Memoire Online - Dimensionnement routier au Sénégal, quelles perspectives ?

UNIVERSITE CHEIKH ANTA DIOP DE DAKAR
FACULTE DES SCIENCES ET TECHNIQUES

DEPARTEMENT DE GEOLOGIE

Laboratoire de Mécanique des sols et Modélisation
UFR Sciences de l'Ingénieur Université de
Thiès


	Dimensionnement routier au Sénégal, quelles perspectives ?

Soutenu le 16 Décembre 2011 à 10 h
Devant la commission d'examen composée de :

Dinna Pathé	DIALLO	UCAD	Président
Meissa	FALL	Université de Thiès	Membre
Moustapha	DIENE	UCAD	Membre
Mapathé	NDIAYE	Université de Thiès	Membre
Awa	SENE	UCAD	Membre invité

Remerciements

J'aimerai exprimer ma gratitude envers tous ceux qui ont, de diverses façons, de près ou de loin, contribué à l'élaboration de ce mémoire.

Mes premiers remerciements, et sans doute les plus vifs, sont adressés à mes parents pour leur affection, leur soutien et pour tous les sacrifices qu'ils ont consentis à mes cotés afin d'assurer mon éducation. Trouvez en ce mémoire l'expression de ma haute reconnaissance.

Des remerciements spéciaux sont également adressés à mon encadreur le Professeur Meissa FALL, Directeur de l'UFR SI, sans qui ce travail n'aurait pas vu le jour. Je lui suis également reconnaissant pour les qualités scientifiques et pédagogiques de son encadrement et pour la disponibilité sans faille dont il a fait preuve durant la réalisation de ce mémoire.

J'adresse également mes sincères remerciements à mes professeurs qui ont toujours été mes professeurs en Sciences Naturelles et qui, jusque là continuent de contribuer à ma formation : Monsieur Dina Pathé DIALLO, Monsieur Pape Malick NGOM, Monsieur Pape Moussa NDIAYE.

Je remercie aussi Monsieur Moustapha DIENE et Monsieur Mapathé NDIAYE d'avoir accepté de participer au jury.

Je remercie également l'ensemble du personnel de l'UFR SI de m'avoir aussi bien accueilli au sein de leur établissement. Je remercie surtout les enseignants qui ont contribué à l'amélioration de ce document : Monsieur Makhaly BA, Monsieur Déthié SARR, Monsieur Daouda SANGARE, Monsieur Mapathé NDIAYE, Monsieur Oustasse A. SALL, Mme CISSE, Mr THIAM, mais également mes amis du laboratoire Samsidine NIANG, Amadou NIANE, KANE et FALL et à l'administration : Khady, Mr GUEYE, Mr DIENG, Maguette.

Des remerciements particuliers sont adressés à mes amis d'enfance et à mes frères et soeurs : Mouhamadou LO, Ousmane SARR, Seydina, Médoune, Ousseynou, Mouhamadou, Talla THIAM, Bineta SADY, etc.

Je remercie vivement ma famille à Thiès et surtout ma grand-mère Diagne GUEYE pour m'avoir accueilli durant sept ans d'études et les quatre mois de stage, trouvez en ce mémoire l'expression de ma haute reconnaissance.

Je remercie tous les membres de ma famille à Kayar et à Dakar ainsi que mes camarades de promotion pour leur l'affection et leur aide.

Sommaire

Liste des abréviations

CEBTP : Centre expérimental de recherches et d'études du b~timent et des travaux publics CPT : Cahier de Prescriptions Techniques

ESAL : Equivalent Sigle Axial Load FEM : Méthode des éléments finis GNT : Grave non traité

NE : nombre équivalent d'essieux de référence correspondant aux trafics poids lourds

Liste des symboles

Résumé

Les routes sont des axes de communication nécessaires au développement économique et social d'un pays. Elles permettent le transport de marchandises, le déplacement des personnes et contribuent à l'occupation du territoire ainsi qu'à l'exploitation des ressources. La conception d'un tel ouvrage repose sur une optimisation de la structure de la chaussée afin d'obtenir le maximum de qualité et de durabilité au moindre coût. Cependant, on constate que la plupart des routes sénégalaises, subissent des déformations intenses ou sont en état de dégradation accrue et atteignent une phase de rupture prématurée.

Le travail de recherches entrepris dans le cadre de ce mémoire consiste à travers une recherche bibliographique, de donner l'état actuel des connaissances du dimensionnement routier au Sénégal et de contribuer à l'amélioration de ce dernier par une tentative de proposition de nouveaux axes de réflexions en vue du dimensionnement routier. En effet un bref historique du dimensionnement a été fait pour situer le dimensionnement actuel. Ce dernier comporte des méthodes empiriques qui sont marquées par les méthodes CBR et CEBTP. Elles sont complétées par les méthodes »dites rationnelles» qui utilisent grIce à l'outil informatique, des logiciels comme Alizé^® et Ecoroute^® permettant de modéliser les structures multicouches et de calculer les contraintes transversales et radiales ainsi que les déformations à travers les différentes couches. La méthode mécanistique prend en compte le comportement réel des matériaux en utilisant l'appareil triaxial à chargements répétés pour la détermination du module réversible des matériaux granulaire et du module dynamique des matériaux bitumineux. Vu l'utilisation de toutes ces méthodes les problèmes persistent encore sur le dimensionnement de nos chaussées. Mais avec les perspectives dégagées, le dimensionnement pourrait prendre une autre envergure pour la réalisation des chaussées de qualités et à longue durée de vie.

Mots clés : dimensionnement, module réversible, module dynamique mécanistique, CBR, CEBTP.

Introduction

La réalisation des infrastructures routières passe par un dimensionnement adéquat. Ainsi, le dimensionnement des chaussées consiste à définir la nature et l'épaisseur des différentes couches afin de s'assurer que, pendant toute la durée de service de l'ouvrage, la chaussée ne présente pas de déformations préjudiciables en termes de confort et de sécurité routière. Cependant, la plupart des routes sénégalaises, subissent des déformations intenses ou sont en état de dégradations accrues et atteignent une phase de rupture prématurée. Ce qui nous laisse penser qu'au Sénégal, la plupart des entreprises n'utilisent pas de normes, ni de spécifications sérieuses, ni des moyens nécessaires pour un bon dimensionnement. La non maitrise des paramètres d'entrées des codes de calcul de dimensionnement vient se greffer à ce problème. Ceci remet en cause le dimensionnement, les méthodes de mise en oeuvre des matériaux, donc de construction routière et surtout les spécifications sur les matériaux à utiliser. D'où la nécessité de trouver de nouvelles techniques de dimensionnement afin que le Sénégal obtienne des chaussées de qualité et à longue durée de vie.

Le premier chapitre commence par les généralités sur les routes à travers lequel la constitution et les différents types de chaussées sont exposés ainsi que les matériaux utilisés en corps de chaussés.

Le second chapitre traite de l'évolution historique du dimensionnement routier, en faisant un bref rappel des différentes étapes dans le processus de mise en place des techniques et méthodes de dimensionnement des chaussées.

Le chapitre trois présente l'état actuel des connaissances sur les méthodes de dimensionnement utilisées au Sénégal.

Le chapitre quatre expose les problèmes du dimensionnement ainsi que les perspectives envisagées.

Chapitre 1. - Généralités sur les structures routières

Une route peut être définie comme une structure plane, conçue et dimensionnée pour garantir l'écoulement du trafic dans de bonnes conditions de visibilité, de sécurité et de confort pour les usagers et assurer une fonction pour une période de service minimale fixée au stade de l'élaboration du projet.

1. - 8LIKsLIiLIKLIWE'KnFIFICKNe

Une chaussée est constituée d'une superposition de couches de matériaux différents dont l'ensemble est appelé superstructure et reposant sur une infrastructure. Dans l'infrastructure nous avons le sol de plate-forme et une couche de forme, la superstructure est constituée d'une couche de fondation, d'une couche de base et d'une couche de surface ou de revêtement (figure 1).

Fig. 1. - Schéma structural d'une chaussée (Pouteau 2004, in Diakhaté, 2007)

Le sol de plate-forme ou sol-support correspond au terrain occupant les parties supérieures des terrassements. Sa portance influence pour une grande part l'épaisseur des couches de chaussée qui reposent sur elle-même. Au Sénégal, le sable constitue le matériau de base des plate-formes routières.

La couche de forme sert à améliorer et à optimiser la portance du sol. Elle peut être constituée soit de matériaux grenus roulés ou concassés, soit de matériaux traités aux liants hydrauliques.

La couche de fondation est la couche sus-jacente à la plate-forme, elle permet d'assurer une répartition homogène des contraintes sur la couche de forme ou plate-forme supérieur des terrassements. Elle est généralement constituée en grave ou un mélange naturel de gravier et de sable.

La couche de base constitue avec la couche de fondation, l'assise de la chaussée. Elle supporte les charges de trafic transmises par le revêtement, et doit être constituée de matériaux suffisamment durs pour résister à l'attrition. Elle est souvent constituée de graves latéritiques ou améliorés au ciment, ou un sable amélioré au ciment ou au bitume. La couche de surface est généralement en bitume, en béton de ciment ou en béton bitumineux. Cette couche permet d'adoucir la surface de roulement, d'assurer la distribution des charges transmises dans la chaussée et dans le sol et de protéger l'assise contre l'action du trafic et des intempéries.

1.1. - Les matériaux de chaussées

1.1.1. - Les sables

Ils sont utilisés pour les sols qui ont une bonne portance avec une mauvaise tenue à l'eau. Le sable bitume convient en couche de base pour les trafics T1, T2 et parfois T3 Il peut également être utilisé en couche de roulement (c'est le cas des sables enrobés à chaud ou Sand-Asphalt et les enrobés fins ou micro-béton).

1.1.2. - Les graveleux latéritiques

Ils sont souvent utilisés en couches d'assise crus, améliorés ou stabilisés selon le trafic et la plate-forme.

