Choix de Matériaux pour une Route

Exercice VRD : Choix de Matériaux pour une Route

Choix de Matériaux pour une Route (VRD)

Contexte : Le dimensionnement d'une chaussée neuve.

Dans le cadre de l'aménagement d'un nouveau lotissement, vous êtes en charge de dimensionner la structure de la voirie principale. Le défi est de choisir des matériaux de chaussée (notamment la couche de baseCouche de la chaussée située sous la couche de roulement, qui répartit les charges du trafic sur le sol support. en GNTGrave Non Traitée : un matériau granulaire sans liant, utilisé pour les couches de fondation et de base des chaussées.) qui soient à la fois économiques et capables de résister au trafic attendu sur le long terme. Pour cela, il est essentiel de bien évaluer la portanceCapacité d'un sol à supporter les charges qui lui sont appliquées sans subir de déformations excessives. du sol en place et d'estimer l'agressivité du trafic futur.

Remarque Pédagogique : Cet exercice vous guidera à travers les étapes clés du dimensionnement d'une structure de chaussée souple, en liant les caractéristiques du sol, les prévisions de trafic et le choix des matériaux, une compétence fondamentale en génie civil et VRD.


Objectifs Pédagogiques

  • Calculer un trafic cumulé de Poids Lourds en nombre d'essieux équivalents.
  • Comprendre et utiliser l'indice de portance CBRCalifornia Bearing Ratio : un indice mesurant la capacité portante d'un sol compacté. pour le dimensionnement.
  • Déterminer l'épaisseur d'une couche de base en Grave Non Traitée (GNT).
  • Sélectionner un type de matériau GNT adapté en fonction des contraintes du projet.

Données de l'étude

L'étude géotechnique a été réalisée et les prévisions de trafic ont été établies pour la nouvelle voie.

Coupe type de la structure de chaussée
Couche de roulement (Béton bitumineux) Couche de base (GNT) - Épaisseur h ? Couche de forme Sol support (Arase terrassement) h
Nom du Paramètre Symbole Valeur Unité
Trafic Journalier Moyen Annuel (2 sens) TJMA 2500 véhicules/jour
Pourcentage de Poids Lourds (> 3.5t) %PL 8 %
Taux de croissance annuel du trafic τ 2 % / an
Durée de service de la chaussée n 20 ans
Coefficient d'agressivité moyen (CAM) CAM 0.5 essieux eq./PL
Indice de portance du sol support CBR 6 %

Questions à traiter

  1. Calculer le trafic cumulé équivalent (\(N_E\)) sur 20 ans pour la voie la plus chargée.
  2. Déterminer l'épaisseur minimale (\(h\)) de la couche de base en GNT requise.
  3. Parmi les matériaux disponibles, lequel choisir pour la couche de base ? Justifier.
  4. Pourquoi une couche de forme est-elle souvent nécessaire et comment choisir sa classe de portance (ex: PF2) ?
  5. Quels sont les avantages et inconvénients de l'utilisation d'une Grave Traitée aux Liants Hydrauliques (GTLH) à la place de la GNT pour la couche de base ?

Les bases du dimensionnement de chaussée

Le dimensionnement d'une chaussée souple vise à déterminer les épaisseurs des différentes couches pour que les contraintes et déformations induites par le trafic restent admissibles pour chaque matériau et pour le sol support.

1. Trafic Cumulé Équivalent (\(N_E\))
L'agressivité d'un véhicule sur la chaussée dépend fortement de la charge par essieu. Pour simplifier, on convertit le passage de tous les poids lourds en un nombre équivalent de passages d'un essieu de référence (13 tonnes en France). Ce calcul prend en compte le trafic initial, sa croissance et la durée de vie de la route.

2. Portance du sol et Indice CBR
La performance d'une chaussée dépend entièrement de la qualité de son support. L'indice CBR (California Bearing Ratio) est un essai de poinçonnement qui évalue la résistance du sol. Un CBR élevé indique un sol de bonne qualité, capable de supporter des charges importantes, ce qui permet de réduire l'épaisseur des couches de chaussée.


