Indice Portant Californien (CBR) pour le Dimensionnement des Fondations de Chaussées

Indice Portant Californien (CBR) — Définition et Historique

L’indice portant Californien (CBR) est un essai de pénétration normalisé qui quantifie la résistance au cisaillement et la capacité portante des sols de fondation, des couches de fondation et des couches de base utilisés dans la construction des chaussées. Le résultat de l’essai est exprimé sous forme de pourcentage — le rapport entre la force nécessaire pour enfoncer un piston cylindrique dans le matériau d’essai à une vitesse spécifiée et la force requise pour obtenir la même pénétration dans un échantillon standard de pierre concassée de haute qualité. Par définition, la pierre concassée standard a un CBR de 100 %.

L’essai CBR a été développé entre 1928 et 1929 par O.J. Porter, ingénieur des matériaux et de la recherche à la California Division of Highways (aujourd’hui Caltrans). Porter avait pour mission de développer une méthode rationnelle pour déterminer l’épaisseur des couches de chaussée nécessaires pour éviter la rupture du sol de fondation sous l’effet de charges de trafic croissantes. Son approche était élégamment simple : mesurer la résistance du sol à la pénétration par un petit piston dans des conditions contrôlées, et exprimer cette résistance par rapport à un matériau de référence stable et bien compris — la pierre concassée. L’appareil original utilisait un piston d’une section transversale de 3 pouces carrés (19,4 cm²), enfoncé à une vitesse de pénétration de 0,05 pouce par minute (1,27 mm/min). La force de référence standard a été établie à 1 000 psi à 0,1 pouce de pénétration — la résistance présentée par une pierre concassée bien graduée de haute qualité.

L’essai de Porter a été rapidement accepté en Californie et a commencé à se répandre dans les autres départements des routes d’État au cours des années 1930. Le tournant critique pour le CBR est survenu pendant la Seconde Guerre mondiale. Le Corps du génie de l’armée américaine (USACE) avait pour mission de construire rapidement des aérodromes militaires sur des terrains variés — des jungles du Pacifique aux déserts d’Afrique du Nord — pour soutenir la campagne aérienne alliée. Le Corps a réuni une équipe comprenant Porter, Arthur Casagrande, Donald Middlebrooks et Roy Bertram pour développer une méthode pratique de conception des chaussées aéronautiques pouvant supporter les lourdes charges de roues des bombardiers B-17 Flying Fortress (poids brut d’environ 60 000 lb, soit 27 200 kg). L’équipe a adopté l’essai CBR de Porter comme fondement de la méthode de conception, extrapolant les courbes de conception routières originales aux charges des aéronefs par une série d’essais de trafic accéléré.

Les recherches de l’USACE ont produit les premières courbes de conception CBR complètes pour les chaussées aéronautiques, publiées en 1944 sous le nom de Technical Memorandum No. 213-1. Ces courbes reliaient la valeur CBR du sol de fondation, la charge de roue de l’aéronef, la pression des pneus et le nombre d’applications de charge à l’épaisseur de chaussée requise. La méthode de conception a été validée par des essais de trafic accéléré à grande échelle utilisant des aéronefs réels et des véhicules militaires lourds, démontrant que les chaussées conçues selon la méthode CBR se comportaient comme prévu sous charge répétée. Les travaux de l’USACE ont étendu la méthode CBR des charges routières (charges de roue de 5 000 à 10 000 lb) aux charges aéronautiques atteignant 60 000 lb par roue — une augmentation d’un ordre de grandeur qui a nécessité l’extrapolation des courbes originales de Porter. Des essais de trafic accéléré ultérieurs à la Waterways Experiment Station (WES) de l’USACE à Vicksburg, Mississippi, ont validé les courbes de conception pour des charges de roue d’aéronef allant jusqu’à 200 000 lb, confirmant la solidité fondamentale de l’approche CBR.

Après la Seconde Guerre mondiale, l’essai CBR a été formalisé comme méthode d’essai standard par l’American Society for Testing and Materials (ASTM) sous la désignation ASTM D1883, et par l’American Association of State Highway and Transportation Officials (AASHTO) sous la désignation AASHTO T193. L’Organisation de l’aviation civile internationale (OACI) a adopté la méthode CBR pour la conception des chaussées aéronautiques dans son Manuel de conception des aérodromes — Partie 3, Chaussées (OACI Doc 9157), et la Federal Aviation Administration (FAA) a intégré le CBR dans sa Circulaire consultative série 150/5320 pour la conception des chaussées aéroportuaires. Malgré le développement de méthodes de conception mécanistico-empiriques plus sophistiquées — notamment l’analyse élastique multicouche (LEA) utilisée dans le logiciel FAARFIELD de la FAA depuis 2009 — le CBR reste le paramètre d’entrée principal pour la caractérisation de la résistance du sol de fondation dans pratiquement tous les codes de dimensionnement des chaussées dans le monde.

Procédure d’Essai CBR — ASTM D1883 et AASHTO T193

La procédure de l’essai CBR est rigoureusement définie dans les normes ASTM D1883 (Standard Test Method for California Bearing Ratio of Laboratory-Compacted Soils) et AASHTO T193 (California Bearing Ratio). Les deux normes sont techniquement équivalentes avec des différences procédurales mineures. L’essai est effectué sur des échantillons de sol compactés dans un moule cylindrique standard à une teneur en eau et une densité spécifiées, puis soumis à la pénétration par un piston standard. La procédure complète comprend les étapes séquentielles suivantes :

La préparation des échantillons commence par le séchage à l’air du sol et son tamisage à travers un tamis de 19,0 mm (3/4 de pouce) pour éliminer les particules surdimensionnées. Le matériau retenu sur le tamis de 19,0 mm est remplacé par une masse égale de matériau passant le tamis mais retenu sur le tamis de 4,75 mm (n° 4), garantissant que la granularité de l’échantillon reste représentative. La teneur en eau optimale (OMC) et la densité sèche maximale (MDD) sont déterminées à l’aide du compactage ASTM D698 (Proctor Standard) — un marteau de 5,5 lb tombant de 12 pouces avec trois couches et 25 coups par couche, sauf si le matériau nécessite l’effort Proctor modifié (ASTM D1557, marteau de 10 lb, chute de 18 pouces) pour des applications à plus haute densité telles que les couches de base aéroportuaires.

