Méthode de construction des trottoirs en béton

Construire pour lontemps

Pour qu’un ouvrage performe bien, il faut qu’avant sa réalisation, tout soit analysé et pensé lors de la rédaction des plans et devis et tout soit exécuté conformément aux directives émises.
Il en faut peu pour qu’un ouvrage soit repris après quelques années de mise en service; une simple dérogation peut signifier l’échec.

La construction d’un trottoir exige au préalable une préparation adéquate du site (voir la section type). De plus, un choix judicieux vis-à-vis des matériaux (granulats, béton, etc…) et des équipements utilisés est important. Il faut de plus que le bétonnage se fasse dans les meilleures conditions possibles. Devis Général de Construction résume les principales étapes à respecter lors de l’exécution des travaux.

Construire selon les règles de l’art

L’entrepreneur en construction, en plus d’avoir de bons équipements et un personnel compétent et expérimenté, doit respecter rigoureusement les règles de l’art et exécuter les travaux conformément aux plans et devis.

Pour éviter un vieillissement prématuré par fissuration

Le béton est reconnu comme un matériau rigide. Les trottoirs subissent des sollicitations extérieures telles que les variations de température et d’humidité et le tassement de la fondation, qui risquent de les faire fissurer. Un système complet de joints doit être réalisé lors de la construction d’un trottoir afin de bien contrôler les fissures de retrait du béton plastique et d’assurer une liberté dans les mouvements de la structure à long terme. Le rôle de chacun des joints à réaliser est décrit dans le tableau ci-dessous.

La résistance au sulfate de ce béton est extrêmement bonne et efficace et les municipalités et le gouvernement l’exigent dans leurs devis.

Les principaux joints d’un trottoir en béton

Joint d’isolement

Les joints d’isolement servent à séparer la dalle de trottoir où elle aboutit à un mur, une colonne, un empattement, etc.

Joint de construction

Les joints de construction sont pleine épaisseur et servent de ligne d’arrêt à la fin d’une journée de travail ou lorsque la mise en place est interrompue pour plus de 30 minutes.

Joint de retrait

Les joints de retrait sont pratiqués dans la partie supérieure du trottoir (25 % de l’épaisseur) pour créer un plan de faiblesse dans lequel les fissures de retrait causées par le séchage peuvent s’initier. Ces joints sont espacés de 24 à 30 fois l’épaisseur du trottoir (environ 4,5 m).

Joint de dilatation

Les joints de dilatation, composés d’un matériau compressible, sont pratiqués à environ tous les 60 mètres linéaires de trottoir. Ils assurent le mouvement de retrait ou d’expansion thermique.

Joint esthétique

Les joints esthétiques pratiqués dans la partie supérieure du trottoir (20 mm de profondeur) sont généralement espacés d’environ 1,5 m; ils n’ont aucun rôle structural important.

Devis général de construction

Préparation de la fondation

Profilage de la fondation supérieure

La fondation supérieure en contact avec le béton doit être composée d’un matériau drainant (pierre nette concassée de 20 mm). Ce matériau doit être bien tassé lors du profilage final afin d’éviter tout mouvement excessif de la fondation lorsque l’ouvrage sera en service. De plus, le profilage doit être exécuté de façon à assurer l’uniformité dans la section de béton du trottoir. La section de la fondation supérieure doit déborder de part et d’autre de la section du trottoir.

Drainage des fondations

Un drain installé dans le pied du trottoir est nécessaire afin d’évacuer vers les puisards l’eau provenant des fondations du trottoir et de la rue. Ce drainage est essentiel afin de réduire au minimum les mouvements du sol lorsqu’il gèle et dégèle.

Coffrage

Des coffrages droits, propres et suffisamment rigides doivent être utilisés afin d’assurer des faces rectilignes et bien verticales. Dans le cas où une machine à coffrages glissants est utilisée, une section d’essai peut servir à vérifier la conformité du moule utilisé.

Joints d’isolement et de dilatation

Avant la mise en place du béton, les joints d’isolement et de dilatation doivent être planifiés, positionnés et prêts à être exécutés lorsque le moment sera arrivé.

Bétonnage

Un béton prêt à l’emploi conforme à la norme CAN/CSA-A23.1-M90, de classe C-2 doit être utilisé. Il doit avoir une excellente résistance à l’écaillage lors des cycles de gel et de dégel en présence de produits de déglaçage.

La fondation supérieure doit être convenablement arrosée avant la mise en place du béton. Le béton doit être mis en place dans des délais raisonnables. Il peut être consolidé, manuellement ou mécaniquement. Après la mise en place, le béton doit être régalé aux niveaux voulus, puis aplani avec un aplanissoir d’aluminium ou de magnésium afin d’éliminer des irrégularités de surface.

Le façonnage des bords s’impose le long des coffrages latéraux, des joints d’isolement et de construction. Le béton doit être séparé des coffrages avec une truelle de maçon pointue avant de passer le fer à bord. Le façonnage des bords doit se faire après que l’eau de ressuage se soit évaporée. Dès que l’eau de ressuage s’est évaporée et que les bords ont été façonnés, le béton doit être taloché avec une taloche de bois, d’aluminium ou de magnésium afin de produire une texture de surface égale et uniforme.

