Catalogue Sénégal - Novembre 2015 [PDF]

Zitiervorschau

République du

Sénégal

Un Peuple - Un But - Une Foi

Ministère des Infrastructures des Transports Terrestres et du Désenclavement

Catalogue de structures de chaussées neuves et Guide de dimensionnement des chaussées au Sénégal

Juin 2015

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Juin 2015

Catalogue de structures de chaussées neuves et Guide de dimensionnement des chaussées au Sénégal

Fascicule A | Généralités

Fascicule B | Hypothèses de dimensionnement

Fascicule C | Tableaux de structure

Fascicule D | Fiches matériaux

Fascicule E | Méthode de dimensionnement

Fascicule F | Guide de dimensionnement

Fascicule G | Annexes

Sommaire

Sommaire Fascicule A Préambule 9 1. Généralités

13

Fascicule B 2. Détermination de la classe de trafic NE

19

3. Détermination de la classe de plateforme support de chaussée

27

4. Types de structure

37

5. Choix de la couche de surface

39

Fascicule C 6. Tableaux de structures de chaussées neuves

43

Fascicule D 7. Fiches matériaux

61

Fascicule E 8. Méthode et hypothèses de dimensionnement des chaussées neuves revêtues 121

Fascicule F 9. Renforcements des chaussées revêtues

129

10. Routes en terre

143

11. Routes urbaines

149

12. Profil en travers, accotements, drainage

151

13. Entretien

161

Fascicule G 14. Annexes

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Sommaire

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Sommaire

Tables des illustrations Figure 1 - Constitution d’une structure de chaussée........................................................................ 13 Figure 2 - Carte géotechnique du Sénégal [99]............................................................................... 15 Figure 3 - Températures mesurées à Dakar et Kaolack à différentes profondeurs d’une chaussée bitumineuse épaisse [207]............................................................................................. 17 Figure 4 - Position des postes de pesage [129].............................................................................. 25 Figure 5 - Nature des sols de plateforme des chaussées existantes................................................. 29 Figure 6 - Zones de classement des sols traités au ciment en couche de forme [112]....................... 33 Figure 7 - Relations entre le module et le CBR d’un sol................................................................... 36 Figure 8 - Classification mécanique des GLc1 et GLc2 ................................................................... 71 Figure 9 - Modélisation de la charge de référence......................................................................... 122 Figure 10 - Etat apparent d’une chaussée [103]............................................................................. 132 Figure 11 - Exemple de calcul de CBR corrigé pour une route en terre [102].................................... 145 Figure 12 - Road Research Laboratory – Dimensionnement des routes en terre [102]....................... 146 Figure 13 - Profil en travers type 2x2 voies..................................................................................... 152 Figure 14 - Profil en travers type 2x1 voies..................................................................................... 152 Figure 15 - BD revêtue.................................................................................................................. 154 Figure 16 - Accotements - matériaux de couche de base imperméables [102]................................. 156 Figure 17 - Accotements - matériaux de couche de base perméables [102]..................................... 157

Table des photos Photo 1 - Photo 2 - Photo 3 - Photo 4 - Photo 5 - Photo 6 - Photo 7 - Photo 8 - Photo 9 - Photo 10 - Photo 11 - Photo 12 - Photo 13 - Photo 14 - Photo 15 - Photo 16 - Photo 17 - Photo 18 -  Photo 19 - Photo 20 - Photo 21 - Photo 22 - Photo 23 -

Route départementale 701 Sindia Thiès.......................................................................... 13 Paysage sénégalais (région de Matam) .......................................................................... 18 RN1: section Kaolack - Tambacounda ............................................................................ 20 Travaux de construction de l’autoroute Dakar - DiamNiadio ............................................. 21 RN6 : section Zinguinchor - Kolda .................................................................................. 25 Travaux de terrassement de la RN1: section Mbirkilane - Tambacounda............................ 30 Travaux de couche de forme sur l’autoroute Dakar - Diam Niadio..................................... 35 Granulats du Sénégal .................................................................................................... 64 Latérite de Kolda........................................................................................................... 66 Gisement de latérite de Sindia en exploitation ................................................................ 70 Banco-coquillage de St Louis......................................................................................... 86 Centrale d’enrobage mobile pour l’Autoroute Dakar - DiamNiadio .................................... 96 Mise en œuvre des enrobés sur les voies d’accès à l’aéroport international Blaise Diagne AIBD à Ndiass .............................................................................................................. 97 Pavés de béton autobloquants ..................................................................................... 113 Chaussée en pavés béton............................................................................................ 113 Pavés de béton autobloquants .................................................................................... 113 Epandage d’une couche d’accrochage sur la RN1 : section Mbirkilane - Tambacounda.... 118 Chaussées très dégradées (RN1 section Kaffrine-Kaolack ; RN1 Traversée de Rufisque; RN1 section Bargny-Rufisque) ..................................................................................... 133 Mesure de déflexion au déflectographe ........................................................................ 136 Piste non revêtue : région de Thiès .............................................................................. 144 Route sénégalaise en agglomération à Saint Louis du Sénégal....................................... 149 Chaussée urbaine à Kaolack ....................................................................................... 150 Accotements revêtus sur la RN2 section Saint Louis – Rosso ........................................ 155

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Sommaire

Tables des tableaux Tableau 1 - Tableau 2 - Tableau 3 - Tableau 4 - Tableau 5 - Tableau 6 - Tableau 7 - Tableau 8 - Tableau 9 -