L’échantillon est mélangé avec suffisamment d’eau pour atteindre la teneur en eau cible — généralement OMC ± 1 % pour la condition de conception. Le sol humide est placé dans un récipient scellé et laissé à mûrir pendant un minimum de 16 heures (une nuit) pour assurer une distribution uniforme de l’humidité dans l’échantillon. Pour les matériaux de couche de base et les granulats non traités, la période de mûrissement peut être réduite à 1 à 3 heures comme spécifié dans le plan de contrôle qualité du projet.

Le compactage est effectué dans le moule CBR standard — un récipient cylindrique en acier de 152,4 mm (6,0 pouces) de diamètre et 177,8 mm (7,0 pouces) de hauteur, avec une rallonge amovible permettant un compactage produisant une hauteur d’éprouvette d’environ 127 mm (5,0 pouces) après retrait de la rallonge et arasement de l’échantillon au ras du moule. Le moule comprend une plaque de base perforée pour permettre le drainage pendant l’immersion et un disque d’espacement (d’environ 61,3 mm ou 2,42 pouces d’épaisseur) placé au fond pendant le compactage pour créer un vide sous l’échantillon pour la mesure ultérieure du gonflement.

L’éprouvette compactée est compactée en cinq couches égales, chacune recevant 55 coups du marteau de compactage de 5,5 lb (2,5 kg) tombant de 304,8 mm (12 pouces), appliqués uniformément sur la surface du moule (effort Proctor Standard). Pour les matériaux nécessitant l’effort Proctor modifié, l’éprouvette est compactée en cinq couches avec 56 coups par couche en utilisant le marteau de 10 lb (4,54 kg) tombant de 457 mm (18 pouces). La hauteur de l’éprouvette compactée doit être de 127 ± 2,5 mm (5,0 ± 0,1 pouce) après arasement.

L’immersion est la phase la plus critique de l’essai CBR pour le dimensionnement des chaussées. Après compactage, l’ensemble du moule (incluant la plaque de base perforée et un papier filtre) est placé dans un bac d’eau, et une surcharge de 4,54 kg (10 lb) est placée sur le dessus de l’échantillon pour simuler la pression des terres des couches de chaussée sus-jacentes. La surcharge garantit que l’échantillon reste stable pendant l’immersion et représente la pression de confinement que le sol de fondation subira sous la structure réelle de la chaussée. L’eau est admise dans le bac pour immerger l’échantillon jusqu’à une profondeur d’environ 25 mm (1 pouce) au-dessus de la surface supérieure.

L’échantillon est laissé à tremper pendant 96 heures (4 jours) — une durée établie par des décennies d’expérience corrélant les valeurs CBR après 4 jours d’immersion avec les performances des chaussées sur le terrain. Pendant l’immersion, des mesures de gonflement sont prises à l’aide d’un ensemble plaque de gonflement et comparateur. Le gonflement est l’expansion verticale du sol due à l’absorption d’eau, exprimée en pourcentage de la hauteur initiale de l’échantillon. Un potentiel de gonflement élevé indique que le sol de fondation peut subir un changement de volume important lorsqu’il est exposé à l’eau, entraînant un soulèvement et des dommages de la chaussée. Pour les argiles expansives, un gonflement de 5 % à 15 % n’est pas rare, et des mesures de conception spéciales (stabilisation à la chaux, barrières d’humidité ou sur-excavation) sont nécessaires pour atténuer les dommages à la chaussée.

L’essai de pénétration suit immédiatement après l’immersion. L’ensemble du moule est retiré du bac d’eau et laissé égoutter pendant 15 minutes. L’échantillon est placé dans une machine d’essai de compression (cadre de charge) d’une capacité d’au moins 50 kN (11 200 lb). Un piston de pénétration — de 49,63 ± 0,13 mm (1,954 ± 0,005 pouce) de diamètre, donnant une section transversale de 1 935 mm² (3,0 pouces carrés) — est positionné au centre de la surface de l’échantillon. Le piston doit être propre et exempt de particules de sol pour assurer un appui uniforme sur l’échantillon. Une surcharge annulaire de 4,54 kg (10 lb) — identique à la masse utilisée pendant l’immersion — est placée sur l’échantillon autour du piston pour maintenir le confinement.

Le piston est enfoncé dans l’échantillon à une vitesse constante de 1,27 mm/min (0,05 po/min) — cette vitesse de pénétration précise garantit que l’essai mesure la résistance au cisaillement non drainé du sol dans des conditions de charge quasi-statiques, se rapprochant de la vitesse à laquelle les charges de trafic sont appliquées au sol de fondation. Les lectures de charge (force) sont enregistrées à des incréments de pénétration de 0,25 mm (0,01 pouce) jusqu’à une pénétration totale d’au moins 12,7 mm (0,5 pouce). La pénétration maximale atteinte est généralement limitée à 12,7 mm, sauf si le matériau est exceptionnellement résistant, auquel cas l’essai peut se poursuivre jusqu’à 17,8 mm (0,7 pouce).

Les forces standard pour le matériau de référence en pierre concassée sont tabulées à la fois dans ASTM D1883 et AASHTO T193. La force standard à 2,54 mm (0,1 pouce) de pénétration est de 13,34 kN (3 000 lbf), et à 5,08 mm (0,2 pouce) de pénétration est de 20,02 kN (4 500 lbf). Ces valeurs représentent la force nécessaire pour enfoncer le piston standard dans de la pierre concassée de haute qualité aux profondeurs de pénétration correspondantes.

Courbe de Pénétration CBR

La relation entre la force appliquée et la profondeur de pénétration est tracée pour produire une courbe de pénétration CBR (courbe force-pénétration). Cette courbe est la principale donnée de sortie de l’essai CBR et doit être soigneusement analysée pour déterminer la valeur CBR correcte.

Dans des conditions idéales, la courbe force-pénétration est une courbe lisse, croissant progressivement, qui passe par l’origine (force nulle à pénétration nulle). Cependant, de nombreux sols — en particulier les sols cohérents compactés et les matériaux granulaires à haute densité de compactage — produisent des courbes avec une forme initiale concave vers le bas près de l’origine, indiquant que la mise en place du piston ou le compactage des irrégularités de surface a artificiellement augmenté la pente initiale. Lorsque cela se produit, une correction de l’origine de la courbe est nécessaire.

La procédure de correction consiste à tracer une ligne tangente à la partie la plus raide de la courbe force-pénétration (généralement entre 1,0 mm et 3,0 mm de pénétration). L’intersection de cette tangente avec l’axe de force nulle est identifiée. Si cette intersection se produit à une pénétration supérieure à zéro (c’est-à-dire que la tangente ne passe pas par l’origine), la courbe entière est décalée horizontalement de sorte que la tangente passe par l’origine. Cette correction élimine efficacement l’erreur de mise en place initiale et garantit que le calcul du CBR est basé sur le comportement réel de résistance du sol.

