Joints de Chaussée Chaussée Des Ponts Routes PDF
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Collection | Références
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Guide méthodologique
Joints de chaussée
chaussée des ponts routes
routes
Conception, exécution et maintenance
Relecteurs :
• Francis BEAUVALLET (Cofiroute)
• Azouz BENNOUI (Systra)
• Pierre CORFDIR (DIR Est/SOA)
• Hervé GUERARD (Vinci Autoroute)
• Philippe JANDIN (Cerema - I nfrastructures de transport et matériaux)
• Laurent LLOP (Cerema - Infrastructures de transport et matériaux)
• Jean-Loup MI CHEL (Cerema - Normandie -Centre)
• Davy PRYBYLA (Cerema - Est)
• Pierre ROENELLE (Cerema - Centre-Est)
• Jean-Marc TARRIEU (Cerema - Infrastructures de transport et matériaux)
• Pierre-Jean VABRE (DIR Ouest/PGOA)
Coordination :
• Jérôme MICHEL (Cerema - Infrastructures de transport et matériaux)
Avant-propos 7
Chapitre 1 - Généralités 9
1.1 - Nécessité ou non d’un joint de chaussée 9
1.1.1 - Les ouvrages concernés 9
1.1.2 - Dispositions en l’absence de joint de chaussée 11
1.1.3 - Le cas du joint longitudinal 11
1.2 - Constitution d’un joint de chaussée 12
1.3 - Panoplie des joints 12
1.3.1 - Historique 12
1.3.2 - Les différents modèles de joints 13
1.4 - Documents de référence et contexte réglementaire 22
1.4.1 - Avis techniques 22
1.4.2 - Déclaration des performances et marquage CE 23
1.4.3 - Contenu de l’ETAG 032 24
1.4.4 - Lien avec les Eurocodes et normes européennes 25
Sommaire 3
2.5 - Traitement des autres éléments de l’ouvrage au droit du joint de chaussée 47
2.6 - Cas du joint longitudinal 48
2.6.1 - Généralités 48
2.6.2 - Caractéristiques attendues d’un joint longitudinal 49
2.6.3 - Position du joint dans le profil en travers 50
2.6.4 - Les solutions techniques envisageables 51
2.6.5 - Conclusion 52
Généralités
1.1 - Nécessité ou non d’un joint de chaussée
Certains ouvrages comme les structures en voûte béton (passage inférieur voûté PIV ou ouvrage hydraulique voûté
massif OHVM), les ponts en maçonnerie, les structures en cadre fermé (PICF) ou en portique ouvert (PIPO) ou double
portique ouvert (POD), les dalles encastrées entre palplanches, les buses, ne comportent pas de joints de chaussées
car elles sont de faible longueur ou parce qu’elles sont encastrées sur leurs appuis d’extrémité (Fig. 1-2).
O.H.V.M. P.I.V.
P.I.C.F.
P.I.P.O.
Généralités 9
Buse métallique Buse béton
OHVM PICF
PIPO POD
Poutre
Eléments de glissante
glissement
Rails
• à supports pantographe (pour mémoire car peu utilisé en France) (Fig. 1-18)
1-18)
Nota : Ils ne peuvent en aucun cas être utilisés pour prouver que le joint correspondant
correspondant est bien adapté à l’ouvrage
considéré.
Toute autre solution (même si elle ne fait pas l’objet d’un avis technique) reste néanmoins envisageable si
elle recueille l’accord préalable de toutes les parties impliquées. En l’absence d’un tel avis, l’entreprise devra justifier
des performances de son produit avec un niveau de garantie équivalent à celui apporté par les avis techniques
(3) Un avis technique ne peut être délivré qu’à un fabricant/installateur assurant lui-même la fourniture et la pose du joint qu’il présente de façon à
pouvoir assurer l’entière responsab ilité de la tenue de celui-c i d ans le temps et garantir la possibil ité ultérie ure d’inter ventions d’entretien ou de
remplacement. Cependant, un fabricant peut s’associer à une société spécialisée dans la pose sur chantier de ses joints, à condition que les deux
partenai res so ient li és par des a ccords permanent s garant issant v is-à-vis de s clie nts leu r res ponsabil ité so lidaire. La valid ité d e l’avis tec hnique est
stricte ment limi tée aux e ntrepr ises qui y sont me ntionnés.
(4) Disponib le sur le site www.cerema.fr.
Généralités 23
Nota : À ce jour, en raison de l’absence d’une norme harmoni sée pour les joints de chaussée, les fabri cants peuvent
continuer de vendre leurs produits sans déclaration des performances (DoP) et sans marquage CE, et ne sont
pas tenus de demander une évaluation technique européenne
européenne (ETE). Seules les entreprises titulaires d’une
ETE doivent établir une DoP et marquer CE leurs produits.
Dans le cas de l’utilisation du marquage CE, il convient de s’assurer que les performances déclarées couvrent
de façon exhaustive les exigences
exigences prévues par le DEE de façon à assurer l’aptitude à l’usage du joint.
Généralités 25
Chapitre 2
Il convient de se référer au chapitre 4 pour la classification des différents niveaux d’intervention (entretien courant,
entretien spécialisé ou réparation).
2.2.1 - Généralités
Le principe de la réalisation d’une étanchéité en extrados tel que défini pour les ouvrages d’art a cinq incidences sur
les joints :
• la fermeture nécessaire de l’étanchéité de l’ouvrage au ras du joint ;
• la conception étanche du dispositif ou le recueil et l’évacuation des eaux de ruissellement dans le vide du joint ;
• le drainage transversal des eaux infiltrées da ns le béton bitumineux au droit de la « barrière » que constitue le joint ;
La réalisation d’une bonne étanchéité des joints et notamment d’une liaison efficace et durable entre le joint et
l’étanchéité est primordiale pour la pérennité de la structure, particulièrement pour les ouvrages sensibles (ouvrages
en béton précontraint, ouvrages métalliques ou mixtes…).
