Ce cours de 52 slides s'adresse aux étudiants en licence 3 de génie civil en route. Il est composé de 4 chapitres que sont :
I- Description matérielle d’une chaussée
II- Différents types de structure de chaussées
III- Description fonctionnelle des différentes couches
IV- Fonction et endommagement des différents types de chaussée.
Ce document vous permettra de vous initier au domaine routier et de comprendre ce qui s'y fait.
Fiche - Accompagnement du travail coopératif au sein d’une équipe d’enseignan...
Chapitre3-Classififcation des structures de chaussu00E9e.pptx
1. Chapitre III: Classification des
structures de
chaussée
PLAN
I. Description matérielle d’une chaussée
II. Différents types de structure de chaussées
III. Description fonctionnelle des différentes couches
IV. Fonction et endommagement des différents types de
chaussée
1
Chapitre 2: Etudes d’un projet routier
2. Chap. III : Classification des structures de
chaussée
I. Description matérielle de la
chaussée
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Chapitre 2: Etudes d’un projet routier
3. Chap. III : Classification des structures de
chaussée
I. Description matérielle de la
chaussée
Chaussée = successions de couches
Sol de plateforme
Couche de forme
Corps de chaussée = Assise :
◦ couche de base et
◦ couche de fondation
Couche de surface = couche de liaison
(éventuelle) + couche de roulement
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Chapitre 2: Etudes d’un projet routier
4. Chap. III : Classification des structures de
chaussée
I. Description matérielle de la
chaussée
Disposition particulières :
◦ sous couche drainante et anticapillaire
◦ Sous couche anti-contaminante
Aménagement annexes:
- Accotements : bande dérasée + berme
- Talus
- Cunettes ou fossés
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Chapitre 2: Etudes d’un projet routier
5. Chap. III : Classification des structures de
chaussée
I. Description matérielle de la
chaussée
Disposition particulières :
◦ sous couche drainante et anticapillaire
◦ Sous couche anti-contaminante
Aménagement annexes:
- Accotements : bande dérasée + berme
- Talus
- Cunettes ou fossés
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Chapitre 2: Etudes d’un projet routier
6. Chap. III : Classification des structures de
chaussée
II. Différentes structures de chaussées
Selon la nomenclature française, il existe six
catégories de chaussées suivant la
constitution de l’assise :
◦ les chaussées souples
◦ les chaussées semi-rigides
◦ les chaussées rigides
◦ les chaussées bitumineuses épaisses
◦ les chaussées à structure mixte
◦ les chaussées à structure inverse
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Chapitre 2: Etudes d’un projet routier
7. Chap. III : Classification des structures de
chaussée
II. Différentes structures de chaussées
les chaussées souples (chaussées
flexibles)
◦ Matériaux d’assise non traités
◦ Aptitude à se déformer réversiblement sous les sollicitations
◦ Déformation de l’ordre de 1 à 3 mm (contre 0 à 0.5 mm pour
une chaussée semi-rigide) au passage d’une charge lourde
◦ Structure adaptée, sol et chaussée retrouvent leur position
◦ Structure non adaptée lorsque les charges sont trop lourdes et
répétitives car les déformations deviennent irréversibles
◦ Plus adaptée pour les voies très peu circulées par les poids
lourds.
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Chapitre 2: Etudes d’un projet routier
8. Chap. III : Classification des structures de
chaussée
II. Différentes structures de chaussées
les chaussées souples (chaussées
flexibles)
Constitution:
◦ une couverture bitumineuse relativement mince
◦ une couche de base en matériaux non traités (ou en
matériaux bitumineux dans des cas)
◦ une couche de fondation en matériaux non traités.
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Chapitre 2: Etudes d’un projet routier
9. Chap. III : Classification des structures de
chaussée
II. Différentes structures de chaussées
les chaussées semi-rigides
◦ Matériaux d’assise traités aux liants
hydrauliques (MTLH)
◦ Le liant (ciment, laitier, cendres volantes,
pouzzolanes …) augmente la rigidité de l’assise
◦ Déformation verticales relativement faibles mais
des contraintes de traction par flexion se
développent à la base des couches traitées
◦ Plus adapté pour voies circulées par les poids
lourds et lorsque les matériaux crus ne satisfont
pas.
