ISO 13473-1:1997
(Main)Characterization of pavement texture by use of surface profiles — Part 1: Determination of Mean Profile Depth
Characterization of pavement texture by use of surface profiles — Part 1: Determination of Mean Profile Depth
Caractérisation de la texture d'un revêtement de chaussée à partir de relevés de profils de la surface — Partie 1: Détermination de la profondeur moyenne du profil
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IS0
INTERNATIONAL
13473-l
STANDARD
First edition
1997-09-01
Characterization of pavement texture by
use of surface profiles -
Part 1:
Determination of Mean Profile Depth
Caract&isation de la texture d ’un revetement de chauss6e & partir de
relevbs de profil-
Partie I: Dhtermination de la profondeur moyenne de la texture
Reference number
IS0 13473=1:1997(E)
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IS0 13473-l : 1997(E)
Foreword
IS0 (the International Organization for Standardization) is a worldwide
federation of national standards bodies (IS0 member bodies). The work of
preparing International Standards is normally carried out through IS0
technical committees. Each member body interested in a subject for which
a technical committee has been established has the right to be represented
on that committee. International organizations, governmental and non-
governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. IS0
collaborates closely with the International Electrotechnical Commission
(IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
Draft International Standards adopted by the technical committees are
circulated to the member bodies for voting. Publication as an International
Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting
a vote.
International Standard IS0 13473-1 was prepared by Technical Committee
lSO/TC 43, Acoustics, Subcommittee SC 1, Noise.
IS0 13473 consists of the following parts, under the general title
Characterization of pavement texture by use of surface profiles:
- Parl I: Determination of Mean Profile Depth
Part 2: Terminology related to pavement texture profile analysis
Parf 3: Specifications and classification of profilometers
Annexes A to F of this part of IS0 13473 are for information only.
0 IS0 1997
All rights reserved. Unless otherwise specified, no part of this publication may be reproduced
or utilized in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying and
microfilm, without permission in writing from the publisher.
International Organization for Standardization
Case postale 56 l CH-1211 Gen&ve 20 l Switzerland
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Printed in Switzerland
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IS0 13473-l : 1997(E)
uction
Road surface texture determines factors such as noise emission from the tyre/pavement interface, friction
between the tyre and road, rolling resistance and tyre wear. Valid methods for measuring surface texture
are therefore highly desirable.
The so-called ‘sand patch’ method, or the more general ‘volumetric patch’ method (see clause 3,
Definitions) has been used worldwide for many years to give a single and very simple measurement
describing surface texture. It relies on a given volume of sand or glass spheres which is spread out on a
surface. The material is distributed to form a circular patch, the diameter of which is measured. By dividing
the volume of material spread out by the area covered, a value is obtained which represents the average
depth of the sand or glass sphere layer, i.e. a ‘mean texture depth ’. The method has been standardized in
IS0 10844 in order to put limits as to surface texture for a reference surface used for vehicle noise testing.
The volumetric patch method is very crude; it is operator-dependent and can be used only on surfaces
which are partly or fully closed to traffic. Therefore, it is not practical for use in network sun/eys of roads,
for example. Along with developments in contactless surface profiling techniques, it has become possible
to replace the volumetric patch measurements with those derived from profile recordings However,
several very different techniques have been used to calculate ‘predicted mean texture depths ’, many of
them quite successfully. The values they give are not always comparable, although individually they
generally offer good correlation coefficients with texture depth measured with the volumetric patch
method.
It is therefore important to have a standardized method for measuring the texture depth by a more
modern, safe and economical technique than the traditional volumetric patch method, resulting in values
which are directly compatible both with the patch-measured values and between different equipment.
. . .
III
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INTERNATIONAL STANDARD o Iso IS0 13473-I : 1997(E)
Characterization of pavement texture by use of surface
profiles -
Part 1:
Determination of Mean Profile Depth
1 Scope
This part of IS0 13473 describes a test method to determine the average depth of pavement surface
macrotexture (see clause 3, Definitions) by measuring the profile curve of a surface and calculating the
texture depth from this profile. The technique is designed to provide an average depth value of only the
pavement macrotexture and is considered insensitive to pavement microtexture and unevenness
characteristics.
The objective of this part of IS0 13473 is to make available an internationally accepted procedure for
determination of pavement surface texture depth which is an alternative to the traditionally used volumetric
patch technique (generally using sand or glass spheres), giving comparable texture values.
This IS0 13473 series has been prepared as a result of a need identified when specifying a test surface
for vehicle noise measurement (IS0 10844). Macrotexture depth measurements according to this
International Standard are not generally adequate for specifying test conditions of vehicle or traffic noise
measurements, but have limited applications as a supplement in conjunction with other ways of specifying
a surfacing.
This test method is suitable for determining the Mean Profile Depth of a pavement surface. This Mean
Profile Depth can be transformed to a quantity which estimates the macrotexture depth according to the
volumetric patch method. It is applicable to field tests as well as laboratory tests on pavement samples.
When used in conjunction with other physical tests, the macrotexture depth values derived from this test
method are applicable to estimation of pavement skid resistance characteristics (see e.g. reference [I]),
estimation of noise chacteristics (see e.g. IS0 10844), and assessment of the suitability of paving
materials or pavement finishing techniques.
The method, together with other measurements (where applicable) such as porosity or microtexture can
be used to assess the quality of pavements.
Pavement aggregate particle shape, size, and distribution are surface texture features not addressed in
this procedure. The method is not meant to provide a complete assessment of pavement surface texture
characteristics. In particular, care should be exercised in interpreting the result if the method is applied to
porous surfaces or to grooved surfaces (see annex B).
NOTE 1 - Other International Standards dealing with surface profiling methods include for example IS0 468,
IS0 1878, IS0 1879, IS0 1880, IS0 3274, IS0 4287 and IS0 4288 (see annex F). Although it is not clearly stated in
these, they are mainly used for measuring surface finish (microtexture) of metal surfaces and do not apply to
pavements. This part of IS0 13473 is adapted for pavement texture measurement and is not intended for other
applications.