Par la suite, on peut obtenir une surface antidérapante en passant un balai avant que le béton ne soit trop durci. Les joints esthétiques sont réalisés après cette dernière étape de finition.

Mûrissement du béton

Après les opérations de finition et au moment où l’eau de ressuage disparaît à la surface du trottoir, le béton doit être aussitôt protégé contre toute évaporation d’eau excessive. Des conditions satisfaisantes d’humidité doivent être maintenues pendant au moins 7 jours afin d’assurer une bonne hydratation du ciment. Quelle que soit la méthode de mûrissement utilisée, on doit laisser au béton une période de séchage à l’air d’au moins 1 mois après le mûrissement avant l’application de sels de déglaçage; ceci permettra au béton de mieux résister à l’écaillage occasionné par les cycles de gel et de dégel.

Sciage des joints de retrait

(dans le cas où les joints n’ont pas été prémoulés)
Lorsque le béton a une résistance suffisante (6 à 18 heures après la mise en place et avant que les fissures de retrait causées par le séchage n’apparaissent), il faut scier les joints de retrait sur une profondeur équivalente à 25 % de l’épaisseur de la section de béton. L’espacement maximum entre les joints doit être de 4,5 m.

Spécifications: trottoirs en béton de ciment

Les trottoirs en milieu urbain représentent pour une municipalité, un investissement important. Chaque année, plusieurs mètres sont à construire. En plus de ces ouvrages, un certain nombre de mètres sont à refaire pour cause de bris, de vieillissement prématuré ou parfois d’écaillage excessif. Il est bon de s’assurer lors de l’exécution de ces travaux, que tout soit mis en œuvre afin de réaliser des
« OUVRAGES PERFORMANTS ».

Le présent document traitant de la construction des trottoirs en béton de ciment Portland se réfère aux normes suivantes :

Spécifier des trottoirs performants

Les trottoirs représentent des ouvrages de béton assez simples à réaliser. Ils sont non armés. Les efforts de flexion qu’ils ont à subir sont généralement faibles.

Cependant, ils sont soumis à des conditions climatiques sévères telles que de nombreux cycles de gel et de dégel en présence de produits de déglaçage, de fréquents cycles de mouillage et de séchage, etc.

De plus, d’autres phénomènes tels que des mouvements de sol dus aux gelées, des pertes de capacité portante de la fondation causées par un tassement excessif ou transport de matériau par érosion, peuvent faire vieillir prématurément les ouvrages.

Pour toutes ces raisons, il faut s’assurer lors de la réalisation des travaux de bétonnage que les documents techniques de référence préparés à cet effet (plans et devis) exigent des ouvrages performants.

Béton performant à haute durabilité

Un béton performant signifie qu’il doit conserver son intégrité structurale pendant plusieurs années. Nos hivers rigoureux nous imposent de fabriquer des structures de béton ayant une haute durabilité lors des cycles de gel et de dégel.

Les trottoirs vieillissent prématurément par écaillage soit parce que les granulats utilisés sont de qualité douteuse ou que la qualité du béton mis en place n’est pas conforme aux exigences minimales requises prescrites par les normes.

Les principaux paramètres affectant la résistance à l’écaillage d’un béton sont énumérés dans le tableau ci-dessous.

Facteurs influençant la résistance à l’écaillage d’un béton lors des cycles de gel et dégel en précense de produits de déglaçage

Pour s’assurer d’avoir un ouvrage performant à long terme, une municipalité doit exiger du fournisseur de béton un document attestant que le matériau livré au chantier rencontre, au moment de son déchargement, toutes les caractéristiques minimales requises.

De plus, elle doit exiger de l’entrepreneur responsable des travaux de bétonnage que le produit mis en place soit apte à bien performer.

En contrepartie, la municipalité devrait fournir aux entrepreneurs une analyse adéquate des sols. Cela peut éviter des coûts supplémentaires à cause d’imprévus et permet aux entrepreneurs d’être en mesure de garantir les travaux et d’accomplir ceux-ci dans les délais prévus à l’échéancier.

Si la municipalité exige une date de livraison des travaux assortie d’une clause de pénalité causée par des retards possibles, elle devrait offrir un système de bonus encourageant la livraison avant terme.

La municipalité, malgré qu’elle doive généralement octroyer les travaux au plus bas soumissionnaire, devrait d’emblée privilégier, dans la mesure du possible, l’entrepreneur qui offre la meilleure garantie de performance à long terme.

Il existe des essais spécialement conçus pour évaluer la qualité en place des ouvrages de béton (résistance au gel et dégel, résistance à l’écaillage et à la compression, etc.).

Le tableau suivant résume en quelques lignes les principales exigences relatives à un béton performant qu’une municipalité pourrait formuler.

Comme on peut le voir dans ce tableau, certaines exigences s’adressent au fabricant et d’autres, à l’entrepreneur responsable du bétonnage. Une municipalité pourrait exiger une certaine classe d’écaillage et de durabilité en fonction du degré d’exposition des ouvrages et des performances désirés.