Correction : Choix de Matériaux pour une Route (VRD)

Question 1 : Calcul du trafic cumulé équivalent (\(N_E\))

Principe

L'objectif est de sommer sur 20 ans l'ensemble des agressions causées par les poids lourds, en les convertissant en un nombre d'essieux de référence. On ne s'intéresse qu'aux poids lourds car les véhicules légers ont un impact négligeable sur la fatigue de la structure.

Mini-Cours

Le trafic cumulé (\(N_E\)) est le principal paramètre d'entrée pour le dimensionnement. Il représente la "demande" en termes de charge que la route devra supporter. Il est calculé pour la voie la plus lente (la plus à droite), qui subit généralement le plus de dommages.

Remarque Pédagogique

Pensez au trafic cumulé comme au "kilométrage" total que la route va endurer, mais au lieu de kilomètres, on compte le nombre de "coups" d'un essieu standard de 13 tonnes. C'est ce qui permet de comparer l'usure causée par un petit camion et celle d'un semi-remorque.

Normes

La méthode de calcul est issue des normes françaises de dimensionnement des chaussées (notamment le guide technique "Conception et dimensionnement des structures de chaussée" et le catalogue de 1998). On considère que le trafic se répartit et que la voie la plus chargée reprend une fraction du trafic total.

Formule(s)

Le nombre de poids lourds par jour à la mise en service (\(PL_0\)) est :

\[ PL_0 = \text{TJMA} \times \frac{\%PL}{100} \]

Le trafic cumulé équivalent (\(N_E\)) est donné par :

\[ N_E = 365 \times PL_0 \times \frac{(1+\tau)^n - 1}{\tau} \times \text{CAM} \times c_v \]

Avec \(c_v\) le coefficient par voie (on prendra 0.5 car le TJMA est donné pour les 2 sens).

Hypothèses

On fait l'hypothèse que le taux de croissance du trafic est constant sur les 20 ans. On suppose également que le coefficient d'agressivité moyen des poids lourds (CAM) est représentatif de la composition du trafic (bus, camions 2 essieux, semi-remorques...).

  • Taux de croissance constant.
  • CAM constant.
  • Répartition du trafic 50/50 sur chaque voie.
Donnée(s)

On reprend les données de l'énoncé pour l'application numérique.

  • \(\text{TJMA} = 2500 \text{ véh/jour}\)
  • \(\%PL = 8 \%\)
  • \(\tau = 2 \% = 0.02\)
  • \(n = 20 \text{ ans}\)
  • \(\text{CAM} = 0.5\)
  • \(c_v = 0.5\)
Astuces

Pour un calcul rapide, le terme de cumul \(\frac{(1+\tau)^n - 1}{\tau}\) peut être approché par \(n \times (1+\tau)^{n/2}\). Pour notre cas : \(20 \times (1.02)^{10} \approx 20 \times 1.219 \approx 24.38\). C'est une bonne manière de vérifier l'ordre de grandeur de son calcul.

Schéma (Avant les calculs)

On peut visualiser la croissance du trafic de Poids Lourds sur la durée de vie de la chaussée.

Évolution du trafic PL journalier
PL₀PL₂₀Année 0Année 20
Calcul(s)

Étape 1 : Calcul du nombre de PL par jour (\(PL_0\))

\[ PL_0 = 2500 \times \frac{8}{100} = 200 \text{ PL/jour} \]

Étape 2 : Calcul du trafic cumulé \(N_E\)

\[ \begin{aligned} N_E &= 365 \times PL_0 \times \frac{(1+\tau)^n - 1}{\tau} \times \text{CAM} \times c_v \\ &= 365 \times 200 \times \frac{(1+0.02)^{20} - 1}{0.02} \times 0.5 \times 0.5 \\ &= 73000 \times \frac{1.48595 - 1}{0.02} \times 0.25 \\ &= 73000 \times 24.2975 \times 0.25 \\ &\approx 443475 \text{ essieux équivalents} \end{aligned} \]
Schéma (Après les calculs)

Le résultat final nous classe dans une catégorie de trafic, qui est la donnée d'entrée pour les abaques de dimensionnement.

Positionnement sur l'échelle des classes de trafic
T5T4T3T2T1Projet (T3-)
Réflexions

Le résultat obtenu correspond à un trafic de classe T3- selon les normes françaises (entre 300 000 et 750 000 essieux équivalents). Ce trafic est modéré, typique d'une voirie de desserte de lotissement ou d'une route départementale secondaire. Ce chiffre sera la base du dimensionnement de l'épaisseur de la chaussée.

