Carottage Chaussée [PDF]

Zitiervorschau

Exécution et exploitation des carottages de chaussées

méthode

Ministère de l'Équipement, du Logement, des Transports et du Tourisme

Laboratoire Central des Ponts et Chaussées

AVERTISSEMENT

Les Projets de méthode d'essai sont mis en application et diffusés, à titre expérimental, par les Chefs de division ou de service du LCPC, après examen par la Direction des programmes et applications (Délégation à la qualité des essais, la normalisation et la réglementation technique). Au bout d'une période dont la durée est normalement d'un an, les Projets de méthode d'essai sont réexaminés pour tenir compte des observations émises par leurs utilisateurs et, éventuellement, des résultats d'études complémentaires (essais interlaboratoires, qualification des matériaux d'essais...). Selon l'importance des modifications à apporter, ils sont alors reconduits à titre de projets pour une nouvelle période d'essai, soit transformés en Méthodes d'essai LPC ou proposés à l'AFNOR comme projet de norme. Les Méthodes d'essai LPC sont approuvées par le Directeur du LCPC après qualification par la Délégation à la qualité des essais, la normalisation et la réglementation technique, et diffusés par la Section des publications du Service de l'information scientifique et technique.

Exécution et exp oitation des carottages de chaussées

Mgthode d'essai IbPC no43

Novembre 1996

Laboratoire Central des Ponts et Chaussées 58,bd Lefebvre, F 75732 Pans Cedex 15

Ce document a été préparé par M. Lepert, du LCPC de Nantes, avec le concours de : MM.

Paillard du LRPC d'Autun Destombes du LROP Robert du LRPC de Saint-Brieuc Nass du LRPC de Strasbourg Rapaud du LRPC d'Aix-en-Provence Noret du CECP d'Angers

Diffusion : Document disponible au : Laboratoire central des Ponts et Chaussées IST-Bureau de vente 58, boulevard Lefebvre, F 75732 Paris Cedex 15

Téléphone : 01 40 43 52 26 Télécopie : 01 40 43 54 95 Serveur internet LCPC : http://www.lcpc.inrets.fr/

Prix :

120 FF

Ce document est propriété de l'Administration et ne peut être reproduit, même partiellement, sans l'autorisation du directeur du Laboratoire central des Ponts et Chaussées (ou de ses représentants autorisés). O 1996 - LCPC

Objet de la méthode Domaine d'application Références Principe général de la méthode Appareillage

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Contrôle de l'épaisseur des couches traitées uches et interfaces de chaussées à assise traitée Caractérisation des fissures de chaussées à assise traitée

Les carottages sont des essais destructifs très riches en information sur l'état des couches traitées (aux liants hydrauliques ou bitumineux) des chaussées. Ils renseignent tant sur l'épaisseur et l'état des couches traitées que sur celui des interface; ou des fissures. Pour pouvoir exploiter ces informations dans des systèmes d'analyse automatique, il est nécessaire de les codifier. La présente méthode s'attache à définir les conditions d'exécution des carottages routiers, et les règles de codification, voire d'agrégation, des observations faites lors de ces essais.

Les présentes méthodes définissent la façon d'exécuter et d'exploiter les carottages dans le cadre d'études routières.

Le présent document décrit les modes opératoires à retenir selon la fonction que doit remplir l'essai de carottage. Ces modes opératoires sont notés C l à C3 pour bien rappeler qu'ils sont en rapport avec l'essai de carottage.

Contrôle d'epaisseur

Analyse des couches et interfaces

Analyse des fissures

[ l ] MINISTÈRE DE L'ÉQUIPEMENT, Direction des routes, Direction de la sécurité et de la circulation routières, Service d'études techniques des routes et autoroutes, Exploitation sous chantier, les alternats, guide technique.

[2] MINISTÈRE DE L'ÉQUIPEMENT, Laboratoire régional des Ponts et Chaussées de Rouen, Notice d'utilisation du radar pulsé monostatique. [3]

Service d'études techniques des routes et autoroutes, (1993), Signalisation temporaire - Manuel du chef de chantier, mars, T . 1-4.

MINISTÈRE DE L'ÉQUIPEMENT,

FUMET (I.G.)

