Manuel de gestion du patrimoine routier
Un guide pour les professionnels !
Manuel de gestion du patrimoine routier
Un guide pour les professionnels !
DAVID K. HEIN, Applied Research Associates, Inc., Canada
Afin de garantir que l'état de la chaussée est adéquat pour maintenir la capacité d'utilisation, le confort et la sécurité des voyageurs, les contrats de concession comprennent généralement un ensemble de conditions décrivant le type et la fréquence des contrôles et les niveaux minimaux acceptables de performance de la chaussée. La capacité à répondre à ces critères est une partie importante du projet et est décrite dans le plan d'exploitation, d'entretien et de réhabilitation.
La performance des chaussées et leur conformité aux exigences du projet peuvent être mesurées de différentes manières. Les contrats de concession typiques se concentrent sur les éléments qui ont le plus d'impact sur la sécurité et le confort de conduite de la chaussée. Les conditions les plus courantes identifiées dans les contrats de concession pour les projets autoroutiers sont les suivantes :
L'IRI est devenu l'élément de choix pour refléter le niveau de confort de conduite d'une chaussée. L'IRI reflète l'état de service de la chaussée, le confort de conduite (Patterson), et même la consommation de carburant du véhicule (Taylor). Généralement, une valeur maximale de l'IRI est spécifiée pour une longueur de section donnée (c'est-à-dire un IRI moyen de 2,5 m/km pour chaque longueur de 50 m d'une voie). Outre une valeur maximale d'IRI, il est également de plus en plus courant que les contrats de concession spécifient également une répartition donnée des valeurs d'IRI afin de garantir que l'ensemble du réseau ne soit pas maintenu au seul niveau minimal d'acceptabilité. Une distribution cumulative typique du profil IRI utilisé peut être vue ci-dessous (NBDOT).
Une concession d'autoroute peut comporter des milliers de tronçons de 50 m. Le pourcentage de sections de 50 m dans chaque "tranche" de l'IRI varie entre 0,5 et 2,5 m/km. Par exemple, la figure montre que 50 % des sections doivent avoir un IRI inférieur à 1,25 m/km. La courbe de la figure montre qu'environ 60 % des sections ont un IRI inférieur à 1,25 m/km, ce qui est conforme, mais la courbe passe au rouge (zone non conforme) pour le nombre de sections nécessitant un IRI inférieur à 0,9 m/km.
Un élément unique de certains des accords de concession est l'utilisation de distributions d'indicateurs de performance clés comme celles présentées dans la figure ci-dessus. Ces répartitions ajoutent un nouveau niveau de complexité à la prévision et à la budgétisation des activités de réhabilitation.
Les applications logicielles PMS classiques permettent une grande variété d'objectifs lors de l'analyse des prévisions. Toutefois, elles ne sont pas conçues pour répondre aux besoins dynamiques de l'analyse de la distribution. Cela s'est avéré l'un des aspects les plus difficiles de la réalisation de prévisions à long terme (c'est-à-dire sur 5 ans). Le plan le plus optimal pour un concessionnaire est de planifier les activités de réhabilitation de telle sorte qu'en conjonction avec la détérioration des sections non réhabilitées, il atteigne tout juste la répartition de l'IRI l'année suivante. Les modèles traditionnels de performance des chaussées pour l'IRI seraient développés par le biais d'un graphique de l'âge par rapport à l'IRI. La figure suivante montre le graphique de l'âge par rapport à l'IRI pour une autoroute typique avec plus de 5 000 sections de gestion de la chaussée d'une longueur de 50 m chacune.