Particularité des quatre climats types au Sénégal............................................................ 16 Principaux résultats des mesures de température sur le site de Dakar et Kaolack [207]..... 17 Classe de trafic Ti [108]................................................................................................. 20 Coefficient de réparation transversale [102, 108]............................................................ 21 Classe de trafic Ci......................................................................................................... 26 Classes d’arase de terrassement [112, 118]................................................................... 28 Dimensionnement de la couche de forme non traitée [102] ............................................. 32 Dimensionnement de la couche de forme traitée [112].................................................... 32 Détermination de la classe mécanique d’un matériau traité en fonction de ses caractéristiques et de son mode de fabrication................................................................ 33 Tableau 10 - Limites inférieures des zones 1 à 5 [112]....................................................................... 33 Tableau 11 - Classes de plate-forme [118, 119, 123]......................................................................... 35 Tableau 12 - Epaisseur de la couche de surface en béton bitumineux .................................................. 40 Tableau 13 - Epaisseur des enrobés de la couche de surface ............................................................. 41 Tableau 14 - Performances des différentes techniques en couche de roulement [123] [154]................. 42 Tableau 15 - Fuseau granulométrique GL........................................................................................... 67 Tableau 16 - Spécifications GL et GLli................................................................................................ 68 Tableau 17 - Limites inférieures des classes mécaniques : T1 à T5...................................................... 71 Tableau 18 - Caractéristiques de dimensionnement GL, GLli et GLa...................................................... 73 Tableau 19 - Caractéristiques de dimensionnement GLc...................................................................... 74 Tableau 20 - Plan de contrôle mise en œuvre latérite ......................................................................... 76 Tableau 21 - Fuseau granulométrique GNT 0/31.5.............................................................................. 78 Tableau 22 - Fuseau granulométrique GNT 0/20................................................................................. 78 Tableau 23 - Fuseau granulométrique GNT 0/14................................................................................. 78 Tableau 24 - Spécifications des granulats pour GNT............................................................................ 79 Tableau 25 - Caractéristiques de dimensionnement GNT B [108]......................................................... 79 Tableau 26 - Plan de contrôle granulats pour GNT B............................................................................ 80 Tableau 27 - Plan de contrôle fabrication GNT B................................................................................. 80 Tableau 28 - Exemple de calcul de la compacité d’une GC.................................................................. 82 Tableau 29 - Fuseau granulométrique GC 0/14.................................................................................. 82 Tableau 30 - Fuseau granulométrique GC 0/20.................................................................................. 82 Tableau 31 - Fuseau granulométrique GC 0/31.5................................................................................ 82 Tableau 32 - Spécifications granulats pour GC..................................................................................... 83 Tableau 33 - Caractéristiques de dimensionnement GC-T3 et SC-T2 [108]........................................... 85 Tableau 34 - Spécifications BQ.......................................................................................................... 86 Tableau 35 - Caractéristiques de dimensionnement BQc..................................................................... 88 Tableau 36 - Spécifications granulats pour bétons............................................................................... 89 Tableau 37 - Caractéristiques de dimensionnement BC2 et BC5 [108]................................................. 90 Tableau 38 - Plan de contrôle fabrication bétons................................................................................. 90 Tableau 39 - Plan de contrôle mise en œuvre bétons.......................................................................... 91 Tableau 40 - Contenu des épreuves de formulation............................................................................. 92 Tableau 41 - Spécifications GB.......................................................................................................... 93 Tableau 42 - Composition granulométrique visée GB [159].................................................................. 93 Tableau 43 - Spécifications granulats pour GB.................................................................................... 94 Tableau 44 - Caractéristiques de dimensionnement GB [108].............................................................. 97 Tableau 45 - Plan de contrôle granulats pour GB................................................................................. 98 Tableau 46 - Plan de contrôle bitume pour GB.................................................................................... 98 Tableau 47 - Plan de contrôle fabrication GB....................................................................................... 99 Tableau 48 - Plan de contrôle mise en œuvre GB................................................................................ 99 Tableau 49 - Spécifications EME...................................................................................................... 101

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Sommaire

Tableau 50 - Caractéristiques de dimensionnement EME [108]........................................................... 102 Tableau 51 - Spécifications BBSG..................................................................................................... 104 Tableau 52 - Composition granulométrique visée BBSG [159]............................................................. 104 Tableau 53 - Spécifications granulats pour BBSG............................................................................... 104 Tableau 54 - Caractéristiques de dimensionnement BBSG.................................................................. 105 Tableau 55 - Plan de contrôle mise en œuvre BBSG........................................................................... 106 Tableau 56 - Spécifications du sable enrobé...................................................................................... 107 Tableau 57 - Composition granulométrique du sable naturel............................................................... 108 Tableau 58 - Spécifications sable concassé....................................................................................... 108 Tableau 59 - Caractéristiques des ESU.............................................................................................. 111 Tableau 60 - Spécifications gravillons ESU......................................................................................... 111 Tableau 61 - Spécifications pavés en béton....................................................................................... 113 Tableau 62 - Caractéristiques de dimensionnement des pavés en béton............................................. 115 Tableau 63 - Plan de contrôle fabrication des pavés........................................................................... 115 Tableau 64 - Plan de contrôle des pavés posés................................................................................. 116 Tableau 65 - Caractéristiques du liant fluidifié.................................................................................... 118 Tableau 66 - Contrôle constituants.................................................................................................... 119 Tableau 67 - Contrôle épandage....................................................................................................... 119 Tableau 68 - Nature des interfaces................................................................................................... 124 Tableau 69 - Valeurs du coefficient Ks [108]...................................................................................... 125 Tableau 70 - Valeurs de risque r....................................................................................................... 126 Tableau 71 - Classification de l’état apparent de la chaussée [103]................................................... 132 Tableau 72 - Classes de fissuration et faïençage [120]....................................................................... 132 Tableau 73 - Classes d’orniérage dans les bandes de roulement et des affaissements de rive [120]..... 132 Tableau 74 - Etat des matériaux carottés [120].................................................................................. 134 Tableau 75 - Qualité des interfaces [120].......................................................................................... 134 Tableau 76 - Relation déflexion et portance de la plate-forme [103].................................................... 136 Tableau 77 - Classe de déflexion caractéristique pour les chaussées souples [120]............................. 136 Tableau 78 - Qualité des structures Qi [103]..................................................................................... 138 Tableau 79 - Correspondance Qi (Qualité de la chaussée) et di (niveau de déflexion) [103]................... 138 Tableau 80 - Qualité des structures Qi selon la méthode VIZIR [124]................................................... 139 Tableau 81 - Fuseaux granulométriques [102]................................................................................... 147 Tableau 82 - Perte annuelle de matériaux en fonction du trafic, du site et de la pluviométrie [124]....... 148 Tableau 83 - Largeur de la couche de forme sur une plateforme dérasée............................................ 152 Tableau 84 - Pente des bords des couches de chaussée [119]........................................................... 153 Tableau 85 - Sur-largeurs de chaussée [119].................................................................................... 153

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Fascicule A

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Fascicule A | Généralités Préambule 1. Généralités

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Préambule

Préambule Contexte Au Sénégal, les transports sont placés au cœur des stratégies de développement, avec l’élaboration de politiques sectorielles sous-tendues par des investissements massifs dans les infrastructures et les services. Une stratégie intégrée, accompagnée de réformes structurelles, vise notamment à accroître la qualité des services de transport afin de soutenir dans les meilleures conditions l’accessibilité et la mobilité des biens et des personnes et, au-delà, le développement socio-économique et la préservation de l’environnement. Le secteur des transports au Sénégal est dominé par une prééminence du domaine routier où beaucoup d’investissements ont été faits ces dernières années. Les infrastructures routières se sont développées grâce à la mise en œuvre de programmes sectoriels sur les transports. Le deuxième Programme Sectoriel des Transports (PST2), entré en vigueur en 2000, vise principalement une efficacité des services et une amélioration des infrastructures. Ce programme répond aux objectifs de la stratégie de réduction de la pauvreté et au souci de protéger l’environnement. C’est dans ce cadre et dans le but d’améliorer l’efficacité globale de la gestion des routes, qu’est apparue la nécessité : hhD’une part, de définir les modalités du dimensionnement des chaussées dans le contexte Sénégalais, hhD’autre part, d’établir sur cette base un catalogue Sénégalais de structures types de chaussées neuves. En effet, en l’absence d’un tel référentiel technique, le dimensionnement des chaussées au Sénégal s’appuie habituellement sur des ouvrages spécialisés capitalisant les expériences vécues dans les pays des zones tropicales. Au-delà de la synthèse des conditions géotechniques et de mise en œuvre des matériaux que représentent ces retours d’expériences, il demeure qu’ils ne prennent que très partiellement en compte les spécificités du contexte routier Sénégalais. Les structures de chaussées auxquelles ils aboutissent ne reflètent pas toujours les conditions locales d’exécution des travaux et encore moins une utilisation optimale des matériaux disponibles localement. La définition d’un référentiel commun est nécessaire pour les approches relatives au dimensionnement des chaussées et minimise ainsi les écarts et les risques de surcoûts que peuvent engendrer l’application ou l’utilisation de différentes méthodes et théories dans le pays. Le présent document constitue ce référentiel de dimensionnement des chaussées commun aux différents intervenants du secteur routier. Il s’appuie en grande partie sur la méthode française de dimensionnement des chaussées, méthode rationnelle largement répandue et reconnue dans la sous-région dont le paramétrage permet une prise en compte du contexte routier Sénégalais (climat, trafic, matériaux). Ce document se substitue donc aujourd’hui à certains guides utilisés auparavant (notamment le guide pratique de dimensionnement des chaussés pour les pays tropicaux du CEBTP [102]). Il facilitera les prises de décisions de l’Administration en termes de gestion du réseau routier Sénégalais et permettra également d’optimiser l’utilisation des matériaux locaux.

