Scellem en t des fissures

MINISTERE DES TRANSPORTSDIRECTION GENERALE DES TRANSPORTS INTERIEURS

SCELLEMENT

DES FISSURES

NOTE TECHNIQUE

DIRECTION DES ROUTES ETDE LA CIRCULATION ROUTIERE

Page laissée blanche intentionnellement

MINISTERE DES TRANSPORTSDIRECTION GENERALE DES TRANSPORTS INTERIEURS

Direction des Routes et de la Circulation Routière - 244. Bd Saint-Germain - 75775 PARIS CEDEX 16

SCELLEMENT

DES FISSURES

DECEMBRE 1981

Document réalisé et dif fusé par

le Laboratoire Central des Ponts et Chaussées58 bd Lefebvre - 75732 PARIS CEDEX 15

I I L f l le Service d'Etudes Techniques des Routes et Autoroutes l | l | U j lL V J I VJ 46 avenue Aristide Briand - 92223 BAGNEUX CEDEX U L I l i f t


M I N I S T E R E D E S T R A N S P O R T SDIRECTION GÉNÉRALE

DES TRANSPORTS INTÉRIEURS

DIRECTION DES ROUTESET DE LA CIRCULATION ROUTIERE

SERVICE D'ÉTUDES TECHNIQUESDES ROUTES ET AUTOROUTES

SETRA

J. BERTHIERIngénieur an Chef des Ponts et Chaussées

DIRECTEUR

46, Avenue Aristide Briand - B.P. 10092223 BAGNEUX • Tél. 664.14.77TELEX 260763 SETRA BAGNX

Bagneux, le 8 février 1982.

Le Directeur du Servicedes Routes et Autoroutes

à

d'Études Techniques

Monsieur le Directeur Départementalde l'Équipement

OBJET : SCELLEMENT DES FISSURES D'ENROBÉS PAR PONTAGE

Apparues il y a une vingtaine d'années, les différentes techniques de traitement aux liants hydrauliques etpouzzola-mques ont rapidement connu un développement spectaculaire, tant pour les couches de fondation et de base deschaussées neuves qu'en renforcements coordonnés.

De nombreuses raisons techniques et économiques expliquent et justifient ce développement. Les préoccupations d'éco-nomie d'énergie et de protection de l'environnement sont aussi des arguments supplémentaires importants en faveurde ces procédés.

Mais une fissuration transversale apparaît après quelques années dans ces matériaux, dont l'apparition en surface nepeut être la plupart du temps que retardée par le revêtement en béton bitumineux.

Dans ces conditions, les services techniques et laboratoires de l'Administration ont développé un important pro-gramme de recherches pour mettre au point des méthodes permettant de prévenir l'apparition des fissures ou d'enréduire les conséquences.

C'est dans ce contexte que s'inscrit le développement du scellement des fissures parpontage dont l'objectif est de rendreles fissures étanches donc de ralentir leur évolution ultérieure, tout en conservant à la chaussée un bon uni et unaspect de surface satisfaisant.

Bien que ce procédé, dont l'apparition est relativement récente, ne soit pas encore parvenu à son stade final de mise aupoint, il nous a semblé nécessaire compte tenu de son importance de rassembler dans une note technique les principauxenseignements recueillis à ce jour.

Parallèlement, un marché type (C.C.T. P. bordereau de prix unitaires, compléments au R. P. A. 0. etauC.C.A.P.)est disponible à la division des Marchés et Prix du S.E. T.R.A. ou à la D.T.C. du C.E.T.E.

Je profite de l'occasion pour attirer votre attention sur les points suivants :

- le scellement par pontage est destiné au traitement des fissures de retrait et aux joints d'enrobés. Il s'adresse doncaux chaussées convenablement dimensionnées, qui ne présentent pas de problème de structure,

- le respect des conditions d'application (propreté et sécheresse des lèvres, qualité et répandage de microgravillon)sont décisifs pour le comportement ultérieur des scellements réalisés,

— comme pour l'ensemble des techniques, la qualification du personnel est nécessaire à la bonne exécution de ce typede travaux.

Quant à la gamme des produits pouvant donner satisfaction - et dans l'attente d'une liste définitive des essais deréférence (cf. 2f partie, §. 1) - il est pour l'instant conseillé de se rapprocher des CE. T.E. ou des Services Centraux(L.C.P.C., département des Chaussées ou S.E. T.R.A., division Terrassements et Chaussées).