Après la correction de la courbe (si nécessaire), les valeurs de force aux pénétrations de 2,54 mm et 5,08 mm sont lues directement sur la courbe corrigée. Le CBR est calculé pour chaque profondeur de pénétration à l’aide de la formule suivante :

CBR (%) = (Force Mesurée / Force Standard) × 100

Pour la pénétration de 2,54 mm : CBR₂,₅₄ = (F₂,₅₄ / 13,34 kN) × 100

Pour la pénétration de 5,08 mm : CBR₅,₀₈ = (F₅,₀₈ / 20,02 kN) × 100

La valeur CBR déclarée est la plus élevée des deux valeurs calculées. Dans pratiquement tous les cas où l’essai a été correctement réalisé et la correction de courbe correctement appliquée, le CBR à 2,54 mm de pénétration est déterminant — c’est-à-dire qu’il produit la valeur la plus élevée. Si le CBR à 5,08 mm de pénétration est plus élevé qu’à 2,54 mm, l’essai doit être examiné pour détecter des erreurs de procédure, des anomalies du matériau ou la nécessité d’une correction supplémentaire de la courbe.

La courbe de pénétration fournit également des informations qualitatives sur le comportement du sol. Une courbe raide à croissance rapide indique un module et une résistance élevés — typique des matériaux granulaires bien gradués, de la pierre concassée et des sols traités au ciment. Une courbe plate à croissance progressive indique un module et une résistance faibles — typique des argiles saturées, des limons et des sols organiques. La forme de la courbe entre 0 et 5,08 mm de pénétration est particulièrement instructive, car elle reflète la rigidité du matériau aux niveaux de déformation pertinents pour le dimensionnement des chaussées.

Pour les essais de contrôle qualité pendant la construction, l’essai de pénétration complet jusqu’à 12,7 mm peut ne pas être nécessaire. L’ASTM D1883 permet une procédure simplifiée pour les essais de contrôle qualité de routine : l’essai est effectué uniquement jusqu’à 5,08 mm (0,2 pouce) de pénétration, et le CBR est calculé en utilisant les forces standard à 2,54 mm et 5,08 mm comme décrit ci-dessus. Cette approche rationalisée réduit le temps d’essai tout en fournissant des données adéquates pour le contrôle quotidien de la construction.

CBR Imbibé vs Non Imbibé

Le choix entre l’essai CBR imbibé et non imbibé est l’une des décisions les plus importantes dans les essais de dimensionnement des chaussées, car il affecte directement l’épaisseur de conception et les performances à long terme de la structure de la chaussée.

L’essai CBR imbibé soumet l’échantillon compacté à 96 heures (4 jours) d’immersion dans l’eau avant l’essai de pénétration. L’échantillon est submergé sous environ 25 mm (1 pouce) d’eau avec une surcharge de 4,54 kg (10 lb) sur la surface. Pendant l’immersion, l’échantillon absorbe l’eau, les pressions interstitielles s’équilibrent, et le sol peut se ramollir, gonfler, ou les deux. Le CBR imbibé représente la condition d’humidité la plus défavorable sur le terrain — généralement rencontrée après des précipitations prolongées, des remontées de nappe phréatique, ou la perte d’intégrité de l’étanchéité de surface due à la fissuration de la chaussée. Pour le dimensionnement des chaussées, le CBR imbibé est universellement spécifié comme la valeur CBR de projet pour déterminer l’épaisseur des nouvelles structures de chaussée. Cette approche conservatrice garantit que la chaussée fournira un support structural adéquat même lorsque le sol de fondation est dans sa condition de service la plus faible.

La mesure du gonflement effectuée pendant l’immersion fournit des données critiques pour le dimensionnement des chaussées. Le gonflement est mesuré à l’aide d’un comparateur ou d’un transformateur différentiel à variation linéaire (LVDT) fixé à la plaque de surcharge supérieure. Le pourcentage de gonflement est calculé comme suit :

Gonflement (%) = (Variation de la Hauteur de l’Échantillon / Hauteur Initiale de l’Échantillon) × 100

Pour les argiles fortement expansives (types de sol CH, MH selon USCS), des valeurs de gonflement de 5 % à 15 % sont courantes. Lorsque le gonflement dépasse 2 %, des dispositions spéciales de conception sont requises : stabilisation à la chaux pour réduire le potentiel de gonflement ; barrières d’humidité pour empêcher l’infiltration d’eau ; décaissements et remplacement par un remblai non expansif ; ou des sections de chaussée plus épaisses pour appliquer une pression de recouvrement plus élevée afin de supprimer le gonflement. La FAA AC 150/5320-6G spécifie que les sols de fondation avec un gonflement dépassant 2 % nécessitent des mesures de traitement spéciales avant la construction de la chaussée.

L’essai CBR non imbibé est effectué immédiatement après le compactage sans immersion dans l’eau. L’échantillon est soumis à l’essai de pénétration à sa teneur en eau de compactage. Les valeurs CBR non imbibé sont toujours supérieures ou égales aux valeurs CBR imbibé car l’absorption d’eau affaiblit la structure du sol par plusieurs mécanismes : (1) le développement de la pression interstitielle réduit la contrainte effective et la résistance au cisaillement ; (2) les minéraux argileux absorbent l’eau, augmentant l’espacement interparticulaire et réduisant la cohésion ; (3) les liaisons de cimentation dans les sols stabilisés peuvent être affaiblies par l’infiltration d’eau ; et (4) les matériaux granulaires perdent leur cohésion apparente lorsque la fraction fine devient saturée.

Le ratio de perte de résistance — le rapport du CBR imbibé au CBR non imbibé — est un indice utile de la sensibilité à l’humidité d’un sol. Les sables et graviers bien gradués (SW, GW) peuvent avoir des ratios de perte de résistance de 0,85 à 0,95, ne perdant que 5 % à 15 % de leur résistance lors de la saturation. En revanche, les argiles à haute plasticité (CH) peuvent avoir des ratios de perte de résistance de 0,15 à 0,35 — perdant 65 % à 85 % de leur résistance non imbibée lorsqu’elles sont saturées. Cette perte de résistance spectaculaire explique pourquoi les sols de fondation argileux sont tristement célèbres pour les ruptures de chaussée après des périodes humides prolongées et pourquoi l’essai CBR imbibé est essentiel pour la conception.

