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L'AMENAGEMENT DES SOLS URBAINS

Terrasses et dallages en grandes surfaces

La transformation des centres urbains traditionnels avec  le développement de quartiers neufs, l'aménagement de voies piétonnes, a poussé de nombreux architectes à séparer la circulation automobile de la circulation piétonne. Désormais la ville s'équipe de couloirs, de places de repos, de passages spécifiques. La dualité chaussée-trottoirs tend ainsi à disparaître au profit d'un aménagement de liaison entre circulation et espaces verts. La route se faisant terrasse de grande surface, pour le plus grand bonheur des piétons.

Le design n'est plus seulement traductible par le béton. Il fait désormais partie d'un ensemble esthétique. L'aménagement extérieur, qui se doit d'être aussi futuriste et épuré que l'architecture moderne le permet, doit transmettre aux visiteurs un avant goût d'une nouvelle dimension. Cette dimension se traduit pour l'oeil dans la multiplicité des couleurs et des formats des éléments urbains qu'il s'agisse tout aussi bien des sols que du mobilier ou de l'aménagement des espaces verts. La conception de ces derniers a, actuellement, beaucoup évolué et permet des possibilités d'aménagements quasi illimitées par l'intégration de modules spéciaux.

Les matériaux utilisés dans la création des voies piétonnes et des voies de circulation sont très divers. On peut les classer en deux familles : d'une part les éléments taillés ou préfabriqués, prêt à être posés tels que les pavés en béton, produits en terre cuite, dallages, etc ; d'autre part les revêtements coulés in situ comme le bitume ou l'asphalte.

Dualité du choix

 

Le choix de ces matériaux et les caractéristiques de ces derniers sont multiples et diffèrent selon qu'il s'agisse de l'utilisateur ou de la municipalité qui en assume la réalisation et le financement. Un autre critère de choix se traduit par la durée des travaux qui devra être la plus courte possible.

Le choix des matériaux doit être fait après une étude approfondie des caractéristiques du terrain, des utilisations, et des souhaits des utilisateurs. Sans oublier non plus l'aspect financier d'une telle réalisation.

Pour l'utilisateur piéton la création d'un espace urbain doit inclure un sol non glissant, tout particulièrement lorsque ce dernier est mouillé ; d'une rugosité suffisante ; confortable à la marche ; esthétique. En effet, de par son aspect et sa couleur un matériau d'environnement tend à créer l'ambiance et le caractère de l'aménagement global. A ces critères s'ajoutent des caractéristiques mécaniques et physiques afin que la surface réalisée se comporte bien dans le temps et soit d'un entretien facile.

Résistance au roulage

 

Une voie réservée à l'usage piétonnier ou semi-piétonnier doit également supporter souvent la circulation de véhicules lourds tels que bennes de ramassages des ordures ménagères, pompiers, camions de livraisons, etc, autant que celle des riverains. La résistance au roulage est fonction à la fois de l'épaisseur du matériau, de son épaisseur, du mode de mise en oeuvre et de la conception globale de l'infrastructure.

Une mauvaise conception globale induit une mauvaise résistance au roulage entraînant des fissurations, fendillements, décollement du revêtement, éclatements et désordres nuisibles à la circulation

La ville telle que la ressentent aujourd'hui ses habitants doit tisser un lien avec l'espace environnant et offrir une qualité de vie minimale. Le temps du non-espace d'asphalte et de décors sans imagination, totalement desservi à l'automobile est bien révolu. Le citadin moderne veut bénéficier d'aménagements à caractère unique, d'images urbaines marquantes et porteuses de bien-être.

Les rues et les places sont là pour donner vie à la cité. Leur qualité d'aménagement, l'organisation des espaces sont ainsi déterminantes. L'utilisation créative des revêtements des rues, des allées piétonnes, des places et du mobilier urbain associé donne le ton d'une multiplicité d'applications.

L'aménagement d'un centre urbain doit également tenir compte des pollutions. Or, ces dernières proviennent non seulement des véhicules, du bruit, mais également d'une dégradation de la qualité des cycles hydrologiques, contrariés par les nombreuses constructions urbaines, et aux conséquences multiples.

Les limites de la désimperméabilisation

 

Un revêtement imperméable est requis pour les aires à forte circulation, y compris les lieux supportant des charges roulantes importantes. Dans l'état actuel de la technique, il faut des revêtements imperméables pour supporter les charges imposées par la circulation.

