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Directives pour la mesure de `uni des routes et 1`

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1. D ordinaire les m thodes de traitement et d analyse des donn es sont particuli res chaque projet ces sujets ne sont donc pas abord s ici Les mesures doivent inclure le calcul de l indice IRI des fins de facilit de transposition m me si d autres valeurs sont utilis es plus directement dans l tude CHAPITRE 3 MESURE DE L INDICE IRI A L AIDE DES METHODES PROFILOMETRIQUES CLASSES 1 amp 2 3 1 Description de la m thode On ne peut obtenir de mesures de l indice IRI de classe 1 et 2 qu partir d un profil longitudinal de la route Un profil longitudinal est une section verticale le long d une trace de roue qui indique la cote de la surface en fonction de la distance Le profil est d crit par l ensemble des cotes mesur es intervalles rapproch s le long de la trace de roue Pour r sumer les centaines ou les milliers de cotes qui repr sentent un profil on analyse les donn es et on en d dui l indice IRI qui sert alors de valeur unique pour quantifier l ensemble des d fauts d uni Les calculs sont g n ralement effectu s au moyen d un ordinateur num rique On peut aussi utiliser une calculatrice de poche programmable mais les calculs sont longs et ennuyeux et les possibilit s d erreur sont fortes Presque tous les micro ordinatenrs conviennent au calcul de l indice IRI et ils ont l avantage d tre bon march ais ment disponiLies et faciles programmer Parce que l indice IRI a trait une trace particu
2. UE PU Y 6 DOCUMENT TECHNIQUE DE LA BANQUE MONDIALE NUMERO 46F Directives pour la mesure de l uni des routes et l talonnage des appareils Michael W Sayers Thomas D Gillespie and William D O Paterson SAW AL A A mn n i e Yen TEE dA eiu iui de bi I ix x Aine wir 25 o g VUA e GC 5 af SE c tie re i gt hae d RA OR GT OT LD RE RATER EECHER l y i REM sch CAE a E d SCH D i 1 Ki gt EE Sc ca APA os cvy cep vum TRES Distance m ro 200 o 8P IS RECENT WORLD BANK TECHNICAL PAPERS No 1 No 2 No 3 No 4 2 o y 2 9 lt 0 No 11 No 12 No 13 NO 14 No 15 No 16 No 17 No 18 No 19 No 20 No 21 No 22 No 23 No 24 No 25 No 26 No 27 No 28 No 29 Increasing Agricultural Productivity A Model for the Development of a Self Help Water Supply Program Ventilated Improved Pit Latrines Recent Developments in Zimbabwe The African Trypanosomiases Methods and Concepts of Control and Eradication in Relation to Development Structural Changes in World Industry A Quantitative Analysis of Recent Developments Laboratory Evaluation of Hand Operated Water Pumps for Use in Developing Countries Notes on the Design and Operation of Waste Stabilization Ponds in Warm Climates of Developing Countries Institution Building fe Traffic Management Meeting the Needs of the P
3. 005476107 DATA 5563044 9438768 8324718 05064701 1 388776 DATA 02153176 002126763 7508714 008221888 2275968 DATA 3 335013 3376467 39 12762 4347564 35 79262 28 m tres L ensemble ST repr sente la matrice de transfert d tat qui comporte les coefficients s des quations 4 7 et PR comporte les coefficients p utilis s dans ces quations Les valeurs de DX et des 20 coefficients ST et PR se trouvent dans les instructions DATA la fin du programme aux lignes 1510 1550 K est le nombre de points du profil utilis s pour calculer la pente introduire et BL repr sente la longueur de r f rence Lorsque DX est sup rieur 0 25 m 2 points cot s servent calculer la pente quation 8 et la longueur de r f rence est n cessairement r DX Pour les valeurs inf rieures de DX K tre sup rieur 2 et le lissage de la moyenne n 1e est inclus dans le calcul de la pente Si l on utilise un intervalle diff rent les lignes 1510 1550 doivent tre remplac es de facon indiquer l intervalle choisi et les coefficients correspondants ces coefficients peuvent tre copi s partir du tableau 2 ou calcul s par le programme donn la figure 4 Les variables utilis es dans le programme sont les quatre variables relatives au v hicule et m moris es dans l ensemble Z Z Za Z4 et Z des quations 1 7 les valeurs pr c dentes m moris es dans l ensemble
4. 15 Le programme continue additionner les termes de l quation 15 jusqu ce que les 16 l ments de la matrice ST atteignent la pr cision permise par les limites de l ordinateur Les quatre coefficients p restants constituent la matrice de r ponse partielle qui est d finie comme PR A ST D B 16 Le programme utilise la m thode d limination de Gauss pour inverser la matrice A en r solvant l quation 16 pour les quatre l ments de la matrice PR 3 4 5 Test de v rification des calculs Pour v rifier la validit d une m thode de calcul de l indice IRI partir du profil il faut introduire le profil simple de la figure 5 Ce profil se compose d une impulsion triangulaire unique Elle commence sne distance x 1 m s l ve jusqu la cote 2 pour x 3 m puis revient 0 pour x 5 m Le r sultat du calcul de l indice IRI est galement montr L indice IRI r sultant d une moyenne sa valeur diminue quand aucune d nivellation n est introduite comme le montre la figure remarquons que l chelle de gauche sert pour les deux courbes de d placement alors que l indice IRI utilise l chelle de droite pour la pente La d flection accumul e est galement montr e et elle est aussi imprim e par le programme de d monstration du calcul de l indice IRI donn la figure 3 Finalement le d placement finit par atteindre une valeur D placement mm 80 60 40 34 Figure S Profil sp cial i
5. l aide de la mire et du niveau bien que la validation soit en cours pour un grand nombre de types de routes rev tues 3 24 D existe actuellement deux versions de l analyseur de profil a L analyseur de profil des routes mod le 690DNC Cette version est la plus ch re et a les possibilit s les plus tendues Elle comprend le fourgon l ensemble des instruments n cessaires la mesure des profils des deux traces de roue un mini ordinateur embarqu un syst me d enregistrement bande 9 pistes et diff rentes options de logiciel pour le calcul de nombreuses valeurs num riques du profil dont Pindice IRI La cote de la route est d tect e par un capteur sans contact rempla ant les roues palpeuses des versions ant rieures par un faisceau de lumi re visible Le logiciel qui calcule l indice IRI a t d velopp au cours du projet NCHRP 1 18 2 et s appelle simulation Maysmeter Le r sultat diff re de l indice IRI proprement dit en ce sens qu il est calcul partir des deux traces de roue qui simulent une voiture de tourisme avec indicateur de roulance incorpor au lieu d une seule Certains de ces analyseurs de profil peuvent mesurer s par ment Puni des deux traces de roue comme l exige le calcul de l indice IRI proprement dit Si ce n est pas le cas le logiciel peut tre modifi sans difficult par le constructeur du mat riel Lorsqu il est obtenu partir d une simulation Maysmeter l indice IRI est do
6. 1508714 8 221888E 03 2215968 3 335013 03376467 39 12762 24347564 35 79262 dx 304 8 mm 1 00 ft dt 015716 sec 29951219 1 323022E 02 4 721649E 05 4 516408E 04 9 599989E 03 ST 6468806 9558062 1 319262 5 659404E 02 PR 1 966145 3 018876E 02 3 010939E 03 6487856 9 129263E 03 5210257 3 661957 5772937 43 40468 3016807 39 74275 dx 333 3 mm dt 20149985 sec 29942636 1 442457E 02 6 590556E 05 5 25173E 04 1 232715E 02 ST 6911992 9287472 1 597666 5 892596E 02 PR 2 288865 3 496214E 02 3 505154E 03 25920432 9 4727 13E 03 03729946 5 775608 03928397 45 01348 2541656 41 25787 dx 500 mm dt 0225 sec 9881727 2 128394E 02 2 520931E 02 9 925165E 04 3 7035847E 02 ST 928516 9001616 3 391369 6 280167E 02 4 519885 6 386326E 02 6 615445E 05 2402896 9 862685E 03 46958473 3 743294 4186779 46 67885 1145251 42 95555 dx 609 6 mm 2 00 ft dt 027432 sec 9852207 2 567633E 02 0448194 1 291335E 03 6 159972E 02 ST 1 080368 48808161 4 541246 5 758515E 02 PR 5 621614 7 8 111078E 02 8 608906E 03 2 055522E 02 8 861093E 05 898554 3 194438 23839011 41 76972 2822551 38 57529 x P nr B S Ab J s n nm _s sa sq wc 30 Figure 4 Programme de calcul des coefficients des quations de l indice IRI l aide d un micro ordinateur Ce programme calcule les coefficients n cessaires pour la simulation du v hicule de r f rence avec lequel l indice IRI est ca
7. talonnage 44 423 Choix des sites d talonnage 44 4 2 4 D termination de l indice IRI des sites d talonnage 48 4 2 5 Compensation des vitesses non standard 49 4 3 Mode op ratoire et proc dures de contr le 50 4 3 1 Utilisation du v hicule et de l indicateur de roulance 50 43 2 Traitement des donn es 52 4 3 3 Essai de sensibilit la temp rature 52 43 4 Essai de contr le de la stabilit das le temps de l appareil de type r ponse 54 CHAPITRE 5 EVALUATION SUBJECTIVE CLASSE 4 DE L IRI 59 5 1 M thode d valuation descriptive 59 5 1 1 M thode 59 5 1 2 Description de l chelle de l IRI 59 5 13 Personnel 63 5 1 4 Etalonnage 63 5 1 5 Relev 63 5 1 6 Traitement des donn es 63 5 2 Evaluation du confort de la route ou roulance par un comit d usagers 63 GLOSSAIRE 65 REFERENCES 72 CHAPITRE 1 OBJET DE L OUVRAGE Cet ouvrage pr sente des directives destin es au personnel des organismes et entreprises de travaux publics charg s d laborer et de conduire des programmes de contr le des d fauts d uni des routes Il donne des r gles g n rales sur le choix d une m thode de mesure des d fauts d uni des routes x l talonnage des appareils de mesure par rapport une chelle standard des d fauts d uni l utilisation de techniques et de m thodes permettant d obtenir des mesures fiables dans le cadre du service quotidien normal Les propositions et les m thodes pr sent es ici sont destin es ser
8. 01409 Sao Paulo SP CANADA Le Diffuncur CP 85 15018 me Amp re Boucherville Quebec 348 SEG CHINA China Financial amp Economie Publishing House 8 Da Fo S Dong he Being COLOMBIA Enlace lida Apartado Aereo 34270 Bogota D E COTE D IVOIRE Centre d Edition et de Diffusion Africaines CEDA 541 Abidjan 04 Plateau CYPRUS MEMRB information Services P O Box 2098 Nicosia DENMARK SamfundsLitteretur Rosencerns All 11 DK 1970 Frederiksberg C DOMINICAN REPUBLIC Editora Taller C por A Restauracion e Isabel la Catolica 309 Apartado Postal 2190 Santo Domingo EL SALVADOR Fusades Avenida Manuel Enrique Arzu 43530 Edificio SISA ler Piso Salvador EGYPT ARAB REPUBLIC OF Ai Abram Al Galas Street Cam The Middle East Observer 3 Chawarht Street r FINLAND Akateeminen Kijakauppa Box 128 SF 00101 Helsinki 10 FRANCE World Bank Publications 66 avenue d l na 75116 Paris GERMANY FEDERAL REPUBLIC OF UNO Veriag Poppelsdorfer Allee 55 D 53900 Bonn 1 GREECE KEME 24 Ippodamou Street Platia Plastiras Athens 11635 GUATEMALA Librerias Piedra Santa Centro Cultural Piedra Santa i1 calle amp 50 zona 1 Guatemala City HONG KONG MACAO 2000 Ltd Mongkok Post Office Bute Street No 37 Mangkok Kowloon Hong Kong HUNGARY Kultura Box 149 1389 Budapest 62 INDIA Allied Publishers Private Ltd 751 Mount Road Madras 600
9. 05 4 858894E 05 ST 1552585 29870245 7 098568E 02 1 292695E 02 PR 6 427258 02 1 030173 05 9 842664E 05 9882941 2 143501E 03 1 067582E 02 8983268 8 617964E 02 10 2297 9051446 9 531572 dx 100 mm dt 0045 sec 49994014 4 442351E 05 2 188854E 04 5 72179E 05 3 793992E 04 ST 2570548 975036 7 966216 03 2 458427E 02 PR 42490886 3 960578E 03 5 814527E 04 9548048 4 055587E 03 4 123478E 02 1 687312 1658951 19 34268 7946701 17 65532 dx 152 4 mm 0 50 ft dt 006858 sec 9986576 6 727609E 03 3 30789E 05 1 281116E 04 1 309621E 03 ST 3717946 9654 164 1859178 5 527427 02 PR 5577125 8 791381E 03 8 540772E 04 48992078 5 787373E 03 9 200091E 02 2 388208 2551618 27 58257 6728373 25 19436 dx 166 7 mm dt 0075015 sec 9984085 7 346592E 03 1 096989E 04 1 516632E 04 1 70055E 03 ST 4010374 9603959 2592052 3 790333E 02 PR 6602406 1 058282 02 1 011088E 03 8808076 6 209313E 03 e 1088096 2 556328 12526888 29 58754 6385015 27 03121 dx 200 mm dt 009 sec 9977588 8 780606E 03 6 436089E 04 2 12764 1E 04 2 885245E 03 ST 4660258 9555856 4602074 4 552945 02 PR 9262551 1 448438E 02 1 4 18428E 03 8332105 7 105564E 05 41523053 2 908761 2901964 33 84164 5574984 30 95289 dx 250 mm dt 01125 sec 29966071 1 091514E 02 2 083274E 03 3 190145E 04 5 476107E 03 ST 5563044 9438768 8324718 5 064701E 02 PR 1 388776 2 153176E 02 2 126763 05
10. 24 m km car c est cette gamme de niveaux qui a t tudi e lors de l Exp rience internationale sur les d fauts d uni des routes ainsi que dans d autres projets L chelle r elle pourrait tre tendue des niveaux plus lev s bien que l tat des chauss es serait alors si mauvais qu il serait presque impossible d y circuler Pour d crire des niveaux rep res comme dans les deux figures ci dessus il faut d crire les l ments suivants a Cat gories de chauss es Les chauss es sont d abord class es dans l une de ces deux cat gories Chauss es rev tuee et chauss es non rev tues en raison des caract ristiques diff rentes des d fauts pr sent s par ces deux types de chauss es Les descriptions se r f rent en outre la qualit de la forme c est dire du profil longitudinal qu on peut esp rer pour chaque type de chauss e et chaque qualit de construction Les descriptions comprennent tant la qualit de la forme apr s la construction de la route que l tendue et le type des d t riorations b D fauts de forme superficiels est important de savoir que Puni de la route se rapporte uniquement aux changements de niveau verticaux de la chauss ee dans les traces de roues du v hicule et que l aspect superficiel peut parfois induire en erreur Les r parations de la surface ou une texture rugueuse sur laquelle les pneus deviennent bruyants peuvent conduire l observateur surestimer les d fauts d uni A l
11. 4 S u L 2 A 4 u g A LA f ESO 0 10 de b ton bitumineux ou trait s en surface chipseal Conduite confortable au dessus de 120 km heure Ondulations peine perceptibles 80 km h situ es dans les indices allant de 1 3 1 8 On ne remarque pas de d pressions de nids de poule ou de t le ondul e les d pressions sont lt 2 mm 3 m Asphalte de haute qualit allant de 1 4 2 3 et traitement de surface de haute qualit 2 0 3 0 Conduite confortable jusqu 100 120 km h Mouvements ou ondulations de grandes amplitudes mod r ment perceptibles 80 km h Surfaces d fectueuses d pressions rapi cements ou nids de poule occasionnels par exemple 5 15 mm 3 m ou 10 20 mm 5 m avec une fr quence de 2 1 ou de nombreux nids de poule peu profonds par exemple rev tement superficiel tr s abim Surfaces sans d fauis l g re t le ondul e ou grandes ondulations Conduite confortable jusqu 70 90 km h Mouvements fortement perceptibles et roulis D ordinaire associ s des d fauts importants d pressions et rapi cements fr quents et irr guliers par exemple 15 20 mm 3 m ou 20 40 mm 5 m avec une fr quence de 5 3 par 50 m ou nids de poule occasionnels par exemple 1 3 par 50 m Surfaces sans d fauts fortes ondulations et t le ondul e Conduite confortable jusqu 50 60 km h Mouvements brusques et roulis fr quent
12. 67 1 IQ Mesure des d fauts d uni bas e sur le profil et d velopp e par Queiroz et d autres chercheurs br siliens pour remplacer l chelle d talonnage IQ L indice IQ est calcul partir d un profil unique mesur statistiquement en g n ral avec la m thode de la mire et du niveau l aide d une somme pond r e de deux valeurs AVQ calcul es partir de bases de 1 0 et de 25 m IQ 8 54 617 9 1938 AVQ L quation ci dessus demande que les mesures soient exprim es en unit s de 1 km 0 001 m comme on les obtient iorsque les cotes du profil sont mesur es en mm Con u pour les analyses de profil l aide de la mire et du niveau l indice IQ ne peut pas tre mesur par avtant de m thodes que l indice IRI Ainsi dans certaines conditions la corr lation avec les mesures des appareils n est pas tout fait aussi bonne 2 IQ Mesures talonn es des appareils de type r ponse utilis es pour toutes les donn es mesur es lors du projet PICR telles qu elles ont t report es et mises en m moire dans les fichiers informatis s br siliens L talonnage utilis n tait pas complet et ne corrigeait pas les mesures par rapport l chelle IQ pour tous les types de surfaces Sur les routes de b ton bitumineux IQ est quivalent IQ cependant les valeurs num riques de IO sont sup rieures aux mesures correspondantes IQ sur routes non rev tues et de beaucoup sup rieures parfois
13. comme il est expliqu dans la section 4 2 Afin que toutes les mesures effectu es au fil des jours restent coh rentes il faut mettre en oeuvre des proc dures de contr le destin es limiter les changements de performance du syst me On trouvera dans la section 4 3 les m thodes utiliser lors des tests de contr le ainsi que les proc dures Observer pour que les mesures conservent leur valeur le temps 4 1 Choix et entretien d un appareil de type r ponse Un appareil de type r ponse se compose de trois l ments le v hicule le transducteur qui capte les mouvements relatifs de la suspension et l unit d affichage reli e lectriquement au transducteur L ensemble transducteur unit d affichage s appelle indicateur de roulance et il est vendu comme ensemble ins parable La mesure fournie par l indicateur de roulance est en fait la r ponse du v hicule aux d fauts d uni de ia route parcourue une vitesse donn e La mesure est donc influenc e par un certain nombre de facteurs concernant l tat de l indicateur de roulance l mode op ratoire le v hicule et tous les autres facteurs ayant une influence sur les r ponses du v hicule 41 1 L indicateur de roulance On connait les indicateurs de roulance sous divers noms savoir ride meters Mays Meters Rainhart Company Etats Unis Bump Integrators ou int grateurs de vibrations TRRL Royaume Uni NAASRA Meters ARRB Australie Cox Meters James Cox Company E
14. e ce qui entraine des donn es erratiques Les amortisseurs rigides ont aussi l avantage de diminuer l influence d autres sources d erreur et de ce fait il est plus facile de maintenir l appareil de type r ponse bien talonn Les amortisseurs sont des l ments si importants dans les performances des appareils de type r ponse qu il est n cessaire de refaire l talonnage chaque fois qu ils sont remplac s m me si les nouveaux amortisseurs sont de la m me marque et du m me mod le que les pr c dents Comme de toute facon il faut refaire l talonnage il n y a aucun avantage reprendre des amortisseurs identiques sauf si leurs performances sont enti rement satisfaisantes Les principales caract ristiques rechercher sont la robustesse une faible sensibilit la temp rature et un fort amortissement les amortisseurs doivent tre durs On peut juger si les amortisseurs install s procurent un amortissement suffisant en comparant directement les valeurs de la pente moyenne rectifi e en m km donn es par l appareil de type r ponse aux valeurs de l indice IRI sur les surfaces utilis es pour l talonnage Si les mesures fournies par le v hicule d passent de 209 en moyenne l indice IRI sur des sites d fauts d uni mod r s il est conseill d augmenter le pouvoir d amortissement de la suspension du v hicule 4 1 6 Chargement du v hicule Le poids de la carrosserie du v hicule a une influence sur les me
15. es ici ne concernent que la mesure et l valuation de l indice IRI 4 Figure 1 Indice IRI pour diff rents types de chauss es IRI m km mm m ares 0 Perfection absolue Orni res dues l rosion et d pressions profondes Fr quentes d pressions peu profondes avec quelques d pressions plus profondes Mauvaises D pressions H fr quentes mais de rev tues J eg i 80 km h faible importance Chauss es 7 d Imperfections endommag es 77 100 km h de surface 4 Routes non rev 7 d tues mais bien i entretenues i auss es relat1 yement anciennes Chauss es neuves Pistes d a roport et autoroutes 2 2 Les m thodes de mesure des d fauts d uni des routes Les nombreuses m thodes de mesure des d fauts d uni des routes peuvent tre regroup es en quatre classes d apr s le rapport plus ou moins direct des mesures obtenues avec l indice IRI rapport qui son tour influe sur les imp ratifs d talonnage et sur la pr cision li e leur utilisation 2 2 1 Classe profils de pr cision Cette classe rassemble les normes de pr cision les plus strictes pour les mesures de l indice IRI Une m thode de classe 1 requiert la mesure du profil longitudinal d une trace de roue sous forme d une s rie de points de rep re situ s faible distance les uns des autres sur la trace de roue pour s
16. le cas ch ant Un nouvel talonnage est alors n cessaire moins que la cause de l anomalie soit sans importance et qu elle ait t corrig e S il est tabli que le v hicule ou l indicateur de roulance a chang toutes les donn es rassembl es l aide de cet appareil depuis la derni re v rification doivent tre abandonn es 2 Objectifs des tests de contr le Les tests de contr le ont eu trois objectifs principaux 1 d celer les changements progressifs intervenus dans l appareil de type r ponse et susceptibles d introduire des erreurs syst matiques dans les donn es 2 d celer les changements de r p tabilit entrainant une augmentation des erreurs dans les diff rentes mesures 3 d terminer l effet des conditions environnantes pluie temp rature vent etc sur les mesures Les tests de contr le sont beaucoup plus simples que les op rations d talonnage d crites la section 4 2 de sorte qu ils peuvent tre conduits plus fr quemment On les utilise uniquement pour d terminer si l appareil de type r ponse a subi des changements et il ne faut pas s en servir pour des compensations ou un talonnage Ainsi la valeur de r f rence de l indice IRI sur le site d un test de contr le peut tre donn e par l appareil de type r ponse imm diatement apr s l talonnage de sorte que la mesure du profil n est pas n cessaire b Nombre de sites Il faut utiliser au moins deux sites de contr le pour cha
17. n ral on choisit la vitesse standard de 80 km h e Positionnement lat ral Le v hicule doit rester en permanence dans les traces de roue Autant que possible il faut viter les nids de poule qui risquent d endommager Vindicateur de roulance et de fausser Ia validit de l talonnage Quand le parcours comporte des nids de poule il faut noter leur pr sence et les d crire bri vement f Echauffement pr alable Les arr ts entre les mesures doivent tre r duits au minimum Avant l essai il faut faire marcher le v hicule la vitesse de l essai pendant 5 10 minutes pour l chauffer Des dur es d chauffement plus longues de l ordre de 15 20 minutes sont n cessaires quand les d fauts d uni d passent 8 m km ou par temps froid ou humide pour plus de d tails sur le choix d un temps d chauffement suffisant se reporter la section 4 3 3 43 2 Traitement des donn es La valeur indiqu e par Vindicateur de roulance doit tre convertie en une forme de pente moyenne rectifi e adapt e l indicateur de roulance comme les comptages km pouces mille ou mm km On calcule la pente moyenne rectifi e en divisant le total des mesures accumul es par l indicateur de roulance sur le segment d essai par la longueur de ce segment Si Ja vitesse de l essai diff re de la vitesse standard il faut galement le noter lorsque les donn es Sont acquises des vitesses diff rentes une m thode commode pour indiquer la vitesse consis
18. page 400 la position du ruban 400 100 La premi re lecture faite partir de la nouvelle station avec la nouvelle position du ruban tait de 7597 et figure en haut de la page suivante La hauteur du niveau a donc augment de 7597 7044 553 Dans les travaux d arpentage traditionnels la cote du niveau est tablie avec soin de mani re ce que la cote absolue de la surface de la route soit bien d termin e Pour les mesures de l uni il suffit d ajuster toutes les mesures par rapport une m me cote de r f rence En cons quence on peut supposer que la cote du niveau est gale n importe quelle cote arbitraire choisie la premi re mise en station par exemple 10 m e Introduction des donn es dans l ordinateur Les travaux ne se limitent pas effectuer les mesures Les relev s doivent ensuite tre introduits dans un ordinateur pour calculer l indice IRI Comme il a t indiqu plus haut il est essentiei d liminer toutes les op rations qui pourraient introduire des erreurs dans l indice IRI finalement obtenu Dans les travaux habituels de relev s des cotes on soustrait dans les notes prises sur le terrain les lectures effectu es sur la mire de la hauteur de l instrument de fa on obtenir la cote ou altitude Cependant les donn es devant tre finalement introduites dans un ordinateur toutes les op rations interm diaires de report des donn es de supression du H et de conversion des lectures
19. ponse des sites longs de 1 5 5 km sont pr f rables On peut utiliser des segments plus courts mais il sera alors plus difficile de d celer les changements de comportement de l appareil de type r ponse parce que la r p tabilit sera moindre sur des segments courts Sur des segments de 1 6 km de long les diff rences normales sont inf rieures 2 96 ce qui permet de d celer de petites variations du comportement de l appareil de type r ponse de l ordre de 5 Sur des segments de contr le de 320 m de long les diff rences normales peuvent atteindre 5 et il faut une diff rence de 10 pour indiquer un changement du comportement de l appareil de type r ponse e R p titions des mesures Pour discerner des changements plus petits des performances d un appareil de type r ponse on peut r p ter les mesures C est surtout utile lorsque les sites de contr le sont plus courts 1 km de long ou moins ains que pour v rifier la r p tabilit f Identification des sites Les points de d part et d arriv e de chaque site doivent tre reconnaissables l oeil nu gr ce des rep res ou des marques semi permanentes pr vues cet effet Imm diatement apr s l talonnage il faut mesurer tous les sites de contr le comme pour n importe quel segment de contr le d une route c est dire vitesse constante avec un quipement chauff Il faut enregistrer les mesures en vue de leur utilisation ult rieure
20. suffisantes pour expliquer comment obtenir des mesures talonn es des d fauts d uni et certaines des m thodes sugger es peuvent tre p rim es ou ne pas correspondre aux normes Il faut donc utiliser principalement le manuel pour comprendre le principe de fonctionnement des instruments de mesure mais se servir des r gles g n rales pr sent es ici pour comprendre comment les utiliser 4 1 2 Le v hicule Avec un indicateur de roulance on peut utiliser trois types de v hicules pour constituer un appareil de type r ponse ce sont 1 Un v hicule de tourisme normal ou une camionnette essieu arri re rigide L utilisation d un v hicule roues arri res ind pendantes est exclure parce que les mouvements de roulis du v hicule seraient pergus comme des d fauts d uni Il est conseill d utiliser un v hicule traction arri re parce que l essieu en raison de sa masse est plus proche de la norme En outre les ressorts boudins sont pr f rables aux ressorts lames parce que les frictions de Coulomb sont moindres 2 Une remorque deux roues La remorque doit tre quip d un essieu rigide La configuration du v hicule qui la tire n est pas tr s importante condition 1 Le Mays Meter Rainhart Etats Unis vendu dans le commerce ne peut pas toujours fournir des mesures des d fauts d uni valables pour les mauvaises routes IRI 4 m km 39 d utiliser toujours le m me v hicule entre deux talonnage
21. 1 4 9 et s et p sont des coefficients d termin s pour un intervalle dx donn entre les points de rel vement des cotes Ainsi les quations 4 7 sont r solues pour chacune des cotes relev es sur la trace de roue Apr s avoir r solu les quations pour une cote on utilise l quation 9 pour remettre les valeurs de 2 Z7 Z4 et Z au point de d part pour la cote suivante En outre pour chacune des positions de rel vement de la cote la pente rectifi e RS rectified slope du profil filtr est calcul e de la mani re suivante RS Z Z 10 26 L indice IRI est la moyenne statistique de la variable RS sur la longueur du site Ainsi apr s r solution des quations ci dessus pour toutes les cotes du profil l indice IRI est calcul l aide de l quation finale suivante REN ud SE o Za Le calcul ci dessus est valable pour tout intervalle dx entre 0 25 m et 0 61 m 2 0 pieds Pour les intervalles plus courts il est recommand en plus de lisser le profil en faisant des moyennes afin de mieux repr senter la mani re dont le pneumatique d un v hicule pouse le sol La longueur de r f rence pour faire la moyenne est 0 25 m L indice IRI peut alors tre calcul de l une des deux mani res suivantes 1 On peut faire la moyenne des cotes relev es dans l intervalle de 0 25 m pour obtenir une cote quivalente du profil correspondant cet intervalle de 0 25 m On calcule ensuite l indic