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Préambule

Cependant, l’étude réalisée ayant pour résultat l’établissement de ce document, ne saurait donner une réponse à toutes les interrogations que suscite la construction routière. Le dimensionnement de la structure de chaussée ne constitue qu’une phase dans l’élaboration d’un projet routier. Au-delà des réponses apportées par le présent document en termes de dimensionnement, de bonnes connaissances et pratiques de l’ensemble des composantes de la construction routière sont requises. Le présent document synthétise les travaux menés dans le cadre du marché CC1/0351/ AGR passé entre Agéroute Sénégal et le groupement Egis – Ifsttar – Sénélabo. Il a été rédigé par un groupe de travail constitué de : hhPour Egis : Camille BOURDON (pilote du groupe de travail), Annamaria VARGA, JeanPierre RAYBAUD et Yvan CASAN, hhPour Ifsttar : Jean-Maurice BALAY et Yves BROSSEAUD, hhPour Sénélabo : Jean-Christophe ANDRE, Serigne Sam SAMB, Alain Bertin AZAINON, Joseph MENDY et Raoul AHOUANDJINOU. Sa validation a été assurée par Agéroute Sénégal (Ousmane Faye (chef de projet), Lamine CISSE et Ibrahima Ndiaye) en juin 2015.

Domaine d’application Le présent document s’applique principalement au dimensionnement des chaussées neuves revêtues pour un trafic cumulé d’au moins 50 000 essieux de référence de 130 kN. Le dimensionnement des renforcements et le dimensionnement des routes non revêtues y sont abordés de manière sommaire. Toutes les catégories de routes sont concernées, de l’autoroute à la voirie urbaine secondaire, circulées par des poids lourds et des véhicules légers. Ce document traite des structures types suivantes : hhstructure souple ; hhstructure bitumineuse épaisse ; hhstructure semi-rigide ; hhstructure rigide en béton de ciment. Pour ces quatre familles de structures et pour les chaussées neuves exclusivement, le document inclut un catalogue de structures types. Ce catalogue constitue une application concrète des principes et des modalités de dimensionnement présentées dans ce document. En proposant au concepteur un ensemble de structures pré-calculées, le catalogue a pour objectif de lui éviter, d’une part, une connaissance approfondie de l’ensemble des règles de dimensionnement, et d’autre part, la réalisation de calculs numériques plus ou moins fastidieux, facilitant ainsi la comparaison entre les différentes solutions possibles pour un projet donné. Ce document ne traite pas : hhde l’établissement du profil en long, hhdes structures inverses dont l’utilisation ne se justifie pas dans le contexte du Sénégal, ni des structures mixtes, très rarement utilisées au Sénégal, hhdu dimensionnement des chaussées spéciales (plateformes industrielles et portuaires, chaussées aéronautiques, voies de transport en commun en site propre, etc.), hhdes voiries piétonnes et des pistes cyclables. Certaines structures proposées dans le catalogue nécessiteront la réalisation d’un ou plusieurs chantiers expérimentaux pour le suivi de leur comportement in situ avant d’être généralisées (structures rigides et semi-rigides, structures EME).

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Préambule

Certaines hypothèses nécessiteraient également des investigations complémentaires (notamment la détermination du taux de croissance du trafic et du coefficient d’agressivité moyenne, le dimensionnement de la couche de forme, la réalisation d’essais de fatigue sur les matériaux traités au ciment).

Composition du document Le document est structuré de la manière suivante : hhChapitre 1 : Généralités sur le contexte routier Sénégalais (géologie, climat) hhChapitres 2 à 8 : Catalogue de structures de chaussées neuves L’utilisation du catalogue de structures nécessite la détermination préalable des hypothèses nécessaires à son application, définies pas-à-pas dans chacun des chapitres 2 à 5 : classe de trafic, classe de plateforme, type de structure et nature de la couche de surface. Les tableaux de structures, regroupés au chapitre 6, sont définis à partir du trafic que devra supporter la chaussée et de la portance de la plateforme support de chaussée. Le trafic est exprimé en nombre cumulé d’essieux de référence (NE) évalué sur la durée de calcul retenue (compte tenu des incertitudes sur le coefficient d’agressivité moyenne (CAM), il ne sera pas fait référence au trafic poids lourd journalier). La portance du massif support est définie par la classe de la plate-forme (PF1 à PF4) représentative du module d’élasticité de ce massif après mise en service de la chaussée. Les fiches des principaux matériaux utilisés en technique routière au Sénégal sont présentées au chapitre 7. Elles présentent pour chaque matériau : l’utilisation, le domaine d’emploi, les caractéristiques générales, la formulation, la fabrication, la mise en œuvre, les caractéristiques de dimensionnement retenues pour le calcul des structures et enfin les spécifications de contrôle. Le chapitre 8 explicite la méthode de dimensionnement et les hypothèses retenues. Il offre ainsi la possibilité de calculer les structures proposées ou prenant en compte des hypothèses de dimensionnement différentes de celles retenues sous réserve de justifications détaillées. hhChapitres 9 à 13 : Guide de dimensionnement des chaussées

En complément du catalogue de structures de chaussées neuves, le document décrit la démarche générale de dimensionnement pour les renforcements de chaussées souples, la conception des routes non revêtues, la prise en compte des particularités des chaussées urbaines. Enfin, le guide précise certaines règles générales liées à la conception géométrique, à l’assainissement et à l’entretien des routes. hhLes annexes regroupent : un glossaire, les unités de mesure, les sigles et notations,

les références normatives, la bibliographie, un exemple d’utilisation du catalogue, un exemple de calcul du CAM, le principe de calcul de la température équivalente, la codification des granulats, les cartes du Sénégal (régions, villes, géotechnique). Le lecteur trouvera ainsi la définition de la majorité des termes techniques utilisés dans ce document en « annexe A Glossaire », ainsi que la liste des abréviations, en « annexe C Sigles et notations ».

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Préambule

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Généralités

1. Généralités Constitution d’une chaussée : terminologie Les structures de chaussée sont constituées de plusieurs couches comme l’indique la Figure 1. Couche de roulement Couche de liaison (éventuelle)

Corps de chaussée

Couche de base Couche de fondation (éventuelle)

Plateforme de chaussée, notée PF

} }

Couches de surface

Couches d’assise

Couche de forme (éventuelle)

Arase de terrassement, notée AR

Partie supérieure des terrassements, notée PST

Figure 1 - Constitution d’une structure de chaussée

Photo 1 - Route départementale 701 Sindia Thiès

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1Généralités Nature et cartographie des sols supports au Sénégal Sur la majeure partie du territoire, se trouvent : hhles sols argilo-marno-calcaires (formation de Matam, formation de Ziguinchor) ou marno-calcaires (formation de Lam Lam, formation de Taïba, formation de Dlanah Malari), hhles alluvions fluviales (fleuves Sénégal, Gambie, Ferlo), hhles sols grès-argiles (formation du Saloum), hhles sables dunaires (littoral et continental). Apparaissent également : hhles vases et les sables coquillers (St Louis, Saloum, Casamance), hhles calcaires. En se rapprochant de la presqu’île de Cap Vert, quelques petites zones se distinguent avec : hhles matériaux volcaniques, hhles marnes argileuses (formation de Thiès), les calcaires coquillers (formation de Poponguine), les grès et argiles (formation de Diass), les marno-calcaires (formation de Bargny).

