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N°3 Février 2001 Cftr - info IDENTIFICATION DES DEFAUTS D'UNI DES CHAUSSEES LOR

N°3 Février 2001 Cftr - info IDENTIFICATION DES DEFAUTS D'UNI DES CHAUSSEES LORS DE LEUR MISE EN ŒUVRE Membres du CFTR : Assemblée des Départements de France - Association des Sociétés Françaises d’Autoroutes - Association Technique de l’Industrie des Liants Hydrauliques - Centre Technique et de Promotion des Laitiers Sidérurgiques - Chambre Syndicale Nationale des Fabricants de Chaux Grasses et Magnésiennes - Comité Infrastructure de Syntec Ingénierie - Direction des Routes – Direction de la Sécurité et de la Circulation Routières – Groupement Professionnel des Bitumes – LCPC - SETRA - Syndicat des Matériels des Travaux Publics et de la Sidérurgie - Syndicat Professionnel des Entrepreneurs de Chaussées en Béton et Equipements Annexes – Syndicat des Terrassiers – Union Nationale des Producteurs de Granulats - Union des Syndicats de l’Industrie Routière Française. Association régie par la loi du 1er juillet 1901 Résumé : Cette note d'information a pour but de présenter des cas typiques de défauts d'uni des couches de chaussées lors de leur mise en œuvre ; ces défauts ont été recensés au cours des tests de qualification de la méthode d'essai LPC n°46. Elle vient compléter les documents associés à la circulaire de la Direction des Routes n° 2000-36 du 22 mai 2000 relative au «contrôle de l’uni longitudinal des couches de roulement neuves», et plus particulièrement son guide technique d’application. INTRODUCTION La circulaire DR 2000-36 prévoit que la conformité de la qua- lité d’uni des couches de roulement neuves soit prononcée à partir de notes grandes ondes (NGO), moyennes ondes (NMO) et petites ondes (NPO) calculées respectivement sur des segments de longueur 200, 100 et 20 m. Le guide tech- nique d’application de la circulaire préconise des niveaux d’uni qu’il est souhaitable d’obtenir à chaque phase de la construction pour espérer atteindre l’objectif de qualité final recherché. Il est donc utile d’identifier et de localiser les défauts d’uni, et d’évaluer leur ampleur lorsque ces objectifs intermédiaires ne sont pas atteints, puis de définir, à partir de ces informations, les actions correctrices nécessaires. Pour obtenir ces informations, des investigations doivent être menées sur le profil en long relevé sur la couche de chaussée analysée. La présente note d'information explique comment à partir du signal mesuré par l’appareil mlpc APL, Analyseur de Profil en Long, il est possible d’identifier et d’évaluer les défauts correspondant à des valeurs faibles des notes par bandes d’ondes. Cette note décrit aussi les défauts les plus fréquemment ren- contrés et les dispositions d’actions correctrices adaptées. Comité français pour les techniques routières 2 PRESENTATION DES OUTILS DISPONIBLES AVEC L'APL Considérations générales L'uni routier est, par convention, le domaine des défauts dont la longueur est comprise entre 0,5m et 50m. Les appareils dynamiques de type profilomètre fournissent une représenta- tion plus ou moins fidèle de ce profil (le «pseudo profil») qui dépend de leurs propriétés métrologiques. Des méthodes de traitement numérique du signal permettent de corriger ce pseudo profil et d’améliorer la similitude avec le profil vrai. Application aux profils mesurés par l’APL Les travaux de modélisation de la relation entre le profil et le signal relevé par l’APL réalisés par le LCPC ont conduit à la mise au point d'un traitement informatique qui permet de «corriger» en grande partie la distorsion de phase du signal introduite par les réponses dynamiques des divers compo- sants de la remorque APL. Ce signal corrigé est la base à partir de laquelle plusieurs méthodes de traitement du signal permettent de localiser et d'identifier les défauts dont la correction est nécessaire. Les méthodes de traitement décrites ci-après peuvent être appliquées à la demande par les équipes prestataires de mesure APL. AIDE A L'ANALYSE DES DEFAUTS D'UNI Par application du volet 1 de la méthode d'essai LPC n°46, on obtient 3 séries de notes NBO.pour chaque trace de mesure. Si l'on trouve à une phase de la construction des notes inférieures aux valeurs souhaitables ou visées, il reste à en déterminer l'origine. La première étape est l'examen du tracé du pseudo profil qui doit être confirmé par une visite et un repérage sur le site. Si ni l'examen du pseudo profil corrigé, ni les repérages sur site ne permettent de faire un diagnostic, certains traitements numériques supplémentaires peuvent permettre d’identifier et de localiser le ou les défauts. Souvent on recourt à l’analyse spectrale dont le principe est de décomposer le pseudo profil en ondes sinusoïdales élémentaires (voir encadré). Dans le cas général