Il est évident qu'il n'est pas possible de faire correspondre une courbe de performance traditionnelle à ces données de l'IRI. Idéalement, l'état général de la route devrait se situer juste au-dessus de la ligne de distribution. Afin de modifier la distribution, il est important de comprendre que l'amélioration de l'état d'une section individuelle modifiera la forme de la distribution de toutes les sections avec de meilleures performances. Cela signifie que de nombreuses activités mineures d'entretien préventif sur le réseau, bien qu'elles constituent le traitement le plus rentable pour la chaussée, ne modifieront pas la distribution de manière significative. En localisant les sections peu performantes sur les distributions et en simulant les résultats de la réparation, une estimation de la distribution peut être créée pour évaluer toute autre zone de la courbe qui doit être ajustée. Pour les zones qui affectent la performance à environ 50 % de la distribution, des alternatives localisées et rentables de réhabilitation et d'entretien peuvent être utilisées pour modifier la forme et assurer la conformité globale.
La nature des exigences en matière d'IRI est telle que les tronçons de chaussée présentant un IRI supérieur à 2,5 mm/m sont programmés pour une réhabilitation chaque année. L'action de réhabilitation peut être très localisée pour traiter une bosse ou un tassement et tant que l'IRI pour la section de 50 m est réduit à moins de 2,5 m/km, la section est conforme aux exigences du projet. Il est très difficile de prévoir quand une section individuelle peut dépasser la limite de 2,5 mm/m, car des sections de chaussée "détériorées" peuvent apparaître très rapidement.
Afin de développer une indication de l'impact du programme d'entretien et de réhabilitation des chaussées sur la répartition de l'IRI par rapport aux exigences de l'IRI du contrat, une analyse du taux de changement de l'IRI a été réalisée. Le taux moyen de changement de l'IRI de 1,6 % au cours des cinq dernières années a été choisi pour représenter la réduction typique de l'uni sur les sections qui n'ont pas été améliorées par des mesures d'entretien ou de réhabilitation. Cette réduction moyenne de l'IRI a ensuite été appliquée à l'ensemble des IRI mesurés pour les sections de 50 m qui n'ont pas été améliorées afin de déterminer l'IRI attendu pour chaque section. Pour les sections qui ont été améliorées, les valeurs de l'IRI ont été "réinitialisées" et attribuées aux tranches comme indiqué dans le tableau suivant. Les tranches sont nécessaires car le résultat de la maintenance pour améliorer l'IRI ne donnera pas le même IRI pour toutes les sections.
TABLE 2.2.10.1:distribution des IRI après réhabilitation
Le pourcentage de sections "améliorées" dans chaque tranche représente l'amélioration attendue en raison des mesures de réhabilitation prises pour les sections de chaussée qui ont dépassé une valeur IRI de 2,5 mm/m, c'est-à-dire que 25 % des sections ont été améliorées, passant d'une valeur IRI supérieure à 2,5 mm/m à une valeur de rugosité inférieure à 0,8 mm/m. Le nombre de sections "améliorées" dans chaque tranche a ensuite été ajouté à l'ensemble de données de l'IRI "détérioré" sur la base d'une détérioration moyenne de 1,6 % par an pour déterminer la nouvelle courbe de distribution cumulative de l'IRI. La courbe pour 2018 est présentée ci-dessous.
Un exercice similaire a ensuite été réalisé pour les cinq prochaines années de la concession, sur la base des activités d'entretien et de réhabilitation prévues dans le plan quinquennal actuel et du taux annuel moyen de détérioration attendu.
La modélisation des performances de distribution cumulative décrite ci-dessus permet au concessionnaire de déterminer activement l'impact du plan quinquennal actuel de maintenance et de réhabilitation sur la distribution cumulative de l'IRI et d'optimiser ses investissements annuels.
Paterson, W.D.O. International Roughness Index: Relationship to Other Measures of Roughness and Riding Quality. In Transportation Research Record 1084, National Research Councel, Washington, D.C., 1987.
Taylor, G.W., and J.D. Patton. Effects of Pavement Structure on Vehicle Fuel Consumption – Phase III Report CSTT-HVC-TR-068. National Research Council of Canada, 2006.
New Brunswick Department of Transportation (NBDOT). OMR – Asset Management Requirements Trans Canada Highway Project Attachment 61. Fredericton, New Brunswick, 1998.
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