Ceci ne doit pas être improvisé sur chantier mais être défini et détaillé dès l’implantation des dispositifs sur les dessins
d’exécution. Les adaptations nécessaires sur chantier doivent être validées par la maîtrise d’œuvre sur la base de
l’avis éventuel d’un spécialiste.
Il n’est pas souhaitable d’avoir un point bas du profil en long du tracé au droit du joint. Le joint de chaussée n’est
pas destiné à évacuer les eaux de surface. Les dispositifs d’assainissement et d’évacuation des eaux doivent être
positionnés en amont de manière à limiter la quantité d’eau transitant au droit du joint.
Joint de chaussée
Revêtement plus ou
moins perméable
Etanchéité
Couche d'indépendance Longrine d'ancrage
partielle ou liaison
étanchéité / support faible Fissure
Pour éviter toute infiltration par contournement de l’étanchéité, il faut « fermer » les bords et drainer cette zone.
La solution classique qui consiste longitudinalement, au droit des corniches ou des trottoirs des ouvrages, à relever
l’étanchéité dans un dispositif type engravure n’est pas possible transversalement, le long du joint. Il convient donc de
rechercher d’autres solutions qui sont décr ites ci-après avec leurs avantages, leurs différentes efficacités et leurs limites.
Nota 1 : Le choix de la solut ion à adopter est laissé à l’appréciation du maître d’œuvre en fonction des considérations
développées ci-après. Ce choix doit être effectué avant la signature du marché car le coût des différentes
solutions n’est pas comparable ou n’est pas à la charge des mêmes intervenants.
Nota 2 : Les modèles de joints ne permettant pas un raccord simple et efficace avec l’étanchéité de l’ouvrage
sont signalés comme tels dans les avis techniques. Cela peut aller jusqu’à une impossibilité d’emploi sur
un ouvrage ayant une étanchéité non adhérente au support.
Assise du
drain sous
l'étanchéité
Figure 2-2 : Le cheminement possible de l’eau au droit d’un solin en béton
(6) La technique de fermeture de l’étanchéité peut aussi être valablement retenue pour le cas de joint non posé en feuillure, scellé par ancrage dans
des trous forés par exemple.
Dans le cas où il existe un joint de chaussée à l’about de l’ouvrage et que celui-ci doit être conservé, voire réhabilité,
une solution consiste à rajouter un joint de plateforme ce qui fait deux joints similaires mais décalés (Fig. 2-32).
Le joint d’ouvrage est recouvert par un complexe de glissement pour permettre à la couche de base en béton (BC5)
de pouvoir suivre les déplacements du tablier.
Le joint de plateforme peut être constitué d’un joint à base de résine placé en tête, ou laissé ouvert avec un caillebotis
pour éviter le comblement du vide (Fig. 2-32, 2-33 et 2-34) auquel cas un drain doit être mis en œuvre pour faciliter
la récupération des eaux en fond de joint.
BC5 BC5
BC3
G.G Tablier OA
Figure 2-32 : Joints de dilatation sur voiries séparées (joint de chaussée et joint de plateforme décalés)
Figure 2-33 : Joints de dilatation sur voiries séparées Figure 2-34 : Joint de dilatation décalé sur plateforme avec selles
(joint de plateforme avec caillebotis) de fixation du rail
Dans le cas où il existe un joint de chaussée et que celui-ci doit être conservé, il est possible de ne pas mettre de joint
entre les deux extrémités de plateforme, l’espace libre est sensiblement égal à la largeur du joint et des deux solins
(Fig. 2-35), il doit rester inférieur à 60 cm.
Cette dernière configuration se retrouve en cas de pose de voie directe (§2.4.2), pour des portées plus grandes,
avec des modèles de joints adaptés au souffle qui sont positionnés au niveau du tablier de pont, avec une interruption
de la plateforme sans mise en œuvre de joint supérieur, cela facilite a priori l’entretien du joint d’ouvrage.
Plateforme Plateforme
BC5 BC5
BC3
G.G Tablier OA
Figure 2-35 : Joint de dilatation sur voiries séparées (joint de chaussée sans joint de plateforme)
Dans le cas où la plateforme recouvre l’ensemble de la chaussée, il est possible de positionner un seul joint au niveau
supérieur (Fig. 2-36). Le joint doit alors être équipé d’un dispositif de récupération des eaux.
Il faut aussi prévoir un joint d’étanchéité longitudinalement entre le rail et le joint de plateforme.
Plateforme Plateforme
BC5 BC5
BC3
G.G Tablier OA
Figure 2-36 : Joint de dilatation sur voiries séparées (joint unique positionné en partie supérieure de plateforme)
Figure 2-37 : Joint de dilatation sur voirie partagée Figure 2-38 : Pose du joint de dilatation
Configuration
de joints Joints dissociés et Joints dissociés et Joint au niveau de Joint au niveau de
Critère superposés décalés la chaussée la plateforme
examiné
Capacité Limité en souffle (à
Limité en souffle Bonne Bonne
de souffle lèvre ou à revêtement)
Facile mais prévoir
un relevé du joint de
chaussée au niveau du
Mise en œuvre Difficile Facile Facile
raccordement avec la
plateforme pour assurer
l’étanchéité
Difficile
Continuité du joint Prévoir des drains Facile
Etanchéité Facile
par relevé et un traitement soigné Prévoir des drains
de l’étanchéité
Evacuation Recueil des eaux sous Recueil des eaux sous Recueil des eaux sous Recueil des eaux sous
des eaux le joint bas le joint bas le joint le joint
La mauvaise ou la non prise en compte de la dilatation entraîne la mauvaise tenue dans le temps de ces éléments
et/ou de leur fixation à la structure. Elle peut engendrer alors un risque pour la sécurité des usagers (par exemple
défaut de fixation d’un dispositif de retenue – Fig. 2-16), voire des riverains (détérioration d’un réseau d’eau
potable, de gaz…). De mauvaises dispositions constructives peuvent avoir une incidence sur le comportement des
joints de cha ussée.