[4] «Notice d'utilisation de la carotteuse du CECP d'Angers», CECP Angers.

LLI Essai de carottage Le carottage est un essai qui consiste à découper et à extraire d'une chaussée un échantillon cylindrique, appelé carotte. L'observation visuelle de la carotte, et de la paroi de la cavité ainsi pratiquée dans la chaussée, permet de connaître la nature et l'état des matériaux. On déduit notamment de cet essai les caractéristiques suivantes : pour chaque couche de matériau, l'épaisseur, Ep, l'indice d'état du matériau, IEM, et si une fissure traverse la carotte, l'indice d'état de la fissure, IEF ; * pour chaque interface, l'indice IEI d'état de l'interface.

Les couches et interfaces sont numérotées en ordre croissant du haut vers le bas.

L e carottage doit théoriquement être effectué perpendiculairement à la chaussée. En pratique, l'inclinaison par rapport à cette perpendiculaire doit être inférieure à 10'. Le matériel (cJ: «Appareillage» ci-dessous) est mis en oeuvre selon sa notice d'utilisation (par exemple [4]), avec un carottier adapté au matériau à carotter. La poussée verticale sur l'outil, la vitesse de rotation et le débit d'eau seront choisis en fonction de ce carottier, et de l'état de cohésion des couches à traverser. Tout signe de rupture de la carotte pendant l'opération (choc, modification brutale de la vitesse de carottage, coincement du carottier, etc.) doit entraîner l'arrêt du carottage, la remontée du carottier pour extraction partielle de la carotte et, le cas échéant, le nettoyage de la cavité. Une fois le carottage pratiqué jusqu'au fond de l'assise, on relève le carottier. La carotte est soit extraite du carottier, soit extraite de la cavité à l'aide de la pince. La carotte est déposée dans un coffret prévu à cet effet. Lorsqu'elle se présente en plusieurs morceaux, ceux-ci sont installés dans l'ordre de bas en haut, dans la mesure du possible.

Une fois le carottage achevé, la carotte extraite de la cavité et reconstituée dans son coffret, l'observation porte, selon les modes opératoires, sur les dimensions et l'état d'intégrité de la carotte, et sur l'apparence de la paroi de la cavité de carottage. En fonction de ces observations, on note chaque couche et chaque interface selon une codification décrite en annexe. 11 est en outre recommandé de photographier la carotte reconstituée dans son coffret, ainsi que la cavité de carottage.

Les carottages sont effectués avec une carotteuse type CECPA, ou équivalent. Sauf spécification contraire explicite, ils sont toujours réalisés à l'eau. La carotteuse doit être capable de traverser l'épaisseur de la chaussée dans le diamètre requis par l'application. Elle doit être stable pendant l'essai. Sa broche doit être équipée d'un dispositif de contrôle et d'affichage en continu de la vitesse de rotation et de la poussée permettant d'optimiser la coupe avec le carottier choisi. Cette broche, stable dans son porte-broche, doit aider au centrage du carottier de sorte qu'il ne vibre pas pendant l'essai. Il est recommandé de ne pas tolérer un excentrement supérieur à + 1 % du diamètre du carottier. Le matériel accessoire doit comprendre : - une équerre d'angle permettant de s'assurer de l'orientation du carottage par rapport à la surface de la chaussée (cf. «Condition d'exécution des carottages»), -

d'une pince permettant, le cas échéant, d'extraire les carottes sans les détériorer,

- un appareil photographique.

Le matériel peut aussi comprendre un endoscope pour l'observation fine de la paroi de la cavité.

La présente méthode d'essai s'applique exclusivement au contrôle de l'épaisseur et de la nature des couches de chaussée traitées aux liants hydrauliques ou bitumineux.

Le carottage donne l'épaisseur et la nature de chaque couche d'assise traitée.

W !mp!ân%atiQnd e essais L'implantation des essais est essentiellement fonction du contexte d'intervention. Elle peut être guidée par l'examen des informations disponibles sur les chaussées à investiguer. Dans tous les cas, on fera au minimum un carottage par 250 mètres. Ces carottages seront exécutés dans l'axe d'une voie, sauf spécification contraire justifiée par l'objectif de l'essai.

