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BITUME QUÉBEC BITUME QUÉBEC Méthodes et techniques d’évaluation des chaussées e

BITUME QUÉBEC BITUME QUÉBEC Méthodes et techniques d’évaluation des chaussées existantes et établissement des diagnostics de réfection – Cas types Présentée par : Louis D’Amours, ing., M.Sc.A. Vice-président Groupe Qualitas inc. ÉTUDE DE RÉHABILITATION ÉTUDE DE RÉHABILITATION TECHNIQUES D’ÉVALUATION ET DIAGNOSTICS Groupe Qualitas inc. TABLES DES MATIÈRES 1) Introduction 2) Conception de chaussée – Quelques notions 3) Outils et techniques d’évaluation 4) Méthodologie pour les études de réhabilitation 5) Étude de cas 6) Conclusion INTRODUCTION ♦Chaussée flexible ♦Cas types → La vraie vie Nécessite du jugement d’ingénieur , avec rigueur , avec approche statistique Planification et programmation (Niveau réseau) Conception (Niveau projet) Cueillette d’informations Système de gestion de chaussées CYCLE DE VIE D’UNE CHAUSSÉE Construction Entretien Évaluation de la performance d’informations de chaussées INTRODUCTION NIVEAU RÉSEAU ÉTUDE GLOBALE ÉTUDE DÉTAILLÉE NIVEAU PROJET ÉTUDE GLOBALE ÉTUDE DÉTAILLÉE DESIGN ET TECHNIQUES DE RÉHABILITATION PLAN DIRECTEUR PRIORITÉS ET BESOIN D’ENTRETIEN CONCEPTION DE CHAUSSÉES QUELQUES NOTIONS TECHNIQUES – 3 VOLETS ♦Capacité structurale ♦Protection contre le gel ♦Protection contre le gel ♦La qualité des matériaux CONCEPTION DE CHAUSSÉES QUALITÉ DES MATÉRIAUX ♦Nouvelle chaussée →À travers le devis et le contrôle de la qualité ♦Ancienne chaussée → Étude de réhabilitation ♦Ancienne chaussée → Étude de réhabilitation permet d’évaluer : • Portance • Durabilité • Drainabilité • Susceptibilité au gel CONCEPTION DE CHAUSSÉES LA PROBLÉMATIQUE RENCONTRÉE ♦Matériaux limitrophes ♦Variabilité des matériaux ♦Protection contre le gel → faible ♦Environnement existant : - urbain - rural OUTILS D’AUSCULTATION DE CHAUSSÉES ♦Véhicule multifonction (niveau réseau) • Dégradation • Orniérage • Uni • Géoréférencié Orniéromètre Caméra Antenne GPS Orniéromètre laser Encodeur de distance Lasers et accéléromètres RELEVÉ DE LA FISSURATION AASHTO – PP44-01 – Standard Practice for Quantifying Cracks in Pavement Surface. RELEVÉ DE LA FISSURATION SYSTÈME LASER DE MESURE DES FISSURES (LCMS) CONFORT AU ROULEMENT Mesure du pseudo-profil et calcul de l’indice IRI Norme ASTM-E950-94 Classe 1 CONFORT AU ROULEMENT AUTOROUTES AUTOROUTES IRI (m/km) IRI (m/km) QUALITÉ DE QUALITÉ DE ROULEMENT ROULEMENT URBAIN URBAIN IRI (m/km) IRI (m/km) < 1,10 Très bon 0 – 4,7 1,11 – 1,60 Bon 4,7 – 7,0 1,11 – 1,60 Bon 4,7 – 7,0 1,61 – 2,50 Passable 7,0 – 8,8 2,51 – 3,50 Mauvais 8,8 – 10,5 > 3,50 Très mauvais > 10,5 CONFORT AU ROULEMENT ♦Le comportement de la chaussée en hiver • Relevé d’uni été et hiver →Delta IRI en fonction classe de la route Autoroute Nationale Régional et Autoroute (100 km/h) Nationale (90 km/h) Régional et collectrice (50 à 80 km/h) Gélif > 1,1 > 1,25 > 1,5 Très gélif > 1,75 > 2,0 > 2,25 CONFORT AU ROULEMENT ORNIÉRAGE ♦Mesure du profil transversal • Pleine largeur d’une voie (4 mètres – 1 280 points) • Précision : ± 1 millimètre • Saisie séquentielle – 10 mètres ORNIÉRAGE Profondeur Profondeur (mm) (mm) Sévérité Sévérité 0 – 4 Aucune 0 – 4 Aucune 5 – 9 Faible 10 – 19 Moyenne ≥ ≥ ≥ ≥20 Majeure ORNIÉRAGE ORNIÉRAGE CONDITION DES CHAUSSÉES • Relevé des dégradations IDS (indice de surface) • Relevé du confort au roulement Indice Indice Qualité Qualité 80 – 100 Très bon 60 – 79 Bon 40 – 59 Passable 20 – 39 Mauvais au roulement IDR (indice d’uni) • Orniérage INDICE DE PERFORMANCE (IPC : 0-100) - NIVEAU DE SERVICE 20 – 39 Mauvais 0 – 19 Très mauvais OUTILS D’AUSCULATION DE CHAUSSÉES ♦Déflectomètre à masse tombante (FWD) (Niveau projet) • Capacité structurale • Durée de vie résiduelle • Besoin de renforcement • Module résilient des couches OUTILS D’AUSCULTATION DE CHAUSSÉES ♦Forages (niveau projet) Échantillonneur à grand diamètre pour chaussée OUTILS D’AUSCULTATION DE CHAUSSÉES AUTRES OUTILS ♦Géoradar ♦MASW OUTILS D’AUSCULTATION DE CHAUSSÉES AUTRE OUTILS (EN COURS DE CONSTRUCTION) ♦Déflectomètre portatif (LWD) ♦Mesure du module résilient in situ ♦Validation en chantier du design MÉTHODOLOGIE POUR LES ÉTUDES DE RÉHABILITATION LES ÉTAPES DE L’ÉTUDE 1) Récupérer les données de base utiles 2) Réaliser les investigations de terrain 3) Analyser les données pour établir un diagnostic 4) Choisir la ou les solutions les mieux adaptées MÉTHODOLOGIE POUR LES ÉTUDES DE RÉHABILITATION 1) Récupérer les données de base utiles • Les relevés des dégradations et d’uni (été/hiver) • L’historique de construction et de réhabilitation • Les comptages incluant le pourcentage de véhicules lourds • Les parcours et fréquence du trafic • La planification du développement (résidentiel, commercial ou industriel) MÉTHODOLOGIE POUR LES ÉTUDES DE RÉHABILITATION 2) Investigations de terrain Inspection visuelle ou automatisée • Dossier photographique • Nature et étendue des dégradations • Autres observations environnementales (drainage, présence d’usines, autobus, autres (drainage, présence d’usines, autobus, autres particularités) MÉTHODOLOGIE POUR LES ÉTUDES DE RÉHABILITATION 2) Investigations de terrain (suite) Évaluation du drainage • Éléments à observer →Venues d’eau par les talus →Mauvais captage des eaux de surface MÉTHODOLOGIE POUR LES ÉTUDES DE RÉHABILITATION 2) Investigations de terrain (suite) Relevés de la capacité structurale • Relevés au déflectomètre à masse tombante (FWD) →Segmentation en tronçon au comportement uniforme →Vérifier l’uniformité de la portance de l’infrastructure portance de l’infrastructure →Déterminer le module effectif des couches de la structure de chaussée →Évaluer les besoins de renforcement →Estimer la vie résiduelle de la chaussée MÉTHODOLOGIE POUR LES ÉTUDES DE RÉHABILITATION 2) Investigations de terrain (suite) Relevés de la capacité structurale 4+700 5+430 5+880 6+500 7+100 7+700 8+300 8+873 9+150 9+850 5+000 5+670 6+205 6+817 7+400 8+000 8+600 9+500 1000 1200 Section 352-01-021 0 200 400 600 800 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000 Point métrique (m) Module (MPa) Module de surface - dir. Est Module de surface - dir. Ouest Forages dir. Est Forages dir. Ouest Module de l'infrastructure (MPa) Série6 Valeur moyenne = 93 Mpa Fondation de MG 56, 500 mm Infrastructure d'argile En déblai sur argile Moyenne - 1 écart-type = 65 Mpa Moyenne - 1 écart-type = 65 Mpa Infrastructure de silt sableux à argileux Faible Moyenne Forte Moyenne - 1 écart-type = 102 Mpa MÉTHODOLOGIE POUR LES ÉTUDES DE RÉHABILITATION 2) Investigations de terrain (suite) Relevés de la capacité structurale 1000 1200 Capacité structurale: très forte 55 0+286 140 0+200 125 0+100 