De ce fait, la carte géotechnique du Sénégal (Figure 2) met en évidence : hhune prédominance de sols latéritiques (cuirasse ferrugineuse : en rouge sur la carte), hhdu calcaire ou marno-calcaire, des dépôts coquillers localisés (en bleu sur la carte), ou grès calcareux, hhdes argiles, marnes (en noir sur la carte) et sables argileux, hhdes sables fins (dunaires), hhdes alluvions fluviales et marines (vases, sables, limons) localisées, hhquelques zones rocheuses (grès, granite et diorite), voire de roches dures (basalte, dolérite, quartzite, tuf, jaspe) (en marron sur la carte). La carte est également présentée en annexe J.

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Généralités

Figure 2 - Carte géotechnique du Sénégal [99]

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1Généralités Zones climatiques Climat type On peut distinguer quatre climats types au Sénégal (Tableau 1) du nord au sud : hhSahélien, hhSoudano-sahélien, hhSoudanien, hhSoudano-guinéen. Au sud, il s’agit d’un climat tropical avec alternance de saisons sèches et humides. Au nord, le climat est semi-aride.

Vents dominants Les vents dominants sont principalement les vents : hhDu sud-ouest (Mousson), hhDu nord-est (Harmattan), hhDu nord-ouest (Alize). A Dakar, la vitesse du vent est en moyenne annuelle de 4.5 m/s (1.25 km/h) : les plus faibles vitesses sont enregistrées en septembre et les plus fortes en mars [100].

Température A Dakar, la température annuelle moyenne de l’air était de 25°C entre 2002 et 2011. Elle varie en moyenne mensuelle de 17°C à 32°C [100]. Sur Tamba ou Kaolack, cette température est plus proche de 30°C [100]. Les cycles saisonniers et journaliers de température qui influent sur les caractéristiques mécaniques des matériaux bitumineux sont pris en compte à travers une température équivalente. Le Tableau 2 et la Figure 3 ci-après fournissent les principaux résultats (moyenne, minimum, maximum) obtenus sur les deux chaussées bitumineuses instrumentées à Dakar du 10/7/12 au 29/11/13 et Kaolack du 9/9/12 au 15/12/13. La valeur de 34°C retenue dans le présent document est identique pour l’ensemble du Sénégal, pour toutes les couches d’enrobés, quelles que soient leur épaisseur et leur formulation [207].

Tableau 1 - Particularité des quatre climats types au Sénégal

Sahélien

37 à 42

SW (Mousson) / NE (Harmattan)

Soudano-sahélien

23 à 39

NW (Alizé) / NE (Harmattan) / SW (Mousson)

Soudanien

22 à 40

NE (Harmattan) / SW (Mousson)

Pluviométrie Fleuves à proximité (mm/an) Rivière Ferlo 200 à 500 Fleuve Sénégal Atlantique 200 à 300 Le Sine 600 à 800 Fleuve Gambie

28

NE (Harmattan) / SW (Mousson)

1000 à 1500

Climat type

Soudano-guinéen

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Température annuelle moyenne (°C)

Direction prédominante des vents

Fleuve Casamance

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Généralités

Tableau 2 - Principaux résultats des mesures de température sur le site de Dakar et Kaolack [207]

Zsonde (m) 0.01 0.03 0.05 0.09 Profil P1 A Dakar 0.14 0.2 0.27 0.36 0.01 0.03 0.05 0.08 Profil P2 A Kaolack 0.11 0.15 0.2 0.25 T° Corps noir Météo A Dakar T°Air T° Corps noir Météo A Kaolack T°Air

Tmin (°C) 15.8 17.8 19.5 20.0 23.1 24.1 25.2 26.8 17.6 18.9 19.2 23 24.3 25.9 27.1 27.8 10.7 12.4 13.9 15.1

Date Heure 07/01/2013 07:57 07/01/2013 08:12 07/01/2013 08:27 22/11/2013 08:58 07/01/2013 09:57 27/01/2013 10:40 27/01/2013 12:10 27/01/2013 13:55 07/01/2013 07:39 07/01/2013 07:54 13/12/2013 07:54 13/12/2013 08:24 07/01/2013 09:09 07/01/2013 10:09 26/01/2013 10:07 26/01/2013 10:52 07/01/2013 06:27 07/01/2013 07:42 07/01/2013 07:24 07/01/2013 07:39

Tmax (°C) 59.5 53.7 51.2 47.7 44.8 41.6 39.3 39.1 64.2 61.5 56.8 52.3 49.9 46.5 43.6 42.7 53.2 40.0 62.8 47.3

Date Heure 06/10/2013 14:43 31/07/2012 15:48 31/07/2012 16:03 31/07/2012 16:18 06/10/2013 18:28 06/10/2013 19:58 08/10/2012 21:49 23/10/2013 00:28 31/03/2013 15:01 31/03/2013 15:31 07/05/2013 15:46 19/05/2013 16:46 19/05/2013 17:01 19/05/2013 18:01 07/05/2013 20:16 19/05/2013 20:31 03/11/2012 14:19 03/11/2012 13:04 07/05/2013 15:01 07/05/2013 15:01

Moyenne (°C) 34.1 33.6 33.8 33.8 34.4 33.8 33.6 34.4 36.4 36.2 35.6 35.8 35.9 36.0 35.7 35.7 28.9 26.1 31.6 28.5

Figure 3 - Températures mesurées à Dakar et Kaolack à différentes profondeurs d’une chaussée bitumineuse épaisse [207]

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1Généralités Pluviométrie L’année climatique est divisée en deux saisons principales par le critère pluviométrique. hhLa saison dite sèche n’est vraiment sèche que dans l’intérieur du pays, tandis que sur le littoral, qui bénéficie d’une humidité relative élevée, la saison est plutôt qualifiée de non pluvieuse. hhLa saison des pluies ou «  hivernage  » débute au sud-est du Sénégal en avril avec l’arrivée de la mousson qui envahit progressivement le pays. Les pluies augmentent d’abord lentement jusqu’au mois d’août où elles culminent  ; en septembre, la diminution est marquée ; elle est ensuite très brutale en octobre. D’une manière générale, les précipitations décroissent du sud vers le nord : hhZiguinchor enregistre 1 250 mm de pluie par an (> 800 mm/an), hhKaolack 610 mm (500 à 800 mm/an), hhLinguère 414 mm (250 à 500 mm/an), hhPodor 220 mm (< 250 mm/an). A Dakar, la durée moyenne de la période des pluies est de trois mois, entre juillet et septembre. Tout au plus, il pleut entre juin et octobre. La pluviométrie annuelle varie de 200 à 700 mm selon les années 2002 à 2011 ; elle est en moyenne aux alentours de 400  mm/an [100]. Le présent document suppose un bon niveau d’entretien (adapté et programmé) et une bonne qualité du drainage (efficace et bien construit – voir chapitre 12), quelle que soit la zone climatique. Il n’y a donc pas de différence entre la structure de chaussée d’une zone humide ou d’une zone sèche, tout autre paramètre étant identique. L’état hydrique du sol est pris en compte à travers la classe d’arase (voir chapitre 3).