L'Ingénieur en Chef des Ponts et ChausséesDirecteur du S.E.T.R.A.

J. BERTHIER

PLAN DU D O C U M E N T

PREMIERE PARTIE

GENERALITES SUR LES SCELLEMENTS DE FISSURES Pages

1 - Objectifs 7

2-Méthodes de scellement 9

DEUXIEME PARTIE

SCELLEMENT PAR PONTAGE

1 - Sélection des mastics d'étanchéité 11

2-Conditionsd'application -Travaux préparatoires 12

3- Matériels et modes d'exécution 15

4- Réalisation des travaux 17

5 - Contrôles quaIitatifs 18

6-Cadences 19


PREMIERE PARTIE

Généralités sur les scellements de fissures

Le présent document a pour objet de dresser à fin 1981 un constat provisoire des progrès réalisés ces dernières

années dans le domaine du scellement - également appelé pontage - des fissures sur revêtements bitumineux.

Les fissures concernées par ce traitement peuvent avoir pour origine :

- Un phénomène de retrait thermique propre aux chausées à assises traitées aux liants hydrauliques entraînant

une fissuration transversale bien établie (cas général).

— Accessoirement des désordres localisés (fissures longitudinales ou anarchiques, fissures d'épaulement,

tassements de remblai, fissures de fatigue...). Ces dégradations si elles étaient généralisées, ne seraient pas

du ressort de cette technique et nécessiteraient des travaux plus conséquents.

Cette technique permet également de traiter les joints transversaux ou longitudinaux d'enrobé quand ils sont

défectueux (joints d'axe, jonction chaussée, BAU,...).

1 - Objectifs du traitement

Le scellement des fissures vise essentiellement :

1 - A rétablir l'étanchéité de la couche de surface au droit des "lignes de rupture" constituées par les

fissures.

2 - A fixer les gravillons situés en position de fragilité au bord des lèvres de la fissure.

Le traitement doit conserver des caractéristiques suffisantes dans le temps malgré le vieillissement des

produits utilisés et les sollicitations subies sous l'effet des cycles thermiques saisonniers (dilatations et retrait

des dalles de chaussée) et du trafic (usure superficielle du scellement ou léger battement des dalles).

Il vise donc à améliorer l'étanchéité et à éviter (ou tout au moins à retarder) les évolutions défavorables par

exemple l'épaufrement des lèvres de la fissure qui constitue un facteur d'aggravation du processus d'infiltration

des eaux de ruissellement.

Par ailleurs, il ne doit pas altérer sensiblement l'uni et l'esthétique des chaussées.

Il doit également être réalisé sans trop de gêne pour l'usager et être effectué à cadence suffisante pour

permettre la réalisation des travaux à un coût raisonnable.

Photo 1 : Fissure non scellée Photo 2 : Fissure scellée

Cette intervention est de nature à éviter l'exécution anticipée de nouvelles couches de roulement sur des

chaussées normalement dimensionnées mais présentant une fissuration de retrait ou des joints d'enrobés

défectueux.

2 - Méthodes de scellement

Elles sont essentiellement au nombre de trois :

1 - La pénétration

2 - Le garnissage

3 - Le pontage.

Nous ne citons ici que pour mémoire les interventions effectuées au point à temps qui se sont révélées inadaptées

et conduisent de surcroît à une diminution de la rugosité et à la détérioration de l'aspect visuel et de l'uni.

La PENETRATION consiste à introduire de façon gravitaire un liant ou produit d'étanchéité fluide ou à chaud ou à

froid à l'intérieur des fissures.

Lorsque les fissures sont fines, la pénétration effective est faible et parfois même quasi nulle, l'écoulement étant

bloqué par un phénomène de figeage (liants chauds) ou de tension superficielle.

Lorsque les fissures sont larges, le produit a tendance à se perdre en fond de fissure sans obturation de la partie

supérieure.