Retrait fluage
Température Température
Freinage Freinage
Rotation Rotation
t=0 t=∞
Souffle
• Température : la température indiquée représente la dilatation t hermique pure (sans gradient thermique) ;
• Freinage : sous charges ;
• Rotation : charges, fluage, gradient t hermique…
Figure 3-2 : Décomposition du souffle
Le joint doit satisfaire aux trois degrés de liberté correspondant aux trois directions du déplacement relatif des deux
éléments par rapport à l’axe de la voie (Fig. 3-3).
1 : Composante longitudinale
2 : Composante transversale
3 : Composante verticale
La composante longitudinale est en général prépondérante. Elle représente les mouvements de contraction et
d’extension, réversibles ou non, de la structure (température, retrait, fluage, freinage) ainsi que la déformation
longitudinale liée à la rotation sous charge.
La composante transversale apparaît principalement dans le cas d’ouvrages courbes ou biais (mais également pour
les ouvrages droits et larges) : elle est la conséquence d’une déformation particulière du tablier (essentiellement sous
l’action de la dilatation thermique) et de l’effet du trafic (force centrifuge et freinage).
La composante verticale, bien que de faible valeur, n’est pas négligeable. Elle résulte de mouvements de rotation d’about du
tablier et éventuellement de tassements (ou déformations) d’appuis et de déplacements/tassements des appareils d’appui
(tassement élastique des appareils d’appui en élastomère, déplacement des appareils d’appui à balancier, par exemple).
Nota : Lorsqu’aucune des deux parties en vis-à-vis n’est fixe, les déplacements de chaque partie s’ajoutent :
c’est le cas par exemple des joints entre deux ouvrages successifs au droit de piles-culées, ou des joints
intermédiaires sur un ouvrage.
Nota : Conformément à l’annexe nationale NF EN 1993-2/NA [4], l’annexe B de la norme NF EN 1993-2 « Spécifications
techniques pour les joints de dilatation de ponts routiers » n’est pas applicable. Ce guide donne donc les
prescriptions utiles en la matière.
La température
• : variation de la longueur
• : longueur dilatable
• : coefficient de dilatation
• : différence de température
La longueur dilatable d’un ouvrage peut être déterminée par la méthode du point fixe ( cf. guide Sétra « Appareils
d’appui à pot (Utilisation sur les ponts, viaducs et structures similaires) » [23]), qui permet d’identifier les positions
extrêmes du point de déplacement nul. La position de ce point de déplacement nul de l’ouvrage varie en fonction de
la répartition des appareils d’appui et de la souplesse des appuis.
Pour un ouvrage totalement symétrique (symétrie des fondations, des appuis, des conditions d’appu i et du tablier), le point
de déplacement nul peut être considéré au centre de l’ouvrage et la longueur dilatable est alors la demi-long ueur du tablier.
Le coefficient de dilatation pris pour le calcul du souffle est 10.10 -6 /°C pour le béton et 12.10 -6 /°C pour une structure
métallique (NF EN 1991-1-5, annexe C [17]).
Pour des structures mixtes, ce coefficient doit être pris égal à 12.10 -6 /°C. (NF EN 1994-2, 5.4.2.5(3) [20]).
Ces valeurs du coefficient de dilatation utilisables pour le dimensionnement du souffle des joints de chaussée peuvent
être modifiées par d’autres valeurs validées par des essais ou des études détaillées.
L’amplitude de variation de température est la variable principale pour la détermination de la variation de longueur de l’ouvrage.
Cette étendue dépend principalement de la zone géographique et de l’environnement dans lequel se situe l’ouvrage.
Elle peut être déterminée de deux façons :
• suivant la réglementation ;
• à partir des relevés météo du site concerné, lorsque les conditions climatiques locales spécifiques le justifient.
L’étendue de température utilisée pour la détermination du souffle des joints de chaussée va dépendre du niveau
de connaissance de la température de pose du joint.
Une première étape consiste à déterminer les étendues des variations positives et négatives de la composante
de température uniforme d’un pont, données dans la clause 6.1.3.3 de l’Eurocode 1, partie 1-5 (Tableau 3-2) [17] :
(variations positives - expansion)
(variations négatives - contraction)
• T 0 est la température d’origine du pont (pour la détermination du souffle du joint de chaussée, T 0 est la température
du pont à la date de pose du joint de chaussée),
• la composante de température uniforme est associée à une période de retour de 50 ans,
• les valeurs des composantes de température uniforme minimale et maximale T e,min et T e,max du pont se déduisent
des valeurs minimales et maximales T min et T max de température de l’air sous abri :
–
–
La corrélation avec les températures de l’air sous abri dépend du type d’ouvrage (NF EN 1991-1-5/NA, clause 6.1.3.1 (4)) :
Type 1 : Tablier métallique
Type 2 : Tablier mixte
Type 3 : Tablier en béton
Type de tablier
�°C� �°C� �°C� �°C�
Une partie de l’amplitude de variation de température correspond à des variations rapides, l’autre partie à des
variations très lentes de la température de l’air au cours des saisons.
Les valeurs données dans le tableau 3-2 tiennent compte de ces deux types de variation et sont fondées sur des
étendues quotidiennes de température (variations rapides) de 10 °C.
Les températures de l’air sous abri ( T min et T max ) à utiliser en France métropolitaine et en DOM/TOM sont données dans
le tableau de l’Annexe Nationale de l’Eurocode 1, partie 1-5 (cf. annexe 4).