Végétation Les forêts se situent dans la région de Casamance principalement. La végétation est de type sahélienne (steppe) ou savane (herbacée, arbustive ou arborée) pour les trois autres types de climats.

Photo 2 - Paysage sénégalais (région de Matam)

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Juin 2015

Fascicule B

Catalogue de structures de chaussées neuves et Guide de dimensionnement des chaussées au Sénégal

Fascicule B | Hypothèses de dimensionnement 2. Détermination de la classe de trafic NE

2.1 Nombre de poids lourds cumulé 2.2 Nombre d’essieux 2.3 Classes de trafic NE pour le dimensionnement

19 19 23 26

3. Détermination de la classe de plateforme support de chaussée 2 7 3.1 3.2 3.3 3.4

Généralités Arase de terrassement Couche de forme Portance de la plateforme

27 28 31 34

4. Types de structure

37

5. Choix de la couche de surface

39

2

Détermination de la classe de trafic NE

2. Détermination de la classe de trafic NE Généralités La classe de trafic, exprimée en nombre cumulé d’essieux de référence de 130 kN (NE), est l’un des deux paramètres d’entrée des tableaux de structures du catalogue. Le dimensionnement des chaussées nécessite d’évaluer le nombre de poids lourds cumulé (NPL) qu’aura à supporter la chaussée durant sa période de calcul, également désignée durée de dimensionnement. En pratique, NPL est converti en nombre d’essieux de référence (NE), équivalent à NPL en termes d’endommagement, par le biais de la relation : NE = NPL x CAM où CAM désigne le coefficient d’agressivité moyenne du trafic. Dans le cadre d’un projet de chaussée neuve, l’évaluation du trafic poids lourds et son évolution future nécessite une étude spécifique réalisée par les services spécialisés dans ce domaine, qui toutefois ne se limite pas aux seules prévisions issues des comptages et pesages sur l’itinéraire du projet. Une étude de comptage et de pesage des poids lourds est très fortement recommandée pour chaque projet. A défaut, les données de comptages routiers, issues des campagnes nationales menées par l’Ageroute, sur plus de deux cents stations au Sénégal, peuvent être utilisées [141].

2.1 Nombre de poids lourds cumulé Définition du poids lourd L’impact des véhicules légers sur les dégradations structurelles des chaussées étant négligeable, seul le trafic des poids lourds est pris en compte. Le poids lourd (PL) est défini par la norme NF P 98-082 comme un véhicule dont le poids total autorisé en charge (PTAC) est au moins égal à 35 kN.

Silhoutte PL La définition des différentes silhouettes de PL existantes, selon la nomenclature utilisée au Sénégal est présentée en annexe G. Outre les silhouettes P11 et P12, les silhouettes de PL les plus fréquentes au Sénégal sont à la date d’édition du présent document les T11S2, T11S3, T12S3. [95]

Bus, autocars Même s’il est courant au Sénégal que les bus transportent également de la marchandise, le transport de voyageurs induit un coefficient d’agressivité négligeable par rapport aux PL ne transportant que de la marchandise [24, 27]. Néanmoins, les bus et autocars dont le PTAC est > 35 kN doivent être pris en compte dans le calcul du trafic.

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2Détermination de la classe de trafic NE

Photo 3 - RN1: section Kaolack - Tambacounda

Trafic journalier à la mise en service Le trafic poids lourds est exprimé en nombre de poids lourds par sens, compté en Trafic Moyen Journalier Annuel (TMJA) à la date de la mise en service, pour la voie de circulation la plus chargée. La valeur du TMJA est issue de l’étude de trafic et prend donc en compte le trafic induit et le trafic dérivé (voir définition en annexe A). Cette valeur est utilisée pour le calcul de NPL et donc de NE. Sur la base du TMJA, huit classes de trafic de T5 à TEX sont établies. Les limites de ces classes ainsi que leurs moyennes géométriques sont définies dans le Tableau 3. Ces classes sont utiles pour la définition de certaines spécifications dans les fiches matériaux.

Tableau 3 - Classe de trafic Ti [108]

Classe PL TMJA (PL/jour/sens) Moyenne géométrique

T5 < 25 5

T4 3).

Statistiques de pesage et surcharges A la date d’édition du présent document, 16 postes de pesage sont répartis sur tout le pays [129] (Figure 4). Sur ces postes, seuls les PL en charge sont contrôlés alors que la détermination du CAM nécessite le pesage de l’ensemble des PL, vides et en charge. Il n’est donc pas possible de fournir dans ce document les valeurs de CAM aux différents postes de pesage du Sénégal. Les surcharges des PL ont un impact considérable sur les valeurs de CAM.   En janvier 2014, sur les 8 stations opérationnelles, les PL en surcharge (par rapport au poids total autorisé en charge ou au poids total roulant autorisé) représentent 44 à 88 % des PL en charge contrôlés [95] (le contrôle ne concerne que les PL chargés) et le poids total enregistré maximal pour un seul PL de type T12S4 atteint 103 t (Station de Kidira). A titre d’exemple, les valeurs d’agressivité d’une chaussée souple ou bitumineuse peuvent être pour un PL : 0.01 (P11 chargé à 11.4t) à 30 (T12S2 chargé à 82t). Il n’existe pas de coefficient d’agressivité moyenne par type de PL.

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2

Détermination de la classe de trafic NE

Figure 4 - Position des postes de pesage [129]

Nombre d’essieux équivalents cumulés Le nombre cumulé d’essieux de référence NE découle du trafic cumulé de poids lourds NPL sur la durée de dimensionnement retenue sur la voie la plus chargée, par la relation suivante : NE = NPL x CAM

Photo 5 - RN6 : section Zinguinchor - Kolda

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2Détermination de la classe de trafic NE 2.3 Classes de trafic NE pour le dimensionnement Pour l’établissement des tableaux de structures du catalogue, les huit classes de trafic cumulé NE retenues sont celles du Tableau 5. Les calculs des structures ont été réalisés en affectant à NE la valeur maximale de chaque classe. A la date d’édition du présent document au Sénégal, les trafics ne dépassent pas 30 millions d’essieux, mais les classes C7 et C8 ont été introduites pour prendre en compte une probable augmentation future. Au-delà de 100 millions d’essieux, une étude spécifique de dimensionnement est nécessaire.

Tableau 5 - Classe de trafic Ci

Classe NE (millions)

26

C1 0.05 à 0.1

C2 800 mm/an (région de Casamance et zone Est) hhCondition d’immersion : {{ non immergé si région sèche (< 250 mm /an) {{ immergé à 4 jours si pluviométrie > 250 mm/an {{ wOPM

La valeur de CBR retenue est telle que 90% au moins du nombre total de mesures lui soient supérieures ou égales. Cette valeur peut être déterminée en traçant l’histogramme des % cumulés de valeurs CBR [101] [104] [110] [112]. Dans le cas particulier des sols en déblais, la valeur à retenir est la valeur minimale obtenue sur l’ensemble des échantillons testés [110].

