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Données techniques de l’APD
Données topographiques
Les caractéristiques géométriques du tracé en plan et du profil en long sont celles du tracé actuel, avec une vitesse de référence de 100 km/h en tronçon courant et en rase campagne, 60 km/h en agglomération. L’axe en plan est celui de la route existante. Tous les carrefours existants sont maintenus.
Le réglage de la ligne rouge en rase campagne a été élaboré en tenant compte des deux contraintes majeures suivantes : d’une part, le dimensionnement du renforcement, d’autre part, la couverture des ouvrages hydrauliques compte tenu du profil rasant.
Contrainte géotechnique :
L’objectif était de placer la ligne rouge à TN + 35 cm au dessus de la couche de roulement actuelle pour que les nouvelles couches de la chaussée se situent à une côte optimale par rapport à la chaussée actuelle.
Contrainte de couverture des ouvrages hydrauliques :
La ligne rouge a été conçue afin de disposer d’une couverture minimale de 35 cm sur les ouvrages hydrauliques reconstruits ; cette contrainte avait été identifiée dans les termes de référence, au regard de l’insuffisance constatée dans l’étude antérieure de 2007.
Toutefois la ligne rouge a été sensiblement relevée dans les zones où les eaux de ruissellement traversent la chaussée, de sorte que l’objectif de +35 cm sur l’existant n’a pas été atteint partout. En agglomération, la ligne rouge est restée collée au terrain naturel afin de limiter la dénivelée entre la route et les concessions.
Les profils en travers de la route réhabilitée élargie sont les suivants :
En rase campagne, le nouveau profil en travers courant a les caractéristiques suivantes:
– largeur de la plateforme routière : 10,20 m
– largeur de la chaussée revêtue en béton bitumineux : 7,20 m
– largeur du monocouche de cloutage et protection : 10,20 m
– largeur des accotements : 1,50 m (x2)
– dévers de la chaussée et des accotements :
de la chaussée en toit : – 3,0 % / +3 %
dévers de la chaussée et des accotements de la chaussée déversée : de -5 % à +5,0 % selon le rayon (l’accotement côté haut n’est pas déversé)
– pente des talus des remblais : 3/2 (horizontal/vertical)
– pente des talus en déblais : 1/1 (horizontal/vertical)
– fossés latéraux en terre ou maçonnés si cela est nécessaire. Lorsque la chaussée est déversée en rase campagne type 2 (RC2) :
– En remblais, une bordure T2 est implantée en rive côté bas du dévers, associée à des descentes d’eau.
– En déblais, le talus est protégé par un perré.
largeur de la plateforme : 10,20 m
largeur de la chaussée revêtue en béton bitumineux : 10,20 m (au lieu de 7,20 m)
en rive : bordures arasées T1 et fossés ou caniveaux en béton circulables ou non. Le profil en travers est ainsi modifié pour les tronçons urbains :
largeur de la plateforme (en général) : 10,20 m
largeur de la chaussée revêtue : 10,20 m
en rive trottoirs en béton : 1,50 m (x2)
assainissement par caniveaux supportant ou non les trottoirs
en rive : bordures arasées T2 avec caniveau CS2 et fossés ou caniveaux en béton
circulables ou non, supportant ou non les trottoirs.
Les tronçons d’application des différents profils en travers dépendent en grande partie de la géographie des lieux.
Données géotechniques
Les zones d’emprunts ont fait l’objet d’une étude quantitative (évaluation en cubature) et qualitative (identification et caractérisation au laboratoire). La recherche des matériaux a été menée à partir de sondages disposés selon un maillage avec un pas de 35 m en vue d’obtenir une évaluation fiable des cubatures de matériaux. Le nombre de puits a été ajusté sur chaque site de façon à pouvoir recenser les quantités de matériaux (présentant les qualités requises pour leur utilisation) nécessaires à l’approvisionnement du chantier.
Les recherches concernent les matériaux de terrassements (fonds de carrières et sables limoneux) et les matériaux constitutifs des corps de chaussée.
Les quantités de matériaux de corps de chaussée nécessaires pour la réalisation du lot 2 Tanaff-Kolda sont estimées à 350.000 m3 de graveleux latéritiques. Plusieurs carrières ont été localisées et font l’objet de prospection.
La recherche de carrières a permis d’identifier des quantités suffisantes de matériaux latéritiques pour le lot 2. Le volume total de matériaux latéritiques des carrières prospectées sur la base des données actuelles est d’environ 700 000 m3, dont au minimum 200 000 m3 utilisables en couche de base (CBR supérieur à 60).
