Qu’est-ce que le scellement de fissures ?

Définition

Le scellement de fissures est un traitement d’entretien de chaussée qui place un produit de scellement dans une fissure active, ou au-dessus d’elle, pour empêcher l’eau et les matériaux incompressibles d’y pénétrer. La FHWA le définit comme la pose de matériaux de traitement spécialisés au-dessus des fissures actives ou à l’intérieur de celles-ci. Le but est d’empêcher l’eau et les matériaux incompressibles d’entrer dans la fissure (FHWA-RD-99-147, section 2.3).

Une fissure active se déplace de plus de 3 mm chaque année dans le sens horizontal. La plupart sont des fissures transversales. Une fissure inactive bouge moins et se traite par remplissage de fissures avec un matériau moins coûteux. Voir remplissage de fissures.

Le scellement de fissures demande plus de réflexion que le remplissage. La FHWA indique qu’il exige une planification plus poussée, un coût plus élevé, des matériaux plus spécialisés et un matériel plus sophistiqué. Une fissure qui présente un fort mouvement vertical demande une stratégie de réparation, et non un produit de scellement.

Pour le scellement des joints d’une chaussée en béton, voir produit de scellement des joints . L’article P-605 de la FAA couvre le produit de scellement des joints comme celui des fissures.

Quelles fissures sceller

La FHWA fonde surtout le choix sur le mouvement annuel de la fissure. Le tableau 3 du manuel donne aussi ces critères de scellement :

• Largeur de fissure de 5 à 19 mm.
• Dégradation des bords (écaillages et fissures secondaires) sur moins de 25 % de la longueur de la fissure.
• Mouvement horizontal annuel de plus de 3 mm.
• Types de fissures courants : fissures thermiques transversales, fissures de réflexion transversales, et certaines fissures de réflexion longitudinales et fissures de joints de reprise à froid.

Le remplissage de fissures s’applique aux fissures de 5 à 25 mm de largeur, avec une dégradation des bords sur moins de 50 % de la longueur et un mouvement inférieur à 3 mm. L’AC 150/5380-6C de la FAA traite les fissures de plus de 1 pouce (2,5 cm) dans une chaussée souple comme un cas de réparation partielle ou complète de l’épaisseur. Elle traite la fissuration en peau de crocodile, due à une défaillance de la fondation ou de la plateforme, comme un cas de dépose et de remplacement (tableau 6-1).

Matériaux de scellement

La FHWA répartit les matériaux de fissures en trois familles (FHWA-RD-99-147, section 3.2) :

• Matériaux bitumineux thermoplastiques appliqués à froid, comme l’émulsion de bitume et l’émulsion modifiée par polymère.
• Matériaux bitumineux thermoplastiques appliqués à chaud, comme le bitume pur, le bitume fibré, le bitume caoutchouté et l’asphalte caoutchouté.
• Matériaux thermodurcissables à durcissement chimique, c’est-à-dire le silicone autonivelant.

Le bitume pur et l’émulsion ont peu de souplesse, donc la FHWA ne les retient que pour remplir des fissures inactives. L’asphalte caoutchouté, l’asphalte caoutchouté à faible module et le silicone servent au scellement. Les fissures actives ont besoin d’un matériau qui adhère aux parois de la fissure et se plie quand elle s’ouvre et se referme. La FHWA préfère les matériaux modifiés au caoutchouc, à faible contrainte d’allongement à basse température.

La FAA cite ces normes pour le scellement des fissures et des joints sur les aérodromes :

L’ASTM D6690 compte quatre types. Ils diffèrent par l’allongement que le produit doit atteindre à froid. Le type I s’allonge de 50 % à 0 °F (-18 °C). Les types II et III s’allongent de 50 % à -20 °F (-29 °C). Le type IV s’allonge de 200 % à -20 °F (-29 °C), pour les climats très froids (FHWA-HIF-18-019, tableau 1).

Réservoir, bande et facteur de forme

Les équipes placent le produit de scellement selon l’une de quatre configurations : remplissage affleurant, réservoir, bande en surépaisseur et configuration combinée (FHWA-RD-99-147, section 3.3). Un réservoir est un canal qu’une fraise ou une scie creuse le long de la fissure. Une bande en surépaisseur est un produit de scellement posé au-dessus de la fissure et façonné en bande. La FHWA donne des bandes typiques de 75 à 125 mm de large et de 3 à 6 mm d’épaisseur.

Pour la durée de vie du produit de scellement, la FHWA indique de considérer les configurations affleurante, en réservoir et en bande posée en retrait. Une bande en surépaisseur s’use sous la circulation. Les émulsions, le bitume pur et le silicone ne doivent pas être exposés à la circulation.

Le facteur de forme de la FHWA-RD-99-147 est le rapport entre la largeur du produit de scellement et sa profondeur. La FHWA recommande un facteur de forme de 1 pour l’asphalte caoutchouté et de 2 pour le silicone. Un cordon de fond de joint peut fixer la profondeur d’un réservoir profond. La FHWA indique que le cordon doit être environ 25 % plus large que le réservoir. Le silicone est peut-être le seul matériau que la FHWA recommande d’utiliser avec un cordon de fond de joint.