Le véritable gisement pour la désimperméabilisation est constitué par les cours et terrasses, les trottoirs et pistes cyclables, les aires de stationnement, les rues à faible circulation. Les revêtements perméables conviennent plus particulièrement pour la stabilisation de ces aires de circulation.

Étant donné que seulement une partie des surfaces imperméabilisées  se prête à une désimperméabilisation, il importe que les eaux de précipitation de cette partie puissent s'infiltrer aussi complètement que possible dans le sol pour alimenter la nappe phréatique.

D'une manière générale, la capacité d'infiltration des revêtements de sol doit être adaptée à la perméabilité du sous-sol. Un sous-sol peu perméable nécessite, en principe, une surépaisseur de la couche de fondation, solution le plus souvent exclue pour des raisons économiques.

Toutefois, il est possible de résoudre le problème des sous-sols moins perméables en alternant revêtements imperméables et revêtements perméables de manière à ne faire écouler par infiltration que la quantité d'eau de pluie que le sous-sol peut absorber. Dans les zones piétonnières, par exemple, on peut prévoir un revêtement imperméable pour les surfaces utilisées par les camions de livraison, et un revêtement perméable pour l'aire de circulation des piétons. Le reste de l'eau doit alors être évacué par les égouts. Étant donné que les pluies d'une intensité inférieure à 80 l/s. ha fournissent 93 % de la pluviosité annuelle, le système préconisé contribue largement à la constitution de la nappe phréatique. Certes, le réseau d'égouts se trouve moins déchargé que dans le cas d'une infiltration complète.

De toute façon, il est conseillé de prévoir une évacuation des eaux superficielles, même avec un revêtement perméable, pour parer aux aléas des averses surabondantes.

En outre, l'infiltration des eaux de précipitation s'accompagne d'une dégradation microbiologique de polluants organiques et d'une rétention dans le sol de substances anorganiques dont l'eau souterraine se trouve ainsi débarrassée. L'évacuation de l'effluent pluvial d'une surface imperméabilisée et son rejet dans un cours d'eau ont pour effet d'entraîner la totalité de la charge polluante dans l'environnement où les possibilités de dégradation biologique sont moins favorables.

L'importance du confort

 

Bien entendu désimperméabiliser ne veut pas dire se passer de revêtement. Tout d'abord, l'utilisation des aires de circulation nécessite en règle générale une stabilisation. Le revêtement perméable doit être aussi propre et aussi doux à la marche et au roulage qu'un revêtement imperméable. Il doit en plus drainer l'eau de pluie aussi complètement que possible vers la nappe phréatique. Les pavés perméables en béton répondent parfaitement à ces exigences. Par rapport aux surfaces imperméables, ils présentent un élément de confort supplémentaire : aucun film d'eau ne se forme à la surface quand il pleut, ce qui est un avantage appréciable pour les piétons et les cyclistes. En outre, les revêtements à haute perméabilité et à grande capacité d'infiltration contribuent à décharger efficacement le réseau d'égouts et la station d'épuration, et à réduire les risques de crue.

La capacité d'infiltration de ce genre de pavage peut être accrue par augmentation déterminée de la largeur des joints ou en prévoyant des trous d'infiltration entre les pavés.

Selon une publication spécialisée, on a ainsi pu obtenir, avec une proportion d'ouvertures d'environ 10 pour cent, des capacités d'infiltration allant jusqu'à 400 l/s. ha; aucun ruissellement ne s'est produit jusqu'à une intensité pluviale de 200 l/s. ha.

Les pavés en béton perméable dont la capacité d’infiltration est considérable (600 l/s) constituent une alternative intéressante puisque les joints de ces pavages peuvent avoir la largeur normale d'environ 3 mm, assurant au revêtement sa fonction d’infiltration en même temps qu’un grand confort de marche.

Blocages de rives

 

La norme NFP 98-335 de Mai 2007 préconise la mise en place d’un blocage de rives pour les zones pavées circulées. Ceci dans l’optique de prévenir le glissement des pavés sous l’effet des efforts horizontaux liés à la circulation des véhicules et par suite l’ouverture des joints.

Le blocage des rives est également une nécessité pour empêcher l’écartement, le glissement et le basculement des pavés que ce soit en cours de chantier (blocage provisoire ou bordure définitive en cas d’une réalisation par demi-chaussée) ou à la mise en service définitive.

