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R 82 / 11

Code de bonne pratique

pour les revtements industrielsextrieurs en bton

CRRC

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Recommandations

Le prsent code de bonne pratique a t rdig par le groupe de travail Revtements industriels extrieursen bton

Composition du groupe de travail:

Prsident: Luc Rens (FEBELCEM)Secrtaire: Anne Beeldens (CRR)

Membres: Patrick Bijnens (Eurodal bvba)Romain Buys (Robuco)Luc Christiaens (Fedbeton)Wim Delporte (Delporte En Zonen n.v.)Walter Demey (Drion Glijbouw n.v.)Olivier De Myttenaere (CRR)Koen De Rycke (Gebroeders De Rycke n.v.)Eli Desmedt (Vlawebo)Peter De Vylder (Konkrix n.v.)Manu Diependaele (KPMD Consulting)Jos Eerdekens (Eerdekens Jos n.v. Industrievloeren)Michael Heijlen (Euroports Holding)Anne Hoekstra (Bekaert n.v.)Erik Kerkhofs (Konkrea bvba )Benoit Parmentier (CSTC)Sergio Perez (CRR)Olivier Pilate (Sagrex)Johny Renckens (Glansbeton Industrievloeren bvba)Steven Schaerlaekens (Holcim Btons Belgique s.a.)Dirk Stove (Grontmij Vlaanderen)Antoine Van Alphen (Konkrea bvba )Carl Van Geem (CRR)Remy Van Rossem (Evonik Degussa Antwerpen n.v.)Marc Vansteenbrugge (Bekaert n.v.)

Note importante:

Bien que les recommandations formules dans le prsent code de bonne pratique aient t tablies avec leplus grand soin, des imperfections ne sont pas exclure. Ni le CRR, ni ceux qui ont collabor la prsentepublication ne peuvent tre tenus pour responsables des informations fournies qui le sont titre purementdocumentaire et non contractuel.

Le prsent ouvrage fait galement lobjet dune publication du CSTC.

Code de bonne pratique pour lesrevtements industriels extrieurs en bton

Centre de recherches routiresBruxelles

R 82/11

Edit par le Centre de recherches routiresEtablissement reconnu par application de l'Arrt-loi du 30 janvier 1947

Boulevard de la Woluwe 42 - 1200 Bruxelles

Tous droits de reproduction rservs

Table des matires

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Introduction 1

1 Domaine dapplication et terminologie 5

1.1 Domaine dapplication 5

1.2 Types de revtements en bton 51.2.1 Dalles en bton non arm 51.2.2 Dalles en bton arm 61.2.3 Bton avec fibres dacier 61.2.4 Bton arm continu 71.2.5 Bton sec compact 7

1.3 Les diffrentes couches de la structure 71.3.1 Le sol 81.3.2 La sous-fondation 101.3.3 La fondation 111.3.4 La couche intermdiaire, couche de nivellement ou membrane 121.3.5 Le revtement en bton 13

2 Dimensionnement 15

2.1 Introduction 15

2.2 Types de charges 152.2.1 Charges statiques 162.2.2 Charges dynamiques 16

2.3 Rpartition en classes de sollicitation 172.3.1 Classe de sollicitation 4 172.3.2 Classe de sollicitation 3 172.3.3 Classe de sollicitation 2 172.3.4 Classe de sollicitation 1 17

2.4 Facteurs dinfluence 182.4.1 Sol 182.4.2 (Sous-)fondation 182.4.3 Rsistance du bton et utilisation dun entraneur dair 182.4.4 Goujons 182.4.5 Fibres dacier 182.4.6 Gomtrie 19

2.5 Exemples de calculs de structures 192.5.1 Classes de sollicitation 4 et 3 192.5.2 Classes de sollicitation 2 et 1 21

3 Conception et excution 23

3.1 Gnralits 23

3.2 Composition du bton 233.2.1 Introduction 233.2.2 Composants 23

3.2.2.1 Granulats (pierres et sables) 233.2.2.1.1 Introduction 233.2.2.1.2 Exigences en matire de pierres 243.2.2.1.3 Exigences en matire de sables 25

3.2.2.2 Ciment 263.2.2.3 Eau de gchage 263.2.2.4 Adjuvants 26

3.2.2.4.1 Plastifiants 273.2.2.4.2 Superplastifiants 273.2.2.4.3 Entraneurs dair 273.2.2.4.4 Retardateurs et acclrateurs de prise 28

3.3 Compositions types de bton pour revtements extrieurs 283.3.1 Bton routier selon le CCT Qualiroutes pour le rseau I sans entraneur dair 293.3.2 Bton routier selon le CCT Qualiroutes pour le rseau I avec entraneur dair 293.3.3 Bton routier selon le CCT Qualiroutes pour les rseaux II et III sans entraneur dair 293.3.4 Bton routier selon le CCT Qualiroutes pour les rseaux II et III avec entraneur dair 293.3.5 Bton BENOR, classe environnementale EE4, sans entraneur dair 293.3.6 Bton BENOR, classe environnementale EE4, avec entraneur dair 293.3.7 Bton BENOR, classe environnementale EE3, sans entraneur dair 303.3.8 Exigences complmentaires 30

3.4 Joints et armatures 303.4.1 La fonction des joints 303.4.2 Distance entre les joints 303.4.3 Types de joints 31

3.4.3.1 Joints de retrait transversaux 313.4.3.2 Joints de construction transversaux 313.4.3.3 Joints de flexion longitudinaux et joints de construction longitudinaux 323.4.3.4 Joints de dilatation et joints disolation 32

3.4.4 Principe du transfert des charges 333.4.5 Goujons 343.4.6 Barres dancrage 343.4.7 Autres systmes de joints 353.4.8 Produits de scellement 353.4.9 Etablissement du schma dimplantation des joints et dtails dexcution 363.4.10 Fonction des armatures 383.4.11 Treillis darmature ou barres darmature individuelles 383.4.12 Armature en fibres dacier 39

3.5 Mthodes de mise en uvre et classes de consistance du bton 403.5.1 Mise en uvre la machine coffrage glissant 403.5.2 Excution entre coffrages fixes avec poutre et aiguilles vibrantes 403.5.3 Excution entre coffrages fixes sans compactage complmentaire 41

3.6 Finition de la surface 423.6.1 Exigences en matire de caractristiques de surface 423.6.2 Brossage transversal ou longitudinal 423.6.3 Finition lhlicoptre 42

ii

3.6.4 Polissage du bton durci 433.6.5 Striage transversal 433.6.6 Dnudage chimique 433.6.7 Couche dusure mince 44

3.7 Cure du bton frais 443.7.1 Introduction 443.7.2 Produit de cure 443.7.3 Membrane plastique 453.7.4 Maintien de lhumidit en surface 453.7.5 Influence des fibres synthtiques 46

3.8 Btonnage par temps chaud et/ou sec 46

3.9 Btonnage par temps froid 46

3.10 Dimensionnement intgral 473.10.1 Choix du terrain et disposition du revtement 473.10.2 Evacuation des eaux 48

3.11 Recommandations pour la composition du bton et pour la mise en uvre en fonction des diffrentes classes de sollicitation 493.11.1 Classe de sollicitation 4 493.11.2 Classe de sollicitation 3 503.11.3 Classe de sollicitation 2 (2a et 2b) 503.11.4 Classe de sollicitation 1 50

4. Applications particulires 53

4.1 Grandes dalles en bton arm 534.2 Toppings 534.3 Rails encastrs dans le revtement 534.4 Revtements en bton tanches 544.5 Revtements en bton color 554.6 Bton faible retrait 55

5. Contrle et valuation 57

5.1 Avant et pendant lexcution 575.2 A la rception 58

6. Dgradations, entretien et rparations 63

6.1 Introduction 63

6.2 Causes des dgradations 63

6.3 Dgradations 646.3.1 Tassements 646.3.2 Fissures (fissures transversales fissures longitudinales fissures dangle) 646.3.3 Effritement des lvres des joints 666.3.4 Ouverture des joints 676.3.5 Problmes superficiels (caillement, petits trous, taches de rouille, polissage,

agressions diverses) 676.3.6 Raction alcali-silice 68

iii

iv

6.4 Entretien et rparations 696.4.1 Entretien des joints 696.4.2 Stabilisation ou soulvement des dalles par injection 696.4.3 Scellement des fissures 706.4.4 Rparation des effritements et des morcellements 706.4.5 Remplacement de dalles sur toute leur paisseur 716.4.6 Rparations rapides laide dun bton durcissement rapide 726.4.7 Traitement superficiel prventif contre lcaillement 736.4.8 Rparation de la texture superficielle 73

6.4.8.1 Traitement de surface par meulage laide de disques diamants (microrainurage) 736.4.8.2 Traitement de surface par fraisage 746.4.8.3 Traitement de surface par bouchardage 746.4.8.4 Traitement de surface par grenaillage 746.4.8.5 Traitement de surface par polissage laide de disques diamants 746.4.8.6 Traitement de surface laide dun jet deau sous haute pression

(hydroscarification, hydrojet, etc.) 746.4.8.7 Pose dune couche anti-usure (topping) sur une surface en bton existante 75

7. Aspects de construction durable 77

7.1 Introduction 777.2 Aspects environnementaux 777.3 Aspects conomiques 787.4 Aspects sociaux 78

BibliographieDocuments 79Normes 81Sites web 81

Liste des figures 83

Liste des tableaux 85

1Introduction

Chaque anne, ce sont des millions de mtres carrs de revtements, faisant fonction de chausse, de parking, delieu de stockage ou autres utilisations industrielles, qui sont raliss autour de btiments industriels et de centrescommerciaux. Le Belgique est rpute pour tre une plaque tournante logistique, avec de nombreux points dedistribution locaux, nationaux et europens, ayant chacun leurs propres besoins en matire de btiments et deterrains. Avec la mondialisation de lconomie, le trafic des conteneurs et des marchandises via les ports et la navi-gation fluviale augmente sans cesse. Toutes ces activits logistiques requirent une infrastructure de chargementet de dchargement, de stockage et de distribution, dont les revtements constituent un lment important.

Dans notre pays, de nombreux revtements industriels sont raliss en bton. Cela sexplique entre autres par lalongue tradition dutilisation du bton en construction routire en Belgique. Ds lors, les connaissances et exp-riences ce sujet sont vastes, et le matriel disponible est important, tant pour les marchs publics que privs. Celasignifie aussi que de nombreux entrepreneurs se sont spcialiss dans le march des sols industriels intrieurs etextrieurs.

Un autre critre qui conduit souvent opter pour le bton est la disponibilit de linfrastructure. Une fois que lerevtement est ralis, loprateur logistique souhaite pouvoir en faire usage pendant de nombreuses annessans aucune interruption pour un entretien, une rparation ou une rnovation. Il compte en effet sur la fiabilit detous les maillons de son processus. Etant donn les cots importants et les pertes quimplique une interruptiondes activits conomiques, il est plus que justifi dinvestir de manire plus importante dans la qualit et la dura-bilit. Limportance des revtements extrieurs ne doit certainement pas tre sous-estime.