1.1.3 - Les graves

Ce sont des mélanges granulométriques continus de cailloux, graviers et de sables avec généralement une certaine proportion de particules plus fines. Ils peuvent être utilisés en couche de revrtement et en couche d'assise.

1.1.4. - Les enduits superficiels (ESU)

Ce sont des couches de bitume et de gravillons. ,Ils doivent assurer la rugosité et l'étanchéité de la couche de surface.

1.1.5. - Les bétons bitumineux et enrobés denses

Ce sont des mélanges de granulats et d'une certaine quantité de bitume, posés en couche de liaison ou de roulement.

1.1.6. - Le Sand-Asphalt

Il est constitué de sable roulé et de bitume entre 6,5 et 7 % du poids. Son utilisation est conseillée pour les trafics T1 et T2.

2. - Différents types de chaussées

Structures types	Nature des couches			Commentaires
	Surface	Base Fondation
Souples	Bitumineuse	Graves Non Traitées (GNT)		Epaisseur totale de la structure comprise entre 300 et 600 mm
	Bitumineuses épaisses Matériaux bitumineux			Epaisseur des couches d'assise comprise entre 150 et 400 mm
Semi-rigides	bitumineuse	MTLH		Epaisseur des couches d'assise comprise entre 200 et 500 mm
Rigides	Béton de ciment (150 jà 400 mm d'épaisseur)		Soit en MTLH Soit en GNT Soit bitumineuse	Couche de forme en MTLH Dispositions particulières (dalle goujonnées ou non, béton armé continu, etc.) afin d'assurer une continuité mécanique au franchissement d'une fissure due au retrait du béton
Mixtes	Matériaux bitumineux		MTLH	Rapport de 0,5 entre l'épaisseur de matériaux bitumineux et celle de la structure de chaussée
Inverses	bitumineuse	GNT	MTLH	Epaisseur de la GNT (environ 120 mm)

Tableau 1. - Les différents types de chaussées (Pouteau 2004, in Diakhaté, 2007)

Conclusion

Les structures routières sont diverses et variées, cependant au Sénégal, la structure de chaussée souple est la plus utilisée. Sa conception nécessite l'utilisation de matériaux composites adéquats. Ces différentes structures sont le résultat d'une évolution successive des chaussées aboutissant aujourd'hui à de telles chaussées. Il est donc important de connaitre l'historique des chaussées pour comprendre l'évolution des structures routières.

Chapitre 2. #177; Evolution du dimensionnement routier

Ce passage fait un bref rappel historique pour situer l'état actuel du dimensionnement routier au Sénégal, apprécie les traits originaux et le processus d'évolution.

1. - Historique du dimensionnement routier

1.1. #177; Histoire des chaussées

Les romains furent les premiers à utiliser une technique uniforme pour construire des routes, puis vient l'ère de Macadam et Telford avant les années d'Asphalte et du béton de ciment Portland.

1.1.1. - Les routes romaines

L'épaisseur totale de ces chaussées était environ 0,9 m et la largeur des routes de 4,3 m ou moins. Une illustration de la structure de la chaussée romaine, est montrée à la figure 2.

Fig.2. - Structure de la chaussée romaine (Collins et Hart, 1936 in WAPA, 2010)

1.1.2. #177; Les routes de Telford

Thomas Telford (né en 1757) a tenté, autant que possible, de construire des routes sur les pentes relativement faibles afin de réduire le nombre de chevaux nécessaires au transport de fret. En outre, la section de chaussée a été d'environ 350 à 450 mm en profondeur et généralement spécifiée en trois couches. La couche inférieure large (100 mm) et de (75 à 180 mm) de profondeur, est constituée de grosses pierres. (Collins et Hart, 1936). C'est cette couche spécifique qui rend la conception unique de Telford (Baker, 1903). Au dessus de cette couche, nous avons deux couches de pierres de 65 mm maximum. Elles sont surmontées par une couche d'usure de gravier (environ 40 mm d'épaisseur) (figure 3). Ce système pouvait supporter une charge correspondant à 88 N/mm.

Fig. 3. - Structure de chaussée »Telford» (Collins et Hart, 1936 in WAPA, 2010)

1.1.3. - Les routes de Macadam

Macadam a observé que la plupart des routes britanniques ont été composées de graviers arrondis. Il savait que cet agrégat angulaire sur un sol de fondation bien compacté aurait des résultats nettement meilleurs. Il a utilisé une surface en pente du sol de fondation sur laquelle il plaça deux couches d'environ 200 mm, surmontée d'une couche de roulement épaisse de 50 mm. La plus grande charge admissible pour ce type de conception a été estimée à 158 N/mm. La figure 4 montre la représentation typique d'une chaussée Macadam.

Fig. 4. #177; Structure type de la chaussée Macadam (Collins et Hart, 1936 in WAPA, 2010)

1.1.4. #177; Les routes en Asphalte

La structure d'asphalte placé sur un socle en béton (fondation) est devenue populaire au cours des années 1800. Baker (1903) décrit que ce système est constitué :

L'épaisseur finale était basée sur le poids de la circulation, la résistance du béton et la portance des sols.

2. - Méthodes de dimensionnement

Les différentes structures exposées ci-dessus étaient dimensionnées à partir des spécifications, viennent par la suite les méthodes américaines de dimensionnement comme les méthodes WASHO, AASHO et AASHTO. Seules les méthodes AASHO, AASHTO seront traités dans ce sous chapitre.

2.1. - Méthode AASHO

Cette méthode est née, à la suite d'un constat fait sur l'accroissement considérable de la circulation routière, qui créait des dommages sur les chaussées américaines et l'exigence des ingénieurs à l'amélioration des techniques de conception routière. Elle est basée sur l'observation du comportement sous trafic de chaussées réelles ou expérimentales. Il s'agit d'établir par régression multiple, des relations entre la durée de vie, l'épaisseur des couches et les propriétés mécaniques des matériaux. Cette méthode permet d'établir des lois d'équivalence entre essieux de charges différentes, de relier statistiquement les déflexions à la structure de la chaussée, de définir un indice de qualité de service des chaussées PSI (ou Present Serviceability Index) ou indice de viabilité et un indice d'épaisseur pouvant s'exprimer par une forme linéaire des épaisseurs des différentes couches :

a1, a2 et a3 sont des coefficients d'équivalence entre les couches selon leur nature.

2.2. - Méthode AASHTO

La méthode américaine de dimensionnement des chaussées AASHTO (American Association of State Highway and Transportation Officials) est basée sur une analyse empirique des résultats des essais de O$ $ 6+ 2 111Dd test réalisés à la fin des années 1950. Cette méthode a subi une évolution importante depuis 1961 jusqu'en 1993 suivant quatre versions. Son rôle est d'établir une relation entre les caractéristiques structurales de la chaussée et l'évolution dans le temps du niveau de qualité des chaussées (exprimé en indice de viabilité ou PSI). Elle prend en compte les paramètres suivants :

Le dimensionnement se fait à l'aide d'équations de régression traduites sous forme d'abaques et de formules permettant de choisir l'épaisseur de la chaussée en fonction du trafic cumulé considéré et la dégradation de la qualité d'usage de la route. La notion de qualité d'usage de la route est définie par PSI (Present Serviceability Index) qui varie de zéro à six. Les données de trafic sont converties en nombre d'essieux standards W18.correspondant à 18 kips ou 80 kN Pour une structure de chaussée choisie, un nombre structural SN (Structural Number) est calculé et comparé à sa valeur minimale. Cette valeur minimale correspond à la somme pondérée des épaisseurs des différentes couches, et tient compte de la nature des matériaux et

des conditions de drainage de chaque couche. Le dimensionnement à partir de cette méthode répond aux étapes suivantes:

2.2.1. - Calcul du nombre structural

a1, a2, a3 sont les coefficients structuraux pour le revêtement, la fondation et la sous-fondation respectivement

2.2.2. - 5 ps11N150:11qpiNINKE$ $ 6+ 7 2

L'équation de régression pour une chaussée souple est donnée par la formule suivante :

2.2.3. - Répartition des épaisseurs

Conclusion

Ce rappel historique montre que le dimensionnement des anciennes routes se faisait sans normes et ne prenait pas en compte l'effet du trafic, les propriétés des matériaux et les conditions environnementales. Cependant avec l'arrivé des méthodes AASHO et AASHTO, les routes ont connu des structures particulières avec l'utilisation de paramètres de dimensionnement. Ces méthodes ont subi des évolutions successives et ont permis à des réflexions aboutissant à la découverte des méthodes actuelles de dimensionnement.

Chapitre 3. #177; ( WA Clkipt ANUIl CIP l4A1144lP l4t routier au
Sénégal

La méthode actuelle adoptée consiste à la détermination des paramètres d'entrées, à l'évaluation des sollicitations admissibles dépendant des choix des matériaux et des techniques à mettre en oeuvre. Les sollicitations induites par le trafic doivent être comparées avec les sollicitations admissibles. Pour se faire, diverses techniques et approches ont été imaginées et ont connu des évolutions successives aboutissant à des modèles mathématiques relativement précis avec l'avènement de l'outil informatique. Ces démarches se déclinent aujourd'hui suivant trois approches : empiriques, théoriques (méthodes dites rationnelles") et mécanistique. En plus de ces méthodes, le Sénégal utilise des spécifications définies dans le Cahier de Prescription Technique (CPT).

1. - Exigences du CPT sur les différentes couches

C'est une pièce contractuelle contenant des spécifications et des méthodes d'exécutions de travaux routiers. Elle permet de définir les matériaux et les conditions de leurs utilisations.