Points de vigilance

Ne pas oublier le coefficient de voie \(c_v\). Le TJMA est souvent donné pour les deux sens de circulation, mais on dimensionne la voie la plus chargée. Oublier ce facteur 0.5 doublerait le trafic de calcul et surdimensionnerait la route.

Points à retenir
  • Le calcul du trafic cumulé est l'étape la plus importante du dimensionnement.
  • Seuls les Poids Lourds sont pris en compte.
  • Le taux de croissance a un impact majeur sur le résultat final.
Le saviez-vous ?

L'agressivité d'un essieu est proportionnelle à la charge élevée à la puissance 4 ou 5 ! Cela signifie qu'un essieu de 13 tonnes est environ 10 000 fois plus agressif pour la chaussée qu'un essieu de 1.3 tonne (voiture). C'est pourquoi on néglige les véhicules légers.

FAQ
Résultat Final

Le trafic de calcul à prendre en compte pour le dimensionnement sur 20 ans est d'environ 444 000 essieux équivalents.

\[ N_E \approx 4.44 \times 10^5 \text{ essieux équivalents} \]
A vous de jouer

Si le pourcentage de Poids Lourds était de 12% au lieu de 8%, quel serait le nouveau trafic cumulé \(N_E\) ?


Question 2 : Déterminer l'épaisseur minimale (\(h\)) de la couche de base

Principe

L'épaisseur de la couche de base doit être suffisante pour diffuser les charges du trafic de manière à ce que la contrainte verticale sur le sol support reste admissible. Plus le sol est mauvais (CBR faible) ou plus le trafic est élevé, plus l'épaisseur devra être importante.

Mini-Cours

Les structures de chaussée fonctionnent comme un "matelas" de matériaux de plus en plus performants à mesure qu'on se rapproche de la surface. Chaque couche répartit la charge sur une surface plus grande, diminuant ainsi la pression sur la couche inférieure. L'épaisseur de chaque couche est calculée pour que la pression transmise soit acceptable pour la couche suivante.

Remarque Pédagogique

Imaginez que vous marchez sur de la neige : avec des chaussures, vous vous enfoncez. Avec des raquettes, votre poids est réparti sur une plus grande surface et vous restez en surface. La couche de base joue le rôle des raquettes pour les roues des camions vis-à-vis du sol support.

Normes

La formule utilisée est une simplification issue de modèles plus complexes (comme le logiciel Alizé). Les catalogues de structures de chaussées neuves donnent directement des épaisseurs types en fonction de la classe de trafic (\(N_E\)) et de la classe de portance de la plateforme (PF).

Formule(s)

On utilise une formule empirique simplifiée, qui lie l'épaisseur requise au trafic et à la portance du sol :

\[ h \text{ (cm)} = 10 \times (2.85 \times \log(N_E) - 0.9 \times \text{CBR} - 7.5) \]
Hypothèses

Cette formule est valable pour des structures de chaussées souples classiques avec des couches de base en matériaux granulaires non traités. Elle suppose que les autres couches (roulement, fondation) ont des épaisseurs standards.

Donnée(s)

On utilise les résultats et données précédentes.

  • \(N_E = 443475 \text{ essieux équivalents}\)
  • \(\text{CBR} = 6 \%\)\)
Astuces

En cas de doute sur une calculatrice, rappelez-vous que \(\log(100000) = 5\) et \(\log(1000000) = 6\). Notre trafic étant entre les deux, son logarithme doit être entre 5 et 6, ce qui permet de vérifier rapidement l'ordre de grandeur.

Schéma (Avant les calculs)

Le calcul vise à déterminer la hauteur 'h' qui assure une bonne diffusion des contraintes.

Diffusion des contraintes
Charge PCouche de base (h)Sol support (CBR)
Calcul(s)

On applique directement la formule avec les données.

\[ \begin{aligned} h &= 10 \times (2.85 \times \log(N_E) - 0.9 \times \text{CBR} - 7.5) \\ &= 10 \times (2.85 \times \log(443475) - 0.9 \times 6 - 7.5) \\ &= 10 \times (2.85 \times 5.647 - 5.4 - 7.5) \\ &= 10 \times (16.094 - 5.4 - 7.5) \\ &= 10 \times 3.194 \\ &\approx 31.94 \text{ cm} \end{aligned} \]
Schéma (Après les calculs)

On représente la structure finale avec l'épaisseur constructive retenue.