A linverse, lorsque le revtement est considr comme secondaire par rapport aux btiments, quil sagisse duneusine, dun centre commercial ou autre, et que par consquent les efforts financiers et/ou techniques sont moin-dres, ce sont tant lutilisateur final que le concepteur et lentrepreneur qui seront lss. Les revtements sous-dimensionns, mal raliss ou mal finis se dgradent en effet rapidement ou deviennent vite non fonctionnels; endautres mots, ils ne peuvent plus remplir la fonction laquelle ils sont destins.

Bien sr, les avantages classiques bien connus entrent aussi en compte dans le choix du bton: la stabilit dimen-sionnelle ou la rsistance totale lornirage, la bonne rpartition des charges, la rsistance aux charges ponc-tuelles, aux chocs, lusure et aux hydrocarbures et, dans certains cas, ltanchit.

Concernant lutilisation des revtements, le concepteur est confront tout un ventail de possibilits, allant desparkings et chausses pour voitures particulires aux terrains portuaires extrmement sollicits avec des chargesdessieux situes en dehors de toute catgorie et des rails intgrs, en passant par des terrains accueillant le tra-fic de poids lourds et de chariots lvateurs fourche. Chaque application requiert une paisseur de revtementadapte, et la structure et la composition du bton doivent tre choisies judicieusement afin de pouvoir mainte-nir, de manire raisonnable dun point de vue conomique, les performances souhaites tout au long de la durede vie prvue.

Du point de vue de lexcution, toutes les techniques et tout le matriel existants sont pour ainsi dire utiliss: cof-frages glissants, coffrages fixes, poutres vibrantes, aiguilles vibrantes, pompes bton, hlicoptres, laserscreeds,treillis darmature, fibres synthtiques et dacier, profils en mtal, etc. Il existe aussi de nombreuses variations enmatire de structure, allant dune dalle de bton pose sur un sol naturel jusqu une structure complte similaire celle des autoroutes.

Il est vident que de nombreux choix soffrent aux concepteurs et aux excutants. Malheureusement, les choixraliss ne sont pas toujours en concordance avec lutilisation vise. La rgle souvent bafoue est:

REVETEMENT INDUSTRIEL EXTERIEUR SOL INDUSTRIEL INTERIEUR

Terminal conteneurs

Lommel: parc industriel Balendijk Heist-op-den-Berg: parking pour voitures particulires

Place en dalles de bton pour lhpital Groeninge Courtrai(Baumschlager & Erbele architecten)

2

Ce sont surtout les influences mtorologiques qui font ici la diffrence. Les principaux facteurs sont les condi-tions de durcissement du bton frais, les diffrences de retrait et de dilatation suite aux variations de tempraturesquotidiennes et saisonnires et linfluence du gel et de lutilisation de sels de dverglaage. Les hivers de notrergion sont caractriss par des cycles de gel et de dgel qui se succdent rapidement et qui peuvent svrementendommager les revtements extrieurs. Par consquent, les exigences imposes lusage extrieur du btonsont bien plus svres que celles relatives un bton dintrieur.

Alors quau sujet de la construction routire classique dune part et des sols intrieurs dautre part, il existe denombreuses publications, directives et recommandations, il nexiste aucun code de bonne pratique rcent pour laconception et la ralisation de revtements industriels extrieurs en bton coul sur place. Lobjectif du prsentcode de bonne pratique est de combler cette lacune et doffrir aux concepteurs, excutants, gestionnaires et pro-pritaires de revtements industriels extrieurs en bton les connaissances et le bagage techniques ncessairespour prendre les bonnes dcisions. Ou, lorsquun choix atypique est fait, les diffrents acteurs doivent tre capa-bles de prvoir les risques qui y sont lis.

Le prsent code nest cependant pas un document contractuel. Il contient une srie de considrations et derecommandations qui ont pour but daugmenter le niveau de qualit des revtements extrieurs en bton, toutcomme ce fut dj le cas pour les sols intrieurs aprs la publication de la Note dinformation technique 204 parle CSTC.

Un revtement extrieur est soumis dautres contraintes quun sol intrieur, et plusparticulirement aux conditions climatiques. Cela implique des diffrences essentielles auniveau de la conception, de la composition du bton et de lexcution. Un mme conceptne peut donc pas tre appliqu lintrieur et lextrieur dun btiment industriel.

Le prsent code de bonne pratique nest pas un document contractuel. Les prescriptionstechniques adquates, selon lapplication, la finition souhaite et la garantie dun revtementde qualit sans fissures, doivent tre reprises dans les cahiers des charges.

3

Le prsent code de bonne pratique sintresse principalement aux caractristiques fonctionnelles et ne convientpas pour lvaluation des revtements esthtiques, pour lesquels par exemple, une attention toute particulirepeut tre accorde la finition de la surface, aux couleurs, lemplacement des joints, etc. Vous trouverez plus din-formations ce sujet dans la publication Les revtements en bton color lav de FEBELCEM.

Etant donn les nombreux paramtres qui influencent les performances de louvrage ralis, des discussionsseront toujours possibles si le comportement du revtement ne rpond pas aux attentes. Nanmoins, le prsentcode doit avoir lambition, grce une meilleure connaissance des techniques envisageables, dviter les conflitsentre les diffrentes parties.

5Chapitre 1

Domaine dapplication et terminologie

1

Chapitre 1Domaine dapplication et terminologie

1.1 Domaine dapplication

Le prsent code de bonne pratique traite des revtements industriels extrieurs en bton coul sur place. Cesrevtements peuvent tre utiliss comme terrains, chausses et parkings pour le trafic lger (< 3,5 t), les autobusou les poids lourds (charge dessieu jusqu 13 t), mais aussi comme endroits de stockage, terrains de transborde-ment, terminaux conteneurs et terrains industriels ou portuaires, o sont rgulirement manipuls des mar-chandises lourdes (jusqu plus de 100 t).

Les sols industriels en bton situs lintrieur des btiments ne se situent donc pas dans le domaine dapplicationde la prsente publication. Nous renvoyons dautres directives et publications qui y sont consacres, telles que:

- CSTC, Note dinformation technique 204, Sols industriels en bton de ciment (juin 1997);- FEBELCEM, Dossier Ciment, bulletin n 23 Sols industriels en bton de ciment Conception-Dimensionnement(novembre 2000);

- FEBELCEM, Dossier Ciment, bulletin n 24 Sols industriels en bton de ciment Mise en uvre (dcembre 2000);

Les revtements industriels en pavs de bton ne sont pas non plus abords dans le prsent ouvrage. Nous ren-voyons ce sujet des documents tels que:

- CRR, Code de bonne pratique pour la conception et lexcution des revtements en pavs de bton,Recommandations CRR R 80/09, 2009;

- FEBELCEM, Sols industriels en bton, 1990.

Pour les routes et revtements grs par les pouvoirs publics (communes, provinces, rgions, etc.), les cahiers descharges types suivants sont dapplication:

- Bruxelles: Cahier des charges type 2011;- Wallonie: CCT Qualiroutes; - Flandre: Standaardbestek 250 voor de Wegenbouw;

Il existe aussi divers circulaires, ordres de service et directives complmentaires.

Cependant, les trois cahiers des charges types seront bien utiliss dans le prsent ouvrage afin dtablir quelquesspcifications, notamment concernant la composition du bton. Par souci de clart et de lisibilit, nous faisonsrfrence dans la version franaise du prsent document au cahier des charges CCT Qualiroutes et auStandaardbestek 250 (version 2.2) dans la version nerlandaise.

1.2 Types de revtements en bton

1.2.1 Dalles en bton non arm Les revtements monolithes en bton non arm sont constitus dune succession de dalles dont la longueur estlimite environ 25 fois leur paisseur, ce qui correspond gnralement 4 5 m dans la pratique. Ce type derevtement est caractris par des joints longitudinaux et transversaux qui servent prvenir une fissuration sau-vage spontane. Sans joints, cette fissuration se produirait suite aux contraintes de retrait dans le bton durci. Lesjoints sont scis dans un dlai de 6 24 h aprs le btonnage.

Les dalles de bton peuvent ne pas contenir dacier, mais peuvent aussi tre munies de goujons et/ou de barresdancrage.

Les goujons sont des barres mtalliques lisses qui sontplaces dans les joints transversaux afin dassurer letransfert des charges dune dalle une autre. Des barresdancrage peuvent tre places dans les joints longitudi-naux pour solidariser les bandes entre elles, viter les glis-sements et assurer un transfert limit des charges.

Les revtements en dalles de bton sont utiliss depuis ledbut du vingtime sicle en Belgique et sont encore uti-liss frquemment pour toutes sortes de routes, pour lespistes aroportuaires, et pour les revtements industriels,etc.

1.2.2 Dalles en bton arm

Les revtements en bton peuvent tre munis dun treil-lis darmature simple ou double. Le treillis peut se trouverdans la partie infrieure de la dalle et contribue alors absorber les sollicitations en flexion et en traction qui syproduisent. Cela peut savrer utile lorsque le sol est sen-sible au tassement. Lorsque le treillis est plac plus vers lehaut, il empche alors une ventuelle fissuration la sur-face suite au retrait. Lorsquil est plac au milieu de ladalle, les diffrentes fonctions sont combines dans unemoindre mesure. En outre, il contribue dans une certainemesure au transfert de charges entre les dalles.

Ce type darmature est souvent utilis pour les revte-ments industriels et bien moins en construction routireclassique. Lutilisation de dalles en bton arm permetdaugmenter la distance entre les joints, ce qui est un avan-

tage certain pour les revtements industriels extrieurs. Pour les revtements fortement chargs, le treillis darma-ture peut tre combin avec des goujons et/ou des barres dancrage. Dans ce cas, les goujons et/ou les barresdancrage dune part et le treillis darmature dautre part doivent chevaucher.

1.2.3 Bton avec fibres dacier (voir galement 2.4.5 et 3.4.12)

Les treillis darmature peuvent aussi tre remplacs par ou tre combinsavec des fibres dacier, qui sont mlanges au bton frais. Elles sont gn-ralement utilises dans les sols industriels intrieurs, mais on les retrouveaussi souvent lextrieur des btiments. Lavantage des fibres dacier estquelles rendent le bton plus rsistant aux chocs et plus solide. Cela signi-fie que la structure ne subit pas de rupture immdiate, aprs lapparitiondune fissure, mais est encore capable de supporter des contraintes. Onparle dans ce cas dun comportement aprs fissuration. Dans la pratique,cela signifie galement que les ventuelles fissures de petite taille dans unrevtement en bton restent fermes grce laction des fibres dacier.Lutilisation des fibres dacier permet, tout comme avec des treillis darma-ture, daugmenter quelque peu la distance entre les joints ou de diminuerlpaisseur dans une certaine mesure. Tant la teneur que la forme et lesdimensions des fibres jouent un rle. Il est galement possible de combi-ner des fibres dacier avec des goujons et des barres dancrage.