Pour la confection du béton hydraulique de haute performance, les enquêtes et recherches menées ont permis de retenir la carrière de sables de Gouloumbou située à 230 km de Kolda. Parallèlement, d’autres carrières de sables ont été prospectées comme la carrière de Saré Mody se trouvant à 24 km de Kolda. Les sables de Saré Mody sont de qualité moindre mais peuvent servir à la confection de bétons hydrauliques de moyenne performance.
Pour les graviers, les gisements et carrières connus, dont les productions sont susceptibles d’être utilisées sont les suivants :
Diack et Mansa Dala au Sénégal,
Sithole en Guinée Bissau.
La carrière de basaltes de Diack se situe dans la région de Thiès, au Sud de la RN3, à environ 20 km de Thiès.
Mansa Dala est situé dans le département de Tambacounda à 218 km environ de Vélingara, en passant par Tambacounda sur la route de Kédougou (RN7).
Les spécifications des matériaux sont consignées dans les tableaux I, II et III. Les fuseaux de spécification des matériaux sont représentés sur la figure 2.
Données sur les ouvrages de génie civil
A cause de la vétusté, des contraintes du milieu naturel, des exigences du bailleur de fonds, tous les ouvrages existants seront remplacés ou supprimés. Un seul ouvrage sera conservé.
Au total, soixante quatorze ouvrages seront reconstruits :
• cinq (5) ponts
• soixante neuf (69) dalots
Les cinq ponts à reconstruire sont actuellement à une voie et ont une largeur circulable de 3,20 m. Ces ouvrages sont : Tanaff (PK 1+225), Saré Niako (PK 33+024), Saré Yoba (PK 40+835), Tankanto (PK 48+719) et Saré Keita (PK 60+683). Les nouveaux ponts à construire seront des ouvrages à tablier isostatique à poutrelles enrobées, comprenant deux voies de 3,85 m et deux trottoirs de 1,25 m. Les portées sont respectivement de 30 m, 23 m, 23 m, 23 m, et 31 m.
Les ouvrages d’assainissement transversaux sont des dalots en béton armé de dimensions variables en fonction du débit. Ces ouvrages sont protégés :
à l’amont, par des enrochements sur géotextiles et des perrés sur les talus et des descentes d’eau en limite de perrés ;
à l’aval, par des gabions sur géotextiles et des perrés sur les talus et des descentes d’eau en limite de perrés.
La largeur de ces ouvrages est variable, elle est parfois suffisante pour le nouveau profil en travers prévu. Compte tenu de la configuration du terrain et en respectant la ligne rouge, une hauteur maximale de 1,5 m a été retenue pour les dalots.
Conclusion partielle
Dans sa politique de désenclavement des régions du Sud du pays, l’Etat du Sénégal s’est doté d’un financement de l’Etat américain par le biais du MCC représenté au Sénégal par le MCA-S. Ce vaste programme s’inscrit dans le cadre de la promotion économique et sociale à travers des investissements pour les infrastructures. Le projet consiste en la réhabilitation de la RN6 (Ziguinchor-Vélingara) longue de 316 km et la reconstruction du pont de Kolda conformément aux normes de la CEDEAO.
L’axe et le tracé en plan et le profil en long sont ceux de la route existante. L’état actuel de la recherche d’emprunts a permis de déceler une quantité suffisante de matériaux latéritiques. Il est également prévu la reconstruction de cinq ponts et de soixante neuf dalots.
OPTIMISATION DU DIMENSIONNEMENT
Données de l’Avant-projet Détaillé (APD)
Les études géotechniques de l’APD ont permis de définir les paramètres de dimensionnement de la chaussée. Ces paramètres concernent le trafic, le sol support et la qualité des matériaux.
Trafic VL
Trafic Moyen Journalier Annuel (TMJA)
Le véhicule lourd (VL) est défini par la norme NF P 98-082 comme un véhicule dont le poids total est au moins égal à 3,5 tonnes. Le trafic total journalier moyen de tous les véhicules autres que les motos dans les deux sens est évalué à 710. Le trafic des VL est estimé à 27 % du trafic total. Ce qui correspond à un trafic de 96 VL/jour sur la voie la plus chargée.