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Chapitre 2: Etudes d’un projet routier
10. Chap. III : Classification des structures de
chaussée
II. Différentes structures de chaussées
les chaussées rigides
◦ Chaussées avec une dalle de béton:
Continue (BAC)
Discontinue (avec ou sans liaison)
◦ Performances mécaniques et durée de vie très
intéressantes mais investissement initial couteux
◦ Possibilité d’améliorer le confort avec un revêtement
bitumineux
◦ Fondation : MTLH/Béton/matériaux non traités/sol
support
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Chapitre 2: Etudes d’un projet routier
11. Chap. III : Classification des structures de
chaussée
II. Différentes structures de chaussées
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Chapitre 2: Etudes d’un projet routier
13. Chap. III : Classification des structures de
chaussée
II. Différentes structures de chaussées
les chaussées à structure mixte
◦ Constitution:
un revêtement bitumineux
une couche de base en grave bitume
une couche de fondation en grave traitée aux
liants hydrauliques
◦ Structures très intéressantes pour trafic
élevés. De plus en plus utilisée au Sénégal
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Chapitre 2: Etudes d’un projet routier
14. Chap. III : Classification des structures de
chaussée
II. Différentes structures de chaussées
les chaussées bitumineuses épaisses
◦ Constitution:
un revêtement bitumineux
une couche de base en grave bitume
une couche de fondation en grave bitume
◦ Structures très coûteuses : consommation
de bitume importante
◦ Conviennent pour des trafics élevés
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Chapitre 2: Etudes d’un projet routier
15. Chap. III : Classification des structures de
chaussée
II. Différentes structures de chaussées
les chaussées à structure inverse
◦ Constitution:
un revêtement bitumineux
une couche de base en grave bitume
une couche granulaire
une couche de fondation en grave MTLH
◦ La couche granulaire permet d’éviter la
remontée des fissures dues au retrait thermique
de la couche en MTLH
◦ Conviennent également pour des trafics élevés
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Chapitre 2: Etudes d’un projet routier
16. Chap. III : Classification des structures de
chaussée
III. Description fonctionnelle des
couches
La plateforme
◦ Exigences à court terme
Traficabilité pour les engins de terrassement
Protection vis-à-vis des intempéries
Résistance suffisante pour permettre le
compactage
Nivellement
◦ Exigences à long terme
Bonne portance (rôle structural)
Assurer cette portance en dépit des variations hydriques
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Chapitre 2: Etudes d’un projet routier
17. Chap. III : Classification des structures de
chaussée
III. Description fonctionnelle des
couches
La plateforme
◦ C’est le support de la chaussée:
◦ Elle peut comprendre:
Sol support (remblai ou en déblai)
PST (le mètre supérieur des terrassements)
AR ( surface de la PST)
Couche de forme (éventuelle):dans le cas où la
PST ne satisfait aux exigences
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Chapitre 2: Etudes d’un projet routier
18. Chap. III : Classification des structures de
chaussée
III. Description fonctionnelle des
couches
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Chapitre 2: Etudes d’un projet routier
19. Chap. III : Classification des structures de
chaussée
III. Description fonctionnelle des
couches
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Chapitre 2: Etudes d’un projet routier
Classe Valeurs de CBR Type de sol
S1 CBR ≤ 5
argiles fines saturées
sols tourbeux
limons plastiques
sols contenant des matières organiques
S2 5 < CBR ≤10
sables alluvionnaires argileux ou fins limoneux
graves argileuses ou limoneuses
sols marneux contenant moins de 35 % de fines
S3 10 < CBR ≤ 15 sables alluvionnaires propres avec moins de 5% de
fines
graves argileuses ou limoneuses avec moins de 12%
de fines
S4 15 < CBR ≤ 30
S5 CBR > 30
sables et graves propres
matériaux rocheux sains
chaussées anciennes
matériaux insensibles à l’eau
20. Chap. III : Classification des structures de
chaussée
III. Description fonctionnelle des
couches
Les sous couches (éventuelles)
◦ La sous-couche anti-contaminante
Empêcher la remontée d’un matériau de plate-forme fin à
travers les vides d’un matériau de fondation à structure
ouverte
Le matériau employé doit obéir à la Règle des filtres vis-à-
vis du sol à savoir :
D15 < 5 d85
Di : maille du tamis laissant passer i % des matériaux du sol
de la sous-couche
dj : maille du tamis laissant passer j % des matériaux du sol
de forme
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Chapitre 2: Etudes d’un projet routier
21. Chap. III : Classification des structures de
chaussée
III. Description fonctionnelle des
couches
Les sous couches (éventuelles)
◦ La sous-couche drainante et anti-
capillaire
Assurer le drainage efficace des couches de
chaussée
Empêcher la remontée capillaire au niveau de la
forme des terrassements en présence d’une
nappe phréatique ou dans les zones
marécageuses