1.1. #177; Plate-forme de la chaussée

C'est la partie supérieure des terrassements sur laquelle vient s'appuyer le corps de chaussée. Les 30 derniers centimètres de la plate-forme doivent ~tre compactés à 95 % de l'optimum Proctor modifié. Elle ne doit pas présenter des bosses ou flaches excédents 3 cm, pour cela elle doit être soigneusement nivelée. Avant la mise en place des remblais ou des couches de chaussées, la plate-forme existante, devra être scarifiée, mise en forme, compactée, afin de s'assurer une bonne assise et un accrochage satisfaisant des matériaux d'apport. Les matériaux utilisés en remblais devront présenter :

Un Ip (indice de plasticité) 20 pour des graveleux latéritiques et Ip (%) < 12 pour les sables limoneux ;

Un indice CBR, sur échantillon à 95 % de l'optimum Proctor modifié (à 4 jours d'imbibition) > 20 ;

1.2. - Couche de fondation en latérite crue

Généralement en graveleux latéritique, la couche de fondation se place au dessus du sol support. Son épaisseur dépendra de la portance et de la dimension maximale admissible des matériaux qui la constituent. Ces matériaux ont généralement un CBR de 30 à 95 % de l'optimum après quatre jours d'immersion. Ces matériaux doivent répondre aux caractéristiques suivantes :

Un Dmax < 50 mm et courbe granulométrique continue avec au minimum 50 % de refus au tamis de 2 mm pour la fraction supérieure à 0,08 mm,

Un pourcentage de fines (éléments inférieurs à 0,08 mm) compris entre 5 et 35 %, Un Ip (indice de plasticité) < 20,

Une WL (limite de liquidité) < 40,

Un ãd (densité sèche) > 2,0g/cm³,

Un CBR < 30 à 95% de l'Optimum Proctor Modifié après 4 jours d'imbibition, Un gonflement < 0,1 %.

1.3. - Couche de base en latérite ciment

La latérite au ciment constitue la solution première pour la réalisation de la couche de base. Les graveleux latéritiques seront améliorés par un apport de 3 % de ciment. Ce traitement aura pour rôle d'augmenter la capacité portante de la latérite. Les matériaux devront présenter les caractéristiques suivantes :

Un Dmax < 50 mm et courbe granulométrique continue avec au minimum 50 % de refus au tamis de 2 mm pour la fraction supérieure à 0,08 mm,

Un pourcentage de fines (éléments inférieurs à 0,08 mm) compris entre 4 et 20 %, Un indice de plasticité inférieur à 20,

Un indice CBR sur échantillon à 95% de l'Optimum Proctor Modifié à 4 jours d'imbibition supérieur à 60,

1.4. - Matériaux de revêtement

Les revêtements de chaussée seront en enrobé dense pour la couche de roulement. Les matériaux, dont l'utilisation sera nécessaire pour la mise en oeuvre des revêtements, seront donc :

En plus des spécifications du CPT, des méthodes européennes ou américaines sont également utilisées dans le dimensionnement des chaussées sénégalaises. Il s'agit entre autre des méthodes empiriques, théoriques et mécanistiques.

2. #177; Dimensionnement par les méthodes empiriques

Les méthodes empiriques les plus utilisées au Sénégal sont les méthodes du CBR et ceux établies par le CEBTP. Ces méthodes sont basées sur l'expérience et l'observation du comportement des routes réelles ou expérimentales, sous l'effet des charges, et donnent les épaisseurs des couches en fonction de la nature du sol de plate-forme et du type de trafic.

2.1. - Méthode CBR

Elle a été conçue par Porter (Porter, 1938) jà la suite d'une expérimentation de 14 ans sur les chaussées californiennes au Etats-Unis. Il trouva une relation entre l'indice CBR d'un sol et l'épaisseur minimale nécessaire pour emprcher la rupture par déformation plastique de la chaussée. Cette méthode est basée sur la résistance au poinçonnement du sol support et la transmission des charges selon le modèle de Boussinesq. Cette méthode utilise des abaques qui, en fonction du CBR, donnent l'épaisseur totale de la chaussée. La poursuite des travaux de Porter a aboutit à l'établissement de la formule suivante :

Des études faites par la TRRL (Transportation Road Research Laboratory), ont permis d'améliorer la formule avec l'introduction de l'effet du trafic N (nombre moyen journalier de véhicules de plus de 1500 kg) et devient alors :

Dans ce cas, le poinçonnement de la plate-forme sera complété par une analyse théorique dont l'objet est de vérifier que les contraintes effectives de traction développées à la base des couches rigidifiées, soient compatibles avec les performances probables des matériaux.

2.2. - Méthode CEBTP

Cette méthode est le résultat de travaux effectués par des ingénieurs du Centre Expérimental de Recherche et d'Etudes du Bâtiment et des Travaux Publiques (CEBTP), sur l'étude du comportement et le renforcement de 7 000 km de chaussées bitumineuses.

Le guide du CEBTP définit les classes de trafic et de sols de plate-forme (tableau 2).

Classe de trafic	N équivalant PL CEBTP	Trafic équivalant véhicule / jour	Classe de plate-forme CEBTP
T0	< 5 10⁵	< 300	5 < CBR < 10	S1
T1	De 5 10⁵ à 1,5 10⁶	de 300 à 1000	10< CBR < 15	S2
T2	de 1,5 10⁶ à 4 10⁶	de 1000 à 3000	15 < CBR < 30	S3
T3	de 4 10⁶ à 10⁷	de 3000 à 6000	30 < CBR < 80	S4
T4	de 10⁷à 2 10⁷	de 6000 à 12000	CBR > 80	S5

Le guide donne également la liste nominative des matériaux rencontrés, leurs caractéristiques géotechniques et leurs conditions de mise en oeuvre. Un tableau à double entrées traficportance du sol de plate-forme (tableau 3) permet de déterminer l'épaisseur des différentes couches.

5 - 10		20	15		25	15		25	20		30	20
10 #177; 15		15	15		20	15		20	20		25	20
15 #177; 30		10	15		15	15		15	20		20	20
30 #177; 80		0	15		0	15		0	20		0	20
> 80		0	0		0	0		0	0		0	0
Revêtement (épaisseur moyenne)	Type I : (mono couche puis mono couche d'entretien) (2cm)			Type II (bicouche sablé puis mono couche d'entretien) (3 cm)			Type III (bicouche sablé puis 2,5 cm d'enrobés denses) (4 cm)			Type IV (bicouche sablé puis 3 cm d'enrobés d'entretien) (5 cm)

Tableau 3. - Tableau des épaisseurs recommandées en fonction du trafic et du CBR de plate-
forme

Cette approche empirique nécessite, pour donner des corrélations fiables, un nombre important de sections expérimentales et de mesures, ce qui entraine des coûts de construction très élevés. D'autres inconvénients viennent s'ajouter à ce problème : un temps de réponse trop long, des extrapolations hasardeuses ainsi qu'une difficulté certaine à généraliser les relations obtenues à d'autres tronçons de routes. L'expérimentation ne peut cependant ~tre fructueuse, que si elle est sous-tendue par des méthodes dites rationnelles.

3. #177; Dimensionnement par la méthode "dite rationnelle"

Elle est basée sur la Mécanique des Milieux Continus et sur la Résistance Des Matériaux. Ces dernières présentent l'avantage de pouvoir être appliquées à des structures sous différents types de climat et pour divers types chargements de trafic.

Le comportement des matériaux de chaussées et de plate-forme sera représenté par des modèles mathématiques. Les sollicitations subies par les matériaux sous l'effet du trafic seront déterminées. Elles seront ensuite comparées aux sollicitations admissibles. Ceci permettra de prévoir le développement de divers types de détérioration au cours de la durée de vie de la chaussée. Ce dimensionnement nécessite une démarche adéquate.

3.1. - Démarche du dimensionnement Elle se résume en cinq étapes :

Il s'agit une fois réunies les données nécessaires au calcul, de choisir une couche de roulement et à pré-dimensionner la structure par référence à des situations comparables.

Les contraintes et les déformations seront calculées sous l'essieu de référence 130 kN. Vérification en fatigue de la structure et de la déformation du support

La vérification est faite en comparant les contraintes et déformations calculées à celles admissibles. Ces valeurs limites sont déterminées en fonction du trafic cumulé sur la période de calcul considérée, du risque de ruine admis sur cette période, des caractéristiques de résistance en fatigue des matériaux, des effets thermiques et des données d'observation du comportement de chaussées de même type.

Les épaisseurs seront ajustées pour tenir en compte des contraintes, d'épaisseurs minimale et maximale pour atteindre les objectifs de compacité et d'uni, réduire les risques de défauts de liaison aux interfaces en limitant le nombre d'interfaces, et assurer une protection suffisante des assises traitées vis-à-vis des phénomènes de remontée de fissures.

C'est la précision du profil en travers de la chaussée pour cela, les variations transversales d'épaisseurs des couches sont fixées en fonction du trafic, des caractéristiques géométriques du tracé, du rattrapage des pentes transversales entre la plate-forme et la couche de surface.

Cette méthode repose sur des modèles mathématiques pour les systèmes multicouches qui constituent les chaussées a été marquée par un certain nombre d'étapes :

Le modèle de Boussinesq (Boussinesq, 1885, in Berthier, 2009), créé et utilisé initialement en mécanique des sols, ce modèle modélise un massif élastique semiinfini soumis à l'action d'une charge statique ponctuelle ;

Le modèle de Westergaard (Westergaard, 1926, in Berthier, 2009) donne les contraintes et déformations d'un système constitué d'une plaque reposant sur un sol assimilé à un ensemble de ressorts dont le déplacement vertical en un point est proportionnel à la pression verticale en ce point ;

Le modèle bicouche de Hogg (Hogg, 1938, in Berthier, 2009) donne les contraintes et déformations d'une plaque reposant sur un massif élastique semi-infini ;

Le modèle de Burmister (Burmister, 1943, in Berthier, 2009) assimile la chaussée à une dalle reposant sur un massif élastique semi-infini ;

Le modèle de Jeuffroy et Bachelez (Jeuffroy et Bachelez, 1955, in Berthier, 2009), qui a débouché pour la première fois sur un système très complet d'abaques, a constitué une étape fondamentale. La chaussée est ici représentée par deux couches dont la couche supérieure est assimilée à une plaque.

