La structure de chaussée

À quoi sert la structure de la chaussée ?

La structure de la chaussée permet d’interposer, entre le véhicule et le sol naturel, une interface mécanique qui a pour but de répartir les charges des véhicules sur une plus grande surface et de réduire la pression transmise au sol jusqu’à une valeur admissible par celui-ci.

La capacité de la chaussée à diffuser la pression due à la charge des véhicules dépend de deux paramètres :

• La nature des matériaux employés
  • granulats non traités
  • granulats traités au ciment ou au bitume
  • dalles en béton de ciment
• L’épaisseur des couches de matériaux

Selon le type de trafic à supporter, on conçoit la chaussée en choisissant les matériaux et les épaisseurs adaptées. Ainsi une chaussée dimensionnée pour le passage de véhicules légers (pression de 1 kg/cm²) pourra être endommagée par le passage des camions (7 kg/cm²).

Quels paramètres interviennent dans le calcul de la structure d’une chaussée ?

Le dimensionnement des structures de chaussées est indispensable pour permettre aux ouvrages de résister dans le temps au trafic des véhicules. Les méthodes de dimensionnement sont le fruit de nombreuses années d’expérience et de recherche sur les sols et les constituants qui entrent dans la construction des couches de voirie. Pour calculer la structure d’une chaussée, on tient compte des 5 paramètres suivants :

• le trafic
• l’environnement
• la plate-forme support
• les matériaux de chaussée
• la qualité de la réalisation dont dépend la durée de vie de l’ouvrage

Que se passe-t-il lors du passage d’un véhicule sur le sol ?

Lors du déplacement d’un véhicule sur une surface, son poids est transmis au sol sous forme de pressions par l’intermédiaire des pneumatiques.
En fonction du poids des véhicules, les sols vont se déformer plus ou moins.
Trois cas de figure peuvent se présenter :

• La charge est bien trop importante. Le sol n’est pas suffisamment porteur. Les pneumatiques compriment le sol au point de contact et une ornière se forme.
• La charge est importante, mais le sol reste porteur sans être élastique. Il s’affaisse sous le pneu et subit une déformation totale irréversible (W_t).
• La charge est importante, mais le sol reste porteur tout en étant élastique. Lorsque le véhicule s’éloigne, le sol reprend sa forme initiale en conservant une déformation résiduelle : W_r.

La différence entre la déformation totale W_t et la déviation résiduelle W_r d’une chaussée est appelée la déflexion (d = W_t – W_r).

Quel est l’impact de l’environnement climatique sur les chaussées ?

Les matériaux utilisés dans la réalisation des couches de chaussées sont sensibles au gel, à l’eau et aux écarts de température. À ce titre, on peut considérer qu’une chaussée est « vivante ».
Pour qu’une chaussée correctement dimensionnée réagisse efficacement aux sollicitations du trafic, elle doit être protégée des eaux de ruissellement. En effet l’infiltration de l’eau dans les différentes couches constitutives de la structure va en diminuer les performances mécaniques, et affaiblir la chaussée. C’est pourquoi les chaussées sont recouvertes d’une couche d’étanchéité (enduit ou enrobé) et bordées de fossés qui doivent être entretenus pour faciliter l’évacuation des eaux lors de fortes précipitations.

Lors de longues périodes de gel, ou d’inondations, il peut être mis en place des interdictions de circuler sur certaines chaussées (barrières de dégel), dans le but de leur laisser le temps de sécher pour protéger leur fondation.