Ces valeurs représentent les températures au niveau moyen de la mer et en rase c ampagne ; elles sont ajustées en
fonction de l’altitude au-dessus du niveau de la mer de la façon suivante :
• en retranchant 0,5 °C par 100 m d’altitude pour les températures minimales de l’air sous abri ;
• en retranchant 1,0 °C par 100 m d’altitude pour les températures maximales de l’air sous abri ;
• aucune correction n’est appliquée pour des altitudes inférieures à 1 000 m.
Pour les joints de chaussée, les allongements extrêmes du tablier (Fig. 3-5) doivent être calculés avec la composante
uniforme de température associée à une probabilité annuelle de dépassement de 0,002. Ceci est équivalent en France
au remplacement de par et de par compte tenu des températures
,
extrêmes observées. Enfin, ces plages de variation sont majorées de 10 °C lorsque le joint n’est pas réglable à la pose
ou que la température de pose du joint de chaussée n’est pas spécifiée (cf. EC1-1-5/NA, clause 6.1.3.3(3) note 2).
Dans le cas d’un ouvrage biais, la valeur de ∆L est la résultante de deux composantes du mouvement : suivant
la perpendiculaire à l’axe du joint (N) et suivant la parallèle au joint (T) (Fig. 3-8).
φ angle du biais T
Dilatation totale ΔL
TRAFIC
N
Influence de la largeur
Pour les ouvrages très larges, un écart de température entraîne un mouvement transversal relatif des parties en vis-à-vis
(Fig. 3-9).
Sens du trafic
Dans le cas d’une pente importante de l’ouvrage (Fig. 3-10), une composante verticale non nulle du souffle se crée
suite à un déplacement longitudinal, lorsque les appareils d’appui sont horizontaux.
Cet écart d’altitude est évalué comme suit en fonction de la pente de l’ouvrage et des déplacements longitudinaux
de chacune des deux parties en vis-à-vis.
p en
te
p
e n %
Nota : Parfois, lorsque ces déplacements verticaux relatifs sont importants, ils peuvent remettre en question la
sécurité des usagers au droit du joint et dans ce cas des dispositions particulières sont à prévoir.
Parmi les mouvements de la structure, liés aux conditions d’appui, il peut y avoir des mouvements de sol, des
tassements d’appui, des mouvements ou déformations anormaux d’appareils d’appui (comme les bielles inclinées),
des déformations de pieux, la possibilité de vérinage sans démontage du joint...
Chocs de véhicules
Les joints constituent pour l’ouvrage des éléments structuraux non critiques vis-à-vis du séisme. Sous l’action sismique,
ils sont supposés être endommagés et doivent avoir un mode de détérioration prévisible, ainsi qu’une possibilité
de réparation.
Les marges de débattement doivent prévoir un pourcentage approprié du déplacement sismique de calcul et du
mouvement thermique, respectivement p E et pT, après avoir rendu possibles tous les effets de fluag e et de retrait à long
terme, de manière à éviter tout dommage dû à des séismes fréquents. Les valeurs appropriées de ces pourcentages
peuvent être choisies, sur la base d’une évaluation de la rentabilité des mesures prises pour éviter tout dommage.
À défaut, les valeurs attribuées à p E et pT, recommandées dans l’Eurocode 8-2, sont respectivement 0,4 (pour
le déplacement sismique de calcul) et 0,5 (pour le mouvement thermique) ( cf. Eurocode 8-2 clause 2.3.6.3(5) [21]).
Le guide méthodologique du Sétra « Ponts en zone sismique – Guide de conception » [26] propose un raffinement
de cette approche forfaitaire en fonction des différentes configurations rencontrées (types d’ouvrages, catégories
d’importance, ordre de grandeur du déplacement sous l’effet du séisme de calcul…). Il détaille également certains
points spécifiques relatifs à l’emploi de joints non apparents à revêtement amélioré (JRA) ainsi qu’à la conception et
au dimensionnement des garde-grèves fusibles. Il conviendra de s’y reporter pour plus de détails.
Sont à prendre en compte les effets du retrait, du fluage, des déplacements d’appui éventuels (noté G). Deux cas sont
à étudier correspondant respect ivement au raccourcissement et à l’allongeme nt : les effets du retrait et du fluage, ainsi
que, éventuellement, des déplacements d’appui dans le sens du raccourcissement, éventuellement des déplacements
d’appui dans le sens de l’allongement.
Ce sont d’une part, les effets de la température (rappel : la variation quotidienne de température de 10 °C est prise
en compte dans l’étendue maximale de variation négative et positive de la température), d’autre part, les actions
des charges d’exploitation Q k (rotation due aux charges, freinage, force centrifuge) et les actions accidentelles A d (voir
paragraphe précédent) :
• Tk : effet de la température avec sa valeur caractéristique ;
• Qk-fq-trot : effet des charges de trafic (rotation) avec leur valeur fréquente, y compris les charges de trottoir cumulables ;
• Qk-fq : effet des charges de trafic (rotation) avec leur valeur fréquente, sans charges de trottoir ;
• Qk-c : effet des charges de trafic (rotation) avec leur valeur caractéristique, y compris les charges de trottoir
cumulables ;
• Qlk : effet des forces de freinage, avec leur valeur caractéristique ;
• Qtk : effet des forces centrifuges ou transversales, avec leur valeur caractéristique ;
• Ed : effet de l’action sismique de calcul.