3.2 Arase de terrassement Classe de portance de l’arase On distingue six classes d’arase ARi, définies par la portance à long terme de la PST, dans le Tableau 6 [112, 118]. Les valeurs de CBR figurant dans le Tableau 6 sont données à titre indicatif et ne sont pas retenues comme critère de réception. Les critères de réception de l’arase ARi sont identiques à ceux de la plateforme PFi, détaillés au Tableau 11. En pratique, la majorité des sols rencontrés au Sénégal est sensible à l’eau : il s’agit le plus souvent de sables ou de latérites (Figure 5), classés B1/B2/B5/B6 selon la norme NF P11-300, avec des CBR compris entre 10 et 50 [144]. Cette sensibilité rend leur portance immédiate variable selon leur teneur en eau. En fonction des conditions atmosphériques lors de l’exécution des travaux, le niveau de portance immédiate de ces sols en place peut donc varier d’une AR0 (état hydrique très humide) à AR1 (état hydrique humide ou moyen), voire AR2 (avec dispositions constructives de drainage). En l’absence de facteurs pouvant influencer de façon favorable (remblai, drainage) ou défavorable (nappe) la teneur en eau d’équilibre du sol, la classe d’arase à retenir est le plus souvent AR1 (20 MPa). La classe AR2 (50 MPa) peut être atteinte pour les sables et graves propres et insensibles à l’eau, ou après traitement de l’arase à la chaux et/ou au liant hydraulique.

Tableau 6 - Classes d’arase de terrassement [112, 118]

Classe

AR0

AR1

AR2

AR2qs

AR3

AR4

E min (MPa) Long terme

10% [112]), hhles sols très compressibles tels que les vases et tourbes (coefficient de compressibilité à l’œdomètre Cc/(1/+e0)>0.2 selon XP P94-090-1 [151]) hhles sols très argileux ou à faible portance (Indice de plasticité IP ≥ 40 et/ou limite de liquidité wL ≥ 70 et/ou CBR < 5).

Amélioration de la portance de l’arase Pour réaliser le chantier, il est indispensable d’avoir une arase AR1 d’au moins 1520 MPa avant mise en œuvre d’une couche de matériaux granulaires (couche de forme ou couche d’assise), et si possible 30-35 MPa avant mise en œuvre d’une couche de forme ou d’une couche d’assise traitée. Les techniques d’amélioration, autres que la substitution ou la purge sont : hhl’ajout de matériaux granulaires correcteurs ou la mise en place d’un géotextile ; hhle traitement à la chaux et/ou au ciment.

Photo 6 - Travaux de terrassement de la RN1: section Mbirkilane - Tambacounda

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3

Détermination de la classe de plateforme support de chaussée

3.3 Couche de forme Objectif La réalisation d’une couche de forme permet d’améliorer le niveau de portance de la plateforme. Elle permet d’atteindre les niveaux de portance PF1 à PF4. Elle est indispensable sur les sols pour lesquels il est impossible d’atteindre une qualité de compactage, et/ou un nivellement, et/ou une traficabilité, et/ou une portance suffisants.

Couche de forme non traitée Les spécifications minimales fixées pour la couche de forme granulaire sont : CBR> 5, Dmax (dimension du plus gros élément) < 150mm, % fines < 35%, IP < 20, ds > 95%dsOPM ou qualité de compactage q3.

Correction de teneur en eau En fonction de l’état hydrique du matériau et de sa sensibilité à l’eau, il peut s’avérer nécessaire d’arroser le matériau de couche de forme, ou éventuellement de l’aérer pour le faire sécher, afin d’atteindre un état hydrique moyen. L’état hydrique se caractérise par l’un des trois paramètres suivant [112] : hhRapport w naturelle / w optimum proctor (adaptés aux états secs et très secs), hhIndice de consistance = (wL-wnaturelle) / IP (adaptés aux sols fins comportant 80 % au moins d’éléments < 400 mm), hhIndice portant immédiat IPI à la teneur en eau de l’optimum proctor (adaptés aux états humides et très humides). Il n’y a pas de correspondance entre ces trois paramètres. Le rapport w naturelle /w Proctor d’un matériau de type B2, B5 ou B6 varie de 0.9 à 1.1 dans un état hydrique moyen, >1.25 à 1.3 dans un état très humide et < 0.5 à 0.7 dans un état très sec. L’indice de consistance des limons varie de 1 à 1.2 dans un état hydrique moyen, < 0.8 à 0.9 dans un état très humide et > 1.3 à 1.4 dans un état très sec. L’IPI est < 4 à 5 dans un état hydrique très humide, < 8 à 12 dans un état hydrique humide.

Correction granulométrique Il peut s’agir de : hhl’élimination de la fraction fine sensible à l’eau par criblage (10 mm par exemple), hhl’élimination de la fraction grossière incompatible avec les exigences de nivellement ou de malaxage (50 mm par exemple), hhla fragmentation de la fraction grossière pour augmenter la quantité d’éléments fins, hhl’ajout de matériaux d’apport concassés (calcaire, grès, silexite, basalte par exemple), pour améliorer la portance du matériau in situ (correcteur granulométrique).

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3Détermination de la classe de plateforme support de chaussée Epaisseur Selon le GTR [112], l’épaisseur de la couche de forme non traitée varie de 20 à 80 cm selon l’objectif de portance (PF2 ou PF3), la classe d’arase (AR1 ou AR2) et la nature des matériaux de couche de forme, avec ou sans géotextile. Les matériaux de classes B4, B5 ou B6, auxquelles sont assimilées les latérites, doivent, selon le GTR, nécessairement être traités pour un emploi en couche de forme. L’application du GTR ne semble donc pas pertinente pour le Sénégal, où les latérites non traitées constituent une grande majorité des sols support et couches de forme éventuelles. Le dimensionnement de la couche de forme non traitée se basera donc sur les recommandations du guide CEBTP [102] transposées au Tableau 7. Ces épaisseurs sont peut-être un peu optimistes et nécessiteraient d’être confirmées par le retour d’expérience au Sénégal. Tableau 7 - Dimensionnement de la couche de forme non traitée [102]

Classe d’arase

AR0

Couche de forme 45* cm CBR 5 à 10 35 cm CBR 10 à 15 30 cm CBR 15 à 30 45* cm CBR 10 à 15 35 cm CBR 15 à 30 50* cm CBR 15 à 40

Classe de plateforme PF1 (CBR 5 à 10) PF2 (CBR 10 à 15) PF2qs (CBR 15 à 30)

* L’obtention du taux de compactage recherché en fond de couche conduira généralement à une mise en œuvre en deux couches

Couche de forme traitée Le matériau avant traitement devra avoir des caractéristiques compatibles avec un traitement (IP 0.2 MPa à 7 jours et 40 °C (NF P 94-100), en particulier en cas de composition chimique défavorable : pH, MO, sulfates, etc.