Le GARNISSAGE (figure 3)

procède de la méthode utilisée pour les joints des chaus-

sées en béton de ciment ; il consiste à couler le produit

d'étanchéité dans une réserve qui est obtenue par élar-

gissement mécanique de la fissure ; cette méthode,

relativement lourde et onéreuse, repose sur un très bon

suivi du tracé de la fissure et semble surtout adaptée à

l'entretien de joints rectilignes entre deux bandes

d'enrobés.Figure 3

LE PONTAGE (figure 4)

II vise à rétablir l'étanchéité en surface de chaussée par

répandage d'un mastic en faible surépaisseur à cheval

sur les fissures. Le calibrage du mastic en largeur

(5 à 15 cm) et épaisseur ( ̂ 2 mm) est obtenu par dépla-

cement d'un dispositif du type patin, raclette ou sabot

le long de la fissure et entraîne la formation d'un léger

bourrelet.Figure 4

Sauf exception, un micro-gravillonnage immédiat à refus est réalisé afin d'éviter le collage aux pneumatiques, de

protéger le mastic et de rétablir une certaine rugosité.

Les pontages nécessitent des mastics d'étanchéité répondant à des caractéristiques particulières.

Compte tenu des inconvénients présentés par les deux premières méthodes, il semble que c'est essentiellement

la méthode du pontage qui soit amenée à se développer. Elle fait, en conséquence, l'objet de la deuxième partie de

ce document.

10

DEUXIEME PARTIE

Scellement par pontage

1 - Sélection des mastics d'étanchéité

Dès 1977, année de démarrage des scellements par pontage, il s'est avéré nécessaire de sélectionner des produits

adaptés à ce type de traitement.

Pour ce faire, le L.C.P.C. a retenu une série d'essais en laboratoire destinés à répondre aux objectifs suivants :

OBJECTIFS

• Obturation de la fissure.

• Maintien de l'obturation.

• Traficabilité.

• Adhérence au support.

• Tenue aux sollicitations répétées dues auxvariations thermiques.

• Stabilité en surface de chaussée.

• Caractérisation.

>

ESSAIS

• Profondeur de remplissage d'une ouverture de3 mm entre deux blocs de béton bitumineux.

• "Stabilité" à 50" C à l'intérieur des blocs.

• Collage aux pneumatiques à 50" C avec et sanssable.

• Adhérence à l'enrobé à - 18" C (élongation 50 %).

• Résistance à-18" C. à40 cycles d'élargissementet rétrécissement entre blocs.

• Fluage du produit à 50" C sur une pente de 5".

• Bille Anneau.

• Pénétration au cône à 25" C.

11

Toutefois, la technique étant encore en cours de développement, les méthodologies d'essais sont considérées

comme provisoires et pourront être modifiées après les constatations en cours effectuées sur des chantiers

expérimentaux représentatifs.

A ce jour, les produits ayant donné en laboratoire des résultats convenables sont des mastics hydrocarbonés

avec ajouts de polymères, coulables à chaud et utilisables dans une plage de température relativement étroite.

Les produits ayant satisfait aux essais de laboratoire doivent subir une période probatoire d'un an (un cycle

thermique complet) pour confirmer leurs caractéristiques de mise en œuvre et de tenue dans le temps sous

circulation. Des renseignements concernant la sélection et la réception de ces produits peuvent être obtenus

auprès du L.C.P.C., duS.E.T.R.A. et des C.E.T.E.

De plus, des caractéristiques telles que température de coulage, essai de pénétration, point de ramollissement

"bille et anneau", sont mesurées en vue des contrôles de réception.

Une phase d'exécution d'essais de référence en Laboratoire sur les produits sélectionnés a été récemment

engagée par le L.C.P.C. pour permettre aux Laboratoires Régionaux d'effectuer, à la demande des maîtres

d'œuvre, des essais simples de conformité des produits appliqués (fluage, pénétrabilité, point de ramollissement).

2 - Conditions d'application - Travaux préparatoires

Comme pour tout produit d'étanchéité à chaud, la mise en œuvre des mastics de scellement nécessite

absolument un support :

• Sec

• l'ropre (exempt de poussières et

d'éléments instables).

Tant en surface de chaussée qu'à l'intérieur des lèvres

des fissures.

Dont la température de surface ne soit pas trop basse (supérieure à 5° C).

12

La nature du support peut être soit un enrobé de construction ou d'entretien, soit un enduit superficiel ; il semble

que les scellements par pontage s'accommodent particulièrement bien d'un support ayant une macro-rugosité

élevée (augmentation de l'épaisseur du mastic, amélioration de l'accrochage au support et de la protection contre

l'action des pneumatiques).

