Cours Routes Chapt 1 Partie 3 [PDF]

Zitiervorschau

ECOLE NATIONALE SUPERIEURE DES TRAVAUX PUBLICS FRANCIS JEANSON

Cours de Routes 1ère année /S2

2016-2017

Mme Sonia BOUAFIA

SOMMAIRE DU COURS  Chapitre 1 : Généralités  Chapitre 2 : Etude du mouvement des véhicules

 Chapitre 3 : Etude de tracé général

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Chapitre 1 : Généralités Partie 3

1- Paramètres fondamentaux des projets routiers

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Chapitre 1 : Généralités 3. Détermination du niveau de service

Figure : Organigramme de la détermination du niveau de service

4

Chapitre 1 : Généralités

La détermination des caractéristiques géométriques minimales admissibles des routes qui permettent de satisfaire les critères du niveau de service Nij nécessitent le choix préalable de paramètres physiques et économiques de la route.

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Chapitre 1 : Généralités Coefficient de frottement longitudinal fL Coefficient de frottement transversal fT

Paramètres physiques

Accélération verticale

Accélération – décélération longitudinale

Devers 6

Chapitre 1 : Généralités Coefficient de frottement longitudinal fL

Le coefficient de frottement longitudinal est le rapport entre la force F et la réaction normale du sol, due à la charge sur la roue.

𝑓𝐿 =

𝐹

Le coefficient de frottement longitudinal fL varie avec la vitesse. Il sert à définir les valeurs minimales de la distance théorique de freinage.

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Chapitre 1 : Généralités Coefficient de frottement transversal fT

Le coefficient de rotation est défini comme le rapport entre la force N perpendiculaire au plan de rotation, de la roue et la réaction R normale au sol due à la charge sur la roue. 𝑓𝑇 =

𝑁

8

Chapitre 1 : Généralités Coefficients de frottement fL et fT

Vitesse (Km/h) 40

Catégorie Cat 1 - 2

Cat 3 - 4 - 5

60

80

100

120

140

fL

0,45

0,42

0,39

0,36

0,33

0,30

fT

0,20

0,16

0,13

0,11

0,10

0,09

fL

0,49

0,46

0,43

0,40

0,36

/

fT

0,22

0,18

0,15

0,125

0,11

/

Tableau : Valeurs des coefficients de frottement (Normes B40)

Les coefficients de frottement longitudinal et transversal sont très sensibles aux paramètres suivants :  Présence de l’eau sur la chaussée  Nature du granulat et du liant constituant la surface de la chaussée  Température au moment de l’essai  Etat du pneumatique : nature, forme des sculptures, pressions de gonflage

Lorsqu’un véhicule doit effectuer un freinage dans un virage il fait intervenir simultanément les deux coefficients de frottement (longitudinal et transversal).

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Chapitre 1 : Généralités Accélération verticale Aux grandes vitesses, l’accélération subie par le conducteur au point bas (angle rentrant) correspond à la force centrifuge.

La limitation de cette accélération permet de déterminer les valeurs seuils des rayons en point bas afin d’assurer le confort de l’usager.

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Chapitre 1 : Généralités Accélération verticale

Les valeurs seuils proposées par les normes B40 sont : Catégorie

Accélération verticale

Cat 1-2

g/40

Cat 3-4-5

g/30

B40 : NORMES TECHNIQUES D’AMÉNAGEMENT DES ROUTES (Normes Algériennes) 11

Chapitre 1 : Généralités Accélération – décélération longitudinale

Dans le cas d’un changement de voie et d’un dépassement des véhicules légers, les valeurs admissibles d’accélération et de décélération sont : Vitesse (Km/h) Catégorie 1-2

3-4-5

Accélération (m/s²) Décélération (m/s²) Accélération (m/s²) Décélération (m/s²)

40

60

80 0,6 -1,6

10 0 0,5 -1,5

12 0 0,5 -1,5

0,8 -1,8

0,7 -1,7

1,0

0,9

0,8

0,7

0,6

-2,0

-1,9

-1,8

-1,7

-1,6

Tableau : Valeurs des accélérations-décélérations longitudinales (Normes B40)

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Chapitre 1 : Généralités Accélération – décélération longitudinale

Les valeurs de la décélération admissible sont utiles dans le cadre de l’étude des projets pour :

L’analyse de diverses manœuvres de conduite (changement de voie) Le dimensionnement des voies spéciales de décélération

L’évaluation de la variation des vitesses La construction des voies spéciales pour les véhicules lents. 13

Chapitre 1 : Généralités Devers

Le dévers est la valeur de la pente transversale d'un des deux versants d'une chaussée.

Devers

Devers en alignement

Devers en courbe 14

Chapitre 1 : Généralités Devers en alignement Le deve s e alig e e t pe

et l’évacuatio

La valeur minimale adoptée est :

apide des eaux de su face de la chaussée.

