Qu’est-ce qu’une chaussée rigide ?

Chaussée rigide

Définition

Une chaussée rigide est une chaussée dans laquelle une couche de surface en béton de ciment assure l’essentiel de la résistance à la charge.

La circulaire FAA AC 150/5320-6G indique que la couche de surface d’une chaussée rigide est généralement du béton de ciment, article P-501. Cette couche de surface est un ensemble de dalles de béton. La page chaussée couvre tous les types de chaussée. La page piste en béton couvre l’usage en piste. Cette page couvre le type rigide.

Comment une chaussée rigide porte la charge

Une chaussée rigide utilise une couche structurelle très rigide. La circulaire FAA AC 150/5335-5D indique que la rigidité de cette couche crée un effet de poutre. Cet effet répartit la charge sur une grande surface de la plateforme support. La capacité dépend de la résistance du béton. Elle dépend aussi d’un appui uniforme des couches inférieures.

Les couches sont les dalles de béton, une couche de base et une plateforme support compactée (AC 150/5320-6G, 3.16.1.1). La base assure un appui uniforme et stable aux dalles (3.16.3.1). La FAA exige une base stabilisée sous les chaussées pour avions de plus de 45 360 kg (100 000 lb) (3.16.3.2). Les pages couche de base et plateforme support couvrent ces couches.

Épaisseur, résistance et gel

• Épaisseur minimale. La surface en béton fait au moins 150 mm (6 po) pour toutes les classes de masse d’avion (tableau 3-4).
• Résistance de conception. La flexion est l’action principale dans une chaussée en béton, donc la résistance à la flexion compte le plus. La FAA recommande une résistance à la flexion de conception de 4,14 à 5,17 MPa (600 à 750 psi) pour la plupart des travaux d’aérodrome (3.16.7.3).
• Gel. Les dalles de moins de 230 mm (9 po) sont plus exposées aux dégâts de gel. La FAA indique qu’il est recommandé de renforcer ces dalles avec au moins 0,050 % d’acier dans les deux directions. Cela s’applique lorsque la plateforme peut gonfler, que l’humidité peut geler et que la base n’a pas de protection contre le gel (3.16.5.3).
• Mode de rupture. FAARFIELD vérifie un seul mode pour une chaussée rigide. C’est la fissuration ascendante de la dalle, qu’il contrôle en limitant la contrainte à la base du béton (3.16.1.2).

Joints

Les variations de température et d’humidité provoquent des variations de volume et un gauchissement des dalles. La contrainte peut être forte. Les joints divisent la chaussée en dalles de taille définie. Ils réduisent donc la contrainte et limitent la fissuration aléatoire (3.16.8.1 et 3.16.8.2).

L’AC 150/5320-6G (3.16.9.1) classe les joints selon leur fonction :

• Joints d’isolement. Ils se placent là où la chaussée rencontre une structure. Ils se placent aussi là où deux chaussées peuvent se déplacer dans des directions différentes, par exemple une voie de circulation et une piste. Une extension future commence à l’un d’eux.
• Joints de retrait. Ils donnent une fissuration contrôlée lorsque le béton se rétracte sous l’effet d’une baisse d’humidité ou de température. Ils réduisent aussi la contrainte due au gauchissement.
• Joints de construction. Ils assemblent deux dalles que les équipes posent à des moments différents, par exemple à la fin d’une journée ou entre deux voies de mise en œuvre. Pour les avions de 13 610 kg (30 000 lb) ou plus, la FAA utilise les joints de construction de type E.

L’épaisseur de la dalle commande l’espacement des joints, et non l’inverse. Les petites dalles se comportent en général mieux à long terme (3.16.8.4). Le tableau 3-7 donne l’espacement maximal recommandé dans chaque direction.

L’espacement transversal reste égal à 1,25 fois l’espacement longitudinal, ou moins. Un espacement supérieur à 6,1 m (20 pi) exige une analyse technique dans le rapport de l’ingénieur. La circulaire indique aussi de sceller tous les joints (3.16.8.5). Les articles P-604 et P-605 de l’AC 150/5370-10 donnent les mastics. La page mastic d’étanchéité pour joints les couvre.

Épaufrure aux joints

L’épaufrure aux joints est la désagrégation du bord de la dalle à moins de 0,6 m (2 pi) du côté d’un joint. La circulaire FAA AC 150/5380-6C (3.2.2) indique qu’une épaufrure de joint ne traverse en général pas toute l’épaisseur de la dalle. Elle rejoint le joint en biais. Une cassure d’angle diffère, car elle traverse toute l’épaisseur.

La circulaire donne trois causes. La première est une contrainte excessive au joint, ou une fissure, due à un matériau incompressible dans le joint. La deuxième est un béton faible au joint, à cause d’un surtravail, combiné aux charges du trafic. La troisième est un désalignement des goujons, qui retiennent la dalle et empêchent le mouvement.