2 Normative reference
The following standard contains provisions which, through reference in this text, constitute provisions of
this part of IS0 13473. At the time of publication, the edition indicated was valid. All standards are subject
to revision, and parties to agreements based on this part of IS0 13473 are encouraged to investigate the
possibility of applying the most recent edition of the standard indicated below. Members of IEC and IS0
maintain registers of currently valid International Standards.
Specification of test tracks for the purpose of measuring noise emitted by
IS0 10844:1994, Acoustics -
road vehicles
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IS0 13473-l : 1997(E)
Definitions
For the purposes of this part of IS0 13473, the following definitions apply.
31 pavement texture: The deviation of a pavement surface from a true planar surface, within the
iavelength ranges defined in 3.4.
32 profile: A two-dimensional representation of a surface. The profile of a surface is generated if a
sensor, like a tip of a needle or a laser spot, continuously touches or shines on the pavement surface
while it is moved along the surface. See figure A.1 in annex A.
The profile of a surface is described by two coordinates: one along the surface plane, called disfance, and
the other in a direction normal to the surface plane, called amplitude. See figure A.1. The distance may be
in a longitudinal or lateral (transverse) direction in relation to the travel direction on a pavement, or any
direction between these. In a Fourier analysis, the profile curve can be mathematically described by a
series of Fourier coefficients combined with sinusoidal curves with certain frequencies and wavelengths.
33 texture wavelength: The (minimum) distance between periodically repeated parts of the curve.
For normal surface profiles, a profile analysed by its Fourier components contains a continuous
distribution of wavelengths.
In this part of IS0 13473, the term texWe wavelength (unit: m or mm) is used to describe the wavelengths
of a profile taken from a pavement (see figure A.1 in annex A).
NOTE 2 - The term wavelength has historically been used mostly in acoustics (with regard to sound waves) or in
electrotechnics (with regard to electrical signals or electro-magnetic waves). Since people may not be accustomed to
using the term wavelength in pavement applications, and also since electrical signals often are used in the analyses
of road surface profiles, the term ‘texture wavelength’ is introduced here. The inverse of texture wavelength is called
‘spatial frequency’ (unit: m” or cycles/m), which is when multiplied by the factor 27c, called ‘texture angular
wavenumber’ (unit: rad/m).
.
34 Ranges of texture
3.4.1 macrotexture: The deviation of a pavement surface from a true planar surface with the
characteristic dimensions along the surface of 05 mm to 50 mm (corresponding to texture wavelengths
with third-octave bands including the range 05 mm to 50 mm of centre wavelengths).
See figure A.2 in annex A for an illustration of the different texture ranges.
NOTE 3 - Peak-to-peak amplitudes may normally vary in the range 0,l mm to 20 mm. This type of texture is the
texture which has wavelengths in the same order of size as tyre tread elements in the tyre/road interface. Surfaces
are normally designed with a certain macrotexture in order to obtain a suitable water drainage in the tyre/road
interface. The macrotexture is obtained by suitable proportioning of the aggregate and mortar of the surface or by
certain surface finishing techniques.
3.4.2 microtexture: The deviation of a pavement surface from a true planar surface with the
characteristic dimensions along the surface of less than 0,5 mm (corresponding to texture wavelengths
with third-octave bands with up to 0,4 mm of centre wavelengths).
NOTE 4 - Peak-to-peak amplitudes normally vary in the range 0,001 mm to 05 mm. This type of texture is the
texture which makes the surface feel more or less harsh but which is usually too small to be observed by the eye. It
is obtained by the surface properties (sharpness and harshness) of the individual chippings or other particles of the
surfacing which come in direct contact with the tyres.
The deviation of a pavement surface from a true planar surface with the
3.4.3 megatexture:
characteristic dimensions along the surface of 50 mm to 500 mm (corresponding to texture wavelengths
with third-octave bands including the range 63 mm to 500 mm of centre wavelengths).
NOTE 5 - Peak-to-peak amplitudes normally vary in the range 0,l mm to 50 mm. This type of texture is the texture
which has wavelengths in the same order of size as a tyre/road interface and is often created by potholes or
‘waviness ’. It is usually an unwanted characteristic resulting from defects in the surface. Pavement characteristics at
longer wavelengths than 0,5 m are considered to be above that of texture and are referred to as unevenness.
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3.4.4 unevenness: The deviation of a pavement surface from a true planar surface with the
characteristic dimensions along the surface of 0,5 m to 50 m (corresponding to wavelengths with one-
third-octave bands including the range 0,63 m to 50 m of centre wavelengths).
NOTE 6 - Unevenness is a type of surface roughness which, through vibrations, affects ride comfort in and road
holding of vehicles.
35 . Texture depth measurements
3.5.1 Texture Depth, TD: In the three-dimensional case, the distance between the surface and a plane
through the top of the three highest particles within a surface area in the same order of a size as that of a
tyre/pavement interface. See figure A.3 in annex A.
3.5.2 Mean Texture Depth, MTD: The texture depth obtained in the case of the volumetric patch
method.
NOTE 7 - In the application of the ‘volumetric patch method’ (see below) the ‘plane’ is in practice determined by the
contact between a rubber pad and the surface when the pad is rubbed over the area. Therefore, the texture depth
obtained in this case is not based on exactly a ‘plane ’, but rather an approximation which is a somewhat curved and
hard-to-define surface.
3.5.3 Profile Depth, PD: In the two-dimensional case, i.e. when studying a profile, the difference,
within a certain longitudinal/lateral distance in the same order of length as that of a tyre/pavement
interface, between the profile and a horizontal line through the top of the highest particle within this profile.
See figure A.4 in annex A.
3.5.4 Mean Profile Depth, MPD:
The average value of the profile depth over a certain distance
(baseline). See figure A.4 in annex A.
3.5.5 Estimated Texture Depth, ETD: Term used when the Mean Profile Depth (MPD) is used to
estimate the Mean Texture Depth (MTD) by means of a transformation equation.
36 texture spectrum: Spectrum obtained when a profile curve has been analysed by either
mathematical Fourier techniques or corresponding filtering processes in order to determine the amplitude
of its spectral components (wavelengths or spatial frequencies).
volumetric patch method: Method relying on the spreading of a material, usually sand or glass
37
spheres, in a patch. The material is distributed with a rubber pad to form an approximately circular patch
the average diameter of which is measured. By dividing the volume of material by the area covered, a
value is obtained which represents the average depth of the layer, i.e. a ‘mean texture depth ’.