22. 1500 1510 1520 1530 1540 1550 REM REM REM REM END 27 Figure 3 Programme de d monstration pour le calcul de l indice IRI Paide d un microordinateur e Ce programme fait la d monstration du calcul de l indice IRI Un certain nombre de modifications recommand es sont expos es dans le texte aite aD ri RES QN E suis Initialisation des constantes DIM Y 26 Z 4 Z1 4 ST 4 4 PR 4 READ DX K INT 25 DX 5 1 IF K lt 2 THEN K 2 BL K 1 DX FOR I 1 TO 4 FOR J 1 TO 4 READ ST I J NEXT J READ PR I NEXT 1 rt er nn Initialisation des variables INPUT Cote du profil 11 m du point de d part Y K INPUT X 0 Cote Y 1 z1 1 Y 1 11 0 Z1 2 Z1 1 0 Z1 3 Z1 4 RS 0 IX 1 I O mme mas me mens Boucle pour introduire le profil et calculer l uni 1 1 i PRINT X IX DX IX IX 1 INPUT Elev Y K ES Calcul de la pente introduire IF IX lt K THEN Y IX Y K IF IX lt K THEN GOTO 1270 YP Y K Y 1 BL FOR J 2 TO K Y J 1 Y J J u d A ern nnn Simulation de la r ponse du v hicule FOR J 1 TO 4 Z J PR J YP FOR JJ 1 TO 4 Z J Z J ST J JJ Z1 JJ NEXT JJ NEXT J FOR J 1 TO 4 Z1 J Z J NEXT J RS RS ABS Z 1 Z 3 PRINT disp RS DX IRI S5RS I GOTO 1260 DATA 25 i DATA 9966071 01091514 002083274 0003190145
23. 4 03881 23 75 60 26729 2 53757 4 00 26 62478 6 65619 14 00 55 58533 3 97038 24 00 60 26746 2 51114 4 25 31 17282 7 33478 14 25 55 60862 3 90236 24 25 60 27618 2 48562 4 50 34 71439 7 71431 14 50 55 61244 3 83534 24 50 60 29289 2 46093 4 75 37 25397 7 84294 14 75 55 64196 3 77234 24 75 60 31701 2 43705 00 39 14653 7 82931 15 00 55 698562 3 71304 25 00 60 34795 2 41382 5 25 40 25332 7 66730 15 25 55 77170 3 65716 25 25 60 38510 2 39149 5 50 40 30715 7 32857 15 50 55 86834 3 60441 25 50 60 42782 2 36972 5 75 41 03986 7 13737 15 75 55 98361 3 55451 25 75 60 478548 2 34856 6 00 42 07087 7 01181 16 00 56 11554 3 50722 26 00 60 52746 2 32798 6 25 42 98489 6 87758 16 25 56 26218 3 46229 26 25 60 58311 2 30793 6 50 43 59367 6 70672 16 50 58 42163 3 41949 26 50 60 64183 2 28837 6 75 43 93293 6 50858 16 75 56 59200 3 37863 26 75 60 70300 2 26927 7 00 44 16159 6 30880 17 00 56 77141 3 33949 27 00 60 76602 2 25059 7 25 44 44368 6 13015 17 25 56 95805 3 30192 27 25 60 83034 2 23231 7 50 44 87153 5 98287 17 50 57 15011 3 26572 27 50 60 89539 2 21438 7 75 45 44893 5 86438 17 75 57 34588 3 23075 27 75 60 960685 2 19678 8 00 46 119687 5 76496 18 00 57 543687 3 19687 28 00 61 02563 2 17949 8 25 46 81218 5 67420 18 25 57 74189 3 16394 28 25 61 08987 2 16247 8 50 47 47456 5 58524 18 50 57 93907 3 13184 28 50 61 15292 2 14572 8 75 48 08815 5 49579 18 75 58 13378 3 10047 28 75 61 21438 2 12920 9 00 48 66155 5 40684 19 00 58 32473 3 06972 29 00 61 27390 2 11289 9 25 49 2149
24. 5095 Ibadan NORWAY Narvesen Information Center Bertrand Narvesens vel 2 P O Box 6125 Etterstad N 0602 Oslo 6 OMAN MEM Information Services Box 1613 Seeb Airport Muscat PAKISTAN Mirza Book Agency 65 Shahrah e Quaid e Azam P O Box No 729 Lahore 3 PERU Editorial Desarrollo SA Apartado 3824 PHILIPPINES National Book Stere 701 Rizal Avenue P O Box 1934 Metro Manila POLAND ORPAN Palac Kultury i Nauki 00 501 Warszawa PORTUGAL Liyraria Portugal Rua Do Carmo 70 74 1200 Lisbon SAUDI ARABIA QATAR Jarir Book Stere P O Box 3196 Riyadh 11471 MEMRB Information Services Branch offices Al Alsa Street Al Dahna Center Firet Box 7168 Riyadh Abdullah Alireza Building King Khaled Street Box 3969 Damman 33 Mohammed Hassan Awad Street P O Box 5978 Jeddah SINGAPORE TAIWAN MYANMAR BRUNEI information Publications Private Lid 02 06 ist Fi Pes Fu Industrial Bldg 24 New industrial Road Singapore 1953 SOUTH AFRICA BOTSWANA Fer single isles Dxferd University Presa Southern P PO Box 1141 Cape Town 8000 For sulscripiios orders International Subscription Service P O Box 41095 Craighall Johannesburg 2024 SPAIN Mundi Prensa Libros S A Castello 37 28001 Madrid Librer a Internacional AEDOS Consell de Cent 391 08009 Barcelona SRILANKA AND THE MALDIVES Lake House Bookshop Box 244 100 Sir Chittampala
25. 80 km h La valeur de l indice TRI est d finie en fonction des caract ristiques d un appareil de type r ponse lorsque celui ci fonctionne cette vitesse ainsi la reproductibilit associ e un appareil de type r ponse est g n ralement meilleure quand cette vitesse est respect e Les mesures de pente moyenne rectifi e PMR obtenues par un appareil de type r ponse d pendent de la vitesse et les utilisateurs des instruments doivent donc se rendre compte qu il est important de faire toutes les mesures la m me vitesse N anmoins il y a des cas o l on peut avoir besoin de vitesses plus faibles 1 La vitesse de 80 km h est dangereuse du fait de la circulation des pi tons de la g om trie de la route etc 2 L indicateur de roulance fournit des mesures fausses et incoh rentes 80 km h sur les mauvaises routes 3 Le projet comporte principalement des segments courts et la r p tabilit sur chacun des sites a une forte priorit La faible dimension des sites est compens e dans une certaine mesure par l augmentation du temps n cessaire pour les parcourir une vitesse r duite 4 Le v hicule ou l indicateur de roulance de l appareil de type r ponse sont trop fragiles pour un fonctionnement prolong cette vitesse On est donc oblig de r duire la vitesse si l on veut effecuter les mesures La solution recommand e pour r soudre les probl mes li s la fragilit des m canismes ou l incoh rence de
26. Lorsque des tudes de ce genre ont trait des sections de route br ves la pr f rence doit tre donn e aux m thodes d analyse de profil en long classes 1 et 2 notamment aux m thodes statiques c est dire la mire et le niveau quand on ne dispose pas d un analyseur de profil grande vitesse ou quand celui ci n est pas suffisamment pr cis Les appareils de type r ponse de classe 3 ont fr quemment t utilis es pour cette application mais en g n ral ils n ont pas la pr cision voulue et entrainent des incertitudes quant aux donn es tendancielles Il faut remarquer que les mesures du profil peuvent galement tre trait es de facon fournir un certain nombre d indicateurs d tat des surfaces en plus de l indice IRI tandis que les appareils de type r ponse ne sont cap hles que de donner un seul type de mesure Un compromis quant Ja fr quence des mesures est possible en raison de leur pr cision sup rieure ne faire les mesures de classe 1 et 2 qu annuellement et en liaison avec des activit s d entretien importantes par contre les mesures de l appareil de type r ponse de classe 3 doivent tre effectu es au moins 2 ou 3 fois par an afin de v rifier les tendances indiqu es par les donn es La facilit de transposition du syst me est importante les m thodes de classe 3 exigent la cr ation de sections de contr le dans les r gions loign es tandis que les syst mes des classes 1 et 2 n en ont pas besoin
27. TRRL Profilographe pratiquement statique mis au point par le laboratoire britannique TRRL pour mesurer un profil par segments de 3 m longueur de l instrument La poutre TRRL est conque pour les conditions rencontr es dans les pays en d veloppement elle est l g re portative et autonome Elle comprend un micro ordinateur aliment par batteries qui commande les mesures et calcule automatiquement les valeurs relatives aux d fauts d uni Pr cision Valeur quadratique moyenne de l erreur lorsqu on compare des mesures obtenues par une m thode particuli re celies d une m thode de r f rence Profilographe ou profilom tre Instrument mobile en usage pour la mesure du profil longitudinal des routes Un profilographe possede ses propres moyens d talonnage diff rents des m thodes empiriques par r gression n cessaires avec les appareils de type r ponse La mesure du profil peut ne pas tre absolument vraie en ce sens qu elle ne comprend pas toutes les longueurs d onde tout en tant quand m me valable pour les mesures de l uni des routes et pour les op rations d talonnage Selon l instrument le profil peut tre mis en m moire en vue d tre utilis ult rieurement ou trait bord du profilom tre pour fournir des valeurs r capitulatives pendant les mesures Les profilom tres grande vitesse sont des instruments pouvant utilis s aux vitesses normales sur les routes tandis que les profilom tres statiques sont
28. UN APPAREIL DE TYPE REPONSE ETALONNE CLASSE 3 L appareil de type r ponse est de loin le plus r pandu dans le monde Il convient parfaitement au rassemblement rapide et peu co teux de donn es sur l uni des routes raison de 200 300 km par jour en relev continu L chelle de r f rence des d fauts d uni ou indice IRI a t con ue de fa on rendre compte de la r ponse d un appareil de type r ponse id al normalis Afin que les donn es obtenues partir d un appareil de type r ponse soient coh rentes il faut veiller que les propri t s m caniques du v hicule et de l indicateur de roulance restent constantes gr ce de saines pratiques d entretien et d utilisation Tous les changements d tat du v hicule se r percutent sur les mesures de l uni Afin de choisir et d entretenir judicieusement le v hicule utiliser dans un appareil de type r ponse l utilisateur doit donc tre au courant de tous les facteurs qui ont une influence sur les performances du syst me Ces facteurs sont donn s dans la section 4 1 Un probl me que pourraient pr senter les appareils de type r ponse concerne les diff rences de r ponse aux d fauts d uni des routes d un syst me un autre En effet aucun appareil de type r ponse ne fournit des donn es exactement semblables Il est donc n cessaire de ramener toutes les mesures une chelle normalis e IRI par des relations tablies au moment de l talonnage
29. ce qui concerne un essai particulier R solution Le plus petit incr ment que peut mesurer un instrument particulier par construction Ridemeter Nom anglais d un ensemble d instruments mont s sur un v hicule pour mesurer les vibrations Dans certains documents le mot Ridemeter d signe un indicateur de roulance dans d autres il s applique des instruments qui mesurent le confort ou la roulance mais non les d fauts d uni de la route Rugosim tre BPR Appareil de type r ponse ancien mis au point par le Bureau des voies publiques Bureau of Public Roads Il s agit d une remorque de mesure roue unique quip e d un indicateur de roulance m canique muni d un embrayage rochet et utilis l origine la vitesse de 32 km h Du point de vue de sa conception le rugosim tre BPR est analogue la remorque int grateur de vibrations mais il n est d ordinaire ni aussi robuste ni aussi standardis Simulation Mays Meter Logiciel commercialis par la soci t KJ Law Engineers avec le profilographe GMR Dans certaines versions ce logiciel est exactement adapt l indice IRI en pouces mille et non en m km dans d autres il utilise lcs param tres de la voiture relatifs l indice IRI pour obtenir une simulation demi voiture plut t que la simulation quart de voiture sp cifi e pour PIRI Somme des carr s PCA Mesure obtenue par un PCA m tre chacune des lectures des diff rents compteurs tant pond r e av
30. conclusions publi es de deux importants programmes de recherche L exp rience internationale sur les d fauts d uni des routes IRRE 1 qui a eu lieu Brasilia en 1982 et a t financ e par un grand nombre d organismes dont l Organisation br siliennee de planification des transports GEIPOT l Institut br silien des recherches routi res IPR DNER la Banque mondiale BIRD le Laboratoire central frangais des ponts et chauss es LCPC le Centre belge de recherches routi res CRR et le Laboratoire britannique de recherche sur les transports et les routes Transport and Road Research Laboratory ou TRRL Le projet 1 18 du programme NCHRP National Cooperative Highway Research Program consign dazs l Rapport num ro 228 2 Nous remercions Per Fossbergt BIRD et Cesar Queiroz IPR DNER de leur contribution au d veloppement de ces m thodes De m me nous adressons nos remerciements Clell Harral BIRD qui est l origine de la conception de l exp rience IR a obtenu la participation des diff rents orga concern s et fait r diger les directives que l on trouvera dans cet ouvrage La traduction de ce document a r alis e par la Banque mondiale sous la supervision de Per E Fossberg conseiller aux op rations routi res et de William D O Paterson ing nieur senior des ponts et chauss es Nous tenons remercier Michel Boulet LCPC Michel Gorski CRR et Jean Marie Lantran BIRD qui ont accept d
31. de 100 96 sur les routes trait es en surface 3 IQw Des ing nieurs consultants de la Banque mondiale ont trait nouveau les donn es des d fauts d uni obtenues lors du projet IRRE Quand elles seront publi es les quations relatives aux co ts se r veleront diff rentes des quations d origine car elles ont t remises l chelle pour les rapprocher des valeurs de l indice IQ sur tous les types de routes On peut consid rer l indice IQ comme une version ancienne de l indice IRI Bien que les d finitions initiales de l indice IQ soient difficilement applicables avec confiance dans la plupart des cas les donn es de l exp rience IRRE indiquent que dans la pratique IQ peut tre consid r comme un indice IRI dont les unit s sont diff rentes et d cal es L quation de conversion recommand e est la suivante E OO mesures km 14 x IRI m km 10 Jnt grateur de choc Bump Integrator ou BI Indicateur de roulance utilis par le Laboratoire britannique de recherche sur les routes et les transports Transport and Road Research Laboratory ou TRRL Il est d riv du syst me embrayage rotationnel utilis sur l ancien rugosim tre BPR Les mesures sont d ordinaire exprim es en mm km La mesure brute correspond la moiti du total des d flections accumul es de suspension en cons quence il faut multiplier les r sultats par deux pour obtenir la pente moyenne rectifi e Mays Meter Indicateur
32. effectu es sur la mire en cotes ou altitudes doivent tre diff r es Ces t ches peuvent tre effectu es par l ordinateur apr s l introduction des lectures faites sur la mire Si c est possible le programme de l ordinateur doit pr senter l op rateur un cran correspondant approximativement au formulaire utilis sur le terrain de facon faciliter le rep rage rapide des fautes de frappe ventuelles Pour faciliter la d tection des erreurs l ordinateur peut tre programm de facon v rifier que les diff rences entre les valeurs voisines ne d passent pas un niveau qui indiquerait que les donn es sont erron es 20 Figure 2 Exemples de formulaires utilis s sur le terrain ef de programme utilis pour enregistrer des donn es collect es Paide de la mire et du niveau Bas du formulaire 400 500 Site Desc 26 2 Y 7044 0 Vieux 759 Nouveau 25 XL 12 75 25 251 5775 Haut du s 13 255 42 38 formulaire 75 13 25 C 25 75 40 _ 38 25 500 600 1 1 135 0 25 40 _ 38 5 GD 1375 Dd 262 14 _ 26 5 33 1425 19 _ 6 7 14 5 a Formulaires imprim s pour l enregistrement sur le terrain des lectures faites sur la mire Position du Ruban Contr le Ruban int 25 puten 501 25 nouveaux chiffres 2 a Longueur totale 301 pas utilis Imprimante Aliumer b Ecran de micro ordinateur pendant l introduction des donn es partir du formulaire utilis sur le terr
33. et l cart type sont calcul s en utilisant une convention oppos e celle normalement utilis e dans les analyses statistiques c est dire que les d finitions de x et de y utilis es dans les analyses classiques des carts sont invers es tant donn que l talonnage a un autre objet Plut t que de d crire les caract ristiques statistiques des mesures brutes de la pente moyenne rectifi e l utilisateur se pr occupe plut t de la pr cision de la mesure finale des d fauts d uni Par cons quent quand on utilise les formules classiques d analyse statistique il faut v rifier que les variables x et y sont correctement associ es aux mesures de l appareil de type r ponse et de l indice IRI 4 2 3 Choix des sites d talonnage Pour qu un talonnage soit valable les sites doivent tre repr sentatifs des routes tudier dans le projet Les sites devront de pr f rence tre situ s sur des sections droites ou courbure r duite et les caract ristiques des d fauts d uni devront tre uniformes sur toute la longueur des sites y compris sur une voie d approche de 50 m Lorsqu ils sont utilis s pour des projets long terme les sites d talonnage doivent tre localis s sur des routes peu utilis es et dont les propri t s ne varient que lentement avec le temps a Gamme des d fauts d uni Il est essentiel que les sections choisies soient naturellement pourvues de d fauts r sultant d une vie normale de la route compor
34. g Tol rances Les mesures obtenues sur un site de contr le l aide d un appareil de type r ponse doivent toujours tomber dans des limites acceptables d termin es par les objectifs du projet et par les exp riences ant rieures faites avec l appareil Il ne faut pas oublier que les tol rences fix es pour les tests de contr le ont un effet sur le niveau g n ral de pr cision qui peut tre associ l appareil de type r ponse Les limites acceptables pour un appareil de type r ponse particulier doivent reposer sur les mesures initiales effectu es sur le site de contr le avec ce m me syst me Il existe au moins trois techniques pour fixer les limites maximums et minimums de pente moyenne rectifi e acceptables pour un appareil de type r ponse donn En d signant par PMR valeur actuelle de la pente moyenne rectifi e et par PMR la valeur initiale obtenue quand le site de contr le a t mesur pour la premi re fois ces techniques peuvent s exprimer des trois fa ons suivantes 1 Limites exprim es en pourcentage PMR 5 2 Limites exprim es en d cibels ou par incr ment logarithmique par exemple PMR PMR 1 dB ou log PMR log PMR j 0 05 log PMR 3 Sous formes de limites lin aires par exemple PMR PMR 5 comptages km Les deux premi res sont grossi rement quivalentes et conviennent quand l erreur de mesure est en gros proportionnelle aux d fauts d uni La troisi me convi
35. m caniques moteurs pas pas etc doivent tre vit s parce qu ils supportent difficilement le rythme lev des mouvements de la suspension du v hicule sur les mauvaises routes Par ailleurs leurs performances peuvent tre influenc es par la tension lectrique qui peut varier en cours d utilisation ce qui amplifie les erreurs de mesure Certains indicateurs de roulance tel que le PCA meter ont t utilis s pour calculer un total pond r de mesures La plupart des PCA meters peuvent tre utilis s pour mesurer la pente moyenne rectifi e PMR par simple addition des mesures cependant certains peuvent tre c bl s de facon viter d enregistrer toutes les mesures Si toutes les mesures ne sont pas enregistr es la lin arit ainsi que la pr cision relative de l appareil de type r ponse diminuent et il en r sulte une r duction de la pr cision finale Les seuls mod les d indicateur de roulance qui aient t valid s pour tre utilis s sur toute la gamme des d fauts couverte par l Exp rience internationale sur les d fauts d uni des routes ont t d velopp s par les organismes de recherches routi res pour leur propre utilisation ce sont l appareil BI TRRL l appareil NAASRA ARRB et le Mays Meter modifi GEIPOT Chaque indicateur de roulance est congu diff remment il faut donc toujours tudier le manuel d instructions pour comprendre son principe de fonctionnement Les instructions sont rarement
36. ment adapt pour mesurer l indice IRI en traitant diff remment en laboratoire les donn es enregistr es Il faut se conformer aux instructions du constructeur en ce qui concerne le d tail des op rations effectuer En laboratoire les signaux analogiques enregistr s sur la bande doivent tre transform s en signaux num riques l aide d un micro ordinateur standard qui peut aussi tre livr avec le syst me APL 72 ou que l on peut se procurer sous des formes diverses dans le commerce Une fois le signal du profil transform en informations binaires enregistr es dans le micro ordinateur il peut tre trait comme n importe quelles autres donn es du profil de la mani re expos e la section 3 4 Quand l appareil APL 72 est utilis de cette mani re pour mesurer l indice IRI il peut tre consid r comme appartenant la classe 2 b Appareil APL 25 Le syst me APL 25 consiste en un v hicule de traction et une seule remorque et il est utilis la vitesse de 21 6 km h 5 Les instruments sont diff rents de ceux de l APL 72 L appareil transforme signal de profil en signal binaire et enregistre les valeurs num riques sur une bande magn tique en cassette en m me temps qu un seul indice global des d fauts d uni appel CAPL 25 et calcul pour chaque segment de 25 m parcouru En raison de la vitesse de remorquage relativement basse utilis e avec l APL 25 cet appareil n enregistre pas les grandes longueurs d ondes
37. pied 304 mm pour celles de la classe 1 b Mesures sur le terrain La m thodologie exacte adopt e pour mesurer et enregistrer les cotes des points choisis n est pas importante et elle peut tre adapt e la situation locale pour tenir compte du temps du mat riel et du personnel disponibles Des am liorations r centes mises au point au Br sil par Queiroz et d autres auteurs pour obtenir des profils l aide d une mire et d un niveau dans le but de mesurer les irr gularit s des routes se sont r v l es utiles et sont indiqu es ici Le mieux est que l quipe charg e des relev s comporte au moins trois personnes une pour tenir la mire une autre pour la lecture de l instrument et la troisi me pour prendre les notes Lorsque c est possible il est souhaitable d avoir une quatri me personne en r serve de facon effectuer des rotations pour combattre la fatigue Pour servir de r f rence l quipier qui tient la mire le ruban m tallique est pos dans la trace de roue marqu e et il est maintenu en place par des poids ou Paide de ruban adh sif une bonne id e consiste marquer l avance les intervalles des mesures sur le ruban avec de la peinture pour r duire les risques d erreurs d s l quipier qui tient la mire Le niveau doit tre plac au bout du ruban et bien align sinon l quipier qui fait les lectures devra constamment repointer le niveau entre les vis es Si la mire n est pas parfaitement ve
38. rapport aux caract ristiques physiques de la surface de la route Ii serait avantageux de commencer si possible la formation de l observateur en le faisant circuler sur quelques segments de route couvrant une large gamme dcs d fauts d uni et pour lesquels PIRI est connu partir de mesures r elles Si le v hicule qui doit tre utilis est tr s diff rent d une voiture de tourisme en ce qui concerne l empattement ou les caract ristiques de la suspension il ne faut pas oublier d adapter les descriptions utilis es de pr f rence par talonnage sur quelques segments mesur s l aide d instruments A l inverse ceci peut se faire par des inspections pied et des comparaisons aussi pr cises que possibles entre les mesures de la forme et les l ments des descriptions 5 1 5 Relev Sur les routes devant faire l objet d un relev le conducteur doit circuler une vitesse normale de 80 km h s il s agit d une chauss e rev tue ou de 50 km h s il s agit d une chauss e non rev tue Parfois l observateur peut souhaiter faire varier la vitesse pour v rifier les observations par rapport aux descriptions de la roulance Il faut faire une estimation de PIRI moyen des intervalles de 1 km 50 ou 70 secondes bien que sur les routes longues et uniformes cet intervalle puisse tre port 2 ou 5 km en fonction de la pr cision et des d tail demand s pour le relev Il est utile de s arr ter occasionnellement pour effectuer des
39. re d une route auront tendance tre limin es si l tude inclut un nombre lev de sites routiers Ainsi les erreurs al atoires n ont pas de grandes cons quences dans ce type d tude Par contre les erreurs syst matiques faussent les rapports entre les co ts En cons quence il faut prendre des dispositions pour maintenir les erreurs syst matiques un niveau minimum Les r sultats de l tude ne seront pas transposables moins qu une chelle des d fauts d uni des routes standard ne soit utilis e et que des dispositions soient prises pour veiller ce que les donn es sur les d fauts d uni des routes se conforment plus ou moins cette chelle Les tudes de contr le de la d t rioration des voies ou des effets de l entretien sont des exemples du deuxi me type d application Dans de tels cas il est int ressant de relever fr quemment les petites modifications de l tat de l uni de sites particuliers de la route Les erreurs de mesure al atoires r duisent le degr de certitude avec lequel on peut discerner les tendances On peut d terminer et corriger les distorsions constantes des donn es erreurs syst matiques afin de comparer les routes ou d appliquer des crit res conomiques mais il est peut tre encore plus important de faire en sorte que ces erreurs ne changent pas avec le temps Ainsi dans le cas des mesures utiliser pour ces applications l op rateur doit appliquer des m thodes qui minimisent les er
40. route soit horizontale mais il ne doit pas y avoir de changement de pente sensible ni avant ni sur le site car tout changement de pente peut avoir une influence sur les mesures faites avec un appareil de type r ponse Une faible pente peut faciliter le maintien d une vitesse d essai constante et r duire les efforts n cessaires pour mesurer manuellement le profil avec une mire et un niveau e R partition d fauts Puni sur les sites Afin de minimiser l erreur d talonnage section 2 3 2 chaque niveau de la gamme des d fauts pr sentant un int r t doit tre repr sent peu pr s galement au cours de l talonnage Le tableau 1 qui pr sentait les conditions de pr cision requises dans Ja section 3 donne sept niveaux de d fauts d uni Chacun de ces niveaux s ils doivent tre rencontr s dans le projet doit tre repr sent galement par les sites d talonnage Le tableau 4 pr sente les conditions requises de r partition des d fauts H doit y avoir au minimum deux sites d talonnage pour chaque niveau rencontr dans le projet Quand il y a plus de deux sites pour chaque niveau les sites suppl mentaires doivent tre choisis de fa on maintenir une r partition homog ne En aucun cas le nombre de sites du niveau le mieux repr sent et celui du niveau le moins bien repr sent ne doivent diff rer de plus d une unit La figure 1 section 2 et les figures 12 et 13 ainsi que le texte correspondant dans la section
41. s Il faut trouver un segment de route dont le niveau des d fauts d uni corresponde au niveau le plus lev pr voir faut que ce segment ait la longueur minimum requise dans le tableau 4 pour un site d talonnage en fait le site d talonnage le plus mauvais est celui qui convient le mieux pour cet essai Le v hicule doit tre quip d un indicateur de roulance et tre amen au site choisi o on le laisse refroidir pendant une deux heures Le v hicule peut tre consid r comme froid 15 minutes apr s que les amortisseurs et les pneus ont cess d tre chauds au toucher 53 Figure 9 Exemples de formulaires utiliser sur le terrain pour enregistrer les mesures de pente moyenne rectifi e PMR et les convertir en IRI Appareil de type r ponse CM Conducteur T D ram Get 0 Date PEL OP Indicateur de roulance PMR 3 passages es comptages Km KEARE Z 3L mtu Equation 1 quation d talonnage E IRI 0 48 0 130 x PMR 0 000025 x PMR vo FFT mr FFE m km a EEEE EEEE ii HE cane LLL LA erry HH eri tipi irr HHEH HHHH pato HHHH PELI CECI CAE HE ua LLLLLILILILLLIILLLI m EEE Oo o lo ZO 30 PMR donn e par le syst me UM n 1 comptage km 54 Lorsque le v hicule est froid on mesure Puni du site la vitesse constante pr vue pour l essai Il faut ensuite enregistrer l heure et la mesure fournie p
42. s parer les comptes rendus d taill s destin s l valuation simultan e des projets et ceux moins d taill s destin s l tablissement des priorit s 2 4 2 Suivi court terme du projet L valuation de projets sp cifiques de r novation ou d am lioration implique soit des observations court terme s tendant sur des p riodes pouvant atteindre 3 ans soit des mesures ponctuelles des d fauts d uni D ordinaire les sites ont de 5 50 km de longueur et ne sont pas n cessairement contigus 1 faut porter une grande attention la pr cision et au degr de d tail requis car les imp ratifs de pr cision peuvent quelquefois tre plus s v res que dans le cas d une surveillance long terme du r seau section 2 4 1 Par ailleurs si l on n a besoin que de mesures approximatives des d fauts d uni des conomies consid rables sont r alisables Si l on d sire un historique des d fauts d uni de la surface l instrument doit tre capable de fournir des mesures r p tables sur une certaine p riode de temps et il est important de maintenir l erreur d talonnage un niveau modeste Ainsi si une haute pr cision est n cessaire on peut tablir la moyenne de plusieurs mesures pour r duire l erreur de r p tabilit qui pourrait sans cela masquer les petites modifications des d fauts d uni En g n ral une productivit lev e dans la collecte des donn es n est pas essentielle dans le cas des projets court terme