En effet, sur une voirie circulée, la pression exercée par le pneumatique au point d’appui sur la dalle transmet les efforts vers les rives.

Les zones pavées sont contingentées longitudinalement par des bordures généralement scellées dans du béton. Ce blocage efficace doit aussi intervenir perpendiculairement et au pourtour des ouvrages. Le blocage en rives de zones pavées est le garant de la pérennité de la réalisation. Il doit être effectué lors des jonctions avec d’autres matériaux comme l’enrobé.

Le blocage de rives doit être effectué au droit des fractionnements des supports comme les dalles béton. Il assure le monolithisme de chaque côté du joint de dilatation.

Il est également conseillé pour supporter les contraintes de circulation dans les intersections et les zones de giration quand le support le permet. C’est le cas des dalles béton ou enrobés à modules élevés.

Scellement des pavés. Doc Sika.

Pose des pavés du tramway de Brest avec les liants Sika.

Disposition des pavés

 

Le motif de pose de dallage ou pavés en pose souple n'est pas uniquement une question d'optique. Dans le cas de surfaces soumises à la circulation routière, la disposition des pavés joue un rôle essentiel pour la répartition des charges, la stabilité et l'acoustique. En règle générale, les pavés doivent être posés en diagonale par rapport au sens de la chaussée dans le cas de voies soumises à la circulation routière. Les contraintes sont ainsi réparties équitablement sur les quatre faces des pavés ; les poussées et les forces de torsion sont mieux absorbées et les bruits produits par les pneus sur les surfaces en pavés sont réduits au minimum.

Les avantages d'une pose souple

 

Une pose souple présente à long terme de nombreux avantages face à un revêtement bitumineux. Cette dernière s'avère en effet plus facile à gérer lors de l'entretien et des travaux induits par d'éventuels désordres souterrains. La où le béton et le bitume nécessite l'emploi d'un marteau piqueur, le pavage peut s'ouvrir partiellement et se recouvrir aisément. D'autre par la souplesse permet également de suivre les ondulations naturelles dues à l'évolution temporelle du sol. Troisième avantage le drainage peut être fait soit par la pose de caniveaux classiques de surface, soit par une récupération des eaux par la perméabilité naturelle. Il suffit alors de placer un drainage métallique en sous-couche. L'utilisation de tubes de section carrée est par ailleurs préférable aux tubes ronds classiques. En effet, les tubes carrés ou rectangulaires assurent une meilleure assise à l'ouvrage.

Largeur des joints

 

En vertu de la norme NF P 98‐335 la largeur des joints doit être d’au moins 2 à 4 mm et toujours représenter moins de 10% de l’épaisseur du pavé. Avec des pavés d’épaisseur nominale dès 120 mm, un joint de 5 à 8 mm est recommandé. Dans les configurations spéciales avec des pavés grand format, la largeur des joints peut être de 8 à 12 mm. Attention: Les pavés de béton ne doivent pas être "complètement" jointoyés: le joint doit être "lavé" jusqu'au chanfrein de la pierre, afin d'éviter plus tard les dégradations et la détérioration des pavés par l'éclatement des arêtes, etc...

Malgré le fait qu’un pavage soit constitué d’éléments séparés, il se comporte dans une certaine mesure comme une dalle.

Le rôle du joint et son remplissage sont essentiels dans la répartition des charges. En effet, un joint performant apporte une résistance au déplacement des pavés entre eux et s’oppose au déplacement vertical et horizontal d’un pavé par rapport à l’autre. Il empêche également la transmission des sollicitations mécaniques aux pavés voisins.

En outre, la norme NFP 98-335 indique  les joints de retrait, de dilatation et d’isolement sont indispensables dans le cas de pose sur mortiers. Ils délimitent en général une zone de 40 m² à 60 m², dont la diagonale n’excède pas 10 m. Le jointoiement doit être réalisé avec des mélanges de calibre 0/2, 0/4 et 0/5. Dans les pavages en béton des classes T3 à T5 et la voirie soumise à des contraintes similaires, on utilisera des mélanges de calibre 0/4 ou 0/5 issus de matériaux concassés. Le matériau de jointoiement de calibre 0/2 ne doit être employé que dans des pavages à joints étroits (env. 3 mm), par ex. avec des pavés autobloquants. En outre, il ne pourra être utilisé que dans des pavages de voirie dont le nettoyage initial n’est pas mécanique. Les balayeuses aspirantes peuvent être utilisées dès lors que le calibre 0/2 s’est suffisamment solidifié dans le joint. Le matériau de jointoiement de calibre 0/2 issu de roches non concassées (par ex. sable naturel) ne doit être utilisé que dans des cas exceptionnels et uniquement sur des pavages exposés aux intempéries. En revanche, le jointoiement calibre 0/2 avec coefficient d'écoulement > 35 (en général des roches

concassées, par ex. sable concassé) peut aussi être employé dans les pavages non exposés aux intempéries.