The volumetric patch method is described in annex A of IS0 10844:1994. This method is based on the
use of glass spheres.
NOTE 8 - The volumetric patch method is used not only with sand or glass spheres as the patch material, but in
some cases with putty or grease. However, such materials have certain disadvantages, and for international
standardization only glass spheres have been recommended. The ETD measure is based on glass spheres as the
patch material.
38 profilometer method: Method in which the profile of a pavement surface is obtained for
subsequent analysis. The data are used for calculation of certain mathematically defined measures. In
some cases, the profile is recorded for subsequent analysis, in other cases it may be used only in real-
time calculations.
4 Test surfaces
41 . Condition of the surface
Measurements shall not be made during rain or snow fall. Unless it has been proven that the equipment
works properly also on wet or damp surfaces, the surface shall be dry during the measurements. It shall
also be clean and free of any foreign objects.
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NOTE 9 - Optical-based measuring systems may not perform properly on newly laid asphalt surfaces which are
glossy and dark. If the test is performed during the paving process, distortions due to temperature gradients in the air
above the tested surface may produce faulty data.
NOTE 10 - For roads which have been in service, the texture will vary across the pavement. In this case the
transverse location of the measurement will normally be determined by the intended use of the data.
Amount of data to be collected per field test section
4.2
Ideally, it is recommended that measurements and calculations be made along the entire test section; i.e.
if a profile is recorded longitudinally along the test section, 100 % of the measured line should be utilized,
if possible.
Although a continuous measurement is the ideal, as a minimum requirement, the measured length shall
be as follows:
10 evenly distributed profiles per 100 m test section, each profile being at least 100 mm long.
However, for a uniform test section, it will be sufficient to have a total of 16 evenly distributed profiles,
regardless of test section length.
When characterizing a long test section with relatively short sample lengths, it is important to ensure that
the texture is sufficiently homogeneous to provide a representative measure. It is necessary for the user to
use sound judgemmt to determine the minimum number of samples necessary to characterize a non-
homogeneous pavement.
For surfaces with periodic textures, e.g. grooved or tyned surfaces, the total profile length shall include at
least 10 periods of the texture, in addition to the requirements above.
If the profile curve is used also for spectrum analysis, the minimum tested lengths stated above are
NOTE 11 -
inadequate.
43 . Amount of data to be collected on laboratory samples
Laboratory samples are generally either circular cores or rectangular slabs. They may be directly taken
from a road or airfield, produced in a laboratory or replicates based on mouldings from an actual road or
airfield site.
When measuring laboratory samples, care should be taken that edge effects of the samples do not affect
the measurement.
In order for the measurements to give values reasonably representative of an actual field site, the
following requirements shall be met.
The measurements shall include at least 10 profiles (in total), evenly distributed on laboratory
samples (see below); each profile measured over at least 100 mm length and not being part of
another profile.
Cores, slabs or mouldings shall be taken from at least four different places, evenly distributed
longitudinally along the site. See also Note 11.
It is recommended that cores have a diameter of 150 mm or more, although 100 mm (approximate
diameter) cores are acceptable. On each core, a measurement allowing calculations over the required
baseline length shall be conducted. On cores which have a diameter of 150 mm or more, it is
recommended to make up to four different measurements in different directions over the core. If the core
diameter does not allow measurements to follow a straight line of the required length across the core, it is
recommended to rotate the core underneath the sensor (or vice versa) and make the measurement along
a circle around the core centre. Such circles should have at least 32 mm diameter (to obtain 100 mm per
revolution).
Rectangular samples often have dimensions which exceed typical core dimensions. On such samples one
should distribute individual profile measurements evenly.
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NOTE 12 - Measurements on laboratory samples may have many different purposes. This means that it is difficult to
specify general minimum requirements. The specification here assumes that the purpose is to obtain values which
are reasonably representative of pavements.
5 Measuring instruments
51 . Instruments in general
A profilometer system shall be used which produces an electrical signal output which is proportional to the
distance between a sensor reference plane and the surface spot in question. The sensor could be, for
example, of a mechanical, acoustical or electro-optical type or a video camera. The final output shall be
linearly related to the texture profile and this may be obtained either in hardware or software, if necessary.
The profilometer system shall also provide means of moving the sensor along or across the surface at an
elevation (vertically) which is essentially constant over at least one profile length. This does not apply
when the profile is produced by another technique, for example light sectioning.
Vertical resolution shall be better than 0,05 mm and the measuring range should be at least 20 mm (on
smoother surfaces a smaller range can be used). For a sensor mounted on a moving vehicle, a higher
range is usually required to allow also for vehicle motion.
52 . Horizontal resolution
In the case of a contactless method, using a laser or other electro-optical principle or a sensor based on
sound transmission, the spot of the radiation shall be such that its average diameter on the road surface is
no greater than 1 mm (half-power points).
In the case where a light-sectioning device is used, the projected light band or line shall be sufficiently
sharp to give a light/dark transition within 1 mm.
In the case where a contact method is used, e.g. utilizing a needle, the tip of the contacting part shall be
such that the tip, in its widest direction, has a diameter of no more than 1 mm, up to 1 mm from the tip.
Contact forces on the surface shall not be so high as to cause penetration or destruction of the surface
texture. Such destruction is usually detectable as a clearly visible trace where contact was made.
The sampling interval shall not be more than 1 mm.
If the profile curve is used for spectrum analysis, sampling interval fluctuation shall not be greater than
+ 10 %. This would influence the requirement in 5.3 for maintaining constant measuring speed.
53 . Speed of measurement
The speed with which the profile is traced shall be such that the requirements on sampling and bandwidth
are met. This applies to stationary as well as mobile profilometers. However, it shall be observed that the
speed could influence the frequency scale for any spectral analysis. The relation is:
where f = frequency on the spectrum analyser scale (Hz)
v= profilometer speed (m/s)
h = texture wavelength (m).