Structure de chaussée dimensionnée
Enrobés : 8 cmCouche de base GNT 1 : 35 cmCouche de formeSol support
Réflexions

L'épaisseur calculée est de 31.94 cm. En pratique, on arrondit toujours à une valeur constructive supérieure, généralement par pas de 5 cm. On retiendra donc une épaisseur de 35 cm pour la couche de base en GNT. Cette valeur est cohérente pour un sol de portance moyenne et un trafic de classe T3-.

Points de vigilance

Attention à bien utiliser le logarithme décimal (log) dans la formule et non le logarithme népérien (ln). Assurez-vous que le CBR est entré en pourcentage (valeur de 6, et non 0.06).

Points à retenir
  • L'épaisseur de la chaussée est inversement proportionnelle à la qualité du sol (plus le CBR est élevé, plus h est faible).
  • L'épaisseur augmente avec le logarithme du trafic, ce qui signifie que son augmentation est de moins en moins rapide pour des trafics très élevés.
Le saviez-vous ?

Les voies romaines, incroyablement durables, étaient construites avec des fondations pouvant atteindre 1 à 1.5 mètre d'épaisseur, composées de plusieurs couches de pierres et de mortier. Le principe de la structure multicouche pour répartir les charges est donc très ancien !

FAQ
Résultat Final

L'épaisseur de calcul est de 31.94 cm. On adoptera une épaisseur constructive de 35 cm.

\[ h_{\text{constructif}} = 35 \text{ cm} \]
A vous de jouer

Si une étude géotechnique complémentaire révélait un meilleur sol avec un CBR de 10, quelle serait la nouvelle épaisseur requise ?


Question 3 : Choix du matériau GNT

Principe

Le choix du type de Grave Non Traitée ne dépend pas seulement de l'épaisseur, mais aussi de ses caractéristiques intrinsèques (propreté, dureté des granulats, granularité). Ces caractéristiques garantissent que le matériau se compactera bien et conservera sa portance dans le temps, même en présence d'eau.

Mini-Cours

Les GNT sont classées selon leur granularité (ex: 0/31.5 signifie que les grains vont de 0 à 31.5 mm) et leurs caractéristiques géométriques et de propreté. Une GNT de type 1 est plus "propre" (moins de fines argileuses) et composée de granulats plus durs qu'une GNT de type 3, ce qui lui confère de meilleures performances mécaniques.

Remarque Pédagogique

C'est comme en cuisine : pour faire un bon gâteau, il ne suffit pas d'avoir la bonne quantité de farine (l'épaisseur), il faut aussi que ce soit de la bonne farine (le type de GNT). Une GNT avec trop de fines argileuses serait comme une farine humide : elle ne tiendrait pas bien.

Normes

La norme NF P 11-300 définit les spécifications des matériaux pour couches de forme. La norme NF EN 13285 spécifie les graves non traitées. Les guides techniques français (GTS, GTR) classifient les matériaux et leurs conditions d'utilisation.

Formule(s)

Il n'y a pas de formule de calcul ici, mais des critères de sélection basés sur les spécifications techniques des matériaux.

Hypothèses

On suppose que les matériaux GNT disponibles localement respectent les spécifications des normes en vigueur pour chaque type.

Donnée(s)

Voici un tableau simplifié des types de GNT couramment utilisés, avec leurs caractéristiques principales.

Type de GNTGranularitéUsage typiqueIndice de Portance (CBR après 4j d'immersion)
GNT 10/31.5Couche de base pour trafic faible à moyen> 50
GNT 20/63 ou 0/80Couche de fondation, couche de base pour trafic moyen> 40
GNT 30/31.5Couche de forme> 20
Astuces

En règle générale, on ne met jamais un matériau de moins bonne qualité sur un matériau de meilleure qualité. La qualité des matériaux doit être croissante du bas vers le haut de la chaussée. Une GNT 1 est donc un excellent choix pour la couche de base, juste sous les enrobés.