M Caractéristiques des appareils d'essai La carotteuse et les carottiers doivent être en bon état, de sorte que l'opération de carottage ne soit pas à l'origine d'une dégradation anormale de la carotte ou de la cavité, qui gênerait ou rendrait imprécises les mesures d'épaisseur. Le diamètre de carottage sera supérieur à 90 millimètres.

B i Déroulement de ['essai L'essai comprend quatre phases qui doivent être exécutées en respectant les conditions décrites dans les paragraphes «Condition d'exécution des carottages» et «Conditions d'observation des carottages»: - la mise en place de la carotteuse, - l'exécution du carottage proprement dit, - l'extraction de la carotte, -

l'observation de la carotte et de la cavité de carottage.

La mesure d'épaisseur n'est pratiquée exclusivement sur la carotte que lorsque celle-ci est intacte. Sinon, elle doit être confirmée par une mesure dans la cavité de carottage.

M E~ploitationindividuelle des essais L'exploitation consiste à relever la position longitudinale précise de chaque essai par rapport au système de repérage (profil, PK ou PR), et la position transversale par rapport : - au bord externe de la bande blanche de rive lorsque celle-ci est présente, - au bord de rive du revêtement de la chaussée dans le cas contraire.

Elle se poursuit par le report, sur une fiche-type, des mesures faites sur la carotte, voire sur les parois de carottage.

Lorsque plusieurs carottages ont été faits pour caractériser une même zone a priori homogène en nature de structure, et si l'observation des carottages confirme cette homogénéité, l'agrégation des paramètres au niveau de la section se fait en déterminant la moyenne et l'écart-type de l'épaisseur de chaque couche. Dans le cas où la section apparaît comme hétérogène en nature, on la subdivisera en sous-sections homogènes et on caractérisera chaque sous-section selon les règles indiquées ci-dessus.

M P o ~ dchaque essai individuel, les résultats sont présentés sur un fichier informatique comprenant notamment :

«PR (PK, profil) + abscisse» de l'essai, - abscisse transversale de l'essai, comptée depuis la rive de la chaussée, - date de l'essai, - température ambiante, - nombre de couches traitées identifiées ; -

polir cllaclue coiiche icleiititi6e : - épaisseur moyenne de la couche, -

nature du matériau.

Ri! Pour chaque section Ihomogkne, les résultats sont présentés sur un fichier informatique comprenant notamment :

+ abscisse» de début de la section, «PR (PK, profil) + abscisse» de fin de la section, - nombre d'essais sur la section, - référence de chaque essai sur la section, - nombre de couches traitées identifiées sur la section ;

- «PR (PK, profil) -

~ x ~ ch:icl~~ecouclîe ~ii' idciitifi6c : - épaisseur moyenne de la couche, - écart-type sur cette épaisseur, - nature du matériau.

Les essais sont toujours pratiqués sur une chaussée neutralisée sur une ou deux voies selon l'implantation des carottages dans le profil en travers. Le chantier doit être signalisé et protégé selon les règles en vigueur [ l , 2, 31. Le port des vêtements de signalisation est obligatoire pour tout le personnel . Ceci ne retire rien de la responsabilité du gestionnaire de la route, celui-ci doit être informé des dates et des emplacements des essais.

Cette méthode d'essai produit deux fichiers par essai, et deux fichiers par zone homogène, le cas échéant.

Dans cet exemple, l'essai vise à contrôler la nature et à déterminer l'épaisseur des différentes couches d'une chaussée semi-rigide.

ideniiiiâalion d'un essai

Réçuitats d'un essai

Ce qui suit présente les résultats d'essais de carottage sur une section homogène. Quatre carottages «hors fissure» ont été réalisés et pris en compte.

identification de la section homogène

Résultats sur la section homogène Couche no 1

1

Couche no2

1 Couche n o 3

1

1--

- - - - - - -

i

Épaisseur moyenne (cm)

i

8

i i i i

Écart-type sur épaisseur (cm)

i

1

Nature matériau É~aisseurrnovenne (cm)

i i

15

1

Écart-type sur épaisseur (cm)

i

1

1

i i i i

Nature matériau

i i i

GH

i ~ a i s s e u rnovenne r (cm) Écart-type sur épaisseur (cm) Nature matériau

BB

15 1,5

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