In some devices the speed may influence background noise, since the latter may be higher at higher
frequencies. In addition, depending on how sampling takes place and whether there is lowpass filtering,
the speed may influence the lower wavelength limit. See the last paragraph of 5.2 regarding possible
effect of sampling variations.
54 . Alignment of sensor
If a mechanical sensor is used, the angle of the needle shall be no more than 30° to the surface normal.
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The angle between the optical or acoustical axis of the radiation toward the surface and the optical or
acoustical axis of the detector (reflected radiation) may be maximum 30°. See figure 1. Larger angles will
underestimate very deep textures. This paragraph applies also to light-sectioning devices.
For mechanical devices, a is not applicable and p shall be no more than 30°.
Road surface
- Requirements regarding alignment of non-contact sensors
Figure 1
55 . Bandwidth of sensor and recording system
The bandwidth of the entire data collection system shall meet the requirements in 7.3 and 7.4, i.e. the
response shall be basically flat within 5 mm to 50 mm texture wavelength, and spectral components with
wavelengths greater than 100 mm and lower than 2,5 mm shall be significantly reduced.
NOTE 13 - The bandwidth could be verified to be within the appropriate range by using surfaces machined to
simulate textures with known profiles. For mobile devices, such surfaces (discs or drums) could be rotated
underneath the sensing device, the latter of which is then stationary.
NOTE 14 - The low texture wavelength limit here does not correspond to the definition of macrotexture according to
3.4.1. This is by intention because (1) to some extent this imitates the effect of the enveloping by rubber surfaces,
such as a tyre, (2) wavelengths smaller than 5 mm do not play a major role in determination of MPD or ETD, (3)
many profilometers have poor performance in that range, and (4) with a 5 mm limit profilometers will give more
uniform values less dependent on for example erroneous transients.
Calibration
56 .
Calibration shall be made by means of a special calibration surface, having a known profile. The
maximum vertical deviation of the calibration from its theoretical profile shall be 0,05 mm.
The calibration procedure shall be designed so as to obtain a maximum standard uncertainty of the MPD
value of 5 % or 0,l mm, whichever is lower.
See annex D regarding various calibration surfaces and other suggestions.
NOTE 15 - One suitable profile is a surface machined to obtain a triangular profile with a peak-to-peak value of 5 mm
to 20 mm and a texture wavelength of 10 mm to 50 mm. This gives an indication of not only amplitude but also of
nonlinearity and the texture wavelength scale.
6
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Indication of invalid readings
57 .
invalid readings may occur, due to the special photometric properties of the surface or shadowing of the
light in deep troughs of the profile. In addition, llaser diodes will deteriorate with use which will eventually
result in excessive invalid readings. For this reason, it is recommended that there be a means of
monitoring the laser intensity at certain intervals.
If the signal from the profilometer can become significantly lower or higher than the true profile due to
readings being invalid, the equipment shall identify all such potentially invalid readings in a special “invalid”
signal output which can be used for correction of such readings.
The invalid signal shall meet the same minimum bandwidth and sampling requirements as the profile
signal (see 5.2 and 5.5).
58 . Sensitivity to vibrations
It shall be ensured that the sensor is stable in its vertical position at least during the measurement of a full
baseline length and for all operating speeds, or that it has some means of compensation for vertical
movements. It means that vibrations, for example those occurring at the natural suspension frequency of
the sensor and/or its carrier, shall have negligible influence.
6 Measuring and data processing principle
The measuring and data processing procedures shall be as follows.
61 Calibration and measurement of profile
ialibrate the measuring system (when appropriate) and measure the profile of the surface.
62 Handling of invalid readings
deadings of this profile which are invalid (drop-outs) shall be eliminated or corrected for.
63 Highpass filtering
Unless slope suppression according to point 6.6 is used, highpass filtering shall be made. It consists of
removing spatial frequency components which are below the passband specified in 5.5.
Lowpass filtering
64
&move frequency components which are above the passband specified in 5.5. This can be made either
by analog filtering, averaging of adjacent samples or can be automatically met by the performance of the
sensor.
65 Baseline limiting
Pick out a part of the profile which has a baseline meeting the requirements of 7.5.
66 Slope suppression
The slope shall be suppressed by calculation of the regression line and following subtraction of this line.
An alternative is to apply appropriate high-pass filtering (see point 6.3).
67 Peak determination
The peak levels of the profile over the two halves of the baseline length are detected.
68 MPD determination
The Mean Profile Depth (MPD) is calculated as the average of the two peaks according to 6.7 minus the
profile average, the latter of which is normally zero as a result of highpass filtering or slope suppression.
ETD calculation
69
The MPD value is transformed to an Estimated Texture Depth (ETD) by applying a transformation
equation.
6.10 Averaging of MPD and ETD values
Individual values measured on a site or a number of laboratory samples are averaged. This includes
calculation of the standard deviation.
The following clause describes these steps one by one. See also figure E.l in annex E.
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7 Measuring and data processing procedure in detail
7.1
Calibration and measurement of profile
Calibration of the equipment shall be made in accordance with the manufacturer ’s recommendations
using a known profile according to 5.6. However, calibration must not be less frequent than at the
beginning and end of each measuring day.
The profile of the test surface shall be measured using equipment in accordance with clause 5 and
meeting the requirements on sample length in clause 4.
.
72 Handling of invalid readings
Readings of the profile which are invalid, for example as a result of surface photometric properties or
shadowing of light in deep surface troughs, shall not influence the final result significantly. For this reason,
such readings, if their value is higher or lower than the range of the profile surrounding this location, shall
not be part
...
NORME Iso
INTERNATIONALE 134734
Premiere 6dition
1997-09-01
Caractérisation de la texture d’un
revêtement de chaussée à partir de relevés
de profil -
Partie 1:
Détermination de la profondeur moyenne de la
texture
Characteti’ation of pavement texture by use of surface profiles -
Part 1: Determination of Mean Profile Depth
Numéro de référence
ISO 13473-I : 1997(F)
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ISO 13473-1: 1997(F)
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération
mondiale d’organismes nationaux de normalisation (comités membres de
I’ISO). L’élaboration des Normes internationales est en général confiée aux
comites techniques de I’ISO. Chaque comité membre intéressé par une
étude a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les
organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales,
en liaison avec I’ISO participent également aux travaux. L’ISO collabore
étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (CEI) en
ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techniques
sont soumis aux comités membres pour vote. Leur publication comme
Normes internationales requiert l’approbation de 75 % au moins des
comités membres votants.