Comment les équipes scellent une fissure sur un aérodrome

L’AC 150/5380-6C, annexe A1, donne la procédure pour les fissures plus étroites que 1 pouce (2,5 cm) dans une chaussée souple :

1. Nettoyez les fissures à l’air chaud comprimé provenant d’un compresseur muni d’un piège à huile et à eau.
2. Au besoin, sciez ou fraisez les fissures à la largeur et à la profondeur que précise le fabricant du produit de scellement.
3. Vérifiez la largeur, la profondeur et l’alignement de la fissure. Assurez-vous que les parois de la fissure sont sèches.
4. Posez un cordon de fond de joint si le fabricant du produit l’exige. Ce cordon doit répondre à la norme ASTM D5249 et avoir un diamètre supérieur de 25 % à la largeur du réservoir.
5. Appliquez le produit de scellement du fond de la fissure vers le haut, et gardez sa surface à 6 à 9 mm sous la surface de la chaussée.
6. Interdisez la circulation jusqu’à ce que le produit ait durci.

Ne scellez pas une fissure humide. Commencez seulement lorsque la chaussée est à 10 °C (50 °F) et en hausse, ou selon la recommandation du fabricant du produit. Le produit de scellement appliqué à chaud doit répondre à la norme ASTM D6690. La liste de contrôle de la FHWA pour les routes donne une température minimale typique de 40 °F (4 °C) et en hausse.

Pour le fraisage, l’article P-101 exige que la fraise ou la scie enlève au moins 2 mm de chaque côté de la fissure. Un lance à air chaud suit. L’article P-101 renvoie ensuite le scellement à l’article P-605.

La liste de contrôle de la FHWA énumère l’équipement à vérifier avant les travaux. Traitez ces éléments comme des pratiques routières, et non comme des exigences de la FAA :

• Pour le produit appliqué à chaud, une fondeuse à double enveloppe chauffée indirectement, avec agitation mécanique. Son chauffage est régulé par thermostat à plus ou moins 5 °F (3 °C).
• Une fraise à impact rotatif ou une scie à fissures aléatoires, pour creuser le réservoir.
• Un compresseur d’air muni de pièges à huile et à humidité. Il fournit 70 à 100 psi (480 à 690 kPa) et 70 à 150 cfm (33 à 71 l/s).
• Des outils qui façonnent le produit, et une pompe pour le produit appliqué à froid.
• Un contrôle de la poussière sur les équipements de coupe et de nettoyage, pour limiter l’exposition à la silice.

La liste de contrôle de la FHWA ajoute des vérifications pour l’équipe. Passez le doigt le long des parois de la fissure pour trouver les éléments détachés ou la poussière, et nettoyez à nouveau si de la poussière subsiste. Vérifiez l’humidité des parois de la fissure et du réservoir. Le soufflage à l’air chaud précède immédiatement le produit chaud, pendant 5 minutes au plus ou 54 yards au plus. Chauffez le produit au moins à la température d’application du fabricant, sans la dépasser.

Fissures dans une chaussée en béton

L’AC 150/5380-6C, para 6.3.1.1, indique que le scellement des fissures empêche l’humidité de surface de pénétrer dans la structure de la chaussée. La réparation peut exiger un réservoir de produit de scellement. Une scie à béton est préférable à une fraise, car une fraise peut provoquer des microfissures dans la chaussée en béton voisine. Les fissures de retrait sont non structurelles et ne se propagent pas. Elles sont cosmétiques et ne demandent en général aucune réparation.

Le tableau 6-2 de la même circulaire donne un nettoyage et scellement pour les fissures d’une chaussée rigide. Il donne aussi la réparation ou le remplacement de la dalle, et une évaluation de la structure de chaussée. La perte d’appui de la dalle, la répétition des charges, les contraintes de gauchissement et les contraintes de retrait sont les causes probables.

Calendrier et durée de vie

Le scellement de fissures est un traitement préventif. La FHWA le recommande peu après la formation des fissures actives, au printemps ou à l’automne, entre 7 et 18 °C, car les fissures sont alors en partie ouvertes. La FAA range le nettoyage, le remplissage et le scellement courants des fissures parmi l’entretien préventif. Elle précise aussi que la détection précoce et la réparation des défauts sont l’étape préventive la plus importante. L’AC 150/5320-6G ajoute que le scellement courant des fissures est nécessaire pour obtenir toute la durée de vie d’une chaussée souple ou rigide.

Les sites d’essai SHRP H-106 ont donné ces durées de vie (FHWA-RD-99-147) :

La FHWA-HIF-10-020 donne une autre mesure. Sur 11 projets routiers dans quatre États, le scellement de fissures a prolongé la durée de vie de la chaussée de 0 à 4 ans (tableau 9). La fourchette est large, donc un aérodrome donné peut obtenir d’autres résultats.

Problèmes courants

La liste de contrôle de la FHWA pour le traitement des fissures énumère ces problèmes et leurs remèdes :

Inspection des fissures scellées

Un produit de scellement défaillant laisse entrer l’eau. La FHWA indique de vérifier l’adhérence en appuyant sur le produit refroidi, avec la main ou un outil. S’il se décolle, retirez-le et scellez à nouveau la fissure. L’AC 150/5380-6C nomme cinq types de dommages au scellement des joints sur béton : le décollement, l’extrusion, le durcissement, la perte d’adhérence au bord de la dalle et l’absence de produit.

Un relevé d’état enregistre la longueur et la largeur des fissures, comme dans le travail sur l’indice de l’état de la chaussée . Il indique quelles fissures peuvent être scellées et quelles fissures scellées demandent un second examen. Pour un relevé par drone, TarmacView planifie le vol et capture les photos à ce jour. La détection des fissures et la cotation ASTM D5340 sont en développement.