guide technique sur la chausse aéronautique

ANAC-NIGER GUIDE TECHNIQUE POUR L’EVALUATION DE PCN D’UNE CHAUSSEE AERONAUTIQUE (GUIDE/CHAUSSEE)

24 juillet 2013 GUIDE /CHAUSSEE 1 / 1

INTRODUCTION

L’objet de ce guide est de fournir une méthode d’évaluation du PCN d’une chaussée aéronautique à

partir de certains paramètres d’entrée. Pour se faire, il explique d’abord la structure d’une chaussée

aéronautique puis, décrit le dimensionnement et les coefficients associés ainsi que leur précision.

Enfin, il donne la méthode des calculs assortie des abaques appropriés.

Cette méthode ne constitue pas un guide pour le dimensionnement.

La méthode présentée provient du Document de l’OACI et les documents suivants de Service

Technique des Bases Aériennes de l’Aviation Civile Française (gestion des chaussées aéronautiques

méthode ACN-PCN, dimensionnement des chaussées volume 1 et 2).



MISE A JOUR

PAGE N° de la mise à jour Date d’inscription Date de mise en vigueur Auteur



TABLE DES MATIERES

MISE A JOUR .................................................................................................................................................... 2

I. DEFINITIONS ........................................................................................................................................ 4

II. STRUCTURE DES CHAUSSEES AERONAUTIQUES ......................................................................................... 7

II. INCERTITUDES SUR LES DONNEES DE DIMENSIONNEMENTS ..................................................................... 9

III. PORTANCE DES SOLS SUPPORTS ................................................................................................................ 9

II.1 SONDAGE .............................................................................................................................................. 9

II.2 DONNEES DU SOL SUPPORT POUR LE DIMESSIONNEMENT DE LA CHAUSSEE ................................... 10

IV. CONSTITUTION DE LA CHAUSSEE ............................................................................................................. 10

IV.1 Chaussée Souple ................................................................................................................................ 10

1.1. Couche de roulement .................................................................................................................... 11

1.2. Couche de base ............................................................................................................................. 11

1.3. Couche de fondation ..................................................................................................................... 11

1.4. Epaisseur des matériaux traités .................................................................................................... 11

IV. 2 Chaussée rigide ................................................................................................................................ 13

IV.3 Chaussées légères ............................................................................................................................ 13

V. CALCUL DU PCN ......................................................................................................................................... 14



DEFINITIONS

ACN : Aircraft Classification Number

Nombre exprimant l’effet relatif d’un avion sur une chaussée pour une catégorie spécifiée de sol

support. La détermination des ACN obéit à un calcul normalisé imposé par l’OACI.

AVION SIGNIFICATIF

Un avion est dit significatif si sa part de trafic équivalent n’/T’ (rapport du nombre de mouvements

équivalents des avions sur la somme des nombres de mouvements équivalents des avions composant

le trafic) est supérieure à quelques pour cent.

Les différents trafics définis ci-avant ne prennent en compte que les avions significatifs, c’est-à-dire

ceux dont l’effet relatif sur la chaussée est non négligeable.

CHARGES

- Charge réelle P : Charge effectivement appliquée par un mouvement d’avion a n mouvements par

jour pendant 10 ans.

- Charge réelle pondérée P’ : Charge réelle P pondérée selon la fonction de la chaussée étudiée (en

règle générale, les coefficients de pondération des charges réelles sont pris égaux à 1,2 pour les aires

de stationnement et à 1 pour les aires de manœuvre.

- Charge normale de calcul Pn : charge à 10 mouvements par jour pendant 10 ans utilisée dans les

formules et abaques pour le calcul de dimensionnement des chaussées, associée à la charge P’.

- Charge admissible P0 : charge admissible associée à un atterrisseur donné pour une chaussée

donnée selon les règles de dimensionnement pour le trafic normal (trafic constitué par dix

mouvements par jour de l’avion produisant la charge normale de calcul pour une durée de vie

normale).

- Charge admissible déduite des publications Pa : charge maximale admissible à laquelle un

atterrisseur peut être reçu sur une chaussée à 10 mouvements par jour pendant 10 ans.