La Norme internationale ISO 13473-l a été élaborée par le comité
technique ISO/TC 43, Acoustique, sous-comité SC 1, Bruit.
LIS0 13473 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre
général Caractérisation de la texture d’un revêtement de chaussée à partir
de relevés du profil:
- Partie 1: Détermination de la profondeur moyenne de la texture
- Partie 2: Terminologie relative à l’analyse du profil de texture du
revêtement.
- Partie 3: Spécifications et classification des profilomètres
Les annexes A a F de la présente partie de I’ISO 13473 sont données
uniquement a titre d’information.
0 ISO 1997
Droits de reproduction rbetvbs. Sauf prescription diffdrente, aucune partie de cette publi-
cation ne peut être reproduite ni utilisbe sous quelque forme que ce soit et par aucun pro-
C&M, Mctronique ou mbcanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans l’accord
bit de Mditeur.
Organisation internationale de normalisation
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Impfirnd en Suisse
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ISO 13473-l : 1997(F)
@ ISO
Introduction
La texture de surface des chaussées est déterminante pour des facteurs tels que l’émission de
bruit provoquée par le contact pneumatiqueskhaussée, le frottement entre les pneumatiques et la
chaussée, la résistance au roulement et l’usure des pneumatiques. Des méthodes fiables de
mesurage de cette texture de surface sont donc indispensables.
La méthode dite (4 de la tache de sable >>, ou plus généralement la méthode << volumétrique à la
tache »(voir article 3) a été utilisée dans le monde entier pendant des années pour obtenir une
mesure simple et unique de la texture de surface. Elle se fonde sur un volume donné de sable ou
de microbilles de verre, répandu sur une surface. Le matériau est distribué de façon à former une
tache circulaire dont le diamètre est mesuré. En divisant le volume du matériau ainsi réparti par la
superficie couverte, on obtient une valeur qui représente la profondeur moyenne de la couche de
sable -ou de microbilles de verre, c’est-à-dire, la profondeur moyenne de texture. Cette méthode a
été normalisée dans I’ISO 10844 afin de délimiter la texture des surfaces de référence utilisées
lors des essais sur le bruit émis par les véhicules routiers.
La méthode volumétrique à la tache n’est pas très précise. Elle dépend de l’opérateur et ne peut
être utilisée que pour des surfaces qui sont partiellement ou entièrement fermées à la circulation.
Elle n’est donc pas très pratique à mettre en oeuvre quand il s’agit d’ausculter le réseau routier.
Parallèlement à la mise au point de techniques de profil utilisant des capteurs sans contact, il est
devenu possible de remplacer les mesures effectuées par cette méthode volumétrique par celles
obtenues à partir des relevés de profil. Plusieurs de ces techniques très différentes les unes des
autres ont été utilisées pour calculer les << estimateurs de profondeurs moyennes de texture »;
beaucoup ont été concluantes, mais on n’a pas pu établir de comparaisons entre les valeurs
obtenues, bien qu’individuellement, ces techniques donnent généralement de bons coefficients de
corrélation avec les mesures effectuées par la méthode volumétrique.
II est donc important d’avoir une méthode normalisée qui permette de mesurer la profondeur de
texture par une technique plus moderne, plus sûre et plus économique que la méthode
volumétrique traditionnelle et qui donnerait des valeurs directement compatibles tant avec les
valeurs volumétriques obtenues qu’entre les différents équipements.
. . .
III
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ISO 13473-l : 1997(F)
NORME INTERNATIONALE @ ISO
Caractérisation de la texture d’un revêtement de chaussée à
partir de relevés de profil -
Partie 1:
Détermination de la profondeur moyenne de la texture
1 Domaine d’application
La présente partie de NS0 13473 décrit une méthode pour la détermination de la profondeur
moyenne de la macrotexture de la surface d’un revêtement (voir article 3) en mesurant la courbe
de profil de cette surface et en calculant la profondeur de texture à partir de ce profil. Cette
technique est conçue pour fournir une valeur de la profondeur moyenne de la macrotexture du
revêtement uniquement et est supposée insensible à la microtexture et à l’uni du revêtement.
L’objectif de la présente partie de I’ISO 13473 est de proposer une procédure reconnue à
l’échelon international permettant de déterminer la profondeur de texture de la surface d’un
revêtement qui soit une alternative à la méthode volumétrique traditionnelle à la tache (qui utilise
généralement du sable ou des microbilles de verre) et qui donne des valeurs de texture
comparables.
La série des normes ISO 13473 a été préparée pour répondre à un besoin identifié au moment de
l’élaboration de la norme décrivant les spécifications des surfaces d’essai pour le mesurage du
bruit émis par les véhicules routiers (ISO 10844). Les mesurages de la profondeur de la
macrotexture, conformément à cette norme internationale ne conviennent généralement pas pour
spécifier des conditions d’essai relatives aux mesurages du bruit occasionné par les véhicules ou
le trafic routiers, mais ont restreint ses applications sous forme d’un supplément, en liaison avec
d’autres moyens à mettre en oeuvre pour spécifier une surface.
II convient d’utiliser la présente méthode d’essai pour déterminer la profondeur moyenne du profil
de la surface d’un revêtement. Cette profondeur moyenne du profil peut être transformée en
valeur permettant d’évaluer la profondeur de la macrotexture selon la méthode volumétrique à la
tache. Elle est applicable soit pour des essais sur le terrain, soit pour des essais en laboratoire sur
des échantillons de revêtement. Quand on combine les valeurs de la profondeur de la
macrotexture obtenues par la présente méthode à d’autres essais physiques, on peut les utiliser
pour évaluer les caractéristiques de résistance au dérapage du revêtement (voir [l] dans l’annexe
F), estimer les caractéristiques du bruit (voir, par exemple, ISO 10844) et la justesse de l’utilisation
des matériaux de pavage ou des techniques de finissage.