140 0+061 Épaisseur du revêtement (mm) Chaînage 55 0+286 140 0+200 125 0+100 140 0+061 Épaisseur du revêtement (mm) Chaînage 0 200 400 600 800 0+000 0+100 0+200 0+300 0+400 0+500 0+600 0+700 0+800 0+900 chaînage Module de surface (MPa) Module de surface (MPa) moyenne Capacité structurale: forte Capacité structurale: moyenne Capacité structurale: très faible Capacité structurale: faible 90 0+830 60 0+700 70 0+586 55 0+580 55 0+400 85 0+300 90 0+830 60 0+700 70 0+586 55 0+580 55 0+400 85 0+300 MÉTHODOLOGIE POUR LES ÉTUDES DE RÉHABILITATION 2) Investigations de terrain (suite) Forages et/ou carottages ÉTUDE PÉDOLOGIQUE ESSAIS DE LABORATOIRE ♦Épaisseur des ♦Qualité des matériaux ♦Épaisseur des couches des éléments de la chaussée ♦Qualité des matériaux existants ♦Profondeur de l’infrastructure ♦Drainabilité des matériaux ♦Gélivité des sols MÉTHODOLOGIE POUR LES ÉTUDES DE RÉHABILITATION 70 80 90 100 Pourcentage passant (%) 2) Investigations de terrain (suite) • Essais de laboratoire →Analyses granulométriques pour vérifier la conformité aux 0 10 20 30 40 50 60 0.01 0.1 1 10 100 Ouverture des tamis (mm) Pourcentage passant (%) Analyses granulométriques sur échantillons de matériaux de fondation de type MG20 conformité aux normes →Limites de consistance et teneur en eau sur les sols argileux d’infrastructures pour mieux les caractériser →Autres essais au besoin MÉTHODOLOGIE POUR LES ÉTUDES DE RÉHABILITATION 3) Analyse des données pour établir un diagnostic Éléments évalués : Indicateurs : Comportement • Nature des sols d’infrastructure (vs gel) Établir un lien de causalité entre les indicateurs d’état Établir un lien de causalité entre les indicateurs d’état et le comportement de la chaussée et le comportement de la chaussée Comportement • Nature des sols d’infrastructure (vs gel) • Épaisseur totale de la structure de chaussée • Conformité des matériaux granulaires aux normes • Drainabilité et dégel (perte de portance) Fatigue des matériaux • Nature et étendue de la fissuration • Orniérage et âge du revêtement Capacité structurale • Portance de l’infrastructure (uniformité et module) • Renforcements nécessaires • Épaisseur des couches de la structure de chaussée MÉTHODOLOGIE POUR LES ÉTUDES DE RÉHABILITATION 4) Choix de la solution la mieux adaptée Parmi un éventail de solutions possibles, établir les solutions les Parmi un éventail de solutions possibles, établir les solutions les plus appropriées dans le but de maximiser le retour sur plus appropriées dans le but de maximiser le retour sur l’investissement. l’investissement. SÉLECTION À PARTIR D’UNE SÉLECTION À PARTIR D’UNE SÉLECTION À PARTIR D’UNE SÉLECTION À PARTIR D’UNE ANALYSE COÛT ANALYSE COÛT-BÉNÉFICE BÉNÉFICE La solution optimale est la solution la moins cher La solution optimale est la solution la moins cher en $ d’aujourd’hui qui permettra d’atteindre en $ d’aujourd’hui qui permettra d’atteindre sa durée de vie attendue. sa durée de vie attendue. MÉTHODOLOGIE POUR LES ÉTUDES DE RÉHABILITATION 4) Choix de la solution la mieux adaptée Solutions possibles Coût unitaire au m² Durée de vie attendue* Recouvrement avec enrobé mince $ ± 5-7 ans Planage – revêtement $$ ± 8 ans Thermoregénération $$$ ± 8 ans Décohésionnement – stabilisation $$$ ± 12 ans uploads/Sante/ methodes-et-techniques-devaluation-des-chaussees-existantes-l-damours-pdf.pdf