43. se produisent il n existe pas de correctif simple qui puisse tre appliqu il faut r talonner l ensemble v hicule indicateur de roulance Cette classe comprend galement d autres instruments de mesure des d fauts d uni des routes capables de g n rer des valeurs qui sont en corr lation raisonnable avec l indice IRI par exemple la r gle mobile Les mesures obtenues peuvent servir valuer l indice IRI au moyen d quations de r gression quand une exp rience de corr lation a t effectu e Cela n en vaut g n ralement pas la peine on peut obtenir de meilleures mesures plus facilement moins que l on ne doive convertir une grande quantit de donn es recueillies avant l introduction de l chelle IRI a 1 En 1984 a eu lieu Ann Arbor Michigan une rencontre sur les analyseurs de profil destin e d terminer les caract ristiques de fonctionnement d un certain nombre d analyseurs notamment des syst mes actuels sans contact de KJ Law E U le syst me su dois VTI laser la remorque APL et plusieurs autres syst mes qui ne se trouvent pas dans le commerce L tude tait financ e par l Administration f d rale des routes des Etats Unis FHWA et conduite par UMTRI 3 7 Une m thode de mesure des d fauts d uni des routes appartient la classe 3 quand elle fait intervenir la m thode de d talonnage par corr lation expos e la section 4 2 quel que soit le type des instruments de mesure ou d
44. x Gr exte sexy N x Gite 2 2 2 m 4 Gh xD N ty yy N N 343 3 xjp x5t xD N 2 i j yt 27 N Grey xy Yp N 2 2 2 Gd he GM Y N 2 2 B2 92 A 0 x2 C2 2 A y 2 B xy 2 Ce xZy 2 Ae Be 2 Ce x 46 b Uniformit Les d fauts des sites d talonnage doivent tre uniformes de facon ce que le taux d accumulation des mesures fournies par l indicateur de roulance de l appareil de type r ponse reste constant pendant tout le paicours du segment Un appareil de type r ponse se comporte diff remment sur une route dont les d fauts sont uniformes et mod r s et sur une route tr s bonne sur une moiti et tr s mauvaise sur l autre S il s agit d talonner un appareil de type r ponse deux roues les d fauts doivent tre raisonablement uniformes des deux c t s c Approche Il faut se rappeler que les v hicules r agissent la route apr s tre pass s sur celle ci et que la mesure sur un site r sulte partiellement du passage sur la surface pr c dant imm diatement le site Par cons quent il faut viter les sites op les 50 m d approche pr sentent des d fauts nettement diff rents d G ometrie Les talonnages doivent se faire de pr f rence sur des segments de route en ligne droite Ce n est qu exceptionnellement qu on peut accepter une l g re courbure II n est pas n cessaire que la
45. 0 5 32053 19 25 58 51073 3 03952 29 25 61 33114 2 09679 9 50 49 76499 5 23842 19 50 58 69067 3 00978 29 50 61 38580 2 08087 9 75 50 31748 5 16077 19 75 58 86356 2 98043 29 75 61 43763 2 06513 10 00 50 86700 5 08670 20 00 59 02852 2 95143 30 00 61 48640 2 04955 36 constante Les r sultats donn s sur la figure sont aussi donn s au tableau 3 pour des intervalles de 0 25 m ce tableau a t produit en utilisant le programme de d monstration du calcul de l indice IRI de la figure 3 avec un intervalle de 250 mm entre les points de rel vement des cotes Cette v rification ne peut servir qu confirmer la validit de la m thode de calcul de l indice IRI li ne s agit en aucun cas d un talonnage C est dire que si les r sultats obtenus par une m thode de calcul sont trop lev s de 10 la v rification ne peut pas servir les corriger pour donner l indice IRL Au lieu de cela il faut chercher et corriger l erreur de calcul Bien que la m thode de calcul de l indice IRI utilis e dans ce programme de d monstration soit relativement peu sensible au choix de l intervalle entre les points de rel vement il existe de petites diff rences et il ne faut pas s attendre une concordance exacte avec les valeurs du tableau 3 moins que le m me intervalle de 0 25 m ne soit utilis Cependant ces diff rences devraient tre relativement faibles moins de 1 37 CHAPITRE 4 EVALUATION D UN INDICE IRI A L AIDE D
46. 002 Branch offices 15 J N Heredia Mag Ballard Estate Bombay 400 038 13 14 Asaf AN Road New Delhi 110 002 17 Chittaranjan Avenue Calcutta 700 072 Jayadeva Hostel Building Sth Main Road Gandhinagar Bangalore 560 009 3 5 1129 Kachiguda Cross Road Hyderabad 500 027 Prarthana Flats 2nd Floor Near Thakore Baug Navrangpura Ahmedabad 380 009 Patiala House 16 A Ashok Marg Lucknow 226 001 INDONESIA Pt Indira Limited Jl Sam Ratulangi 37 P O Box 181 Jakarta Pusat IRELAND TUC Publishers 12 North Frederick Street Dublin 1 ITALY Linosa Commissionaria Sansoni SPA Via Benedetto Fortini 120 10 Cancila Postale 552 59125 Florence JAPAN Eastern Book Service 37 3 Hongo 3 Chome Bunkyo ku 113 Tokyo KENYA Africa Book Service Lid P O Box 45245 Naircbi KOREA REPUBLIC OF Par Korea Bock Corporation P O Box 101 Kwangwhamun Seoul KUWAIT MEMRE Information Services P O Box 5465 MALAYSIA University cf Malsya Cooperative Limited P O Box 1127 Jalan Pantal Baru Kuala Lumpur 2AEXICO INFOTEC Apartado Postal 22 860 14060 Tialpan Mexico D F MOROCCO Societe d Etudes Marketing Marocaine 12 sue Mozart Bd d Casablanca NETHERLANDS InOx Pubhkaties b v P O Box 14 7240 BA Lechem NEW ZEALAND Hills Library and information Servic Private Bag New Maxket Auckland NIGERIA University Pres Limited Three Crowns Building Jericho Private Mail Bag
47. 280 et 1290 peuvent tre remplac es par des lignes quivalentes permettant de rechercher les donn es dans les fichiers mis en m moire Des renseignements suppl mentaires concernant les caract ristiques de la r f rence et cette m thode de calcul peuvent tre obtenus facilement 1 et 2 3 4 3 Tableaux des coefficients pour les quations de l indice IRI Les coefficients utiliser dans les quations 4 7 et dans le programme de d monstration du calcul de l indice IRI d pendent de l intervalle entre les mesures de cotes Le tableau 2 donne les coefficients correspondant aux intervalles courants utilis s dans les mesures manuelles des profils Lorsqu on utilise un intervalle non compris dans la table les coefficients peuvent tre calcul s au moyen de l algorithme donn la figure 4 de la section 3 4 4 3 4 4 Programme de calcul des coefficients pour les quations de l indice IRI Les coefficients utiliser dans les quations 4 7 peuvent tre d termin s pour n importe quels intervalles choisis l aide du programme donn la figure 4 Le langage utilis est le BASIC comme dans la discussion de la section 3 4 2 Les d tails de la simulation du v hicule sont d crits par ailleurs 1 et seules les quations i ellement utilis es dans le programme sont incluses ici 29 Tableau 2 Coefficients pour les quations de PIRI dx 50 mm dt 00225 sec 9998452 2 235208E 03 1 062545E 04 1 476399
48. 5 peuvent tre utiles pour d terminer approximativement les niveaux des d fauts avant l talonnage Il est noter que les sept niveaux du tableau 1 couvrent une gamme tr s large de qualit s des routes Le niveau le plus lisse ne se rencontre que sur les autoroutes de tr s haute qualit et sur les pistes d atterrissage et les deux niveaux les plus lev s ne s appliquent qu aux mauvaises routes non rev tues f Nombre et longueur des sites Afin que l quation d talonnage soit repr sentative elle doit tre bas e sur des donn es suffisantes Le tableau 4 donne les conditions minimums concernant le nombre et la longueur des sites Remarquons qu il est impossible de concevoir un talonnage valable qui ne remplisse qu au minimum chacune des conditions du tableau Par exemple si le projet couvre six ou sept niveaux de d faut Q uni il faudra avoir un minimum de 12 sites deux pour chacun des niveaux Mais si on n utilise que 12 sites ceux ci doivent avoir une longueur d au moins 375 m 4500 m 12 sites 375 m site On peut aussi utiliser 23 sections de 200 m de longueur On peut obtenir une meilleure pr cision en augmentant la longueur totale des sites au del de celle donn e dans le tableau soit en utilisant des sites plus longs soit en utilisant un plus grand nombre de sites d une longueur donn e Cependant la pr cision d ensemble est actuellement limit e par les qualit s de reproductibilit des appareils de type r pon
49. CARTS LDI x LDL min ECART initial GAMMES DES ECARTS A REPORTER SUR LE TABLEAU DE CONTROLE DES ECARTS ECARTS REPORTER SUR LE TABLEAU DE CONTROLE DE LA MOYENNE 58 Figure 11 Exemple de tableau de report des moyennes et des carts d un test de controle d un appareil de type r ponse 9 TABLEAU DE CONTROLE DES MOYENNES LDI e d talonnage Lor TP S SS Dat DESIGNATION DE L INSTRUMENT MOYENNES INITIALES TABLEAU DE CONTROLE DES ECARTS LDI EU LEO 1057995 Date d talonnage DESIGNATION DE L INSTRUMENT LOI 7P 1 5Sy DATE D ESSAI LL ESE Tisi Esa IA eu D LP LUI DID L ee 3 9 o lt SIuvos saa SWAWVO 59 CHAPITRE 5 EVALUATION SUBJECTIVE CLASSE 4 DE PIRI 5 1 M thode d valuation descriptive Lorsque les m thodes de classe 1 2 ou 3 de mesure des d fauts d uni des routes ne sont pas applicables on peut faire des valuations subjectives l aide des descriptions de l chelle IRI Cette technique peut tre mise en oeuvre aux stades initiaux d un projet pour se faire une id e approximative de l tat de la route ou dans les cas o l on ne dispose pas d un appareil de type r ponse Les descriptions qui suivent sont galement utiles pour familiariser le personnel int ress avec l chelle IRI en aidant se faire une image concr te de la signification des diff rentes valeurs de l IRI et des tats de la chau
50. CE DE TRANSFERT D ETAT PRINT FOR J 1 TO N FOR I i TO N PRINT ST J 1 NEXT 1 PRINT NEXT J Le code suivant est une routine d inversion de matrice ER est le seuil d erreur qui peut tre utilis pour indiquer la singularit ER 0 FOR KK 1 TO N KD KK 1 PV O FOR I 1 TO N FOR J 1 TO N 1F KK 1 THEN 1930 FOR II 1 TO KD FOR JJ 1 TO KD IF I IC II OR J JC JJ THEN GOTO 1970 NEXT JJ NEXT II IF ABS A 1 J lt ABS PV THEN 1970 PV A I J IC KK I JC KK J NEXT J 1980 1990 2000 2010 2020 2030 2040 2050 2060 2070 2080 2090 2100 2110 2120 2130 2140 2150 2160 2170 2180 2190 2200 2210 2220 2230 2240 2250 2260 2270 2280 2290 2300 2310 2320 2330 2340 2350 2360 2370 2380 2390 2400 2410 2420 2430 2450 2450 2460 2470 END 32 Figure 4 suite NEXT IF ABS PV gt ER THEN 2020 PRINT PIVOT lt SER STOP LI IC KK JJ JC KK FOR J 1 TON ACII J ACII J PV NEXT J ACIT JJ 1 PV FOR I TON AA ACI JJ IF I II THEN 2150 A I JJ AA PV FOR J 1 TON IF J lt gt JJ THEN A I J A 1 J AA ACII J NEXT J NEXT I NEXT KK FOR J 1 TO N FOR I 1 TON Y JC I ACIC 1 J NEXT i FOR I 1 TO N 1 Y 1 NEXT 1 NEXT J FOR I 1 TON FOR J 1 TO N Y 1C J A 1 JC J NEXT J FOR J 1 TO N A 1 J Y J NEXT J NEXT 1 Calcule la matrice de R ponse Particuli re PR
51. CP 10 peuvent tre obtenues par d autres m thodes de mesure du profil condition d utiliser des intervalles petits entre les points de rel vement La corr lation entre le coefficient CP 2 5 l indice IRI et les mesures prises avec les appareils de type r ponse est tr s lev e D fauts d uni d une route ou plus simplement uni Variations longitudinales de la hauteur de la surface de la route occasionnant des vibrations dans les v hicules qui la parcourent La mesure de ces variations est normalement exprim e par l indice IRI voir ce mot IRRE International Road Roughness Experiment Exp rience internationale sur les d fauts d uni des routes qui s est tenue au Br sil en 1982 Cette exp rience a t conduite par des quipes de recherche venant du Br sil d Angleterre de France de Belgique et des Etats Unis Gamme d ondes Gamme de fr quences transpos e dans l espace nombre d onde 1 longueur d onde La gamme d ondes ne comprend que les nombres d onde qui font partie de la gamme GMR General Motors Research Voir Profilographe inertiel IRI International Roughness Index Indice international des d fauts d uni des routes II est quivalent la pente moyenne rectifi e quand on utilise un appareil de type r ponse de r f rence une vitesse normalis e de 80 km h C est une propri t math matique du profil d une trace de roue choisie dans une voie Il repose sur une r f rence d talonnag
52. DICE IRI A L AIDE DES METHODES PROFILOMETRIQUES CLASSES 1 amp 2 15 3 1 Description de la m thode 15 32 Exigences de pr cision 15 3 3 Mesure du profil 17 3 3 1 Relev par mire et niveau 17 3 3 2 L analyseur de profil statique poutre TRRL 21 3 3 3 L analyseur de profil en long inertie APL 22 3 3 4 L analyseur de profil en long inertie KJ Law 23 3 3 5 Autres analyseurs de profil 24 34 Calcul de l indice IRI 25 3 4 1 Equations 25 3 442 Programme de d monstration pour le calcul de l indice IRI 26 3 4 3 Tableaux des coefficients pour les quations de l indice IRI 28 3 44 Programme de calcul des coefficients pour les quations de l indice IRI 28 3 4 5 Test de v rification des calculs 33 viii CHAPITRE 4 EVALUATION D UN INDICE IRI A L AIDE D UN APPAREIL DE TYPE REPONSE ETALONNE CLASSE 3 37 4 1 Choix et entretien d un appareil de type r ponse 37 4 1 1 4 1 2 4 1 3 4 1 4 4 1 5 4 1 6 4 1 7 4 1 8 4 1 9 4 1 10 4 1 11 L indicateur de roulance 37 Le v hicule 38 Installation de l indicateur de roulance dans le v hicule 39 Vitesse d utilisation 39 Choix des amortisseurs 40 Chargement du v hicule 40 Pression des pneumatiques 42 Liaisons m caniques avec l indicateur de roulance 40 Roues mal quilibr es ou voil es 40 Effets de la temp rature 41 Effets de l eau et de l humidit 41 42 Etalonnage d un appareil de type r ponse 42 4 2 1 M thode d talonnage 42 4 2 2 Equation d
53. INT PRINT PR MATRIX PRINT FOR I 1 TO N PR 1 mU A 1 4 FOR J 1 TON PR I PR I A I J ST J 4 NEXT J PR I PR I 1 MU PRINT PR I NEXT I 33 Les coefficients utilis s aux quations 4 7 sont d riv s des propri t s dynamiques du mod le du v hicule de r f rence Ces propri t s dynamiques sont repr sent es par quatre quations diff rentielles dont la matrice a la forme suivante dz t dt A z t B y t 12 o z est un vecteur contenant les quatre variables des quations 1 7 A est une matrice 4 x 4 qui d crit la dynamique du mod le B est un vecteur 4 x 1 qui d crit la mani re dont le profil r agit avec le v hicule et y t est le profil introduit tel qu il est per u par le v hicule en d placement Ces matrices et B sont d finies dans le tableau 2 a o 1 0 0 B 0 K C K C 0 0 0 0 1 0 K 4 C 2 lu u K u C u K u 13 Les quatre constantes K1 K2 C et u sont des param tres du v hicule dont les valeurs sont K1 653 K2 63 3 C 6 et u 0 15 Les coefficients s des quations 4 7 constituent une matrice de transfert d tat calcul e partir de la matrice A de la facon suivante ST 4 4 14 Le programme de la figure 4 calcule les coefficients pour les valeurs de la matrice s appel e ST dans le programme en utilisant un d veloppment en s rie de Taylor de l quation 13 ST I A dt A A d 2 A dt 3
54. UN PROJET DE MESURE DUNI DES ROUTES Pour concevoir un projet d tude des d fauts d uni d un r seau routier il faut bien comprendre les Objectifs que l on veut atteindre Il arrive qu un projet particulier exige des investissements consid rables en capital et en travail Il y a donc avantage concevoir ce projet avec soin La conception en elle m me est une synth se dans laquelle entrent en ligne de compte les buts les ressources disponibles et l environnement du projet Le choix d une m thode de mesure des d fauts d uni qui soit d application facile tout en tant suffisamment pr cise pour r pondre aux buts du projet en est peut tre l l ment le plus d licat Le pr sent chapitre fait le point sur les diff rentes m thodes existantes class es selon le caract re plus ou moins direct des mesures qu elles permettent d obtenir par rapport une chelle standard g n ralement les m thodes les plus directes sont aussi les plus pr cises De plus on y trouvera un expos des erreurs auxquelles on peut s attendre et de leur importance en fonction de la nature des diff rents projets de mesure 2 1 G n ralit s sur P chelle IRI de Puni des routes Avant d aborder les caract ristiques des mesures des d fauts d uni ou les probl mes li s la pr cision il faut tout d abord d finir une chelle des d fauts d uni Afin d encourager l utilisation d un talon commun pour tous les projets importants dans le monde entier
55. Zi Zr Z7 Z et Z des quations 1 7 la pente rectifi e accumul e RS et les compteurs IX et L Lorsque DX est sup rieur 0 25 m les compteurs IX et I sont gaux et proportionnels la distance parcourue Les lignes 1260 1360 servent calculer la pente introduire partir des cotes re ues L ensemble Y est une m moire interm diaire utilis e pour la mise en m moire temporaire des cotes des points de rel vement du profil jusqu 26 Cependant seuls les premiers l ments K sont utilis s Ainsi lorsque DX est gal ou sup rieur 0 25 m ce qui se produit dans la plupart des cas o le profil est mesur manuellement K 2 et seuls les deux premiers l ments de l ensemble Y sont utiles Cependant quand les intervalles entre les points de rel vement sont tr s courts on a besoin de la m moire tampon Y pour la moyenne mobile Lorsque DX 0 01 m les 26 l ments de la m moire interm diaire sont tous utilis s Les lignes 1380 1490 sont des traductions directes des quations 4 10 Une importante m dification recommand e pour rendre le programme plus pratiqi consiste permettre la lecture u profil mesur partir d un disque ou d une bande magn tique Les structures des fichiers tant diff rentes selon les machines le programme de d monstration pr sent ici n est pas pr vu pour cela il demande que l utilisateur introduise successivement les cotes du profil Les lignes 1160 1170 1
56. ain 21 Un contr le encore meilleur consiste tracer le profil des cotes une chelle suffisante pour r v ler toutes les valeurs manifestement erron es La figure 2b montre un affichage d un programme de saisie des donn es qui a t utilis avec le formulaire repr sent la figure 2 3 s agit en fait de la reproduction exacte de l cran du micro ordinateur Macintosh d Apple pendant d ex cution du programme au moment l op rateur vient d introduire les lectures faites sur la mire jusqu la position 501 et o il est pr t introduite la lecture correspondant au point 501 25 Cet cran est montr pour indiquer quel point la t che d introduction des donn es dans l ordinateur a t simplifi e dans le cas de ce projet particulier Dans cet exemple les distances indiqu es par le ruban sont donn es dans la colonne gauche de l cran Les nombres correspondent ceux des formulaires utilis s sur le terrain ce qui permet l op rateur de v rifier facilement que les m mes nombres se tro vent aux m mes positions sur l cran et sur le formulaire Au fur et mesure que les lectures sur la mire sont introduites elles apparaissent dans la deuxi me colonne partir de la gauche La cote est alors calcul e par l ordinateur puis affich e dans la troisi me colonne En m me temps la cote est report e sur le diagramme figurant en haut et droite de l cran Les points correspondant des d
57. aitent la lecture et l enregistrement des donn es Avec des intervalles de 0 25 m une quipe de trois peut mesurer le profil d une trace de roue au rythme de 640 m tres par jour en enregistrant les cotes avec une r solution de 0 1 mm une voie de 320 m 2560 points de mesure de la cote en une journ e Pour r duire l erreur due aux facteurs humains sur le terrain une m thode utilis e en Bolivie consiste avoir deux quipiers pour lire l instrument et deux autres pour enregistrer les mesures faites sur la mire tenue par une seule personne Les deux niveaux utilis s ne se trouvant pas exactement la m me hauteur les lectures sur la mire ne sont pas identiques mais leurs diff rences doivent tre constantes Cette m thode assure une v rification qui permet de d couvrir rapidement les erreurs d enregistrement et elle se pr te en outre la d tection automatique des erreurs apr s l introduction des donn es dans un ordinateur 19 c Enregistrement des donn es Du fait du grand nombre de mesures des centaines voire des milliers par site d observation il est important d liminer le plus possible les sources d erreurs dues aux facteurs humains L utilisation sur le terrain de formulaires standardis s sur lesquels les distances sont d j imprim es contribue limiter les erreurs d enregistrement des donn es La figure 2 montre des d tails de deux formulaires utilis s pour mesurer des profils avec une mire
58. ant d tre additionn es aux autres La mesure qui en r sulte tait sens e indiquer une r ponse quadratique mais il a t d montr que la somme pond r e n avait aucun rapport avec les variables physiques 2 L utilisation de cette mesure est d conseill e SQV Simulation quart de voiture Mod le math matique d un v hicule muni d une carrosserie et d une seule roue Il permer de calculer la r ponse d un v hicule de r f rence partir du profil mesur Trace de roue Chemin parcouru par le pneu d un v hicule parcourant une route Chaque voie comporte deux traces Lors de la mesure des d fauts d uni la trace de roue doit tre autant que possible parall le la ligne m diane de la voie Fray e en Belgique TRRL Transport and Road Research Laboratory Voir Int grateur de choc et Remorque int grateur de vibrations Uni Voir D fauts d uni d une route Variance de la pente VP Mesure des d fauts d uni d une route exprim e par la variance d un signal produit par l ancien profilographe AASHTO et par le profilom tre CHLOE Quand elle est utilis e pour d crire les d fauts d uni la variance de la pente se rapporte la variance d un signal ou profil obtenu selon un proc d particulier La variance de la pente est plus sensible la m thode de mesure du profil choisie qu aux d fauts d uni et elle ne d crit pas une mesure standard des d fauts d uni la 71 vraie variance de la pent
59. ant que la remorque est tract e vitesse routi re normale sur les voies grande circulation Profilographes K J Law Voir Profilom tre inertiel GMR Profilom tres voir profilographe Remorque de mesure APL Profilom tre grande vitesse mis au point et utilis par le Laboratoire central des ponts et chauss es La remorque est quip e d un syst me m canique accord pour mesurer le profil de surface d une trace de roue unique dans la gamme des fr quences de 0 5 20 Hz Remorque int grateur de vibrations Appareil de type r ponse se composant d une remorque sp ciale une seule roue quip e d un indicateur de roulance int grateur de vibrations La remorque a t mise au point par le Laboratoire britannique TRRL en se basant sur une conception similaire l ancien rugosim tre BPR Autrefois la remorque int grateur de vibrations n tait utilis e qu 70 la vitesse de 32 km h cependant les r sultats de l exp rience IRRE montrent qu on peut obtenir de bons r sultats des vitesses sup rieures R p tabilit Ecart type des mesures obtenues par des essais r p t s au moyen du m me instrument sur une route unique choisie au hasard Reproductibilit Ecart type de l erreur sur une seule mesure par rapport une mesure de r f rence La reproductibilit des mesures d un instrument inclut des erreurs syst matiques caract ristiques de cet instrument mais al atoires en
60. antit pas l exactitude des donn es pr sent es dans cette publication et d cline toute responsabilit quant aux cons quences qui pourraient r sulter de leur emploi Les cartes qui accompagnent le texte sont uniquement destin es en faciliter la lecture les appellations et les signes qu elles contiennent n impliquent de la part de la Banque mondiale de ses institutions affili es du Conseil des Administrateurs ni de ses pays membres aucun jugement quant au statut juridique d un pays d un territoire d une ville d une r gion ou de ses autorit s ni quant ses fronti res ou son appartenance territoriale Le contenu de cette publication fait l objet d un d p t l gal Les demandes d autorisation de reproduction sont adresser au Directeur du D partement des publications l adresse indiqu e ci dessus La Banque mondiale encourage la diffusion de ses travaux et donne normalement cette autorisation dans les meilleurs d lais et titre gracieux si la reproduction n a pas un but commercial L autorisation de photocopier des pages des fins p dagogiques n est pas n cessaire mais la Banque souhaite tre inform e de cette utilisation La liste compl te de toutes les publications de la Banque mondiale figure dans Index of Publications qui parait tous les ans et contient la liste des titres par ordre alphab tique accompagn e des renseignements n cessaires la commande et des index par sujet par auteur et par pays et r gio
61. appareils ne peuvent tre rang s que dans la classe 3 m me s ils sont stables dans le temps 3 4 Calcul de l indice IRI 3 4 1 Equations L indice IRI s obtient en calculant quatre variables qui sont des fonctions du profil mesur ces quatre variables simulent la r ponse dynamique d un v hicule de r f rence circulant sur le profil mesur Les quations des quatre variables sont r solues pour chacune des cotes relev s sauf au premier point de rel vement La pente moyenne sur les 11 premiers m tres 0 5 sec 80 km h sert affecter les valeurs initiales suivantes aux variables 2 Z V Y 11 1 Z Zr 0 2 a 11 dx 1 3 dans lesquelles Y repr sente le naemen point de la cote du profil Y le premier point et dx l intervalle choisi ainsi dans l quation 1 pour un intervalle dx 0 25 m on utilise la diff rence entre la cote du 45 point et celle du premier point pour d terminer une pente initiale destin e au calcul de l indice IRI Les quatre quations r currentes suivantes sont alors r solues pour chacune des cotes de 2 n n nombre de cotes mesur es Z 5 Z 51 Z 583 Z3 Sy ZZ pi Y 4 Z 89 Zr 522 Z 823 23 S4 Zg p Y 5 Z3 5 2 835 22 533 Z3 54 7 6 24 54 Zr S42 Ly S43 Zy Sy Z p Y 7 c Y Y Y dx pente introduite 8 T Z Z partir de la position pr c dente j
62. ar l indicateur de roulance La conversion en indice IRI n est pas n cessaire car l int r t de l op ration consiste mesurer un changement relatif On recommence l essai imm diatement en enregistrant nouveau l heure et les indications de l indicateur de roulance Puis on continue jusqu ce que les indications de l indicateur de roulance atteignent un niveau constant sur au moins cinq passages cons cutifs Le temps n cessaire pour atteindre la stabilit des observations doit toujours tre utilis comme dur e d chauffement minimum Si la diff rence entre la premi re et la derni re mesure d passe 30 il faut envisager de remplacer les amortisseurs 4 3 4 Essai de contr le de la stabilit dans le temps de l appareil de type r ponse Les sites de contr le sont des segments de route qui sont mesur s sur une base quotidienne ou hebdomadaire en vue de d terminer si l appareil de type r ponse a chang depuis la derni re v rification On peut aussi les utiliser pour d terminer ou pour surveiller la r p tabilit de l appareil de type r ponse et sa sensibilit aux conditions environnementales On trouvera un exemple de m thode d int gration des tests de contr le dans le mode op ratoire tabli pour un projet et montr la figure 8 Si les mesures prises sur les segments de contr le ne tombent pas dans les limites tablies pour le projet il faut v rifier que l appareil de type r ponse est en bon tat et le r parer
63. ation de la r p tabilit Le logarithme de la moyenne est compar au logarithme de la mesure initiale et la diff ence est report e dans le tableau sup rieur de la figure 11 Ainsi toutes les tendances de la sensibilit de l appareil de type r ponse aux d fauts d uni apparaissent visuellement La diff rence est galement report e sur le graphique du bas de la figure 11 de sorte qu il est facile de d celer pr cocement un comportement incoh rent qui indiquerait que des l ments du syst me sont endommag s i Fr quence des test La fr quence laquelle on doit effectuer les tests de contr le r sulte d un compromis des tests trop fr quents font perdre du temps qui pourrait tre consacr la collecte des donn es En revanche lorsque des probl mes sont d couverts gr ce un test de contr le il y a moins de donn es perdues si le test pr c dent a t effectu r cemment On retiendra qu il faut r p ter les tests intervalles suffisamment rapproch s pour que les donn es ventuellement perdues n entrainent pas une perte de temps trop grave pour le projet 57 Figure 10 Exemple de feuille de calcul utilis e pour enregistrer les donn es des tests de contr le 9 FEUILLE DE CALCUL POUR LES TESTS DE CONTROLE D UN APPAREIL LID DESIGNATION DE L APPAREIL Lb TP 125 555 0 5 4 ESA am oss or oe MEN GAMMES DES ECARTS Gei TOTAL LOG y LDI X actuel ume mE GAMMES 5 DES E