Portance des sols

 

Les Graves Ciments Compactées NFP 98-116

C’est le type de matériau qui nécessite le plus de volume à charrier. Le compactage doit être efficace en tous points de la zone à traiter.

Le compactage peut s’avérer délicat dans les centres urbains. L’emploi de matériels lourds, les vibrations générées lors de cette opération sont sources de désagréments pour l’entreprise et les riverains. Les affleurants, les bouches à clé, les regards de visite et les zones de rive rendent le compactage plus difficile et font appel à une mécanisation différente et supplémentaire. Les graves ciments compactées offrent en revanche la possibilité d’effectuer la pose des pavés sans délai de séchage.

 

Les Enrobés à Modules Elevés NFP 98-140

Le module d’élasticité, supérieur à 16 000 MPa, permet de classer les enrobés à modules élevés (EME) dans les assises semi-rigides.

Compacté et cylindré sur de faibles épaisseurs, ce matériau est idéal pour les réfections de voiries pavées.

Les EME présentent des caractéristiques mécaniques en laboratoire (orniérage, fatigue, module) supérieures à celles des graves bitumes. Les EME sont souvent utilisés pour leur résistance à l’orniérage.

 

Les Dalles béton

Matériau idéal pour la constitution d’assises pavées, la dalle béton présente de nombreux avantages :

• Elle permet d’envisager tous les types de trafic.

• L’application coulée en place supprime les points de faiblesses inévitables des solutions compactées, se retrouvant notamment en zone de rive, sur les affleurants…

• La durabilité s’exprime en dizaines d’années.

• L’entretien et les coûts sont maîtrisés.

• Les interventions des concessionnaires des réseaux n’altèrent pas la voirie. Reconstruite à l’identique ou avec des mortiers industriels à prise rapide, la voirie retrouve ses performances mécaniques et sa durabilité initialement envisagée.

• Elles permettent de dimensionner sur des épaisseurs réduites.

• Elles donnent la possibilité de s’affranchir des qualités des sols en place.

• Leur faible déformabilité autorise l’emploi des mortiers industriels à hautes performances.

• La combinaison d’une assise rigide avec des mortiers industriels et des pavés forme un monolithe dont le comportement mécanique est similaire à une dalle béton.

La Dalle béton s’impose systématiquement pour les petites surfaces où les compactages s’avèrent difficiles et pour les voies empruntées par les transports en commun.

 

Une chaussée dallée est particulièrement sensible à la portance du sol qui traduit en fait son aptitude à recevoir sans déformation excessive les charges qui lui sont appliquées lors de la réalisation du chantier et en service.

La portance des sols est conventionnellement classée de O à 5, l'indice 5 correspondant aux sols les plus performants.

 

En s’intégrant à la nature jusqu’à s’y confondre presque, les nouvelles marches Lyas de Bradstone permettent de transformer la moindre inclinaison du terrain en un escalier des plus harmonieux. Elles s’assemblent facilement pour créer une volée de marches en légère pente, assurant une ascension douce et une transition élégante. La marche Lyas (45 x 35 x 15 cm) est proposée en 3 coloris : Gironde, Ardennes  et Armor sur commande.

Pavage avec joints élargis

ou trous d'infiltration

 

La proportion de joints et de trous d'infiltration de ces revêtements est de l'ordre de 10 à 40 pour cent. Plus la proportion de joints est petite, plus le remplissage des joints doit être perméable. Les joints élargis sont aussi utilisés comme éléments décoratifs, par exemple les joints gazonnés qui ajoutent à la surface pavée une note de verdure. Toutefois, il y a lieu de rappeler que les joints larges rendent le pavage moins agréable à la marche. Par ailleurs, la capacité d'infiltration des joints engazonnés est limitée, comme celle des surfaces engazonnées mentionnées plus haut.

On peut améliorer la capacité d'infiltration en remplissant les joints de gravillon fin. D'une manière générale, les pavages avec joints élargis ou trous d'infiltration conviennent plus particulièrement pour les aires à faible circulation.