Schéma (Avant les calculs)

La question est de choisir le bon "ingrédient" pour la couche de base.

Quelle GNT pour la couche de base ?
EnrobésGNT ?Couche de forme
Calcul(s)

Pas de calcul numérique, la décision est basée sur une analyse qualitative des besoins et des spécifications des matériaux.

Schéma (Après les calculs)

Le choix est fait, on peut maintenant spécifier le matériau dans notre coupe de chaussée.

Choix validé
EnrobésGNT 1 (0/31.5)Couche de forme
Réflexions

Nous avons besoin d'un matériau pour une couche de base sous un trafic T3-. Les GNT de type 1 et 2 sont toutes deux candidates. La GNT 1 (0/31.5) offre généralement de meilleures performances de portance (CBR > 50) et une meilleure finition de surface avant la pose des enrobés. La GNT 2, avec des granulats plus gros, est aussi une option viable. Pour une couche de base, la GNT 1 est le choix le plus courant et le plus qualitatif.

Points de vigilance

Il ne faut pas confondre GNT 1, 2, 3 avec GNT A, B, C, D qui est une autre classification (plus ancienne) basée sur la propreté et la dureté. Assurez-vous de toujours vous référer à la classification demandée dans les documents du projet.

Points à retenir

Le choix d'un matériau ne se limite pas à un calcul d'épaisseur. Il faut toujours vérifier que les spécifications du matériau (type, granularité, portance) sont adaptées à sa fonction (couche de base, fondation) et au niveau de sollicitation (classe de trafic).

Le saviez-vous ?

L'origine des matériaux est cruciale. Une GNT issue d'une roche massive concassée (calcaire, éruptive) n'aura pas les mêmes performances qu'une GNT issue de matériaux alluvionnaires roulés. Le choix dépend aussi des ressources disponibles localement pour limiter les coûts de transport.

FAQ
Résultat Final

Le matériau le plus adapté pour la couche de base est la Grave Non Traitée de type 1.

Choix du matériau : GNT 1 (granularité 0/31.5)
A vous de jouer

Si vous deviez construire une piste forestière à très faible trafic, quel type de GNT serait le plus économique et suffisant pour la couche de forme ?


Question 4 : Rôle et choix de la couche de forme

Principe

La couche de forme est l'interface entre le sol naturel (le "terrain") et la structure de chaussée. Elle a un double rôle : fournir une plateforme de travail stable pour les engins de chantier et garantir une portance homogène et durable pour supporter la chaussée. Elle est indispensable lorsque le sol support est de mauvaise qualité.

Mini-Cours

La portance d'une plateforme est classée de PF1 (médiocre) à PF4 (excellente). Le choix de la classe de portance dépend du trafic et de la nature des couches de chaussée. Une plateforme PF2 est courante pour les trafics faibles à moyens. Elle est obtenue en utilisant des matériaux de qualité (comme une GNT 3) sur une certaine épaisseur, ou en traitant le sol en place avec de la chaux et/ou du ciment.

Remarque Pédagogique

La couche de forme, c'est la "fondation" de la route. On ne construirait pas une maison sur un sol marécageux sans de bonnes fondations. C'est le même principe pour une route : la couche de forme améliore le sol de base pour qu'il soit apte à recevoir la structure.

Normes

Le Guide Technique pour la Réalisation des Remblais et des Couches de Forme (GTR 92) est la référence en France. Il classifie les sols (A1, B2, C1...) et définit les conditions de leur utilisation en couche de forme.

Formule(s)

Le dimensionnement de la couche de forme se fait via des abaques qui donnent l'épaisseur de matériau d'apport nécessaire en fonction de la qualité du sol support et de la classe de plateforme PF visée.

Hypothèses

On suppose que le sol support est homogène sur l'ensemble du tracé. En réalité, des études géotechniques détaillées sont nécessaires pour identifier les zones de faiblesse.

Donnée(s)

La donnée clé est le CBR du sol support.

  • \(\text{CBR} = 6 \%\)\)
  • Trafic : T3-
Astuces

Une règle simple : si le CBR du sol est inférieur à 10-12, une couche de forme est presque toujours une bonne idée pour assurer la qualité et la facilité du chantier.