6

Figure 1.1 Goujons pour une dalle en bton non arm

Figure 1.2 Dalle en bton arm

Figure 1.3 Bton avec fibres dacier

1.2.4 Bton arm continu

Aucun joint transversal de retrait et de flexion nest prsentdans un revtement en bton arm continu. Ils sont rem-placs par une srie de fines fissures rparties de maniregale dans le sens transversal. Il sagit dailleurs du seul typede revtement en bton pour lequel les fissures sont auto-rises. Celles-ci ne sont ni visibles ni perceptibles lors de laconduite, ce qui en augmente le confort par rapport auxjoints et rend lentretien des joints transversaux superflu.Pour obtenir ce schma de fissuration ordonn, o la plu-part des fissures transversales sont alors distantes entreelles de 0,8 3,0 m, le revtement est dot dune armaturelongitudinale en acier dune section de 0,60 0,75 % de lasection transversale de la chausse considre. Ce pour-centage est dtermin de manire ce que les barres lon-gitudinales puissent supporter les contraintes de tractionen cas de fissuration et ainsi maintenir les fissures fermes.

Lacier utilis un haut degr dlasticit et adhre bien au bton, deux facteurs qui influencent en partie la distanceentre les fissures.

Le bton arm continu est le choix recommand pour la ralisation de routes fortement charges, comme lesautoroutes et les routes primaires. Il a galement t utilis pour quelques pistes aroportuaires en Wallonie. Parcontre, il sagit plutt dune exception pour les revtements industriels. Ds lors, il ne sera pas trait davantagedans le prsent code de bonne pratique.

1.2.5 Bton sec compact

Le bton sec compact est un bton assez peu humidedont la granulomtrie maximale est limite 20 mm et lateneur en ciment est comprise entre 200 et 250 kg/m,afin de pouvoir galement obtenir des rsistances lacompression plus leves. Il est aussi bien utilis commerevtement routier, souvent pour des routes forestires etagricoles, quen fondations. Le grand avantage de cebton est quil est compact de manire statique et parvibrations, ce qui le rend immdiatement praticable. Toutcomme pour les dalles de bton, des joints doivent treraliss, soit dans le bton frais (entailles), soit dans lebton durci (sciage).

Bien que le bton compact soit parfaitement utilisableen tant que revtement industriel extrieur, il nest quetrs rarement appliqu en Belgique. Les raisons en sont

notamment quil est peu connu, que lexprience en matire de bton routier classique coul en place est vaste,que les centrales et les machines utilises cet effet sont disponibles en grand nombre, que le bton compactest plus sensible aux cycles de gel et de dgel et que son rapport qualit/prix est moins intressant que celui dubton routier plus utilis et rentr dans les moeurs. Le bton compact ne sera pas trait davantage dans le pr-sent code de bonne pratique.

1.3 Les diffrentes couches de la structure

La structure stratifie dun revtement extrieur en bton est peu de choses prs la mme que celle dun rev-tement routier (Figure 1.6, p. 8).

7Chapitre 1


1

Figure 1.4 Revtement en bton arm continu

Figure 1.5 Revtement en bton sec compact

1.3.1 Le sol

Grce la grande rigidit du bton, caractris par un module dlasticit lev de 30 000 40 000 N/mm, lescharges sont rparties sur une surface beaucoup plus grande quavec des revtements souples. De ce fait, lescontraintes dans les couches sous-jacentes, et donc aussi dans le sol, sont limites. Il est important que la portancedu sol soit uniforme afin dviter les tassements diffrentiels ou les affaissements. Cette uniformit est influencepar le type de sol, sa densit et certainement par la teneur en eau.

Il est aussi conseill de dterminer les caractristiques du sol au travers dune tude pralable, certainement dansle cas de surfaces fortement charges ou lorsque le terrain industriel est amnag dans des zones o la portancedu sol est faible (sols tourbeux, argile, sable fin remblay hydrauliquement). Il faut non seulement tudier le mat-riau en surface, mais galement les couches plus profondes.

Lexigence qui est applique en Belgique pour le compactage dun coffre est un module de compressibilit M1(au premier cycle de lessai la plaque) minimal de 17 MPa mesur laide de lessai la plaque (surface de200 cm), condition quune fondation soit mise en place. Si le revtement est plac directement sur le sol, ce quinest autoris que pour les charges les plus faibles (classe de chargement 4 voir ci-aprs), le module de compres-sibilit M1 doit au minimum tre gal 35 MPa.

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3

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Essai de chargement la plaque

Lessai de chargement la plaque consiste appliquer sur la surface tester une plaque dacier rigide de forme circulaire dun diamtre de15,96 cm ou de 30,90 cm (surface de 200 cm ou de 750 cm), slectionner en fonction de la granulomtrie du sol test (empierrementou sol). Une charge dfinie est applique sur la plaque et le contrepoidsest assur par un camion, une grue, un bulldozer. Ds que la plaque eststabilise, on mesure le tassement.

Le tassement est enregistr en fonction de la charge exerce. Linclinaison de la courbe obtenuepermet dvaluer la portance du sol test.

Cet essai fait galement lobjet de la mthode dessai 50.01, reprise dans le mode opratoire CRR MF 40/78.

ME = Dps

s : diffrence de tassement (cm)

p : diffrence de pression entre deux paliers de chargement (MN/m2)

D : diamtre de la plaque (cm)

1. Dalle de bton2. Couche intermdiaire, couche

de nivellement ou membrane3. Fondation4. Sous-fondation5. Gotextile6. Sol - Fond de coffre

8

Figure 1.6 Structure stratifie dun revtement extrieur

Une autre mthode dessai rapide et bon march est celle de la sonde de battage lgre du CRR. Celle-ci donneune valeur de lindice CBR en fonction de la pntration dans le sol lors de chaque coup. La formule permettantde dterminer la portance ne peut cependant sappliquer que sur les sols granularit fine, allant du limon ausable fin < 0,2 mm. CBR est lanagramme de California Bearing Ratio. Il exprime la portance par rapport un sol derfrence et varie souvent entre 2 % (sol faible) et 15 % (trs bonne portance).

Dautres paramtres, aussi utiliss pour exprimer la portance dun sol et appliqus dans certaines mthodes dedimensionnement, sont:

- le module de raction ou constante de Westergaard k ( dterminer laide dun essai la plaque avec uneplaque dun diamtre de 75 cm);

- le module de dformation ou module dlasticit dynamique Es ( 10 CBR).

Le tableau 1.1 donne un aperu des valeurs moyennes approximatives de ces caractristiques pour diffrentstypes de sols.

Lorsque la portance du sol savre treinsuffisante, celle-ci peut tre amliorepar le biais:

- dun compactage;- dun traitement du sol en prsence;- dun remplacement du sol en prsence.

Les rsultats dun compactage dpen-dront grandement des moyens utiliss,du type de sol et du niveau dhumiditdu sol compacter.

Si le sol ltat naturel nest pas com-pactable, un traitement peut alorsapporter une solution ce problme. Untraitement du sol peut signifier uneamlioration ou bien une stabilisationde celui-ci.

On ralise une amlioration des sols dont la plasticit est leve (limon, argile) afin den amliorer les propritsgotechniques. Il sagit ici de leur capacit tre traits et compacts et de leur portance et de leur rsistance la pntration, ce qui se traduit en une meilleure praticabilit pour les engins de chantier.

La stabilisation dun sol a pour but damliorer les caractristiques mcaniques du coffre. Cela signifie que cescouches doivent tre durables, rsister leau et au gel et convenir en tant que sous-fondation.

Pour lamlioration des sols, de faibles doses de liant (1 2 %, gnralement de la chaux pour amliorer les solsplastiques) suffisent gnralement; la stabilisation requiert des pourcentages de 3 6 % de ciment ou bien unecombinaison de ciment avec dautres liants tels que la chaux et les cendres volantes ou un liant hydraulique rou-tier. Pour de plus amples informations, nous renvoyons au Code de bonne pratique CRR pour le traitement des sols la chaux et/ou aux liants hydrauliques et aux guides pratiques qui laccompagnent (Recommandations CRRR81/10).

Le remplacement du sol en prsence par des matriaux de remblai dapport nest utilis quen ultime recours,lorsque les autres techniques ne peuvent tre appliques, pour des raisons techniques, conomiques et/ou co-logiques. Les sols qui contiennent trop de matires organiques, par exemple, ne peuvent que difficilement voirepas tre traits de manire conomique la chaux ou au ciment.

Type de sol

Module de raction k du sol

(Westergaard)(N/mm)

Module de dformation

Es(N/mm2)

Tourbe 0,016 25

Argile 0,023 40

Limon 0,036 75

Sable 0,045 100

Sable-gravier 0,061 150

9Chapitre 1


1

Tableau 1.1 Valeurs moyennes du module de raction (Westergaard) et du module dedformation pour diffrents types de sols (bases sur VENCON 2.0)

1.3.2 La sous-fondation

La sous-fondation, situe entre le fond de coffre et la fondation, a pour but:

- de prserver la chausse du gel;- dvacuer leau qui sinfiltre dans la structure vers le sol permable ou, lorsque le sol est moins permable,vers un systme de drainage situ sous la structure et qui vacue leau en dehors du revtement;

- dventuellement protger la fondation contre la remonte de particules fines (argile). Pour ce faire, un go-textile peut aussi tre plac entre le coffre et la sous-fondation ou bien entre la sous-fondation et la fonda-tion.

Gnralement, la sous-fondation est constitue dun mlange de sables et de pierres dun calibre maximum de56 mm.

Outre ces types de sous-fondations non lies, il est aussi possible de stabiliser le sol, comme dcrit dans le para-graphe prcdent.

Lexigence en vigueur en Belgique pour la portance est un module de compressibilit M1 de 35 MPa, mesur vialessai la plaque (dune superficie de 200 cm).

Pour les revtements industriels extrieurs en bton, on ne prvoit souvent pas de sous-fondation, pour des rai-sons conomiques. Il est plus ou moins acceptable de ne pas tenir totalement compte de la profondeur thoriquede pntration du gel grce la fonction disolation de la dalle en bton sur le sol et la fondation.

La profondeur de pntration du gel Z, en cm, est par dfinition gale :

Lindice de gel est le nombre de degrs-jours entre les points suprieur et inf-rieur sur une courbe cumule desdegrs-jours en fonction du temps pourune saison de gel. En principe, on retientlindice de gel dcennal: il sagit de lin-dice de gel maximal que lon observesur une priode de dix ans.

La valeur de J est donne au tableau 1.2pour diffrentes stations mtorolo-giques pour la priode 1995-2005. Ceschiffres ont permis de calculer lesvaleurs correspondantes de la profon-deur Z de pntration du gel.

Lpaisseur de la structure non glive mettre en uvre (en cm) dpend de laprofondeur de pntration du gel:

Z = 5 x J

J = lindice de gel.