Les charges définies ci-dessus désignent une charge sur un atterrisseur. Toutefois, certaines données

sont fournies sous la forme de charge totale par avion. Afin d’éviter toute confusion, il est

recommandé d’employer les notations suivantes :



Types de charge Sur atterrisseur Totale

Charge réelle…………………………

Charge réelle pondérée…………

Charge normale de calcul…….

Charge admissible………………..

Charge admissible déduite des

publications…………………………..

P

P’

P’’

P0

Pa

Pt

P’t

P’’t

Pt0

Pta

DUREE DE VIE :

La durée de vie d’une chaussée est la période à la fin de laquelle la portance de la chaussée devient

insuffisante pour que la chaussée puisse continuer à supporter sans risque le trafic. Un renforcement

général ou une réduction de trafic s’impose alors.

La durée de vie d’une chaussée neuve est de dix ans par convention (dans le cas des chaussées rigides

d’aérodromes à fort trafic, une durée de 10 à 20 ans peut être choisie pour fonder le

dimensionnement).

MASSES :

Les masses des avions nécessaires à l’application de la méthode ACN-PCN résident dans :

La masse maximale au roulage M,

La masse à vide en ordre d’exploitation m.

La masse effective d’un avion est toujours comprise entre m et M.

MOUVEMENTS

- Mouvement réel : Un mouvement réel d’avion représente un passage d’avion sur une

chaussée par l’intermédiaire d’un atterrisseur réel se réduit à un atterrissage ou un

décollage. Ainsi, un aller et retour sur une aire de manœuvre est assimilé à deux

mouvements.

- Mouvement équivalent : pour un avion (i) reçu sur une chaussée donnée, ni mouvements

réels de la charge réelle pondérée P’i appliquée par atterrisseur peuvent être convertis en

n’i mouvements de la charge admissible Poi de l’atterrisseur. n’i est appelé nombre de

mouvements équivalents de l’avion.



PCN : Pavement Classification Number

Nombre exprimant la force portance de la chaussée pour une exploitation sans restriction.

La détermination des PCN est laissée à l’appréciation de chaque Etat selon ses propres méthodes de

dimensionnement.

PORTANCE :

La portance (ou force portante ou résistance) d’une chaussée est la mesure de son aptitude à

supporter les charges dues aux avions en maintenant l’intégrité de sa structure pendant sa durée de

vie.

PRESSION DE GONFLAGE DES PNEUMATIQUES

- q : Pression standard de gonflage des pneumatiques des atterrisseurs de l’avion considéré.

- q’ : Pression réelle de gonflage des pneumatiques des atterrisseurs de l’avion.

- qo : Pression limite de gonflage des pneumatiques publiée pour la chaussée.

RSE

Roue simple Equivalente à un atterrisseur : charge sur une roue simple qui produit à une profondeur

donnée de la chaussée les mêmes contraintes que l’atterrisseur considéré.

RSI

Charge sur une roue simple isolée gonflée à 0,6 MPa, caractéristique de la portance de la chaussée

considérée.

TRAFICS

- Le trafic pris en compte dans le dimensionnement représente le trafic (avions, masses,

mouvements réels) ayant servi de base au dimensionnement de la chaussée.

- Le trafic de référence représente le trafic ( avions significatifs, masse et nombre de

mouvements réels ) admissible vis-à-vis de la chaussée que supporte ou que devra

supporter réellement la chaussée à la date où est établi le PCN.

- Le trafic équivalent total T’est la somme des mouvements équivalents des avions qui

fréquentent la chaussée. Il représente le cumul des effets relatifs de chaque avion sur la

chaussée.



II. STRUCTURE DES CHAUSSEES AERONAUTIQUES Une chaussée comporte en général de haut en bas :

- Une couche de surface composée d’une couche de roulement et éventuellement d’une

couche de liaison,

- Une couche de base,

- Une couche de fondation,

- Eventuellement une sous-couche.

La chaussée repose sur la plate-formation support de chaussée (ou sol support) constituée du terrain

naturel surmonté éventuellement d’une couche de forme.

Pour la suite de ce guide nous allons regrouper les chaussés en deux groupes :

- Les CHAUSSEES « SOUPLES » regroupant les structures souples et semi-rigides, et

certains cas de structures composites (par exemple une ancienne chaussée rigide fortement

fragmentée, renforcée par des matériaux traités aux liants hydrocarbonés).

