Conception géométrique du tunnel à gabarit réduit.
Débits de dimensionnement.
     Pendant une heure pleine la capacité limite d'un ouvrage à caractéristiques géométriques réduites, peut être estimée entre 1900 et 2100 uvp/h/voie, avec moyenne proche de 2000 uvp/h/voie.
     Pour un gabarit de 3,50 m, coefficient d'équivalence d'un poids lourd admis est 2 uvp pour des rampes inférieures à 4% et à 4 uvp pour celles dont la déclivité este supérieure à 4%.
     En valeur  horaire, le débit de dimensionnement à prendre en compte se situe entre 1400 et 1600 uvp/h/voie, la valeur de 1800 uvp/h/voie constituant le seuil de saturation.
Trace en plan et profil.
     La circulation en tunnel se différencie essentiellement de la circulation en surface par une visibilité latérale en courbe limitée, et par de fortes contraintes de largeur de plat-forme relatives aux coûts et aux méthodes de creusement.
     La chaussée en tunnel est hors intempérie, ce qui a permis, d' envisager des coefficients d'adhérence plus élevés qu'à l'air libre.
1. Visibilité et distance d'arrêt.
     En section courante distance varie en fonction de la vitesse et se décompose en:
          - une distance parcourue pendant le temps de perceptions-réaction, tp-r =2 s;
          - une distance de freinage - Df (coefficient de frottement CFL - tenant compte de l'état particulier d'adhérence de la chaussée).
     Pour les pentes et les rampes de déclivité i (%), une correction est à apporter sur la distance de freinage:
                Df=Vr2/2g(CFL+i).
     Distances d'arrêt dans un tunnel dont la chaussée est lavée régulièrement, hors zone de tête en fonction de la déclivité sont:
                Vr=60 km/h: i=8 %, Da=55 m et  i= -8 %, Da=61 m
                Vr=80 km/h: i=8 %, Da=85 m et  i= -8 %, Da=99 m
     Distances d'arrêt dans  autres cas en fonction de la déclivité sont:
               Vr=60 km/h: i=8 %, Da=60 m et  i= -8 %, Da=71 m
               Vr=80 km/h: i=8 %, Da=95 m et  i= -8 %, Da=119 m
2. Visibilité en courbe: dégagements latéraux.
             La visibilité à la distance d'arrêt, d, doit être assurée en courbe par dégagement latéral d'obstacles visuel de façon à ce que l' oeil du conducteur puisse percevoir un véhicule à l'arrêt.
             Dans le cas de voies de largeur 3,50 m, l'œil du conducteur est supposé situé à 2,00 m du bord droit de la voie et 1,50 m du bord gauche.
             Dans le cas de voies de largeur inférieure à 3,50 m, l' oeil sera placé à une distance < 2,00 m du bord droit et  < 1,5 m du bord gauche.
             La largeur minimale "e" à dégager le long d'une courbe de rayon R sur laquelle les deux points  "oeil" et "objectif" sont distants de d este donnée par la formule:
                    e=d 2/8R
             Il convient alors d'assurer: (a+x)>e, avec: a -largeur de l'accotement
                                                          x-distance oeil-bord droit de la voie
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3. Visibilité en angle saillant.
     En tout point, il conviendra d'assurer une distance de visibilité sur obstacle au moins égale à distance d'arrêt.
- en section courante les rayons doivent permettre d'assurer la visibilité sur un obstacle éventuel de hauteur h2 = 0,15 m.
          Rmin =0,260 d2.
- exceptionnellement on pourra admettre que la visibilité ne se fasse que sur les feux arrières d'un véhicule de hauteur  h2 = 0,35 m.
          Rmin =0,260 d2.
- la visibilité au sol et sur le marquage au sol n'étant assurée que pour h2
          Rmin =0,5 d2.
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4. Visibilité en angle rentrant.
     Pour les tunnels, il s'agit essentiellement de vérifier la visibilité sous ouvrage à la distance d'arrêt.
     L'ouverture, f, est prise égale à la hauteur libre minimale, Hm, qui vaut respectivement 2,15 m; 2,85 m; 3,70 m pour les gabarits 2,00 m; 2,70 m et 3,50 m
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Trace en plan et dévers.
1. Rayons de tracé en plan.
Les rayons minimaux ou non déversés à  considérer sont conformes à:
Vr=80 km/h    Rmin = 240 m                               
                           Rnormal non déversé = 400 m 
Vr=60 km/h    Rmin = 120 m                               
                           Rnormal non déversé = 200 m
La  visibilité latérale devient très difficile à  assurer et les risques de perte de contrôle plus importants.
2. Dévers associés.
    Pour un rayon compris entreRminet R normal non déversé  le dévers doit être positif: 1%<d<2,5%.
     Pour un rayon supérieur au rayon non déversé, un contre-dévers peut  être adopté à l'intérieur de la fourchette: -2,5%<d<-1%.
     Pour les tunnels de gabarit autorisé égal à 3,50 m, il est préférable de maintenir sur la totalité du tracé un minimum de 2% de dévers afin d'assurer un bon écoulement des liquides susceptibles de se déverser sur la chaussée.
     Dans le cas des gabarits de 2,00 m et 2,70 m, la valeur de 1% est suffisante pour cela.