Avec le développement de l'outil informatique, cette méthode "dite rationnelle" devient de plus en plus appréciée avec l'utilisation des logiciels comme Alizé^®, Ecoroute^® etc. Ces dernières permettent de traiter le problème d'un multicouche dans différentes conditions de collage ou de glissement des couches les unes sur les autres. Le problème de cette méthode réside alors dans la définition des caractéristiques des matériaux à prendre en compte dans le calcul. L'utilisation de ces logiciels nécessite alors la maîtrise des paramètres de dimensionnement.

3.2. - Les paramètres de dimensionnement

Ce sont : le trafic, les sols de plate-forme, les variations climatiques et l'aspect probabiliste du dimensionnement.

3.2.1. - Le trafic

C'est le paramètre le plus important dans le dimensionnement. Il est déterminé à partir du nombre équivalent d'essieu de référence NE donné par la relation :

Trafic Journalier Moyen (TJM) t : c'est de débit total d'une période donnée en jour divisé par le nombre de jours de cette période.

Le taux de croissance (i) est déterminé à partir des résultats des comptages actuels et passés, généralement ce taux est de 7%.

Le coefficient d'agressivité A, prend en compte l'écart entre le poids standard et le poids circulant sur la chaussée. En absence d'études, il faut prendre un coefficient d'agressivité égal à 1,3.

La durée de vie (n) est la période écoulée depuis sa date de mise en service jusqu'à l'apparition des dommages. Elle est de 15 ans mais on assiste de plus en plus à sa généralisation à 20 ans.

NPL : nombre de poids lourds pendant la période de comptage Kj : coefficient correspondant au type d'essieu

nij : nombre d'essieu élémentaire de type j et de classe de charge i P0 : essieu de référence

3.2.2. - Les sols de Plate-forme

Le Sénégal est couvert à 70% par du sable limoneux avec un CBR variant de 10 à 35. Ce qui correspond aux plate-formes de type PF3 et plus. Il existe également des sols ayant un CBR très faibles. Ce sont en général des plate-formes constituées de limons, de limons sableux et argileux, de tourbes etc. Pour leur utilisation en plate-forme, ces sols devront être capables de supporter les charges transmises par les autres couches de la chaussée sans subir de dommages. La LCPC et la SETRA ont défini des classes de plate-formes répondant au tableau suivant (figure 4).

Portance des sols : Classification et essais
Type	Examen visuel (essieu de 13 t)	Indice portant CBR	Module de déformation à la plaque EV2 (MPa)	Module de réaction du sol K (daN/ )	Type de sol
P0	Circulation impossible ; sol inapte très déformable	CBR = 3	EV2 = 15	K = 3	Argiles fines saturées, sols tourbeux, faible densité sèche, sol contenant des matières organiques, etc.
P1	Circulation impossible ; sol inapte très déformable	3 = CBR = 6	15 < EV2 = 30	3 < K = 5	Limon plastique, argileux et argilo-plastiques, argile à silex, alluvions grossières, etc. très sensible à l'eau
P2 ou PF1	Déformable	6 = CBR = 10	30 < EV2 = 50	5 < K = 6	Sables alluvionnaires argileux ou fins limoneux, graves argileuses ou limoneuses, sols marneux contenant moins de 35 % de fines
P3 ou PF2	Peu déformable	10 = CBR = 20	50 EV2 = 120	6 < K = 7	Sables alluvionnaires propres avec fines < 5 %, grave argileuse ou limoneuses avec fines < 12 %
P4 ou PF3	Très peu déformable	20 = CBR = 50	120 <EV2= 250	7 < K = 15	Matériaux insensible à l'eau, sables et graves propres, matériaux rocheux sains etc. chaussées anciennes
PEX ou PF4		CBR > 50	EVZ >250	K > 15

Ces classes sont obtenues après une identification complète des matériaux de plate-forme et à la détermination de leurs modules de rigidité par des essais à la plaque. Pour cela, il faut déterminer les paramètres de nature, d'état et de comportement mécanique.

Paramètres de nature : il s'agit de déterminer la granularité et l'argilosité.

Paramètres de comportement mécanique : il faut déterminer dans ce cas l'indice CBR, le module de déformation EV2 ou le coefficient de rigidité. La détermination de ces caractéristiques doit donc se faire dans les conditions les plus défavorables de pluviométrie.

Paramètres d'état : permettent de caractériser l'état hydrique des sols, fonction de l'environnement dans lequel ils se trouvent. Ces états peuvent ~tre très humide (th), humide (h), d'humidité moyenne (hm), sec (s), ou très sec (ts).

3.2.3. - Climat et hydrologie

Le Sénégal appartient à la zone intertropicale, il est donc caractérisé par une saison sèche qui dure environ 9 mois et une saison des pluies de 3 mois. Les températures sont plus accentuées vers l'Est et sur une bande de la littorale Nord, avec des températures pouvant aller jusqu'à 45 °C et des différences de température avoisinant 15 à 20 °C à l'Ouest. Ces élévations de la température, entrainent une perte de résistance des matériaux bitumineux et fluage rapide. Les variations de température quant' à elles, entrainent des ouvertures et des fissures dans les matériaux traités au ciment.

La pluviométrie influence la teneur en eau naturelle et le CBR qui est tributaire des états hydriques de la plate-forme. L'eau entre dans les structures de chaussées de diverses façons. Elle pénètre dans les structures de chaussées verticalement par gravité, par migration subhorizontale à partir des accotements et par action capillaire. Lorsque l'eau entre dans les structures de chaussées, elle n'est pas rapidement évacuée, celles-ci tendent à se dégrader plus rapidement. Si la collecte et l'évacuation des eaux pluviales et souterraines hors de l'emprise des chaussées n'est pas bien faite, l'eau peut entrainer des pertes de portance des matériaux de chaussée et de la plate-forme et une dégradation prématurée de la chaussée et même des ruptures de plate-forme. La figure suivante (figure 7), schématise comment l'eau peut se retrouver dans les structures de chaussées.

Fig. 7. - Pénétration de l'eau dans la chaussée (Lebeau 2006, in Bilodeau, 2011)

3.2.4. - Les paramètres de correction

Ils sont liés à l'aspect probabiliste du dimensionnement en effet, l'utilisation d'un modèle mathématique des structures de chaussée, les essais réalisés sur les matériaux sont basés sur les hypothèses probabilistes. Pour en tenir compte, des coefficients sont utilisés dans le calcul des déformations.

Le coefficient de calage kc : permet de corriger l'écart entre les prédictions de la démarche de calcul et l'observation du comportement de chaussées par rapport aux résultats des essais de laboratoire.

Le coefficient de risque k_r : permet d'ajuster la déformation admissible au risque de calcul retenu en fonction des facteurs de dispersion sur l'épaisseur et sur les résultats des essais de fatigue.

Le coefficient de rigidité k_s : tient compte de l'hétérogénéité de la portance de la couche de faible rigidité devant supporter les couches liées;

Le coefficient de discontinuité kd : permet de prendre en compte l'effet de discontinuité de la couche de base.

La connaissance de ces paramètres joue un rôle important dans le dimensionnement des différentes familles de chaussées.

4.- Dimensionnement des différentes familles de chaussées

4.1. - Les chaussées souples et bitumineuses épaisses

4.1.1. - Modélisation des structures

Les structures sont représentées par un système multicouche élastique, avec des couches collées entre elles. Le module d'Young affecté au grave non traitée (GNT) varie selon la nature de la couche, l'épaisseur de la couche, et la qualité du grave utilisé. Les structures sont représentées comme suit (figure 8).

Fig. 8. - Schémas de chaussée souple et bitumineuse épaisse (LCPC, 1994) 4.1.2. - Critères retenus pour le dimensionnement

4.1.2.1. - Cas des chaussées à faible trafic

C'est le cas des chaussées constituées d'une couche de roulement mince sur une couche de
grave non traitée, devant subir un trafic cumulé inférieur a 250 000 essieux standards. La

couche de roulement peut être un simple enduit ou en béton bitumineux dont l'épaisseur est déterminée a partir d'abaques définis dans le guide du LCPC.

Les critères a vérifier sont la déformation verticale å_z a la surface du sol support qui doit être inférieure a une valeur limite admissible et la rupture par fatigue du matériau bitumineux.

4.1.2.2 - Cas des autres chaussées souples et bitumineuses épaisses

Pour les chaussées a fondation en grave recomposé humidifié non traité, l'épaisseur du matériau granulaire est déterminée en fonction de la portance de la plate-forme. Les épaisseurs minimales retenues sont 15 cm sur PF3, 25 cm sur PF2, et 45 cm sur PF1.

Ces structures sont vérifiées par calcul, vis-a-vis de la rupture par fatigue a la base de la couche bitumineuse et de l'orniérage des couches non liées et du sol-support. Il convient également de vérifier que la déformation horizontale åt a la base des couches bitumineuses reste inférieur a une certaine valeur admissible, et que la déformation verticale å_z a la surface des couches non liées et du sol-support reste inférieure a une valeur limite.

