Comment les routes sont défaillantes... et pourquoi elles vont empirer

Marre des nids-de-poule ? Grâce au changement climatique et aux poids lourds, nous en verrons probablement davantage à l'avenir

Les nids-de-poule et autres défauts de chaussée sont en augmentation (AP Photo/Charles Rex Arbogast)

À quoi ressemblent les routes publiques pavées de votre ville la plus proche ? Sont-ils lisses et foncés, avec une couche de finition d'asphalte ? Peut-être qu'ils sont gris pâle, en béton. Quelle que soit leur composition, il est peu probable qu’ils soient impeccables. Au lieu de cela, la plupart des routes sont couvertes de défauts. Fissures, dépressions, bosses, nids-de-poule, taches de bitume provenant de réparations antérieures… toutes ces cicatrices de surface racontent l'histoire de l'usage de cette route et de sa structure interne. Dans le langage technique, ces cicatrices sont appelées « ruptures de chaussée », et « chaussée » est le terme formel désignant « toute surface de sol préparée pour le transport ». Selon cette définition, même un terrain de football compte comme un trottoir, mais dans la plupart des cas, nous parlons d'une route.

Malgré ce que l’on pourrait penser, les routes (ou trottoirs) sont des structures plutôt complexes, constituées de plusieurs couches. Tout en bas se trouve le sol de fondation – c'est le sol existant. En plus de cela, ils déposent une ou plusieurs couches épaisses d’un matériau granulaire – souvent de la pierre concassée ou des granulats. Cela forme la sous-base. Après, les choses diffèrent selon le type de surface utilisée.

Si vous construisez une route en béton rigide (largement utilisée aux États-Unis), l'étape suivante consiste à poser une dalle en béton armé ou non armé sur la sous-couche. La rigidité du béton agit pour transférer la charge du trafic qui finira par le parcourir vers la couche de fondation. Dans de nombreux cas, y compris sur l'autoroute allemande, plusieurs couches de béton armé sont superposées. Il y a également des joints dans le béton pour minimiser les fissures.

Si vous construisez une route asphaltée flexible (typique de celles que l'on trouve au Royaume-Uni, en Nouvelle-Zélande et dans d'autres régions du monde), la couche de fondation est suivie d'une couche d'agrégat plus fin qui est compactée et sert de base. Dans cette conception de chaussée, le rôle de la base est de répartir les contraintes induites par le trafic. Les granulats de cette couche peuvent être mélangés avec du bitume ou laissés non liés. La prochaine étape est le cours de reliure. Comme son nom l’indique, il s’agit d’une couche intermédiaire qui se situe entre la couche de base et la couche superficielle, les liant ensemble. Il est fabriqué à partir de granulats enrobés de bitume et, comme la base, il joue un rôle important dans le renforcement de la route, en fournissant un support structurel et en répartissant la charge du trafic. La couche de surface – la partie de la route sur laquelle vous conduisez ou faites du vélo – est à nouveau composée d'un mélange de petites pierres et de bitume. Si du bitume chaud est déposé en premier, suivi d'une couche de pierres de taille similaire, la surface résultante est appelée chipseal. Si le bitume est d’abord mélangé à des pierres de différentes tailles, puis que ce mélange est déposé, la surface est appelée asphalte.

Lorsque vous voyez un nid-de-poule ou une rupture de la chaussée de quelque nature que ce soit, c'est parce que quelque chose s'est produit qui a compromis une ou plusieurs couches de la route. Il s’avère que la terminologie utilisée pour décrire la rupture d’une chaussée constitue une riche tapisserie. Certains de mes nouveaux termes préférés incluentornière(rainures de roues visibles dans la chaussée causées par des charges de trafic lourdes et répétitives),bousculer(la formation d'ondulations sur une chaussée résultant de contraintes horizontales), etdélire (détachement des particules de granulats de la surface, laissant une texture rugueuse et lâche). Les causes de ces échecs sont nombreuses et variées et incluent des sols pauvres, des matériaux inappropriés et une conception de qualité inférieure. Cependant, il existe deux principaux facteurs contribuant à la défaillance des chaussées et, malheureusement, ils vont tous deux s'aggraver dans les années à venir.

L'eau peut s'infiltrer dans la structure sous-jacente d'une route, provoquant son érosion

Le premier estmétéo et environnement.

L’humidité et la température sont connues pour avoir un effet significatif sur la performance de la chaussée. Les nids-de-poule, par exemple, sont généralement le résultat d’une infiltration prolongée d’eau à travers la surface, ce qui affaiblit les couches sous-jacentes. L’eau peut s’infiltrer même dans les plus petites interstices. Bien que le bitume soit hydrophobe (hydrofuge), les pierres qui y sont mélangées ne le sont pas et l'interface entre ces matériaux est faible. Le poids des véhicules provoque également la formation de fissures plus grandes, donnant à l'eau encore plus de possibilités de s'infiltrer à travers la structure de la chaussée, érodant ainsi les matériaux en cours de route. Dans les climats froids, l’eau peut geler et se dilater sous la surface, provoquant des contraintes supplémentaires sur la chaussée et entraînant la formation plus rapide de nids-de-poule.