D = a x Zhors gel

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Stationmtorologique Province

Indice de geldcennal(C.jours)

Z (cm)

Middelkerke Flandre occidentale 147 61

Moerbeke Flandre orientale 133 58

Geel Anvers 157 63

Gorsem Limbourg 154 62

Uccle Bruxelles 135 58

Beauvechain Brabant wallon 167 65

La Hestre Hainaut 143 60

Thirimont Hainaut 196 70

Ciney Namen 210 72

Rochefort Namen 348 93

Lige Lige 124 56

Thimister Lige 182 67

Hockay Lige 212 73

Mont-Rigi Lige 290 85

Stavelot Lige 270 82

Nadrin Luxembourg 340 92

Libramont Luxembourg 223 75

Arlon Luxembourg 254 80

Tableau 1.2 Indice de gel et profondeur de pntration du gel Z en diffrents lieux

La valeur de a est gale 0,8 lorsque la nappe phratique est situe plus de 1,4 m en dessous de la surface durevtement. Si ce nest pas le cas, a est alors gal 1.

1.3.3 La fondation

Le principal rle de la fondation est de rpartir les charges exerces dans le revtement et de les transfrer uni-formment vers les couches sous-jacentes (sous-fondation et sol). Elle constitue un support indformable et plansur lequel le revtement peut tre mis en uvre, aprs la pose ventuelle dune couche intermdiaire. Afin derpartir les charges de manire aussi uniforme que possible, la fondation doit de prfrence avoir une paisseurconstante.

On distingue:

- les fondations en empierrement non li granularit continue ou discontinue;- les fondations lies:

- fondation en empierrement trait avec un adjuvant (ciment ou CaCl2);- ciment avec granulats bitumineux (contenant du goudron);- mlange ternaire;- sable-ciment;- bton maigre;- bton maigre drainant;- bton sec compact.

Le tableau 1.3 donne les facteurs de correc-tion pour dterminer lpaisseur dune fon-dation lie au ciment, avec comme rf-rence le bton sec compact (sur base desdonnes de la PCA Portland CementAssociation (Etats-Unis)).

Les fondations lies sont plus rigides et pr-sentent lavantage de crer un effet dedalle, ce qui permet de mieux diffuser lescharges vers la structure sous-jacente. Ceciimporte plus particulirement lorsque le solest htrogne et/ou remani, par exempleau niveau de tranches pour des canalisations ou des gouts. Les fondations les plus frquemment ralises sontles fondations non lies empierrement continu, les fondations en empierrement lies au ciment et les fonda-tions en bton maigre. Pour les spcifications relatives la composition et lexcution, nous renvoyons auxcahiers des charges types des 3 Rgions. Le tableau suivant donne les valeurs de rfrence concernant la teneuren ciment et les caractristiques mcaniques des diffrents types de fondation.

1

Chapitre 1Domaine dapplication et terminologie 11

Type de fondationFacteur de correction moyenpour la dtermination de

lpaisseur

Bton sec compact (200 kgciment/m)

1

Bton maigre 1,10

Empierrement li au ciment 1,20

Sable-ciment 1,30

Empierrement non li 1,65

Teneur en ciment

(kg/m3)

Rsistance lacompressionaprs 90

jours(N/mm2)

Rsistance latraction

(N/mm2)

Module dlasticit

(N/mm2)

Empierrement non li - - - 500

Sable-ciment 100 180 4 6 0,8 5 000

Empierrement li au ciment 50 80 5 10 1 8 000 10 000

Bton maigre 90 130 > 10 1,5 15 000 25 000

Bton sec compact 200 250 > 20 of 30 2 3 30 000 35 000

Source: Portland Cem

ent Association

Source: Bulletin 33 FEBELCEM

Tableau 1.3 Facteur de correction pour lpaisseur de la fondation

Tableau 1.4 Valeurs de rfrence pour la teneur en ciment et les caractristiquesmcaniques

Pour tous les types de fondation, il est important que lecompactage soit ralis avec une teneur en eau optimale.Dans le cas des fondations lies au ciment, le moment ducompactage a aussi son importance (aussi vite que possi-ble aprs la confection, le traitement et la pose dumlange), ainsi que la protection contre la dessiccationde la surface.

Lexigence dapplication en Belgique pour la portancedes fondations lies ou non lies est un module de com-pressibilit M1 minimal de 110 MPa mesur lessai laplaque (superficie de 200 cm). Pour les revtementsindustriels fortement chargs, il faut galement satisfaire cette exigence. Pour les charges moins importantes(classe 4 voir plus loin), un coefficient M1 de 35 MPa surla surface de la fondation peut suffire. Le calcul de dimen-sionnement de la dalle en bton doit alors en tenircompte et tre adapt. Dans le cas dune fondation lie,lessai la plaque doit tre ralis aussi vite que possibleaprs le compactage (endans les 2 h selon le CCTQualiroutes).

Il faut galement veiller la planit de la surface de lafondation. Les ingalits du support de la dalle en bton,notamment lornirage qui apparat lors de lapport dubton, crent des diffrences dpaisseur dans le revte-ment en bton, ce qui peut gnrer des fissures non dsi-res.

Raliser un revtement extrieur sans fondation neconstitue pas une option judicieuse ou conomique.Cette option ne peut senvisager que dans certains cas,lorsque le sol est bien portant et permable et que lescharges prvues sont limites. Dans les autres cas, celapourrait mener des tassements diffrentiels, des affais-sements ainsi que des dgradations prcoces de la dalleen bton.

1.3.4 La couche intermdiaire, couche de nivellement ou membrane

Afin de pouvoir raliser le revtement en bton sur une paisseur uniforme selon les profils longitudinal et trans-versal souhaits, il faut que le ct suprieur de la fondation suive parfaitement ces profils. Afin dviter par la suitelaffouillement et lapparition de vides sous le revtement, il est catgoriquement interdit de ragrer la fondationavec une couche de sable. Il est par contre permis denlever une partie de la fondation et de mettre en uvre, puisde compacter, une couche de graviers fins (0/10), lie ou non.

Une autre option est de mettre en place une couche bitumineuse intermdiaire. Celle-ci a gnralement la com-position dune sous-couche bitumineuse (AC-14 base3-x dans le CCT Qualiroutes) ou bien une composition adap-te pour obtenir une couche plus souple (AC-14 bindT-x dans le CCT 2011). Lpaisseur varie gnralement de 4 6 cm. Il sagit en outre dune mesure efficace contre leffet de pompage et donc contre la mise en escaliers auniveau des joints. La fondation est en outre protge contre lrosion ou laffouillement. De plus, une couche bitu-mineuse assure une bonne adhrence entre les diffrentes couches, ce qui amliore le comportement de lachausse lorsquelle est soumise des charges et joue donc un rle dans le dimensionnement. Cette couche bitu-mineuse constitue un support plan et facilement accessible pour fixer les supports de goujons, les fourrures etautres systmes de joint ainsi que pour mettre en uvre le revtement. En Belgique, ce type de couche interm-diaire fait, depuis des dizaines dannes, partie de la structure standard des autoroutes en bton. Il existe aussi desralisations russies pour les revtements industriels fortement chargs.

12

Figure 1.7 Fondation comme support plan de revtement aprsmise en place des joints de dilatation

Figure 1.8 Dalles de bton goujonnes sur couche bitumineuseintermdiaire

Pour viter que leau du bton frais ne soit absorbe par une fondation non lie, on place souvent un film plas-tique entre la fondation et le revtement en bton. Ce film constitue une surface de glissement sur laquelle lerevtement en bton peut facilement bouger suite au retrait et aux effets thermiques. Lavantage est que le btonpeut se rtracter ou se dilater quasiment sans frottements, ce qui rduit lapparition de contraintes pouvant crerdes fissures. Par contre, un inconvnient de taille est que les premiers joints de retrait actifs peuvent souvrir for-tement tandis que les autres joints ne souvrent pas et nassurent donc pas leur rle de joint de retrait, ce qui rduitle transfert des charges et cause une perte de masse de scellement de joint dans les joints ouverts. Dimportantsdplacements du revtement peuvent aussi avoir lieu aux extrmits.

Une meilleure alternative la pose dun film en plastique est de maintenir humide la fondation non lie en pul-vrisant modrment de leau. Lutilisation dun bton de qualit permet de reprendre les contraintes dues auxfrottements et donc aux mouvements empchs, et ce sans fissuration. De plus, ne pas utiliser de film en plastiquediminue le risque de curling (soulvement des coins de dalles).Dans le cas de fondations lies, il est conseill dhumidifier lgrement la surface, surtout par temps chaud et sec.

Pour certaines applications, il est totalement exclu que de leau ou des liquides (dangereux) puissent sinfiltrerdans le sol travers le revtement. Pour sen assurer avec certitude, il faut placer sous le revtement une mem-brane tanche (HDPE (rsistant aux produits chimiques), EPDM, butyle, tapis de bentonite, etc.) avec ou sans jointssouds. Cette membrane peut ventuellement tre place sous la fondation. Le liquide doit tre retenu, vacu etsi ncessaire trait.

1.3.5 Le revtement en bton

La dalle en bton assure en grande partie la portance du revtement. Les principales proprits que lon peutattendre dun revtement en bton sont les suivantes:

- une rsistance la flexion suffisante pour pouvoir supporter et rpartir les charges prvues tout au long dela dure de vie;

- une surface durable qui rsiste toutes les influences externes auxquelles elle est expose (efforts tangen-tiels des roues, charges ponctuelles, usure, cycles de gel-dgel, sels de dverglaage, etc.);

- une finition de surface qui permet un fonctionnement oprationnel sr (planit, absence de trous, de fis-sures et dornires, rugosit, vacuation des eaux).

Ces aspects seront traits plus en profondeur dans le prsent ouvrage.

Pour le bton qui est spcifi selon les normes NBN EN 206-1 et NBN B15-001, la classe de rsistance est exprime sous la forme Cxx/yy o:

xx = fck,cyl = la rsistance caractristique la compression aprs 28 jours de durcissement, mesure sur descylindres de 150 mm de diamtre et de 300 mm de hauteur conservs dans des conditions normalises;

yy = fck,cub = la rsistance caractristique la compression aprs 28 jours de durcissement, mesure sur descubes de 150 mm de ct et conservs dans des conditions normalises.

Nanmoins, les calculs de dimensionnement ncessitent de connatre les valeurs de la rsistance la traction ou la flexion du bton. Leurocode NBN EN 1992-1-1:2005 et les annexes belges y affrentes NBN EN 1992-1-1ANB:2010 donnent des formules qui expriment la relation entre plusieurs caractristiques mcaniques du btoncomme la rsistance caractristique et moyenne la compression sur des cylindres, la rsistance caractristique la compression sur des cubes, la rsistance caractristique et moyenne la traction et la rsistance la tractionen flexion:

f = + 8 (MPa) cm, cyl fck, cyl

f = pour les classes de rsistance < C50/60 ctm 0,3 fck, cyl(2/3)

f = pour h 600 mm ctm, fl (1,6 - h/1000) f ctm

fcm, cyl = rsistance moyenne la compression 28 jours(N/mm) sur des cylindres;

fctm = rsistance moyenne la traction 28 jours (N/mm);fctm, fl = rsistance moyenne la flexion 28 jours (N/mm);h = hauteur (paisseur) de la dalle en bton (mm).