Cette méthode ainsi que d’autres mesurages comme les mesurages de la porosité ou de la
microtexture, quand il est possible de les effectuer, peuvent également servir à déterminer la
qualité des revêtements.
La forme, la taille et la distribution des particules de granulats du revêtement sont des
caractéristiques de l’état de surface qui ne sont pas traitées dans la présente norme. Cette
méthode n’a pas pour objectif de déterminer toutes les caractéristiques de la texture de surface
d’un revêtement. II convient notamment de rester prudent dans l’interprétation des résultats si on
applique cette méthode à des surfaces poreuses ou striées (voir annexe B).
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@ ISO
60 13473-l :,1997(F)
NOTE 1 D’autres Normes internationales traitant de méthodes de mesurage de profils de
surface s’appliquent, par exemple ISO 468, ISO 1878, ISO 1879, ISO 1880, ISO 3274, ISO
4287 et ISO 4288 (voir l’annexe F). Bien que cela ne soit pas clairement indiqué dans celles-
ci, elles sont principalement utilisées pour le mesurage de surface finie (microtexture), de
surfaces métalliques et ne s’appliquent pas aux chaussées. La présente partie de I’ISO
13473 est adaptée au mesurage des revêtements de chaussée et n’est pas destinée à
d’autres applications.
2
Référence normative
La norme suivante contient des dispositions qui’ par suite de la référence qui en est faite,
constituent des dispositions valables pour la présente partie de I’ISO 13473. Au moment de la
publication, l’édition indiquée était en vigueur. Toute norme est sujette à révision et les parties
prenantes des accords fondés sur la présente partie de I’ISO 13473 sont invitées à rechercher la
possibilité d’appliquer l’édition la plus récente de la norme indiquée ci-après. Les membres de la
CEI et de I’ISO possèdent le registre des Normes internationales en vigueur à un moment donné.
- Spécification des surfaces d’essai pour le mesurage du bruit émis
ISO 10844: 1994, Acoustique
par les véhicules routiers.
3 Définitions
Pour les besoins de la présente partie de I’ISO 13473, les définitions suivantes s’appliquent.
31 texture: Écart entre la surface du revêtement et une surface plane compris dans un
domaine de longueurs d’ondes défini en 3.4.
32 profil: Représentation bidimensionnelle d’une surface. Le profil d’une surface se crée si un
capteur, comme la pointe d’une aiguille ou un rayon laser, est en contact ou éclaire d’une manière
continue une surface pendant l’exploration de cette surface. (Voir figure A.1 .)
Le profil d’une surface est décrit à l’aide de deux coordonnées : une parallèlement à la surface
plane, appelée distance et l’autre perpendiculairement à cette même surface, appelée amplitude.
(Voir figure A.1 .) La distance peut être longitudinale ou latérale (transversale) par rapport au sens
de circulation d’une chaussée, ou prendre n’importe quelle direction entre ces deux axes. Dans
une analyse de Fourier, la courbe du profil peut être représentée mathématiquement par une suite
de coefficients de la série de Fourier combinés à des courbes sinusoïdales ayant des fréquences
et longueurs d’ondes définies.
longueur d’onde de la texture: Distance (minimale) entre des portions de courbe
33
répétées à intervalles périodiques. Pour des profils de surface courants, un profil analysé à partir
des données de Fourier montre une distribution continue dans le domaine des longueurs d’ondes
ou des fréquences spatiales.
Dans la présente partie de I’ISO 13473, le terme longueur d’onde de la texture (unité: m ou mm)
est utilisé pour décrire les longueurs d’onde d’un profil relevées sur une chaussée (voir figure A.1).
NOTE 2 Le terme longueur d’onde a depuis toujours été utilisé surtout dans le domaine de
l’acoustique (pour les ondes sonores) ainsi que dans le domaine technique (pour des
signaux électriques ou des ondes électromagnétiques). Dans la mesure où le terme
longueur d’onde n’est pas tres habituel en matière de revêtement, mais où l’usage de
signaux électriques dans l’analyse des profils de surfaces routières reste malgré tout très
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ISO 13473-l :1997(F)
@ ISO
<< longueur d’onde de la texture >> a été introduit ici. On appelle fréguence
fréquent, le terme
s@a/e l’inverse de la longueur d’onde de texture (unité: m-l ou cycle/m). Quand elle est
multipliée par le facteur 2n;, on parle de constante de longueur d’onde (unité: rad/m).
3.4 Différentes catégories de texture
3.4.1 macrotexture: Écart entre la surface du revêtement et une surface plane vraie dont les
dimensions caractéristiques le long de la surface sont comprises entre 05 mm à 50 mm (cet écart
correspond à des longueurs d’onde de la texture à bandes de tiers d’octave qui incluent des
longueurs d’onde centrales de 05 mm a 50 mm).
Voir figure A.2 pour avoir une illustration des différentes catégories de texture.
NOTE 3 Les amplitudes de pic à pic se situent normalement entre 0,l mm et 20 mm. Cette
catégorie de texture donne des longueurs d’onde du même ordre de grandeur que des
pavés de gomme de la bande de roulement des pneumatiques qui interviennent dans le
contact pneumatiqueskhaussées. Les surfaces sont généralement conçues avec une
macrotexture définie de façon à obtenir un bon drainage de l’eau à l’interface
pneumatiquekhaussée. On obtient la macrotexture en faisant un dosage approprié des
gravillons et du mortier du revêtement ou en utilisant des techniques de finition de surface.
3.4.2 microtexture: Écart entre la surface du revêtement et une surface plane vraie dont les
dimensions caractéristiques le long de la surface sont inférieures à 5 mm (cet écart correspond à
des longueurs d’onde de la texture à bandes de tiers d’octave qui incluent des longueurs d’onde
centrales de 0,4 mm).
NOTE 4 Les amplitudes de pic à pic se situent généralement entre 0,l mm et 20 mm.
Cette catégorie de texture rend la surface plus ou moins dure mais elle est généralement
trop petite pour être observée à l’oeil nu. Elle est obtenue grâce aux caractéristiques de
surface (arêtes vives et dures) de chaque gravillon ou particule du revêtement qui est en
contact direct avec les pneumatiques.
