Dimensionnement de la chaussée

1. Identification du sol

Les reconnaissances géotechniques réalisées ont mis en évidence trois formations géotechniques :

- Formations alluviales : matrices sableuse à sablo -argileuse contenant des éléments roulés (galets à Dmax 200mm)

- Colluvions argileuses

- Substratum : argiles et marnes

Selon les données géotechnique du sol le sol se caractérise par :

• Les formations alluviales constituent la grande majorité des matériaux de déblais.
• Elles sont principalement constituées de matériaux B4 et B5 (respectivement 36% et 41%).
• La part des matériaux avec des galets (classification GTR C1B4/B5) représente 5% des alluvions.
• Le reste est constitué de matériaux B2 à hauteur de 10%.
• Les colluvions argileuses sont de classification A1 et A2.
• Les matériaux A2 représentent 80% de cette formation.
• Les argiles sont quant à elles principalement de classification A4 (89%).
• Les sondages réalisés ont mis en évidence une forte proportion de matériaux d'état très humide (80% pour les colluvions et les argiles et 30% pour les alluvions). Le reste des matériaux sont à l'état m ou s.

1. Cas de partie supérieure des terrassements (PST), classes d’arase terrassement (ARi)

Pour déterminer la portance de la partie supérieure des terrassements (PST), on prend en compte la nature et l’état hydrique des matériaux de la PST intéressant le mètre supérieur, et le contexte général de la chaussée en service.

D’après le tableau de l’annexe qui présente les 7 cas de PST distingués par le guide des terrassements routiers et les classes d’arase associées, et selon la classification du sol, la partie supérieure des terrassement choisie est de PSTn°3 associée d’une classes de portance à long terme de l’arase terrassement AR2.

D’après les sondages donnés le sol est traité sur 0,5 m à la chaux selon une technique remblai. L’action du traitement n’est pas durable. Le niveau de la nappe se situe à plusieurs mètres sous la chaussée, il y a un risque de remontée d’eau. Des infiltrations sont toutefois possibles. Le fascicule I du GTR permet de déterminer la classe de PST et la classe de l’arase : on se situe en PST1 avant traitement, mais celui-ci ramène au cas : - PST 3 – AR2

[pic 1]

Tableau 1 – la  PST et classes d’arase ARi (extrait du GTR, fascicule I, tableau IX).

1. Détermination de la classe de plate-forme

La détermination de la classe de plate-forme support de chaussée est effectuée en tenant compte de :

• La partie supérieure des terrassements (PST)
• La classe d’arase terrassement (ARi)
• La nature et de l’épaisseur de la couche de forme.

Trois types de couche de forme sont distingués :

• La couche de forme non traitée
• La couche de forme en sol fin traité en place
• La couche de forme en matériaux grenus traités aux liants hydrauliques éventuellement associés à la chaux.

Pour le cas d’objet d’étude, la classe de la plate-forme est de PF3, auquel il faut préconiser une augmentation de l’épaisseur de la couche de forme ou avoir un traitement aux liants hydrauliques.

1. Détermination de l’épaisseur de la couche de forme

L’épaisseur préconisée pour la couche de forme est fixée de sorte qu’elle :

• Satisfasse aux divers critères de résistance permettant une mise en œuvre correcte des couches de chaussée,
• Assure la pérennité d’une valeur minimale de portance à long terme de la plate-forme.

Cette épaisseur préconisée dépend :

• Du cas de PST et de la portance à long terme au niveau de l’arase des terrassements,
• Des caractéristiques du matériau constituant la couche de forme.

Choix de la couche de forme : il faut avoir un traitement mixte chaux-ciment du sol B5.

Selon les données suivantes :

• PSTn°3
• AR2
• Classe PF3 

Pour le cas de PST 3 et une AR2, l’épaisseur de couche de forme préconisée (fascicule II du GTR, annexe 3, page 56) est de 50 cm.

1. Détermination de la catégorie de la voie

L'opération concerne l'aménagement à 2x2 voies de la déviation de Villeneuve-sur-Allier par la RN7, sont classées dans le type 1 par le catalogue des types de route en milieu interurbain. Il faut retenir un aménagement de type autoroute (mise à 2x2 voies avec carrefours dénivelés). Le tronçon de route sera dimensionné comme une voie du réseau structurant ,VRS, pour une durée de dimensionnement initiale de 30 ans.

1. Détermination de la classe de trafic

L’étude préalable de trafic fournit les informations suivantes :

• Mise en service 2022.
• Trafic RN7 (2 sens) : 15050 véhicules/jour (base 2005) dont 26,8% de poids lourds – (données station d’Avrilly au sud de Villeneuve),
• Evolution trafic PL:

• Croissance linéaire de 3,5% en base 2002 jusqu’en 2025
• Croissance linéaire de 1,75% après 2025.

• Après la mise en service, il est considéré que 80% du trafic poids lourds s'effectuera sur la 2X2 voies, le reste restant sur la RN7 actuelle
• Au niveau des points d’échange, il est considéré que 10% du trafic poids lourds les empruntent.
• Type de voie: réseau structurant à dimensionner sur 30 ans,
• La vitesse réglementaire sera fixée à 110 km/h sur la section à aménager et à 80 km/h sur les rétablissements

Pour connaître la classe de trafic il faut calculer le nombre de poids lourds cumulé sur 30 ans sur la voie la plus chargée de la chaussée. Notons le NPL.

• de 2022 à 2025 :

Taux de croissance linéaire de 3,5% en base 2002

nombre de poids lourds cumulé entre 2022 et 2025 : NPL1

• de 2025 à 2052 :

Taux de croissance linéaire de 1,75% en base 2002 après 2025.

nombre de poids lourds cumulé entre 2025 et 2052 : NPL2

On a NPL= NPL1 + NPL2

Un taux de croissance linéaire de t1 = 3,5% base 2002 correspond à une augmentation annuelle de τ1 poids lourds

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