13Chapitre 1


1

Le tableau ci-contre donne les valeurs en MPa (ouN/mm) des classes de rsistance qui seront utilises dansle prsent code de bonne pratique.

Pour le bton routier qui est prescrit conformment au CCT Qualiroutes, la rsistance du bton est exprimecomme suit:

Rbl,min = la rsistance la compression minimale aprs 90 jours dge, mesure sur des carottes de 100 cmde section et 10 cm de hauteur prleves dans le revtement en bton.

Nous renvoyons galement la publication CRR R73/02 Code de bonne pratique pour l'utilisation des entraneursd'air dans les btons routiers. Application, formulation et contrle qui mentionne des valeurs moyennes de rsultatsdessai pour la rsistance la compression, la rsistance la traction en flexion, la rsistance la traction par fen-dage et le modul dlasticit pour diffrents types de bton routier.

Les revtements industriels extrieurs en bton sont presque toujours raliss avec desdalles, soit non armes, soit armes de treillis ou de fibres dacier.

Il est recommand de procder une tude de sol pour dterminer la portance. Tandisque la sous-fondation protge la structure du gel, la fondation joue elle un rle de colonnevertbrale

Sur le dessus dune fondation en empierrement non li ou li au ciment, la portance(module de compressibilit mesur laide de lessai la plaque) doit tre de 110 MPa.Pour les revtements peu chargs, elle peut tre limite 35 MPa. Il est absolument interditde ragrer la fondation avec une couche de sable. Pour le bton maigre ou le btoncompact, la rsistance est dtermine laide dessais de rsistance la compressioneffectus sur des carottes prleves dans la fondation.

Un film plastique plac sous la dalle en bton fera office de surface de glissement maispourrait permettre une ouverture trop importante des joints. Il est donc prfrable de nepas utiliser ce film plastique et dhumidifier sans excs la fondation avant le btonnage.

Pour les revtements fortement sollicits, une couche bitumineuse entre la fondation et ladalle en bton constitue une excellente protection contre lrosion de la fondation etempche la mise en escalier au niveau des joints.

La rsistance la compression du bton est exprime conformment aux normes belgesNBN EN 206-1 et NBN B15-001 ou selon les cahiers des charges types des diffrentes rgions.Cest principalement la rsistance la traction en flexion qui est utilise dans les calculs.

C30/37 C35/45

fck, cyl 30 35

fck, cub 37 45

fcm, cyl 38 43

fctm 2,9 3,2

fctm, fl pour h = 200 mm 4,1 4,5

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2.1 Introduction

Le dimensionnement est la dtermination de lpaisseur du revtement en bton et des ventuelles couchessous-jacentes (fondation, sous-fondation) de la structure en fonction du sol en prsence, des charges statiqueset/ou dynamiques attendues et des proprits des matriaux utiliss (rsistance du bton, matriau de la fonda-tion, type et proportion darmature, etc.). Lobjectif est de concevoir une structure qui pourra remplir le fonctionqui lui est destine tout au cours de la dure de vie (thorique) prvue. Etant donn les investissements relative-ment levs que ncessite un revtement en bton, on table gnralement sur une dure de vie de 25, 30 ou 40ans. Pour les revtements fortement sollicits, cette dure de vie peut cependant tre revue la baisse et est sou-vent limite 15 ans. Si lon vise une dure de vie plus courte, le bton ne constitue gnralement pas la solutionla plus conomique. Cest pour cette raison que nous fixerons dans le prsent code de bonne pratique une pais-seur minimale de 18 cm pour les sols industriels extrieurs en bton.

Un entretien minimal doit tre ralis au cours de la dure de vie, et il se peut que des rparations soient aussincessaires. Un grand entretien structurel est par contre exclu.

Il existe diverses mthodes de dimensionnement ayant chacune leur propre domaine dapplication, leur cadrethorique et leurs hypothses de dpart. Certaines sont analytiques et calculent les dgradations sur base descontraintes calcules. Dautres dterminent les contraintes via des modles de calcul approximatifs comme lamthode des lments finis. A ct de cela, il existe aussi des mthodes empiriques qui sont bases sur des obser-vations grande chelle de revtements existants. Souvent, ce sont des mthodes combines qui sont utilises,o un calcul thorique est adapt en fonction de lexprience pratique.

Le critre de dgradation utilis est gnralement la fissuration des dalles de bton. Il sagit alors de fissures qui sontdues une surcharge statique ou dynamique, ou une sollicitation de fatigue dynamique cause par le trafic. Dansle modle de dimensionnement, il faut aussi mentionner partir de quel pourcentage de surface dgrade la fin dela dure de vie est dfinie. Pour les routes trafic important, il est de 5 %, voire moins. Pour un revtement industriel,il peut par exemple tre de 10 ou 15 %. Lorsque la planit et le confort de roulement sont trs importants, par exem-ple lorsque des chariots lvateurs fourche sont utiliss sur le terrain, ce pourcentage sera moindre.

Il existe nanmoins de nombreuses autres causes de dgradation, qui mnent hlas souvent une dtriorationprcoce du revtement. Elles peuvent tre dues au retrait du bton, des affaissements du sol, un mauvais drai-nage, leffet de pompage et la mise en escalier au niveau des joints, lcaillage d au gel, etc. Pour prvenirces problmes, il est crucial de suivre les rgles de lart, tant lors du dimensionnement que lors de lexcution. Lesrecommandations adquates en la matire sont formules au chapitre 3 Conception et excution et leur impor-tance est au moins aussi grande que celle dun bon dimensionnement.

Dans la plupart des cas, le dimensionnement se fera sur base de la charge ou combinaison de charges la plusnfaste et le revtement extrieur sera excut dans sa totalit selon cette conception. Cette manire de proc-der prsente lavantage dobtenir une plateforme universelle dont les fonctions logistiques peuvent tre modi-fies au cours de la dure de vie sans ncessiter dadaptations importantes de la structure. Lorsquil y a une dis-tinction nette entre diffrentes zones, par exemple les voiries dune part et les zones de stockage de conteneursdautre part, il est alors possible de raliser des calculs de dimensionnement diffrents. Cela peut signifier une co-nomie lors de la mise en uvre mais limiter la souplesse dutilisation dans le futur.

2.2 Types de charges

Les sols industriels peuvent prsenter des natures trs diffrentes et varient de routes daccs ou parkings indus-triels ordinaires des terrains portuaires o des marchandises lourdes sont manipules et stockes.

Une premire distinction peut tre tablie entre les charges dynamiques et les charges statiques.

15Chapitre 2

Dimensionnement

2

Chapitre 2Dimensionnement

2.2.1 Charges statiques

Celles-ci peuvent se subdiviser en charges rparties sur une superficie, encharges linaires et en charges ponctuelles. Tant quune bonne rpartitiondes charges sera possible et que lon pourra viter les charges concen-tres, les pressions de contact restent faibles (< 1 N/mm ou 1 MN/m) etne seront pas dterminantes pour le dimensionnement du revtement enbton.

Les pieds des conteneurs sont conus pour limiter ces pressions decontact. Nanmoins, lorsque quatre piles de cinq conteneurs sont placesles unes ct des autres, il existe un risque de surcharge dans la zone desquatre pieds centraux, ce qui peut mener un poinonnement de la sur-face.

Pour ce qui est des charges linaires et ponctuelles, il faut tenir compte,lors du positionnement, de la disposition des joints du revtement enbton. Leffet ngatif des charges concentres est bien sr important sielles sexercent proximit des joints, des bords ou des angles des dalles.

Les pressions de contact doivent de prfrence se limiter 7 N/mm aumaximum en utilisant des plaques de rpartition des charges sous lespoints de support.

2.2.2 Charges dynamiques

Les charges dynamiques les plus connues sont celles gnres par le tra-fic. Elles peuvent se rpartir comme suit:

- trafic lger (< 3,5 t), qui ninflue pas sur le dimensionnement;- trafic lourd (> 3,5 t), caractris en Belgique par une charge dessieumaximale de 130 kN et une pression de pneu (pression de contact)de 0,7 N/mm;

- lvateurs fourche, allant de lger trs lourd. Pour les lvateurslourds pneus durs, la pression de contact peut slever jusqu1 N/mm sil y a quatre roues sur lessieu avant et jusqu 5 N/mmsil y a deux roues sur lessieu avant;

- quipement portuaire pour la manutention de conteneurs, commeles straddle carriers, les grues portique et les reach stackers. Cesderniers sont caractriss par une pression de pneus des rouesavant de 1 N/mm;

- quipement portuaire pour la manutention de marchandises,comme les tracteurs avec semi-remorques dotes de petites rouesen plastique dur dont les pressions de contact peuvent monterjusqu 10 N/mm, de roues en acier ou de bquilles dont la pres-sion de contact peut monter jusqu 100 N/mm.

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Figure 2.1 Charges linaires de madriers debois sur lesquels sont poses desplaques mtalliques

Figure 2.2 Elvateur fourche

Figure 2.3 Straddle carrier

Figure 2.4 Reach stacker Figure 2.5 Equipement portuaire pour lamanutention de marchandises

Pour raliser le dimensionnement, il est important de pouvoir disposer des caractristiques de ces diffrents typesde vhicules et ce pour diffrentes configurations de charges (charges dessieu, nombres de roues sur lessieuavant et lessieu arrire, pression des pneus ou surface de contact).

Une autre forme de charge dynamique sont les chocs ou les impacts quipeuvent entre autres avoir lieu lors de la dpose de marchandiseslourdes sur le revtement ou lors du dcouplage et de la mise en station-nement de remorques lourdement charges sur des bquilles. Ceci peuttre intgr dans le calcul de dimensionnement en utilisant un coeffi-cient de charge dynamique plus lev (1,5 au lieu de 1,2).

2.3 Rpartition en classes de sollicitation

Afin de simplifier la question du dimensionnement, nous rpartironsdans le prsent code de bonne pratique les charges en quatre classesdont les deux premires couvrent les terrains industriels et les plate-formes logistiques classiques et les deux dernires les terrains industrielsfortement sollicits et les terrains portuaires et de transbordement. Lescharges statiques et dynamiques sont envisages ensemble dans cetteclassification. Le cas chant, des calculs de dimensionnement particu-liers devront tre raliss dans lesquels lpaisseur la plus importante cal-cule sera bien sre dterminante.

2.3.1 Classe de sollicitation 4

Voies daccs, parkings et terrains normalement sollicits par des voi-tures particulires et des poids lourds, avec un maximum de 100 poidslourds par jour.

Elvateurs limits 60 kN (20 30 kN de capacit dlvation).Charge statique limite 50 kN/m.


Voies daccs, parkings et terrains fortement sollicits par des voituresparticulires et des poids lourds, avec un maximum de 300 poids lourdspar jour.

Elvateurs limits 100 kN (2 roues par essieu, 30 40 kN de capacitdlvation).

Charge statique suprieure 50 kN/m.


Terrains trs fortement sollicits:

Classe de sollicitation 2aO la charge la plus leve est dtermine par des lvateurs dunecapacit dlvation allant jusqu 100 kN.