Cat 1-2

dmin = 2,5%

Cat 3-4-5

dmin = 3% 15

Chapitre 1 : Généralités Devers en courbe Dans les rayons de courbure, le devers permet d’assurer l’écoulement des eaux superficielles, de compenser la force centrifuge et d’assurer à l'équilibre dynamique des véhicules et d’améliorer le guidage optique.

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Chapitre 1 : Généralités Devers en courbe

Valeurs seuils

Environnement Catégorie

E1

E2

E3

Cat 1-2

Devers minimal 2,5% 2,5% 2,5%

Cat 3-4-5

3%

3%

3%

Devers maximal 7% 7%

Cat 1-2

7%

Cat 3-4

8%

8%

7%

Cat5

9%

9%

9% 17

Chapitre 1 : Généralités Capacité

Débit de pointe horaire normal

Paramètres économiques

Débit de pointe horaire admissible

Nombre de voie

Vitesse 18

Chapitre 1 : Généralités Capacité

La capacité (C) de la route est le nombre maximal des véhicules pouvant raisonnablement passer sur une section donnée d’une voie dans une direction (ou deux directions) avec des caractéristiques géométriques et de circulation pendant une période de temps bien déterminée. La capacité s’exprime sous forme d’un débit horaire.

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Chapitre 1 : Généralités Débit de pointe horaire normal

On peut définir le débit horaire moyen de pointe en fonction de l'historique annuel des trafics. C’est le débit maximum qui se reproduit périodiquement hors circonstances spéciales (Exp :pointes de départ en vacances) Conventionnellement, on choisit la 30ème heure pour caractériser le débit horaire de pointe moyen et on le compare à la capacité.

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Chapitre 1 : Généralités Trafi à l année horizon Du fait de la croissance annuelle du trafic, le trafic journalier moyen annuel à l’année horizon (n) est donné par :

Tel que:

𝑻𝑱𝑴𝑨𝒏 = 𝑻𝑱𝑴𝑨

+𝝉

𝒏



TJMAn : Trafic journalier moyen à l’année n.



TJMA0 : Trafic journalier moyen à l’année de référence.

 

τ : Taux d’accroissement annuel (en général pris = 4%). n : Nombre d’année à partir de l’année d’origine (année horizon= année de mise en service). 21

Chapitre 1 : Généralités Trafic effectif Le trafic effectif correspond au trafic en UVP (unité de véhicules particuliers). Ceci revient à convertir les poids lourds en UVP en appliquant un coefficient d’équivalence.

𝑻 Tel que :

=[

− 𝒁 + 𝒁.

] 𝒙 𝑻𝑱𝑴𝑨

+𝝉

𝒏

Z : Pourcentage de poids lourds P : Coefficient d’équivalence des poids lourds 22

Chapitre 1 : Généralités Trafi à l année horizon Le coefficient d’équivalence (P) est donné par le tableau : Type de route Route à 2 voies

Profil plaine (E1) 3

Profil vallonné (E2) 6

Profil montagneux (E3) 12

Route à 3 voies

2,5

5

10

2

4

8

Route à 4 voies ou plus

Tableau : Coefficie t d’é uivale ce P (No

es B30) 23

Chapitre 1 : Généralités Trafi à l année horizon Le coefficient d’équivalence (P) est donné par le tableau : Type de route

E1

E2

E3

Route à bonne caractéristiques

2- 3

4-6

8-12

Route étroite ou à visibilité réduite

3-4

6-12

16-24

Tableau : Coefficie t d’é uivale ce P (No

es B40)

24

Chapitre 1 : Généralités Débit de pointe horaire normal Le débit de pointe horaire normal est donné par : =

𝒏

.𝑻

Avec : 𝒏

: coefficient de pointe horaire pris égal à 0,12.

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Chapitre 1 : Généralités Débit de pointe horaire admissible

C’est le débit horaire maximal accepté pouvant être écoulé par la route. Il est lié à la capacité (C) de la route multipliée par un coefficient K qui dépend de l’environnement et la catégorie de la route. Il est obtenu par :

Tel que :

𝑎𝑑𝑚

= 𝐾 . 𝐾 . 𝐶𝑡ℎ

Cth : Capacité théorique du profil en travers en régime stable en UVP (donnée par les normes B30 pour différents types de routes) K1 : Coefficient dépendant de l’environnement K2 :Coefficient réducteur de capacité traduisant la différence entre les caractéristiques réelles et les caractéristiques idéales de circulation.