64. ce IRI d un site d talonnage on doit choisir le meilleur site possible c est dire celui qui convient le 49 mieux du point de vue de la longueur de la g om trie de Puni de l emplacement et de la permanence sur une longue p riode A moins que le projet ne comporte l tude des changements de Puni d un certain site d talonnage il n y aura pas d avantage particulier reprendre les m mes sites 4 2 5 Compensation des vitesses non standard Lors de l tude de l tat d une route il peut y avoir des situations o il est impossible d obtenir des mesures de l uni la vitesse normalis e de 80 km h Il peut tre n cessaire de circuler une vitesse moindre en raison de l intensit du trafic local d une g om trie contraignante ou de d fauts d uni importants sup rieurs la gamme des d fauts mesur s par un appareil de type r ponse donn Dans ces cas l il est recommander de prendre les mesures la vitesse de 50 km h A la limite on peut prendre 32 km h mais il faut viter de travailler des vitesses plus faibles car les mesures seraient fortement influenc es par la facon dont les pneus de l appareil pousent le sol Afin de pouvoir calculer l indice IRI l op rateur doit imaginer un moyen de convertir les mesures faites une vitesse inf rieure La vitesse du v hicule a des effets complexes sur les d fauts observ s d une route et ces effets ont une influence subtile sur les proc dures appliquer po
65. curacy of Calibrated Roughness Surveys dans Measuring Road Roughness and its Effects on User Cost and Comfort Special Report STP884 American Society for Testing and Materials Philadelphie Pa 1985 pp 66 88 9 Visser A T et Curtayne P C The Routine Operation Calibration and Control of the Linear Displacement Integrator Report No RC 7 82 National Institute for Transport and Road Research Pretoria 1982 10 Paterson W D O Road Deterioration and Maintenance Effects Models for Planning and Management Highway Design and Maintenance Standard Series Baltimore Md John Hopkins University Press pour la Banque mondiale 1987 454 pp Distributors of World Bank Publications ARGENTINA Carlos Hirsch SRL Galera Guemes Florida 165 4th Floar Ofc 453 465 1333 Buenos Aires AUSTRALIA PAPUA NEW GUINEA SOLOMON ISLANDS YANUATU AND WESTERN SAMOA DA Books amp Journals Whitehorse Road Mitcham 3132 Victoria AUSTRIA Gerald and Co Graben 31 Wien BAHRAIN Bahrain Research and Consultancy Associates Lid PO Box 2103 Manama Town 317 BANGLADESH Micro Industries Development Assistance Society MIDAS House 5 Road 16 Dhanmondi R Aren Dhaka 1209 Branch offices 156 Nur Ahmed Sarak Chittagong 4000 76 KDA Avenue Kulna BELGIUM Publications des Nations Unies Av du Roi 202 1060 Brussels BRAZIL Publicacoes Tecnicas Internacionais Lida Rua Peixoto Gemide 209
66. d un appareil de type r ponse bas sur la voiture de tourisme ou la remorque deux roues La version IRI est plus transposable et on a d montr qu elle offre exactement le m me degr de pr cision avec tous les appareils de type r ponse que la version NCHRP Pour garantir la stabilit dans le temps on d finit l indice IRI comme une caract ristique du profil en long d une trace de roue parcourue et non pas comme une caract ristique d un l ment de l quipement Ainsi pour mesurer directement l indice IRI il faut auparavant obtenir le profi de la trace de roue On a d montr que la caract ristique particuli re du profil qui d finit l indice IRI est directement mesurable ar la plupart des m thodes de mesure des profils plus que toutes les autres mesures des d fauts d uni bas es sur les profils envisag es lors de l IRRE En m me temps la compatibilit de la caract ristique du profil IRI avec les mesures obtenues par l appareil de type r ponse est si lev e quelle permet un talonnage par rapport l chelle IRI en vue d obtenir la pr cision la meilleure possible ou s en approchant avec ce genre d instrument L indice IRI est aussi en corr lation troite avec l opinion subjective des usagers concernant l uni des routes Parce que l indice IRI 1 est mesurable par un grand nombre de m thodes de mesure des profils 2 qu il est en troite corr lation avec les mesures de l appareil de type r ponse et 3 qu il es
67. de roulance commercialis par la soci t Rainhart Le capteur utilise un codeur optique pour produire des impulsions lectriques qui sont accumul es m caniquement par un moteur pas pas unidirectionnel reli un enregistreur graphique L appareil mesure les mouvements accumul s de la suspension en pouces 6 4 et les indications sont report es automatiquement gr ce l avancement du papier de l enregistreur Cette mesure est alors convertie en pouces mille par la plupart des utilisateurs Bien que le capteur fonctionne de facon satisfaisante sur les routes quels que 68 soient les d fauts d uni le moteur pas pas a des seuils de r ponse qui occasionnent des erreurs de comptage quand les routes sont mauvaises Mesures km mesures mille Expressions se rapportant aux valeurs utilis es pour le calcul de la pente moyenne rectifi e Dans ces expressions les mesures se rapportent normalement aux incr ments des mouvements de la suspension mesur s par l indicateur de roulance Ces expressions ont galement t utilis es pour d signer les sommes des carr s des mesures prises par un appareil PCA ce qui n a aucun rapport avec la pente moyenne rectifi e mm km Unit de mesure de la pente moyenne rectifi e On l utilise habituellement avec la remorque int grateur de vibrations Les valeurs donn es par l int grateur de vibrations sont g n ralement la moiti de celles utilis es pour le calcul de la pente moyenne rect
68. de surface quand les mesures sont effectu es une vitesse r duite Ceci est d au fait que les gammes d ondes capt es par l appareil de type r ponse chacune des deux vitesses sont diff rentes b Corr lation des mesures de la pente moyenne rectifi e effectu es des vitesses diff rentes s agit d une autre m thode qui fait intervenir une conversion en deux temps Elle est plus sensible aux erreurs et par cons quent il ne faut l utiliser que lorsqu il est impossible de se servir de la m thode pr c dente On tablit d abord la relation de corr lation entre les mesures effectu es par l appareil de type r ponse la vitesse non standard et 80 km h en faisant des essais chacune des deux vitesses sur un certain nombre de sites On peut utiliser les sites d talonnage normaux mais il faut y ajouter un certains nombre de sites repr sentatifs Il n en r sulte pas d alourdissement notable des travaux effectuer car les mesures de profil ne sont pas n cessaires Ensuite on utilise les mesures effectu es la vitesse non standard pour estimer la valeur que l on aurait d obtenir 80 km h Cette estimation est ensuite introduite dans l quation d SES de l appareil de type r ponse utilis en vue de caiculer l indice IRI 50 est remarquer que les niveaux des d fauts d uni couverts par cette deuxi me m thode n ont pas besoin de repr senter la gamme compl te des niveaux rencontr s dans le
69. dit les amortisseurs et les pneus Si le climat est tel que les journ es pluvieuses sont la norme et non l exception il faut proc der un talonnage sous la pluie afin de pouvoir convertir les mesures brutes prises les jour de pluie et les rapporter l chelle de l indice IRI Un autre probl me li l eau est constitu par l accumulation de boue de neige et de glace dans les roues ce qui entraine un des quilibrage de l ensemble pneu roue section 4 1 9 La pr sence de glace sur la carrosserie a une influence sur le poids du v hicule et par cons quent sur les lectures de l indicateur de roulance 42 4 2 Etalonnage d un appareil de type r ponse Etant donn que les r ponses d un appareil de type r ponse particulier sont uniques et varient en fonction du temps le syst me doit tre talonn lors de sa premi re mise en service et ensuite p riodiquement au cours de la dur e de son utilisation d s que les r ponses d passent les limites de contr le voir section 4 3 4 4 2 1 M thode d talonnage L talonnage s effectue en relevant des mesures brutes de la pente moyenne rectifi e les comptages km ou tout autre valeur donn e comme mesure par l instrument sur des sites d talonnage sp ciaux Ces sites sont des segments dont l indice IRI est connu la suite de mesures effectu es l aide de m thodes de la classe 1 ou 2 mire et niveau ou profilographe L appareil de type r ponse est essay
70. donn es ne constituent pas la priorit essentielle En g n ral il est souhaitable d utiliser une chelle dont la signification ne change pas d une ann e l autre ni d une r gion une autre Bien que les estimations subjectives des comit s d usagers puissent tre accroch es une chelle stable dans le temps telle que celle de l indice IRI la m thode est co teuse et peu pr cise par comparaison avec les autres m thodes disponibles Les valuations par des comit s d usagers ne sont donc pas recommand s pour obtenir des mesures de l indice IRI ni pour aucune autre application sauf pour les recherches dans lesquelles l opinion publique ou professionnelle locale pr sente un int r t 65 GLOSSAIRE Analyse des gammes d ondes APL 72 Le profil est filtr en trois bandes ondes courtes ondes moyennes et grandes ondes Ses l ments sont a l nergie W APL 72 qui est la moyenne des carr s du profil filtr dans gamme d ondes b amplitude quivalente APL 72 qui est l amplitude d une onde sinuso dale de m me nergie E lindice APL 72 qui est une valeur situ e entre 1 le plus mauvais et 10 le meilleur et indique la qualit relative de la route C est la valeur num rique de la gamme des ondes courtes qui offre la meilleure corr lation avec l indice IRI et avec les mesures de l appareil de type r ponse Un ensemble analogue de trois valeurs num riques correspondant aux gammes d ond
71. e 80 km h ou plus Tous les types d appareil de type r ponse conviennent Un profilom tre grande vitesse convient galement et il peut fournir des valeurs descriptives utiles en plus de l indice IRI b Le nombre d instruments Lorsqu un r seau est tr s long ou tres tendu il peut tre n cessaire de disposer de plusieurs instruments Si c est le cas un parc d appareils de type r ponse peut tre moins co teux qu un parc d analyseurs de profil Les v hicules utilis s pour les appareils de type r ponse doivent de pr f rence tre de m me marque pour des raisons d interchangeabilit ceci n tant pas essentiel cependant lorsque des proc dures valables d talonnage ont t respect es c Des segments d talonnage pour les appareils de type r ponse seulement 11 faut disposer de 8 20 segments d talonnage situ s en position centrale et si n cessaire dans les r gions excentr es pour permettre l talonnage complet des v hicules d essais intervalles r guliers section 4 2 Les analyseurs de profils sont calibr s en usine ou en laboratoire 12 d Des segments de contr le Un petit nombre de segments de contr le entre 3 et 5 sont n cessaires dans chaque r gion d utilisation des instruments pour permettre des v rifications quotidiennes ou hebdomadaires Ger don 4 3 4 e La vitesse de mesure pour les appareils de type r ponse seulement Elle peut tre le fruit d un compromis ent
72. e tablie au cours d un programme NCHRP 2 et s est r v l par la suite comme l indice des d fauts d uni le plus appropri une utilisation internationale dans l exp rience IRRE Indicateur de roulance Instrument mont sur un v hicule et destin transmettre et additionner les mouvements de la suspension quand le v hicule parcourt une route La mesure fournie est proportionnelle au total des mouvements de la suspension accumul s au cours de l essai Indice des d fauts d uni voir IRI Indice international des d fauts d uni IQ Indice des d fauts d uni adopt comme norme d talonnage dans le projet br silien PICR commenc en 1975 et concernant les co ts pour l usager Par sa conception l IO est identique a PIRI et en pratique la corr lation entre ces deux indices est tr s lev e Il s agit d une mesure de la pente moyenne rectifi e effectu e en choisissant arbitrairement des mesures km Elle est bas e sur une simulation de r f rence ancienne d un appareil de type r ponse L IQ d origine tait l abr viation d Indice quart de voiture et il reposait sur la lecture effectu e avec un appareil particulier sur les routes rev tues du Br sil En raison de plusieurs d fauts pr sent s par les appareils et d erreurs dans la m thode d talonnage les mesures IQ d origine ne peuvent tre reprises aujourd hui avec la m me m thode Depuis le d but du projet PICR il y a eu trois types de donn es IQ
73. e IRI l aide des quations ci dessus en se basant sur un intervalle de 0 25 m l aide des coefficients pr vus pour cet intervalle 2 On peut galement faire une moyenne mobile de tous les points d un intervalle de 0 25 m centr sur le point de rel vement de la cote du profil Ensuite l indice IRI est calcul en r solvant les quations pour chacun des points pour lesquels la moyenne a t faite l aide des coefficients des quations correspondant l intervalle plus petit L algorithme utilis dans le programme exemple de la figure 3 section 3 4 2 est valable pour toute longueur de r f rence entre 10 et 610 mm Lorsque dx est inf rieur 0 25 m cet algorithme applique la moyenne mobile correspondant aux donn es introduites Le r sultat du calcul de l indice IRI est donn dans les unit s correspondant celles utilis es pour la mesure des cotes et pour l intervalle entre les points de rel vement Par exemple si les cotes sont mesur es en mm et que l unit de dx est le m tre l indice IRI sera donn de pr f rence en mm m m km pente x 107 3 4 2 Programme de d monstration pour le calcul de Pindice IRI Un programme de d monstration du calcul de l indice IRI par la m thode ci dessus est donn e la figure 3 Ce programme est crit en BASIC et peut tre ex cut sur n importe quel micro ordinateur Cependant certaines commandes en BASIC varient quelque peu selon les ordinateurs et il peut tr
74. e d un profil de route est infinie puisque le vrai profil comprend les effets de la texture Bien que la g om trie simple des profilographes anciens implique que la variance de la pente puisse tre calcul e math matiquement sans difficult partir de mesures de profil pr cises les anciens syst mes de mesure pr sentaient des anomalies et des complexit s mal connues et les estimations de la variance de la pente faites partir des profils mesur s ne sont pas quivalentes aux donn es fournies par les intruments anciens Les mesures de la variance de la pente ne se sont jamais r v l es tr s compatibles avec les mesures de la pente moyenne rectifi e et de la vitesse moyenne rectifi e obtenues avec des syst mes SMDRRT VMRR vitesse moyenne rectifi e de r f rence La VMRR est donn e par l quation PMR x vitesse dans laquelle on obtient la pente moyenne rectifi s PMR partir de la simulation quart de voiture du v hicule de r f rence Vitesse moyenne rectifi e mesur e par un appareil de type r ponse C est la vitesse moyenne de battement de la suspension du v hicule pendant une mesure des d fauts d uni La VMR est une mesure directe des r ponses du v hicule aux d fauts d uni Une augmentation de la indique toujours une augmentation des vibrations du v hicule quelle que soit la vitesse laquelle sont faites les mesures ou la source des vibrations La VMR est donn e par l quat
75. e de 100 300 km de route par jour l appareil APL se compose d une remorque sp ciale comportant une roue genre roue de bicyclette un ch ssis lest et un pendule sp cial inertie basse fr quence qui sert de r f rence pseudo horizontale La remorque est congue de facon tre insensible aux mouvements du v hicule mais tre sensible au profil de la trace parcourue dans la bande des fr quences allant de 0 5 20 Hz Lorsqu elle est tract e une vitesse constante quelconque entre 50 et 100 km h elle capte les d fauts d uni dans toute la gamme des longueurs d ondes n cessaires au calcul de l indice IRI La bande des longueurs d ondes effectivement capt es par l appareil APL d pend de la vitesse de remorquage il capte des longueurs d ondes pouvant atteindre 100 m lorsqu il est remorqu 150 km h ou se r duisant 0 3 m lorsque la vitesse n est que 21 6 km h La remorque APL est le seul analyseur grande vitesse dont les possibilit s de mesurer l indice IRI dans toute la gamme des d fauts d uni y compris sur les mauvaises routes non rev tues ont t d montr es Bien que la remorque APL puisse tre utilis e pour mesurer l indice IRI elle a t mise au point d autres fins par le Laboratoire Central des Ponts et Chauss es et elle est habituellement utilis e en Europe pour d autres usages Elle est normalement pourvue d instruments de mesure sp ciaux en une ou deux configurations la remorque APL 72 p
76. e n cessaire de modifier quelques instructions ce programme a t ex cut sans modifications sur les ordinateurs des familles Apple II Apple MacIntosh et IBM PC L algorithme utilis dans le programme comporte un lissage pour les petits intervalles entre les points de rel vement et il reste valable pour n importe quel intervalle entre 10 et 610 mm On a choisi le langage BASIC parce que c est Je plus r pandu sur les petits ordinateurs et il peut tre compris par des personnes n ayant que peu ou pas de connaissances en programmation Cependant il n est pas tr s rapide ni performant pour le calcul de l indice IRI pourrait donc tre int ressant de le traduire en un langage plus efficace le FORTRAN ferait tr s bien l affaire pour r aliser des gains de temps consid rables Les commandes BASIC figurent dans la liste en caract res gras les mentions en caract res ordinaires repr sentent les commentaires les variables et les constantes Le programme commence par fixer les valeurs des constantes aux lignes 1040 1140 DX repr sente l intervalle entre les points de rel vement et les valeurs doivent tre donn es obligatoirement en 1000 1010 1020 1030 1040 1050 1060 1070 1080 1090 1100 1110 1120 1130 1140 1150 1160 1170 1180 1190 1200 1210 1220 1230 1240 1250 1260 1270 1280 1290 1300 1310 1320 1330 1340 1350 1360 1370 1380 1390 1400 1410 1420 1430 1440 1450 1460 1470 1480 1490
77. e r viser le traduction et d en v rifier la terminologie AVANT PROPOS Dans cet ouvrage traduit de l Anglais la terminologie technique francaise adopt e est celle du Laboratoire central des ponts et chauss es Le sujet est la mesure des d fauts d uni des routes appel e galeraent mesure de l uni des routes Ces deux expressions sont quivalentes et sont employ es indiff remment dans le texte Le sigle IRI International Roughness Index a t conserv dans ce document parce qu il est d utilisation universelle y compris dans les pays francophones TABLE DES MATIERES CHAPITRE 1 OBJET DE L OUVRAGE 1 CHAPITRE 2 PLANIFICATION D UN PROJET DE MESURE D UNI DES ROUTES 2 2 1 G n ralit s sur P chelle IRI de Puni des routes 2 2 2 Les m thodes de mesure des d fauts d uni des routes 5 2 2 1 Classe 1 profils de pr cision 5 222 Classe 2 autres m thodes d analyse des profils en long 5 2 2 3 Classe 3 valuations de l indice IRI partir d quations de corr lation 6 2 2 4 Classe 4 estimations subjectives et mesures non talonn es 7 2 3 Les facteurs qui agissent sur la pr cision 7 2 3 1 L erreur de r p tabilit 8 2 32 L erreur d talonnage 9 2 3 3 L erreur de reproductibilit 10 24 Planification d un projet de mesure 11 2 4 1 Surveillance long terme du r seau 11 2 4 2 Suivi court terme du projet 12 2 4 3 Surveillance precise dans un but de recherche 13 CHAPITRE 3 MESURE DE L IN
78. e reproductibilit consiste mesurer les d fauts d uni sur des sites plus longs L erreur de reproductibilit tant al atoire pour chaque segment de route elle peut tre quelque peu r duite par des moyennes obtenues gr ce des sites plus longs A la diff rence de l erreur de r p tabilit cette erreur ne diminue pas n cessairement avec la racine carr e de la longueur La reproductibilit n est pas augment e par la r p tition de mesures sur le m me site puisque l effet est syst matique pour un site donn 11 24 Planification d un projet de mesure L ex cution d un programme de mesure des d fauts d uni des routes de haute qualit d pend enti rement de la d finition de proc dures bien congues et respect es rigoureusement pendant toute la dur e du projet Pour aider le planificateur valuer les besoins logistiques ce chapitre pr sente dans leurs grandes lignes les besoins de planification propres aux trois grandes cat gories de projets de mesure des d fauts d uni 2 41 Surveillance long terme du r seau Les programmes de surveillance long terme de l uni des routes font partie int grante des valuations de l tat du r seau et des syst mes de gestion des chauss es Leurs objectifs sont d ordinaire D l tablissement sur ane base r guli re d un r sum de l tat du r seau pour valuer l efficacit des actions entreprises 2 l introduction des normes de conception des chauss es de
79. ent mieux quand l erreur de mesure est peu pr s constante dans l ensemble des limites des d fauts d uni couverts par le projet Lorsque les limites int ressantes comprennent surtout des routes rev tues et en particulier des routes relativement lisses comme les routes importantes c est la troisi me m thode qui est recommand e Lorsque les limites couvrent des routes non rev tues ou des routes rev tues tr s mauvaises il est alors recommand d utiliser l une des deux premi res m thodes 56 Il faut choisir le seuil exact partir de l exp rience acquise avec un appareil de type r ponse r el le chiffre de 5 utilis dans l exemple ci dessus peut ou peut ne pas s appliquer h Enregistrement des donn es Comme dans d autres domaines de collecte de donn es l utilisation de formulaires peut contribuer r duire les erreurs humaines et d tecter les tendances des qu elles commencent se manifester Les figures 10 et 11 montrent des feuilles de calcul utilis es cette fin 9 Dans cet exemple les tests de contr le englobaient la fois les changements de sensibilit et de r p tabilit de l appareil de type r ponse Par ns quent il faut r p ter les mesures sur les sites de contr le Chaque semaine les mesures sont eiicctu es cinq fois sur plusieurs sites de contr le A l aide de la feuille de calcul figure 10 on tablit la moyenne pour chaque site et on note les carts entre les mesures comme indic
80. ervir de base au calcul de l indice IRI En ce qui concerne les m thodes statiques d analyse des profils en long la distance entre les points de rel vement ne doit pas tre sup rieure 250 mm 4 mesures m tre et la pr cision des mesures de hauteur doit tre de 0 5 mm pour les chauss es tr s lisses des mesures moins pr cises sont acceptables pour des surfaces plus rugueuses comme il est pr cis dans la section 3 2 Les analyseurs de profil longitudinaux grande vitesse peuvent constituer un moyen de mesurer rapidement l indice IRI cependant l analyseur doit tre valid un moment ou un autre l aide d une m thode bien tablie comme par exemple la m thode de la mire et du niveau pour contr ler sa pr cision Jusqu ce jour seules la m thode utilisant la mire et le niveau section 3 3 1 et celle utilisant l analyseur de profil statique section 3 3 2 ont d montr leur validit comme m thodes de classe 1 pour la d termination de l indice IRI dans un large spectre de niveaux de d fauts d uni et de types de routes sur les segments de 320 m de longueur utilis s dans l IRRE Les m thodes de cette classe sont celles qui produisent des mesures d une telle qualit que la reproductibilit de la valeur IRI ne peut tre am lior e Cette d finition peut premi re vue sembler viser un objectif irr alisable mais il existe d ordinaire une limite pratique la r p tabilit des mesures des d fauts d uni des rou
81. es CP est utilis en Belgique par le Centre de recherches routi res Appareils de type r ponse Ces appareils se composent d une voiture de tourisme ou d une remorque une ou deux roues et d un indicateur de roulance install de facon mesurer les mouvements de la suspension Appareil de type r ponse deux pistes Appareil de type r ponse bas sur une voiture de tourisme une camionnette ou une remorque deux roues La mesure obtenue est fonction des d fauts d uni dans les deux traces de roue Appareil de type r ponse une seule trace Remorque support e par une roue unique et quip e d un indicateur de roulance La mesure des d fauts d uni obtenue ne s applique qu une seule trace de roue APL 25 Voir CAPL 25 AVQ Abr viation d acc l ration verticale quadratique Cette mesure a t propos e par McKenzie et Srinarawat comme r f rence d talonnage bas e sur le profil Cette valeur num rique est fonction d un signal de profil mesur et d un param tre unique de longueur de r f rence L acc l ration verticale AV est d finie chaque position longitudinale x par l quation suivante AV Y x b Y x b 2 Y x t dans laquelle Y x est l amplitude du signal cote du profil la position x et b le param tre de la longueur de r f rence Dans cette d finition donn e par l quation ci dessus PAVO est exprim e en unit s d acc l ration verticale mais n a pas de rappor
82. es utilisations normales de ces instruments des g n ralit s concernant cette m thode sont donn es ci apr s en m me temps que des conseils relatifs cette application particuli re a Appareils Dans le cas des routes rev tues pour mesurer les cotes relatives avec la pr cision requise il est n cessaire de disposer d instruments de mesure pr cis comme ceux utilis s pour les travaux de construction car la mire et le niveau utilis s dans les travaux d arpentage n offrent pas la pr cision voulue Dans le cas des instruments de mesure de pr cision c est dire une mire et un niveau talonn s ensemble le niveau comprend d ordinaire un microm tre permettant les interpolations entre les marques de la mire Remarquons que les exigences de pr cision du tableau 1 sont faciles satisfaire avec la mire et le niveau la pr cision demand e pour les cotes est en g n ral quivalente la r solution avec laquelle la mire peut tre lue travers le niveau et les intervalles entre les points mesurer correspondent aux distances marqu es sur le ruban de mesure Avec les rubans graduations m triques les intervalles de 0 25 m tres conviennent pour les mesures de la classe 1 et les intervalles de 0 50 m tres pour les mesures de la classe 2 Lorsque les graduations du ruban sont en pieds les intervalles qui 18 conviennent le mieux sont de 2 pieds 610 mm pour les mesures de la classe 2 et de 0 5 pied 152 4 mm ou de 1
83. et il faut donc s efforcer d obtenir des instruments de mesure qu ils fournissent des donn es d une qualit aussi lev e que possible Dans certains cas la transposabilit des donn es obtenues avec l chelle IRT peut ne pas tre aussi importante que le maintien d une coh rence interne lev e En pratique cependant les v rifications minutieuses n cessaires cette coh rence entrainent souvent l adh sion pure et simple l chelle IRI en particulier si des appareils de type r ponse sont en cause a M thodes d analyse de profil classes 1 et 2 Les m thodes d analyse de profil sont ad quates et peuvent facultativement fournir en plus de l indice IRI d autres valeurs num riques descriptives utiles qui peuvent servir diagnostiquer la nature et l origine probable d un d faut par exemple l APL 72 produit 3 Les imp ratifs de vitesse des analyseurs de profil sont fonction de leur type 13 normalement des indices de d fauts d uni dans trois bandes de fr quences ou gammies d ondes Les d fauts d uni de grande longueur d onde d notent une instabilit du h risson ou de l assiette tandis que ceux situ s dans la bande des longueurs d ondes courtes indiquent le mauvais tat de la base ou du rev tement Si l on dispose d un analyseur de profil il est probable qu il peut tre utilis sans modification importantes du mode d emploi il suffit de pr voir un format de compte rendu plus d taill et ve
