Redimensionnement de la structure de chaussée du tronçon Pikine-Diamniadio avec le logiciel Ecoroute et le logiciel Alizé 3

Redimensionnement de la structure de chaussée du tronçon Pikine-Diamniadio avec le logiciel Ecoroute et le logiciel Alizé 3

Introduction

Le dimensionnement des chaussées routières présente des particularités liées au mode d’application des charges et au type de ruptures possibles. Dimensionner une structure de chaussée revient à déterminer l’épaisseur des différentes couches qui la composent, en tenant compte des sollicitations du trafic, de la nature des sols de plateforme, de la qualité des matériaux routiers utilisés en corps de chaussée, des contraintes environnementales, et de la durée de vie de la chaussée. Les déformations des couches doivent être modérées.
Le redimensionnement de la structure de chaussée du tronçon Pikine-Diamniadio s’effectue avec les logiciels Ecoroute et Alizé 3, et est comparé au modèle établi par Eiffage TP avec le même logiciel Alizé 3 enfin de proposé un modèle avec des épaisseurs réduites.

La géométrie de la section courante

Deux types de profil en travers sont retenus pour la section courante autoroutière. Leurs caractéristiques géométriques sont données dans le tableau XI.

La plateforme support

Pour le dimensionnement des structures de chaussée, le module de déformation à long terme de la plate-forme support de chaussée est déterminée à partir du couple PST-couche de forme. Ici les études géologiques et géotechniques montrent une hétérogénéité des formations traversées.
Les résultats des essais de laboratoire ont permis de déterminer le module de déformation E de la plateforme à partir de la relation suivante : E = 50xCBR.
Le module de la plateforme non traité (PST) est de 350 MPa
 Température équivalente : la température de 28°C est prise en compte pour le dimensionnement de la chaussée
 Durée de vie :la durée de vie considérée pour le dimensionnement de la structure à la construction est de 20 ans sur l’ensemble des sections ; il est prévu des renforcements périodiques afin que la chaussée possède une durée de vie résiduelle de 5 ans au terme de la concession.
 Entretien : le scénario d’entretien est conçu pour que la chaussée possède une durée de vie résiduelle de 5 ans au terme de la concession ; le dimensionnement de la chaussée est réalisé en considérant 100 % du trafic PL de la section courante sur 20 ans.

La structure autoroutière proposée

Dans le cadre du mémoire de Master 2, la structure autoroutière proposée est la suivante :
– Couche de roulement BBSG3 de 7 cm d’épaisseur dans les 2 sens DiamniadioDakar (aller et retour)
– Couche de base GB4 de 20 cm d’épaisseur (2×10 cm) ;
– Couche de forme en latérite de Sindia traitée à 3% de ciment de 20 cm d’épaisseur ;
– Partie supérieure de terrassement (PST) en latérite crue de Sindia de 40 cm d’épaisseur (2×20 cm) ;
– Plate-forme remblayée dans les zones non inondées avec la latérite de Dougar, ainsi le sable de Grand Mbao dans les zones inondées
La grave bitume de classe 4 est composée de granulats basaltes de Diack et de bitume 35/50 importé.

les caractéristiques des matériaux

Les caractéristiques de la latérite-ciment

La latérite-ciment utilisée en couche de forme est conforme à la classe G2 des classes de performance mécanique des matériaux traités aux liants hydrauliques défini dans le « Guide technique pour la conception et le dimensionnement des structures de chaussée » (SETRA LCPC). Le ciment de SOCOCIM utilisé comme liant hydraulique est conforme à la classe CEM II/B-32,5. Les tableaux XIV et XV présentent les caractéristiques des matériaux.

Les matériaux de revêtement bitumineux

Les enduits superficiels

Les enduits superficiels sont une structure monocouche ou bicouche à simple ou double gravillonnage constituée de granulats, de liants hydrocarbonés et éventuellement d’une dope d’adhésivité. La granularité utilisée doit permettre de former une mosaïque de telle sorte que les granulats de petites dimensions remplissent les vides entre les gros granulats. Le choix du liant est fonction du niveau de trafic, de l’état du support et de la période de l’année d’exécution. Le liant est d’autant plus visqueux que la circulation est importante. L’utilisation d’une dope d’adhésivité permet d’assurer le mouillage des granulats par le liant et s’oppose à la rupture ultérieure de cette liaison.(annexe E).

Les enrobés denses

Ce sont des mélanges de liant (bitume) et de granulats en centrale, posés à chaud et qui doivent être répandus et compactés pendant qu’ils sont à une température élevée. La température minimale de pose est de 120°C. Elles assurent la rugosité, l’étanchéité et l’uni de la couche de roulement. Au Sénégal, les enrobés denses utilisés sont à base de bitumes semidurs. Rappelons que le bitume est un liant hydrocarboné à base d’hydrocarbure. Il existe cinq classes de bitumes semi-durs identifiés par les numéros suivants: 40/50, 60/70, 85/100, 120/150 et 200/300. L’essai de pénétrabilité (annexe E) permet de classer les bitumes semidurs.
La nature du projet et les conditions climatiques permettent de bien choisir le type de bitume approprié. Ainsi les bitumes routiers les plus utilisés au Sénégal sont le 40/50 et le 60/70. Dans cet étude, les structures proposées font appel à une « GB4 » pour les couches d’assises et à un béton bitumineux semi-grenu de classe 3 « BBSG3 » de 6 cm ou à un béton bitumineux très mince de classe 1 « BBTM1 » de 2,5 cm pour la couche de roulement. Les caractéristiques minimales normalisées de ces matériaux bitumineux sont données dans le tableau XV.

La présentation du redimensionnement

Le calcul des contraintes et des déformations limites

Sol de la plateforme et matériaux non traités
Pour le sol de la plate-forme et les matériaux non traités, il convient de considérer les contraintes admissibles z.adm et déformation verticales admissibles Z.adm  au sommet de la couche. Elles sont calculées à partir des formules suivantes :

Le calcul des contraintes et déformations dans les couches de chaussée

Le calcul des contraintes et déformations dans les couches de chaussée est réalisé à partir du logiciel Ecoroute et du logiciel Alize.3. Chaque structure est modélisée et les matériaux entrant dans sa composition identifiés. Les paramètres d’entrée dans le code Ecoroute sont spécifiés ainsi que les contraintes et déformations admissibles des différents matériaux.
Les contraintes et les déformations obtenues reportées dans le tableau XVII et sont comparées aux contraintes admissibles calculées auparavant.