Coefficient d’agressivité moyen (CAM)
L’UEMOA, par sa politique de contrôle du poids des essieux, tente de limiter l’agressivité des véhicules lourds. Cependant, les résultats restent hypothétiques car la limitation des charges risque de se traduire par une augmentation du nombre de VL pour une même masse de marchandises transportée. Un CAM de 3 a été retenue.
Taux d’accroissement annuel du trafic (t)
Le taux de croissance t est déterminé à partir des résultats des comptages actuels et passés.
L’augmentation annuelle est estimée à 3 %.
Durée de service de la route projetée (n)
La durée de service d’une route est la période qui se sera écoulée depuis sa date de mise en service jusqu’à l’apparition des dommages nécessitant un entretien. Elle est projetée à vingt ans.
Données issues des investigations géotechniques réalisées sur le terrain
Au début du projet, une campagne géotechnique a été déroulée pour permettre l’établissement du projet d’exécution. Les recommandations du bailleur de fonds étaient d’optimiser le dimensionnement proposé dans l’APD afin de faire des économies sur les épaisseurs des couches de chaussée.
Sondages sur la chaussée existante
Les sondages de chaussée ont été effectués en quinconce à la fréquence de 1 km sur les limites entre l’accotement et la chaussée. Les coupes de sondages ont été dressées (annexe A) pour bien déterminer les épaisseurs et la nature des matériaux du sol support et de la chaussée existante. Le sol support est composé de sables fins surmontés par 40 cm de graveleux latéritiques avec une couche de roulement en enduit superficiel. Les sondages sur la chaussée existante donnent une épaisseur moyenne de 18 cm (couche supérieure) et 22 cm (couche inférieure). La variation des épaisseurs (annexe A) et l’étude statistique qui en découle permet de définir les épaisseurs caractéristiques à retenir dans le cadre du dimensionnement (tableau VII).
Essais de laboratoire sur les échantillons de matériaux de la chaussée existante
Les échantillons de matériaux de la chaussée existante ont été soumis à des essais d’identification complète (granulométrie, limites d’Atterberg, Proctor modifié et CBR). Les couches de fondation et de base existantes sont étudiées à la fréquence de 4 km. Cependant, l’identification complète sur les échantillons du sol d’assise a été réalisée au pas de 1 km.
Analyse granulométrique
Définie par la norme NF P 94-056, l’analyse granulométrique consiste à faire passer un échantillon de matériau dans des tamis normalisés de mailles décroissantes. La forme de la courbe granulométrique renseigne sur les proportions et le caractère étalé ou gradué des classes granulaires. La teneur en particules fines (particules de taille inférieure à 80 micromètres) influence le choix de l’utilisation éventuelle du matériau en remblais.
Le module de finesse (NF P 18-540) est un paramètre qui permet de caractériser l’importance des éléments fins dans un matériau. Il est égal au 1/100 de la somme des refus cumulés exprimée en pourcentage sur les tamis de la série suivante : 0,16 – 0,315 – 0,63 – 1,25 – 2,5 – 5 mm. Il est d’autant plus petit que le matériau est riche en éléments fins.
Limites d’Atterberg
Les limites d’Atterberg (NF P 94-051) sont des constances physiques conventionnelles (teneur en eau pondérale) qui marquent le passage d’un sol de l’état solide à l’état plastique (limite de plasticité wP) et de l’état plastique à l’état liquide (limite de liquidité wL). L’essai permet également de prévoir le comportement des sols fins lorsqu’ils sont soumis à des contraintes.
– La limite de liquidité : c’est la teneur en eau pour laquelle une rainure pratiquée dans l’échantillon de matériau dans la coupelle de Casagrande se ferme sur 1 cm à 25 chocs.
– La limite de plasticité : elle correspond à la teneur en eau pour laquelle un cylindre d’échantillon de matériau de diamètre 3 mm et de longueur 10 à 15 cm, confectionné manuellement, se fissure lorsqu’il est soulevé.
– L’indice de plasticité Ip est la différence : Ip = wL – wP
Essai Proctor modifié
L’essai Proctor modifié (NF P 94-093) consiste à simuler le compactage en laboratoire pour déterminer les conditions optimales de mise en œuvre des matériaux sur le chantier.
Le principe de l’essai consiste à humidifier un sol à plusieurs teneurs en eau et à le compacter selon un procédé et avec une énergie conventionnelle. Pour chacune des valeurs de teneur en eau considérée, il faut déterminer la masse volumique sèche du sol et tracer la courbe des variations de cette masse volumique en fonction de la teneur en eau. D’une manière générale, cette courbe appelée courbe Proctor présente une valeur maximale de la masse volumique sèche (dmax), elle est obtenue pour une valeur particulière de la teneur en eau (OPM). La teneur en eau permet de quantifier le volume d’eau à utiliser pour avoir les conditions optimales de compactage sur le chantier.