Classe de sollicitation 2bO la charge la plus leve est dtermine par la manutention deconteneurs par des reach-stackers avec une charge maximale surlessieu avant de 1100 kN et une pression des pneus de 1 N/mm.Empilement de cinq conteneurs chargs au maximum.

17Chapitre 2

Dimensionnement

2

Figure 2.6 Accs de parking pour voituresparticulires

Figure 2.7 Quai de dchargement pourcamions

Figure 2.8 Terminal conteneurs

Figure 2.9 Manutention de marchandiseslourdes


Terrains trs fortement sollicits o la charge la plus leve est dtermine par la manutention et le stockage demarchandises lourdes. Lutilisation de combinaisons tracteur/semi-remorque avec des roues en acier ou desbquilles est ici dterminante en raison des pressions de contact trs leves (jusqu plusieurs dizaines deN/mm).

2.4 Facteurs dinfluence

Diffrents facteurs influencent, des degrs divers, le calcul de lpaisseur dune dalle en bton. Les facteurs nga-tifs entranent une paisseur suprieure du revtement en bton. Il est ds lors parfois plus conomique de cor-riger ces facteurs. Un impact positif peut par contre permettre de diminuer lpaisseur. Nanmoins, il faut toujoursrespecter une paisseur minimale de 18 cm.

2.4.1 Sol

Moins le sol est portant, plus la dalle en bton doit tre paisse. Cest la raison pour laquelle il est important desatisfaire aux exigences minimales mentionnes ci-avant. Si ncessaire, le sol doit tre amlior. Plus la structuretotale est paisse et rigide (par exemple: 20 cm de sous-fondation non lie, 20 cm de bton maigre, 5 cm denrob,21 cm de bton), moins la nature du sol a dincidence sur le rsultat du calcul.

2.4.2 (Sous-)fondation

Une (sous-)fondation plus paisse et plus rigide requerra un revtement en bton moins pais. Les exemples decalcul au 2.5.1 montrent que pour une classe de sollicitation 4, une augmentation de lpaisseur de la fondationnon lie de 20 25 cm permet une diminution dpaisseur du bton de 0,5 cm. De mme, remplacer 20 cm de fon-dation non lie par 20 cm dempierrement stabilis au ciment permet une diminution de lpaisseur du bton de1,5 cm.

2.4.3 Rsistance du bton et utilisation dun entraneur dair (voir aussi 3.3)

Plus la rsistance du bton est leve, moins le revtement en bton doit tre pais et inversement. Les exemplesde calcul du 2.5.1 montrent que pour une charge de trafic classique (classes de sollicitation 3 et 4), une augmen-tation de la classe de rsistance du bton, par exemple C35/45 au lieu de C30/37, correspond plus ou moins unediminution de lpaisseur du bton de 1,5 cm.

Lutilisation dun entraneur dair fait diminuer la rsistance la compression (et aussi la rsistance la tractionen flexion) du bton. Les exemples de calcul du 2.5.1 montrent que lpaisseur du bton doit tre augmentedenviron 1,5 cm pour assurer une dure de vie identique.

2.4.4 Goujons (voir aussi 3.4.5)

Lutilisation ou non de goujons a un impact significatif sur le dimensionnement, en raison du principe de transfertdes charges. Les exemples de calcul du 2.5.1 montrent que lutilisation de goujons permet de diminuer lpais-seur du bton denviron 2,5 cm.

2.4.5 Fibres dacier (voir aussi 1.2.3 et 3.4.12)

Lutilisation de fibres dacier a un impact sur le comportement aprs fissuration du bton et dans une moindremesure sur la rsistance la traction en flexion. Sur base de la teneur et du type de fibres dacier, il est possible,par des calculs de dimensionnement, de dterminer la diminution de lpaisseur du revtement permise parlajout de fibres.

En outre, le bton renforc aux fibres dacier rsiste mieux aux chocs et au poinonnement. Ces fibres sont doncncessaires pour la classe de sollicitation 1 et aussi pour les autres classes lorsquon souhaite viter les dgrada-tions au niveau des supports des conteneurs empils.

18

2.4.6 Gomtrie

La longueur et la largeur des dalles en bton sont des facteurs qui entrent en ligne de compte dans le calcul dedimensionnement. Dans le cas de voiries plus troites, les joints longitudinaux et les bords des dalles sont en effetsoumis des charges et des contraintes plus importantes que celles qui sexercent au milieu des dalles. Des dallestrop longues et trop larges sont en outre plus sensibles aux dformations thermiques, entre autres le soulvementdes coins de la dalle (curling).

2.5 Exemples de calculs de structures

2.5.1. Classes de sollicitation 4 et 3

Les tableaux ci-aprs prsentent des rsultats de calculs pour les classes de sollicitation 4 et 3. Les calculs ont traliss laide du logiciel de dimensionnement de routes nerlandais VENCON 2.0 sur base des hypothses sui-vantes:

- spectre du trafic: selon une autoroute trs charge;- valeur dont est augmente lpaisseur nominale par rapport lpaisseur calcule: 5 mm dans le cas dunefondation non lie, 2 mm dans le cas dune couche bitumineuse intermdiaire;

- le volume de trafic considr, respectivement 100 et 300 vhicules lourds par jour, est compt dans les deuxsens de circulation; si la route de et vers la zone industrielle est la mme, il y a donc respectivement 50 et 150vhicules lourds qui la parcourent dans les deux sens;

- sol = limon;- dure de vie de 30 ans;- qualit du bton: pour la rsistance du bton, VENCON utilise uniquement les classes de rsistance normali-ses Cxx/yy. Pour le bton routier du CCT Qualiroutes, on a choisi une classe de rsistance qui y correspondplus ou moins, mme si aucune corrlation entre les deux na t dmontre. Il sagit en outre dautres typesde bton, comme dcrit plus loin au 3.3.

Lpaisseur nominale arrondie est dduite de lpaisseur calcule, en tenant compte de lpaisseur minimalerequise de 18,0 cm.

Profil transver-sal de la route

Goujons-barres dan-

crageFondation Qualit du bton

Epaisseur calcule (mm)

Epaisseurnominale

arrondie (cm)

1 x 3,5 m

oui

200 mm de granulatsde dbris de bton

C35/45 ou bton routierR bi.min = 50 MPa

194 19,5

non 220 22,0

ouiC30/37 ou bton routierR bi.min = 45 MPa

209 21,0

non 237 24,0

2 x 3,0 m

oui


C35/45 ou bton routierR bi.min = 50 MPa

185 18,5

non 209 21,0

ouiC30/37 ou bton routierR bi.min = 45 MPa

199 20,0

non 225 22,5

19Chapitre 2

Dimensionnement

2

Tableau 2.1 Classe de sollicitation 4 jusqu 100 vhicules lourds par jour

Profil transversal de

la route

Goujons-barres

dancrageFondation Qualit du bton


Epaisseurnominale

arrondie (cm)

1 x 3,5 m

oui


C35/45 ou bton routier R bi.min = 50 MPa

191 19,0

non 217 21,5

ouiC30/37 ou bton routier R bi.min = 45 MPa

206 20,5

non 234 23,5

2 x 3,0 m

oui



182 18,0

non 206 20,5


196 19,5

non 222 22,0


la route

Goujons-barres



Epaisseurnominale

arrondie (cm)

1 x 3,5 m

oui



182 18,0

non 207 20,5


197 19,5

non 224 22,5

2 x 3,0 m

oui



172 18,0

non 195 19,5


186 18,5

non 210 21,0

20

Tableau 2.1 Classe de sollicitation 4 jusqu 100 vhicules lourds par jour (suite)


la route

Goujons-barres



Epaisseurnominale

arrondie (cm)

1 x 3,5 m

oui


Bton routier R bi.min = 60 MPa

182 18,0

non 211 21,0


199 20,0

non 229 23,0

2 x 3,0 m

oui



174 18,0

non 199 20,0


189 19,0

non 216 21,5


la route

Goujons-barres



Epaisseurnominale

arrondie (cm)

1 x 3,5 m

oui

200 mm de btonmaigre + 50 mmdenrob


170 18,0

non 197 20,0


186 18,5

non 215 21,5

2 x 3,0 m

oui

200 mm de btonmaigre + 50 mmdenrob


161 18,0

non 186 18,5


176 18,0

non 202 20,0

21Chapitre 2

Dimensionnement

2

2.5.2 Classes de sollicitation 2 et 1

Pour ces classes fortement charges, il est toujours recommand de confier le calcul de dimensionnement unexpert. Une estimation correcte des charges attendues (nombre dessieux, nombre et position des pneus, pressiondes pneus, rpartition des charges sur les essieux), leur frquence et la dure de vie souhaite sont des param-tres importants pour dterminer lpaisseur de ces revtements en bton.

De plus, il faut aussi sintresser aux charges dynamiques et aux chocs.

On tient gnralement compte des facteurs suivants:

- facteur de scurit pour la charge: 1,2- facteur de scurit du bton: 1,5 (sur la rsistance moyenne la traction en flexion);- coefficient dynamique: 1,2 1,5.

Tableau 2.2 Classe de sollicitation 3 jusqu 300 vhicules lourds par jour

Pour les sols industriels extrieurs, on adopte gnralement une dure de vie de 15 30 anspendant laquelle le revtement est en service sans ncessiter de grand entretien structurel.

Lpaisseur minimale dun revtement extrieur est de 18 cm.

Sur base des charges statiques et dynamiques, y compris la charge des vhicules dont lamasse dpasse 3,5 t, nous pouvons rpartir les sols industriels en quatre classes desollicitation, allant de la classe 4 (la moins sollicite) la classe 1 (terrains trs fortementsollicits).

Une classe de rsistance plus faible pour le bton utilis ou lemploi dun entraneur dairdoivent tre compenss par une augmentation de lpaisseur du bton denviron 1,5 cm.

Lutilisation de goujons permet de diminuer lpaisseur du bton denviron 2,5 cm.

Lutilisation de fibres dacier permet de diminuer lpaisseur, selon le type et la quantit defibres.

Pour le dimensionnement des classes de sollicitation les plus leves (1 et 2), il faut faireappel des experts capables dvaluer correctement limpact des diffrents paramtres.

22

23Chapitre 3

Conception et excution

3

Chapitre 3Conception et excution

3.1 Gnralits

Le prsent chapitre aborde les diffrents choix qui doivent tre faits lors de la conception et de lexcution. Ilsconcernent entre autres: la composition du bton, les joints et les armatures, la mthode de mise en uvre, la cure,la finition de surface.

Sur base de ces diffrents facteurs, des recommandations sont formules la fin du prsent chapitre concernantle choix de la composition du bton et la mthode de mise en uvre pour les diffrentes classes de sollicitation.Enfin, une valuation est faite du risque de dgradations (fissuration et caillage).

3.2 Composition du bton

3.2.1 Introduction

La qualit dun bton est dtermine en premier lieu par la qualit et par le dosage optimal de ses constituants.Des granulats durs, rsistant lusure, un bon sable, du ciment de qualit avec une classe de rsistance adquateet de leau de gchage pure dans de bonnes proportions permettent dobtenir un revtement durable. Des adju-vants comme les (super)plastifiants rendent le bton plus facile mettre en uvre sans nuire la durabilit etlutilisation dun entraneur dair permet dobtenir une meilleure rsistance aux cycles de gel-dgel en prsencede sels de dverglaage.