84. et un niveau En haut de la figure on trouve le bas de la page qui comprend toutes les mesures effectu es sur la mire entre 400 et 500 pieds La page suivante commence 500 et r p te la premi re ligne les donn es de la derni re ligne de la page pr c dente 500 0 400 100 d Calcul de la cote du profil L optique du niveau limite la port e utilisable Lorsque la distance de la mire atteint la limite de port e le niveau doit tre amen la station suivante Sur les routes en pente il peut tre n cessaire de d placer le niveau pour que les mesures de d nivel e restent dans les limites permises par la longueur de la mire Il est d ordinaire commode de d placer l instrument en m me temps que le ruban de facon ce que pour chaque mise en place du ruban les mesures soient faites partir d une m me hauteur du niveau Pour d terminer la nouvelle hauteur du niveau il faut partir de la nouvelle station faire une nouvelle lecture sur la mire rest e en place au dernier point de mesure La nouvelle hauteur de H du niveau est alors donn e par la formule H nn Hna hy Mina dans laquelle H est l ancienne hauteur du niveau hy la nouvelle lecture sur la mire et ha l ancienne lecture sur la mire Dans l exemple de la figure 2 le niveau a t d plac en m me temps que le ruban La derniere lecture sur la mire faite partir de l ancienne station tait de 7044 et figure en bas de la premiere
85. eurs sans contact optiques ou acoustiques selon les mod les Les signaux de l acc l rom tre sont doublement int gr s pour d terminer la position du corps de l analyseur de profil On obtient le profil en ajoutant cette position au signal de position du capteur Les premiers analyseurs de profil utilisaient des circuits analogiques pour effectuer la double int gration ainsi que d autres op rations et l op rateur devait maintenir une vitesse de d placement constante pendant les mesures A la fin des ann es soixante dix ce mod le a t modernis en rempla ant le traitement analogique par un traitement num rique Avec le passage aux calculs binaires une nouvelle m thode de calcul a t d velopp e pour rendre la mesure du profil ind pendante de la vitesse Ceci permet d utiliser l analyseur plus facilement en tant moins g n par la circulation En outre ces analyseurs calculent couramment d autres l ments statistiques sommaires en rapport avec les simulations quart de voiture simulation SQV A l origine les simulations taient conduites l aide du rugosim tre BPR En 1979 le mod le de simulation SQV utilis pour l indice IRI a t ajout ces profilom tres et il est en usage depuis cette poque Ainsi la possibilit de mesurer l indice IRI automatiquement est incorpor e dans les deux ruod les et ceux ci peuvent tre consid r s actuellement comme appartenant la classe 2 Aucun n a encore t valid
86. fisante pour l talonnage des syst mes r ponse type appareils de type r ponse 17 c Gammes d ondes Un profil complet de route comporte des caract ristiques qui couvrent un spectre tendu depuis les collines et les vall es jusqu aux petites irr gularit s de texture de la surface Aucun instrument actuellement en service ne mesure toutes les caract ristiques d un profil Pour des raisons techniques les instruments d analyse du profil ne couvrent qu une plage du spectre des longueurs d ondes qui est assez limit e mais dont on esp re qu elle couvrira les propri t s de la route auxquelles on S int resse Une r duction plus pouss e des donn es du profil de la route a lieu au cours du calcul de l indice L analyse qui conduit l indice IRI joue le r le de filtre en liminant toutes les informations relatives au profil situ es en dehors de la gamme des ondes allant de 1 3 30 m collines et vall es d une part texture d autre part Les longueurs d ondes d passant cette bande ne contribuent pas aux d nivellations ressenties par des v hicules roulant des vitesses proches de 80 km h Parce que des m thodes d analyse du profil diff rentes comprennent souvent les longueurs d onde en dehors de cette gamme les diagrammes des profils avant le traitement des donn es peuvent sembler tr s diff rents m me s ils sont obtenus partir de la m me route et que leur indice IRI est le m me Un profilom tre de
87. grammes de mesure des d fauts d uni des routes y sont esquiss es ainsi que les crit res permettant de choisir un syst me de mesure capable d atteindre les objectifs fix s L ouvrage explique galement les proc d s de relev l aide de syst mes et de m thodes de mesure appartenant aux quatre groupes pr alablement d finis donne les caract ristiques des instruments montre la n cessit de v rifications et de contr les suffisants et l importance de la vitesse utilis e et expose les m thodes d analyse des donn es On trouvera aussi une d finition de l Indice international des d fauts d uni des routes IRI ou International Roughness Index et le prcgramme permettant de le calculer L IRI repose sur la simulation des r ponses aux d fauts d uni de la route d une automobile circulant 80 km h exprim e sous forme d pente moyenne rectifi e de r f rence c est dire du quotient obtenu en divisant les mouvements accumul s de la suspension d un v hicule par la distance parcourue pendant l essai Le document explique aussi comment tablir un rapport entre toutes les mesures y compris celles faites des vitesses inf rieures 80 km h et pr sente une chelle des d fauts d uni L IRI s impose donc comme chelle pouvant tre utilis e pour l talonnage aussi bien que pour les comparaisons iv REMERCIEMENTS Du point de vue techn que les directives expos es dans le pr sent document sont fond es sur les
88. guli re Cependant il y a quatre points excentr s correspondant des mesures prises sur des sites l g rement affect s par la t le ondul e Les valeurs mesur es ont t amplifi es par la r sonnance du v hicule sur la t le ondul e Au pire il existe un cart de 4 m km entre l indice IRI estim partir de la ligne d talonnage et l indice r el IRI m km m km 10 IRI 20 15 43 Figure 6 Exemples de courbes d talonnage IRI m km 5 10 15 2 4 6 8 10 PMRgg m km PMRgo ES m km Opala Maysmeter N 2 b Caravan NAASRA CA SD mx CA im TS GR GR j TE E x TE x A 10 20 30 PMRso m km DMR 50 m km c Remorque BI d Rugosim tre BPR 44 La pr cision pourrait tre meilleure condition d effectuer un talonnage s par des sites trait s en surface Dans ce dernier cas on obtient deux quations d talonnage comme l indiquent les lignes en pointill s En utilis ant deux talonnages s par s l erreur maximum est r duite de moiti Un second exemple est donn par la courbe de la figure 6c Ici il n y a videmment pas d erreur syst matique due au type de surface La plus grande erreur possible est d environ 3 m km mais les errreurs les plus courantes sont beaucoup plus petites environ 1 m km Donc l quation correspondant un seul talonnage est galement repr sentative des quatre types de rev tement 4 2 2 Equa
89. iaisons entre l essieu le transducteur et la carrosserie ou le ch ssis de la remorque ne sont pas troitement solidaires des mesures seront perdues Les poulies d un arbre peuvent patiner de sorte que l aussi certaines mesures peuvent tre perdues Il est donc conseill que l inspection et le maintien en bon tat de ces liaisons figurent dans les r gles d utilisation 41 9 Roues mal quilibr es ou voil es L ensemble rotatif pneu roue de l essieu sur lequel est mont l indicateur de roulance peut osciller en raison d un d s quilibrage ou de la rotation irr guli re 41 de la roue ce qui augmente les mesures L augmentation des mesures due aux vibrations engendr es par l ensemble pneu roue prend une importance plus grande sur les routes relativement lisses les vibrations provoqu es par la chauss e sont plus faibles Cet c fet peut tre r duit en utilisant des pneus de tr s bonne qualit mont s sur les roues de facon ce que les talons ou les tringles du pneu soient bien en place Les pneus ou les roues endommag es doivent tre remplac s ainsi que les pneus comportant un m plat caus par un d rapage ou an freinage de d tresse L ensemble pneu roue de l essieu quip de l indicateur de roulance doit tre statiquement quilibr l quilibrage dynamique ne pr sente pas d avantages moins de 8 grammes m tre 1 0 pied once pour les utilisations courantes L talonnage doit tre refait cha
90. ifficult s se situent au niveau de la corr lation et de la transposabilit des mesures effectu es avec des instruments diff rents et de l talonnage par rapport une chelle commune Ces difficult s sont encore exarcerb es par le grand nombre de facteurs responsables de divergences entre les lectures d instruments similaires et m me entre celles d un m me instrument De ce besoin de corr lation et d talonnage est n e l Exp rience internationale sur les d fauts d uni des routes International Road Roughness Experiment ou IRRE qui a eu lieu en 1982 au Br sil et dont il est rendu compte dans un autre num ro de la pr sente s rie intitul The International Road Roughness Experiment Establishing Correlation and a Calibration Standard for Measurements Exp rience internationale sur les d fauts d uni des routes tablissement de corr lations et d une norme d talonnage des mesures Publication technique N 45 de la Banque mondiale Le pr sent ouvrage classe les syst mes de mesure des d fauts d uni des routes en quatre groupes hi rarchis s qui vont des m thodes de mesure du profil 2 groupes qui sont pr cises et se pr tent au plus haut point aux analyses d taill es jusqu aux m thodes subjectives qui permettent des valuations sans instrument en passant par les appareils de type r ponse qui sont les instruments les plus r pandus les plus pratiques et les plus rapides Les grandes lignes de la planification des pro
91. ifi e En cons quence 1 mm km PMR 500 mm km avec l int grateur de vibrations Moyenne mobile M thode d analyse utilis e pour calculer l indice des d fauts d uni partir du profil mesur La moyenne mobile sert lisser le profil en remplagant chaque point par la moyenne des points contigus sur une distance de r f rence sp cifi e Le profil liss est soustrait du profil d origine pour annuler les reliefs de grande longueur d onde Le profil filtr qui en r sulte est r sum sous forme de moyenne rectifi e ou par une valeur quadratique Si la longueur de r f rence a t choisie de mani re appropri e de 1 5 m 3 m il existe une corr lation lev e avec les mesures des appareils de type r ponse Cette analyse est utilis e principalement pour isoler les propri t s des d fauts d uni auxquelles on s int resse et qui sont souvent impossibles d celer avec les appareils de type r ponse NAASRA graphe NAASRA Meter Indicateur de roulance mis au point et utilis par le Comit australien de recherche sur les routes Australian Road Research Board ou ARRB en m me temps qu un v hicule de r f rence en vue de d finir un appareil de type r ponse pour l NAASRA L indicateur de roulance NAASRA s est r v l capable de prendre les mesures n cessaires au calcul de la pente moyenne rectifi e PMR et de la vitesse moyenne rectifi e VMR dans toute la gamme des d fauts d uni des routes L appareil de type r po
92. inverse une surface d pourvue de d fauts ou r cemment colmat e peut conduire sous estimer les d fauts d uni L observateur doit donc concentrer son jugment sur les irr gularit s de la surface dans le sens vertical Les caract ristiques utilis es pour d crire la forme de la surface sont 1 les d pressions creux en forme d assiettes dans les traces de roue le rev tement restant en place par extension cette d finition comprend galement les bosses de dimensions comparables 2 la t le ondul e d pressions tranversales r guli rement espac es traversant habituellement la voie de part en part et ayant des longueurs d onde de 0 7 3 m 3 les nids de poule trous dans la surface provoqu s par la d sint gration et la perte des mat riaux du rev tement et ayant des dimensions sup rieures 250 mm de diam tre et 50 mm de profondeur Comme pour les tol rances de construction la taille des d fauts est indiqu e par l cart maximum par rapport une r gle de 3 m ce qui donne par exemple 6 20 mm 3 m La fr quence des d fauts est qualifi e de occasionnelle 1 3 par 50 m dans Pune ou l autre des traces mod r e 3 5 par 50 m dans l une ou l autre des traces fr quente plus de 5 par 50 m dans l une ou l autre des traces Roulance Aux figures 12 et 13 la conduite confortable se rapporte une voiture conduite int rieure de taille moyenne quip e d amortisseurs ind pendan
93. ion VMR PMR x vitesse dans laquelle la vitesse est exprim e dans les unit s appropri es 72 REFERENCES 1 Sayers M W Gillespie T D et Queiroz C A V The International Road Roushness Experiment Establishing Correlation and a Calibration Standard for Measurements Document technique No 45 Banque mondiale Washington D C 1986 2 Gillespie T D Sayers M W et Segel L Calibration of Response Type Road Roughness Measurement Systems National Cooperative Highway Research Program Report 228 Acad mie nationale des sciences Washington D C 1980 3 The Ann Arbor Road Profilometer Meeting Report FHWA RD 86 100 Federal Highway Administration U S Department of Transportation Washington 1986 226p 4 Analyseur de profil en long APL 72 Bulletin 1 B AC 7o Mat riels de laboratoires des ponts et chauss es Paris 1976 3 Mesure de l uni des couches de chauss es avec l analyseur dynamique de profil en long type APL 25 Avant projet de mode op ratoire Division des structures et caract ristiques des chauss es Laboratoire central des ponts et chauss es Paris 1980 6 Spangler E B et Kelly W J GMR Road Profilometer A Method for Measuring Road Profile Highway Research Record 121 Acad mie nationale des sciences Washington D C 1966 7 Specification No S8300m Road Roughness Surveyor K J Law Engineers Inc Farmington Hills Michigan novembre 1983 8 Paterson W D O Ac
94. ique INTBAFRAD WASHINGTONDC Bureau europ en 66 avenue d I na 75116 Paris France T l phone 1 47 23 54 21 Facsimile 1 47 20 19 66 T lex 842 620628 Bureau de Tokyo Kokusai Building 1 1 Marunouchi 3 chome Chiyoda ku Tokyo 100 Japon T l phone 03 214 5001 Facsimile 03 214 3657 T lex 781 26838 ISBN 0 8213 1618 4
95. isant l indice IRI ne peut s appliquer qu des informations d j existantes elle ne peut fournir des informations qui n auraient pas t incluses dans les mesures du profil Ainsi des exigences minimums doivent tre satisfaites afin d obtenir une mesure valable de l indice IRI par une m thode d analyse de profil Le tableau 1 r sume ces exigences exprim es par les deux param tres principaux intervenant dans la mesure du profil l intervalle entre les mesures des cotes et la pr cision a Pr cision Remarquons que la pr cision requise est fonction de l ampleur des d fauts d uni Bien que cette ampleur ne soit pas connue avant que le profil n ait t mesur et l indice IRI calcul avec de l exp rience un op rateur exp riment est capable de juger quand les d fauts sont 16 E suffisamment importants pour que les exigences de pr cision soient rel ch es Les valeurs du tableau ont t calcul es en utilisant les expressions suivantes obtenues exp rimentalement Pr cision de classe 1 mm x 0 25 x IRI m km Pr cision de classe 2 mm lt 0 50 x IRI m km b Intervalle entre les mesures Les intervalles entre les mesures donn s dans le tableau sont valables pour tous les types de surfaces de route sauf dans les cas o les d fauts d uni sont extr mement localis s et o ils passeraient inapercus si l on utilisait les intervalles du tableau Des exemples de d fauts d uni localis s sont les coul es de go
96. la partie la meilleure Les donn es permettant d tablir des rapports entre l chelle PSI et l chelle IRI ainsi qu avec d autres mesures objectives des d fauts d uni sont rares et incoh rentes en partie en raison des m thodes diff rentes utilis es par les organismes 64 valuant l indice PSI Certaines relations sont lin aires alors que d autres ne le sont pas 10 Un indice PSI de 5 correspond une surface parfaite et il est donc quivalent O sur l cheile de l indice IRL Celui ci augmente au fur et mesure que les d fauts sont plus importants alors que l indice PSI descend O pour une surface compl tement impraticable L exp rience a montr que selon les pays ou les r gions les observateurs des comit s d usagers attribuent des valuations tr s diff rentes un m me segment de route en fonction de ce que le confort d une route repr sente pour eux Les chelles d valuation tablies par des comit s d usagers ne sont donc pas comparables moins d avoir une base tr s ferme et cette m thode ne peut tre consid r e comme appartenant la classe 4 moins que des mesures particuli res n aient t prises pour tablir l chelle sur une base solide l aide d un talonnage par rapport l indice IRI L avantage possible de la m thode est que les valuations des routes sont vraiment repr sentatives de Popinion subjective des usagers Cependant dans la plupart des applications ces types de
97. lcul R sume les constantes du v hicule taux hydrolastiques masses amortisseur Recherche intervalle entre les points de rel vement et convertit en intervalle de temps 80 Km h PRINT INPUT Intervalle entre les points de rel vement mm MM V 80 T MM V 0 0036 PRINT PRINT Intervalle de temps T sec REM REM Forme la matrice A partir des param tres REM du v hicule et r sume la matrice ST REM FOR I 1 TO FOR J 1 TO 4 ACJ I 0 Al J I Q ST I J 0 NEXT J Al I I 1 ST I I 1 NEXT I A 1 2 A 3 4 A 2 1 A 2 2 A 2 3 A 2 4 A 4 1 A 4 2 A 4 3 A 4 REM REM Calcule la matrice de transfert d tat ST en utilisant le REM d veloppement en s rie de Taylor La variable IT compte les REM it rations dans la s rie La variable IS est utilis e pour indiquer REM quand la s rie a converg IS 1 veut dire qu aucune modification n est REM intervenue dans ST pendant l it ration en cours REM pe A a K2 MU C MU Kl K2 MU C M n H wg 9 H H 8 d 31 Figure 4 suite IT 0 IT IT 1 IS 1 FOR J 1 TO N FOR I 1 TO N A2 1 J O FOR K 1 TO N A2 I J A2 I J ALCI K A K J NEXT K NEXT 1 NEXT J FOR J 1 TO N FOR I i TO N AL 1 J A2 1 J T IT IF ST 1 J ST 1 J AI I J THEN GOTO 1650 ST I J ST I J AL I J IS 0 NEXT I NEXT J IF 1S O THEN GOTO 1490 PRINT PRINT MATRI
98. li re parcourue par une roue le long de la voie les personnes charg es de mesurer le profil doivent savoir exactement quel est l endroit de la voie cette trace se situe Chaque fois que des mesures r p t es doivent tre faites par des m thodes statiques le chemin parcouru par la roue doit tre marqu clairement sur la surface de la route de sorte que les diff rentes mesures correspondent au m me chemin Lorsqu on utilise un analyseur de profil grande vitesse les op rateurs doivent suivre une m thode coh rente pour placer l analyseur de profil lat ralement dans la voie parcourue La plupart des mesures effectu es avec des analyseurs de profil grande vitesse sont relev es soit au centre de la voie parcourue soit dans les deux traces parcourues par les roues des v hicules En g n ral les r sultats ne sont pas quivalents sauf sur des routes neuves et quelquefois sur des routes en ciment Portland Pour que les r sultats soient comparables lorsque des op rateurs diff rents effectuent les mesures les crit res de s lection des traces de roue mesurer doivent tre soigneusement d termin s Les deux chemins ou traces parcourus par les pneumatiques des v hicules dans le flux normal de la circulation fournissent les mesures les plus repr sentatives des d fauts d uni influant sur la circulation il est donc recommand d effectuer les mesures dans les traces parcourues 3 2 Exigences de pr cision L analyse condu
99. ling from Munic ip Refuse A Sta of the Art Review and Annotated Bibliography Remanufacturing The Experie we of the United States and Implications for Developing Countries World Refinery Industry Need for Restructuring Guidelines for Calculating Financial and Economic Rates of Return for DFC Projects also in French 33F and Spanish 335 Energy Efficiency in the Pulp and Paper Industry with Emphasis on Developing Countries Potential for Energy Efficiency in the Fertilizer Industry Aquaculture A Component of Low Cost Sanitation Technology Municipal Waste Processing in Europe A Status Report on Selected Materials and Energy Recovery Projects Bulk Shipping and Terminal Logistics Cocoa Production Present Constraints and Priorities for ResearchNo 40 Irrigation Design and Management Experience in Thailand Irrigation Design and Management Experience in Thailand Fuel Peat in Developing Countries Administrative and Operational Procedures for Programs for Sites and Services and Area Upgrading Farming Systems Research A Review Animal Health Services in Sub Saharan Africa Alternative Approaches also in French 44F The International Road Roughness Experiment Establishing Correlation and a Calibration Standard for Measurements Banque mondiale Si ge 1818 H Street N W Washington D C 20433 U S A T l phone 202 477 1234 Facsimile 202 477 6391 T lex wu 64145 WORLDBANK RCA 248423 WORLDBK Adresse t l graph
100. m A Gardiner Mawatha Colombo 2 SWEDEN For single titles Fritzes Fackboksforetaget Regeringsgatan 12 Bax 16356 103 27 Stockholm For subscription orders Wennergren Williams AB Box 20004 5 104 25 Stockholm SWIUZERLAND For single iuies Ubrane Payot 6 rue Grenus Case postal 381 CH 1211 Geneva 14 For subscription orders Libraine Payot Service des Abannements Case postal 3312 CH 1002 Lausanne TANZANIA Oxford University Press P O Box 5299 Dar es Salaam THAILAND Central Department Store 306 Silom Road Bangkok TRINIDAD amp TOBAGO ANTIGUA BARBUDA BARBADOS DOMINICA GRENADA GUYANA JAMAICA MONTSERRAT ST KITTS amp NEVIS ST LUCIA ST VINCENT amp GRENADINES Syetemates Studies Unit 39 Watts Street Curepe Trinidad West Indies TURKEY Haset Kitapevi AS Istikial Caddesi No 469 Beyoglu Istanbul UGANDA Uganda Bookshop P O Box 7145 Kampala UNITED ARAB EMIRATES MEMRB Gulf Co PO Box 6097 Sharjah UNITED KINGDOM Micromto Ltd PO Box Alton Hampshire GU34 2PG England URUGUAY Ins tuto Nacional dd Ubro San jose 1116 Montevideo VENEZUELA Librena del Este Aptdo 40 337 Caracas 1060 A YUGOSLAVIA Jugeslovenska Knpga P Q Box 36 Trg Republike 311000 Belgrade RECENT WORLD BANK TECHNICAL PAPERS continued No 30 No 31 No 32 No 33 No 34 No 35 No 36 No 37 No 38 No 39 No 40 No 41 No 42 No 43 No 44 No 45 Recyc
101. mauvaises routes que sur les bonnes 8 C est pourquoi on ne doit pas manquer de r chauffer suffisamment les pi ces avant tout travail de rel vement de donn es ou avant un talonnage Le temps n cessaire cet chauffement d pend du v hicule et de l importance des d fauts de la route Les dur es ordinaires d chauffement vont de 10 30 minutes faut les d terminer exp rimentalement pour chaque appareil de type r ponse comme il est indiqu la section 4 3 3 Pour assurer cet chauffement il faut faire marcher l appareil de type r ponse la m me vitesse que pour un essai normal sur des chauss es pr sentant peu pr s 20 pr s les m mes d fauts que la chauss e v rifier Si l appareil de type r ponse doit rouler sur de bonnes routes pour se rendre sur une mauvaise route qu il s agit de v rifier il faut alors prolonger la dur e de l chauffement en faisant circuler le syst me sur la mauvaise route 41 11 Effets de Peau et de l humidit Normalement les propri t s m caniques du v hicule faisant partie de l appareil de type r ponse ne sont pas influenc es directement par l eau Cependant la pluie et l eau qui se trouve la surface de la chauss e peuvent influencer indirectement les mesures des d fauts en refroidissant les pi ces une temp rature en dessous de la normale ce qui se traduit par une diminution du chiffre enregistr Le probl me classique est celui de l eau qui asperge et refroi
102. mesures ponctuelles H faut noter la vitesse du v hicule le type de surface et les conditions m t orologiques 5 1 6 Traitement des donn es On peut calculer la moyenne des valeurs estim es sur chaque segment de chauss e pour d terminer Puni moyen de la chauss e Si les niveaux estim s diff rent fortement de 100 par exemple il faut subdiviser la routes en segments homog nes pour calculer la moyenne 5 2 Evaluation du confort de la route ou roulance par un comit d usagers Dans le pass des valuations de la roulance des routes taient fr quemment conduites l aide de comit d usagers Des passagers pris comme observateurs classaient le confort des sections de route sur une chelle arbitraire allant d excellent tr s mauvais non carrossable ou souvent sur une chelle num rique de 5 0 D ordinaire cette valuation tait li e l indice de pratiquabilit ou indice PSI d velopp l occasion des essais de routes de l AASHO ou un indice de confort de conduite L chelle de l indice de praticabilit est limit e en ce sens qu elle a t tablie pour des routes de relativement bonne qualit du moins si on les compare au moins bonnes routes couvertes par l IRRE qui sont plus repr sentatives des conditions rencontr es dans les pays en d veloppement Ainsi l chelle de l indice de praticabilit telle qu elle est utilis e habituellement aux Etats Unis ne couvre que le bas de l chelle de l IRI
103. n La derni re dition peut tre obtenue gratuitement aupr s du Publications Sales Unit Department F The World Bank 1818 H Street N W Washington D C 20433 Etats Unis ou de Publications Banque mondiale 66 avenue d I na 75116 Paris France ISSN 0253 7494 ISBN 0 8213 1618 4 Michael W Sayers est adjoint de recherche et Thomas D Gillespie est chercheur l Institut de recherche sur les transports de l universit du Michigan Ann Arbor William D O Paterson est ing nieur principal des routes au d partement des transports de la Banque mondiale La Bibliotheque du Congr s des Etats Unis a catalogu l dition anglaise comme suit Sayers M W Michael W Guidelines for conducting and calibrating road roughness measurements World Bank technical paper ISSN 0253 7494 no 46 Bibliography p 1 Roads Riding qualities Testing 2 Road meters Calibration L Gillespie T D Thomas D IL Paterson William D O IIL Title IV Series TE251 5 529 1986 625 8 85 17806 ISBN 0 8213 0590 5 iii RESUME Les d fauts d uni prennent de plus en plus d importance comme indicateur de l tat des routes et servent aussi bien de crit re de performance des chauss es que de facteur d terminant principal des co ts pour les usagers Le besoin de mesurer Puni a fait appara tre sur le march une multitude d instruments qui vont de dispositifs relativement simples aux syst mes les plus complexes Les d
104. nn en pouces par mille inches mile plut t qu en m tres par kilom tre 1 m km 63 36 in mi Les performances du Moule 690DNC par rapport un moyen de mesure statique de l indice TRI n ont pas encore t valid es Dans le rapport NCHRT 228 2 les mod les anciens roues palpeuses m caniques ont t valid s jusqu aux niveaux de d fauts d uni d environ 3 m km sur l chelle l indice IRL Avec les capteurs sans contact le fonctionnement des niveaux de d fauts d uni plus lev s devrait tre possible Trois syst mes Mod le 690DNC ont t utilis s lors de la rencontre sur les analyseurs de profil d Ann Harbor en 1984 Road Profilometer Meeting et une validation de cet analyseur doit r sulter de cette tude 3 Le Mod le 690DNC n a pas t essay sur des routes non rev tues et il est peu probable qu il le sera dans un proche avenir car la mesure de l uni des routes non rev tues ne pr sente pas grand int r t actuellement aux Etats Unis b L appareil mesurer les d fauts d uni mod le 8300 L appareil mod le 8300 est un instrument d analyse de profil sur une seule trace sp cialement congu pour la mesure de l indice IRL Pour r duire le co t de l appareil les instruments de mesure ne servent qu fournir un signal de profil interne destin aux calculs de ndice IRI ce qui permet de se passer de la plupart des accessoires co teux tels que l ordinateur o les moyens d enregistrement que l on trouve sur le M
105. nnage d un appareil de type r ponse ne doit pas pr senter de d faut particulier dans les 40 m pr c dents car ces d fauts ont une influence sur les mesures mais ne sont pas pris en compte dans l indice IRI Le point de d part le point d arriv e et la position lat rale des traces doivent tre marqu s clairement pour s assurer que l quipe de rel vement mesure le bon profil et pour que le conducteur du v hicule puisse maintenir un alignement correct de l appareil de type r ponse 4 2 4 D termination de l indice IRI des sites d talonnage On d termine l indice IRI des sites d talonnage en obtenant une mesure de profil de classe 1 ou 2 sur les sites pr vus et en calculant les valeurs de l indice IRI comme il est indiqu dans la section 3 a Fr quence des mesures Il peut tre n cessaire de recommencer p riodiquement les mesures de l indice IRI sur les sites d talonnage rev tus en particulier si le projet doit durer longtemps La fr quence laquelle les mesures doivent tre r p t es avec une m thodes de classe 1 ou 2 d pend des conditions locales et de la pr cision requise par le projet Pour les routes rev tues qui ne sont pas soumises une circulation intense ni des changements saisonniers brusques l indice IRI peut changer si lentement que la r p tition des mesures n est n cessaire qu une fois par an environ Pour les routes non rev tues l uni est si sensible aux conditions climatiques et m t orologique
