Atténuation de la fissuration des accotements de chaussée sur les routes nordiques à faible circulation en intégrant le géotextile tissé Tencate Mirafi® H2Ri

L’établissement des mesures s’est principalement appuyé sur une analyse documentaire approfondie menée par les chercheurs de FPInnovations et de TenCate. La revue de la littérature à travers l’examen d’articles universitaires fondés sur des données probantes visait à renforcer la compréhension des principales causes de la fissuration des bords, en tenant compte à la fois de la manière dont la chaussée a été construite et de son utilisation finale. Dans le cadre de cet examen, les chercheurs ont déterminé que les matériaux qui ne sont pas suffisamment compactés le long des accotements ou des bords de routes pourraient être partiellement responsables des fissures de bords. Ce sous-compactage peut être attribué à une tendance naturelle rendant difficile le compactage des accotements et des pentes (en raison de leur inclinaison, de leur position, etc.). L’utilisation de ces routes par des véhicules lourds peut aggraver cet affaiblissement. Les matériaux sous-compactés peuvent également contribuer à une rétention d’eau plus élevée, ce qui compromet davantage l’intégrité des bords. Finalement, les pentes latérales trop raides ainsi que le soulèvement dû au gel et le dégel contribuent aussi à l’affaiblissement. Du point de vue de l’entretien, le déneigement des accotements peut aussi avoir un impact sur les fissures. Le dégel printanier combiné à la masse de neige sur les accotements crée un dégel différentiel qui a un effet important sur l’intégrité des bords. Avec les multiples causes de fissures clairement établies, l’équipe du projet était prête à utiliser de nouvelles techniques, comme les géotextiles, pour tenter de régler un problème persistant.

En octobre 2015, l’équipe du projet a sélectionné deux sites où mettre à l’essai l’efficacité du géotextile (Mirafi H2Ri) pour prévenir la fissuration des bords. Les deux sections de route ont été choisies le long de la route Robert Campbell, au nord de la ville de Watson Lake, au Yukon. Ces segments de route ont été touchés antérieurement par des fissures de bords considérables. Chaque segment de route choisi présentait des fissures de 43 mètres (longueur totale de chacune) le long des bords à l’est et moins de fissures importantes sur les bords à l’ouest. Après avoir retiré les segments de route existants, le géotextile tissé a été installé sur la base de la fondation (composée de gravier grossier installé comme matériau de départ) avant d’ajouter du gravier de plus en plus fin sur le dessus, et une couronne de 4 % (différence de pente du centre de la route à chaque bord) a été formée afin de permettre un drainage approprié. Après avoir atteint la forme souhaitée, la surface a été arrosée et compactée. Un traitement de surface bitumineux a été appliqué sur la surface de gravier en juin 2016. Tout au long du processus de construction, certains instruments de surveillance ont aussi été installés à différentes profondeurs au-dessus et au-dessous du géotextile, ainsi qu’à la surface.

Pendant la construction, divers appareils de surveillance ont été installés à différentes profondeurs au-dessus et au-dessous du géotextile, ainsi qu’à la surface. Les instruments ont été utilisés pour recueillir de l’information concernant les températures (du sol et de l’air) ainsi que les taux d’humidité. Les températures sur la route variaient considérablement à chaque site, soit de 38 ℃ à -30 ℃. La variation des températures était également considérable entre les accotements et l’axe de la chaussée, les accotements étant plus frais à l’automne et au printemps, car plus d’humidité pouvait s’infiltrer dans les matériaux moins denses de l’accotement. Les chutes de neige ont inversé ces tendances, car le déneigement des accotements a contribué à isoler et à réguler les températures sur les côtés. La surveillance de l’humidité a permis de déterminer que celle-ci était plus marquée en profondeur aux deux sites. Le dégel est survenu un peu plus rapidement aux sites traités, par rapport au site de contrôle, avec le dégel de l’axe de la chaussée survenant plusieurs jours avant celui de l’accotement. Aux sites avec le géotextile, le taux d’humidité a chuté de 1 % à 1,5 % après le dégel, tandis que les accotements non traités ne parvenaient pas à évacuer l’eau. En plus de la surveillance des températures et de l’humidité, des observations visuelles aux sites d’essais et aux segments de route non traités à proximité ont permis de constater que les sites traités présentaient seulement des fissures mineures, alors que certains sites non traités présentaient des fissures de 10 centimètres de large et de plus de 15 centimètres de profond. Des fissures mineures sur les sites traités, d’abord observées en 2016, ont mené à une étude de densité sur le terrain au moyen d’une jauge de densité nucléaire. L’étude a révélé que de plus faibles densités le long des côtés de la route étaient responsables des fissures mineures observées.

Les auteurs concluent leur étude en recommandant un nombre de mesures à prendre pour créer des routes plus résilientes dans les climats nordiques. D’abord, ils recommandent d’utiliser un géotextile tissé sur les chaussées à faible circulation. Les auteurs ajoutent que le géotextile devrait être installé plus près de la surface ou doublé afin d’obtenir l’effet d’évacuation de l’humidité le plus efficace. Lors de la construction de nouvelles routes, les auteurs suggèrent que les pentes latérales ne dépassent pas un ratio de 3:1 afin d’éviter les difficultés liées au compactage. Ils suggèrent également que le compactage soit effectué pour permettre un maximum d’uniformité entre les bords et la surface de roulement de la chaussée. Les matériaux sélectionnés pour la construction devraient être du gravier bien calibré avec peu de contenu fin. De plus, ils notent que les pratiques d’entretien qui visent à éviter l’accumulation de neige le long des accotements pourraient contribuer à réduire la fissuration des bords. Enfin, les géotextiles ainsi que la conception des routes et des pratiques d’entretien appropriées en hiver pourraient réduire la fissuration des bords.

Lien vers l’étude de cas complète (en anglais seulement)

Ressources supplémentaires :

• Comprenez davantage comment les informations climatiques peuvent être appliquées dans la prise de décision en explorant le module Transport sur DonnéesClimatiques.ca