3.4.3 mégatexture: Écart entre la surface du revêtement et une surface plane vraie dont les
dimensions caractéristiques sont comprises entre 50 mm et 500 mm le long de la surface (cet
écart correspond a des longueurs d’onde de la texture à bandes de tiers d’octave qui incluent les
longueurs d’onde centrales de 63 mm à 500 mm).
NOTE 5 Les amplitudes de pic à pic se situent généralement entre 0,l mm et 50 mm.
Cette catégorie de texture donne des longueurs d’ondes du même ordre de grandeur que
l’aire de contact pneumatiqueskhaussées et est souvent le résultat des fondrières et des
44 ondulations >>. II s’agit généralement d’une caractéristique ou d’une conséquence d’une
altération involontaire des surfaces. Des caractéristiques de chaussée de longueurs d’onde
supérieures à 0,5 m sont considérées comme étant supérieures à celles de la texture et sont
désignées sous le terme mauvais uni de surface.
3.4.4 mauvais uni de surface: Écart entre le revêtement d’une surface et une surface plane
vraie dont les dimensions caractéristiques sont comprises entre 0,5 m et 50 m le long de la
surface (cet écart correspond à des longueurs d’ondes à bandes de tiers d’octaves qui incluent les
longueurs d’onde centrales de 0,63 m a 50 m).
NOTE 6 Le mauvais uni est une sorte de rugosité de surface qui, en provoquant des
vibrations, altère le confort des conducteurs et la tenue de route du véhicule.
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@ ISO
ISO 13473=1:1997(F)
3.5 Mesurage de la profondeur de texture
3.5.1 profondeur de texture, TD: En représentation tridimensionnelle, distance entre la surface
et un plan passant par le sommet des trois plus hautes aspérités d’une surface qui soit du même
ordre de grandeur que celle sur laquelle se produit le contact route/pneumatiques (voir figure A.3).
3.5.2 profondeur moyenne de texture, MTD: Profondeur de texture obtenue grâce à la
methode volumétrique.
NOTE 7 Lorsqu’on applique la 4~ méthode volumétrique à la tache >> (voir 3.7), le << plan )>
est, dans la pratique, déterminé par le point de contact entre un patin en caoutchouc et la
surface quand on frotte I’embase en caoutchouc du patin sur la superficie concernée. Dans
ce cas, la profondeur de texture que l’on obtient n’est pas, à proprement parler, calculée à
>>, mais plutôt à partir d’une surface quelconque peu incurvée et très
partir d’un (4 plan
difficile a définir.
3.5.3 profondeur du profil, PD: En représentation bidimensionnelle, c’est-à-dire lors de
l’analyse du profil, sur une distance longitudinale/latérale définie de la longueur de la superficie sur
laquelle se produit le contact route/pneumatiques, la différence entre le profil et une ligne
horizontale passant par le sommet de la plus haute aspérité du profil (voir figure A.4).
3.5.4 profondeur moyenne du profil, MPD: Valeur moyenne de la profondeur du profil sur une
distance définie (ligne de base) (voir figure A.4).
3.5.5 profondeur de texture équivalente, ETD: Terme employé quand on utilise la profondeur
moyenne du profil (MPD) pour évaluer la profondeur moyenne de texture moyenne (MTD) en
recourant à une équation de transformation.
spectre de la texture: Spectre obtenu après avoir analysé la courbe d’un profil en utilisant
36
soit la technique de Fourier, soit des procédés de filtrage équivalents afin de déterminer
l’amplitude de ses composantes spectrales (longueurs d’onde et fréquences spatiales).
37 méthode volumétrique à la tache: La méthode dite 44 de la tache de sable >> se fonde sur
un volume donné de sable qui est répandu sur une surface. Le sable est réparti à l’aide d’un patin
en caoutchouc de façon à former une tache à peu près circulaire dont le diamètre est mesuré. En
divisant le volume de sable par la superficie couverte, on obtient une valeur qui représente la
hauteur moyenne de la couche, c’est-à-dire la << profondeur de texture moyenne >>.
La méthode volumétrique à la tache est décrite dans l’annexe A de I’ISO 10844:1994. Cette
méthode se fonde sur l’utilisation de sphères de verre.
NOTE 8
Les matériaux utilisés dans la méthode volumétrique à la tache ne sont pas
uniquement le sable ou les sphères de verre mais aussi parfois du mastic ou de la graisse.
De tels matériaux ont pourtant certains inconvénients et seules les sphères ont été retenues
par les normes internationales. Le mesurage de la profondeur de texture moyenne estimée
se fonde donc sur l’utilisation de sphères de verre.
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ISO 13473-I : 1997(F)
@ ISO
38 méthode profilométrique: Méthode par laquelle on obtient le profil de la surface suivant
une génératrice est obtenu dans le but de traitements particuliers. Les données recueillies sont
utilisées pour le calcul de mesures définies mathématiquement. Dans certains cas, le profil est
enregistré pour être analysé ultérieurement. II peut également être utilisé pour des calculs en
temps réel.
4
Surfaces d’essai
4.1 État de la surface
Les mesurages ne doivent pas être effectués sous la pluie ni sous la neige. La surface doit être
sèche lors du mesurage sauf si il est établi que le matériel utilisé fonctionne tout aussi bien sur
surface sèche que sur surface humide. La surface doit être en outre nettoyée et débarrassée de
tout élément parasite.
NOTE 10 Pour les routes ouvertes à la circulation, la texture varie au sein du revêtement.
Dans ce cas, l’emplacement transversal du mesurage sera généralement déterminé en
fonction de l’usage prévu des données.
4.2 Nombre de données à collecter par tronçon d’essais effectués sur le terrain
Dans l’absolu, il est recommandé que les mesurages et les calculs soient effectués le long de
toute la section assayée, par exemple si un profil est examiné longitudinalement par rapport à la
section d’essai, il convient d’utiliser si possible 100 % de la ligne mesurée.
Bien qu’un mesurage complet soit souhaitable, la longueur minimale de mesurage à appliquer est
la suivante:
10 profils distribués de façon régulière par tronçon d’essai de 100 m, chacun d’entre eux ne
devant pas être inférieur à 100 mm.