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Chapitre 1 : Généralités Débit de pointe horaire admissible

𝑎𝑑𝑚

= 𝐾 . 𝐾 . 𝐶𝑡ℎ

E1

E2

E3

0,75

0,85

0,9 à 0,95

Tableau : Coefficient « K1 » Catégorie de la route

Environnement E1 E2 E3

C1

C2

C3

C4

C5

1,00

1,00

1,00

1,00

1,00

0,99

0,99

0,99

0,98

0,98

0,91

0,95

0,97

0,96

0,96

Tableau : Coefficient « K2 » 27

Chapitre 1 : Généralités Nombre de voies Pour déterminer le nombre de voies de la route pour répondre à la demande de trafic prévisible futur Q, il faut que ce trafic soit inférieur au débit admissible. •Chaussée bidirectionnelle :

≤

𝑎𝑑𝑚

𝑁 = 𝑠. /

𝑎𝑑𝑚

On compare Q à Qadm pour les divers types de routes et on prend le profil permettant d’avoir : •Chaussée unidirectionnelle : Le nombre de voies par chaussée est le nombre le plus proche du nombre « N » avec : Tel que : • s : coefficient de dissymétrie, en général égal à 2/3. • Qadm : débit admissible par voie.

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Chapitre 1 : Généralités EXEMPLE D’APPLICATION Pour l’étude de l’évitement de la ville de Berhoum sur 8 Km (W.M’Sila), une étude de trafic a été menée et a fourni les résultats suivants : - Année de comptage : 2004 - Trafic journalier moyen annuel (TJMA) : 4098V/J - Pourcentage de poids lourds : 11,07% - Taux d’accroissement annuel : 4% - Année de mise en service : 2017 - Durée de vie : 20 années On a par ailleurs - Vitesse de base : 80km/h - Catégorie de la route : C2 - Environnement : E2 TD: Déterminer le nombre de voies pour cet aménagement 29

Chapitre 1 : Généralités Vitesse

La réglementation se charge de limiter la vitesse sur les principales routes du réseau pour des raisons de sécurité mais le projeteur de routes (l’ingénieur) doit concevoir un projet routier en assurant des vitesses moyennes élevées pouvant être pratiquées par les usagers en garantissant la sécurité et le confort. Suivant les contraintes rencontrées (topographie, obstacles, climat,….), les vitesses suivantes peuvent être choisies pour la conception d’un tracé routier.

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Chapitre 1 : Généralités Vitesse de base VB

La vitesse de base ou vitesse de référence est une vitesse théorique qui sert à déterminer les valeurs extrêmes des caractéristiques géométriques de la route. • C’est la vitesse qui peut être pratiquée en tout point de la section considérée. • Elle est imposée par les zones dont les caractéristiques géométriques sont les plus contraignantes • Elle permet de définir les caractéristiques minimales d’aménagement de ces zones particulières • Elle doit être la même sur de longues sections et ce pour éviter tout effet de surprise • La transition entre deux sections de vitesse de référence différentes doit être perceptible.

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Chapitre 1 : Généralités Vitesse de base VB

Le choix de la vitesse de base VB dépend des éléments suivants : • Type de route • Importance et type de trafic • Topographie (difficulté du terrain) • Conditions économiques et d’exploitation

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Chapitre 1 : Généralités Vitesse de projet VP La vitesse de projet se définit comme étant la vitesse la plus élevée pouvant être admise en chaque point de la route compte tenu de la sécurité et du confort dans les conditions normales. Dans le cas général d’une topographie variée, une vitesse VB inférieure est utilisée dans les zones difficiles. VB (Km/h) VP (Km/h)

120 110±5

100 100±10

80 90±5

60 75±10

40 65±5

Tableau : Plages des vitesses de projet (Normes B40).

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Chapitre 1 : Généralités Vitesse de ase pour poids lourds VPL Sur les sections en rampe, la vitesse des poids lourds diminue considérablement et gène la circulation. Il est donc nécessaire de veiller à ce que cette vitesse ne baisse pas au-delà de certaines valeurs limites. La vitesse VPL d’une section de route est la vitesse qui permet de définir les caractéristiques limites des rampes (i max admissible, longueur).

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Chapitre 1 : Généralités Vitesse de ase pour poids lourds VPL

Cat E E1 (facile) E2 (Moyen) E3 (Difficile)

1

40-35-30 Km/h 35-30-25 Km/h 30-25-20 Km/h

2

40-35-30 Km/h 35-30-25 Km/h 30-25-20 Km/h

3

35-30-25 Km/h 30-25-20 Km/h 25-20-10 Km/h

4

5

≠

30-25-20 Km/h 25-20 Km/h

≠

20 Km/h

≠

Tableau : Gammes de vitesses des poids lourds (Normes B40) 35

Chapitre 1 : Généralités Vitesse à vide V0

La vitesse à vide V0 est la vitesse moyenne que pratiquent les véhicules isolés en dehors des points particuliers de la section, Cette vitesse est pratiquée à l’approche des carrefours, des voies de décélération ou d’insertion, des voies de décrochement ou de rabattement. Cette vitesse est prise en compte dans la détermination des triangles de visibilité.

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