L'allongement admissible åt,adm a la base des couches bitumineuses est donné par la relation :

å(NE,_èeq, f) : est la déformation pour laquelle la rupture conventionnelle en flexion sur
éprouvette est obtenue au bout de NE cycles avec une probabilité de 50 %, pour la

température équivalente _eq, et à la fréquence f caractéristique des sollicitations subies par la couche considérée.

k_s, k_c et kr sont respectivement les coefficients de rigidité, de calage et de risque.

k_r est un coefficient qui ajuste la valeur de la déformation admissible au risque de calcul retenu en fonction des facteurs de dispersion sur l'épaisseur (écart-type Sh) et sur les résultats des essais de fatigue (écart type SN).

b : Pente de la loi de fatigue du matériau (loi bi-logarithmique) : Ecart-type de la distribution de log N à la rupture

k_c: Ajuste les résultats du modéle de calcul au comportement observé de chaussées de même ) q type selon la nature du matériau bitumineux nous pouvons retenir les valeurs de k_c suivantes (tableau 5).

ks : coefficient qui prend en compte l'effet d'hétérogénéités locales de portance d'une couche de faible rigidité supportant les couches liées.

Tableau 6. - Valeurs du coefficient k_s (LCPC, 1994) La loi de la fatigue des matériaux est représentée par la relation :

NE : nombre de chargements équivalents calculé à partir du trafic cumulé et du coefficient d'agressivité CAM comme indiqué dans la classification du trafic.

Cette loi peut être variée selon les structures en fonction du climat et de la température.

4.13. - Vérification commune vis-à-vis du support et les couches non liées

Pour les différentes structures de chaussées, il est capital de vérifier que l'orniérage du sol support est inférieur à une valeur admissible. A défaut d'autres données, on retiendra pour cette vérification, le critère de rupture sur la déformation verticale admissible åz,adm.

Pour les chaussées à moyen et fort trafic (T= T3), Pour les chaussées à faible trafic (T < T3),

Le nombre d'essieux équivalent NE est calculé par application des valeurs du coefficient d'agressivité moyen du trafic CAM données par le tableau suivant (tableau 7) :

Tableau 7. - Valeurs du coefficient d'agressivité moyen pour la justification de la tenue du
sol support (LCPC, 1994)

4.2. - Les chaussées à assise traité aux liants hydrauliques

4.2.1. - Modélisation de la structure

On distingue le cas des structures comportant deux couches d'assise et des structures avec une seule couche d'assise traité aux liants hydrauliques.

Pour les assises traités et réalisés en deux couches (fondation et base), le calcul effectué pour le dimensionnement, consiste à assimiler la chaussée à une structure continue. La chaussée est alors représentée par un ensemble multicouche élastique.

Cas des structures comportant une seule couche d'assise en matériaux traité aux liants hydrauliques.

Dans ce cas, l'accroissement très important des déformations au sol-support au voisinage des discontinuités que représentent les fissures fait des sollicitations sur le support un élément essentiel pour la tenue de ces chaussées. Avec la difficulté de transfert de charges au droit de ces fissures, une valeur minimale est imposée 25 cm pour les matériaux de classes G2 ou G3 pour un trafic cumulé NE =10⁶. Dans le cas des chaussées à faible trafic, cet épaisseur peut rtre réduit jusqu'à 12 cm. Le dimensionnement de ces structures se fait de façon particulière. La figure 10 montre une structure de chaussées traitées aux liants hydrauliques.

Fig. 9. #177; Structure de chaussées à assise traité aux liants hydrauliques (LCPC, 1994)

4.2.2. - Critères retenus pour le dimensionnement

Les calculs à la rupture par fatigue à la base de la couche liée et de l'orniérage de la plate-forme seront vérifiés pour ces chaussées à assise traité aux liants hydrauliques. Cependant il faut vérifier que :

La contrainte de traction t à la base des couches traitées aux liants hydrauliques est inférieure à une valeur admissible. Le niveau à considérer est la base de la couche traitée, s'il y a qu'une seule couche ou si les couches restent collées ; sinon c'est la base de chaque couche traitée.

La déformation verticale å_z à la surface des couches non liées et du sol-support est inférieure à la déformation admissible.

La contrainte de traction _t,adm admissible à la base des couches traitées aux liants hydrauliques est donnée pour NE chargements par la relation :

t (NE) : contrainte pour laquelle la rupture en flexion sur éprouvette de 360 jours est obtenue pour NE chargements.

NE : nombre de chargements équivalents calculé à partir du trafic cumulé et du coefficient d'agressivité CAM comme indiqué dans la classification du trafic.

kd prendra comme valeur 1/1,25 pour les graves de classe G4 ou G5 et pour le béton compacté et 1 pour les graves traitées de classes G2 ou G3.

La loi de fatigue des matériaux traités aux liants hydrauliques peut être généralement représentée par l'expression :

=est la pente de la courbe de fatigue semi-logarithmique NE : nombre de chargements équivalent

4.3. - Les chaussées à structure mixte

L'objectif pour cette structure est de ne pas avoir de remontée de fissures en surface pendant la durée de service considérée.

4.3.1. - Modélisation de la structure

La structure est représentée par un ensemble multicouche élastique (figure 11). A la mise en service, les couches sont collées (continuité des déplacements aux interfaces). Les élongations dans la couche bitumineuse sont très faibles, se sont donc les matériaux de fondation qui sont les plus sollicités. Cette couche bitumineuse traitée au liant hydraulique sera endommagée par fatigue, après un certain temps. Un glissement se produit alors à l'interface matériaux bitumineux-matériaux traités aux liants hydrauliques. Ceci fait chuter le module de la fondation en matériaux hydrauliques. On prendra alors pour le dimensionnement, une valeur résiduelle égale au cinquième du module initial. Dans ce cas, c'est la couche en matériaux bitumineux qui est endommagée par fatigue tandis que la couche de fondation évolue peu.


Couche de roulement		Couche de roulement
	Interface collée		Interface collée
Matériaux traité aux		Matériaux traité aux
Liants hydrocarbonés		Liants hydrocarbonés
E1, õ1		E1, õ1
	Interface collée
			Interface glissante
Matériaux traité aux		Matériaux traité aux
Liants hydrauliques		Liants hydrauliques
E2, õ2		E2/5, õ2
Plate-forme		Plate-forme

Tableau 9. - Catalogue des épaisseurs d'une structure mixte en cm (Berthier, 2009)

4.3.2. - Critères retenus pour le dimensionnement

Ces chaussées sont vérifiées par calcul vis-à-vis de la rupture par fatigue à la base des couches bitumineuses et de la couche traitée aux liants hydrauliques et de l'orniérage du support. Il faut ensuite vérifier :

4.3.2.1. - Détermination de l'allongement åt,adm admissible à la base des couches bitumineuses

La valeur du nombre de chargements équivalents (NE) est obtenue en retenant pour la couche bitumineuse un coefficient d'agressivité moyen CAM = 0,8 identique à celui pris pour les chaussées bitumineuses.

4.3.2.2. - Détermination de la contrainte de traction t,adm admissible à la base des couches traitées aux liants hydrauliques

k_r, k_c et k_s sont respectivement les coefficients de risque, de calage et de rigidité.

La valeur NE est obtenue en retenant pour la couche traitée, un coefficient d'agressivité moyen CAM = 1,3 semblable à celui des chaussées à assise traitée aux liants hydrauliques.

4.3.2.3. - Choix des valeurs de risque de calcul pour les chaussées à structure mixte Dans le cas de ces structures, on considère :

Que les dégradations structurelles observées en surface du revêtement résultent de la détérioration par fatigue de la couche bitumineuse et de la transmission des dégradations par fatigue de la couche de fondation traitée aux liants hydrauliques,

Qu'il existe un délai entre l'initiation de la dégradation de la couche traitée et l'apparition des dégradations associées en surface de la couche bitumineuse.

Pour la couche bitumineuse, le risque r1 sera le même que celui donné dans les structures bitumineuses. Quant' à la couche traitée aux liants hydrauliques, on retient comme risque de calcul r2 supérieure à celle des structures à assise traitée aux liants hydrauliques, en fonction du trafic (tableau 10).

4.4. - Les chaussées à structure inverse

4.4.1. - Modélisation de la structure de chaussée La structure est représentée par la figure 12 :

	Interface collée
Matériaux traité aux Liants hydrocarbonés
E1, õ1	Interface collée
Grave reconstitué humidifié E2, õ2	E3,
Interface collée	Matériaux traité aux Liants hydrauliques E4, õ3
Interface collée
Plate-forme

4.4.2. - Critères retenus pour le dimensionnement

Cette structure est vérifiée par le calcul vis-à-vis de la rupture par fatigue à la base des couches bitumineuses et de la couche traitée aux liants hydrauliques et de l'orniérage du support et de la couche de grave non traitée. Il faut également vérifier les critères suivants :

Que l'allongement åt à la base des couches bitumineuses reste inférieur à une valeur admissible,

Que la contrainte de traction t à la base des couches traitées aux liants hydrauliques reste inférieure à une valeur admissible,

Que les déformations verticales å_z à la surface de la couche de GRH et du sol support sont inférieures à des valeurs limites admissibles.

4.4.2.1. - ' pliIP iQIliIQ ERMIIQgIP eQl åt,adm admissible à la base des couches bitumineuses

k_s = 1 Car la couche bitumineuse repose sur de GRH de module élevé (inférieur à 120 MPa). k_c = 1,1 Pour une couche de base en béton bitumineux, pour une couche de base en gravebitume 1,3 avec une couche de surface de 4 cm d épaisseur.

4.4.2.2. - Détermination de la contrainte de traction t,adm admissible à la base des couches traitées aux liants hydrauliques

4.4.2.3. - Détermination de la déformation verticale admIIMEGIEz,adm du sol support et de la couche de grave reconstituée humidifiée

La déformation verticale limite admissible de la couche en grave reconstituée humidifiée å_z (GRH) doit être supérieure de 20 % de celle du sol support.

4.4.2.4. - Choix des valeurs de risque de calcul pour les chaussées à structure inverse Dans le cas de cette structure, il est important de considérer :

Les risques r1 et r2 seront respectivement les mêmes que les valeurs prises pour les structures bitumineuses et les structures à assise traitée aux liants hydrauliques.