Le California Department of Transportation (Caltrans) — l’organisation qui a créé l’essai CBR — utilise une variante de l’essai CBR imbibé dans laquelle les échantillons sont compactés à la teneur en eau optimale et imbibés pendant 4 jours, mais le matériau n’est pas compacté à la teneur en eau optimale pour l’essai imbibé. Au lieu de cela, Caltrans utilise une procédure dans laquelle l’échantillon est compacté à une teneur en eau de 2 % à 4 % au-dessus de l’optimale pour l’essai imbibé, simulant la condition d’un sol de fondation qui a été soumis à une accumulation d’humidité pendant sa durée de vie en service. Cette procédure produit des valeurs CBR de conception plus conservatrices et a été adoptée par plusieurs agences routières d’États de l’ouest des États-Unis.

Valeurs CBR Typiques par Type de Sol

Les valeurs CBR varient considérablement dans l’ensemble du spectre des types de sols, de moins de 1 % pour les sols organiques et les argiles molles à plus de 80 % pour les couches de base en granulats concassés de haute qualité. Comprendre la plage CBR typique pour chaque type de sol est essentiel pour le dimensionnement préliminaire des chaussées, l’identification sur le terrain des sols de fondation problématiques et l’assurance qualité des matériaux de construction.

Le Système Unifié de Classification des Sols (USCS) , spécifié par ASTM D2487, fournit le cadre standard pour classer les sols et les associer aux plages CBR attendues. L’USCS divise les sols en catégories à grains grossiers (graviers et sables), à grains fins (limons et argiles) et hautement organiques (tourbe).

Graviers (groupes G) — sols dont plus de 50 % sont retenus sur le tamis n° 4 (4,75 mm) — présentent les valeurs CBR les plus élevées de tous les types de sols naturels. Le gravier bien gradué (GW) avec une bonne distribution des tailles de particules de 75 mm jusqu’au sable fin et au limon produit typiquement des valeurs CBR imbibé de 40 % à 80 %. Le CBR élevé résulte d’un excellent emboîtement des particules, d’un faible indice des vides et d’un angle de frottement interne élevé (φ = 40° à 50°). Le gravier mal gradué (GP) — gravier avec une distribution granulométrique étroite — a un emboîtement des particules plus faible mais atteint néanmoins des valeurs CBR de 30 % à 60 %. Le gravier limoneux (GM) avec jusqu’à 12 % de fines passant le tamis n° 200 produit un CBR de 20 % à 50 %, tandis que le gravier argileux (GC) peut avoir un CBR réduit à 15 % à 40 % selon la plasticité de la fraction argileuse.

Sables (groupes S) — sols dont plus de 50 % passent le tamis n° 4 mais plus de 50 % sont retenus sur le tamis n° 200 (75 μm) — produisent des valeurs CBR généralement inférieures à celles des graviers mais encore adéquates pour la plupart des applications de sols de fondation. Le sable bien gradué (SW) donne un CBR imbibé de 20 % à 40 %, tandis que le sable mal gradué (SP) produit 10 % à 25 %. Le sable limoneux (SM) — sable avec 5 % à 12 % de fines non plastiques ou faiblement plastiques — génère un CBR de 10 % à 20 %. Le sable argileux (SC) — sable avec des fines plastiques — produit un CBR de 5 % à 15 %, l’extrémité inférieure correspondant à des fines de plasticité plus élevée.

Limons (groupes M) — sols à grains fins avec limite de liquidité (LL) inférieure à 50 et indice de plasticité (PI) inférieur à la ligne A — présentent un CBR modéré à faible. Le limon de faible plasticité (ML) — farine de roche, loess ou limon inorganique avec LL < 50 — donne un CBR imbibé de 3 % à 15 %. Le limon élastique à haute plasticité (MH) — limon micacé ou diatomique avec LL > 50 — produit un CBR de 2 % à 8 %. Les limons sont particulièrement problématiques dans la conception des chaussées car ils sont très sensibles au gel, présentant une perte de résistance significative lors du dégel printanier lorsque les lentilles de glace fondent et produisent un excès de pression interstitielle.

Argiles (groupes C) — sols à grains fins avec PI au-dessus de la ligne A — produisent les valeurs CBR les plus faibles des sols inorganiques naturels. L’argile maigre de faible plasticité (CL) — LL < 50 — génère un CBR imbibé de 3 % à 10 %. L’argile grasse à haute plasticité (CH) — LL > 50 — donne un CBR imbibé de 1 % à 5 %. Le CBR des argiles dépend fortement de la teneur en eau de compactage : les argiles compactées 2 % à 3 % du côté sec de l’optimale peuvent avoir un CBR significativement plus élevé mais sont sujettes au gonflement lors de l’infiltration d’humidité, tandis que les argiles compactées du côté humide de l’optimale ont un CBR plus faible mais moins de potentiel de gonflement.

Sols organiques (groupes O et tourbe) — sols contenant de la matière organique — donnent les valeurs CBR les plus faibles. Le limon ou l’argile organique (OL/OH) produit un CBR imbibé de 0,5 % à 3 %, tandis que la tourbe (Pt) peut avoir un CBR inférieur à 0,5 %. Ces matériaux sont généralement impropres comme sols de fondation de chaussées et nécessitent un décaissement et un remplacement, une amélioration du sol (colonnes de pierre, drains verticaux préfabriqués) ou des systèmes de fondation spécialisés.

Le CBR dans le Dimensionnement des Chaussées Souples — Méthode FAA

La Federal Aviation Administration (FAA) utilise la méthode CBR comme fondement du dimensionnement des épaisseurs de chaussées souples aéroportuaires depuis les années 1960, date à laquelle la première circulaire consultative de conception de chaussées de la FAA a été publiée. La procédure de conception actuelle est définie dans la Circulaire consultative FAA AC 150/5320-6G — Airport Pavement Design and Evaluation, publiée en juin 2021, qui remplace toutes les versions précédentes. La conception est réalisée à l’aide du logiciel FAARFIELD (FAA Rigid and Flexible Iterative Elastic Layered Design) version 2.0, qui utilise la théorie élastique multicouche (LET) plutôt que les courbes de conception CBR traditionnelles utilisées dans les versions antérieures (AC 150/5320-6F et antérieures).

Malgré le passage à l’analyse élastique multicouche, le CBR reste le paramètre d’entrée fondamental pour la caractérisation de la résistance du sol de fondation dans FAARFIELD. Le logiciel fournit deux méthodes pour définir la résistance du sol de fondation : la saisie directe du module de résilience (Mr) si des données d’essai en laboratoire sont disponibles, ou l’estimation de Mr à partir de la valeur CBR de projet en utilisant la corrélation de Heukelom et Klomp : Mr (psi) = 1 500 × CBR (pour les sols à grains fins avec CBR ≤ 10). Pour les valeurs CBR plus élevées, FAARFIELD applique en interne la corrélation de Powell et al. : Mr (psi) = 2 550 × CBR^0,64.