Généralement réalisée de sable grossier et de
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Chapitre 2: Etudes d’un projet routier
22. Chap. III : Classification des structures de
chaussée
III. Description fonctionnelle des
couches
Les couches d’assises
◦ Essentiellement
Couche de base
Couche de fondation
◦ Contribue grandement à:
Résistance mécanique
Transmission des contraintes verticales
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Chapitre 2: Etudes d’un projet routier
23. Chap. III : Classification des structures de
chaussée
III. Description fonctionnelle des
couches
La couche de fondation
◦ Répartition des contraintes verticales induites
par le trafic à un taux compatible avec la
portance du sol-support
◦ Généralement, elle n’est pas traitée et peut subir
des contraintes de compression importante
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Chapitre 2: Etudes d’un projet routier
24. Chap. III : Classification des structures de
chaussée
III. Description fonctionnelle des
couches
La couche de base
◦ C’est la couche la plus proche du revêtement
◦ Elle peut donc être soumise à:
Des contraintes verticales de compression
Des contraintes de cisaillement horizontal d’autant plus
importants que le revêtement est mince
◦ Effet de dalle pour les couches de base en MTLH
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Chapitre 2: Etudes d’un projet routier
25. Chap. III : Classification des structures de
chaussée
III. Description fonctionnelle des
couches
La couche de surface
◦ la sécurité :
Adhérence : propriétés antidérapantes (microrugosité et
macrorugosité)
Bonne « drainabilité » (pente transversale – absence de piège
d’eau) ;
◦ le confort :
Uni (minimiser les secousses et vibrations excessives)
Bonnes propriétés thermo-acoustiques
◦ l’étanchéité
◦ la distribution des charges
Selon sa nature et son épaisseur, la couche de surface peut ou ne pas
contribuer au rôle structural de la chaussée.
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Chapitre 2: Etudes d’un projet routier
26. Chap. III : Classification des structures de
chaussée
III. Description fonctionnelle des
couches
La couche de surface
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Chapitre 2: Etudes d’un projet routier
27. Chap. III : Classification des structures de
chaussée
III. Description fonctionnelle des
couches
La couche de surface
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Chapitre 2: Etudes d’un projet routier
28. Chap. III : Classification des structures de chaussée
IV. Fonctionnement et endommagement des #
structures…
Les dégradations
Elles sont classées en quatre grandes familles:
◦ Les déformations
◦ Les fissurations
◦ Les arrachements
◦ Les remontées
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Chapitre 2: Etudes d’un projet routier
29. Chap. III : Classification des structures de chaussée
IV. Fonctionnement et endommagement des #
structures…
Les déformations
Les affaissements de rive
Définition: Tassement de la chaussée en rive formant
parfois une cuvette accompagnée sur le bord de la
chaussée d'un bourrelet de matériaux
Causes: Fatigue de la chaussée due à une épaisseur ou
une qualité des matériaux ou calage en rive insuffisants.
Dégradation souvent aggravée par la présence d'eau en
rive qui reste piégée dans la cuvette
Evolution: Apparition de faïençage et de bourrelet au droit
de l'affaissement
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Chapitre 2: Etudes d’un projet routier
30. Chap. III : Classification des structures de chaussée
IV. Fonctionnement et endommagement des #
structures…
Les déformations
Les affaissements de rive
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Chapitre 2: Etudes d’un projet routier
31. Chap. III : Classification des structures de chaussée
IV. Fonctionnement et endommagement des #
structures…
Les déformations
Les flaches
Définition : Tassement en pleine chaussée, souvent
de forme arrondie
Causes
◦ Pour les chaussées souples : fatigue due à un défaut de
portance localisé du sol (poche d'argile humide)
◦ Pour les chaussées traitées aux liants hydrauliques:
mauvaise qualité localisée des matériaux de l'assise
Evolution: Faïençage puis départ des matériaux
formant nid de poule
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Chapitre 2: Etudes d’un projet routier
32. Chap. III : Classification des structures de chaussée
IV. Fonctionnement et endommagement des #
structures…
Les déformations
Les flaches
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Chapitre 2: Etudes d’un projet routier
33. Chap. III : Classification des structures de chaussée
IV. Fonctionnement et endommagement des #
structures…
Les déformations
L’orniérage
Définition : Tassement en pleine chaussée sous le passage des
roues des véhicules
Causes
◦ Soit fatigue de la chaussée par tassement des couches
inférieures due à un défaut de portance du sol (orniérage
grand rayon)
◦ Soit mauvaise stabilité d'un enrobé mou dans les fortes pentes
ou rampes ou dans les zones de freinage, (orniérage petit
rayon)
Evolution:
◦ Faïençage dans les ornières et bourrelets, (orniérage grand