4.5. - Les structures en béton de ciment

4.5.1. - Modélisation de la structure de chaussée

Dans une dalle en béton, les contraintes induites par le trafic sont plus importantes lorsque la charge est disposée près des joints transversaux, en coin ou en bord que lorsque celle-ci est en milieu de dalle. Les contraintes en milieu de dalle sont calculées en assimilant la chaussée à une structure continue. Les effets de gradients thermiques et les discontinuités transversales sont pris en compte en majorant les contraintes par un coefficient déterminé en fonction de la fréquence des gradients thermiques et du cumul des contraintes dues aux trafics. Il dépendra de la qualité du transfert des charges escomptées entre dalles pendant la durée de service de la chaussée. Le calcul est donc effectué sur un multicouche élastique dans les conditions de liaison suivantes :

L'interface couche de fondation- plate-forme est considérée comme collée; Pour le béton pervibré la couche de base est décollée de son support,

Dans le cas des dalles sur couche drainante, le dimensionnement se fait empiriquement, l'épaisseur de la dalle est choisie pour assurer un engrènement correct au droit des joints et pour limiter les sollicitations sur le sol support. Ceci a conduit à retenir actuellement une épaisseur de dalle supérieure à celle que l'on pourrait déduire du calcul des contraintes de dalle. Des épaisseurs pour un réseau national de 20 ans et un taux de croissance de 7 % sont données dans le tableau suivant (tableau 11) :

Tableau 11. - Epaisseurs en cm des dalles de béton sur couche drainante, pour les routes
nationales (LCPC, 1994)

4.5.2. - Critères retenus pour le dimensionnement

Ces chaussées sont calculées vis-à-vis de la rupture par fatigue de la couche de base et de la couche de fondation, en vérifiant que les contraintes de traction à la base sont inférieures aux valeurs admissibles.

Cas des structures en béton armé continu ou goujonnées sur couche de forme Lorsque la couche de forme est traitée et de qualité suffisante, la couche de fondation n'est pas nécessaire pour une structure en béton armé continu ou en béton goujonnée. La couche de forme est alors prise en compte dans le calcul de la structure soit par les règles de surclassement, soit par une étude globale couche de forme-chaussée. L'érodabilité du support est réglée par la mise en oeuvre d'une couche d'enrobés d'une épaisseur minimale de 5 cm sur la couche de forme. Il faut également vérifier que la contrainte de traction à la base de la couche de béton armé continu et de la couche de forme traitée reste inférieure à une valeur admissible.

Fig. 12. - Chaussée en béton armé continu et chaussée en béton non armé sur béton maigre
(Berthier, 2009)

4.5.2.1. - Détermination de la contrainte de traction admissible t,adm dans la couche de base en béton

4.5.2.2. - Détermination de la contrainte de traction admissible t,adm dans la couche de fondation en béton maigre ou en matériaux traités aux liants hydrauliques

4.5.2.3. - Choix des valeurs de risque pour la chaussée en béton Il faut considérer :

Cependant, pour les structures sans dispositif de transfert de charge entre dalles, si r1 est le risque de calcul retenu pour la couche de base, le risque de calcul retenu pour la couche de fondation est pris égal à r2 = 2 r1. Pour les structures en béton armé continu et en béton goujonné, le risque de calcul r2 est pris égal à 50 %.

5. - Méthode mécanistique de dimensionnement

C'est une méthode de dimensionnement peu utilisée au Sénégal, qui cherche à relier les
réponses (contraintes et déformations) d'une structure aux éventuelles dégradations pour
prédire les dégradations ultérieures correspondant à une durée de vie fixée au stade de

l'élaboration du projet. Elle tient compte des propriétés des matériaux, des conditions environnementales et des conditions de chargements. Ces réponses (contraintes et déformations) sont obtenues à partir de calculs mathématiques des paramètres d'entrées et prédiront les valeurs de contraintes et déformations qui pourraient endommager la structure de la chaussée. Ces paramètres sont décrits par des équations empiriques qui calculent le nombre de cycles de chargements qui amènerait la structure à la rupture. Cette méthode modélise mathématiquement les réponses de la chaussée pour prédire les éventuelles dégradations et ruptures. Cependant, il existe plusieurs modèles mais le plus utilisé est le modèle des éléments finis.

5.1 - Méthodes des éléments finis

La méthode d'élément fini (FEM) est une technique d'analyse numérique pour obtenir les solutions approximatives des éléments d'un massif de sol. Dans ce modèle, les variables d'intérêt possèdent généralement une infinité de valeurs parce qu'elles sont fonction de chaque point générique dans la structure.Par exemple, l'effort dans un élément particulier de la chaussée ne peut pas être résolu avec une équation simple parce que les fonctions qui décrivent les contraintes sont particulières à un endroit spécifique.Cependant, la méthode d'élément fini peut être employée pour diviser la structure en un certain nombre de petits volumes discrets afin d'obtenir une solution numérique approximative pour chaque volume individuel plutôt qu'une solution exacte de forme close pour le volume entier de la chaussée. Il y a cinquante ans les calculs impliqués en faisant ceci étaient incroyablement pénibles, mais aujourd'hui les ordinateurs peuvent les exécuter tout à fait aisément, avec l'utilisation de logiciels tels que Mich-pave^®, Illi-pave^® etc. Dans l'analyse de FEM d'un revêtement souple, la région d'intérêt (la chaussée et la plate-forme) est discrétisée dans un certain nombre d'éléments avec les charges induites par la roue sont au dessus de la région d'intérêt.

5.1.1. - / 1140UP 01/1 42W101s

Discrétisation de la structure : la région d'intér~t est divisée en petits volumes discrets. Choisir les fonctions d'interpolation : des noeuds sont assignés à chaque élément et une fonction est choisie pour interpoler la variation des variables au dessus de la région d'intér~t.

Trouver les propriétés des matériaux pour déterminer les équations de matrices qui expriment les propriétés des différents matériaux.

Assembler les propriétés des matériaux pour obtenir une équation du système : combiner les équations de matrice exprimant le comportement des matériaux et former des équations de matrice en exprimant le comportement du système entier.

5.1.2. - Paramètres de sorties

Ce sont les contraintes et les déformations théoriques en tout point de la structure de chaussée. Ces contraintes et déformations prédiront les dégradations futures correspondant à la durée de vie de la structure.

Fig. 13. #177; Réponses de la structure par méthode des éléments finis (Wu et Fang, 2001)

5.2. - Détermination du trafic

Selon la méthode mécanistique, le trafic exprime le nombre de répétitions de chargements des essieux dans toutes les directions et sur toutes les voies. Il est déterminé à partir du nombre équivalent de charge axial simple ou Equivalent Single Axial Load (ESAL) donné par :

Fi : facteur d'équivalence de la classe de charge i ADT : average daily traffic ou trafic journalier moyen T : pourcentage de camion

5.3. #177; / 4( 1:viro1:1:eme1:t

Les conditions environnementales sont prédites par l'accroissement du climat. Ces conditions nécessitent la connaissance des variations de températures, des précipitations et l'humidité relative. Ces paramètres peuvent être obtenus à partir des rapports météorologiques. Les conditions environnementales obtenues devront être compatibles avec la structure de la chaussée.

5.4. #177; Propriétés des matériaux

Il s'agit de déterminer le module réversible des matériaux granulaires et du module dynamique pour les matériaux bitumineux.

5.4.1. - Le module réversible

Le module réversible des sols et de matériaux granulaires est un paramètre essentiel pour le dimensionnement mécanistique. Il permet de définir une structure multicouche pour laquelle on peut modéliser le comportement contrainte-déformation sous charge donnée à l'intérieur du domaine élastique. Le module réversible est déterminé en laboratoire par l'essai triaxial à chargements répétés, permettant de simuler en un point des véhicules sur la route en appliquant différents niveaux de contraintes axiales de manière dynamique tout en confinant l'échantillon. Le niveau de sollicitation des matériaux granulaires dans la chaussée entraine un

comportement quasi-élastique, ce qui justifie l'utilisation du module réversible avec les lois de l'élasticité pour le dimensionnement.

Le module réversible MR caractérisant le mieux l'état de l'élasticité acquise après quelques cycles de chargement est calculé sur le 200^ème cycle de chargement de chaque palier. Ce module peut être relié à l'état de contrainte par une relation de type :

Selon Seed et al (Seed et al, 1962), le module réversible est le paramètre équivalent au module élastique de Young pour les matériaux granulaire. La figure 14 présente la déformation d'un matériau granulaire sous un chargement dynamique inférieur à la résistance à la rupture du matériau. Lors du relâchement de la contrainte, la déformation réversible å_r (um) est récupérée alors qu'une déformation permanente å_p s'accumule sous une contrainte déviatorique 1 d (MPa).

Fig. 14. - Déformation permanente et réversible d'un matériau granulaire sollicité par une
charge dynamique (Doucet et al., 2002, in Sarr 2008).

Le module réversible est surtout influencé par : les effets des contraintes, de la masse volumique, de la granulométrie, de la teneur en fines et de la taille maximale, de la teneur en eau, l'histoire des contraintes et du nombre de cycles et de la durée de la charge, de la fréquence et de la séquence de chargement.

5.4.1.1. - Modèles du module réversible

La modélisation du comportement réversible des matériaux granulaires est complexe et des approches simplifiées sont généralement adoptées pour le dimensionnement. Les modèles les plus utilisés sont : le modèle de Hicks, le modèle Uzan et le modèle Doucet.

Modèle de Hicks 1970 ou modèle K- Ce module est le plus fréquemment utilisés, et surtout pour les matériaux à gros grains il est représenté par :

Tableau 12. - Calcul du module réversible par le modèle K- (Fall et al., 2008)

Tableau 13. - Calcul du module réversible par le modèle K- d pour les sols fins (Fall et al.,
2008)

C'est le modèle le plus adéquat pour les matériaux granulaires car il tient compte des effets de la résistance au cisaillement des matériaux.