- Les CHAUSSEES « RIGIDES » regroupant les structures rigides et certains cas de

structures composites (par exemple chaussée rigide rénovée par une couche de roulement traités

aux liants hydrocarbonés).



STRUCTURES TYPES



II. INCERTITUDES SUR LES DONNEES DE DIMENSIONNEMENTS

Tableau N°I : Précision des données de dimension

Comme toute donnée physique celles qui permettent de déterminer la portance d’une chaussée ne peuvent

pas être connue à 100%. Il est par exemple illusoire de communiquer des valeurs décimales du CBR ou du

module de réactions. Le tableau ci-dessous présente les précisions qu’on peut espérer de ces données.

III. PORTANCE DES SOLS SUPPORTS

La portance du sol support d’une chaussée aéronautique est déterminée par une étude géotechnique

portant principalement sur la reconnaissance des sols constituants la plateforme de l’aérodrome et la

réalisation de mesures et d’essais laboratoire.

II.1 SONDAGE

Au niveau de l’avant-Projet Sommaire d’un site entièrement nouveau, il est effectué quelques

sondages profonds de 15cm environ pour un aérodrome important et de 5 à 10 m pour les autres

aérodromes. Ces sondages sont implantés en fonction des données recueillies lors de l’examen des

cartes géographiques et géologiques et lors de visites sur site. Trois sondages environ sont

généralement suffisants pour un site d’une constitution géologique courante.

Des échantillons des différents types de sol rencontrés dans ces sondages sont prélevés et soumis

aux essais d’identification décrits au paragraphe suivant. Par ailleurs le niveau de la nappe phréatique

est noté et ses variations sont suivies à l’aide de piézomètres.

Au niveau de l’avant-Projet Détaillé, l’étude précédente est complétée par une série de sondages et

d’essais de sol sur les échantillons prélevés.

La localisation, le nombre et la profondeur des sondages doivent évidemment être tels qu’ils

permettent de noter toutes les variations importantes dans la nature du sol. Le programme type

défini ci-après est donné à titre indicatif, et pourra être soit « renforcé », soit réduit selon les cas.

Données Incertitudes à données

CBR ±1

Modules de réaction K ±1MN/m

Contraintes de traction par flexion ±0,2MPa

Coefficients d’équivalence ±0,2

Charges avions ±2%



Programme de sondages

Tableau N°II : programme de sondages

Type d’ouvrage Espacement des sondages Profondeur des sondages(1)

Piste et voie de circulation 100 m Pour les aérodromes importants : 3m. Pour les autres aérodromes : de 1 à 2 m

Aires de stationnement 1 sondage tous les 5 000 m² environ

Zones non revêtues (2) 1 sondage tous les 10 000 m² environ 1 à 2 m

(1) La profondeur du sondage est mesurée : - dans les zones en déblai, par rapport à la ligne « projet » ; - dans les zones en remblai, par rapport au terrain naturel.

(2) Il s’agit des zones de l’aérodrome, qui sans être destinées à recevoir une chaussée, doivent faire l’objet de terrassements, ou des zones envisagées comme lieux d’emprunt.

II.2 DONNEES DU SOL SUPPORT POUR LE DIMESSIONNEMENT DE LA CHAUSSEE

Afin de dimensionner la chaussée, les essais laboratoire doivent permettre de calculer un indicateur

de portance du sol support en fonction de la nature de la chaussée.

1. Chaussée souple : pour une chaussée souple l’indice portant californien CBR sera déterminé

2. Chaussée rigide : pour une chaussée rigide le module de réaction K sera déterminé.

IV. CONSTITUTION DE LA CHAUSSEE

IV.1 Chaussée Souple

Elle comprend généralement trois couches de qualité croissance de bas en haut :

La couche de fondation, la couche de base, la couche de roulement. Elle peut comporter après le sol

support, une couche de forme.

La notion d’épaisseur équivalence est introduite pour tenir compte des qualités mécaniques

différentes des couches.

L’épaisseur équivalente d’une couche est égale à son épaisseur réelle multipliée par un coefficient

numérique (voir tableau III).