le spectre présente un nombre très important de raies dont les amplitudes permettent d’une part d’appré- cier la répartition des énergies pour les trois domaines : petites, moyennes et grandes ondes. Ce mode de traitement est surtout utilisé pour repérer des défauts d’uni périodiques. Sur la figure 1 ci-après, on suppose que la courbe tracée en gras correspond à un relevé d'uni sur 10 m. Ce profil résulte de la juxtaposition de quatre courbes sinusoïdales : • 1 sinusoïde de longueur d'onde 8 m et d'amplitude crête/crête = 15 mm • 1 sinusoïde de longueur d'onde 4 m et d'amplitude crête/crête = 9 mm • 1 sinusoïde de longueur d'onde 2 m et d'amplitude crête/crête = 4 mm • 1 sinusoïde de longueur d'onde 1 m et d'amplitude crête/crête = 3 mm Figure 1 Le graphique de droite donne le spectre d’uni c’est-à-dire la distribution des valeurs énergétiques du signal selon les fré- quences spatiales fs ou les longueurs d’onde λ (fs = 1 λ). Pour cet exemple simple, le résultat de l’analyse spectrale se présente sous la forme d’un spectre de raies. 3 D’autres méthodes d’analyses peuvent être mises en œuvre par exemple : - les analyses spectrales en bandes relatives constantes (octave et 1/3 d’octave) - les analyses récursives en «ondelettes». Le logigramme ci dessous décrit les différentes phases de l’identification et de la localisation des défauts d’uni. Cette procédure et les méthodes de traitement du signal mises en œuvre seront développées dans un volet spécifique de la méthode d’essai LPC n°46 à paraître ultérieurement. PROFIL CHAUSSÉE MESURE APL TRAITEMENT NBO Lot conforme ? Localisation des mauvaises notes Choix de la technique : - reprise pour les couches de roulement - amélioration pour les couches sous jacentes Analyse spectrale du pseudo profil Analyse fine du pseudo profil Relever la forme et la position du défaut (ponctuel) Diagnostic Examen du pseudo profil visible ? oui oui non non GO MO MO PO PO MO GO Méthode LPC N°46-5 Méthode LPC N°46-5 La figure 2 donne un exemple d’analyse spectrale. Figure 2 - à gauche : tracé du pseudo profil - à droite : analyse spectrale (densité spectrale de puissance) Dans le logigramme, les flèches pleines, respectivement PO, MO et GO, indiquent le sens de la démarche selon les longueurs d'ondes concernées. PRESENTATION DE DEFAUTS CARACTERISTIQUES Le tableau ci dessous recense en 3 familles, les défauts d'uni, leur origine et leur traitement quand celui-ci est possible. Il présente les défauts les plus couramment rencontrés. Repère Origine du défaut Nature du défaut Signature du défaut (pseudo profil) Méthode de rectification Notes affectées Se corrige implicitement par l'application de(s) couche(s) supérieure(s). Très délicat à rectifier sur la couche de roulement. Joint de reprise journalière. PO Arrêt prolongé de finisseur PO Pompage du vérin de la table du finisseur λ > 2.8m Peut être apériodique PO-MO Problème de table non identifié λ < 2.8m PO Mauvais guidage sur fil. 2.8 <λ< 11m PO-MO Guidage sur la voie adjacente : recopie des défauts (MO et GO) existants sur cette voie MO-GO Se corrige implicitement par l'application de(s) couche(s) supérieure(s). Très délicat à rectifier sur la couche de roulement. Se corrige implicitement par l'application de(s) couche(s) supérieure(s). Sur couche de roulement, s’il n’y a pas de problème d'altimétrie : application d'une couche supplémentaire. Se corrige implicitement par l'application de(s) couche(s) supérieure(s). Sur couche de roulement, s’il n’y a pas de problème d'altimétrie : application d'une couche supplémentaire. Eviter ce mode de guidage pour une couche de roulement. Si altitude imposée : Fraisage puis guidage à la poutre. Sinon guidage à la poutre. Pas de solution évidente. Augmenter la dimension des patins. Rejoint le cas des raccorde- ments à altitudes imposées. Processus de répandage Matériel Guidage A1 A2 B1 B2 C1 C2 4 Une note PO (5) inférieure au seuil mini acceptable selon la Circulaire, apparaît sur un lot de 1000 m. L'examen du pseudo profil en regard des notes fait apparaître un défaut ponctuel localisé. Une note PO (2) inférieure au seuil mini acceptable selon la Circulaire, apparaît sur le schéma itinéraire. L'examen du pseudo profil en regard des notes fait apparaître un défaut ponctuel localisé. On constate par ailleurs que les MO et PO ne sont pas affectées par ce défaut ponctuel L'examen du profil corrigé (en gras) fait apparaître un défaut d’amplitude importante. Par filtrage, on constate que le défaut de PO a une amplitude d’environ 5mm. Méthode de rectification Lorsque ce défaut appa- raît sur une des couches sous-jacente, il est faci- lement corrigé. Dans le cas présent, il s’est pro- duit sur la couche de roulement et n’a pas été uploads/Management/ nif-n03-identification-des-defauts-d-x27-uni-des-chaussees-lors-mo.pdf