Chaussées composites : revêtement béton sur fondation en grave-bitume

Depuis leur apparition en France au début du 20^e siècle, la conception des chaussées en béton a sans cesse évolué, tantôt pour accompagner l’évolution du trafic (en nombre et en charge), tantôt pour prendre en compte la variabilité des conditions climatiques (fréquence de gel, degré de pluviométrie), tantôt pour intégrer des données techniques obtenues soit par des retours d’expérience concernant le comportement des matériaux ou des structures de chaussées in situ, soit par de nouvelles connaissances des matériaux acquises grâce aux recherches en laboratoire, et tantôt grâce aux nouvelles méthodes de calcul pour le dimensionnement des chaussées.

Ainsi, d’une structure de chaussée constituée d’une seule couche de béton, la technique a évolué, petit à petit, pour atteindre, vers les années 1980/1990, une structure comprenant en principe deux couches dont l’interface est volontairement décollée à la construction afin de se prémunir contre les remontées en surface du revêtement, des fissures de retrait de la fondation. La structure-type en béton était constituée de :

• un revêtement en béton qui peut être en dalles béton non armé et à joints non goujonnés « BC » ou en dalles béton non armé et à joints goujonnés « BCg » ou enfin en Béton Armé Continu « BAC » sans joints transversaux de retrait ;

• une couche de fondation en matériaux traités aux liants hydrauliques (Grave-Ciment « GC » ou Béton Maigre « BM »).

Ces structures sont accompagnées de règles de l’art en matière de calepinage des joints (joints de retrait, joints de construction et joints de dilatation). Dans le cas des routes à fort trafic, elles font l’objet de dispositions constructives strictes (fondation non érodable, surlargeur côté Bande d’Arrêt d’Urgence « BAU », drainage efficace à l’interface revêtement/fondation/BAU).

En outre, ces structures sont performantes et durables mais souffrent d’un handicap économique lié à la conception même de ces structures. En effet, le décollement à l’interface entre le revêtement en béton et la fondation en matériaux traités aux liants hydrauliques, volontairement réalisé à la construction, a pour inconvénient de conduire, par rapport à l’hypothèse d’une interface collée, à une majoration des contraintes horizontales générées par le trafic à la base du revêtement, donc à des épaisseurs à prévoir plus importantes.

Dans le but de trouver les conditions permettant l’optimisation du dimensionnement des structures de chaussées en béton et améliorer ainsi leur compétitivité, plusieurs pistes ont été recherchées afin de trouver une solution permettant le collage à l’interface entre le revêtement et la fondation d’une structure en béton, sans engendrer de problèmes néfastes en surface.

Ainsi, à l’initiative, d’une part de la profession des routes en béton, l’industrie cimentière représentée par son association de promotion CIMBETON (Centre d’information sur le ciment et ses applications) et les entreprises routières du béton, représentées par le syndicat professionnel SPECBEA (SPEcialistes de la Chaussée en BEton et des Aménagements), et d’autre part de l’administration des routes représentée par le SETRA (aujourd’hui CEREMA), un nouveau concept de chaussée en béton a été imaginé en France vers 1995. Il s’agit d’une structure en Béton Armé Continue (BAC), mise en œuvre non pas de façon traditionnelle sur une fondation en béton maigre, mais sur une fondation en matériaux bitumineux, plus exactement sur une grave-bitume enrichie ; l’objectif étant de profiter du collage, au moins temporaire des deux couches de sorte à faire jouer à la fondation un vrai rôle dans le dimensionnement de la chaussée. Le but recherché est d’avoir une structure à longue durée de vie et à un coût moindre, obtenue par une diminution des épaisseurs.

Après avoir validé le concept du collage béton/grave-bitume et de sa durabilité dans le temps dans le cadre du projet national FABAC, la structure BAC/GB3 a été utilisée dans le cadre de plusieurs projets routiers dont deux chantiers expérimentaux réalisés en 1998 et 2001 sur le réseau national et qui ont fait l’objet d’un suivi par l’administration durant les 15 premières années de service. D’innombrables autres chantiers, conçus soit avec une structure en dalles béton à joints goujonnés sur grave-bitume BCg/GB3, soit avec une structure en Béton de Ciment Mince collé sur grave-bitume BCMC/GB3, ont été réalisés durant la période allant de 1995 à 2020. À ce jour, tous ces chantiers se comportent d’une façon très satisfaisante et confirment donc le bien-fondé du concept de chaussées composites et de sa pérennité dans le temps.