Les fissures ayant une ouverture maximale en période froide, on pourrait être tenté d'effectuer préférentiellement

les travaux en saison hivernale ; en pratique, ceci est difficilement compatible, sauf travaux préparatoires par-

ticuliers, avec les conditions générales d'état du support mentionnées ci-avant.

De plus, des échecs - du type décollement des bandes de mastic - ont été constatés dans le cas de chaussées ayant

fait l'objet d'une application de sels de déverglaçage peu de temps avant les travaux. Il est alors conseillé, soit

d'attendre que la chaussée ait été délavée par une pluie abondante, soit d'effectuer un décapage préalable énergi-

que à la lance thermopneumatique.

Le tableau 6 qui suit, récapitule et commente les différents types de travaux préparatoires préconisés :

TABLEAU 6

TYPE D'INTERVENTION

1 - SOUFFLAGE A L'AIR COMPRIME(réchauffé ou à température naturelle).

2 - BROSSAGE MECANIQUE

3 - DECAPAGE ET SECHAGE (1)

A LA LANCE THERMOPNEUMATIQUE.

4 - REPANDAGE D'UN PRIMAIRED'ACCROCHAGE (parpulvérisation).

COMMENTAIRES

Elimine les salissures non adhérentes et élémentsinstables. Peutcondenser de l'humiditésur les fissuresdans le cas d'utilisation d'air à température naturelle.

Elimine les salissures adhérentes et non adhérentes.Peut conduire à des crevaisons de pneumatiquesdans le cas d'utilisation de brosses métalliquesperdant leurs poils.

Assure un séchage, un réchauffage et un décapageénergique tant en surface de chaussée qu'à l'intérieurdes fissures. Permet en particulier de réduire lesarrêts de travail dus aux intempéries ainsi que debrûler les scellements défectueux avant réfection.

Certains fabricants de mastics proposent des primai-res adaptés. L'efficacité demande à être vérifiée tanten Laboratoire que sur chantier. Leur utilisation nepermet pas de s'affranchir de conditions défectueusesdu support (humidité, pollution).

(1) Le séchage au chalumeau à flamme directe est à proscrire.

13

Photo 7 : Intervention préparatoireà la lance thermopneumatique.

Vue de Détail

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L'utilisation des lances thermopneumatiques se développe et semble apte à améliorer l'efficacité des scellements

du fait du réchauffage et du décapage énergique qui assure une réserve supérieure de produit tant en surface de

chaussée (augmentation de la macro-rugosité) qu'à l'intérieur des lèvres des fissures. Actuellement, des suivis

de chantiers comparatifs sont effectués pour confirmer cette aptitude.

14

3 - Matériels et modes d'exécution

Les matériels de mise en œuvre des mastics assurent les fonctions suivantes :

Chauffage et stockage

Alimentation vers les fissures

Répandage au droit des fissures.

Ils doivent permettre/le respecter les fourchettes de température relativement étroites propres à chaque mastic.

3.1. Dispositifs de stockage (fondoirs)

Leur capacité optimale se situe entre 100 et 400 1 correspondant au maximum à une journée de consommation.

• Un système de chauffage indirect par bain d'huile.

Ils doiventcomporter leséléments suivants

• Un thermomètre de température du mastic (ou mieux un thermographe) et de

température d'huile.

• Un dispositif automatique de régulation de la température du mastic.

• Un dispositif de malaxage continu.

Les fondoirs reposent sur des châssis du type tracé ou automoteur.

Photo 8 :Exemple dematériel demise en œuvre.

15

Photo 9 :Autre exemplede matériel demise en œuvre.

à. » ***. . . -m

3.2. Dispositifs d'alimentation

Ils sont destinés à acheminer le mastic entre le fondoir et le dispositif de répandage et comportent en

général :

• Un système d'écoulement forcé (par légère surpression dans le fondoir ou pompe de distribution).

• Un conduit d'acheminement qui peut être sous enveloppe d'huile ou à simple enveloppe avec conduit

de retour.

• Une vanne de commande d'écoulement.

3.5. Dispositifs de répandage

Ils sont destinés à calibrer le mastic en largeur et épaisseur par déplacement le long de la fissure et compor-

tent en général :

• Un patin ou sabot en U de largeur correspondante à celle du pontage choisi, et permettant de

répandre une surépaisseur de mastic de l'ordre de 2 mm.