Outre une excution soigne, lhomognit du bton, et donc de ses composants, est trs importante pour obte-nir un bon rsultat. Lutilisation de produits certifis (BENOR, COPRO) offre cet gard de nombreux avantages.

3.2.2 Composants

3.2.2.1 Granulats (pierres et sables)

3.2.2.1.1 Introduction

Pour le bton, le terme granulats dsigne lensemble des matriaux inertes, naturels ou artificiels, qui consti-tuent son squelette. En fonction de leur diamtre, les granulats sont rpartis en gravillons, graves, sables ou fillers.

Selon leur origine, une distinction est faite entre les granulats naturels et les granulats artificiels.

Les granulats naturels sont des granulats qui se trouvent directement dans la nature, comme dans les gisementsde sable ou de gravier, ou qui sont prlevs partir de pierres naturelles, par concassage de roche massive (cal-caire ou roches endognes comme par exemple le porphyre).

Les granulats artificiels sont des granulats dorigine minrale qui dcoulent dun procd industriel o ils subis-sent par exemple une transformation thermique, comme par exemple les scories dacirie.

Les granulats recycls ne sont, ce jour, toujours pas utiliss dans les revtements en bton. Les granulats dedbris de bton, sils sont homognes et de bonne qualit (se rfrer aux exigences des cahiers des chargestypes), peuvent eux tre utiliss dans la couche infrieure dun revtement en bton bicouche. Le pourcentage desubstitution aux gravillons varie de 60 100 %.

La nature, la forme et les proprits varient en fonction du gisement ou de la roche-mre et de la technique deproduction. Les proprits intrinsques de la roche-mre constituent un critre important pour le choix du typede granulats en fonction de lapplication.

La classification des granulats se fait sur base du calibre d/D, d tant la calibre minimal et D le calibre maximal.Pour leur emploi dans le bton, il faut se rfrer la classification de la NBN EN 12620.

Pour obtenir des compositions de bton de qualit, il est recommand dutiliser du sable et des gravillons. Lesgraves prsentent souvent linconvnient de contenir une quantit importante et variable de sable, ce qui a deseffets ngatifs sur louvrabilit et sur la quantit deau ncessaire.

3.2.2.1.2 Exigences en matire de pierres

Dans le bton destin aux revtements extrieurs, le diamtre maximal autoris des granulats est de 31,5 mm.Dans certains cas, le diamtre maximal est limit 20 mm ou 14 mm, comme par exemple pour le bton dnuden vue de rduire le bruit de roulement, pour le bton qui est mis en uvre manuellement ou qui doit trepomp.

Les exigences mcaniques et physiques en vigueur pour les granulats destins aux revtements sont plus svresque celles qui sappliquent aux granulats destins au bton pour ouvrages dart. Les exigences sont rparties enplusieurs catgories dans la norme NBN EN 12620:2008; les principales proprits tant renseignes dans letableau 3.2 avec les recommandations qui sy rapportent pour les revtements industriels extrieurs.

Les granulats doivent provenir dune pierre dure qui prsente une bonne durabilit. Celle-ci est caractrise parla rsistance la fragmentation (coefficient Los Angeles, LA), la rsistance lusure ou rsistance labrasion (coef-ficient Micro-Deval en prsence deau, MDV) et, dans le cas de revtements soumis un trafic lourd et intense, larsistance au polissage (Polished Stone Value, PSV).

Les proprits en fonction de la roche-mre sont donnes au tableau 3.3. Il faut noter que plus les valeurs LA etMDV sont petites, plus la rsistance la fragmentation et labrasion est grande. La rsistance au polissage, parcontre, augmente avec la valeur PSV.Une autre proprit importante est la rsistance au gel. Cela peut surtout constituer un problme pour le grs,tant donn que dans ce cas les bancs de sable peuvent tre traverss par des veines de schiste ou dautrespierres moins rsistantes au gel.

Il est trs important de respecter la forme et la teneur en particules fines si lon souhaite obtenir un bton dura-ble. Ces proprits ont en effet un impact important sur louvrabilit du bton. Une quantit trop importante defines fera augmenter la teneur en eau. La forme des granulats doit tre aussi cubique que possible. Ceci peut treobtenu avec des granulats reconcasss. Lutilisation de granulats ronds et lisses conduira une rsistance moinsleve, lutilisation de granulats plats un moins bon compactage du bton, ce qui engendrera une moindredurabilit.

Le mieux est de combiner diffrentes fractions granulomtriques pour obtenir une granularit continue du sque-lette pierreux. Lutilisation de diffrentes fractions granulomtriques (4/6,3, 6,3/14, 14/20 ) dans un bton permet

Type Dimensions Proprits

Fillers 0/DD < 2 mm avec au moins 85 % de passant sur le tamis de 0,125mm et 70 % sur le tamis de 0,063 mm

Sables 0/D d = 0 mm et D 4 mm

Graves 0/D d = 0 mm et D 6,3 mm et 45 mm

Gravillons d/D d 2 mm et D 4 mm

24

Tableau 3.1 Classification des granulats sur base du calibre

en effet dobtenir une distribution granulomtrique plus constante que si lon utilise une seule fraction granulo-mtrique 4/20, qui prsente plus de variations car elle est davantage sujette la sgrgation.

3.2.2.1.3 Exigences en matire de sables

Le choix du sable est primordial pour obtenir un bton durable. Celui-ci influence directement louvrabilit, ladurabilit et la rsistance du bton. Le sable le plus appropri pour le bton routier est le sable de rivire 0/2jusqu 0/4 avec un module de finesse suprieur 2,4 (catgorie CF selon la NBN EN 12620).

Les principales proprits du sable, galement reprises dans la norme NBN EN 12620, sont la granularit et lateneur en fines (< 63m). Cette dernire doit tre infrieure 3 %.

Proprit PrescriptionCatgorie selon lanorme NBN EN12620:2008

Remarque

Teneur en particules fines (% en masse)

1,5 4

f1,5f4

D > 8 mmD 8 mm

Rsistance la fragmentation (coefficient Los Angeles)

30 LA30exigence supplmentaire:(LA + MDV) 45

Rsistance labrasion (coefficient Micro-Deval)

25 MDW25

Coefficient de polissage acclr (PSV)

50 40

PSV50PSVvaleur dclare

circulation lourde et intense

Coefficient daplatissement (FI)

20 25 30

FI20FI25FI30

D > 16 mm8 < D 16 mmD 8 mm

Teneur en pierres rondesAu moins 50 % concasses,maximum 30 % roules

C50/30 -

Teneur en ions chlore (%) 0,03 Valeur dclare Pour les pierres doriginemarine

Teneur en coquillages (%) 10 SC10Pour les pierres doriginemarine

Rsistance gel-dgel 1 F1 -

Masse volumique relle et coefficient dab-sorption deau

- Valeur dclare -

Type de granulat Coefficient Los Angeles Coefficient Micro-Deval

PSV

PorphyreGrsCalcaireGravier concass

11 1313 1720 3017 26

4 811 249 174 10

50 5455 5837 4455 57

25Chapitre 3


3

Tableau 3.2 Catgories de granulats par proprit

Tableau 3.3 Proprits en fonction de la roche-mre

De manire gnrale, on peut affirmer quun bton pour revtements extrieurs ne contient que peu de sable. Unexcs de sable fera augmenter la demande en eau et pourra donc nuire la compacit et la durabilit du bton.

3.2.2.2 Ciment

Les types de ciment les plus utiliss pour les btons destins aux sols extrieurs sont les ciments de la classe dersistance 42,5 (N ou R). Le choix est laiss entre un ciment Portland CEM I ou un ciment avec au maximum 65 %de scories de haut fourneau, CEM III/A. Dans des cas exceptionnels, un ciment de classe de rsistance 52,5 est aussiutilis, par exemple lorsquun durcissement trs rapide basse temprature est ncessaire.

Lutilisation de ciments de la classe de rsistance 32,5 doit tre vite. Ils prsentent linconvnient davoir untemps de durcissement beaucoup plus long et donnent un bton qui est beaucoup plus sensible au retrait plas-tique. Ces ciments peuvent tre utiliss lorsque les tempratures extrieures sont leves.

En utilisant un ciment ayant une teneur limite en alcali (Na2O en K2O), c.--d. le cas des ciments appels LA selonla NBN B12-109, le risque de dgradations suite une raction alcali-silice est plus limit.

3.2.2.3 Eau de gchage

Leau est un lment indispensable la confection du bton; en trop grande quantit, elle devient par contre sonpire ennemi: un excs deau augmente le risque de fissuration du bton et en diminue la durabilit.

Leau de gchage doit tre approprie. Elle ne peut contenir aucune substance qui puisse influencer la prise et ledurcissement du bton ou attaquer les ventuelles armatures. Les traces dhuile, dacide, dalcalis, de sels divers,de matires organiques, dargile, de sucres, de graisses, etc., doivent tre limites afin de navoir aucun impact surle durcissement et sur les proprits du bton.

Leau courante peut tre utilise pour confectionner du bton, et ce sans ncessiter danalyse pralable.

Diverses raisons peuvent pousser le fabricant de bton utiliser de leau dune autre origine voie deau, tang,puits, recyclage, etc. Si lon ne sait pas si leau peut tre utilise pour la confection du bton, des essais de contrledoivent alors tre effectus. A ce sujet, nous renvoyons le lecteur la norme NBN EN 1008: Eau de gchage pourbtons.

3.2.2.4 Adjuvants

De nombreux types dadjuvants pouvant modifier les caractristiques du bton sont disponibles sur le march. Lanorme NBN EN 934-2 dcrit les diffrents types dadjuvants pour le bton. Elle est la base du marquage CE pources produits. Pour les revtements, ce sont surtout les adjuvants suivants qui sont utiliss:

- plastifiants (ou rducteurs deau);- superplastifiants (ou hauts rducteurs deau);- entraneurs dair;- retardateurs de prise;- acclrateurs de prise.

Les adjuvants sont utiliss pour amliorer certaines proprits du bton. Ils ne peuvent en aucun cas tre utilisspour corriger une composition de bton imparfaite.

Les adjuvants influencent la prise et le durcissement du ciment. Une combinaison de ciment et dadjuvant peutse comporter de manire imprvisible. Il faut toujours contrler si ladjuvant et le ciment utilis pour confection-ner le bton sont compatibles entre eux. Avant de commencer la production du bton, il faut donc toujours ra-liser des essais dans des conditions similaires celles sur chantier, pour sassurer que ladjuvant est efficace.

26

Sil est envisag dutiliser simultanment plusieurs adjuvants, il faut pralablement tudier leffet de cette combi-naison en laboratoire afin dviter toute surprise.