rayon)
◦ Augmentation de la profondeur, (orniérage petit rayon) 33
Chapitre 2: Etudes d’un projet routier
34. Chap. III : Classification des structures de chaussée
IV. Fonctionnement et endommagement des #
structures…
Les déformations
L’orniérage
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Chapitre 2: Etudes d’un projet routier
35. Chap. III : Classification des structures de chaussée
IV. Fonctionnement et endommagement des #
structures…
Les fissures
Fissures longitudinales
Définition : Cassures de la couche de surface, parallèles à l'axe
de la chaussée
Causes :
◦ fatigue de la chaussée due à une structure insuffisante vis-à-
vis du trafic, ou d'une portance insuffisante du sol
◦ défauts de construction par exemple : élargissement, ou Joints
défectueux d'enrobé, ou mouvements du sol (tassement,
glissement)
◦ retrait du sol argileux à la suite d'une longue période de
sécheresse
Evolution: Faïençage et départ des matériaux
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Chapitre 2: Etudes d’un projet routier
36. Chap. III : Classification des structures de chaussée
IV. Fonctionnement et endommagement des #
structures…
Les fissures
Fissures longitudinales
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Chapitre 2: Etudes d’un projet routier
37. Chap. III : Classification des structures de chaussée
IV. Fonctionnement et endommagement des #
structures…
Les fissures
Fissures transversales
Définition : Cassures de la couche de surface, perpendiculaires
à l'axe de la chaussée
Causes :
◦ Retrait dû à la prise de l'assise traitée aux liants hydrauliques
◦ Défaut de construction d'un Joint de reprise de tapis d'enrobés
Evolution: D'abord fines, les fissures peuvent s'épaufrer et
évoluer vers des faïençages, flaches et départ de matériaux
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Chapitre 2: Etudes d’un projet routier
38. Chap. III : Classification des structures de chaussée
IV. Fonctionnement et endommagement des #
structures…
Les fissures
Fissures transversales
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Chapitre 2: Etudes d’un projet routier
39. Chap. III : Classification des structures de chaussée
IV. Fonctionnement et endommagement des #
structures…
Les fissures
Faïençage
Définition : Ensemble de fissures plus ou moins rapprochées
formant un maillage
Causes :
◦ Fatigue de la couche de roulement ou de la totalité de la
chaussée, due à une structure insuffisante vis-à-vis du trafic
supporté ou à une portance insuffisante du sol
Evolution: Ouverture progressive des fissures, arrachement des
matériaux et déformations
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Chapitre 2: Etudes d’un projet routier
40. Chap. III : Classification des structures de chaussée
IV. Fonctionnement et endommagement des #
structures…
Les fissures
Faïençage
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Chapitre 2: Etudes d’un projet routier
41. Chap. III : Classification des structures de chaussée
IV. Fonctionnement et endommagement des #
structures…
Les arrachements
Nids de poule
Définition :
◦ Trou apparaissant à la surface de la chaussée
◦ Stade final d'un faïençage ou d'une flache
Causes : Désagrégation et départ de matériaux dus à une
mauvaise qualité de la chaussée, à une pollution par remontée
d'argile dans le corps de la chaussée, à une forte perméabilité de
la couche de roulement
Evolution:
◦ Augmentation en nombre et taille des trous.
◦ Ruine totale de la chaussée.
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Chapitre 2: Etudes d’un projet routier
42. Chap. III : Classification des structures de chaussée
IV. Fonctionnement et endommagement des #
structures…
Les arrachements
Nids de poule
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Chapitre 2: Etudes d’un projet routier
43. Chap. III : Classification des structures de chaussée
IV. Fonctionnement et endommagement des #
structures…
Les arrachements
Pelade
Définition : Etat d'un enduit présentant des manques par
plaques
Causes :
◦ Pour les enrobés : trop faible épaisseur de la couche de
roulement ( 1 à 2 cm) avec collage défectueux qui, sous
l'action des efforts horizontaux dus au trafic, se décolle du
support
◦ Pour les enduits :
mauvais collage au support
arrachements provoqués par le ressuage
surdosage de gravillons en première grille dans le cas d'enduit
superficiel prégravillonné
Evolution: Arrachement progressif de la couche de surface 43
Chapitre 2: Etudes d’un projet routier
44. Chap. III : Classification des structures de chaussée
IV. Fonctionnement et endommagement des #
structures…
Les arrachements
Pelade
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Chapitre 2: Etudes d’un projet routier
45. Chap. III : Classification des structures de chaussée
IV. Fonctionnement et endommagement des #
structures…
Les arrachements
Plumage
Définition : Etat d'un enduit dont la mosaïque est rendue non
jointive par départ de granulats
Causes :
◦ sous dosage en liant d'un enduit superficiel
◦ mise en œuvre dans des conditions atmosphériques défavorables
: température trop basse, pluie...