La procédure de conception FAA pour les chaussées souples avec FAARFIELD comprend les étapes suivantes :

Étape 1 : Déterminer le CBR de projet du sol de fondation. La valeur CBR de projet est établie par un programme d’investigation géotechnique comprenant des sondages, un échantillonnage et des essais CBR en laboratoire (ASTM D1883, imbibition de 4 jours) à des emplacements représentatifs le long du tracé proposé de la chaussée. Pour les projets de pistes et de voies de circulation, les sondages sont généralement espacés de 150 m (500 pi) le long de l’axe central et aux emplacements des bords, avec des sondages supplémentaires dans les zones de variabilité suspectée du sol de fondation. Les valeurs CBR résultantes sont tracées en fonction de la station le long du tracé. Le CBR de projet est sélectionné comme la valeur au 90e au 95e centile — ce qui signifie que 90 % à 95 % des emplacements testés ont un CBR égal ou supérieur à la valeur de conception. Cette approche statistique garantit que la structure de la chaussée est adéquate pour la majorité des conditions de sol de fondation rencontrées, tout en acceptant qu’un petit pourcentage de zones plus faibles nécessitera un traitement individuel (par exemple, sur-excavation et remplacement, stabilisation ou renforcement géotextile).

Étape 2 : Définir l’aéronef de projet et le trafic. La chaussée doit être conçue pour l’aéronef de projet critique — le type d’aéronef qui génère la plus grande épaisseur de chaussée requise. Pour les aéroports de service commercial, l’aéronef critique est généralement le type d’aéronef le plus exigeant devant effectuer 500 départs annuels ou plus. Le logiciel FAARFIELD accepte les données d’entrée suivantes : type d’aéronef (à partir de la bibliothèque intégrée couvrant tous les types commerciaux et militaires, du Cessna 172 à l’Airbus A380) ; niveaux de départs annuels (500, 1 500, 5 000, 10 000, 20 000+) ; et configuration du train d’atterrissage (roue simple, double roue, double tandem, double tandem avec tricycle jumelé, triple double tandem, etc.).

Étape 3 : Saisir les propriétés des couches. FAARFIELD nécessite la saisie du module de résilience (ou de l’estimation basée sur le CBR) pour chaque couche de chaussée : sol de fondation (valeur CBR de projet), couche de fondation (typiquement CBR 15 à 30 pour les matériaux non traités, ou module 100 à 300 MPa pour les matériaux traités), couche de base (CBR 20 à 80 pour les granulats non liés, ou module 200 à 6 900 MPa pour les matériaux stabilisés), et surface bitumineuse (module 1 000 à 3 500 MPa selon la température, la qualité du bitume et les propriétés du mélange).

Étape 4 : Calcul itératif des épaisseurs. FAARFIELD calcule les contraintes et déformations critiques aux interfaces entre les couches de la chaussée en utilisant la théorie élastique de Boussinesq étendue pour les couches multiples (solution de Burmister). Les critères de conception critiques pour les chaussées souples sont la déformation horizontale de traction à la base de la couche de surface bitumineuse (contrôlant la fissuration par fatigue) et la déformation verticale de compression au sommet du sol de fondation (contrôlant l’orniérage du sol de fondation). Le logiciel ajuste itérativement les épaisseurs des couches jusqu’à ce que les déformations calculées au niveau de trafic de conception soient inférieures aux déformations admissibles. Les relations de déformation admissible sont basées sur les données d’essais accélérés de chaussées à grande échelle (APT) de l’Installation nationale d’essai de chaussées aéroportuaires (NAPTF) de la FAA au William J. Hughes Technical Center à Atlantic City, New Jersey.

Pour les projets de développement aéroportuaire où le logiciel FAARFIELD n’est pas disponible, la FAA fournit des courbes de conception standard dans les annexes de l’AC 150/5320-6G qui relient le CBR à l’épaisseur totale de chaussée requise pour différents types d’aéronefs et niveaux de départs annuels. Ces courbes sont dérivées de l’analyse élastique multicouche utilisant les mêmes critères de rupture que FAARFIELD et peuvent être utilisées pour la conception préliminaire, la vérification de la conception et les projets où le logiciel n’est pas accessible.

La couche de fondation dans la conception FAA est généralement construite avec un matériau ayant un CBR d’au moins 15. La couche de base (selon FAA Item P-208 ou P-209 pour la base en granulats, ou P-210 pour la base traitée au ciment) doit avoir un CBR minimum de 20 pour P-208 et de 30 pour P-209, vérifié par des essais en laboratoire. L’épaisseur totale de la structure de la chaussée — y compris la surface, la base et la fondation — est déterminée par FAARFIELD de sorte que la contrainte verticale sur le sol de fondation ne dépasse pas la capacité portante du sol de fondation, qui est fonction du CBR de projet. Le rapport de contrainte du sol de fondation — le rapport de la contrainte appliquée à la capacité portante du sol de fondation — est généralement limité à 0,5 à 0,7 pour les chaussées souples, selon le niveau de trafic et la fiabilité.

CBR et Classification de la Résistance du Sol de Fondation

Les valeurs CBR constituent la base des systèmes de classification de la résistance du sol de fondation utilisés par les agences de conception de chaussées dans le monde entier. La FAA AC 150/5320-6G classe la résistance du sol de fondation en quatre catégories basées sur le CBR :

Le Manuel de conception des aérodromes de l’OACI — Partie 3 (Doc 9157) utilise un système de classification équivalent avec des catégories de résistance du sol de fondation directement liées aux plages CBR pour la cohérence internationale. Les catégories sont identiques au système FAA : Élevée (CBR > 15), Moyenne (CBR 8 à 15), Faible (CBR 4 à 8), et Très faible (CBR < 4). Cette classification est utilisée non seulement pour le dimensionnement des épaisseurs mais aussi pour sélectionner le code de rapport PCN (Pavement Classification Number) approprié pour la résistance. Pour les chaussées rigides (en béton), la résistance du sol de fondation est classée comme A (Élevée), B (Moyenne), C (Faible) ou D (Très faible) avec les mêmes limites de CBR, exprimées en termes de module de réaction du sol de fondation effectif (valeur k) pour la conception des chaussées en béton.