Combinaisons d’actions
Les combinaisons à étudier pour déterminer le souffle d’un joint de chaussée sont les suivantes :
ELS (Etat Limite de Service) (caractéristique) :
• ELS 1 : G + Q k-c + 0,6 T k
• ELS 2 : G + Q k-fq + Qlk + Qtk + 0,6 T k
• ELS 3 : G + T k + Q k-fq-trot
ELU (Etat Limite Ultime) :
• ELU 1 : 1,35 G + 1,35 Q k-c + 1,5 x 0,6 T k
• ELU 2 : 1,35 G + 1,35 (Q k-fq + Qlk + Qtk ) + 1,5 x 0,6 T k
• ELU 3 : 1,35 G + 1,5 T k + 1,35 Q k-fq-trot
• Séisme : G + 0,5 T k + 0,4 E d sauf spécification particulière (cf. 3.2.3.2 – séisme du présent chapitre)
(2) : Pour le calcul du souffle des joints de chaussée, la température est conservée dans les combinaisons de
calcul ELU contrairement aux recommandations de l’Eurocode qui s’appliquent à la justification structurale.
Dans le cas général, la capacité de mouvement du joint de chaussée à retenir est le souffle déterminé avec les
combinaisons ELS, en s’assurant que le vide entre maçonneries permette de reprendre le mouvement à l’ELU (si le
mouvement ELS est dépassé, le joint est un élément fusible, sans endommagement de la structure). Dans certains
cas, comme par exemple pour la prise en compte du séisme (voir paragraphe « Séisme » de ce chapitre), la capacité
de mouvement du joint de chaussée sera déterminé à partir du souffle ELU.
Freinage :
Force centrifuge :
Raccourcissement Allongement
ELU 3 1,0 x 12,9 + 1,5 x 5,6 + 1,35 x 2,2 = 24,3 mm 1,0 x 0 + 1,5 x 7,1 + 1,35 x 0 = 10,7 mm
Souffle ELU : 63 mm 39 mm 24 mm
Dans cet exemple, le joint à retenir doit avoir une capacité de souffle de 50 mm (tout en s’assurant que le vide entre
maçonneries permette de reprendre l’allongement ELU sans mise en contact). Les joints à lèvres, joints à bande ou
joints cantilever permettent de reprendre le souffle de 50 mm. Pour des raisons de confort, dans ce cas, les joints à
lèvres sont déconseillés car ils conduisent à un hiatus supérieur à 50 mm en position d’ouverture maximale.
Nota : Il est constaté que, pour les petits et moyens ouvrages, la prise en compte du freinage suivant l’Eurocode
augmente sensiblement la valeur du souffle par rapport aux valeurs obtenues avec les anciens règlements.
Pour réduire les effets du freinage sur le calcul du souffle, il peut être envisageable d’augmenter la largeur des
appareils d’appui de manière à en augmenter la rigidité. Par exemple, cela peut permettre de passer d’un joint
cantilever à un joint à lèvres, moins coûteux.
Figure 4-3 : Courbe permettant de déterminer le réglage de l’ouverture à la pose d’un joint de chaussée en fonction
de la température de l’ouvrage (T OA )
4.1.1.1 - Influence des déformations réversibles autres que l a température sur le réglage de l’ouverture du joint à la
pose (hors joints sous revêtement et joints à revêtement amélioré)
Comme précisé dans les chapitres précédents, les déformations réversibles (translations liées aux effets du freinage
et rotations sur appuis liées aux effets du chargement) doivent être intégrées au calcul du souffle du joint. Ainsi, on
veillera à ce que le joint n’atteigne pas sa ca pacité d’ouverture maximale par basse température et a près effets du
retrait et du fluage, alors que celui-ci devra cumuler en plus les effets des déformations réversibles.
Elles ont également une influence sur le réglage du joint à la pose. En effet, le réglage de l’ouverture du joint à la
pose doit intégrer une part de réserve qui permettra au joint d’absorber ces effets lorsqu’il atteindra, au cours de sa
vie, son ouverture minimale (par forte température et avant phénomène de retrait et de f luage). On évitera de cette
manière le risque de mise en contact entre les éléments en vis-à-vis et les dégradations qui peuvent en résulter.
Cette méthode permet d’estimer la température prévisible de l’ouvrage en fonction de la température ambiante sous
abri lors des 24 à 48 heures précédentes (cf. annexe 5).
2/ Par lecture directe de la température de l’ouvrage
Cette lecture peut se faire au moyen de sondes de température noyées dans le béton de l’ouvrage ou collées sur des
poutres métalliques.
En général ces dispositifs ne sont pas prévus, et réservés aux grands ouvrages, et la lecture directe est impossible.
3/ Par d’autres méthodes
Pour un ouvrage courant, il peut être intéressant de connaître la marge de manœuvre entre le souffle calculé
(y compris les incertitudes de calcul) et la capacité de souffle du joint de manière à utiliser cette marge de manœuvre
sur les incertitudes de détermination de la température de l’ouvrage.
Par exemple, si cette marge est suffisamment importante (au minimum 10 mm), on pourra alors, pour les ouvrages
en béton, ne tenir compte que de la température moyenne ambiante sous abri des dernières 48 h et considérer que
l’ouvrage est à cette température.
Si la marge de manœuvre est trop faible (inférieure à 10 mm), il faut essayer d’appréhender au mieux la température
de l’ouvrage.
La prise de température par contact ou par technique infrarouge est possible sur les parois en intrados des dalles vers
les appuis ou dans les caissons sur les parois intérieures des âmes.
Nota : Lorsque la capacité de souffle du joint retenu est notablement supérieure au souffle calculé (marge), il peut
être intéressant de décaler le réglage du joint du côté de la fermeture afin de limiter le hiatus maximal en
service ce qui a pour conséquence d’améliorer le confort et la durabilité du joint (Fig. 4-4).