◦ utilisation de gravillons sales
◦ compactage insuffisant
◦ répandage de liant inadapté
◦ remise trop rapide sous circulation
Evolution: Arrachement progressif de la totalité des gravillons
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Chapitre 2: Etudes d’un projet routier
46. Chap. III : Classification des structures de chaussée
IV. Fonctionnement et endommagement des #
structures…
Les arrachements
Plumage
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Chapitre 2: Etudes d’un projet routier
47. Chap. III : Classification des structures de chaussée
IV. Fonctionnement et endommagement des #
structures…
Les remontées
Ressuage
Définition : Etat d'un enduit caractérisé par la remontée de liant
en plaque recouvrant la mosaïque
Causes :
◦ Surdosage de bitume
◦ Enfoncement des granulats dans un support bitumineux trop
«mou»
Evolution: Ces phénomènes sont aggravés par la forte chaleur.
Sous circulation, l'ensemble de la couche de roulement peut être
arraché par les véhicules par collage aux pneumatiques (pelade).
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Chapitre 2: Etudes d’un projet routier
48. Chap. III : Classification des structures de chaussée
IV. Fonctionnement et endommagement des #
structures…
Les remontées
Ressuage
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Chapitre 2: Etudes d’un projet routier
49. Chap. III : Classification des structures de chaussée
IV. Fonctionnement et endommagement des #
structures…
Fonctionnement et endommagement des # structures
Les chaussées souples
Fonctionnement:
Contraintes verticales importantes
Traction par flexion à la base du revêtement
Effet de bord: perte de portance en rive (due à une imbibition
quasi-permanente en période humide) pouvant conduire à des
affaissements de rives
Endommagement :
Déformations permanentes (orniérage et flache)
Fissuration de la couche roulement pouvant évoluer vers un
faïençage
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Chapitre 2: Etudes d’un projet routier
50. Chap. III : Classification des structures de chaussée
IV. Fonctionnement et endommagement des #
structures…
Fonctionnement et endommagement des # structures
Les chaussées semi-rigides
Fonctionnement:
Contraintes verticales assez faibles
Traction par flexion à la base des couches d’assises importante
Importance du collage entre couche d’assise
Phénomènes de retrait thermique
Endommagement :
Fissurations de retrait thermique remontent en surface et favorisent
la pénétration hydrique. Ce qui implique:
◦ Réduction de la qualité du collage
◦ Augmentation des contraintes et déformations pour les couches supérieures
◦ Modification sur le transfert des charges au voisinage des lèvres des fissures
entraînant un accroissement des contraintes de traction à la base des couches
traitées et de compression sur le sol support
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Chapitre 2: Etudes d’un projet routier
51. Chap. III : Classification des structures de chaussée
IV. Fonctionnement et endommagement des #
structures…
Fonctionnement et endommagement des # structures
Les chaussées rigides
Fonctionnement :
Traction par flexion à la base de la dalle de béton
Phénomènes de retrait thermique
Endommagement :
Fissurations de traction par flexion à la base de la dalle
Phénomène de pompage au niveau des joints et fissures
entrainant une modification des conditions d’appui
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Chapitre 2: Etudes d’un projet routier
52. Chap. III : Classification des structures de chaussée
IV. Fonctionnement et endommagement des #
structures…
Fonctionnement et endommagement des # structures
Les chaussées à structure mixte
Fonctionnement :
Du fait de la rigidité importante de la couche de fondation, les
efforts de traction à la base de la couche de base sont
relativement faibles
Phénomènes de retrait thermique pour la CF en MTLH
Endommagement :
Dans le long terme modification des conditions de collage du fait
d’un phénomène de dilatation différentielle
Conséquences: Fissurations par fatigue de grave bitume
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Chapitre 2: Etudes d’un projet routier