La corrélation entre le CBR et le module de réaction du sol de fondation (valeur k) pour la conception des chaussées rigides est établie par la formule :

k (pci) = CBR × 7,5 (approximatif, pour les sols de fondation à grains fins)

Par exemple, un sol de fondation avec un CBR de 6 donne k = 45 pci (livres par pouce cube), tandis qu’un CBR de 15 donne k = 113 pci. La valeur k est utilisée dans la conception des épaisseurs de chaussées rigides (en béton) à l’aide du module de chaussée rigide de FAARFIELD ou des équations de contrainte de Westergaard pour la conception des dalles en béton.

Le California Department of Transportation (Caltrans) utilise la valeur R (Resistance Value) — également connue sous le nom de valeur R au stabilomètre — au lieu du CBR pour la conception des chaussées. Alors que le CBR mesure la résistance à la pénétration, la valeur R mesure la résistance à la pression latérale sous une charge verticale à l’aide du stabilomètre Hveem. Une corrélation entre la valeur R et le CBR a été établie :

CBR = (R + 10) / 2 (approximatif, valable pour une plage de valeur R de 0 à 80)

Ainsi, une valeur R de 50 correspond approximativement à un CBR de 30, tandis qu’une valeur R de 10 correspond approximativement à un CBR de 10. L’essai de valeur R est principalement utilisé dans l’ouest des États-Unis, tandis que le CBR est utilisé dans l’est des États-Unis et à l’international.

Le Corps du génie de l’armée américaine (USACE) classe les sols de fondation pour la conception des chaussées aéronautiques en utilisant les courbes de conception CBR développées pendant la Seconde Guerre mondiale et continuellement affinées par des essais à grande échelle. La classification USACE regroupe les sols de fondation en Catégorie 1 (CBR > 20) , Catégorie 2 (CBR 10 à 20) , Catégorie 3 (CBR 5 à 10) , Catégorie 4 (CBR 3 à 5) et Catégorie 5 (CBR < 3) . La méthode USACE est plus conservatrice que la FAA pour les sols de fondation très faibles, nécessitant des couches de protection supplémentaires lorsque le CBR tombe en dessous de 3.

Corrélations avec le Module de Résilience

Le module de résilience (Mr) — la rigidité élastique d’un sol sous des charges de roues mobiles répétées — est la propriété matérielle fondamentale utilisée dans la conception mécanistico-empirique des chaussées. Alors que le CBR mesure la résistance d’un sol à la pénétration à un seul taux de charge (essentiellement une mesure de la résistance au cisaillement non drainé), le module de résilience mesure la déformation récupérable (élastique) sous charge cyclique — une représentation plus directe de la réponse d’un matériau de chaussée aux charges de trafic mobiles. La relation entre le CBR et Mr est essentielle car la plupart des agences de conception de chaussées disposent de décennies de données d’essais CBR mais utilisent de plus en plus des méthodes mécanistico-empiriques nécessitant la saisie de Mr.

La corrélation la plus utilisée est la formule de Heukelom et Klomp (1962) , développée à partir d’une vaste base de données d’essais CBR et triaxiaux cycliques sur des sols de fondation à grains fins :

Mr (psi) = 1 500 × CBR pour les sols à grains fins avec CBR ≤ 10

Par exemple :

• CBR 1 → Mr = 1 500 psi (10,3 MPa)
• CBR 3 → Mr = 4 500 psi (31,0 MPa)
• CBR 5 → Mr = 7 500 psi (51,7 MPa)
• CBR 10 → Mr = 15 000 psi (103,4 MPa)

Cette formule est incorporée dans le Guide AASHTO pour la conception des structures de chaussées (1993) et est la conversion par défaut dans le logiciel FAARFIELD de la FAA pour les matériaux de sol de fondation avec CBR ≤ 10. Pour les valeurs CBR supérieures à 10, l’AASHTO recommande la formule de Powell et al. (1984) :

Mr (psi) = 2 550 × CBR^0,64

Cette relation donne :

• CBR 15 → Mr = 13 200 psi (91 MPa)
• CBR 20 → Mr = 15 950 psi (110 MPa)
• CBR 40 → Mr = 25 100 psi (173 MPa)
• CBR 80 → Mr = 38 500 psi (265 MPa)

La norme européenne — BS 8006 (Code of Practice for Strengthened/Reinforced Soils and Other Fills) — recommande la corrélation d’Alpan (1970) pour les sols à grains fins :

Mr (MPa) = 16 × CBR^0,64 (approximatif, avec Mr en MPa)

Le Transport and Road Research Laboratory (TRRL) au Royaume-Uni a développé la corrélation suivante à partir d’essais approfondis sur les sols de fondation britanniques :

Mr (MPa) = 17,6 × CBR^0,64

Pour les matériaux granulaires de base et de fondation, Mr est moins fiablement prédit à partir du CBR car les matériaux granulaires présentent une rigidité dépendante de la contrainte — le module augmente avec l’augmentation de la pression de confinement. La méthode de conception Shell recommande :

Mr (psi) = 3 000 × CBR^0,50 pour les matériaux granulaires

*Utilisation de la formule de Powell et al. pour CBR > 10

La FAA a mené des recherches approfondies sur les corrélations CBR-Mr en utilisant les données de l’Installation nationale d’essai de chaussées aéroportuaires (NAPTF) , où des sections d’essai de chaussées souples à grande échelle avec des valeurs CBR connues du sol de fondation ont été soumises à des charges d’aéronefs contrôlées tandis que les déformations du sol de fondation étaient continuellement mesurées. La validation NAPTF a confirmé que la relation de Heukelom et Klomp est conservatrice pour les sols de fondation aéroportuaires — ce qui signifie que les épaisseurs de chaussée conçues en utilisant la corrélation Mr = 1 500 × CBR ont tendance à être légèrement surdimensionnées par rapport aux performances mesurées par la NAPTF. Cependant, la FAA continue d’utiliser la corrélation de Heukelom et Klomp pour la conception afin de maintenir la cohérence avec l’ensemble existant de l’expérience de conception empirique.

