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1 - CHAUSSÉES EN BÉTON EN FRANCE

2 - ÉMERGENCE DES CHAUSSÉES COMPOSITES

3 - TECHNIQUES DE CHAUSSÉES COMPOSITES

4 - CONCLUSION

Article de référence | Réf : C4317 v1

Techniques de chaussées composites
Chaussées composites : revêtement béton sur fondation en grave-bitume

Auteur(s) : Joseph ABDO

Relu et validé le 29 avr. 2021

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RÉSUMÉ

Un nouveau concept de chaussée en béton a été imaginé en France vers 1995, baptisé « Chaussées composites ». Il s'agit d'un revêtement en béton, mis en œuvre non pas de façon traditionnelle sur une fondation en béton maigre, mais sur une fondation en matériaux bitumineux, plus exactement sur une grave-bitume enrichie. Le but est de tirer profit du collage naturel et durable, observé à l’interface des deux couches, pour faire jouer à la fondation un vrai rôle structurel dans la chaussée, et ceci afin d’optimiser son dimensionnement.

Ce concept a fait ses preuves sur un nombre important de chantiers réalisés en France depuis environ 20 ans.

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ABSTRACT

Composite pavements: concrete slab on a bitumen aggregate foundation

A new concept of concrete pavement was imagined in France around 1995, called "Composite pavements". This is a concrete slab, implemented not in the traditional way on a lean concrete foundation, but on a bituminous material foundation, more exactly on an enriched bitumen-aggregate. The goal is to take advantage of the natural and durable bonding, observed at the interface of the two layers, to make the foundation play a real structural role in the pavement, in order to optimize its dimensioning. 

This concept has been proven on a large number of sites carried out in France for around 20 years.

Auteur(s)

  • Joseph ABDO : Consultant, Président de JA-CONSULTING - Ingénieur de l’École Nationale des Ponts et Chaussées et Docteur-Ingénieur de l’Ecole Nationale Supérieure des Mines de Paris

INTRODUCTION

Depuis leur apparition en France au début du 20e siècle, la conception des chaussées en béton a sans cesse évolué, tantôt pour accompagner l’évolution du trafic (en nombre et en charge), tantôt pour prendre en compte la variabilité des conditions climatiques (fréquence de gel, degré de pluviométrie), tantôt pour intégrer des données techniques obtenues soit par des retours d’expérience concernant le comportement des matériaux ou des structures de chaussées in situ, soit par de nouvelles connaissances des matériaux acquises grâce aux recherches en laboratoire, et tantôt grâce aux nouvelles méthodes de calcul pour le dimensionnement des chaussées.

Ainsi, d’une structure de chaussée constituée d’une seule couche de béton, la technique a évolué, petit à petit, pour atteindre, vers les années 1980/1990, une structure comprenant en principe deux couches dont l’interface est volontairement décollée à la construction afin de se prémunir contre les remontées en surface du revêtement, des fissures de retrait de la fondation. La structure-type en béton était constituée de :

  • un revêtement en béton qui peut être en dalles béton non armé et à joints non goujonnés « BC » ou en dalles béton non armé et à joints goujonnés « BCg » ou enfin en Béton Armé Continu « BAC » sans joints transversaux de retrait ;

  • une couche de fondation en matériaux traités aux liants hydrauliques (Grave-Ciment « GC » ou Béton Maigre « BM »).

Ces structures sont accompagnées de règles de l’art en matière de calepinage des joints (joints de retrait, joints de construction et joints de dilatation). Dans le cas des routes à fort trafic, elles font l’objet de dispositions constructives strictes (fondation non érodable, surlargeur côté Bande d’Arrêt d’Urgence « BAU », drainage efficace à l’interface revêtement/fondation/BAU).

En outre, ces structures sont performantes et durables mais souffrent d’un handicap économique lié à la conception même de ces structures. En effet, le décollement à l’interface entre le revêtement en béton et la fondation en matériaux traités aux liants hydrauliques, volontairement réalisé à la construction, a pour inconvénient de conduire, par rapport à l’hypothèse d’une interface collée, à une majoration des contraintes horizontales générées par le trafic à la base du revêtement, donc à des épaisseurs à prévoir plus importantes.

Dans le but de trouver les conditions permettant l’optimisation du dimensionnement des structures de chaussées en béton et améliorer ainsi leur compétitivité, plusieurs pistes ont été recherchées afin de trouver une solution permettant le collage à l’interface entre le revêtement et la fondation d’une structure en béton, sans engendrer de problèmes néfastes en surface.

Ainsi, à l’initiative, d’une part de la profession des routes en béton, l’industrie cimentière représentée par son association de promotion CIMBETON (Centre d’information sur le ciment et ses applications) et les entreprises routières du béton, représentées par le syndicat professionnel SPECBEA (SPEcialistes de la Chaussée en BEton et des Aménagements), et d’autre part de l’administration des routes représentée par le SETRA (aujourd’hui CEREMA), un nouveau concept de chaussée en béton a été imaginé en France vers 1995. Il s’agit d’une structure en Béton Armé Continue (BAC), mise en œuvre non pas de façon traditionnelle sur une fondation en béton maigre, mais sur une fondation en matériaux bitumineux, plus exactement sur une grave-bitume enrichie ; l’objectif étant de profiter du collage, au moins temporaire des deux couches de sorte à faire jouer à la fondation un vrai rôle dans le dimensionnement de la chaussée. Le but recherché est d’avoir une structure à longue durée de vie et à un coût moindre, obtenue par une diminution des épaisseurs.