Schéma (Avant les calculs)

On doit s'assurer que la plateforme au-dessus du sol support est suffisamment résistante.

Objectif de portance
Couche de formeObjectif : Plateforme PF2Sol support (CBR=6)
Calcul(s)

Il s'agit d'une justification qualitative. Pour un sol avec CBR=6 (classé S2/S3) et un trafic T3-, les guides de dimensionnement imposent une plateforme de classe PF2 au minimum.

Schéma (Après les calculs)

Le schéma illustre comment la couche de forme améliore la portance du sol support, créant une plateforme stable (PF2).

Rôle de la couche de forme
Charge de la chausséeCouche de Forme (PF2)Diffusion des chargesSol support (CBR=6)
Réflexions

Avec un sol support ayant un CBR de 6, on se situe à la limite d'un sol de portance moyenne. Pour garantir la pérennité de l'ouvrage et faciliter la construction, la mise en œuvre d'une couche de forme est fortement recommandée. L'objectif est d'atteindre une portance de plateforme de classe PF2 (module de déformation supérieur à 50 MPa). Cela permet de réduire les contraintes sur le sol support et d'assurer une base saine pour la GNT 1.

Points de vigilance

La portance d'un sol est très sensible à l'eau. Une plateforme PF2 doit être protégée des intempéries pendant le chantier pour ne pas perdre ses caractéristiques avant la mise en œuvre des couches de chaussée.

Points à retenir
  • La couche de forme n'est pas toujours nécessaire, mais elle est cruciale si le sol naturel est de mauvaise qualité.
  • Son objectif est d'atteindre une classe de portance de plateforme (PF) définie par le projet.
  • Elle peut être réalisée avec des matériaux d'apport ou par traitement du sol en place.
Le saviez-vous ?

Le traitement de sol en place à la chaux et/ou au ciment est une technique de plus en plus utilisée. Elle évite d'importer des matériaux de carrière et de déblayer les sols de mauvaise qualité, ce qui est très avantageux d'un point de vue économique et environnemental (bilan carbone).

FAQ
Résultat Final

Pour un sol avec un CBR de 6 et un trafic T3-, il est nécessaire de prévoir une couche de forme pour atteindre une plateforme de classe PF2.

Objectif : Plateforme support de chaussée de classe PF2
A vous de jouer

Si le sol avait un CBR de 20, la couche de forme serait-elle toujours indispensable ?


Question 5 : Alternative : Grave Traitée aux Liants Hydrauliques (GTLH)

Principe

Une alternative aux matériaux non traités (GNT) est l'utilisation de graves traitées, où un liant (ciment, laitier...) est ajouté pour améliorer considérablement les performances mécaniques. Ces matériaux sont plus rigides et plus résistants.

Mini-Cours

Les GTLH développent une résistance élevée grâce à la prise hydraulique du liant. Elles permettent de réduire significativement les épaisseurs de chaussée par rapport à une solution en GNT. Cependant, leur rigidité les rend sensibles à la fissuration thermique, ce qui nécessite souvent des couches de roulement plus épaisses ou spécifiques pour éviter la remontée des fissures.

Remarque Pédagogique

Comparer GNT et GTLH, c'est un peu comme comparer une structure en bois (souple, GNT) et une structure en béton (rigide, GTLH). Le bois est plus flexible et tolérant, le béton est plus résistant mais plus cassant. Le choix dépend de l'usage et des contraintes.

Normes

Les graves traitées aux liants hydrauliques sont définies par la norme NF EN 14227-1. Leur dimensionnement est également couvert par les guides techniques français.

Formule(s)

Le dimensionnement des chaussées rigides ou semi-rigides (avec GTLH) fait appel à des modèles mécaniques plus complexes qui calculent les contraintes de traction à la base de la couche traitée pour vérifier qu'elle ne casse pas en fatigue.

Hypothèses

On suppose que l'on a accès à une centrale de production de GTLH à une distance raisonnable du chantier et que les conditions météo permettent une mise en œuvre correcte (pas de gel, pas de fortes chaleurs).

Donnée(s)

La comparaison est qualitative, basée sur les caractéristiques intrinsèques de chaque solution.