Figure 4-4 : Réglage de l’ouverture à la pose d’un joint de chaussée en fonction de la température de l’ouvrage (T OA ) dan s le cas où la cap acité
de souffle du joint est notablement supérieure au souffle calculé
Le même exemple que celui étudié au chapitre 3 est considéré, avec la différence suivante : le joint est réglable à
la pose. Avec S = 5 °C, les variations de températures deviennent
∆ T k,exp = 32 + 5 = 37 °C et ∆Tk,con = 22 + 5 = 27 °C
D’où les variations de longueurs ∆LT,exp = 5,6 mm et ∆LT,con = 4,1 mm.
La combinaison la plus défavorable ELS 2 donne un raccourcissement de 30,6 mm et un allongement de 16,6 mm,
soit un souffle total de 47,2 mm. Ces valeurs permettent d’établir la position de référence du joint pour une
température de l’ouvrage de 10 °C au moment de la pose. Le joint retenu a une capacité de souffle de 50 mm et
présente donc une marge de 2,8 mm par rapport au souffle calculé.
Pour une température de l’ouvrage à la pose de 25 °C , le décalage par rapport à la position de référence vaut :
δ1 = (T 1 - T 0).L. α T = (25 - 10) × 15 × 10.10-6 = 2,3 mm.
• Pour une température de l’ouvrage à la pose de 0 °C, le décalage par rapport à la position de référence vaut :
• δ2 = (T 0 – T2).L.αT = (10 - 0) × 15 × 10.10-6 = 1,5 mm.
Figure 4-5 : Application numér ique du réglage de l’ouverture à la pose d’un joint de chaussée en fonction de la températ ure de l’ouvrage (T OA )
dans le cas où la capacité de souffle du joint est notablement supérieure au souffle calculé
On remarque que dans le cas présent, les valeurs de décalage par rapport à la position de référence sont faibles.
L’influence sera cependant plus significative dans le cas d’ouvrages de grandes longueurs.
joint
Pour cette raison il convient de réaliser le cal age du joint sur le revêtement (et no n l’inverse) après réalisation comp lète
du revêtement au droit de la ligne de joint. Les fabricants de joints ont mis au point différentes méthodes de pose
permettant ce calage du joint a posteriori .
Les différentes méthodes utilisées pour la pose des joints mécaniques (pose en feuillure, en ossature gabarit et dans
l’épaisseur du revêtement) ainsi que des joints sous revêtement sont présentées ci-dessous.
4.2.1 - La réalisation
La technique de pose des joints sous revêtement est détaillée dans les avis techniques correspondants.
La réalisation des joints sous revêtement ne fait pas appel à des produits spécifiques ; elle sera donc confiée à
l’entreprise de génie civil qui utilise habituellement ces produits, à savoir l’étancheur ou l’entreprise de chaussée.
Il n’est pas nécessaire, en règle générale, de prévoir une adaptation particulière (ferraillage, ancrage en attente, etc.)
dans le béton d’about de l’ouvrage. Le support, surtout son coffrage, doit cependant être livré conformément aux
spécifications de l’entreprise ou de l’avis technique reprises dans le marché ; ensuite le joint est mis en place selon
le processus correspondant à chaque modèle.
Le revêtement recouvrant le joint est le même qu’en section courante et il est mis en œuvre sur cette zone sans prescriptions
particulières. Pour certains joints particuliers et suivant les prescriptions de l’entreprise, il peut être mis en œuvre un renforcement
de l’enrobé par introduction d’une géogrille par exemple, ce qui permet de mieux répartir l’effet des tractions dans l’enrobé.
lo2
Couche de roulement
Ancien solin
lo1
• création de la feuillure dans le cas d’une pose en feuillure par l’entreprise poseur du joint ;
• préparation soignée du support, réalisation de l’étanchéité et coulage de bitume d’asphalte pour liaison à l’étanchéité
de l’ouvrage par l’entreprise poseur de joint ;
Etanchéité
lo2 Etanchéité
Etanchéité
Etanchéité
Il s’agit de profilés métalliques ou élastomères préfabriqu és en usine. Ils peuvent être standards ou adaptés à l’ouvrage
(cas des joints à dents pour ouvrages biais).
Ils comportent systématiquement des éléments de trottoir adaptés (relevé, joint de trottoir).
Le ferraillage
Le ferraillage complémentaire est constitué de cadres et de filants en acier HA. Leur nombre et position sont définis
dans les plans d’exécution établis par les fabricants de joints.
Le drainage
La fermeture de l’étanchéité au droit du joint et le drainage sont réalisés par une feuille de bitume armé et un drain
ressort inox (ou drain rectangle).
Le béton d’ancrage
Le solin matérialise la liaison entre le joint de chaussée et le revêtement adjacent. Il est recommandé que le solin
soit constitué par le béton d’ancrage qui est arasé au niveau du revêtement adjacent.
La réservation ou feuillure (Fig. 4-18), dont les dimensions sont précis ées dans les fiches produits et les avis techniques
des différents modèles de joint, est réalisée à chaque extrémité de tablier et/ou sur le mur garde-grève lors de
la réalisation du tablier. Des armatures en attente sont prévues dans cette réservation
réservation pour assurer la liaison tablier/
joint
join t de
d e chauss
ch aussée.
ée.
En phase provisoire (avant réalisation du joint de chaussée) le hiatus est ponté par une planche et la réservation est
remplie avec un matériau facile à déposer ultérieurement et qui présente une bonne tenue à la circulation de chantier
et parfois de service, comme une grave ciment ou un béton maigre ou éventuellement des gravillons mais à condition
de les protéger par un matériau qui ne pourra pas être emporté lors de la réalisation des enrobés.
Réalisation de l’étanchéité et de la couche de roulement
L’étanchéité et la couche de roulement sont réalisées cla ssiquement et de façon continue au droit du joint de chaussée,
ce qui permet d’obtenir une qualité de revêtement (compacité, confort, planéité) homogène sur ouvrages et dans
les zones adjacentes.