Les assises souples

 

Les assises souples sont limitées aux faibles trafics piétons ou véhicules légers. L'épaisseur correspond au minimum à 15 cm d'une grave non traitée, de qualité moyenne, granulométrie courante O/20. Cette épaisseur est portée à 20 cm dans le cas d'un type de circulation B, sur un sol de portance 2.

Les assises rigides

 

Les caractéristiques des matériaux utilisés peuvent varier par leur granulométrie,leur dosage en ciment, leur résistance. Par exemple pour une circulaiton type C et classe de portance 3, pour une grave ciment l'épaisseur sera de 25 cm + lit de pose, pour un béton de ciment dosé à 250 kg/m3 l'épaisseur sera de 17 cm. (Doc. FIB/CERIB).

La circulation sur les voies piétonnes

 

Pour le passage d'une personne il faut prévoir une largeur comprise entre O,9 et 1,20 m. Ainsi, la largeur minimale pour le passage d'une voiture d'enfant ou d'une chaise roulante est de 1,20 m. La circulation des piétons doit être simple. Il est par conséquent nécessaire d'éviter l'introduction d'obstacles artificiels tels que dénivellation, jardinières, mobilier urbain.

Revêtements constitués

de pavés perméables en béton

 

Les pavés en béton perméable permettent de réaliser des revêtements répondant aux exigences de confort des utilisateurs et aux critères d'infiltration de l'effluent pluvial. Ces pavés sont réalisés en béton sans éléments fins, on obtient ainsi des perméabilités et des capacités d'infiltration très importantes. Les pavés perméables en béton monobloc présentent une surface relativement rugueuse.

Celle-ci augmente considérablement la perméabilité du pavage, mais elle rend le nettoiement plus difficile. Elle accroît aussi la résistance au roulage des pistes cyclables.

C'est pourquoi on s'oriente depuis quelques années vers une conception bicouche des pavés perméables. La couche supérieure - le parement - présente une surface lisse similaire à celle des pavés traditionnels. Elle est composée d'un béton perméable ayant une structure alvéolaire plus fine que la couche de base.

Ces pavés allient les avantages du pavage traditionnel - surface lisse, facilité de nettoiement - avec la capacité d'infiltration requise. Avantage supplémentaire : la plus grande partie des impuretés solides en suspension dans l'eau ou entrainées par elle, est retenue à la surface du pavage et peut être éliminée par balayage. Les impuretés plus fines qui se déposent dans les pores du béton de parement peuvent être chassées vers le bas à l'aide d'une laveuse à eau sous pression, ce qui permet de rétablir la perméabilité initiale du revêtement.

Dalles Armorique de Bradstone

Dalles Armorique et piquets de schiste de Bradstone

Domaines d'application des pavages perméables en béton

 

Ainsi, les pavés en béton se prêtent à un grand nombre de voiries et charges mobiles. Les pavés ne doivent pas être utilisés pour des voies de circulation où la vitesse dépasse environ 60 km/h. En raison des caractéristiques de planéité des pavages et du nombre de joints relativement élevé, ils offrent un confort de conduite limité. Les pavages traditionnels avec joints élargis ou trous d'infiltration conviennent très bien pour les aires à faible circulation : terrasses, aires de stationnement, passages pompiers etc... Les pavages en béton perméable conviennent davantage pour les aires à plus forte circulation, telles que les zones piétonnes, les trottoirs, les squares ainsi que les pistes cyclables par exemple.

Les normes

 

La norme NFP 98-335 concerne la réalisation d’espaces affectés ou non à la circulation ou au stationnement, physiquement accessibles aux véhicules.

Elle ne concerne pas la mise en oeuvre des revêtements perméables.

La norme NFP 98-335 concerne la mise en oeuvre des matériaux suivants : pavés et/ou dalles en béton de ciment, en terre cuite et/ou en pierres naturelles dont l’épaisseur minimale est de 4 cm.

 

La norme NFP 98-335 permet de distinguer les voies, places et espaces ouverts à toute circulation automobile de ceux exceptionnellement accessibles aux véhicules.

 

La norme NFP 98-335 prévoit la pose sur mortiers spéciaux avec joints en mortier spécial et précise que “les joints ne peuvent être réalisés en mortier spécial que lorsque le lit de pose est lui-même réalisé en mortier (…) spécial”.

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