Epaisseur Le Tableau 8 précise les épaisseurs de matériaux à mettre en œuvre en fonction de sa classe de résistance et de l’amélioration de portance visée [112, 113]. Selon le GTR [112], le matériau traité est classé en fonction de ses valeurs moyennes de résistance en traction directe Rt et de module E à 90 jours et de son mode de fabrication (Tableau 9). Les zones sont définies à la Figure 6. Le Tableau 10 fournit les valeurs permettant de tracer sous forme numérique le graphique de la Figure 6. Tableau 8 - Dimensionnement de la couche de forme traitée [112]

Classe d’arase AR1 AR2

Classe mécanique des matériaux traités Classe 3 30 cm 40 cm* 25 cm 30 cm

Classe 4 30 cm 35 cm 45 cm* 30 cm 35 cm

Classe 5 35 cm 50 cm* 55 cm* 35 cm 45 cm*

Classe de plateforme PF2 PF3 PF4 PF3 PF4

* L’obtention du taux de compactage recherché en fond de couche conduira généralement à une mise en œuvre en deux couches

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Détermination de la classe de plateforme support de chaussée

Tableau 9 - Détermination de la classe mécanique d’un matériau traité en fonction de ses caractéristiques et de son mode de fabrication

Traitement en centrale Zone 1 Zone 2 Zone 3 Zone 4 Zone 5

Traitement en place Zone 1 Zone 2 Zone 3 Zone 4

Classe mécanique du matériau 1 2 3 4 5

Figure 6 - Zones de classement des sols traités au ciment en couche de forme [112]

Tableau 10 - Limites inférieures des zones 1 à 5 [112]

E (MPa) 1000 1500 2000 2500 3000 4000 5000 8000 10000 15000 20000 30000 40000 50000

Rt (MPa) Zone 5 0.112 0.134 0.152 0.166 0.178 0.199 0.216 0.253 0.272 0.309 0.336 0.377 0.407 0.432

Zone 4 0.164 0.211 0.247 0.275 0.298 0.337 0.367 0.434 0.467 0.529 0.574 0.641 0.689 0.728

Zone 3 0.136 0.165 0.188 0.206 0.222 0.248 0.270 0.318 0.342 0.388 0.423 0.475 0.513 0.544

Catalogue de structures de chaussées neuves et guide de dimensionnement des chaussées au Sénégal

Zone 2 0.220 0.288 0.337 0.376 0.408 0.458 0.498 0.583 0.624 0.700 0.755 0.832 0.889 0.933

Zone 1 0.413 0.655 0.831 0.970 1.085 1.269 1.415 1.727 1.879 2.159 2.362 2.655 2.866 3.032

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3Détermination de la classe de plateforme support de chaussée Protection superficielle Un enduit de cure éventuellement gravillonné peut s’avérer efficace pour protéger la couche de forme en surface (trafic de chantier, maintien de l’état hydrique vis-à-vis de l’infiltration et l’évaporation, accrochage de l’assise, réduction des poussières, etc.). Il sera obligatoire si la couche de forme n’est pas immédiatement recouverte.

Drainage Des dispositions constructives de drainage (fossés profonds, rabattement de la nappe…) s’imposent chaque fois que le faible niveau de portance est la conséquence d’un niveau aquifère trop proche. La couche de forme peut alors être constituée de matériaux drainants.

3.4 Portance de la plateforme Classe de portance de la plateforme En l’absence de couche de forme, la classe d’arase des terrassements et la classe de plateforme sont alors confondues.

A long terme Cinq classes de portance à long terme de la plateforme, notée PFi, sont définies au Tableau 11 en fonction du niveau du module de rigidité du massif support de chaussée incluant la couche de forme éventuelle. La valeur du module de rigidité de ce massif, prise en compte dans le dimensionnement des chaussées neuves, est la valeur minimale de la classe et la valeur du coefficient de Poisson est fixée forfaitairement à 0.35.

A court terme Les critères de réception à l’achèvement des travaux de construction d’une plateforme granulaire reposent sur : hhDe préférence, la mesure de la portance (EV2) par l’essai à la plaque (NF P 94-117-1) ou dynaplaque (NF P 94-117-2), hhOu à défaut, la mesure de déflexion à la poutre Benkelman (NF P 98-200-1) ou au déflectographe sous l’essieu de 130 kN (NF P 98-200-3 à 5). Dans le cas d’une couche de forme traitée au liant hydraulique, la réception repose sur la mesure des déflexions à 28 jours. Le comportement des matériaux vis-à-vis de la déflexion est différent selon que les matériaux soient traités ou non, ce qui explique les seuils de déflexion différents pour une même classe de plateforme. Les résultats à la plaque et la dynaplaque ne sont alors pas représentatifs. La classe est vérifiée quand 95% des points de mesures vérifient les critères du Tableau 11. Sur des projets de faible importance et sous réserve de l’accord du maître d’ouvrage, le seuil peut être porté à 90 % des points. Les critères de réception en portance présentés au Tableau 11 ne sont pas normalisés ; on adopte par précaution des exigences un peu plus strictes que les critères à long terme pour garantir le niveau de portance retenu dans le dimensionnement. Les valeurs de CBR figurant dans le Tableau 11 sont données à titre indicatif et ne sont pas retenues comme critère de réception.

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Détermination de la classe de plateforme support de chaussée

Tableau 11 - Classes de plate-forme [118, 119, 123]

Long terme (dimensionnement)

Court terme (réception chantier)

Classe

PF1

PF2

PF2qs

PF3

PF4

E min (MPa)

20

50

80

120

200

EV2 min (MPa)

30

80

100

120

200

Déflexion maxi (100e mm)

300 (non traitée)

200 (non traitée) 80 (chaux/ciment)

120 (non traitée) 70 (chaux/ciment)

CBR min (%)

5

10

15

90 (non traitée) 60 (chaux/ciment) 25 (peu significatif)

50 (chaux/ciment) 40 (peu significatif)

Photo 7 - Travaux de couche de forme sur l’autoroute Dakar - Diam Niadio

Dans le cas où une couche de forme est mise en œuvre, la classe de plateforme n’est pas seulement déterminée par la portance mesurée à la réception mais aussi par la nature et l’épaisseur de la couche de forme, ainsi que par la classe d’arase sous-jacente. La plateforme est également réceptionnée en nivellement avec une tolérance de ±3 cm en général, voire ±2cm dans le cas où l’épaisseur d’assise bitumineuse est ≤ 12cm. Le compactage de la plateforme sera au moins de qualité q3 (voir définition en annexe A) ou 95% des points > 95% ds OPM en cohérence avec les modalités de l’essai CBR. Il est toujours souhaitable de rechercher le niveau de portance maximale pour la plateforme, d’autant plus que le trafic est élevé. On favorisera ainsi les plateformes PF2qs voire PF3 au moins pour les trafics de classe C6 et plus. Pour des raisons techniques et économiques, la classe PF1 est réservée au réseau secondaire (RD, RR) et n’est pas retenue sur le réseau principal (autoroute, RN).

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3Détermination de la classe de plateforme support de chaussée CBR La classe de portance peut être approchée à partir d’essais in situ ou d’identification en laboratoire des échantillons de matériaux. Différentes relations ont été établies entre le module (MPa) et le CBR (PST ou couche de forme) comme l’illustre la Figure 7. hhE = 10 CBR (valable pour CBR < 10 [105] à 15 [104]) hhE = 17,6 (CBR)0,64 [106], hhE = 5 CBR [107]. Le CBR n’étant pas un paramètre intrinsèque, il n’existe pas de corrélation unique avec le module E. En l’absence d’étude spécifique par matériau dans un contexte géotechnique donné, on retiendra la relation E (MPa) = 5 CBR. Cette relation est en général assez conservatrice. Le Tableau 11 fournit les valeurs de CBR que ces matériaux (PST ou couche de forme) doivent atteindre pour chacune des classes PFi.

160

140

120

E (Mpa)

100

5CBR

80

10CBR 17.6 CBR0.64 60

40

20

0 0

5

10

15

20

25

30

35

CBR (%)

Figure 7 - Relations entre le module et le CBR d’un sol

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Types de structure

4. Types de structure Généralités Les quatre familles de structures présentées dans le catalogue sont détaillées ci-après et définies selon la norme NF P98-086 [108]. Le choix entre les différentes familles de structures repose sur une étude technico-économique et environnementale qui sort du cadre du présent document.

