Entretien des routes : les types de chaussées et leur détérioration

La route est un élément essentiel à l’économie, elle assure le déplacement des personnes et des biens. Depuis plusieurs décennies, la croissance du transport par camions des matières premières et des produits finis a mis davantage à l’épreuve les réseaux routiers dans les pays européens. Dans ce contexte, ces pays se voient dans l’obligation d’investir de plus en plus d’argent dans l’entretien et l’amélioration de leurs réseaux routiers.  Avec plus de 21 000 km, la France métropolitaine possède un réseau routier national parmi les plus importants d’Europe. Il est composé de routes nationales et d’autoroutes concédées et non concédées. Ce réseau routier est fortement sollicité avec 78 % des poids lourds circulant dans l’hexagone. Il est globalement en bon état et très bien entretenu. En revanche, on oublie souvent de parler des routes départementales et communales qui totalisent à elles seules plus d’un million de kilomètres sans compter les 600 000 km de routes rurales. Ce réseau routier secondaire est, en général, nettement moins développé et entretenu que le réseau national et nécessite plus d’attention. Sans entretien, le trafic et le temps conduisent inévitablement à une dégradation de la chaussée. Il a été démontré que plus la chaussée est dégradée, plus l’effort financier nécessaire pour sa remise en état est considérable. De même, un entretien tardif entraîne des dépenses importantes qui peuvent atteindre jusqu’à 20 fois le montant d’un entretien préventif. La maintenance de la route a pour objectifs d’assurer le fonctionnement sûr et performant du réseau des voies de circulation et de préserver le patrimoine routier. Un bon gestionnaire en minimisera les coûts globaux tout en limitant les impacts et les interventions.

Les chaussées souples.

D’une épaisseur comprise entre 30 et 60 cm, une chaussée souple est composée d’une couche de surface en matériaux bitumineux. En dessous, se trouve une assise en matériaux granulaires non traités, sur une ou plusieurs couches. Pour ce type de chaussée, la qualité du sol support influence fortement sa tenue dans le temps.L’épaisseur d’ensemble de la structure est en générale comprise entre 30 et 60 cm. Leurs compositions et leurs épaisseurs font que les efforts dus aux trafic, sont directement transmis au sol support avec une faible répartition latérale. La tenue dans le temps est fortement influencée par la qualité du sol support et notamment  son comportement en période hivernale ou humide. La qualité de l’étanchéité de la couche de roulement  et du drainage de la PST seront déterminants. Une période de sécheresse prolongée peut aussi entraîner une remontée de fissures.

Les chaussées bitumineuses épaisses.

Composées de revêtements bitumineux, les chaussées bitumineuses épaisses disposent d’une assise en matériaux traités aux liants hydrocarbonés, d’une épaisseur de 15 à 40 cm. Les matériaux qui les composent étant d’une relative rigidité, cela permet de répartir les contraintes verticales et de réduire les efforts au niveau du sol support.Elles sont composées de revêtements bitumineux. L’assise est réalisée en matériaux traités aux liants hydrocarbonés dont l’épaisseur est le plus souvent comprise entre 15 et 40 cm. La qualité de ce type de structure tient essentiellement à la qualité du collage entre les différentes couches de matériaux bitumineux. La relative rigidité des matériaux permet de répartir les contraintes verticales ce qui réduit sensiblement les efforts au niveau du sol support. Les déformations observées en surfaces sont liées pour l’essentiel au fluage , favorisé par de forte chaleurs et un trafic lourd lent. Les fissures apparaissent après les efforts de tractions en fond de couche engendrés par les contraintes répétées, d’où l’importance du collage qui permet de transmettre les efforts de traction en partie basse de la couche la plus profonde.

Les chaussées à assise traitée aux liants hydrauliques

Elles sont aussi appelées chaussées semi-rigides. La couche de roulement est composées d’un revêtement bitumineux, elle repose sur une assise traitée aux liants hydrauliques dont l’épaisseur totale est d’environ 20 à 50 cm. Ce type de chaussée présente un fort risque de retrait qui fait apparaître, dans la couche de base, des fissures remontant rapidement dans la couche de surface. Le traitement des matériaux leurs donnent une rigidité qui permet de répartir les effort verticaux et ainsi de ne pas affecter le sol support. Le manque d’adhérence entre les différentes couches entraine des contraintes de traction en partie basse de chacune d’entre elles. De plus ces matériaux sont sujets aux retraits thermiques et de prises qui créent des fissures ,celle-ci remontent en surface jusqu’à la couche de roulement. Les conséquences sont , une perte d’étanchéité qui peut conduire à une affectation du support avec des déformations et une perte portance. Des solutions ont été mises au point pour contrôler la fissuration et limiter ou ralentir les remontées jusqu’à la couche de roulement (complexes anti fissures).

Les chaussées à structure mixte.

