Voilage et curling des dalles dans les chaussées en béton

Le voilage est la flexion d’une dalle de chaussée en béton causée par une différence d’humidité entre sa face supérieure et sa face inférieure. Le curling est la même flexion causée par une différence de température.

Voilage et curling

Deux effets font sortir une dalle de béton de sa planéité. Le voilage provient d’une différence d’humidité dans l’épaisseur de la dalle. Le curling provient d’une différence de température.

La circulaire AC 150/5320-6G les distingue. Elle cite « temperature curling or moisture warping » comme causes de perte d’appui. Elle indique aussi que les variations de température et de teneur en eau provoquent des variations de volume et le voilage des panneaux. Certains textes de la FAA emploient « warping » pour les deux effets. Une dalle réelle présente en général un mélange des deux.

Sens de la flexion

Une face supérieure chaude et une face inférieure froide font s’abaisser les coins de la dalle. C’est l’état normal dans la journée. Une face supérieure froide et une face inférieure chaude font se soulever les coins, surtout la nuit. Le soulèvement maximal a lieu juste avant le lever du soleil. L’abaissement maximal a lieu vers midi ou en début d’après-midi. La couverture nuageuse et le climat modifient ces moments.

Un écart d’humidité agit de la même façon. Une face supérieure plus humide fait s’abaisser les coins, et une face supérieure plus sèche les fait se soulever. La surface supérieure n’est que partiellement saturée, et la face inférieure l’est en général complètement. Le soulèvement par voilage est donc en général le plus visible.

Le béton reprend sa forme lorsque l’effet de température disparaît. Une dalle peut aussi conserver une courbure acquise au moment de sa prise. Dans une étude de la FHWA, la plupart des sites se sont courbés vers le haut, certains vers le bas, et certains ont changé de sens.

Pourquoi c’est important sur un aérodrome

Un coin ou un bord soulevé peut laisser un vide sous la dalle. Un essai de déflexion suppose que le panneau est en contact complet avec la fondation. Une dalle courbée influence donc le résultat de l’essai. La circulaire AC 150/5320-6G classe le curling et le voilage parmi les causes d’anomalies de la cuvette de déflexion.

Les contraintes de curling sont l’une des causes des cassures d’angle. La circulaire AC 150/5380-6C indique que la répétition des charges, combinée à la perte d’appui et aux contraintes de curling, les provoque en général. Une cassure d’angle est une fissure qui traverse toute l’épaisseur de la dalle. Elle rejoint les deux joints à une distance du coin égale à la moitié de la longueur de la dalle ou moins. Un écaillage d’angle rejoint le joint selon un angle, c’est donc une dégradation différente.

PAVER indique aussi que les fissures de faible gravité qui divisent une dalle sont en général liées au voilage ou au frottement. Ce ne sont pas des dégradations structurelles majeures.

Le curling affecte aussi le confort de roulement. Dans l’étude de la FHWA, la variation quotidienne du curling a modifié l’indice de rugosité Half-car (Half-car Roughness Index) de 0,63 m/km au plus. La moyenne était d’environ 0,16 m/km.

Comment la conception limite le phénomène

Les joints de retrait réduisent les contraintes que causent le voilage et le curling. Un espacement plus court des joints donne en général de meilleures performances à long terme.

Le tableau 3-7 de l’AC 150/5320-6G donne l’espacement maximal recommandé. Sur une fondation non stabilisée, il est de 3,8 m pour des panneaux d’au plus 152 mm d’épaisseur, et de 6,1 m pour des panneaux de plus de 229 mm d’épaisseur. Sur une fondation stabilisée, il est de 3,8 m pour des panneaux de 203 à 254 mm d’épaisseur, et de 6,1 m au-delà de 406 mm d’épaisseur.

Une fondation stabilisée donne des contraintes de voilage et de curling plus élevées qu’une fondation non stabilisée. Sur les projets financés par des fonds fédéraux, un espacement plus grand exige une analyse. L’analyse doit montrer que la taille du panneau ne dépasse pas 5 fois le rayon de rigidité relative.

Ce qu’une inspection peut voir

Un relevé de surface voit les effets de la perte d’appui, comme les cassures d’angle et les fissures. Il ne voit pas le vide. La circulaire AC 150/5320-6G traite la perte d’appui dans son analyse des données de déflexion (Appendice C).

Foire aux questions

Quelle est la différence entre le voilage et le curling ?

Le voilage vient d’une différence d’humidité entre le haut et le bas d’une dalle. Le curling vient d’une différence de température. La circulaire FAA AC 150/5320-6G cite les deux comme causes de perte d’appui : « temperature curling or moisture warping ». Certains textes de la FAA emploient « warping » pour désigner les deux effets, il faut donc vérifier ce qu’un document désigne par ce terme.

Dans quel sens une dalle se déforme-t-elle la nuit ?

Les coins et les bords se soulèvent. La nuit, la face supérieure de la dalle est plus froide que la face inférieure, et cet écart de température soulève les coins. Le soulèvement est le plus marqué juste avant le lever du soleil. Dans la journée, la face supérieure est plus chaude et les coins s’abaissent. Le schéma varie avec la couverture nuageuse et le climat.

Comment le curling ou le voilage provoque-t-il une cassure d’angle ?

Un coin soulevé a moins d’appui en dessous. La circulaire FAA AC 150/5380-6C indique que la répétition des charges, combinée à la perte d’appui et aux contraintes de curling, provoque en général une cassure d’angle. La fissure traverse toute l’épaisseur de la dalle et rejoint les joints des deux côtés du coin.

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Qu’est-ce que le voilage des dalles dans une chaussée en béton ?