Dans le cas des joints d’about d’ouvrage (sur culée) l’étanchéité générale de l’ouvrage est mise en œuvre à minima
jusqu’à la réservation ou jusqu’au hiatus.
Le sciage du revêtement
Le revêtement fini (étanchéité + couche de roulement) est scié de part et d’aut re du joint pour dégager la zone de pose.
La largeur de cette zone est adaptée pour découvrir la totalité de la feuillure augmentée de 5 à 6 cm de part et d’autre.
Il convient d’effectuer des sondages préalables pour caler la profondeur de sciage et éviter la dégradation du béton
de l’extrados.
La couche de roulement est ensuite déposée à la pioche et/ou au marteau piq ueur ainsi que le matériau de remplissage
provisoire de la feuillure, en veillant à ne pas abîmer les arêtes du revêtement (si tel n’était pas le cas il faudrait
procéder à un nouveau trait de scie).
La réservation est alors parfaitement nettoyée (repiquage éventuel du béton de tablier et soufflage).
Coffrage et pose du drain
Un coffrage doit être mis en œuvre afin de m aintenir un hiatus au droit du joint et éviter toute coulure lors du bétonnage.
L’épaisseur de ce coffrage est fonction de l’ouverture du vide réel qui devrait correspondre à celle qui a été définie
par la note de calcul en fonction de la température au moment de la pose.
Ce coffrage est traditionnellement réalisé en polystyrène ; toutefois pour les ouvertures supérieures à 6 cm, il est
recommandé d’utiliser un complexe plus rigide, par exemple de réaliser un s andwich de polystyrène et de contreplaqué.
Ce coffrage devra impérativement être déposé après réalisation du joint.
La pose du joint après mise en œuvre du revêtement entraîne une coupe de l’étanchéité et donc u n risque de contournement
de la chape d’étanchéité. Il faut donc « fermer » l’étanchéité au droit du joint de chaussée et d rainer cette zone.
Dans le cas de solin béton, la mise en œuvre du drain intervient à cette étape. Sa pose s’effectue sur un lit de bitume
pur (permettant d’étancher sous le drain et de posit ionner le drain par rapport à l ’étanchéité courante, (voir figures 4-19
et 4-20) et la fermeture de l’étanchéité est réalisée au moyen d’une feuille de bitume armé collée sur la face sciée
du revêtement selon les dispositions ci-dessous.
Gravillons
(à l'exclusion
du sable)
Traits de scie
ferraillage
Bras de suspension
Béton
Figure 4-19 : Les étapes de mise en œuvre d’un joint de chaussée mécanique posé en feuillure
Figure 4-21 : Fermeture de l’étanchéité et mise en place de l’évacuation du drain derrière la bordure
Les éléments de joints sont positionnés à l’aide de bras de suspension : les douilles d’ancrage sont correctement
positionnées vis-à-vis du ferraillage en place et l’ouverture du joint est calée selon l’ouverture définie par la note
de calcul en fonction de la température de l’ouvrage avant solidarisation des parties en vis-à-vis.
Le réglage en altimétrie du joint se fait à 0/ -2 mm par rapport au revêtement adjacent.
Cette étape constitue un point d’arrêt (voir chapitre 5, §5.6).
Le bétonnage
Le béton d’ancrage est coulé dans les feuillures de part et d’autre du coffrage.
Le béton est mis en œuvre avec des méthodes similaires à celles utilisées pour le tablier (vibration, protection contre la
dessiccation, confection d’éprouvettes de contrôle) et arrêté au niveau du revêtement adjacent dans le cas de solin béton.
Avant la prise du béton les éléments de joints en vis-à-vis seront désolidarisés pour ne pas fissurer le béton d’ancrage
lors des mouvements liés aux variations de température quotidiennes.
Le serrage
Le serrage définitif des ancrages s’effectue au couple prescrit (à la clé dynamométrique) une fois la résistance visée
du béton d’ancrage obtenue.
Conseils de finition
Il est souhaitable de procéder au remplissage/pontage des interfaces profilé/solin et solin/béton bitumineux à l’aide
d’un produit de pontage (bitume élastomère).
Dès que le durcissement du béton le permet, les règles de pose et les tiges provisoires sont démontées ( de la figure 4-24).
Les ancrages reçoivent une protection provisoire pour éviter l’intrusion dans les douilles ou dans la pièce d’ancrage,
de corps étrangers qui gêneraient ultérieurement le vissage complet des tiges d’ancrages ( de la figure 4-24).
Les bouchons en polystyrène n’ont aucune efficacité et sont donc à déconseiller.
Figure 4-28 : Mise en œuvre d’une longrine en mortier avec scellement d’aciers passifs
Figure 4-29 : Joints mécaniques fixés sur une tôle supportée par des raidisseurs soudés sur l’âme de l’entretoise d’extrémité
À gau che réser vation en tô le en forme de U avec gouj ons e t fer raill age Joint méca nique su r dispo sitif de fixation et de régl age avant bétonnag e.
de la longrine de scellement À gauc he pose dans une réservat ion en t ôle avec goujon s
et à droite pose en feuillure.
Figure 4-30 : Joints mécaniques ancrés dans une longrine en béton réalisée dans une réservation d’extrémité en forme de U
joint de chaussée
chaussée à remplacer
remplacer
joint en réfection
réfection
nouveau joint de chaussée
alternat
Figure 6-2 : Exemple de phasage pour une réfection de joint sur une chaussée bidirectionnelle 2x1 voies + BDD
sens de circulation
Figure 6-3 : Exemple de phasage pour une réfection de joint sur une chaussée unidirectionnelle à 3 voies + BAU
6.4.2 - Le balisage
Rappel sur la signalisation temporaire :
Sauf stipulation contraire du CCAP ou lorsque l’exploitant ne choisira pas ou n’aura pas la possibilité d’effectuer
l’exploitation sur chantier en régie, la signalisation de chantier peut être à la charge de l’entrepreneur, conformément
à l’article 31-5 du CCAG.