Astuces

Une GTLH est souvent économiquement intéressante lorsque le trafic est élevé (ce qui nécessiterait de très grosses épaisseurs de GNT) ou lorsque les matériaux pour faire une bonne GNT sont rares et chers dans la région du chantier.

Schéma (Avant les calculs)

On compare deux options pour la même fonction de couche de base.

Alternative pour la couche de base
Solution 1: GNTSolution 2: GTLHVS
Calcul(s)

L'analyse est qualitative et ne requiert pas de calcul numérique dans ce cadre.

Schéma (Après les calculs)

La comparaison met en évidence le principal avantage de la GTLH : la réduction d'épaisseur.

Comparaison des épaisseurs
Structure GNT35 cmStructure GTLH22 cm
Réflexions

Comparer les deux solutions revient à un bilan avantages/inconvénients.

CritèreAvantages de la GTLHInconvénients de la GTLH
ÉpaisseurRéduction de l'épaisseur de la couche de base (ex: 20-25 cm au lieu de 35 cm).-
CoûtMoins de matériaux à transporter et à mettre en œuvre.Coût du liant et de la centrale de malaxage.
Mise en œuvreMoins sensible à l'eau pendant le chantier.Plus technique (dosage, délai de mise en œuvre). Risque de fissuration.
DurabilitéExcellente résistance à l'orniérage.Gestion de la fissuration à long terme.
Points de vigilance

La fissuration de retrait des matériaux traités est un point crucial. Si elle n'est pas maîtrisée (pré-fissuration, couches de roulement adaptées), les fissures peuvent remonter jusqu'à la surface et dégrader la route prématurément.

Points à retenir

Le choix entre GNT et GTLH est un arbitrage technico-économique. La GNT est une solution souple, simple et éprouvée. La GTLH est une solution plus rigide et performante, souvent plus économique pour les trafics élevés ou lorsque les matériaux de qualité sont rares, mais elle demande plus de technicité.

Le saviez-vous ?

Certaines GTLH modernes incorporent des fibres ou sont formulées pour être "à retrait maîtrisé" afin de limiter le problème de la fissuration. La recherche continue pour combiner la résistance des matériaux traités et la souplesse des matériaux non traités.

FAQ
Résultat Final

Pour ce projet (trafic T3-, matériaux GNT disponibles), la solution GNT reste la plus simple et la plus adaptée. La GTLH serait une option à considérer si le trafic était plus élevé (T2 ou plus).

La solution en GNT est validée comme étant la plus pertinente pour ce projet.
A vous de jouer

Pour une autoroute à très fort trafic (classe T1), quelle solution serait a priori la plus pertinente ?


Outil Interactif : Simulateur d'épaisseur

Utilisez les curseurs pour voir comment la qualité du sol (CBR) et le trafic (TJMA) influencent l'épaisseur de la couche de base requise. Les autres paramètres sont fixes.

Paramètres d'Entrée
6 %
2500 véh/j
Résultats Clés
Trafic cumulé \(N_E\) (x10^5 essieux) -
Épaisseur de GNT requise (cm) -

Quiz Final : Testez vos connaissances

1. Que mesure principalement l'indice CBR ?

2. Si le pourcentage de Poids Lourds augmente, l'épaisseur de chaussée requise...

3. Quel est le rôle principal de la couche de base en GNT ?

4. Un sol avec un CBR de 15 est considéré comme...

5. Le calcul du trafic cumulé \(N_E\) dépend-il de la durée de service de la route ?


CBR (California Bearing Ratio)
Indice empirique mesurant la résistance au poinçonnement d'un sol. Il est utilisé pour évaluer la qualité et la portance du sol support d'une chaussée.
GNT (Grave Non Traitée)
Matériau granulaire composé d'un mélange de sable, de graviers et de fines, utilisé pour constituer les couches de fondation et de base des chaussées. Il n'a pas de liant hydraulique (ciment) ou hydrocarboné (bitume).
Portance
Capacité d'un sol ou d'une structure à supporter les charges appliquées sans subir de tassements ou de déformations préjudiciables.
Couche de base
Assise de la chaussée, située directement sous la couche de roulement. Son rôle est de répartir les efforts induits par le trafic pour les rendre supportables par les couches inférieures.
Exercice VRD : Choix de Matériaux pour une Route

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