• I n manche ou guidon facilitant le déplacement.

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1 - Réalisation des travaux

La largeur de pontage est choisie entre 5 et 15 cm en fonction de la nature des fissures (éviter les pontages larges

dans le sens longitudinal), de leur sinuosité, de la présence de ramifications. Dans le cas de fissures assez recti-

lignes et non ramifiées, une largeur comprise entre 7 et 10 cm peut être retenue.

L'épaisseur est limitée à environ 2 mm au-dessus de la tête des gravillons du revêtement afin de ne pas altérer

l'uni et le confort des usagers ; elle peut être éventuellement diminuée dans le cas d'un revêtement à macro-

rugosité élevée.

Les travaux s'effectuent par voie de circulation avec neutralisation d'une zone de 2 à 400 m au droit du chant ici ;

la remise en circulation peut intervenir au bout de quelques minutes, dès refroidissement du mastic.

La protection du scellement est indispensable et consiste à effectuer un micro-gravillonnage immédiatement au

fur et à mesure de la mise en œuvre du mastic. Des constatations effectuées ont pu mettre en évidence une nette

tendance à l'usure prématurée du film de pontage en cas de micro-gravillonnage inexistant ou défectueux.

Le micro-gravillon doit répondre aux spécifications suivantes :

• Provenance : Roche massive.

Dureté : coefficient Los Angeles =S 20

Micro-deval humide =£ 15

ou essai de friabilité réalisé directement sur le micro-gravillon ^ 1 5 .

• Dimensions : d et D compris dans la fourchette 0,5 mm - 3 mm.

• Propreté : Passant au tamis de 0,5 mm inférieur à 0,5 %.

Il doit également être sec, avoir une teinte compatible avec l'aspect général de la chaussée et posséder une bonne

affinité avec le mastic bitumineux. Cette affinité granulat - mastic pourra, dans certains cas être améliorée par un

préchauffage ou prétraitement (dopage ou laquage).

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Le répandage s'effectue à refus, la plupart du temps à la main, immédiatement derrière le répandage du mastic.

Le micro-gravillonnage, après élimination des rejets par la circulation constitue sur le pontage, une grille superfi-

cielle adhérente destinée à maintenir la rugosité, à assurer une relative discrétion de traitement, et surtout à

protéger le mastic contre l'action de laminage et d'usure due au trafic en particulier dans les bandes de roulement.

5 - Contrôles qualitatifs

Préalablement au démarrage du chantier, il convient de s'assurer :

• De la conformité des fournitures (mastic et micro-gravillon) aux spécifications.

• Du bon état de fonctionnement du matériel.

Une planche d'essai permettra ensuite de mettre au point le mode d'exécution (travaux préparatoires, épaisseur

du pontage, adhésivité sur chaussée, comportement du micro-gravillonnage sous circulation...).

Durant le déroulement des travaux, il conviendra de suivre en particulier :

• L'adaptation des travaux préparatoires à l'état du support et aux conditions atmosphériques.

• Le respect de la fourchette de température du mastic.

• Le traitement sur toute leur longueur de la totalité des fissures rencontrées.

• Le rejet en fin de journée du résidu de mastic fondu non utilisé.

Dès prélèvements conservatoires pourront être effectués en cours de répandage. Pendant la période de garantie,

il ne doit pas être constaté de défauts du type disparition du micro-gravillon, fluage ou décollement ou usure du

mastic d'étanchéité, cassures irréversibles du film de pontage.

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Des essais de mesure d'étanchéité sont actuellement en cours pour permettre d'évaluer :

• Le niveau obtenu après scellement

• L'évolution après vieillissement et usure du traitement.

6 - Cadences

Les cadences constatées sont relativement variables selon le tour de main de l'équipe, la densité de la fissuration,

les conditions d'exploitation du chantier, le matériel utilisé ; elles peuvent varier entre 1.000 et 2.000 m de

fissures traitées par jour de travail effectif.

DEPOT LEGAL1e r TRIMESTRE 1982

Ce document est propriété de l'Administration et ne peut être reproduit, même par-tiellement, sans l'autorisation du Directeur du Laboratoire des Ponts et Chausséesou du Directeur du Service d'Etudes Techniques des Routes et des Autoroutes (ou deleurs représentants autorisés).

© S.E.T.R.A. - LCPC - 1982

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