La dégradation du mastic de joint peut conduire à l’épaufrure. La circulaire indique que les mastics endommagés laissent la terre et les pierres s’accumuler dans les joints. Ce matériau empêche les dalles de se dilater, et il peut provoquer un soulèvement, une fracturation ou une épaufrure. La page épaufrure des joints couvre les niveaux de cotation et la réparation. Cette page couvre pourquoi une chaussée rigide a des joints qui peuvent s’épaufrer.

Autres dégradations d’une chaussée rigide

La circulaire AC 150/5380-6C (3.2.2) classe les dégradations en cinq groupes.

• Fissuration. Fissures longitudinales, transversales et diagonales, cassures d’angle, fissuration de durabilité (D), fissures de retrait et dalles fracturées. Une dalle fracturée compte quatre morceaux ou plus. Les pages D-cracking et dalle fracturée couvrent deux de ces types.
• Dégradation du mastic de joint. Décollement, extrusion, durcissement, perte d’adhérence et mastic manquant.
• Désintégration. Écaillage, faïençage, réaction alcali-silice, épaufrure des joints et des angles, soulèvements, éclatements superficiels et rupture des réparations.
• Déformation. Pompage et dénivellation (faulting). Le pompage est l’éjection d’eau et de matériau de base par les joints ou les fissures.
• Perte d’adhérence. Granulats polis et contaminants, comme les dépôts de caoutchouc.

La désintégration casse la chaussée en morceaux petits et détachés (3.2.2). Les épaufrures, l’écaillage et les éclatements peuvent donc produire des corps étrangers (FOD), et une inspection les cherche.

Chaussée rigide et chaussée souple

• Chemin de la charge. Une chaussée rigide s’appuie sur la dalle rigide. Une chaussée souple s’appuie sur les couches ensemble.
• Pression des pneus. La pression des pneus a un effet négligeable sur la conception d’une chaussée rigide (3.12.6.3). La circulaire AC 150/5335-5D (4.5.4.1) indique qu’une chaussée rigide peut en général supporter le code W, la catégorie de forte pression des pneus.
• Rupture. La rupture structurelle d’une chaussée rigide est une fissuration de charge étendue des dalles (3.10). Pour une chaussée souple, c’est une plateforme qui n’est plus protégée.
• Réparation. Une chaussée rigide peut voir jusqu’à 30 % de ses dalles réparées ou remplacées au titre de la réhabilitation. Au-delà de 30 %, c’est une reconstruction (4.3 et 4.4).

La page chaussée souple couvre l’autre type, y compris son orniérage.

Recouvrements et code de résistance

Un recouvrement d’enrobé sur une chaussée rigide donne une chaussée composite. La circulaire AC 150/5380-6C indique que la fissuration de réflexion survient le plus souvent dans les recouvrements d’enrobé sur béton, car les fissures et les joints de l’ancienne dalle remontent. La page recouvrement d’asphalte couvre les recouvrements.

La méthode ACR-PCR déclare une chaussée rigide avec le code R (annexe 14 de l’OACI, 2.6.6). Un exemple de code est 800/R/B/W/T. R désigne une chaussée rigide, et B une plateforme de résistance moyenne. W indique une pression de pneus élevée, et T une évaluation technique (AC 150/5335-5D, 4.5.6). Une chaussée rigide avec un recouvrement souple reste classée comme rigide tant que l’épaisseur du recouvrement n’égale pas l’épaisseur rigide (4.5.2.3).

Joints et feux de piste

Les joints influencent l’emplacement des socles de feux. L’AC 150/5340-30J indique ces règles pour une chaussée rigide :

• Feux d’axe de piste. Sur une nouvelle piste, le socle du feu se place à au moins 0,6 m (2 pi) de tout joint de chaussée. La distance se mesure jusqu’au bord du socle du luminaire (3.3.1.1.3).
• Feux d’axe de voie de circulation. Le bord le plus proche du luminaire se place à environ 0,6 m (2 pi) de tout joint de chaussée rigide (4.3.3.1).
• Feux de garde de piste. Si un feu entre en conflit avec un joint de chaussée rigide, l’équipe déplace le marquage du point d’attente et les feux. Elle les éloigne de la piste de la distance minimale (4.4.3.2).

Dans une nouvelle chaussée rigide, la bride de montage d’un socle de feu encastré se situe à au moins 19 mm (3/4 po) sous la surface finie (10.2). Un feu plus haut peut faire saillie et constituer un danger pour les véhicules, comme les chasse-neige. Le feu encastré se place dans un ancrage en béton avec une cage d’armature en acier.

Points à vérifier lors d’une inspection

Une inspection d’une chaussée rigide examine ces points :

• Épaufrures aux joints et aux angles, et largeur de la zone épaufrée.
• Mastics de joint manquants, durcis ou sortis du joint.
• Fissures, cassures d’angle et dalles fracturées.
• Dénivellation aux joints, et traces de pompage.
• Morceaux détachés qui peuvent devenir des FOD.

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