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Projet et construction de routes (btp)

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Projet et construction de routes par Jean BERTHIER Professeur à l’École Nationale des Ponts et Chaussées Président du BCEOM 

Dans cet article, nous traiterons des différents critères à prendre en compte pour la construction de routes...

PROJET ET CONSTRUCTION DE ROUTES
Toute reproduction sans autorisation du Centre français d’exploitation du droit de copie est strictement interdite.
© Techniques de l’Ingénieur, traité Construction C 5 500 − 3
n’entreprennent des dépassements dans des conditions dangereuses, il faut chercher à assurer cette distance minimale de visibilité
sur plus de 25 % de la longueur du tracé, les zones de dépassement
étant régulièrement réparties.
Sur les routes à trois voies, il est recommandé d’affecter la voie
centrale à un sens de circulation dès que la visibilité est inférieure
à 500 m.
1.3 Profil en long
1.3.1 Caractéristiques générales
Le profil en long est le développement du cylindre vertical sur
lequel est tracé l’axe de la route. Il est constitué de segments de
droite raccordés par des arcs de cercle caractérisés par leur rayon.
Pour les segments de droite, on parle de pente ou de rampe
suivant que la route descend ou monte dans le sens de la marche.
Les rampes sont contraignantes pour les véhicules lourds dont
elles augmentent les consommations. Elles le sont d’autant plus
qu’elles sont plus longues et que le véhicule perd le bénéfice de son
élan initial. Le ralentissement de ces véhicules perturbe, de plus, la
circulation générale. Cela conduit à limiter autant que possible les
rampes aux valeurs indiquées dans le tableau 2.
Pour les routes à larges caractéristiques sur lesquelles on souhaite
que la circulation soit aussi peu gênée que possible par la présence
des rampes, on prévoit une voie supplémentaire pour les véhicules
lents.
Outre le respect des rampes maximales, on doit s’efforcer, dans
la conception générale du tracé, de réduire la dénivelée cumulée
qui influe directement sur le coût de circulation des véhicules
lourds. Cependant, il peut en résulter un enchérissement du projet.
Seule l’étude économique peut permettre de définir l’optimum
d’aménagement.
Le choix des rayons en angles saillants RV est basé sur les
conditions de visibilité. (0)
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Pour une chaussée unidirectionnelle, la distance de visibilité d’un
obstacle éventuel de 0,15 m de hauteur doit être au moins égale à
la distance d’arrêt pour la vitesse de référence (minimal
absolu RVm1 ) et si possible pour la vitesse Vr + 20 (minimal normal
RVN1). L’œil du conducteur est supposé être à 1 m de hauteur.
Pour une chaussée bidirectionnelle, il faut de plus qu’un véhicule
venant en sens inverse puisse être vu à la distance de visibilité de
manœuvre de dépassement correspondant à la vitesse de référence
(minimal absolu RVm 2) ou à Vr + 20 (minimal normal RVN2).
Si le respect de ces seuils conduit à un coût excessif, il est bien
entendu possible d’y déroger localement au prix, pour les routes bidirectionnelles, d’une interdiction de doubler réalisée par un marquage
continu.
En angle rentrant, la prise en compte du confort dynamique des
véhicules roulant à Vr ou Vr + 20 conduit aux rayons minimaux
absolus et normaux du tableau 2.
1.3.2 Problème des grandes descentes
On a constaté que certaines grandes descentes pouvaient être
particulièrement dangereuses pour les poids lourds. N’ayant pas
rétrogradé à temps, les conducteurs sont amenés à faire un usage
excessif de leurs freins qui s’échauffent et deviennent inopérants.
Ils n’ont plus alors aucun moyen de maîtriser leur véhicule et ne
peuvent éviter une sortie de route à grande vitesse dont les
conséquences sont généralement dramatiques.
Cette situation peut être évitée en respectant un certain nombre
de principes dans la conception géométrique de la route et en
mettant en place une signalisation appropriée :
— adopter un tracé en plan qui incite à une réduction de la vitesse,
grâce à des virages de rayon de courbure réduit au début de la pente ;