3.2.2.4.1 Plastifiants

Les plastifiants sont utiliss pour obtenir une ouvrabilit suffisante. Leur fonction principale est de diminuer lateneur en eau tout en conservant une ouvrabilit dtermine. Cette diminution, jusqu 10 l/m de bton, permetun meilleur compactage, une rsistance plus leve et une durabilit accrue. Les plastifiants sont base de lignosulfates, dacides organiques, de sulfonates de mlamine, de sulfonates denaphtalne ou de drivs de mlanines ou de naphtalne.

3.2.2.4.2 Superplastifiants

Les superplastifiants peuvent tre utiliss pour augmenter fortement louvrabilit du bton frais en gardant lamme teneur en eau; ils rendent le bton frais liquide et donc facile mettre en uvre avec des moyens de com-pactage limits.

Comme leur nom lindique, les superplastifiants ont le mme effet que les plastifiants, mais dans une plus grandemesure. Ils ne sont gnralement ajouts dans le bton frais qu larrive du camion-malaxeur sur le chantier.Leffet fluidifiant spectaculaire des superplastifiants peut rapidement disparatre. La dure de cet effet dpend dela temprature: plus la temprature est leve, plus leffet sera de courte dure. Ils peuvent aussi avoir un effet deralentissement de prise. Il faut toujours contrler la compatibilit entre les diffrents adjuvants.

Les superplastifiants les plus utiliss sont ceux base de drivs de naphtalne ou de mlamines, ainsi que depolyacrylates et de polycarboxylates. Ces derniers sont des nouvelles molcules dveloppes par lindustrie chi-mique et qui offrent une grande amlioration des performances des superplastifiants (forte augmentation delouvrabilit, maintien de cette ouvrabilit sur une longue priode, etc.). Linteraction avec le type de ciment doitcertainement tre contrle.

Les superplastifiants offrent aussi la possibilit de diminuer de manire drastique le facteur E/C du bton tout enconservant une ouvrabilit normale; la rsistance du bton sen trouve rapidement accrue. De cette manire, onpeut limiter la dure de fermeture au trafic 36, voire 24 heures lors de rparations (lorsque le facteur eau/cimentest infrieur 0,40).

3.2.2.4.3 Entraneurs dair

Les entraneurs dair ont pour objectif dintroduire dans le bton de petites bulles dair stables qui se rpartissentde manire homogne dans la masse et restent prsentes aprs le durcissement du bton.

Le bton durci contient toujours une certaine quantit dair, qui est introduite lors du malaxage du bton ou bienprovient de lvaporation de leau non lie lors du durcissement. Cet air (environ 15 l/m, soit 1,5 % en volume) estrparti alatoirement dans le bton. Lentraneur dair permet dajouter une quantit supplmentaire dair dans lebton et de le rpartir de manire uniforme. Cela augmente la rsistance du bton aux cycles de gel-dgel et laction des sels de dverglaage.

La prsence dun entraneur dair augmente louvrabilit du bton. Par contre, la rsistance mcanique du btondiminue mesure que la teneur en air augmente; pour certaines compositions, il sest avr que le bton pouvaitperdre jusqu 5 MPa de rsistance la compression pour chaque pour cent dair supplmentaire. De nombreuxfacteurs peuvent influencer lefficacit des entraneurs dair: le type dentraneur dair, lutilisation dautres adju-vants dans le bton, le ciment (compatibilit avec ladjuvant), la prsence de cendres volantes, la teneur en eau, lefacteur E/C, la granulomtrie de la fraction mortier du bton, le malaxage du bton frais, la mthode de mise enuvre, la temprature, etc. Lorsquon utilise un entraneur dair, il est donc recommand de raliser une tudepralable pour sassurer de lefficacit de cet adjuvant dans les conditions dutilisation relles.

27Chapitre 3


3

3.2.2.4.4 Retardateurs et acclrateurs de prise

Il sagit ici exclusivement des adjuvants qui sont destins tre intgrs dans la masse du bton et pas des retar-dateurs de prise qui sont appliqus en surface pour dnuder celle-ci. Les retardateurs et les acclrateurs de prisesont parfois utiliss dans des conditions particulires. Par temps trs chaud, un retardateur de prise peut treajout au bton pour en prolonger louvrabilit. Par temps froid, par contre, un acclrateur de prise peut paissirle bton; la chaleur dhydratation qui se libre plus rapidement aidera a protger le bton frais en train dacqu-rir sa rsistance contre le gel lger. Les acclrateurs de prise base de chlorures ne sont pas autoriss pour lebton arm.

3.3 Compositions types de bton pour revtements extrieurs

Les compositions de bton suivantes ont t juges appropries pour la ralisation dun revtement extrieur.

Celles-ci se basent sur:

- les cahiers des charges types belges pour la construction routire (CCT Qualiroutes en Wallonie, CCT2011 Bruxelles, Standaardbestek 250 en Flandre). Ces spcifications sont principalement axes sur la compositiondune part et sur les performances du bton mis en uvre et durci dautre part. La rsistance la compres-sion est mesure, 90 jours dge, sur des carottes prleves dans le revtement. Ces types de bton ont unecomposition prescrite et ne sont donc pas certifis BENOR.

- les normes relatives au bton (NBN EN 206 et NBN B15-001). Ces types de bton satisfont pleinement aux exi-gences minimales tablies par les normes en fonction des classes denvironnement mais doivent si nces-saire tre adapts, via des spcifications complmentaires, pour pouvoir tre mis en uvre avec le matrielde construction routire. Idalement, il faut travailler avec une bonne granulomtrie afin dobtenir louvrabi-lit voulue sans augmenter le facteur E/C. Pour obtenir louvrabilit requise, une quantit minimale deaudans le bton est ncessaire (env. 180 l/m). Cela peut signifier, en tenant compte du fait que le facteur eau-ciment doit tre bas, quil faut utiliser une quantit de ciment plus importante (env. 20 kg/m en plus par rap-port la quantit minimale donne dans la norme). Ces types de bton peuvent tre certifis BENOR.

Il existe donc une diffrence capitale dans la manire de prescrire et de contrler ces compositions. Cest pour-quoi il est important, une fois le choix fix, de bien conserver une distinction entre les deux et de ne pas mlan-ger les prescriptions donnes dans les cahiers des charges types et celles donnes dans les normes. Il nexisteaucune corrlation univoque ni contractuellement valable entre les proprits des deux types de bton.

Le 3.11 donne des recommandations pour les compositions de bton en fonction des diffrentes classes de sol-licitation. Le bton de qualit moindre que les types prescrits nest pas autoris pour les revtements industrielsextrieurs.

28

Pour obtenir un revtement durable, il est important de travailler avec un bton de bonnecomposition, constitu de composants de qualit et certifis. Le sable et les gravillonsdoivent satisfaire aux exigences qui leur sont poses.Le ciment est gnralement de la classe 42,5 et LA.Les entraneurs dair augmentent la rsistance du bton aux cycles de gel-dgel enprsence de sels de dverglaage. Ils diminuent par contre la rsistance du bton, ce quia un impact sur le dimensionnement.Il est ncessaire de confectionner un mlange dorientation pour tudier le dosage et lacompatibilit des adjuvants.

3.3.1 Bton routier selon le CCT Qualiroutes pour le rseau I sans entraneur dair

- minimum 400 kg de ciment/m- E/C 0,45- exigences en matire de ciment (CEM I ou CEM III/A, classe 42,5, LA obligatoire)- exigences en matire de granulats (20 mm < D 31,5 mm, rsistance au gel, fines, PSV, Los Angeles, Micro Deval)- exigences en matire de sable (gros sable de rivire, fines)- rsistance individuelle minimale la compression 60 MPa sur des carottes aprs 90 jours

3.3.2 Bton routier selon le CCT Qualiroutes pour le rseau I avec entraneur dair

- minimum 400 kg de ciment/m- E/C 0,45- exigences en matire de ciment (CEM I ou CEM III/A, classe 42,5, LA obligatoire)- exigences en matire de granulats (D 31,5 mm, rsistance au gel, fines, PSV, Los Angeles, Micro Deval)- entraneur dair obligatoire si Dmax 20 mm - exigences en matire de sable (gros sable de rivire, fines)- rsistance individuelle minimale la compression 50 MPa sur des carottes aprs 90 jours- teneur en air minimale, mesure sur bton frais 3%

3.3.3 Bton routier selon le CCT Qualiroutes pour les rseaux II et III sans entraneur dair

- minimum 350 kg de ciment/m- E/C 50- exigences en matire de ciment (CEM I ou CEM III/A, classe 42,5, LA obligatoire)- exigences en matire de granulats (20 mm < D 31,5 mm, rsistance au gel, fines, PSV, Los Angeles, Micro Deval)- exigences en matire de sable (gros sable de rivire, fines)- rsistance moyenne minimale la compression 50 MPa sur des carottes aprs 90 jours

3.3.4 Bton routier selon le CCT Qualiroutes pour les rseaux II et III avec entraneur dair

- minimum 375kg de ciment/m- E/C 50- exigences en matire de ciment (CEM I ou CEM III/A, classe 42,5, LA obligatoire)- exigences en matire de granulats (D 31,5 mm, rsistance au gel, fines, PSV, Los Angeles, Micro Deval)- entraneur dair obligatoire si Dmax 20 mm- exigences en matire de sable (sable de rivire gros, fines)- entraneur dair obligatoire si Dmax 20 mm- rsistance moyenne minimale la compression 40 MPa sur des carottes aprs 90 jours- teneur en air minimale, mesure sur bton frais 3%

3.3.5 Bton BENOR, classe environnementale EE4, sans entraneur dair

Spcifications de la NBN B15-001- C35/45 (rsistance caractristique minimale la compression 45 MPa sur cubes aprs 28 jours)- bton arm ou non arm- EE4 (gel et sels de dverglaage)- classe de consistance S1 S4 en fonction de la mthode de mise en uvre- D 31,5 mm

Cela implique:- minimum 340 kg de ciment/m - E/C 0,45

3.3.6 Bton BENOR, classe environnementale EE4, avec entraneur dair

Spcifications de la NBN B15-001- C30/37 (rsistance caractristique minimale la compression 37 MPa sur cubes aprs 28 jours)

29Chapitre 3


3

- bton arm ou non arm- EE4 (gel et sels de dverglaage)- classe de consistance S1 S4 en fonction de la mthode de mise en uvre- D 31,5 mm

Cela implique:- minimum 340 kg de ciment/m - E/C 0,45- teneur en air minimale, mesure sur bton frais 4%

3.3.7 Bton BENOR, classe environnementale EE3, sans entraneur dair

Spcifications de la NBN B15-001- C30/37 (rsistance caractristique minimale la compression 37 MPa sur cubes aprs 28 jours)- bton arm ou non arm- EE3 (gel, contact avec la pluie)- classe de consistance S1 S4 en fonction de la mthode de mise en uvre- D 31,5 mm

Cela implique:- minimum 320 kg de ciment/m- E/C 0,50

3.3.8 Exigences complmentaires

Dans certains cas, le concepteur ou lexcutant peut avoir des souhaits spcifiques concernant les matriaux uti-liser ou les proprits du bton, ce qui requiert dadapter les prescriptions en matire de composition du bton.Cela peut e