106. ns de PIRI sont donc approximatives et la m thode ne doit pas tre utilis e quand on dispose de moyens m caniques 5 1 2 Description de V ckzile de PIRI Les figures 12 et 13 donnent une s rie de descriptions correspondant un certain nombre de niveaux de l chelle des indices des d fauts d uni La figure 12 concerne les surfaces en b ton bitumineux et les chauss es trait es en surface tandis que la figure 13 concerne les surfaces en gravier ou en terre battue Les deux figures d crivent les cat gories types de chauss es les d formations de la surface la roulance et les vitesses types de d placement associ es aux diff rents niveaux L observateur doit tenir compte de tous ces l ments pour estimer les d fauts d uni d une route tout en la parcourant La description la plus objective se rapporte aux d formations superficielles exprim es sous forme de tol rances mesur es l aide de la r gle de 3 m Ces d formations ne peuvent tre valu es que par une inspection pied Il est noter que les descriptions et correspondant chaque niveau couvrent toute une plage d tats des routes C est in vitable tant donn que les combinaisons de d fauts et de gravit de l tat des routes varient consid rablement et que deux routes class es au m me niveau peuvent avoir un aspect tr s diff rent 60 DEFAUTS D UNI Figure 12 Echelle d valuation des d fauts d uni des routes rev tues IRI en m km 1
107. nse talonn approximativement ou une m thode d valuation subjective classe 4 peuvent tre utilis s rapidement et tr s utilement avec des frais de mise en oeuvre peu lev s d Traitement des donn es et comptes rendus D ordinaire les lectures doivent tre faites intervalles de 0 1 ou 0 2 km Les r sultats sont pr sent s habituellement sous forme de graphiques barres des profils en long comprenant 95 pour cent des relev s et des moyennes couvrant des longueurs homog nes ou un codage faisant ressortir les segments probl mes La pr sentation doit faciliter la fixation des priorit s ainsi que la planification et la conception de projets de r novation et d am lioration 2 4 3 Surveillance pr cise dans un but de recherche Les recherches ayant pour but de quantifier des changements relativement modestes de l uni des routes court ou moyen terme 3 7 ans exigent une haute pr cision de mesure Un grand nombre d tudes de ce type sont entreprises dans 14 des pays qui s efforcent d talonner ou d tablir des fonctions de pr vision de Ja d t rioration des routes pour les utiliser la gestion des chauss es et aux analyses conomiques D ordinaire les sections sont courtes d un kilom tre ou moins et peuvent tre r parties largement dans une ou plusieurs r gions pour r pondre aux besoins exp rimentaux concernant la circulation le comportement des chauss es et les changements climatiques
108. nse NAASRA utilis en Australie a t talonn en stockant un syst me complet pour servir de r f rence et tablir les corr lations avec les syst mes en service PCA m tre PCA Meter Instrument analogue un indicateur de roulance dans lequel la somme des carts discrets d flections de la suspension est faite ind pendamment La plupart des PCA m tres peuvent galement servir d indicateur de roulance ordinaire en additionnant simplement les lectures de tous les compteurs PMRRg Pente moyenne rectifi e correspondant une vitesse normalis e de 80 km h C est l appellation plus technique de l indice IRI PMR Pente moyenne rectifi e mesur e par un appareil de type r ponse la vitesse V Les unit s recommand es sont les m km bien que les unit s pouces mille inches mile et mm km se rencontrent aussi couramment Il s agit du total des d flections de la suspension d un appareil de type r ponse dans les deux sens divis par la distance parcourue pendant les mesure de luni Les indicateurs de roulance du type du rugosim tre BPR BPR Roughometer produisent des mesures gales PMR 2 puisqu ils n accumulent les d flections de la suspension que dans un seul sens Pouces mille anglais 2 54 cm 1609 34 m Unit de mesure de la pente moyenne rectifi e Elle donne une indication des d flections de la suspension en pouces par mille de distance parcourue 1 m km 63 36 pouces mille 69 Poutre
109. nt 9 tre maintenues au m me niveau que pour la mesure directe du profil si les op rations sont conduites avec pr caution Les erreurs de r p tabilit sont fondamentalement de nature al atoire et on peut donc les ma triser en largissant le processus de mesure de mani re ce qu elles s annulent par l tablissement de moyennes On peut y arriver tr s simplement en utilisant des sections d essai d une longueur suffisante Une deuxi me fa on d tablir des moyennes consiste faire des mesures r p t es sur le m me site d essai On peut ainsi r duire l erreur de r p tabilit sur des sections normalement trop courtes pour tablir des moyennes suffisantes En g n ral l erreur de r p tabilit est inversement proportionnelle la racine carr e de la longueur totale couverte en prenant comme longueur totale la longueur du site multipli e par le nombre de r p titions Ainsi l erreur probable sur un site d essai de 1 6 km est approximativement la m me que celle qu on obtiendrait sur un site d essai de 320 m apr s cinq r p titions 5 X 320 m 1 6 km Empiriquement il est recommand de choisir une longueur totale de 1 6 km 1 0 mille ou plus pour minimiser l erreur de r p tabilit avec des instruments circulant des vitesses courantes sur route Une autre m thode pour augmenter la base de calcul des moyennes pour un appareil de type r ponse consiste utiliser une vitesse inf rieure pour une longueu
110. nt de 3 m tres L instrument comporte un micro ordinateur autonome piles qui m morise les donn es sur une bande magn tique en cassette et calcule automatiquement l indice des d fauts d uni Le micro ordinateur a galement t utilis pour calculer les quations d talonnage qui servent ensuite transformer les donn es d un appareil de type r ponse en indice bas sur le profil Lorsqu il est programm pour calculer l indice IRI Panalyseur poutre TRRL peut tre rang dans la classe 1 conform ment au tableau 1 pour toutes les surfaces de routes sauf les plus lisses En r glant le gain des circuits lectroniques de facon obtenir une r solution binaire plus fine 0 25 mm Pinstrument peut alors tre rang dans la classe 1 pour toutes les routes m me pour les plus lisses Si le micro ordinateur ne calcule pas directement l indice IRI celui ci doit tre valu l aide d une quation de r gression tablie exp rimentalement avec en cons quence une pr cision r duite Dans ce cas la poutre doit tre consid r e comme appartenant la classe 3 contrairement l appareil de type r ponse la poutre est stable dans le temps et son talonnage par corr lation n a pas besoin d tre refait p riodiquement comme c est le cas pour l appareil de type r ponse 3 3 3 L analyseur de profil en long inertie APL L analyseur de profil en long APL inertie est concu pour l valuation continue grande vitess
111. nt le total des mouvements de la suspension d un v hicule mesur s en pouces mm etc par la distance parcourue par le v hicule pendant l essai milles km etc La r f rence de l appareil de type r ponse utilis e pour l indice IRI est plus un mod le math matique qu un syst me m canique et existe en tant que proc dure de calcul appliqu e un profil mesur On appelle ce proc d de calcul simulation quart de voiture SQV quarter car simulation parce que l mod le math matique repr sente un appareil de type r ponse roue unique comme par exemple la remorque int grateur de vibrations et le rugosim tre BPR Lorsqu elle est obtenue au moyen d une simulation de r f rence la mesure s appelle une PMR de r f rence PMRR Ce type de mesure variant avec la vitesse du v hicule ia d finition de l indice IRI mentionne donc une vitesse standard de 80 km h Ainsi la d signation plus technique de l indice IRI est PMRR3y qui indique une mesure de pente moyenne rectifi e PMR partir d un instrument de r f rence R une vitesse de 80 km h 3 Le mod le math matique utilis pour d finir l indice IRI est semblable celui d crit dans le rapport 228 du NCHRP dat de 1981 2 avec la seule diff rence que l indice IRI est calcul ind pendamment pour chaque trace de roue le mod le du rapport 228 du NCHRP a t calcul simultan ment pour deux traces de roue ce qui reproduit les performances
112. ntervalle dans les deux traces de roue d une voie de 320 m en deux heures environ soit environ 25 000 cotes relev es en une journ e de huit heures Cet instrument a t con u en fonction des environnements rencontr s dans les pays en voie de d veloppement et le constructeur s est efforc de le rendre portatif r sistant et autonome L instrument se compose d une poutre en aluminium de 3 m de longueur support e chaque extr mit par des tr pieds r glables servant la mise niveau Un chariot se d placant le long de la poutre est en contact avec le sol par l interm diaire d une roue palpeuse de 250 mm de diam tre L instrument de mesure situ dans le chariot d tecte les d placements verticaux de la roue palpeuse les transforme en informations binaires avec une r solution de 1 mm et enregistre les valeurs ainsi obtenues des intervalles constants d ordinaire 100 mm Le chariot mobile est d plac la main Une alternative r cente pour mesurer le profile statique est le dipstick un appareil de type inclinometre digital que l on prom ne le long de l empreinte des routes permettant de mesurer 300m par heure et un calcul automatique du IRT Edward W Face Co Norfolk Virginia 23508 USA 22 d un bout l autre de la poutre la vitesse de la marche pied pour relever le profil du segment Pour obtenir le profil complet d une trace on d place la poutre successivement de segment de 3 m tres en segme
113. ntroduire pour v rifier le programme de calcul de l indice IRI 8 d placement d pl IRI x ligne 1480 la figure 3 6 4 lt oa cd Hou og og 5 10 15 20 25 Distance en m tres 0 Pente moyenne rectifi e mm m 35 Tableau 3 R sultats donn s par Palgorithme de calcul de l indice IRI pour v rifier les donn es introduites repr sent es la figure 5 ww ar5 r a en dx 0 25 m x distance en m tres d placement d pl IRI x 0 25 0 00000 0 00000 10 25 51 40230 5 01486 20 25 59 18477 2 92270 0 50 0 00000 0 00000 10 50 51 91214 4 94401 20 50 59 33165 2 89423 0 75 0 00000 0 00000 10 75 52 38925 4 87342 20 75 59 46859 2 86596 1 00 0 00000 0 00000 11 00 52 83116 4 80283 21 00 59 59516 2 83786 1 25 0 55530 0 44424 11 25 53 23877 4 73233 21 25 59 71099 2 80993 1 50 2 20233 1 46822 11 50 53 61410 4 66210 21 50 59 81583 2 78213 1 75 4 73057 2 70318 11 75 53 95850 4 59221 21 75 59 90954 2 75446 2 00 7 54760 3 77380 12 00 54 27196 4 52266 22 00 59 99203 2 72691 2 25 10 07902 4 47956 12 25 54 55337 4 45334 22 25 60 06335 2 69948 2 50 12 01384 4 80554 12 50 54 80136 4 38411 22 50 60 12359 2 67216 2 75 13 34387 4 85232 12 75 55 01498 4 31490 22 75 80 172984 2 64496 3 00 14 25540 4 75180 13 00 55 19409 4 24570 23 00 60 21163 2 61790 3 25 14 64586 4 50642 13 25 55 33940 4 17656 23 25 60 24000 2 59097 3 50 17 25782 4 93081 13 50 55 45210 4 10756 23 50 60 25841 2 56419 3 75 21 63001 5 76800 13 75 55 53360
114. ntuellement un marquage plus soigneux des sites Si l on ne dispose d aucun syst me de mesure de l uni un analyseur de profil peut tre import titre temporaire un co t total inf rieur l achat de syst mes moins perfectionn s qui n cessitent des op rations d talonnage consid rables b Appareil de type r ponse talonn classe 3 Quand on d sire une grande pr cision les m thodes utilisant un appareil de type r ponse doivent tre appliqu es avec rigueur pour donner des r sultats satisfaisants Dans la mesure du possible il faut utiliser un instrument unique pour effectuer toutes les mesures afin de minimiser l erreur de reproductibilit Il peut tre n cessaire de recommencer l ensemble de l talonnage voir section 4 2 plus fr quemment que pour d autres applications car des modifications m me peu importantes des propri t s de r ponse de l appareil de type r ponse peuvent masquer des informations int ressantes relatives aux d fauts d uni Si l on dispose d un appareil de type r ponse enti rement quip dans le cadre d un projet long terme il peut ventuellement tre mis en oeuvre sans modification importante du mode d emploi il suffit de pr voir des fiches de mesures et de compte rendus plus d taill s Cependant si les imp ratifs de pr cision Sont notablement plus s v res que pour l autre projet le mode d emploi devra alors tre chang en cons quence de facon assurer un contr le
115. obtenir des mesures reproductibles il faut suivre un mode op ratoire standard a Personnel II est recommand d avoir deux op rateurs sa disposition Le conducteur est responsable du maintien de la vitesse pendant l essai et de l alignement correct du v hicule dans les traces de roue Le deuxi me op rateur est charg de mettre l indicateur de roulance en marche au d but du segment d essai de relever les mesures aux intervalles d termin s l avance et de noter l emplacement des v nements se produisant pendant l essai La diff rence entre le poids des deux op rateurs au moment de l utilisation et celui des deux op rateurs ayant proc d l talonnage ne doit pas d passer 10 kg Les syst mes de mesure automatis s peuvent tre mis en oeuvre par le conducteur seul Cependant il peut tre difficile de prendre des mesures et des notes pendant Ja conduite du v hicule Le mieux est probablement de n utiliser un seul op rateur que lorsque le nombre de mesures effectuer dans un projet est faible et que le temps perdu du fait des arr ts du v hicule pour organiser les notes prises sur le terrain est de peu d importance b Inspection Avant d effectuer des mesures il faut inspecter visuellement l appareil pour s assurer qu il fonctionne correctement Les articulations m caniques de l indicateur de roulance la pression des pneus et la propret des roues doivent tre v rifi es lors des pauses ou au moins une fois par j
116. odele 690DNC Bien que le syst me soit normalement pr vu pour fournir PIRI d autres indices des d fauts d uni peuvent tre obtenus en le demandant au constructeur de l appareil Le Mod le 8300 met en oeuvre un ensemble d instruments mont sur le pare chocs et comprenant un syst me de lecture de route ultra sons et un acc l rom tre vertical Le syst me peut tre mont sur la plupart des voitures de tourisme Il n a pas encore t valid pour la mesure de l indice IRI mais il a t utilis lors de la rencontre sur les analyseurs de profil de 1984 et l on s attend ce que cette tude aboutisse des renseignements sur sa validit sur routes rev tues 3 3 3 5 Autres analyseurs de profil Il existe d autres m thodes d analyse des profils qui ne sont pas express ment couvertes ici mais qui peuvent n anmoins appartenir la classe 2 En restant dans le cadre des r gles g n rales expos es ici et en suivant les instructions du constructeur on peut utiliser ces m thodes pour obtenir des donn es relatives au profil et calculer l indice IRI comme il est indiqu plus loin la section 3 4 Il se peut cependant que certains instruments appel s analyseurs de profil par exemple les r gles roulantes ne puissent fournir un signal de profil dont la gamme d ondes et la pr cision soient suffisantes pour calculer l indice IRI S ils ne peuvent pas tre utilis s pour mesurer les profils en vue du calcul de l indice IRI ces
117. on a choisi un indice international des d fauts d uni des routes International Roughness Index ou IRI Sa d nomination vient de ce qu il a t labor lors de l Exp rience internationale sur les d fauts d uni des routes International Road Roughness Experiment ou IRRE men e par des quipes de chercheurs d l gu s par le Br sil la Grande Bretagne la France les Etats Unis et la Belgique pour d finir un indice de ce type L IRRE a eu lieu Brasilia en 1982 1 et a consist en la mesure contr l e de l uni d un grand nombre de routes dans diverses conditions l aide d une large gamme d instruments et de proc d s L chelle de mesure s lectionn e comme indice IRI a t celle qui a le mieux satisfait aux crit res de stabilit dans le temps de possibilit de transposition et d applicabilit tout en restant imm diatement mesurable par tous les utilisateurs L indice IRI est une mesure de l uni des routes standardis e apparent e aux mesures obtenues l aide des appareils de type r ponse Les unit s recommand es sont les m tres par kilom tres m km millim tres par m tres mm m pente x 1000 On appelle la mesure obtenue par un appareil de type r ponse soit par son appellation technique de pente moyenne rectifi e PMR Average rectified slope ou ARS ou plus couramment par les unit s utilis es mm km pouce mille anglais inches mile in mi etc La mesure PMR est un quotient obtenu en divisa
118. onn es erron es apparaissent comme des accidents sur le diagramme de sorte que les erreurs sont ais ment d cel es et corrig es les deux encadr s en bas et droite de l cran ont t utilis es pour m moriser les changements de la hauteur de l instrument et pour contr ler le d roulement du programme En utilisant des micro ordinateurs avec des programmes faciles utiliser crits sp cialement pour la saisie des mesures effectu es l aide de la mire et du niveau un op rateur peut introduire environ 1000 mesures en une heure y compris la recherche des erreurs f Choix de l ordinateur Id alement l ordinateur choisi pour traiter les donn es de profil recueillies l aide de la mire et du niveau doit pouvoir les m moriser de mani re permanente sur bande ou sur disque tracer le profil et transf rer les fichiers d autres ordinateurs La possibilit de disposer d un ordinateur pour un projet est une consid ration prioritaire qui est pourtant souvent n glig e Un simple ordinateur 500 dollars disponible 24 h sur 24 peut tre beaucoup plus utile qu un gros ordinateur 100 000 dollars partag par de nombreux utilisateurs peu disponible et difficile programmer 3 3 2 L analyseur de profil statique poutre TRRL Un analyseur de profil automatis comme le TRRL poutre peut r duire consid rablement le travail de relev des profils Une quipe de deux personnes peut mesurer les cotes 100 mm d i
119. ons subjectives et mesures non talonn es On a besoin parfois d une base de donn es sur l uni des routes mais une grande pr cision n est pas essentielle ou bien elle ne peut tre atteinte avec les moyens disponibles Cependant il est toujours souhaitable de rapporter les mesures l chelle IRL Dans ces cas on peut utiliser une estimation subjective faisant intervenir soit une exp rience de conduite sur la route soit un examen visuel Une autre possibilit consiste utiliser les mesures d un instrument non talonn La conversion de ces observations en indices indice IRI se r duit des quivalences approximatives qui au mieux peuvent tre tablies comme il est expos dans la section 5 0 par comparaison avec des descriptions orales ou des descriptions illustr es de routes dont on connait l indice IRL Pour l essentiel les estimations de l quivalence aussi approximatives qu elles soient constituent un talonnage que l on pourrait appeler talonnage par description Quand ces estimations subjectives de Puni sont converties en indices IRI le pouvoir de r solution est limit environ 6 niveaux de d fauts d uni avec une pr cision qui va de 2 6 m km environ 35 sur l chelle IRI la pr cision exprim e soit en unit s absolues soit en m km soit en pourcentage varie g n ralement selon l ampleur des d fauts de d uni et le tvpe de surface Avec les appareils de type r ponse remarquons qu moins d utilise
120. oor for Water Supply and Waste Disposal Appraising Poultry Enterprises for Profitability A Manual for Investors Opportunities for Biological Control of Agricultural Pests in Developing Countries Water Supply and Sanitation Project Preparation Handbook Guidelines also in Spanish 125 Water Supply and Sanitation Project Preparation Handbook Case Studies also in Spanish 135 Water Supply and Sanitation Project Preparation Handbook Case Study also in Spanish 145 Sheep and Goats in Developing Countries Their Present and Potential Role Managing Elephant Depredation in Agricultural and Forestry Projects Energy Efficiency and Fuel Substitution in the Cement Industry with Emphasis on Developing Countries Urban Sanitation Planning Manual Based on the Jakarta Case Study Laboratory Testing of Handpumps for Developing Countries Final Technical Report Water Quality in Hydroelectric Projects Considerations for Planning in Tropical Forest Regions Industrial Restructuring Issues and Experiences in Selected Developed Economies Energy Efficiency in the Steel Industry with Emphasis on Developing Countries The Twinning of Institutions Its Use as a Technical Assistance Delivery System World Sulphur Survey Industrialization in Sub Saharan Africa Strategies and Performance also in French 25F Small Enterprise Development Economic Issues from African Experience also in French 26F Farming Systems in Africa The Great Lakes Highlands of Zaire R
121. our Pendant Phiver il faut viter que de la glace ou de la neige s accumulent sur le v hicule La boue accumul e dans les roues peut causer des probl mes c M t orologie Il ne faut pas effectuer les mesures par forte pluie ni quand le vent souffle en rafales Sur les routes non rev tues il ne faut pas prendre de mesure quand la chauss e est tr s mouill e ou glissante cause de la boue qui s accumule dans les roues et de l eau qui refroidit les amortisseurs d R glage de la vitesse La vitesse du v hicule ayant une influence sur les mesures il est important qu elle reste constante 5 pr s Le v hicule doit tre amen la vitesse pr vue au moins quelques 51 Figure 8 Diagramme d utilisation d un appareil de type r ponse Mesures effectuer Inspection du v hicule et de l indic de rou lance r glage de la pression des pneua poids du chargement Etalonnage sur 20 segments fonctionne t il dans les limites de contr le V rification journa li re ou hebdo madaire s r 3 fonctionne t il dans les limites de contr le V rification sur 2 segments sup pl mentaires V rification de l appareil Le contr le ns ME Ne pas garder dans les les mesures limites Accepter les mesures et les convertir en chelle d uni standard 52 secondes environ 100 m avant d atteindre le d but du segment d essai En g
122. our les relev s courants et la remorque APL 25 pour les travaux de pr cision concernant les contr les de qualit les r ceptions les valuations de projets et la recherche a Remorque APL 72 Le syst me APL 72 emploie comme v hicule de traction un break puissant capable d effectu 100 000 km par an pour les essais et les transferts 4 Les syst mes explorant une seule trace de roue sont la norme bien que des syst mes explorant les deux traces en m me temps deux remorques dont chacune passe dans l une des traces parcourues aient t utilis s En utilisation normale en Europe la roue de la remorque passe entre les traces Le signal de profil envoy par la remorque la vitesse la distance parcourue et les commentaires ventuels relatifs aux v nements sont enregistr s sur bande magn tique dans le v hicule de traction Le traitement des donn es a lieu ult rieurement en laboratoire Selon les m thodes de traitement traditionnelles l tat de la route est not sur 10 en fonction de l nergie des signaux dans les trois gammes de longueurs d ondes 1 3 3 m tres cycle 3 3 13 m tres cycle et 13 40 m tres cycle Les distances entre sites doivent tre des multiples de 100 m avec en g n ral un minimum de 200 m et une longueur normale de 1000 m dans le cas de la remorque APL 72 Il faut pr voir une longueur d approche suffisante pour les essais grandes vitesses 23 Le syst me APL 72 peut tre ais
123. p riodiquement 3 5 fois sur les sites d talonnage la vitesse normalis e apr s un bon chauffement on peut se servir de sites d talonnage longs afin de r duire le nombre des passages n cessaires comme il est indiqu dans la section 2 3 1 Les valeurs brutes de la PMR fournies par l appareil de type r ponse sont port es en abscisse sur un graphique et celles de l indice IRI sont port es en ordonn es comme dans les quatre exemples de la figure 6 On trace alors entre les points une ligne de r gression qui est utilis e pour estimer Pindice IRI partir des mesures effectu es sur le terrain par l appareil de type r ponse La pr cision des mesures talonn es peut s appr cier approximativement l paisseur du nuage des points r partis de part et d autre de la ligne cette pr cision est meilleure quand les points sont moins cart s a Etalonnage de tout un parc de v hicules Chaque appareil de type r ponse n cessite un talonnage particulier M me quand les v hicules et les indicateurs de roulance de deux appareils de type r ponse sont neufs et du m me mod le il peut y avoir un cart de 25 entre les r ponses des deux syst mes Des carts beaucoup plus importants peuvent se pr senter avec des appareils us s Par cons quent il ne faut pas chercher talonner un parc entier de v hicules b Etalonnage diff rentes vitesses Lorsqu il est n cessaire pour une raison quelconque de conduire les e
124. peut tre rang dans la classe 2 pour la mesure de l indice IRI s il d tecte des longueurs d onde sup rieures la gamme de 1 3 30 m Parce que des analyses diff rentes appliquent des filtres diff rents un profil mesur une m thode d analyse de profil sera g n ralement valable pour certaines applications mais non pour d autres Ainsi des exigences de pr cision d termin es pour d autres applications ne sont pas n cessairement valables pour la mesure de l indice IRI 3 3 Mesure du profil 3 3 1 Relev par mire et niveau La m thode de mesure de profil la plus connue consiste utiliser des appareils topographiques traditionnels L quipement comprend une mire de pr cision gradu e en unit s commodes les unit s les plus courantes sont le cm ou le pied un niveau qui sert tablir une ligne horizontale de r f rence et un ruban d cam tre pour marquer les distances le long du chemin parcouru par la roue On peut se procurer ce mat riel presque n importe o et le Jouer ou l acheter un prix bien moindre que celui des autres appareils de mesure de l uni Cependant cette m thode exige un travail consid rable et il vaut g n ralement mieux ne l utiliser que lorsque le nombre des profils mesurer est faible Des instructions d taill es sur l utilisation de la mire et du niveau d passeraient le cadre des r gles g n rales donn es dans ce manuel Cependant la mesure d un profil de route ne figurant pas parmi l
125. plus serr de l tat du v hicule section 4 1 et un talonnage plus fr quent section 4 2 Si les sites d talonnage du v hicule d essai sont loign s de plus de 100 km du projet une s rie de 3 6 sites de contr le doit tre tablie proximit section 4 3 4 S il s agit de comparer des mesures d un appareil de type r ponse prises sur des sites diff rents il est absolument essentiel que toutes les mesures soient faites la m me vitesse S il n est pas possible d effectuer des mesures 80 km h il faut choisir la vitesse commune la plus lev e pouvant tre utilis e sur tous les sites Si l on choisit une vitesse non standard l erreur de reproductibilit risque d tre plus importante quand il s agit de comparer des donn es issues de plusieurs appareils de type r ponse diff rents mais moins importante quand un seul appareil de type r ponse est utilis pour le relev Ainsi les donn es sont d autant plus coh rentes sur le plan interne mais d autant moins transposables S il faut cr er un syst me de mesure pour le projet on peut fixer des imp ratifs minimaux adapt s soit un syst me temporaire import soit l embryon d un syst me qui pourra par la suite tre d velopp c Mesures non talonn es ou estimations subjectives classe 4 Si une faible pr cision est acceptable comme c est souvent le cas aux stades pr coces d un projet ou dans des zones d acces difficile un appareil de type r po