Tableau N°III : Coefficient d’équivalence

Matériaux neufs Coefficient d’équivalence (CE)

Béton bitumineux, enrobé dense Grave bitume Grave émulsion Grave traitée aux liants hydrauliques (ciment, laitier, cendres volantes, chaux) Grave concassée bien graduée Sable traite aux liants hydrauliques (ciment, laitier) Grave roulée sable

2

1,5

1,2

1 ,5

1

1

0 ,75

0,5

1.1. Couche de roulement

Elle doit être constituée de béton bitumineux qui respecte les caractéristiques particulières

d’étanchéité et de rugosité.

1.2. Couche de base

L’emploi de gravier-bitume est recommandé en couche de base. Dans le cas de chaussée recevront

un trafic peu contraignant le sable-bitume ou les matériaux non traités peuvent être utilisés en

couche de base. Le grave à émulsion peut également être utilisé.

1.3. Couche de fondation

L’emploi des matériaux non traités est recommandé en couche de fondation. Il est possible d’y

utiliser le grave-bitume ou le sable-bitume lorsque leurs coûts ne sont pas rédhibitoires.

1.4. Epaisseur des matériaux traités

Une épaisseur suffisante de matériaux traités est nécessaire pour assurer un bon comportement des

couches supérieures de la chaussée. L’abaque de la figure 1 donne l’épaisseur équivalente minimale

recommandée de matériaux traités en fonction de l’épaisseur équivalente totale de la chaussée et du

CBR du sol support. Dans certains cas (forts CBR, faible trafic) il est possible d’adopter une valeur

inférieure à celle ainsi déterminée après une étude particulière.



Figure I : Epaisseur équivalente minimale.



IV. 2 Chaussée rigide

Elle comprend également les couches de fondation, de base et de roulement

La couche de fondation d’une chaussée rigide doit être traitée, elle peut être constitué de :

- gaves aux liants hydrauliques (recommandée)

- béton maigre (peu recommandée)

L’épaisseur réelle de la couche de fondation doit être au moins 15 cm. La couche traitée ne doit pas

être trop épaisse (moins 20cm)

IV.3 Chaussées légères

Les chaussées légères sont destinées exclusivement aux avions dont la masse totale n’excède pas 5,7

tonnes. Elles font l’objet d’une méthode de dimensionnement simplifiée et de normes constructives

moins sévères que celles qui s’appliquent aux chaussées aux avions plus lourds.

Ces chaussées doivent être interdites aux avions dont la masse totale dépasse 5,7 tonnes. Si des

véhicules routiers empruntent les chaussées (camions d’entretien par exemple), leur charge doit être

limitée à 5 tonnes par essieu ou par ensemble d’essieux voisins. Cette limitation s’applique

également pendant la construction de la chaussée, étant entendu qu’il demeure souhaitable d’y

restreindre autant que possible la circulation des engins de chantier.

Pour des raisons économiques, les chaussées légères ont pratiquement toujours une structure souple

qui comporte généralement de bas en haut : la couche de fondation, la couche de base et la couche

de roulement. Les règles données ci-après sur la constitution et l’épaisseur de ces couches sont

valables pour l’ensemble des chaussées de l’aire de manœuvre (piste, voies de circulation, aires). Des

dérogations peuvent être justifiées dans certains cas pour des raisons économiques, lesquelles

constituent un des critères déterminants du choix, compte tenu de la catégorie d’aérodromes

considérée.



V. CALCUL DU PCN

L’évaluation de PCN tient compte de la constitution de la chaussée et l’utilisation des abaques et de

données en fonction de:

Chaussées souples :

L’épaisseur équivalente totale et le CBR du sol support pour les chaussées souples.

Le PCN se calcule par la formule suivante:

PCN = H(CBR). RSI Pour les chaussées souples.

RSI : en tonnes

e : en cm

log : logarithme décimal



Figure II : Coefficient H (CBR) pour les chaussées souples



ATTERRISSEUR TYPE A ROUE SIMPLE ISOLEE



Chaussées rigides

L’épaisseur de la dalle, la contrainte admissible de traction par flexion, le module de réaction corrigé

du sol support pour les chaussées rigides.

PCN = G(K). RSI Pour les chaussées rigides coefficients H () et G () sont respectivement à la fonction

du CBR et du K et sont déterminés à partir des abaques suivants :

Figure III : Coefficient G(K) pour les chaussées rigides



ATTERRISSEUR TYPE A ROUE SIMPLE ISOLEE

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