— éviter les « faux plats », zones de pente plus réduite insérées
dans la descente, qui incitent les poids lourds à passer sur un
rapport de vitesse supérieur et ne leur permettent plus ensuite de
rétrograder du fait d’une vitesse excessive ;
— prévoir une signalisation spécifique indiquant la valeur de la
pente et incitant les poids lourds à utiliser leurs freins moteurs, les
indications étant si possible données en plusieurs langues.
Pour les routes existantes, les seules ressources sont la mise en
place de la signalisation citée ci-avant et éventuellement la construction de voies de détresse, qui permettent aux véhicules en perdition
de quitter la route et de venir s’enliser et s’arrêter dans des fossés
remplis de graves.
1.4 Tracé en plan
Le tracé en plan est la projection sur un plan horizontal de l’axe
de la chaussée.
C’est une succession de droites, d’arcs de cercle et de courbes
de raccordement.
La combinaison de ces éléments, en coordination avec le profil
en long, doit en premier lieu permettre de réserver une proportion
convenable de zones où la visibilité est suffisante pour permettre
le dépassement. Simultanément, on doit éviter l’effet de monotonie
et réduire en conduite nocturne le temps d’éblouissement par les
phares lié aux grands alignements droits.
1.4.1 Choix du rayon des virages
Le rayon des arcs de cercle et leurs dévers doivent permettre au
minimum à un véhicule roulant à la vitesse de référence Vr de ne
pas déraper.
On doit avoir pour cela, si R est le rayon du virage, δ le dévers,
ft le coefficient de frottement transversal, c’est-à-dire l’adhérence
transversale maximale mobilisable, et m la masse du véhicule :
soit
Le rayon minimal dépend donc des dévers et du frottement
mobilisable.
Le dévers ne doit pas être trop grand pour éviter le risque de
glissement à faible vitesse par temps de verglas.
Comme le montre le tableau 2, il est recommandé de le limiter
à 7 %.
Les valeurs conventionnelles retenues pour ft dépendent de la
vitesse. Ce sont les suivantes : (0)
L’application de la formule donne alors les valeurs de rayon
indiquées dans le tableau 2.
Une fois dépassée la zone éventuelle de raccordement progressif,
le rayon de courbure doit rester constant sur toute la longueur du
virage.
L’Institut National de Recherche sur les Transports et leur Sécurité
(INRETS) a pu montrer que la plupart des virages dangereux se caractérisaient par une variation brusque du rayon de courbure. Une telle
variation rend le virage trompeur pour l’usager qui adapte sa trajectoire et sa vitesse à ce qu’il perçoit en entrée de virage et se trouve
donc pris au dépourvu par la modification du rayon de courbure.
Un mauvais uni est également un élément défavorable, de même
bien entendu qu’un défaut d’adhérence, qui est fréquent dans les
zones où le véhicule est fortement sollicité et où l’usure du revêtement est donc plus rapide.
1.4.2 Courbes de raccordement
Il est souhaitable de prévoir, entre les segments de droite et les
arcs de cercle, des zones de raccordement, et cela pour réaliser les
conditions suivantes :
— assurer une bonne lisibilité de la route en annonçant les
virages ;
— permettre à l’automobiliste un braquage progressif ;
— introduire progressivement le dévers à partir d’un profil en
ligne droite en forme de toit.
Pour répondre à ces objectifs, on choisit généralement comme
courbe de raccordement la clothoïde, dont la courbure est proportionnelle à l’abscisse curviligne s. Parcourue à vitesse constante, elle
correspond à la trajectoire d’un véhicule dont l’angle de braquage
du volant augmente régulièrement.
Les différentes relations caractéristiques de la figure 1 permettent
une construction approchée de la courbe de raccordement.
On constate que la droite et le cercle ne sont pas tangents et
qu’il faut prévoir un déport ∆R.
R étant donné, la clothoïde est entièrement définie par la donnée
de L, par celle de τ ou par celle de son paramètre A.
Les conditions suivantes sont prises en compte pour définir les
caractéristiques :

— pour être perceptible, le raccordement progressif doit correspondre à un changement de direction τ supérieur à 3o ;








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