126. pr sentant un niveau de d fauts lev 48 ont le principal avantage de ne pas n cessiter autant de r p titions des mesures d talonnage ainsi qu il est expliqu dans la section 2 3 1 Cette solution est recommand e quand on dispose d un profilom tre grande vitesse pour tablir les valeurs de r f rence de l indice IRI Pour l talonnage tous les sites doivent avoir la m me longueur mais cette restriction ne s applique pas aux mesures habituelles des d fauts d uni des routes Lorsque l indice IRI du site est mesur la mire et au niveau il est normal de choisir des sites courts de facon r duire le travail manuel Cependant l talonnage reste valable pour n importe quelle longueur de route raisonnablement homog ne D termination des traces de roue Pour l talonnage d un appareil de type r ponse il faut d terminer la trace ou les traces de roue afin de s assurer que les lignes de la route parcourues par le pneu ou les pneus de l appareil de type r ponse sont les m mes que celles qui ont t mesur es l aide de la mire et du niveau Dans le cas d un syst me une seule trace seule la trace parcourue besoin tre marqu e Dans le cas d un syst me deux traces les deux traces de roue parcourues par le v hicule doivent tre marqu es et l espace qui les s pare doit tre le m me que l cartement entre les pneus de l essieu de l indicateur de roulance Une trace choisie pour J talo
127. que fois que l un des l ments de l ensemble a t remplac 4 1 10 Effets de la temp rature Pour le v hicule d un appareil de type r ponse le plus important au point de vue m canique est son aptitude amortir les vibrations de la suspension Si l amortissement est trop faible les r ponses mesur es sont trop nombreuses et si Pamortissement est trop fort le nombre des r ponses mesur es est incomplet L amortissement d coule des propri t s m caniques des amortisseurs des pneus et des articulations de la suspension Malheureusement l amortissement varie fortement avec la temp rature des diff rents l ments qui contribuent Pamortissement total Quand la temp rature de l air est au dessus de O C les variations de l amortissement restent peu importantes dans une plage de 10 degr s ou moins par exemple les variations entre 20 et 30 C ne devraient pas avoir d influence notable sur les mesures des d fauts d uni Les variations plus importantes ont g n ralement un effet notable Plus la temp rature est lev e plus le chiffre enregistr est lev Quand la temp rature descend 0 C ou en dessous les mesures prises par l appareil de type r ponse deviennent beaucoup plus sensibles la temp rature Dans la plupart des situations ce sont les d fauts de la route eux m mes qui ont de loin le plus d influence sur la temp rature des pi ces Les amortisseurs du v hicule s chauffent plus facilement sur les
128. que les d fauts d uni de la route tels que par exemple une roue ou un pneu voil Les mesures de l uni sont alors trop lev es Les sources d erreurs syst matiques d un appareil de type r ponse r agissent entre elles et leurs effets ne sont pas lin aires peuvent varier avec l ampleur des d fauts d uni le type de surface la temp rature et d autres facteurs environnementaux La seule mani re d en tenir compte est de les corr ler avec des mesures de l indice IRI obtenues par une m thode de r f rence classe 1 ou 2 Cette op ration correspond essentiellement un talonnage par corr lation La proc dure d crite dans la section 4 2 est congue en vue d liminer l erreur d talonnage des mesures effectu es avec un appareil de type r ponse 2 3 3 L erreur de reproductibilit Lors de mesures complexes comme celles des d fauts d uni des routes par une m thode autre que la mesure directe du profil il est possible et courant que deux instruments diff rents classent plusieurs routes selon un ordre diff rent Il existe une erreur qui est al atoire en ce qui concerne le r sultat le choix de la route mais syst matique en ce qui concerne l instrument M me quand des mesures obtenues avec un certain instrument ou une certaine m thode sont hautement r p tables elles ne sont pas n cessairement reproductibles avec un autre instrument ou m thode Le probl me est que les deux m thodes de mesure ont des diff rences q
129. que v rification dont un site lisse et un site mauvais En effet certaines erreurs n affectent que les mesures faites sur les mauvaises routes et d autres celles faites sur les routes lisses seulement L appareil de type r ponse peut alors tre v rifi p riodiquement en comparant les mesures aux valeurs de r f rence et aux variations obtenues au cours des v rifications ant rieures c Emplacement des sites En choisissant des sites entre le lieu de garage et les routes contr ler on peut v rifier ie syst me quotidiennement sans grande d pense de temps ni de travail Lorsqu un appareil de type r ponse doit tre mis en oeuvre sur une r gion g ographique tendue il faut identifier des segments convenablement plac s pour que chaque appareil de type r ponse puisse tre v rifi quotidiennement en se rendant dans sa zone 55 Comme il s agit de sites de contr le on suppose que leur uni est stable dans le temps et il faut veiller ce que cette hypoth se reste raisonnable Les sites de contr le doivent tre constitu s par des parties de routes rev tues o la circulation est peu intense et o aucun travaux d entretien n est pr vu pendant la dur e du projet d Longueur des sites La longueur des sites de contr le doit tre en rapport avec celle des segments de route mesurer normalement dans le projet Si l on veut simplement d celer les changements progressifs de sensibilit d un appareil de type r
130. qui interviennent cependant dans l tablissement des valeurs de l indice IRI L APL 25 ne peut donc pas tre utilis directement pour mesurer l indice IRI sans introduire d erreurs syst matiques Il peut cependant servir estimer l indice IRI l aide d quations de r gression calcul es exp rimentalement en vue d tablir un rapport entre l indice et ies mesures que peut fournir l APL 25 Cette m thode fait alors partie de la classe 3 On ne doit pas s attendre ce qu elle soit aussi pr cise que les mesures directes faites avec l APL 72 ou avec d autres syst mes utilisant la remorque APL des vitesses sup rieures En cons quence le syst me bas sur l appareil APL 25 n est pas l id al pour rassembler des donn es en vue de calculer l indice IRI 3 3 4 L analyseur de profil en long inertie K J Law Ces analyseurs de profil construits aux Etats Unis d Am rique par la soci t K J Law Engineers sont des versions modernes du premier analyseur de profil inertie type GMR mis au point dans les ann es soixante 6 L analyseur se compose d un fourgon quip d instruments qui mesurent le profil dans les deux traces de roue au fur et mesure que le fourgon avance sur la route Des acc l rom tres verticaux fournissent la r f rence inertielle La distance par rapport la surface de la route tait mesur e l origine par des roues palpeuses m caniques mais sur les mod les plus r cents la mesure est prise par des capt
131. r de site d essai donn e cependant cette m thode est d conseill e parce qu une modification de la vitesse entraine un changement de signification des mesures de l uni des routes et augmente les autres erreurs 2 3 2 L erreur d talonnage Les instruments sont sujets des erreurs syst matiques Il en r sulte que les mesures effectu es avec un instrument sont normalement diff rentes de celles effectu es avec un autre ou qu un m me instrument varie avec le temps On peut corriger ces erreurs par talonnage Ainsi avec des mesures talonn es les diff rences syst matiques sont annul es ce qui ram ne les mesures une chelle commune Cependant si l talonnage ne couvre pas toutes les variables qui affectent les mesures il y aura une erreur r siduelle d talonnage et la remise l chelle ne sera pas correcte M thodes d analyse du profil classes 1 et 2 L erreur d talonnage est minime lorsqu on utilise des mesures directes de profil pour obtenir indice IRI Les instruments de mesure du profil sont talonn s en usine et ne changent gu re condition de les traiter soigneusement Toutefois des erreurs syst matiques peuvent apparaitre dans des mesures bas es sur les profils lorsque 1 les mesures des cotes du profil comportent elles m mes des erreurs d ordinaire elles font appara tre le profil comme plus accident qu il n est 2 lorsque les mesures du profil sont trop espactes de sorte que certaines caract
132. r produire rapidement des mesures de haute qualit sans n cessiter un travail excessif pour maintenir la fid lit de l talonnage Le d tail des op rations effectuer pour mesurer l indice IRI d pend tr s troitement du type d analyseur Il faut donc consulter le fabricant Les sections 3 3 3 et 3 3 4 d crivent bri vement plusieurs analyseurs grande vitesse utilis s pour mesurer l indice IRI 2 2 3 Classe 3 valuations de Pindice IRI partir d quations de corr lation Actuellement la quasi totalit des donn es relatives aux d fauts d uni des routes rassembl es dans le monde le sont l aide d un appareil de type r ponse Ces syst mes d pendent des propri t s dynamiques d un v hicule pour rapporter les mesures une chelle et fournir un indice des d fauts d uni comparable l indice IRI Cependant chaque v hicule poss de des propri t s dynamiques particuli res qui varient avec le temps Les mesures brutes de la PMR obtenues l aide d un appareil de type r ponse doivent donc tre corrig es par rapport l chelle des indices indice IRI l aide d une quation d talonnage obtenue exp rimentalement pour cet appareil de type r ponse particulier Comme la dynamique d un v hicule change facilement il faut appliquer aux v hicules utilis s des r gles tr s rigoureuses d entretien et d utilisation et des essais de contr le doivent tre inclus dans les op rations de routine Lorsque des changements
133. r un talonnage par corr lation valable il n existe pas de moyen de rapporter les mesures l chelle standard Ainsi un appareil de type r ponse non talonn tombe dans la classe 4 23 Les facteurs qui agissent sur la pr cision Les donn es sur les d fauts d uni sont normalement utilis es dans des applications qui repr sentent deux extr mes 1 les analyses statistiques faisant intervenir des mesures de Puni portant sur des parties importantes d un r seau routier et 2 les relev s individuels effectu s sur certains sites particuliers de la route et se rapportant aux d fauts d uni Les donn es sur les d fauts d uni des routes comprendront obligatoirement quelques erreurs dues des facteurs al atoires et syst matiques L importance rev tue par ces erreurs d pend de la nature de l application laquelle les donn es sont destin es Un exemple du premier type d application est donn par l tude des co ts d utilisation de la route dans laquelle la base des donn es sur les co ts d exploitation d un parc de v hicules est d termin e par 8 r gressioh partir de la base des donn es sur l uni des routes sur lesquelles ces v hicules sont utilis s Dans un tel cas il est n cessaire de d terminer les diff rents niveaux des d fauts de l uni pour comparer les tendances des co ts par r gression Les erreurs al atoires des mesures de l uni dues une pr cision m diocre ou une caract ristique particuli
134. re la moiti de l unit de la quantification Par exemple un appareil de type r ponse qui produit des comptages correspondant 3 0 mm pr sente une erreur de r p tabilit d au moins 1 5 mm Lorsqu on mesure les d fauts d uni d une route en relevant soigneusement son profil longitudinal la pr cision est limit e par 1 les instruments utilis s pour mesurer le profil 2 la localisation al atoire des anomalies sur la trace de roue sur laquelle les mesures de cote sont relev es et 3 le choix semi al atoire de la position lat rale de la trace de roue parcourue Pour r duire les deux premi res sources d erreurs il faut imposer aux mesures des sp cifications plus strictes savoir mesures de cote plus pr cises et intervalles plus faibles entre les points de rel vement Lorsque ces sources d erreur sont maftris es l impr cision associ e au choix de la trace de roue devient le facteur le plus important responsable de variations qui peuvent atteindre 5 lorsque la longueur de la trace est de 320 m Lorsqu on mesure les d fauts d uni d une route avec un appareil de type r ponse la r p tabilit est influenc e par les d placements lat raux en partie al atoires de l appareil de type r ponse sur la route et aussi par d autres facteurs al atoires tels que les variations de vitesse et les petites modifications de la dynamique du v hicule qui se produisent m me dans de brefs intervalles Ces sources de variabilit peuve
135. re des n cessit s contradictoires La vitesse standard de 80 km h est vraisemblablement applicable dans la majorit des situations Une g om trie de route ingrate ou l encombrement peuvent conduire r duire la vitesse de 50 ou 32 km h sur certains maillons mais le choix des instruments utiliser pour l essentiel de l tude ne doit pas en tre influenc Par contre la collecte simultan e d autres donn es au cours de l tude peut influencer le choix f Le traitement des donn es la production de comptes rendus Les donn es rassembl es doivent comporter la localisation et d autres rep res permettant de les rapporter d autres donn es relatives la gestion des chauss es Pour faciliter l acquisition des donn es il faut envisager au stade le plus pr coce possible l informatisation et l utilisation de fiches standardis es chaque fois que cela est n cessaire Il faut enregistrer les mesures sur des intervalles ne d passant pas 1 km Les comptes rendus comporteront d ordinaire des valeurs moyennes soit pour chaque maillon soit pour chaque segment homog ne de 10 km ou plus avec des histogrammes r capitulatifs de la r partition des d fauts d uni par segment de route Pour faciliter les estimations des co ts d exploitation des v hicules ces comptes rendus doivent coincider tout au moins avec les principaux changements du volume de la circulation Pour augmenter l efficacit on peut g rer les donn es de mani re
136. reurs al atoires tout en maximisant la stabilit dans le temps Ceci se traduit normalement par l utilisation du m me quipement et du m me personnel pour le suivi r gulier d un site d une route par la r p tition des op rations pour v rifier leur r p tabilit et par le contr le scrupuleux de l talonnage des appareils Dans les applications analogues celles ci le degr de pr cision n cessaire des mesures est directement fonction de la destination finale des donn es La pr cision d sir e commande alors l importance des efforts consentir pour obtenir les donn es Chaque application a sa propre sensibilit particuli re aux diff rentes sources d erreurs Pour prendre une d cision rationnelle quant la qualit des mesures obtenir il est avantageux de se rendre compte que trois genres d erreurs peuvent tre l origine de l impr cision des mesures de l uni les erreurs de r p tabilit de calibration et de reproductibilit 2 3 1 L erreur de r p tabilit Lorsque des mesures r p t es sont effectu es avec un instrument on ne peut s attendre une concordance parfaite parce que le processsus de mesure comporte des facteurs al atoires qui varient d une fois l autre Le niveau de r p tabilit n est pas toujours vident parce que les instruments produisent souvent des r sultats quantifi s qui masquent les effets des petites variations faut alors supposer que la r p tabilit n est pas sup rieu
137. ristiques des d fauts de Puni des routes manquent ce qui fait para tre le profil plus lisse qu il n est et 3 lorsque les mesures du profil sont soumises un lissage ou une limitation de la bande passante comme c est le cas avec un analyseur de profil dynamique ce qui fait apparaitre le profil plus lisse Les sp cifications et les m thodes recommand es dans les sections 3 2 et 3 3 ont t congues en vue de maintenir ces effets des niveaux n gligeables Appareil de type r ponse classe 3 Les appareils appartenant l appareil de type r ponse n cessitent un talonnage par corr lation avec une r f rence section 4 2 pour de tr s nombreuses raisons dont les trois suivantes 1 La r ponse dynamique globale d un v hicule appareil de type r ponse quelconque s carte toujours plus ou moins de celle du v hicule de r f rence C est pourquoi les mesures PMR brutes obtenues par l appareil de type r ponse peuvent tre plus ou moins lev es que des valeurs correspondantes de l indice IRI selon que la r ponse de l appareil de type r ponse est plus ou moins importante que celle de la r f rence 10 2 Dans l appareil de type r ponse l indicateur de roulance a g n ralement du jeu et d autres formes d hyst r sis qui lui font manquer des mesures ce qui donne des r sultats trop faibles 3 Les mouvements de la suspension de l appareil de type r ponse comprennent des effets dus des facteurs autres
138. rticale il y a une erreur de lecture gale au produit de la lecture sur la mire par le cosinus de l angle que fait la mire avec la verticale On r duit cette erreur en fixant un niveau bulle sur la mire pour servir de r f rence On r duit galement cette erreur en mettant le niveau en station assez pr s par rapport au sol ce qui r duit les effets du d placement lat ral si la mire est l g rement pench e Il est d ailleurs peu probable que l inclinaison de la mire passe inaperque car elle est tr s visible dans le niveau et rend la lecture de l instrument plus difficile Lorsque le niveau est en station P quipier qui tient la mire part d un bout du ruban en pla ant la mire sur le ruban lui m me Le lecteur de l instrument lit la mesure voix haute l intention du troisi me quipier qui enregistre cette mesure et la r p te l intention de l quipier qui tient la mire pour lui signaler que la mesure est acquise L quipier qui tient la mire passe alors la marque suivante sur le ruban et ainsi de suite Avec de la pratique l quipier qui se sert du niveau peut remettre l instrument au point pendant que celui qui tient la mire passe la position suivante de sorte que chaque mesure ne prend que quelques secondes Quand l quipe de relev a acquis une certaine exp rience dans l tablissement des profils l erreur humaine due P quipier qui tient la mire est pratiquement limin e et les erreurs possibles se lir
139. s les caract ristiques du v hicule ont en effet une influence sur les mesures de la pente moyenne rectifi e En cas de remplacement du v hicule de traction il faut recommencer l talonrage de l appareil de type r ponse 3 Une remorque une seule roue Comme pour la remorque deux roues il faut refaire l talonnage quand on change le v hicule de traction Le syst me d attache doit pouvoir maintenir la remorque bien droite pendant son utilisation 4 1 3 Installation de l indicateur de roulance dans le v hicule Dans le cas d un v hicule utilisant les deux traces de roue de la voie parcourue voiture camionette ou remorque deux roues le transducteur d indicateur de roulance doit tre mont verticalement 5 degr s maximum de la verticale entre la carosserie ou ch ssis et le centre de l essieu Il faut s assurer que le transducteur est correctement plac afin d viter d enregistrer les mouvements suppl mentaires caus s par les manoeuvres du v hicule freinage acc leration et virages qui de toutes fagons doivent tre vit s dans la mesure du possible pendant l preuve Dans le cas d une remorque une seule roue l indicateur de roulance fait en g n ral partie int grante de la remorque S il faut le remplacer le nouvel indicateur de roulance doit tre install verticalement la m me place que le pr c dent 4 1 4 Vitesse d utilisation Pour la mesure de l indice IRI la vitesse normalis e est de
140. s Associ s des d fauts importants d pressions et rapi amp cemeats fr quents profonds et irr guli rs par exemple 20 40 mm 3 m ou 40 80 mm 5 m avec une fr quence de 3 5 par 50 m ou nids de poule fr quents par exemple 4 6 par 50 m Il est n cessaire de r duire la vitesse moins de 50 km h Grand nombre de d pressions importantes nids de poule et effritements s rieux par exemple 40 80 mm de profondeur avec une fr quence de 8 16 par 50 m 61 DEFAUTS D UNI Figure 13 Echelle d valuation des d fauts d uni des IRI en m km 0 10 12 14 16 18 20 routes en graveleux ou en terre battue Surface en graviers fins r cemment aras e ou couche superficielle aux profils longitudinaux et transversaux excellents ne se trouvent habituellement que sur de courts segments Conduite confortable jusqu 80 100 km h avec perception de petites ondulations ou d un l ger roulis D pressions n gligeables par exemple 5 mm 3 m et pas de nids de poule Conduite confortable jusqu 70 80 km h mais avec perception de mouvements brusques et d un certain rebondissement des roues Fr quentes d pressions allant de peu profondes mod r es ou nids de poule peu profonds par exemple 6 30 mm 3 m avec une fr quence de 5 10 par 50 m T le ondul e mod r e par exemple 6 20 mm 0 7 1 5 m Conduite confortable 50 km h ou 40 70 km h sur des segmen
141. s mesures d entretien et des co ts des transports dans une analyse de rentabilit au niveau du r seau 3 l valuation quantitative des travaux en vue de d terminer les priorit s dans les programmes d entretien et de r novation Pour atteindre ces objectifs il faut d ordinaire que les mesures soient continues sur des maillons du r seau dont la longueur totale couverte doit d passer 1000 km ou m me 10 000 km Il est essentiel que les mesures faites dans diff rentes parties du r seau soient directement comparables et qu il y ait coh rence dans le temps Cependant les imp ratifs de pr cision s appliquant ces diff rentes mesures de l uni ne sont pas d ordinaire aussi s v res que pour les autres types de projets parce que l tablissement de moyennes diminue l effet des erreurs al atoires Des trois sources d erreur d crites la section 2 3 l erreur d talonnage est la plus difficile contr ler La planification d un programme de surveillance long terme doit faire entrer en ligne de compte 3 Le type des instruments de mesure des d fauts de l uni La rapidit de collecte et le traitement automatique des donn es sont des consid rations d une importance capitale pour faciliter la mise en m moire dans une base de donn es et simplifier l analyse Il ne faut prendre en consid ration que les instruments qui peuvent fonctionner aux grandes vitesses l instrument doit fonctionner au moins 50 km h et de pr f renc
142. s projets complets mais seulement ceux pour lesquels les conversions dues la r duction de la vitesse sont n cessaires Cependant les conditions minimums du tableau 4 s appliquent toujours ce qui signifie qu il faut inclure au moins trois niveaux de d fauts d uni Cette deuxi me m thode est moins pr cise que la premi re et peut provoquer des erreurs d talonnage li es l usage combin de deux quations de r gression 43 Mode op ratoire e proc dures de contr le Pour obtenir des r sultats exploitables il faut suivre une proc dure bien tablie chaque fois que l on effectue une s rie de mesures Le mode op ratoire doit permettre de s assurer que P talonnage est toujours valable et de v rifier le fonctionnement de l appareil l aide de tests de contr le Le diagramme de la figure 8 montre la logique suivre dans le mode op ratoire 9 Comme 1a figure l indique le mode op ratoire ne consiste pas simplement tourner le contact mais il couvre aussi le fonctionnement et l talonnage de l appareil et une surveillance constante pour v rifier que tout va bien et qu il n y a pas de changement Le mode op ratoire suivre pour un projet donn doit tre formul en fonction des exigences de pr cision et d efficacit du projet La pr sente section d crit quelques uns des facteurs consid rer dans l tablissement du mode op ratoire normal 43 1 Utilisation du v hicule et de l indicateur de roulance Afin d
143. s que l indice IRI change en un temps beaucoup plus court En cas de pluie de changements importants de l hygrom trie ou de la temp rature ou de circulation intense l uni peut changer en l espace de quelques semaines de quelques jours ou m me de quelques heures Par cons quent les talonnages effectu s sur des sites non rev tus doivent tre planifi s de telle facon que l appareil de type r ponse soit talonn peu pr s au m me moment o ces sites non rev tus ont t mesur s l aide d une m thode profilom trique Naturellement d s que les sites d talonnage ont t soumis un entretien quelconque les valeurs des indices IRI changent et les mesures pr c dentes ne sont plus valables pour les talonnages ult rieurs b Remplacement des sites d talonnage Lorsque la valeur de l indice IRI d un site donn a chang ce site ne peut plus servir d autres talonnages avant qu un nouvel indice IRI soit tabli Techniquement il est indiff rent de remesurer l ancien site ou de choisir un nouveau site Etant donn que la pratique normale est de r parer les routes les plus mauvaises on peut s attendre ce que la r paration d une route comportant certains sites d talonnage mauvais se fasse pendant la dur e couverte par un long projet A condition de disposer d autres sites similaires les talonnages courants d un appareil de type r ponse peuvent continuer Chaque fois qu il est n cessaire de mesurer l indi
144. s r sultats consiste remplacer le v hicule ou l indicateur de roulance par des moyens plus robustes Si les situations d crites ci dessus sont in vitables sur un nombre de sites non n gligeable on peut alors fixer une vitesse normalis e plus faible pour toutes les mesures effectuer l aide d un appareil de type r ponse dans ce cas les vitesses conseill es sont de 50 ou 32 km h La r f rence d talonnage est toujours l indice IRI Il faut donc suivre la m thode d talonnage d crite dans la section 4 2 la seule diff rence tant que l appareil de type r ponse fonctionnera la vitesse choisie 40 Si le nombre de segments courts ausculter une vitesse r duite n est pas important on peut utiliser les m thodes de correction de la vitesse d crites dans la section 4 2 4 1 5 Choix des amortisseurs C est la partie du v hicule dont l effet est le plus important sur les r ponses de l appareil de type r ponse aux d fauts d uni Afin d obtenir une meilleure reproductibilit et par cons quent une meilleure pr cision le v hicule doit tre quip d amortisseurs tr s rigides Lorsqu on utilise des amortisseurs trop souples souvent choisis par le constructeur de la voiture pour am liorer le confort certains appareils de type r ponse risquent d entrer en r sonance avec des d fauts d uni de la route qui n ont pas normalement d effet sur d autres appareils de type r ponse ni sur la r f rence normalis
145. se et les conditions donn es dans le tableau sont suffisantes pour n avoir qu une erreur d talonnage n gligeable dans la plupart des cas Les sites longs 47 Tableau 4 R sum des conditions requises pour les sites d talonnage Types d appareil de type r ponse A deux traces A une trace Nombre minimum de sites Nombre conseill de sites pour chaque niveau des d fauts d uni couverts par l talonnage voir les d finitions des sept niveaux dans le tableau 1 Diff rence maximum entre le nombre de sites repr sentant chaque niveau c est dire que la r partition des sites entre les diff rents doit tre uniforme Longueur minimum du site Diff rence permise entre les longueurs des sites tous les sites doivent avoir la m me longueur Longueur totale recommand e longueur de site x nombre de sites Nombre conseill de r p titions des mesures de l appareil de type r ponse sur chaque site L longueur en m tres Distance minimum d approche du site l appareil de type r ponse doit tre amen la vitesse pr vue avant d entrer dans la zone d approche 200 m 4 5 km 1000 L 50m 12 200 m gege lEn pratique il peut tre parfois difficile de trouver des sites la fois longs et homog nes sur les mauvaises routes non rev tues Pour l talonnage mieux vaut couvrir des sites plus courts mais homog nes plut t que d omettre des sites