La couche de roulement et la couche de base ( 10 à 20 cm) sont en matériaux bitumineux. La couche de fondation est en matériaux traités aux liants hydrauliques (20 à 40 cm). L’épaisseur de matériaux bitumineux doit être de la moitié de l’épaisseur totale de la chaussée. Ce type de chaussée empêche la remontée de fissures entre la couche traitée aux liants hydrauliques (retrait) et la couche de grave bitume.  La structure de ces chaussées permet, pour la couche de fondation en matériaux traités au liants hydrauliques, de par leurs rigidités, de diffuser les efforts et de les atténuer dans le sol support. Les couches en matériaux bitumineux assurent l’uni de la couche de roulement et ralentissent, grâce à leurs relative souplesse et à leurs épaisseurs, les remontées de fissures.

Les chaussées à structure inverse

Cette structure est composée d’une couche de surface en matériaux bitumineux d’environ 15 cm d’épaisseur; d’une couche de base en matériaux granulaires non traités , environ 12 cm; d’une fondation en matériaux traités aux liants hydrauliques. L’épaisseur totale de la structure est de l’ordre de 60 à 80 cm. Les trois couches de ce type de structure ont toutes un rôle spécifique. La fondation traitées aux liants hydraulique permet de repartir les contraintes sur le sol et d’assurer un support de qualité pour les couches supérieures. La couche granulaire a pour fonction d’absorber les fissurations de la couche de fondation et ainsi d’empêcher les remontées de fissures jusqu’à la couche de roulement. La couche de roulement assure l’étanchéité et l’uni de l’ensemble.

 Les chaussée en béton de ciment.

On rencontre les 4 modèles suivants : Dalles non goujonnées avec fondation : Elles sont constituées de dalles de béton de ciment de 20 à 28 cm sans armature, reposant sur une fondation en béton maigre (12 à 18 cm ), ou en matériaux traités aux liant hydrauliques (15 à 20 cm).  Dalles goujonnées avec fondation : Elles sont constituées de dalles béton de ciment de 17 à 23 cm (avec armatures de liaison entre les dalles), reposant sur une fondation en béton maigre (14 à 22 cm). Dalles sans fondation : Elles sont constituées de dalles de béton de ciment de 28 à 39 cm qui reposent sur une couche drainante en matériaux granulaires ou sur un géotextile. Béton armé continu (avec aciers filants sur toute la longueur de voirie) : Type A: Dalle de béton de ciment (16 à 24 cm), reposant sur une fondation en béton maigre de 12 à 14 cm. Type B : Dalle de béton de ciment ( 18 à 24 cm) reposant sur une assise en matériaux bitumineux de 5cm et une fondation en sable traité aux liants hydrauliques (50 à 60 cm).  Ces structures rigides absorbent les efforts et en transmettent peu au sol. Le principal inconvénient est “l’effet de poutre” du béton, dont la partie basse soumise à des efforts de traction peut être fragilisée, sauf si ces efforts sont compensés par des armatures métalliques. La dilatation du béton peut également provoquer des fissures, si le phénomène n’est pas maîtrise par la mise en place de joints de dilatation ou de préfissuration. Enfin l’uni de ce type de chaussées les rendent bruyantes.

Les différents types de détérioration de chaussée.

Parmi les différents modes de détérioration des chaussées, la fissuration est une dégradation majeure qui touche l’ensemble des chaussées avec différentes origines et différents mécanisme de développement. Elle est à la source d’une accélération des dégradations propres à chaque type de chaussée par la diminution de la portance du support lors de l’infiltration d’eau et par la perte des conditions mécaniques nécessaires au maintien de la résistance des matériaux. La fissuration sensiblement perpendiculaire à l’axe de la chaussée, isolée ou périodique d’espacement variable sur tout ou partie de la largeur de chaussée.  Elle se présente comme une ouverture fine au début puis ramification, épaufrure puis faïençage puis départ de matériaux. Elle est causée par la remontée en surface d’une fissure de prise ou de retrait thermique ou remontée d’un joint transversal de mise en œuvre de l’assise traitée ou joint de reprise d’un tapis d’enrobé. Par conséquent la fissuration est la cause directe d’une perte de valeur du patrimoine routier. L’orniérage est un phénomène récurrent aux conséquences lourdes. Principalement présent sur les voies fortement sollicitées, cette dégradation peut atteindre la sécurité des utilisateurs à court terme. Différents types d’orniérage sont à ce jour identifiés, tous possédant des solutions adaptées, plus ou moins complexes à concrétiser. Les enrobés bitumineux sont aujourd’hui un élément essentiel à la bonne tenue d’une chaussée. En fonction de leur composition, ces matériaux possèdent des propriétés mécaniques variables, associés à des modes de rupture qui leur sont propres. Des enjeux environnementaux conséquents. La réfection d’une chaussée engendre des déchets ainsi que la production de quantités imposantes de matériaux, ayant un impact écologique considérable. Outre ces aspects quantitatifs, la gestion d’éléments polluants comme les HAP son des facteurs aggravant. L’affaissement de rive Enfoncement prononcé localisé à la partie de la chaussée comprise entre le bord et la bande de roulement de rive. La case est le sous-dimensionnement de l’assise ou sol support ou épaulement/drainage défectueux/retrait hydrique du sol (climat-végétation). Dégradation aggravée par la présence d’eau qui reste stockée dans le bas coté

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