L’entrepreneur soumet à l’agrément du m aître d’œuvre les plans de déviation(s) et signalisation(s) qui seront conformes
à l’Instruction interministérielle sur la signalisation routière 5.
Livre I - 8e partie : signalisation temporaire et aux manuels du chef de chantier de la signalisation temporaire édition 2000 :
• Volume 1 : manuel du chef de chantier – routes bidirectionnelles (publication Sétra) [43] ;
• Volume 2 : manuel du chef de chantier – routes à chaussées séparées (publication Sétra) [44] ;
• Volume 3 : manuel du chef de chantier – milieu urbain (publication CERTU) [45] ;
• Volume 4 : les alternats – guide technique [46] ;
• Volume 5 : conception et mise en œuvre des déviations – guide technique [47] ;
La signalisation verticale est conforme aux normes XP P98-501 [48], NF P98-532-6 [49], XP P98-541 [50]. Les équipements
de balisage sont conformes aux spécifications de la norme NF P98-455 [51].
L’entrepreneur adapte cette signalisation dès que la situation du cha ntier se révèle différente de celle prévue à l’origine.
L’entrepreneur assure en permanence la maintenance de ces signalisations. Avant le début des travaux, pendant
les travaux, l’entrepreneur fait connaître nominativement au maître d’œuvre le responsable de l’exploitation et de
la signalisation du ou des chantiers, responsable qui doit pouvoir être contacté de jour comme de nuit.
Figure A1-1 : Aménagement dans le cas d’un ouvrage sans retombée de dalle et chevêtre
Figure A1-2 : Aménagement dans le cas d’un ouvrage sans retombée de dalle et poteau
Annexes 123
Annexe 2 : Cas des ponts intégraux
Dans le cas des ponts intégraux, encastrés sur leurs culées, les dilatations / rétractations du tablier sont prises en
charges par :
• la souplesse des fondations, généralement à base de profilés métalliques ;
• la configuration particulière de la dalle de transition et de la zone de transition en général.
Le but est d’éviter la formation d’une fissure franche à l’arrière de la culée. Suivant les recommandations de l’OFROU
(Office Fédéral des ROUtes) suisse, il s’agit de mettre en œuvre une dalle de transition longue et en position haute
par rapport à la culée.
Autres documents
[2] ETAG n° 032 – Guideline for European Technical Approval of expansion joints for road Bridges – Part 1 to 8 (2013),
EOTA®, Belgique
[7] STER 81 – Surfaçage, étanchéité et couches de roulement des tabliers d’ouvrages d’art (STER 81) (1981), Sétra, France
[30] Fascicule n° 65 – Exécution des ouvrages de génie civil en béton armé ou précontraint (2014), MEDDE
[32] MEMOAR – Mémento pour la mise en œuvre sur ouvrages d’art – Fiche n° XI-1 : Mise en œuvre des joints de
chaussée (2010), Sétra, France
[34] Instruction technique pour la surveillance et l’entretien des ouvrages d’art (ITSEOA) – Fascicule 0 – Dispositions
générales applicables à tous les ouvrages (2010), Sétra, France
[35] Instruction technique pour la surveillance et l’entretien des ouvrages d’art (ITSEOA) – Fascicule 2 – Généralités
sur la surveillance (2010), Sétra, France
[36] Instruction technique pour la surveillance et l’entretien des ouvrages d’art (ITSEOA) – Fascicule 21 – Equipements
des ouvrages d’art (2011), Sétra, France
[37] IQOA : équipements et éléments de protection – Catalogue des désordres (1996), Sétra/DR/LCPC, France
[42] Note d’information n° 24 - Ouvrages d’art – Propositions d’actions pour le remplacement des joints de chaussée
sur ouvrages en service (2003), Sétra, France
[43] Signalisation temporaire – Manuel du chef de chantier, Volume 1 : routes bidirectionnelles (2000), Sétra, France
[44] Signalisation temporaire – Manuel du chef de chantier, Volume 2 : routes à chaussée séparées (2002), Sétra,
France
[45] Signalisation temporaire – Manuel du chef de chantier, Volume 3 : milieu urbain (2003), Sétra, France
[46] Signalisation temporaire – Volume 4 : Les alternats (2000), Sétra, France
[47] Signalisation temporaire – Volume 5 : Conception et mise en œuvre des déviations (2000), Sétra, France
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Notes 141
Notes :
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Notes 143
La collection « Références » du Cerema
Cette collection regroupe l’ensemble des documents de référence portant sur l’état de l’art dans les domaines
d’expertise du Cerema (recommandations méthodologiques, règles techniques, savoirs-faire...), dans une
version stabilisée et validée.
Destinée à un public de généralistes et de spécialistes, sa rédaction pédagogique et concrète facilite
l’appropriation et l’application des recommandations par le professionnel en situation opérationnelle.
Aménagement et développement des territoires, égalité des territoires - Villes et stratégies urbaines - Transition énergétique et
changement climatique - Gestion des ressources naturelles et respect de l’environnement - Prévention des risques - Bien-être et réduction
des nuisances - Mobilité et transport - Gestion, optimisation, modernisation et conception des infrastructures - Habitat et bâtiment
Prix 69 €
ISSN : 2276-0164
ISBN : 978-2-37180-115-8
Centre d’études et d’expertise sur les risques, l’environnement, la mobilité et l’aménagement - www.cerema.fr
Direction technique infrastructures de transport et matériaux - 110 rue de Paris - 77171 Sourdun - Tél. +33 (0)1 60 52 31 31
Siège social : Cité des mobilités - 25, avenue François Mitterrand - CS 92 803 - F-69674 Bron Cedex - Tél. +33 (0)4 72 14 30 30