146. ss e correspondants 5 1 1 M thode Cette m thode fournit des descriptions qualitatives et pour certaines quantitatives de l tat de la chauss e et de sa roulance diff rents niveaux de l chelle IRI Ces descriptions permettent un observateur voyageant dans un v hicule et s arr tant occasionnellement pour inspecter la chauss e de reconna tre son tat et d estimer les d fauts d uni On peut se servir de photographies l appui de cette m thode mais elles peuvent induire en erreur en accentuant les d fauts visibles l oeil nu et en r duisant les d formations ou les variations du profil qui se rapportent le plus troitement Puni de la route Aucune m thode de ce type n a t d velopp e ni mise l preuve de mani re rigoureuse mais les succ s enregistr s lors d valuations subjectives effectu es dans le cadre de l Exp rience internationale sur les d fauts d uni des routes am nent penser que l IRI peut tre estim avec une pr cision qui renseigne raisonnablement sur l tat des chauss es En cons quence le pr sent document donne des directives provisoires pour l application de cette m thode La pr cision de la m thode varie g n ralement avec l exp rience de l observateur Les observateurs exp riment s sont souvent capables d estimer les d fauts d uni avec une pr cision de 2 3 m km soit environ 30 96 tandis que les novices font des erreurs de 2 6 m km soit environ 40 Les estimatio
147. ssais une vitesse autre que la vitesse normalis e l quation d talonnage habituelle ne s applique pas On doit tablir des quations diff rentes entre les mesures brutes et les indices IRI pour chacune des vitesses comme il est indiqu dans la section 4 2 5 c Etalonnage pour diff rents types de surface Selon la pr cision des donn es requise apr s l talonnage et selon les pratiques locales de construction des routes l tablissement d quations d talonnage s par es pour les diff rents types de surface rev tues et non rev tues est justifi Dans la pr sente section on trouvera les r gles g n rales relatives un seul talonnage Ces r gles concernent tous les types de chauss es couvertes par le projet L exp rience montre qu elles sont suffisantes pour les chauss es en b ton bitumineux en b ton Portland PCC les chauss es trait es en surface chip seal et les routes br siliennes en terre battue et en graves Un examen des donn es d talonnage peut permettre de d terminer s il existe une erreur syst matique inacceptable qui peut tre attribu e au type de surface Si c est le cas on peut effectuer des talonnage s par s pour chaque sous ensemble de types de surface Par exemple le graphique de la figure 6a comporte des donn es appartenant quatre types de surface Les points correspondant au b ton bitumineux la grave et la terre battue semblent r partis de mani re relativement r
148. sures des d fauts d uni une augmentation du poids du v hicule se traduit d habitude par une augmentation de la pente moyenne rectifi e mesur e Cet effet est presque compl tement limin lorsque l indicateur de roulance est mont sur une remorque Mais lorsque l indicateur de roulance est mont sur une voiture ou sur un camion il faut veiller ce que le chargement du v hicule reste constant pendant toute la dur e des mesures des d fauts et de l talonnage bien que l on ne puisse pas viter certaines variations dues la consommation de carburant Pendant les essais le v hicule ne doit transporter ni charges ni passagers trangers la n cessit du service 4 1 7 Pression des pneumatiques Les valeurs des mesures des d fauts d uni augmentent avec la pression des pneumatiques pour les appareils de type r ponse mont s sur v hicule de tourisme comme pour ceux mont s sur remorque Par cons quent la pression doit tre v rifi e tous les matins avant la mise en marche du v hicule et convenablement choisie en fonction des caract ristiques du v hicule 4 1 8 Liaisons m caniques avec l indicateur de roulance Le transducteur de l indicateur de roulance est reli l essieu du v hicule par un moyen quelconque Si le transducteur d indicateur de roulance est tenu par un ressort il peut parfois osciller ind pendamment si le ressort n est pas suffisamment rigide ce qui se traduit alors par des mesures trop fortes Si les l
149. t avec l acc l ration spatiale r elle du profil C est simplement une mesure de l cart au milieu de la corde avec un facteur d chelle de 2 b7 L l ment num rique AVQ a t utilis pour d finir la norme d talonnage IQ dans le projet PICR et a galement t utilis pour d finir une norme d talonnage des appareils de type r ponse pour le Texas 2 Acc l ration verticale quadratique AVQ comme base du calibrage Mays Meter Brazil Project Memo BR 23 Center for Transportation Research The University of Texas at Austin February 1978 66 CAPL 25 Valeur num rique obtenue sur une remorque de mesure APL circulant la vitesse de 21 6 km h Elie impl que toute une technique d analyse et d essai utilis e couramment en France pour l valuation des routes nouvellement construites La valeur 25 est calcul e pour chaque segment de route de 25 m Comptages km comptages mille Voir mesures km mesures milie CP Coefficient de plan it ou coefficient d uni utilis comme mesure de l uni des routes par le Centre belge de recherches routi res CRR Le coefficient CP est la valeur rectifi e d un profil liss e l aide d une moyenne mobile 50 CP 1 mm Les coefficients CP sont tablis l aide de bases d environ 2 5 10 et 40 m quand ils sont calcul s partir de profils APL 72 et l aide de bases de 2 5 et 15 m quand ils sont calcul s partir du profil APL 25 Les valeurs CP 2 5 et
150. t en troite corr lation avec les avis subjectifs il repr sente une chelle universelle La figure 1 montre l amplitude de variation des d fauts d uni dans l chelle de l indice IRI pour diff rents types de routes Il faut reconnaitre que l indice IRI est un bon indice pour r sumer les propri t s de l uni des routes qui influent sur les r actions des v hicules mais qu il peut ne pas tre celui qui convient le mieux d autres applications Plus pr cis ment l indice IRI est utile pour obtenir une mesure de l uni des routes qui se rapporte aux co ts totaux de fonctionnement des v hicules la roulance dans son ensemble aux charges dynamiques des roues d g ts occasionn s la route par les camions lourds freinage et limites de s curit des voitures de tour sme dans les virages l tat g n ral des surfaces L utilisation de l indice IRI est galement recommand e partout o le relev des mesures doit se faire avec un appareil de type r ponse circulant des vitesses courantes sur route 50 100 km h quelle que soit la destination des donn es Cependant lorsqu on utilise des m thodes d analyse des profils en long pour mesurer les d fauts d uni traces d autres types de mesures peuvent mieux convenir pour indiquer certaines qualit s de l tat de la chauss e ou certains l ments particuliers des r actions des v hicules couvertes par l indice IRI Les m thodes pr sent
151. tant la construction l entretien et l utilisation les d fauts artificiels des sites d talonnage ne pourraient servir talonner un appareil de type r ponse pour des routes r elles L talonnage est techniquement valable uniquement dans la gamme des d fauts pr sents sur les sites d talonnage il faut donc dans toute la mesure du possible viter les extrapolations En tout cas il ne faut pas faire d extrapolation d passant 30 dans chaque sens 30 en dessous du site d talonnage le plus lisse et 30 au dessus du plus mauvais Si on doit aller au del de la gamme pr vue il faut trouver des sites d talonnage appropri s 45 Figure 7 Calcul de l quation d talonnage L quation d talonnage d un appareil de type r ponse est E IRD B PMR C PMR PMR est la mesure brute de la pente moyenne rectifi e avec pour unit s les comptages km ou des unit s quivalentes in mile mm km etc et E IRI est l valuation de PIRI l aide des m mes unit s que la PMRR m km conseill s Les coefficients A B et C se calculent comme indiqu ci dessous avec N nombre de sites d talonnage x mesure de la PMR sur le jene site et y d faut d uni PMRRgg du i m site calcul partir d un profil mesur La pr cision des mesures E IRI est l cart type ET qui doit galement tre calcul comme il est indiqu ci dessous mle N Z
152. tats Unis PCA Meters etc Malgr ces diff rents noms et l incompatibilit des techniques d utilisation la plupart sont fonctionnellement quivalents quand ils sont utilis s dans les conditions pour lesquelles ils ont t pr vus 1 et 2 Lors d un essai Pindicateur de roulance prend un certain nombre de mesures Chacune de ces mesures correspond une certaine amplitude du mouvement de la suspension La somme de ces 38 mesures qui peut ou non tre effectu e par l indicateur de roulance donne une valeur proportionnelle au total des mouvements de la suspension pendant l essai Cette valeur divis e par la longueur du segment de route examin donne un quotient de pente appel pente moyenne rectifi e PMR Average Rectified Slope ou ARS Lors du choix d un indicateur de roulance il est n cessaire de consid rer non seulement les crit res de co t et de disponibilit mais aussi sa solidit sa simplicit et sa plage gamme de mesure Bien que dans leur plage de niesure la plupart des indicateurs de roulance soient fonctionnellement quivalents il se peut que certains ne r pondent pas des exigences particuli res en raison de leur conception Il est noter aussi que de nombreux indicateurs de roulance sont con us pour des chauss es nouvellement rev tues et risquent donc de ne pas pouvoir tre utilis s pour mesurer des d fauts moyens ou importants En g n ral les appareils lectro m caniques compteurs
153. te la mentionner en indice de la pente moyenne rectifi e par exemple PMRgy 3 2 PMRsy 3 8 etc Le r sultat talonn s obtient en introduisant la PMR dans l quation d talonnage figure 7 E IRI A B PMR C PMR 16 La valeur E IRT est l estimation de l indice IRI du segment mesur l aide de l appareil de type r ponse Lorsque les mesures ont t r p t es il est conseill d en faire la moyenne avant de convertir la PMR en indice IRI La figure 9 repr sente une combinaison de formulaire de report de donn es utiliser sur le terrain et de feuille de calcul pour la conversion des lectures de l indicateur de roulance en mesures talonn es de l uni La technique employ e dans cet exemple exige de r p ter trois fois les mesures Sur chaque site L quation d talonnage donn e au dessus du diagramme sert galement la conversion graphique en indice IRI 4 3 3 Essai de sensibilit la temp rature La capacit de r ponse d un appareil de type r ponse aux d fauts d uni change avec l chauffement progressif des pi ces quand le v hicule circule sur de mauvaises routes Il faut effectuer un essai de sensibilit la temp rature au moment de la mise en service de chaque appareil de type r ponse en vue de d terminer le temps d chauffement n cessaire en service quotidien et d identifier rapidement les v hicules trop sensibles la temp rature et qui de ce fait doivent tre limin
154. tes m me quand la m thode et l instrument sont parfaits Les limites pratiques r sultent de ce qu il est impossible de mesurer les d fauts d uni des routes plusieurs fois exactement dans la m me trace de roue Une m thode appartient la classe 1 si l erreur de mesure est n gligeable par rapport l incertitude r sultant de l impossibilit de repasser exactement sur la m me trace de roue Lors de PIRRE les m thodes qui se sont av r es tre de la classe 1 ne pr sentaient qu une erreur de mesure n gligeable sur les segments de 320 m de long quand les traces de roue taient marqu s de rep res peints intervalles d environ 20 m Dans ces conditions la r p tabilit correspond un indice IRI d environ 0 3 m km sur les routes rev tues et 0 5 m km sur tous les autres types de routes Pour les traces de roue marqu es encore plus pr cis ment les m thodes pr sent es comme tant de classe 1 peuvent ne pas r pondre cette classification bien qu il soit rare que ce niveau de pr cision soit n cessaire Par ailleurs des sp cifications moins rigoureuses peuvent convenir si l on utilise des segments d essai plus longs ou si les traces de roue ne sont pas rep r es du tout Dans bien des cas une m thode qui garantit ce degr de pr cision aura l inconv nient de n cessiter un travail important pour effectuer les mesures des d fauts d uni par exemple par la m thode de la mire et du niveau La pr cision obtenue lorsq
155. tion d talonnage Les donn es collect es sur les sites d talonnage sont utilis es pour effectuer une analyse de r gression entre les valeurs de l indice IRI et les mesures brutes fournies par l appareil de type r ponse en minimisant l erreur quadratique entre ces deux valeurs l aide d une quation du second degr Lorsqu on utilise un appareil de type r ponse trace unique la r gression est calcul e sur la base des diff rentes mesures individuelles correspondantes Lorsqu on utilise un appareil de type r ponse faisant les relev s sur deux traces de roue l indice IRI est calcul pour les deux traces parcourues par les pneus de l appareil et on fait la moyenne de ces deux nombres Cette moyenne est alors utilis e comme mesure de l indice IRI pour cette voie et on fait l analyse de r gression avec cette mesure unique Les estimations ult rieures de l indice IRI faites partir de l appareil de type r ponse en utilisant l quation d talonnage sont fait les mesures talonn es des d fauts d uni faites par l appareil et sont appel es E indice IRT dans cette section Les d tails math matiques n cessaires au calcul de l quation sont regroup s la figure 7 La pr cision associ e l appareil de type r ponse peut aussi tre calcul e en se servant de l quation 2 de la figure 7 Elle est quantifi e par l cart type ET de l estimation de l indice IRI Il faut remarquer ici que l quation d talonnage
156. ts particuliers Fr quentes d pressions transversales mod r es par exemple 20 40 mm 3 5 m avec une fr quence de 10 20 par 50 m ou d pressions et nids de poule occasionnels profonds par exemple 40 80 mm 3 m avec une fr quence inf rieure 5 par 50 m T le ondul e prononc e par exemple 20 mm 0 7 1 5 m Conduite confortable 30 40 km h D pressions transversales et nids de poule fr quents et profonds par exemple 40 80 mm 1 5 m avec une fr quence de 5 10 par 50 m ou d pressions occasionnelles tr s profondes par exemple 80 mm 1 5 m une fr quence inf rieure 5 par 50 m avec d autres d pressions peu profondes Il est impossible d viter toutes les d pressions sauf les plus importantes Conduite confortable de 20 30 km h Des vitesses sup rieures 40 50 km h entra nent un inconfort extr me et ventuellement des d g ts la voiture Sur un bon profil g n ral d pressions profondes fr quentes ou nids de pouls par exemple 40 80 mm 1 5 m la fr quence de 10 15 par 50 m d pressions tr s profondes occasionnelles par exemple 80 mm 0 6 2 m Sur un profil g n ralement m diocre d fauts mod r s fr quents et d pressions tr s profondes par exemple 80 mm 0 6 2 m Sur un profii g n ral d fauts et d pressions mod r s fr quents par exemple surface m diocre en terre battue 62 L chelle des figures donne des IRI allant de 0
157. ts normaux Le confort de la conduite varie d une voiture l autre et des descriptions plus d taill es ne seraient g n ralement pas transposables mais un observateur peut rapidement s talonner sur une voiture donn e La roulance est la mesure sommaire des ondulations et les mouvements brusques ressentis par l observateur la vitesse correspondant au niveau de d fauts d uni d finir Ces descriptions peuvent apporter une aide consid rable mais elles demandent tre tablies en fonction des conditions locales et des types de v hicule 63 d Vitesse de d placement Ce terme est relatif aux vitesses courantes de d placement sur des chauss es s ches droites en dehors des d encombrements et en m nageant la voiture et le confort des passagers 5 1 3 Personnel Il faut choisir les observateurs parmis les personnes capables de porter des jugements coh rents et raisonnables d ordinaire il s agit d ing nieurs de techniciens des routes etc D habitude un seul observateur suffit mais la pr cision du r sultat peut tre accrue en utilisant deux ou trois personnes 5 1 4 Etalonnage Afin d talonner les observations par rapport l chelle l observateur doit se familiariser le mieux possible avec les principaux l ments des descriptions pr c dentes Cet exercice pr alable pourrait s appeler talonnage par description En d finitive la validit de cet talonnage d pend de l exactitude des descriptions par
158. u v hicule utilis s pour obtenir des mesures de l uni non corrig es Alors que la plupart des m thodes de classe 3 utilisent un indicateur de roulance qui accumule les mouvements de la suspension du v hicule pour en d duire la PMR voir la section 4 1 d autres syst mes emploient des acc l rom tres ou d autres genres d instruments de mesure Cependant c est l appareil de type r ponse bas sur l utilisation d un indicateur de roulance pour mesurer la PMR qui se rapproche le plus du concept d IRI et les r gles g n rales donn es ici se rapportent surtout l utilisation d un appareil de type r ponse talonn comme m thode principale dans la classe 3 Un appareil de type r ponse n appartient pas la classe 3 s il n est pas talonn par corr lation Sans talonnage il n y a pas de lien v rifiable entre les mesures obtenues par deux appareils de type r ponse diff rents ni avec l chelle IRI La reproductibilit associ e un appareil de type r ponse talonn est d environ 0 5 m km 14 pour des sections de routes rev tues de 320 m de long et d environ 1 0 m km 18 pour les surfaces non rev tues de la m me longueur Ces valeurs de la pr cision ne sont que des moyennes approximatives les erreurs variant g n ralement la fois avec l ampleur des d fauts d uni et le type de surface Une pr cision sup rieure peut tre obtenue en utilisant des sections d essai plus longues 2 2 4 Classe 4 estimati
159. udron les endroits rapi c s et les petits nids de poule Comme l analyse IRI ne peut pas fournir d informations qui ne se trouvent pas dans les mesures du profil il est absolument essentiel que les cotes du profil soient mesur es intervalles suffisamment rapproch s pour saisir les irr gularit s pr sentant un int r t Dans le cas d un analyseur de profil automatis il est recommand d utiliser un intervalle de 50 mm pour garantir que toutes les caract ristiques int ressantes des d fauts d uni seront d tect es cet intervalle risque m me de ne pas tre suffisant pour d tecter les coul es de bitume sur une surface neuve en ciment Portland TABLEAU 1 Exigences de pr cision pour la mesure profilom trique de l indice IRI classes 1 et 2 Intervalle maximum commode de mesure Pr cision des Plage de entre points mesures des cotes d fauts d uni mm Y mm Y IRI m km Classe 1 Classe 2 Classe 1 Classe 2 1 0 3 0 250 500 0 5 1 0 3 0 5 0 250 500 1 0 1 5 5 0 7 0 250 500 1 5 2 5 7 0 10 0 250 500 2 0 40 10 20 250 500 3 0 6 0 1 Pour les bandes marqu es en pieds les intervalles maximums commodes ad quats sont respectivement Classe 1 1 pied Classe 2 2 pieds 2 La pr cision de classe 1 correspond une erreur syst matique de l indice IRI inf rieure 1 5 Celle de la classe 2 correspond une erreur syst matique de l indice IRI inf rieure 5 Remarque La pr cision de classe 2 est suf
160. ue l on utilise une m thode de classe 1 est par d finition gale ou sup rieure aux exigences d une application pratique donn e et on consid re ainsi que l utilit principale d une m thode de classe 1 r side dans la possibilit de valider d autres m thodes ou d obtenir des donn es de haute pr cision dans certains cas sp ciaux 2 2 2 Classe 2 autres m thodes d analyse des profils en long Cette classe comprend toutes les autres m thodes dans lesquelles la mesure du profil doit servir de base au calcul direct de l indice IRI mais qui ne permettent pas d atteindre la pr cision exig e pour une mesure de classe 1 Bien que les mat riels et les m thodes utilis s pour mesurer les profils soient fonctionnellement v rifi s par talonnage ind pendant leur pr cision est inf rieure ce qui est requis pour la classe 1 En cons quence la pr cision des indices IRI calcul s partir d une mesure de profil de classe 2 peut tre inf rieure la 6 limite pratique en raison des erreurs al atoires ou syst matiques se produisant dans un certain nombre de situations Cette classe comprend actuellement des valeurs TRI calcul es partir de profils mesur s avec des analyseurs de profils en long grande vitesse ou avec des m thodes statiques qui ne satisfont pas aux conditions concernant la pr cision ou les intervalles entre les mesures indiqu s la section 3 2 Actuellement la remorque APL section 3 3 3 est le se
161. ui sont plus complexes que les simples facteurs d chelle Alors que les erreurs de r p tabilit peuvent tre ma tris es en r p tant les essais et en faisant des moyennes et que les erreurs d talonnage peuvent tre compens es par un talonnage valable les erreurs de reproductibilit existeront toujours lorsque l instrument de mesure diff re de l instrument de r f rence Dans le cas de mesures de profil effectu es avec un instrument de classe 1 l erreur de reproductibilit de instrument est pratiquement nulle et l incertitude ne d pend plus que des limites impos es par la r p tabilit Des contr les de r p tabilit peuvent donc tre utilis s pour am liorer la pr cision d ensemble Mais dans le cas de mesures par appareil de type r ponse il n est pas possible de concevoir les essais ni de traiter les donn es d une facon qui puisse r soudre des diff rences entre les instruments se traduisant par des mesures de l indice IRI trop fortes sur une route et trop faibles sur une autre Il est possible cependant d adopter une m thode gr ce laquelle les caract ristiques de l appareil de type r ponse correspondront le plus troitement possible celles de l appareil de r f rence Les r gles de s lection et d utilisation d un appareil de type r ponse sections 4 1 et 4 3 ont t r dig es en gardant ces consid rations l esprit Avec toutes les m thodes de mesure une autre mani re de r duire l erreur d
162. ul analyseur dynamique qui ait t valid exp rimentalement dans la plage des d fauts d uni couverte PIRRE L analyseur de profil inertiel type GMR roues palpeuses a t valid pour des routes dont l indice IRI est inf rieur environ 3 m km 2 indice au dessus duquel des erreurs se produisent du fait du rebond des roues palpeuses Ce type d analyseur n existe cependant plus sur le march aux Etats Unis les roues palpeuses ayant t remplac es par des capteurs sans contact pour supprimer le probl me du rebondissement Deux analyseurs de profil grande vitesse sont actuellement commercialis s par la soci t K J Law section 3 3 4 ils sont tous les deux congus pour fournir l indice IRI pendant les mesures Tous les deux sont actuellement consid r s comme des syst mes de classe 2 bien que leur pr cision et leur domaine de fonctionnement n aient pas encore t v rifi s la mire et au niveau Des essais avec ces analyseurs de profil et avec d autres ont t effectu s mais les donn es n ont pas encore pu tre analys es suffisamment pour que leur capacit mesurer l indice IRI puisse tre quantifi e Parmi les instruments de pr cision utilis s pour mesurer l uni des routes les analyseurs de profil grande vitesse ont l inconv nient d tre les plus chers et les plus complexes et de n cessiter en g n ral des op rateurs ayant une formation d ing nieur Cependant ils ont le grand avantage de pouvoi
163. ur talonner et utiliser l appareil de type r ponse Il faut remarquer que pour les vitesses de l ordre de 50 80 km h la pente moyenne rectifi e mesur e est parfois ind pendante de la vitesse ce qui est bon en ce sens que cela r duit les erreurs introduites dans les mesures normalis es la suite des petites variations de vitesse en cours d essai Cependant lorsque les mesures sont faites intentionnellement des vitesses d essai diff rentes de 80 km h il faut un talonnage diff rent Il y a deux m thodes principales pour convertir l talonnage a Etalonnage direct des vitesses non standard 32 ou 50 km h C est la m thode pr f r e La seule diff rence par rapport la m thode d talonnage expos e plus haut est que l appareil de type r ponse est utilis une vitesse non standard et que les mesures sont rapport es directement l indice IRI sans conversion C est donc un talonnage particulier s appliquant une vitesse d termin e A une vitesse tr s r duite telle que 32 km h la reproductibilit associ e l appareil de type r ponse peut tre l gerement affect e et l talonnage obtenu risque de n tre applicable qu un certain type de surface C est dire qu un talonnage unique peut donner une pr cision suffissante sur plusieurs types de surface quand il est effectu une vitesse de 80 km h mais que des erreurs d talonnage syst matiques risquent d tre introduites pour certains types
164. utilis s la vitesse de la marche pied ou des vitesses inf rieures Profilom tre inertiel GMR Fourgon quip d instruments mis au point par le D partement de recherche de la soci t General Motors commercialis par la soci t K J Law Engineers et destin la mesure des profils des vitesses courantes sur les routes grande circulation Les premiers profilographes mesuraient le profil l aide d un acc l rom tre d une roue palpeuse quip e d instruments et de circuits lectroniques analogiques Les mod les plus r cents sont quip s de capteurs sans contact et de circuits binaires de traitement des signaux Depuis 1979 ils sont quip s d un logiciel pour calculer l indice IRI au moment m me des mesures Ce programme de calcul s appelle simulation Mays Meter Profilom tre su dois VTI au laser Fourgon quip d un profilom tre mis au point et utilis par le service VTT su dois Ce profilographe fonctionne aux vitesses routi res normales et met en oeuvre un ensemble d acc l rom tres de capteurs sans contact et de circuits binaires pour mesurer plusieurs profils longitudinaux parall les r partis sur toute la largeur de la voie de 2 5 m 3 m Profilom tre laser Profilom tre grande vitesse con u et mis en service par le laboratoire britannique TRRL Il utilise plusieurs capteurs laser espac s le long de la remorque de mesure pour calculer le profil de la surface pend
165. vir de guide pratique pour obtenir des donn es sur les d fauts d uni des routes partir desquelles on pourra cr er une banque de donn es pour tout le r seau routier Convenablement appliqu es ces directives doivent permettre s l aide dcs donn es sur les d fauts d uni d indiquer l tat de la route et ses effets sur les v hicules au point de vue du confort du co t pour les usagers et de la S curit de comparer les donn es obtenues lors des mesures courantes une chelle standard des d fauts d uni et d identifier les donn es erron es avant de les introduire dans la banque de donn es de comparer directement les donn es sur les d fauts d uni avec celles obtenues par d autres organismes de g nie civil observant les m mes directives et d obtenir des mesures des d fauts d uni des routes ayant toujours la m me signification sur tous les types de routes utilis es par les camions et les voitures de tourisme notamment sur les routes en asphalte les routes en b ton les chauss es trait es en surface et les chauss es en gravier ou en terre battue Les m thodes et proc d s expos s dans cet ouvrage s appliquent principalement deux sortes de mesures des d fauts d uni la mesure directe des d fauts d uni sur l chelle standard partir du profil longitudinal de la route l valuation de la mesure standard l aide des appareils de type r ponse CHAPITRE 2 PLANIFICATION D
166. wanda and Burundi also in French 27F Technical Assistance and Aid Agency Staff Alternative Techniques for Greater Effectiveness Handpumps Testing and Development Progress Report on Field and Laboratory Testing List continues on the inside back cover DOCUMENT TECHNIQUE DE LA BANQUE MONDIALE NUMERO 46F Directives pour la mesure de l uni des routes et l talonnage des appareils Michael W Sayers Thomas D Gillespie and William D O Paterson Banque mondiale Washington D C Copyright 1990 Banque internationale pour la reconstruction et le d veloppement BANQUE MONDIALE 1818 H Street N W Washington D C 20433 Etats Unis d Am rique Tous droits r serv s Imprim aux Etats Unis d Am rique Premi re impression juin 1990 Les documents techniques sont publi s pour diffuser dans les meilleurs d lais les r sultats des recherches de la Banque dans les milieux du d veloppement C est pourquoi le texte dactylographi de ce document n a pas t pr par selon les m thodes appliqu es aux textes imprim s officiels La Banque mondiale ne s estime pas responsable des erreurs qui pourraient s y trouver Les observations interpr tations et conclusions exprim es dans ce document n engagent que leur s auteur s et ne sauraient tre attribu es la Banque mondiale ses institutions affili es des membres du Conseil des Administrateurs ni aux pays qu ils repr sentent La Banque mondiale ne gar

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