Chaussée souple Elle comporte une couverture bitumineuse mince (≤ 12cm), parfois réduite à un enduit superficiel, reposant sur une ou plusieurs couches de matériaux granulaires : grave non traitée (GNT), grave latéritique crue (GL), latérite améliorée au ciment (GLa), latérite lithostabilisée (GLli). C’est la structure la plus courante au Sénégal à la date d’édition du présent document.

Chaussée bitumineuse épaisse Elle se compose d’une couche de surface bitumineuse sur une assise en matériaux traités au liant hydrocarboné  : grave bitume classe 2 ou 3 (GB2 ou GB3). L’épaisseur totale d’enrobés est supérieure à 12 cm. La grave bitume de classe 4, à la date d’édition du présent document, n’est employée que sur autoroute (Dakar-Diamniadio). L’enrobé à module élevé (EME2) n’est pas encore employé au Sénégal. Ces deux produits restent réservés aux chantiers importants qui font l’objet d’un dimensionnement propre au projet. L’EME fait l’objet dans le présent document d’une fiche matériau et d’un tableau de structure uniquement à titre illustratif pour les projets futurs.

Chaussée semi-rigide Elle comprend une couche de surface bitumineuse sur une assise en matériaux traités au liant hydraulique (MTLH) : Grave latérite traitée (GLc1 ou GLc2 en dépit du faible module de rigidité), banco-coquillage ciment (BQc), grave ciment classe 3 (GC-T3), sable traité classe 2 (SC-T2). A la date d’édition du présent document, le ciment est le seul liant hydraulique employé au Sénégal. Pour les classes de trafic les plus élevées, l’épaisseur d’enrobé en couche de surface est plus forte que celle des autres types de structures pour retarder la remontée des fissures de retrait. Ces matériaux ne sont pas utilisés au Sénégal, à la date d’édition du présent document ; ils sont toutefois présentés dans le catalogue car ils pourraient être retenus sur des projets futurs.

Chaussée béton Elle comprend des dalles de béton de ciment (BC5) qui servent également de couche de roulement reposant sur une couche de fondation en béton maigre (BC2). Pour les trafics les plus élevés, les dalles sont alors goujonnées (BC5g).

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4Types de structure Les autres matériaux de fondation (GC-T3, GNT, GB3, BBSG…) sont rarement utilisés au Sénégal à la date d’édition du présent document. La structure Béton/GC est employée par exemple sur les aires de stationnement du nouvel aéroport. La technique du béton armé continu n’est pas ou peu employée au Sénégal. Note : La structure béton la plus courante est celle employée pour les radiers : sable + 10 cm béton propreté + 20 cm dalle béton avec armature de 10 mm. Cette chaussée peut être utilement retenue dans les zones à risque d’immersion en hivernage et dans les zones à risque de ravinement. Elle n’est pas traitée dans ce guide.

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Juin 2015

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Choix de la couche de surface

5. Choix de la couche de surface Généralités Tous les tableaux de structure, sauf ceux des chaussées béton et pavés béton, font apparaître une couche de surface (CS) qui comprend une couche de roulement et éventuellement une couche de liaison. L’épaisseur de la couche de surface figurant dans les tableaux de structure est une épaisseur totale. Elle a été définie notamment selon le trafic et la nature de la couche de base en vue d’assurer la protection de la chaussée. Pour la plupart des structures, plusieurs combinaisons de nature de couche de surface sont envisageables. La couche de roulement a pour fonction d’offrir des caractéristiques d’usage conformes aux objectifs recherchés (adhérence, bruit, uni, etc.). Elle protège l’assise des agressions directes du trafic et du climat. Elle assure l’imperméabilisation de la chaussée. Le matériau utilisé doit résister au fluage par déformation viscoplastique ainsi qu’au poinçonnement statique et au vieillissement dû aux agents atmosphériques. Le Tableau 14 présente les principaux avantages et inconvénients de chaque technique en couche de roulement. La couche de roulement est réalisée à la construction initiale de la chaussée. La possibilité de différer sa mise en œuvre n’est pas prise en compte dans les calculs des tableaux de structure. La couche de liaison conduit à limiter l’épaisseur de la couche de roulement, limitant ainsi le recours à des granulats d’excellente qualité à la seule couche de roulement. La couche de liaison peut être réalisée avec des exigences moindres. Par ailleurs, lorsque le trafic est élevé (classe C4 et plus selon l’Ageroute), la couche de liaison est recommandée pour améliorer la qualité de l’uni longitudinal et la qualité de réalisation des couches de surface épaisses pour assurer la transition entre la couche de roulement mince ou très mince et l’assise de la structure. A contrario, si le trafic est moins important, on se limitera à la seule couche de roulement pour éviter d’ajouter une interface, très exposée vue sa position dans la structure. La démarche rationnelle retenue pour le dimensionnement des couches d’assises ne s’applique pas aux couches de surface, leurs mécanismes respectifs d’endommagement étant très différents. Le dimensionnement de la couche de surface repose en fait sur des retours d’expériences et de l’empirisme.

Enrobés Epaisseurs Les épaisseurs de couches de surface en béton bitumineux retenues dans les tableaux sont détaillées dans le Tableau 12. Pour les chaussées semi-rigides avec les classes de trafic les plus élevées, les épaisseurs d’enrobé en couche de surface sont plus fortes que celles des autres types de structures pour retarder la remontée des fissures de retrait vers la surface. Dans les autres cas, l’épaisseur de la couche de surface est déterminée en fonction des limites technologiques de chaque technique, de la classe de trafic et du type de chaussée (Tableau 13 – NF P98-150-1).

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5Choix de la couche de surface En ce qui concerne la couche de liaison, des épaisseurs de l’ordre de 5 à 7 cm sont préconisées. Si la couche de roulement est un Béton Bitumineux Mince (BBM) ou Béton Bitumineux Très Mince (BBTM), cette plage d’épaisseur peut être étendue à 9 cm maximum.

Type d’enrobé La structure n°5 en EME2 est calculée avec une couche de surface en Béton Bitumineux Semi-Grenu (BBSG) classe 3. Les autres structures sont calculées avec un BBSG classe 1 mais le recours à un BBSG classe 2 est recommandé pour les trafics de classe C5 et plus. Au Sénégal, le Béton Bitumineux à Module Elevé (BBME) n’est à la date d’édition du présent document utilisé que sur autoroute (Dakar-Diamniadio). Etant donnée la température équivalente élevée, le gain en module du BBME par rapport au BBSG est assez faible. De ce fait, dans les zones fortement sollicitées (giratoires, passage à niveau, voie réservée au transport en commun ou aux poids lourds, etc.), le recours à un BBSG classe 3 présentant une très bonne résistance à l’orniérage sera privilégié à un BBME. De plus, le BBME nécessite généralement le recours à un liant dur (20/30) qui pourrait présenter un vieillissement accéléré sous les rayons ultra-violets du soleil et donc un comportement et une durabilité incertains. Un revêtement en sand asphalt (ou sable enrobé) peut être envisagé en alternative au BBM de roulement ; il sera mis en œuvre sur une couche de liaison. En raison du climat au Sénégal (température élevée), les formules de Béton Bitumineux Souple (BBS), historiquement employées en France sur chaussée souple (4 cm si NE