Matériaux	Coefficient k du modèle
	k1	k2	k3
Sindia 95% OPM	72	0,63	-0,13
Sindia 2% ciment	56	0,87	0,11

Tableau 14. - Calcul du module réversible par le modèle universel (Fall et al., 2008) Modèle de Andrei (1999)

k1_, k2, k3, k6 et k7 : coefficients de régression déterminés expérimentalement P_a : pression atmosphérique en bars

Matériaux	Coefficient k du modèle
	k1	k2	k3
Sindia 95% OPM	10710	-0,05	0,60
Sindia 2% ciment	17915	-0,11	0,87

Tableau 15. - Calcul du module réversible par le modèle Andrei (Fall et al., 2008)

5.4.1.2. - Module dynamique

La couche de roulement en béton bitumineux est directement affectée par les charges induites par le trafic et la rupture par fatigue est souvent notée sur cette couche. Il est donc important d'étudier le comportement de ce matériau, pour prédire les dégradations futures. Des études faites sur ce matériau montrent que les enrobés bitumineux ont un comportement viscoélastique. Ce comportement dépend du temps de chargement (fréquence), et sa réaction est retardée dans le temps contrairement aux matériaux élastiques dont la réaction est instantanée. Ce comportement peut être caractérisé par la détermination du module dynamique qui est la norme du module complexe.

Le module dynamique est déterminé à partir du module complexe. Ce dernier est obtenu à l'aide d'un essai de traction-compression directe sur une éprouvette cylindrique d'enrobé de 75 mm de diamètre sur 150 mm de hauteur. Les éprouvettes sont obtenues par carottage dans une plaque d'enrobé de 100 mm d'épaisseur préparée à l'aide d'un compacteur de plaque à pneu roulant. Les enrobés sont malaxés en laboratoire et conditionnés 4 heures avant leur

compactage, afin de reproduire la production en centrale, le transport et la mise en oeuvre de l'enrobé.

Le E* est déterminé à différentes fréquences (0,1 à 10 Hz) et températures (-20 à 40°C), sous chargement cyclique à petite déformation (50 ìå), afin de déterminer le comportement viscoélastique linéaire de l'enrobé.

L'essai de traction-compression directe pour sa distribution homogène du chargement à l'intérieur de l'éprouvette, ce qui permet une détermination directe des contraintes et des déformations dans l'axe de chargement. Le chargement est appliqué de façon uni-axiale en traction et compression alternée, ce qui permet de conserver une hauteur d'éprouvette constante au cours de l'essai. Le E* de l'enrobé est déterminé par balayage de fréquence à différentes températures. Selon le principe d'équivalence temps-température applicable aux matériaux thermorhéologiquement simple, la même valeur de |E*| peut être obtenue avec différents couples de fréquence et de température. Ainsi, les valeurs obtenues à différentes températures peuvent être translatées à une température de référence en déterminant la fréquence équivalente pour obtenir la même valeur de |E*| à cette température. La courbe unique obtenue à la température de référence est dénommée courbe maîtresse.

La courbe maîtresse de |E*| est modélisée en fonction de la fréquence réduite (f_r) à l'équation(1) La f_r est déterminée à l'équation (2) par le facteur de translation (aT) qui est fonction de la température à l'équation (3) Ainsi, la valeur |E*| de l'enrobé peut ~tre prédite pour différentes fréquences et températures jà partir des paramètres de régression (ä, ~, â, ã, a1, a2) déterminés par les essais de laboratoire.

En plus des propriétés des matériaux, le dimensionnement mécanistique cherche à déterminer les critères de ruptures et la fatigue des matériaux.

5.5. - MIA111 4G1eTGRPPDIHPITI GIBBEINEMOe

Les parties empiriques principales du processus mécanistique-empirique de dimensionnement sont les équations employées pour calculer le nombre de cycles de chargement à la rupture.Ces équations sont dérivées de l'observation des performances des chaussées en les reliant avec divers types d'endommagement Actuellement, deux types de critères d'endommagement sont identifiés, l'un concerne la fatigue et l'autre l'orniérage du support.

5.5.1. - Critères de rupture par fatigue

Beaucoup d'équations ont été développées pour estimer le nombre de cycles de chargement qui pourrait amener la rupture par fatigue du béton bitumineux. Le critère élaboré est donnée par :

Nf : nombre de cycles de chargements à la rupture åt : déformation horizontale

Fig. 15. - Limitation de la rupture par fatigue du matériau bitumineux (Finn et al., 1977)

5.5.2. - / 114121p1aNIAGN PMPASSIU

Il est plus difficile à déterminer que la rupture par fatigue. Il est souvent exprimée par :

La figure 16 montre la relation entre la contrainte verticale et le nombre de cycles de chargements qui amènerait le support à la rupture.

Fig. 16. #177; Limitation de l'orniérage du sol support (Finn et al., 1977)

Conclusion

Le dimensionnement des chaussées sénégalaises montre l'utilisation de plusieurs méthodes. Cependant, la méthode "dite rationnelle" est la plus utilisée, mais elle présente quelques insuffisances du fait de son incompatibilité avec notre environnement et la non prise en compte du comportement réel des matériaux.

Les méthodes empiriques ont des applications limitées, elles ne peuvent être appliquées que pour des conditions pour lesquelles elles ont été établies.

La méthode mécanistique prenant en compte le comportement réel des matériaux et simulant à des erreurs prêts les conditions similaires auxquelles sont soumises les chaussées est peu utilisée au Sénégal.

Il est donc important de trouver des perspectives qui pourront contribuer à l'amélioration du dimensionnement. Les problèmes et perspectives seront abordés dans le chapitre suivant.

Chapitre 4. #177; Problèmes et perspectives du dimensionnement
routier

L'incertitude sur le choix des modules est une première illustration de la difficulté d'intégration des graves non traitées dans une approche rationnelle du dimensionnement des chaussées. En effet, les entreprises routières ont l'habitude d'employer des modules élevés. Ce qui entraîne des épaisseurs de chaussées faibles et des ruptures prématurées, donc un sousdimensionnement des chaussées.

Notons également qu'au Sénégal il y a une forte raréfaction de matériaux de qualité. En effet, on constate qu'une latérite de qualité devient de plus en plus introuvable. On assiste également de plus en plus à l'épuisement des gisements basaltiques de Diack et que ceux de Kédougou se trouvent à des distances trop éloignées

La problématique sur le choix de la valeur du CBR de la latérite reste à discuter, car certains soutiennent que la latérite utilisée en fondation doit avoir un CBR de 60 au lieu de 30. D'autres refusent ces propos et déclarent qu'il existe des latérites avec un CBR de 12 utilisés en fondation également.

Il est important de souligner la non prise en compte du comportement réel des matériaux dans
le dimensionnement. En effet, la méthode utilisée au Sénégal suppose que les matériaux
utilisés en corps de chaussée ont un comportement élastique linéaire. Or des expériences ont

montré que les matériaux granulaires ont un comportement élasto-plastique et les matériaux bitumineux un comportement viscoélastique.

Il est important de noter qu'au Sénégal les couches de base sont en latérite améliorée au ciment. En effet certaines latérites contiennent des teneurs élevées d'argile. Cette latérite améliorée au ciment aura un indice de retrait dépassant celui de la latérite, ce qui fait que les couches de base commencent à se fissurer avant même la réception géotechnique.

Notons enfin l'insuffisance de moyens techniques des nos laboratoires. Ce qui fait que la plupart des caractéristiques intrinsèques des matériaux utilisés sont a priori déterminées avec une marge d'erreur d'où des résultats souvent biaisés.

Conclusion

Le dimensionnement routier doit ~tre une préoccupation pour l'état du Sénégal. Ce dernier doit être conscient des problèmes du dimensionnement afin d'imposer des normes et le respect les cahiers de charge des projets routiers. Cependant, si la méthode "dite rationnelle" reste encore la plus utilisée, elle doit être révisée et utilisée selon les matériaux disponibles et le climat qui règnent au niveau local. La méthode mécanistique devrait de plus en plus être utilisée dans le dimensionnement de nos routes afin d'obtenir des chaussées de qualité et à longue durée de vie.

Conclusion générale et perspectives

Les structures routières sont diverses et variées, mais au Sénégal, la structure de chaussée souple est la plus utilisée. Sa conception repose sur l'utilisation de méthode adéquat. Ces différentes structures sont le résultat d'une évolution successive des chaussées aboutissant aujourd'hui à des chaussées particulières.

Le dimensionnement actuel des chaussées sénégalaises montre l'utilisation de plusieurs méthodes. Cependant, la méthode "dite rationnelle" est la plus utilisée, mais elle présente quelques insuffisances du fait de son incompatibilité avec notre environnement et la non prise en compte du comportement réel des matériaux.

Les méthodes empiriques ont des applications limitées, elles ne peuvent être appliquées que pour des conditions pour lesquelles elles ont été établies.

La méthode mécanistique prenant en compte le comportement réel des matériaux et simulant à des erreurs prêtes les conditions similaires auxquelles sont soumises les chaussées est peu utilisée au Sénégal.

Le dimensionnement routier doit donc être une préoccupation pour les responsables étatiques sénégalais. Ces dernières doivent être conscientes des problèmes du dimensionnement afin d'imposer aux entreprises routières des normes et des techniques de mis en oeuvre adéquates, mais également le respect des cahiers de charge des projets routiers. Dans ce cas, il est important de réunir les laboratoires en particulier la CEREG et les universitaires afin de trouver des normes propres au Sénégal.

Cependant, si la méthode "dite rationnelle" reste encore la plus utilisée, elle doit être révisée et utilisée selon les conditions qui règnent au niveau local. La méthode mécanistique devrait de plus en plus être utilisée dans le dimensionnement de nos routes afin d'obtenir des chaussées de qualité et à longue durée de vie.