Pour les projets critiques de chaussées aéroportuaires (grands aéroports commerciaux desservant les aéronefs de codes E et F), la FAA recommande des essais directs de Mr selon AASHTO T307 (Determining the Resilient Modulus of Soils and Aggregate Materials) plutôt que de se fier aux corrélations CBR-Mr. L’AASHTO T307 soumet le matériau à une séquence de chargements triaxiaux cycliques à des pressions de confinement et des contraintes déviatoriques variables, mesurant directement la déformation axiale résiliente (récupérable). Le protocole d’essai comprend 15 séquences de chargement pour les matériaux de sol de fondation et 30 séquences pour les matériaux de base/fondation, chacune appliquant 100 répétitions de charge avec une durée de charge de 0,1 seconde et une période de repos de 0,9 seconde. Les essais directs Mr ajoutent un coût significatif — environ 500 à 1 000 $ par essai contre 75 à 150 $ pour un essai CBR imbibé standard — mais fournissent des valeurs de module spécifiques aux couches qui optimisent l’épaisseur de la chaussée et réduisent le risque de rupture prématurée.

CBR de Terrain — Pénétromètre Dynamique à Cône

Le pénétromètre dynamique à cône (DCP) est un dispositif de terrain portable, rapide et économique qui fournit un profil de résistance in situ continu des sols de fondation et des couches de chaussée non liées. Le DCP a été initialement développé en Afrique du Sud dans les années 1950 pour l’évaluation des chaussées routières et a été normalisé au niveau international sous le nom d’ASTM D6951 (Standard Test Method for Use of the Dynamic Cone Penetrometer in Shallow Pavement Applications). La FAA reconnaît explicitement les essais DCP comme une alternative acceptable aux essais CBR en laboratoire pour l’évaluation du sol de fondation dans l’AC 150/5320-6G Annexe D.

L’appareil DCP standard se compose d’une tige en acier de 16 mm (0,63 pouce) de diamètre avec une pointe conique à 60 degrés remplaçable à l’extrémité inférieure et un marteau coulissant à l’extrémité supérieure. Le marteau a une masse de 8 kg (17,6 lb) et est lâché d’une hauteur fixe de 575 mm (22,6 pouces) sur une enclume, enfonçant le cône dans le sol. La profondeur de pénétration par coup de marteau est enregistrée, et la pénétration cumulée est tracée en fonction du nombre de coups. Le DCP fournit un profil de résistance continu avec la profondeur — un avantage significatif par rapport à l’essai CBR en laboratoire, qui n’évalue le matériau qu’à une seule densité et condition d’humidité.

La corrélation entre le taux de pénétration DCP et le CBR est exprimée par la formule générale adoptée par le Corps du génie de l’armée américaine et l’ASTM D6951 :

CBR = 292 / (Taux de Pénétration DCP)^1,12

Où le Taux de Pénétration (PR) du DCP est la pénétration moyenne en millimètres par coup (mm/coup) sur un intervalle de profondeur spécifique. Par exemple :

• PR = 5 mm/coup → CBR = 292 / 5^1,12 = 292 / 6,74 = CBR 43
• PR = 10 mm/coup → CBR = 292 / 10^1,12 = 292 / 13,77 = CBR 21
• PR = 20 mm/coup → CBR = 292 / 20^1,12 = 292 / 28,11 = CBR 10,4
• PR = 40 mm/coup → CBR = 292 / 40^1,12 = 292 / 57,45 = CBR 5,1
• PR = 100 mm/coup → CBR = 292 / 100^1,12 = 292 / 158,5 = CBR 1,8

Pour différents types de sols, des formules de corrélation plus spécifiques ont été développées grâce à un calibrage approfondi sur le terrain. Le Transport Research Laboratory (TRL, Royaume-Uni) recommande des formules spécifiques au type de sol :

• Pour les sols cohérents (argiles, limons — CH, CL, MH, ML) : CBR = 3 452 / PR² (où PR est en mm/coup)
• Pour les sols granulaires (sables, graviers — SW, SP, GW, GP) : CBR = 1 972 / PR^1,65
• Pour les argiles à haute plasticité (CH) : CBR = 348 / PR (relation linéaire)

Le DCP est particulièrement utile pour le contrôle qualité de la construction lorsque des essais rapides et fréquents sont nécessaires. Un essai DCP jusqu’à une profondeur de 600 mm (24 pouces) — suffisant pour évaluer le profil complet du sol de fondation pour la plupart des sections de chaussées aéroportuaires — prend environ 10 à 15 minutes à réaliser, contre 4 à 7 jours pour un essai CBR imbibé en laboratoire. Cette rapidité permet à l’ingénieur géotechnicien ou à l’équipe d’assurance qualité de la construction d’évaluer des dizaines d’emplacements d’essai en une seule journée, fournissant des données en temps réel pour les décisions de construction.

Le DCP est également utilisé pour l’investigation forensique des chaussées afin d’identifier l’emplacement et l’ampleur des couches faibles dans la structure de la chaussée. Par exemple, un profil DCP à travers une chaussée souple existante peut révéler : une résistance élevée à la pénétration (CBR faible) en surface due au liant bitumineux ou à la stabilisation au ciment ; une résistance modérée à la pénétration à travers les couches de base et de fondation (typiquement CBR 30 à 80) ; et une faible résistance à la pénétration dans le sol de fondation (typiquement CBR 3 à 15). Une augmentation soudaine du taux de pénétration à une profondeur spécifique indique une couche faible qui peut être la cause de la détresse de la chaussée — comme une lentille d’argile saturée sous un sol de fondation sableux, ou une zone de remblai mal compacté.

La FAA (AC 150/5320-6G Annexe D) fournit des directives spécifiques sur les essais DCP pour les projets de chaussées aéroportuaires : les emplacements d’essai doivent être espacés d’au maximum 150 m (500 pi) le long de l’axe central de la chaussée, avec des essais décalés aux emplacements des accotements ; la profondeur d’essai doit s’étendre d’au moins 1,5 m (5 pi) en dessous du niveau proposé du sol de fondation pour identifier les zones faibles plus profondes ; des essais de teneur en eau doivent accompagner les essais DCP pour évaluer l’effet de la saturation sur la résistance ; et les valeurs CBR dérivées du DCP doivent être corrélées avec les essais CBR imbibés en laboratoire sur des échantillons représentatifs pour un calibrage spécifique au projet.

Les limitations des essais DCP comprennent : l’essai mesure la résistance à la teneur en eau in situ, qui peut ne pas représenter la condition de conception (imbibée) ; les matériaux granulaires peuvent être perturbés par la pénétration du cône, affectant la résistance mesurée dans les coups suivants ; et le cône peut être dévié ou obstrué par des granulats grossiers ou des fragments rocheux, produisant des lectures CBR erronément élevées. Malgré ces limitations, le DCP est largement considéré comme l’outil de terrain le plus pratique pour l’évaluation de la résistance du sol de fondation et est requis par de nombreuses spécifications de construction aéroportuaire.