Après avoir validé le concept du collage béton/grave-bitume et de sa durabilité dans le temps dans le cadre du projet national FABAC, la structure BAC/GB3 a été utilisée dans le cadre de plusieurs projets routiers dont deux chantiers expérimentaux réalisés en 1998 et 2001 sur le réseau national et qui ont fait l’objet d’un suivi par l’administration durant les 15 premières années de service. D’innombrables autres chantiers, conçus soit avec une structure en dalles béton à joints goujonnés sur grave-bitume BCg/GB3, soit avec une structure en Béton de Ciment Mince collé sur grave-bitume BCMC/GB3, ont été réalisés durant la période allant de 1995 à 2020. À ce jour, tous ces chantiers se comportent d’une façon très satisfaisante et confirment donc le bien-fondé du concept de chaussées composites et de sa pérennité dans le temps.

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KEYWORDS

Concrete   |   Civil engineering   |   composites   |   reinforced concrete   |   pavement   |   foundations   |   concrete slab   |   bitumen-aggregate

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-c4317


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3. Techniques de chaussées composites

3.1 Chaussée composite BAC/GB3

HAUT DE PAGE

3.1.1 Qu’est-ce qu’une chaussée composite en Béton Armé Continu sur grave-bitume

Il s’agit d’une structure en deux couches :

  • un revêtement en Béton Armé Continu BAC ;

  • une couche de fondation en Grave Bitume GB3.

Elle est posée sur une plateforme support dont la portance est supérieure ou égale à PF3 (120 < EV2 ≤ 200 MPa). Du fait de l’absence des joints de retrait transversaux, le revêtement béton peut être recouvert d’une couche de surface en béton bitumineux Cf. figure 19).

Le principal intérêt de la chaussée composite BAC/GB3 est de pouvoir tirer profit du collage naturel à l’interface entre le béton et la grave-bitume pour optimiser son dimensionnement. Ce collage a été observé et sa durabilité a été validée grâce à un programme d’expérimentations lancé par la direction des routes et la profession du ciment/béton entre 1995 et 2015.

Deux fiches de structures composites BAC/GB3 ont été élaborées par la direction des Routes pour les réseaux non structurants et structurants « Fiches de structures composites BBTM/ES/BAC/GB3 » (Note Direction des Routes, 2000) et intégrées depuis dans le « Catalogue des structures-types de chaussées neuves » (SETRA/LCPC). En outre, la chaussée composite BAC/GB3 est couverte par la nouvelle norme de dimensionnement des chaussées NF P 98 086.

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3.1.2 Concept

Ce concept de chaussée repose sur le principe de l’utilisation optimale des qualités...

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) -   Catalogue des structures-types de chaussées neuves.  -  SETRA/LCPC (1977).

  • (2) -   Manuel de conception des chaussées d’autoroutes.  -  SCETAUROUTE (1989).

  • (3) -   Catalogue des structures-types de chaussées neuves  -  SETRA/LCPC (1987).

  • (4) -   Catalogue des structures-types de chaussées neuves  -  SETRA-LCPC (1998).

  • (5) -   Guide technique « Conception et dimensionnement des structures de chaussées ».  -  SETRA/LCPC (1994).

  • (6) -   Fiches de structures composites BBTM/ES/BAC/GB3 (Note Direction des Routes ; 2000).  -  Fiches additionnelles au Catalogue des structures-types de chaussées neuves ». SETRA/LCPC (1998).

  • ...

1 Autres ouvrages

Guide technique « Chaussées Béton ». SETRA/LCPC, 1997.

Guide technique « Carrefours giratoires en béton », IDRRIM, 2015.

Guide technique « Chaussées composites en béton de ciment. Tome 1 : Structures neuves en BAC collé sur GB ». T 65, Collection technique CIMBETON.

Carrefours giratoires. Des solutions durables en béton de ciment, Collection Technique CIMBETON. Référence T56.

Carrefours giratoires en béton. Tome 1 – Guide de dimensionnement, Collection Technique CIMBETON. Référence T63.

Carrefours giratoires en béton. Tome 2 – CCTP type-BPU – DE, Collection Technique CIMBETON. Référence T64.

Les chaussées composites en béton armé continu sur grave bitume – Des structures éprouvées, durables et optimisées. Collection CIMBETON, SNBPE, 2020.

Une solution durable contre l’orniérage. Le béton de ciment mince collé « BCMC ». T60, Collection Technique CIMBETON, 2004.

Le béton de ciment mince collé « BCMC ». Recueil de références. T61, Collection Technique CIMBETON, 2004.

J. Abdo, Le béton de ciment mince collé, paru dans PCM LE PONT n° 12/1998.

J. Abdo, Le béton de ciment mince collé, paru dans ROUTES (CIMBETON) n° 63/1998.

J. Abdo, G. Bonnet (CERTU), J.-P. Christory (LROP), J.-F. Duchaillut (SPECBEA), D. Grob (Gailledrat), A. Sainton.

Le recours au béton de ciment mince collé pour remédier à l’orniérage, paru dans RGRA n° 768/décembre 1998.

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