En perspective, nous pouvons dire que les acteurs du BTP doivent prendre la peine de faire des études sérieuses pour caractériser les matériaux routiers, en déterminant leurs performances mécaniques, leurs modules adéquats et leurs paramètres en fatigue pour un bon dimensionnement. En effet, la méthode mécanistique, comporte des procédures détaillées pour la conception des chaussées neuves, pour l'évaluation future et leur réhabilitation. Cette méthode doit présentement faire l'objet d'importants travaux pour faciliter son adoption par les entreprises routières et son utilisation fréquent dans le dimensionnement de nos chaussées.

Vu la raréfaction de latérite de qualité et l'épuisement des gisements basaltiques de la région de Thiès, il serait intéressant de retrouver des matériaux alternatives à ces dernières. En effet, il serait important d'étudier le comportement mécanique sous chargements cycliques des granulats issus des roches sédimentaires, (calcaires), magmatiques (rhyolites, gabbros, granites.) et les roches métamorphiques (gneiss) du Sénégal, pour évaluer leurs performances mécaniques, afin de les utiliser en couche d'assise. Il y a intérêt alors à évoluer rapidement vers cette méthode mécanistique pour mieux prendre en compte, le comportement réel de ces matériaux d'assise.

Puisque l'appareil triaxial à chargements répétés n'est pas disponible au Sénégal il serait important de trouver des relations entre le module réversible et le CBR pour s'approcher des propriétés réelles de nos matériaux.

Si la méthode "dite rationnelle" reste encore utiliser, elle doit ~tre accompagnée d'études approfondies, afin de les rectifier et de les adapter au niveau local. Pour cela, il faut que les sénégalais ainsi que les pays tropicaux se réunissent pour mener des recherches afin de trouver des normes et des méthodes de dimensionnement adéquats au niveau local.

De plus, des études pour la maitrise des paramètres d'entrées des codes de calcul comme Alizé^®, Ecoroute^® et Mich-pave^®, doivent être aussi préoccupantes.

Pour réduire le problème de dégradation des chaussées, il serait intéressant de faire des recherches destinées à mieux comprendre le mécanisme de formation des ornières et de la rupture par fatigue des matériaux, en vue d'analyser le rôle des différents facteurs contrôlant ces phénomènes.

Il est également important de trouver un programme de rénovation du matériel des laboratoires sénégalais, à l'ambition d'acquérir l'appareil triaxial à chargements répétés pour définir en laboratoire les modules et le comportement élasto-plastique des matériaux granulaires non liés de même que la viscoélasticité des matériaux bitumineux , car les essais d'identifications habituels ne permettent pas de prévoir, avec certitude, le comportement de ces matériaux.

Références bibliographiques

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Wu B. et FANG P.(2001). - Finite Element Analysis and Circular Model Design of Steel Deck Pavement, publié in Chinese Journal Full-text Database.

Table des matières

Liste des figures

Fig. 1. - Schéma structural d'une chaussée (Pouteau 2004, in Diakhaté, 2007) 8

Fig.2. - Structure de la chaussée romaine (Collins et Hart, 1936 in WAPA, 2010) 11

Fig. 3. - Structure de chaussée »Telford» (Collins et Hart, 1936 in WAPA, 2010) 12

Fig. 4. - Structure type de la chaussée Macadam (Collins et Hart, 1936 in WAPA, 2010) 12

Fig. 7. - Pénétration de l'eau dans la chaussée (Lebeau 2006, in Bilodeau, 2011) 23

Fig. 8. - Schémas de chaussée souple et bitumineuse épaisse (LCPC, 1994) 24

Fig. 9. - Structure de chaussées à assise traité aux liants hydrauliques (LCPC, 1994) 27

Fig. 12. - Chaussée en béton armé continu et chaussée en béton non armé sur béton maigre

Fig. 13. - Réponses de la structure par méthode des éléments finis (Wu et Fang, 2001) 35

Fig. 14. - Déformation permanente et réversible d'un matériau granulaire sollicité par une charge

Fig. 15. - Limitation de la rupture par fatigue du matériau bitumineux (Finn et al, 1977) 40

Liste des tableaux

Tableau 1. - Les différents types de chaussées (Pouteau 2004, in Diakhaté, 2007) 10

Tableau 2. - Classes de trafic et de plate-forme (CEBTP, 1982, in Ba, 2008) 18

Tableau 3. - Tableau des épaisseurs recommandées en fonction du trafic et du CBR de plate-forme 19

Tableau 7. - Valeurs du coefficient d'agressivité moyen pour la justification de la tenue du sol support

Tableau 9. - Catalogue des épaisseurs d'une structure mixte en cm (Berthier, 2009) 29

Tableau 11. - Epaisseurs en cm des dalles de béton sur couche drainante, pour les routes nationales

Tableau 12. - Calcul du module réversible par le modèle K- (Fall et al., 2008) 37

Tableau 13. - Calcul du module réversible par le modèle K- d pour les sols fins (Fall et al., 2008) 37

Tableau 14. - Calcul du module réversible par le modèle universel (Fall et al., 2008) 38

Tableau 15. - Calcul du module réversible par le modèle Andrei (Fall et al., 2008) 38

Dimensionnement routier au Sénégal, quelles perspectives ?

Remerciements

Sommaire

Liste des abréviations

Liste des symboles

Résumé

Introduction

Chapitre 1. - Généralités sur les structures routières

1. - 8LIKsLIiLIKLIWE'KnFIFICKNe

1.1. - Les matériaux de chaussées

1.1.1. - Les sables

1.1.2. - Les graveleux latéritiques

1.1.3 - Les graves

1.1.4. - Les enduits superficiels (ESU)

1.1.5. - Les bétons bitumineux et enrobés denses

1.1.6. - Le Sand-Asphalt

2. - Différents types de chaussées

Conclusion

Chapitre 2. #177; Evolution du dimensionnement routier

1. - Historique du dimensionnement routier

1.1. #177; Histoire des chaussées

1.1.1. - Les routes romaines

1.1.2. #177; Les routes de Telford

1.1.3. - Les routes de Macadam

1.1.4. #177; Les routes en Asphalte

2. - Méthodes de dimensionnement

2.1. - Méthode AASHO

2.2. - Méthode AASHTO

2.2.1. - Calcul du nombre structural

2.2.2. - 5 ps11N150:11qpiNINKE$ $ 6+ 7 2

2.2.3. - Répartition des épaisseurs

Conclusion

Chapitre 3. #177; ( WA Clkipt ANUIl CIP l4A1144lP l4t routier auSénégal

1. - Exigences du CPT sur les différentes couches

1.1. #177; Plate-forme de la chaussée

1.2. - Couche de fondation en latérite crue

1.3. - Couche de base en latérite ciment

1.4. - Matériaux de revêtement

2. #177; Dimensionnement par les méthodes empiriques

2.1. - Méthode CBR

2.2. - Méthode CEBTP

3. #177; Dimensionnement par la méthode "dite rationnelle"

3.1. - Démarche du dimensionnement Elle se résume en cinq étapes :

3.2. - Les paramètres de dimensionnement

3.2.1. - Le trafic

3.2.2. - Les sols de Plate-forme

3.2.3. - Climat et hydrologie

3.2.4. - Les paramètres de correction

4.- Dimensionnement des différentes familles de chaussées

4.1. - Les chaussées souples et bitumineuses épaisses

4.1.1. - Modélisation des structures

Fig. 8. - Schémas de chaussée souple et bitumineuse épaisse (LCPC, 1994) 4.1.2. - Critères retenus pour le dimensionnement

4.1.2.1. - Cas des chaussées à faible trafic

4.1.2.2 - Cas des autres chaussées souples et bitumineuses épaisses

4.13. - Vérification commune vis-à-vis du support et les couches non liées

4.2. - Les chaussées à assise traité aux liants hydrauliques

4.2.1. - Modélisation de la structure

4.2.2. - Critères retenus pour le dimensionnement

4.3. - Les chaussées à structure mixte

4.3.1. - Modélisation de la structure

4.3.2. - Critères retenus pour le dimensionnement

4.3.2.1. - Détermination de l'allongement åt,adm admissible à la base des couches bitumineuses

4.3.2.2. - Détermination de la contrainte de traction t,adm admissible à la base des couches traitées aux liants hydrauliques

4.3.2.3. - Choix des valeurs de risque de calcul pour les chaussées à structure mixte Dans le cas de ces structures, on considère :

4.4. - Les chaussées à structure inverse

4.4.1. - Modélisation de la structure de chaussée La structure est représentée par la figure 12 :

4.4.2. - Critères retenus pour le dimensionnement

4.4.2.1. - ' pliIP iQIliIQ ERMIIQgIP eQl åt,adm admissible à la base des couches bitumineuses

4.4.2.2. - Détermination de la contrainte de traction t,adm admissible à la base des couches traitées aux liants hydrauliques

4.4.2.3. - Détermination de la déformation verticale admIIMEGIEz,adm du sol support et de la couche de grave reconstituée humidifiée

4.4.2.4. - Choix des valeurs de risque de calcul pour les chaussées à structure inverse Dans le cas de cette structure, il est important de considérer :

4.5. - Les structures en béton de ciment

4.5.1. - Modélisation de la structure de chaussée

4.5.2. - Critères retenus pour le dimensionnement

4.5.2.1. - Détermination de la contrainte de traction admissible t,adm dans la couche de base en béton

4.5.2.2. - Détermination de la contrainte de traction admissible t,adm dans la couche de fondation en béton maigre ou en matériaux traités aux liants hydrauliques

4.5.2.3. - Choix des valeurs de risque pour la chaussée en béton Il faut considérer :

5. - Méthode mécanistique de dimensionnement

5.1 - Méthodes des éléments finis

5.1.1. - / 1140UP 01/1 42W101s

Chapitre 3. #177; ( WA Clkipt ANUIl CIP l4A1144lP l4t routier au
Sénégal

Chapitre 4. #177; Problèmes et perspectives du dimensionnement
routier