– Pour une teneur en eau inferieure àOPM, le matériau est trop sec et le frottement entre les grains est très important.
– Pour une teneur en eau supérieure àOPM, le matériau est trop humide et une grande partie de l’énergie est absorbée par l’eau.
Essai CBR
L’essai CBR (NF P 94-078) est un essai de portance des couches compactées. Il permet d’évaluer l’aptitude des matériaux à supporter les charges. Il s’effectue en mesurant l’enfoncement sur des moules de matériaux compactés à différentes énergies de compactage (55, 25 et 10 coups par couche).
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Table des matières
LISTE DES SYMBOLES ET ABREVIATIONS
INTRODUCTION GENERALE
CHAPITRE 1 : PRESENTATION DU PROJET
1 . 1 Contexte global et situation géographique
1. 1. 1 Contexte global
1. 1. 2 Situation géographique
1. 2 Données techniques de l’APD
1. 2. 1 Données topographiques
1. 2. 2 Données géotechniques
1. 2. 3 Données sur les ouvrages de génie civil
Conclusion partielle
CHAPITRE 2 : OPTIMISATION DU DIMENSIONNEMENT
2. 1 Données de l’Avant-projet Détaillé (APD)
2. 1. 1 Trafic VL
a. Trafic Moyen Journalier Annuel (TMJA)
b. Coefficient d’agressivité moyen (CAM)
c. Taux d’accroissement annuel du trafic (t)
d. Durée de service de la route projetée (n)
e. Trafic cumulé (NE)
2. 1. 2 Sol support
2. 1. 3 Structure de chaussée à adopter
2. 2 Données issues des investigations géotechniques réalisées sur le terrain
2. 2. 1 Sondages sur la chaussée existante
2. 2. 2 Essais de laboratoire sur les échantillons de matériaux de la chaussée existante
a. Analyse granulométrique
b. Limites d’Atterberg
c. Essai Proctor modifié
d. Essai CBR
e. Exploitation des résultats
2. 2. 3 Mesures de déflexions
2. 2. 4 Essais sur les échantillons d’emprunts
2. 2. 5 Essais sur les échantillons de latérite-ciment
2. 3 Optimisation du dimensionnement
2. 3. 1 Modélisation de la structure de chaussée existante
2. 3. 2 Dimensionnement de la nouvelle structure de chaussée
a. Données du trafic
b. Caractéristiques élastiques des matériaux
c. Paramètres d’ajustement pour le calcul des limites admissibles
d. Calcul des limites admissibles
e. Résultats du dimensionnement
2. 3. 3 Analyse technique et étude de prix
a. Analyse technique
b. Etude de prix
Conclusion partielle
CHAPITRE 3 : FORMULATION DU BETON HYDRAULIQUE PAR LA METHODE DE DREUX-GORISSE
3. 1 Détermination des caractéristiques des constituants du béton
3. 1. 1 Ciment
3. 1. 2 Sable
a. Analyse granulométrique
b. Essai d’équivalent de sable
c. Masse volumique apparente
d. Masse volumique réelle
e. Coefficient d’absorption
3. 1. 3 Graviers
a. Masse volumique réelle et coefficient d’absorption
b. Essai Los Angeles
c. Essai Micro Deval
d. Mesure du coefficient d’aplatissement des granulats
e. Mesure du coefficient de propreté superficielle des granulats
3. 1. 4 Eau de gâchage
3. 1. 5 Adjuvant
3. 2 Formulation du béton hydraulique par la méthode de Dreux-Gorisse
3. 2. 1 Détermination du dosage en eau
3. 2. 2 Correction du dosage en eau
3. 2. 3 Détermination des proportions volumétriques granulaires
3. 2. 4 Détermination du coefficient de compacité
3. 2. 5 Dosage des granulats
3. 3 Corrections de la formulation théorique
3. 3. 1 Correction sur l’ouvrabilité
3. 3. 2 Correction sur les masses volumiques
3. 3. 3 Correction sur les résistances mécaniques
3. 4 Résultats de la formulation
3. 5 Etude statistique des résultats des essais de résistance à la compression simple
Conclusion partielle
CONCLUSION GENERALE ET RECOMMANDATIONS
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
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