amplitude de la sinusoïde ; elles sont ici de 9 pour une mplitude proche de ± 2 mm (voir le détail qui suit) ; ailleurs, elles sont de 10 pour une amplitude plus ment au éfaut précédent ; il n'est par conséquent ente : c'est l'analyse spectrale DSP (Densité Spectrale de Puissance – voir en annexe 1 a proche de ± 1 mm. Le graphique ci-contre détaille (grossit) la zone des abscisses 2110 m à 2140 m du premier graphique ci-avant, avec une échelle d'amplitude de ± 4 mm. On constate que la période (longueur d'onde) de la sinusoïde est de l'ordre de 7 m et que l'amplitude est contenue dans la plage ± 1 à 2 mm (la flèche est inférieure à 4 mm). Cette disproportion entre la longueur d'onde et la très faible amplitude du défaut le rend invisible sur la chaussée, contraire d pas possible d'en montrer une vue. La méthode NBO – comme l'ancienne méthode CAPL – se montre donc insuffisante pour détecter et évaluer ce type de défaut. En revanche, une autre technique d'analyse, sans doute encore méconnue, s'avère pertin 7 m ), quelle peut être définie comme la contribution de chaque bande fine de longueur d'onde au carré moyen courbe DSP de la cation PL2000, notamment pour l'examen détaillé onformité des travaux alors que la route est inconfortable pour les oids lourds. Les moyens qui permettent de l'identifier et de l'évaluer sont l'analyse spectrale DSP et véhicules – se rencontre assez rarement sur les chaussées à fort trafic. Mais il arrive que des On constate la quasi-superposition des signaux de la voie gauche, contrairement à ceux de la voie droite qui sont irrégulièrement décalés (déphasés), traduisant ainsi le roulis ressenti sur cette voie. la du signal. Le graphique ci-contre (copie d'écran APL2000) représente la totalité du chantier de l'exemple présent (5284 m de longueur). La flèche montre un pic au milieu du spectre, centré sur la longueur d'onde 7,30 m et ayant pour base une bande allant de 6,50 m à 8,50 m (bande d'onde MO). Ce pic révèle précisément la présence d'un défaut périodique (au sens mathématique). Il est à souligner que l'usage opérationnel de l'analyse DSP est facilité par l'appli A des lots de contrôle (ex. 1000 m). Face à ce type de défaut très particulier d'une couche de roulement neuve, l'application de la circulaire DR 2000-36 peut donc conclure à la c P a présence d'un défaut ic révélateur de l périodique MO p l'analyse graphique des signaux APL. En passant par le phénomène de roulis... Contrairement aux routes secondaires, le phénomène de roulis – mouvement d'oscillation d'un bord sur l'autre des dispositions constructives en soient à l'origine, avec là aussi la possibilité d'un bon résultat NBO malgré l'inconfort. A titre d'illustration, les deux graphiques ci-dessous (200 m uploads/Management/ 386-note-01-pdf.pdf