3. Conditions de' enchaînement des courbes et des alignements droits.
     D'éviter les continuelles grandes courbes et leur préférer les tracés constitués d’alignements droits et de courbes moyennes.
     D'éviter les virages isolés.
     D'exclure les successions de courbes de même sens.
     D'introduire, entre deux arcs de cercles, de  même sens, une longueur d'alignement droit au moins égale à la distance parcourue pendant 3 sec. à la vitesse de référence en section courante et à la vitesse pratiquée dans les rameaux.
     De raccorder deux arcs de cercle de sens opposés par des arcs de clotoïde.
4. Raccordements progressifs.
    Les Raccordements progressifs se feront à l'aide de clothoïde.
     La longueur minimale de la clothoïde est égale à 6R0,4  pour 1 ou 2 voies de circulation et 
                                                                                  9R0,4 pour le cas à plus de 2 voies.
Profil en long.
1. Pentes et rampes.
    Déclivité moyenne maximale = 6%
    Des déclivités instantanées plus fortes peuvent  être admises sur moins de 30 m longueur sans qu'elles puissent excéder 9%.
2. Rayons minimaux en angle saillant.
    Les rayons minimaux en angle saillant sont déterminés par les conditions de visibilité, que la vérification de la condition de confort visant à limiter l'accélération verticale à (g/40).
3. Rayons minimaux en angle rentrant.
    Les rayons minimaux en angle rentrant  sont déterminés par la condition de confort visant à limiter l'accélération verticale à (g/20) et la vérification des conditions de visibilité sous ouvrage.
Profil en travers.
Largeur du profil en travers.
    La détermination de la  largeur du profil en travers repose sur une double vérification:
- une largeur entre piédroits à 1,00 m de hauteur supérieure ou égale à  la largeur minimale
- une largeur de plate-forme suffisante, cette largeur se mesure également de piédroit à piédroit, mais au niveau de la chaussée. Elle comprend la largeur roulable et les trottoirs.
La largeur minimale entre piédroits à 1,00 m de hauteur.
    La largeur minimale entre piédroits à 1,00 m de hauteur est égale à la somme de: effet de paroi gauche, la largeur des véhicules admis, l'interdistance entre véhicules, l'effet de paroi droit.
     Les largeurs de voies sont de 3,50 m et les trottoirs latéraux créent un dégagement latéral, à 1,00 m de hauteur, d'au moins 0,75 m de part et d'autre.
     Les interdistances entre véhicules sont supérieures à 1,00 m pour les poids lourds et à 1,70 m pour les véhicules légers.
     La distance à la paroi est supérieure à 1,25 m pour les poids lourds et à 1,60 m pour les véhicules légers.
La largeur minimale de la plate-forme.
    La largeur  minimale de la plate-forme dépend de la largeur des voies, du nombre de voies, ainsi que des dispositions particulières prises pour l'exploitation en cas de panne, et la sécurité des usagers en détresse circulant à pied dans l'ouvrage.
     Largeur minimale des voies est:
  • 2,80 m pour un gabarit de 2,00 m;
  • 3,00 m pour un gabarit de 2,70 m;
  • 3,50 m pour un gabarit de 3,50 m.
     Pour les tunnels urbains se permettre une bande d'arrêt d'urgence de 2,00 m (est obligatoire pour TU3).
     Pour une gestion très efficace du trafic et si les dispositifs de signalisation permettent d'avertir de l'incident, la conservation de nombre de files peut être réalisée en augmentant la largeur roulable à l'aide de bandes dérasées  de droite et de gauche, cette est  une largeur minimale de 15 cm (pour niveaux d'exploitation TU1 et TU2).
     Les trottoirs ont un rôle important à jouer dans le cadre de l'entretien et de l'exploitation de l'ouvrage sous circulation, il sont d'au moins 0,60 m, ou 0,75 m si les piédroits sont verticaux par exemple (dans le cas du niveau TU3 d'exploitation).
Hauteur du profil en travers.
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Généralités.
    Le gabarit autorisé est la hauteur hors-tout maximale des véhicules admis; cette hauteur se mesure "véhicule à l'arrêt" et elle correspond aux indications portées sur les panneaux disposés à l'entrée.
     Le passage du gabarit autorisé à la hauteur libre minimale se fera en prenant en compte: la revanche de signalisation et les revanches de protection latérale et en hauteur.
     La largeur roulable constitue le parti accessible aux véhicules constituée par l'ensemble de la chaussée et des deux bandes dérasées qui la bordent.
     La revanche de signalisation est fixée de 15 cm dans le cas des gabarits de 2,00 m et 2,70 m et un revanche de 20 cm pour le gabarit de 3,50 m.
     La revanche de protection est de 10 cm et s'applique au droit des équipements.
     La revanche de construction et d'entretien est de 5 cm et de tenir compte des erreurs de nivellement ou des tassements durant la construction, ainsi que des réfections ultérieures de la chaussée en phase d'exploitation.
     Cette revanche ne peut pas être prise en compte dans la relation "gabarit autorisé-hauteur libre minimale".
     La hauteur libre minimale sera égale au gabarit autorisé, augmentée des deux revanches.