Le CBR dans la Conception des Chaussées Aéroportuaires

L’utilisation du CBR dans la conception des chaussées aéroportuaires est régie par l’Annexe 14 de l’OACI — Aérodromes, Volume 1 (Conception et exploitation technique des aérodromes), et détaillée dans le Doc 9157 de l’OACI — Manuel de conception des aérodromes, Partie 3 : Chaussées. Le manuel de l’OACI fournit un aperçu complet de la méthode de conception CBR, y compris des courbes de conception détaillées, des spécifications de matériaux et des procédures de contrôle qualité adaptées pour une application internationale.

L’Annexe 14 de l’OACI définit quatre Catégories de résistance du sol de fondation pour la conception des chaussées et la déclaration PCN :

Ces codes sont utilisés dans le système de déclaration PCN (Pavement Classification Number) — une méthode mandatée par l’OACI pour déclarer la résistance des chaussées aux pilotes et aux compagnies aériennes. Le code PCN comprend la catégorie de résistance du sol de fondation comme l’un des cinq éléments du code, permettant aux exploitants d’aéronefs de faire correspondre les charges des aéronefs (exprimées sous forme de Numéro de classification d’aéronef — ACN) à la résistance de la chaussée. Par exemple, un PCN de 65/F/B/W/T indique une chaussée avec un PCN de 65, chaussée souple, sol de fondation de résistance moyenne (CBR 8-15), sans restriction de pression des pneus, et évaluée par analyse technique. Le code de résistance du sol de fondation (lettre B dans cet exemple) fait directement référence à la classification basée sur le CBR.

La méthode de conception de l’OACI pour les chaussées souples suit une approche empirique basée sur le CBR similaire à la méthode historique de la FAA (AC 150/5320-6E et antérieures). Les courbes de conception relient le CBR du sol de fondation, la charge de l’aéronef, la pression des pneus et le nombre de couvertures (passages) à l’épaisseur totale de chaussée requise au-dessus du sol de fondation. La méthode distingue les aéronefs légers (poids brut ≤ 5 700 kg ou 12 500 lb) des aéronefs lourds (poids brut > 5 700 kg), fournissant des courbes de conception distinctes pour chaque catégorie. Pour les aéronefs légers, les courbes de conception sont basées sur des charges de roue simple avec des pressions de pneus allant jusqu’à 0,7 MPa (100 psi). Pour les aéronefs lourds, les courbes tiennent compte des configurations de train d’atterrissage à roues multiples (double, double tandem, double tandem avec tricycle jumelé) et des pressions de pneus allant jusqu’à 1,5 MPa (220 psi).

La procédure de conception de l’OACI nécessite les données d’entrée suivantes :

• Aéronef de projet (ou mixte d’aéronefs)
• Charge de roue et pression des pneus de l’aéronef de projet
• Départs annuels (ou couvertures totales sur la durée de vie de conception)
• CBR du sol de fondation (imbibition de 4 jours, ASTM D1883)
• Qualité des matériaux dans chaque couche de chaussée

L’épaisseur de conception est ensuite lue à partir de courbes standard ou calculée à l’aide des équations de conception de l’OACI, qui sont dérivées des relations CBR de l’USACE avec des modifications pour les configurations de train d’atterrissage des aéronefs modernes. L’épaisseur minimale recommandée de la structure de la chaussée pour toute chaussée aéronautique (indépendamment du CBR) est de 300 mm (12 pouces) pour les chaussées souples et de 150 mm (6 pouces) pour les chaussées rigides, garantissant une protection adéquate contre le gel et la stabilité de construction.

Pour l’évaluation des chaussées aéroportuaires — détermination de la capacité portante des chaussées existantes — les valeurs CBR sont obtenues par des essais DCP sur le terrain (ASTM D6951) ou par des essais en laboratoire sur des carottes et échantillons extraits de la structure de chaussée existante. Le CBR du sol de fondation existant est évalué à la teneur en eau in situ, mais une valeur CBR imbibée est estimée en utilisant la corrélation spécifique au projet entre les valeurs de terrain et de laboratoire. La capacité structurale de la chaussée évaluée est ensuite exprimée sous forme de PCN en utilisant le format de déclaration de l’OACI.

Les manuels de conception des chaussées d’Airbus et de Boeing — publiés par les constructeurs à des fins de planification aéroportuaire — utilisent tous deux le CBR comme paramètre principal du sol de fondation pour la conception des chaussées souples. Airbus fournit des abaques CBR standard pour chaque type d’aéronef (A320, A330, A380, etc.) reliant l’épaisseur de chaussée requise au CBR du sol de fondation pour les chaussées souples et rigides. Boeing publie des abaques similaires dans les Boeing Airport Compatibility Documents pour chaque famille d’aéronefs (737, 747, 777, 787). Un planificateur aéroportuaire évaluant les exigences de chaussée pour un nouveau type d’aéronef peut utiliser ces abaques avec un CBR connu du sol de fondation pour déterminer si l’épaisseur de chaussée existante est adéquate.

La considération critique dans la conception des chaussées aéroportuaires est que le CBR de conception représente la pire condition de service — généralement le CBR du sol de fondation à la teneur en eau d’équilibre, qui peut être de 2 % à 5 % supérieure à la teneur en eau optimale pour les sols à grains fins. La FAA et l’OACI spécifient le CBR imbibé pendant 4 jours car il a été démontré qu’il produit des épaisseurs de chaussée adéquates pour les performances à long terme. Les valeurs CBR non imbibé ne doivent jamais être utilisées pour la conception des chaussées aéroportuaires, car elles ne tiennent pas compte de l’augmentation inévitable de l’humidité qui se produit sous les surfaces de chaussée imperméables au fil du temps en raison de la migration de la vapeur d’eau, des fluctuations de la nappe phréatique et de l’infiltration des eaux de surface à travers les fissures et les joints.

L’avenir du CBR dans la conception des chaussées aéroportuaires évolue avec la transition vers les méthodes de conception mécanistico-empiriques (M-E). Le logiciel FAARFIELD de la FAA utilise désormais l’analyse élastique multicouche avec saisie directe de Mr, et le Guide de conception M-E des chaussées aéroportuaires actuellement en développement affinera davantage le rôle du CBR en tant que paramètre d’entrée. Cependant, il est peu probable que le CBR soit complètement remplacé — la vaste base de données existante de résultats d’essais CBR, la simplicité et le faible coût de l’essai, ainsi que sa spécification continue dans les normes de l’OACI et les normes nationales garantissent que le CBR restera une pierre angulaire de l’ingénierie des chaussées aéroportuaires pour les décennies à venir.