Malgré tout, dans le cas d’un tronçon d’essai uniforme, un total de 16 profils distribués de façon
régulière suffira quelle que soit la longueur de la coupe d’essai.
Si l’on caractérise un long tronçon à partir de longueurs d’échantillons relativement courtes, il est
important de s’assurer que la texture est suffisamment homogène pour donner une mesure
représentative. L’utilisateur doit faire appel à son propre jugement pour déterminer le nombre
nécessaire d’échantillons a prélever pour mettre en évidence les caractéristiques d’un revêtement
non homogène.
Dans le cas de surfaces qui ont des textures périodiques, par exemple les surfaces striées ou
rainurées, il convient que la longueur totale englobe au moins 10 périodes de la texture en plus
des conditions requises sus-citées.
NOTE II Les longueurs minimales précitées ne sont pas appropriées si la courbe du profil
est également utilisée pour l’analyse du spectre de la texture.
4.3 Nombre de données à collecter par échantillon de laboratoire
Les échantillons de laboratoire sont généralement des carottes circulaires et des plaques
rectangulaires. Ils peuvent être directement prélevés à partir d’une surface routière ou d’une
aérosurface, qui sont soit créées en laboratoire soit reproduites à partir de moules faits sur des
sites réels.
5
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ISO 13473-I : 1997(F)
Lorsqu’on effectue un mesurage à partir d’un échantillon de laboratoire, il convient de veiller à ce
que l’effet de bord de l’échantillon n’altère pas le mesurage.
Les conditions suivantes doivent être respectées pour que les mesures obtenues par le mesurage
soient les plus représentatives d’un véritable site d’essai:
Les mesurages doivent englober au moins 10 profils (au total), distribués de façon régulière
sur les échantillons d’essai (voir ci-dessous); chaque profil doit être mesuré sur une longueur
d’au moins 100 mm et ne doit pas faire partie d’un autre profil.
Les carottes, les plaques ou les moulages doivent être prélevés à quatre endroits différents au
moins et répartis a des intervalles réguliers sur la longueur du site (voir également note II).
II est recommandé que les carottes aient un diamètre supérieur ou égal à 150 mm, mais les
carottes de 100 mm de diamètre (approximativement) sont acceptées. Le mesurage permettant
de calculer la longueur requise de ligne de base doit être effectué sur chaque carotte. II est
recommandé d’effectuer jusqu’à quatre mesurages distincts dans différentes directions sur les
carottes dont le diamètre est supérieur ou égal à 150 mm. Si le diamètre de la carotte ne permet
pas d’effectuer des mesurages en droite ligne de la longueur requise d’un côté à l’autre de la
carotte, il convient de faire pivoter la carotte au-dessous du palpeur (ou vice versa) et d’effectuer
le mesurage en décrivant un cercle autour du centre de la carotte. Ces cercles doivent avoir un
diamètre d’au moins 32 mm (de façon à obtenir 100 mm par rotation).
Les dimensions des échantillons rectangulaires sont souvent supérieures à celle d’une carotte
classique. Dans ce cas, le mesurage de chaque profil doit être réparti de façon régulière.
NOTE 12 Les mesurages effectués sur des échantillons de laboratoire peuvent avoir
différents objectifs. Cela signifie donc qu’il est difficile de fixer les conditions générales
minimales requises. Les spécifications sus-citées supposent que l’objectif à atteindre est
d’obtenir des valeurs qui soient relativement représentatives du revêtement.
5 Instruments de mesure
5.1 Instruments - Généralités
On doit utiliser un profilomètre qui produit un signal électrique proportionnel à la distance qui
sépare le plan de référence du capteur de l’emplacement sur la surface à mesurer. Le capteur doit
être, par exemple, du type mécanique, acoustique ou électro-optique ou être une caméra vidéo.
La puissance électrique finale doit être reliée de façon linéaire au profil de la texture soit en
réalisant un petit montage soit en utilisant un logiciel, si nécessaire. La méthode du profilomètre
doit également permettre de déplacer le capteur le long et en travers de la surface à une distance
(verticale) qui doit être absolument constante sur une longueur du profil au moins. On ne tient pas
compte de cette exigence quand le profil est obtenu par une autre technique, notamment par
découpage optique.
La résolution verticale du profil doit être supérieure à 0,05 mm et la distance de mesurage d’au
moins 20 mm (dans le cas d’une surface plus lisse, on peut utiliser une distance de mesurage plus
courte). Une distance de mesurage plus grande doit être normalement utilisée quand il s’agit de
capteurs montés sur un support mobile pour leur permettre de se déplacer.
5.2 Résolution horizontale
Dans le cas d’une méthode sans contact qui utilise un laser ou tout autre système électro-optique
ou encore un capteur fonctionnant sur le principe de la transmission acoustique des données, le
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@ ISO ISO 13473-I : 1997(F)
point d’émission doit être tel, que son diamètre moyen sur la surface routière ne soit pas supérieur
à 1 mm (moitié d’impulsion).
Si on utilise un appareil de découpage optique, la bande de lumière projetée doit être
suffisamment perçante pour donner une nuance claire/foncée de 1 mm.
Dans le cas d’une méthode de contact qui utilise une aiguille par exemple, la partie en contact
avec la surface doit avoir une pointe de diamètre ne dépassant pas 1 mm dans son sens le plus
large et sur une distance d’au moins 1 mm. Les forces de contact ne doivent pas être assez
élevées pour provoquer une pénétration ou une destruction de la texture de surface. On constate
qu’il y a eu destruction quand on observe une trace clairement visible à l’endroit où s’est produit le
contact.
L’intervalle d’échantillonnage ne doit pas être supérieur à 1 mm.
Si on utilise la courbe du profil pour une analyse spectrale, les variations des intervalles
d’échantillonnage ne doivent pas être supérieures à =tIO %. Une plus grande variation altérerait
l’exigence de 5.3 pour maintenir constante la vitesse.
5.3 Vitesse de mesurage
La vitesse à laquelle le profil est exploré doit permettre de respecter les exigences concernant
l’échantillonnage et les largeurs de bandes. Cela s’applique aux profilomètres aussi bien mobiles
qu’immobiles. Pourtant, il est à noter que la vitesse de mesurage peut influencer l’échelle de
fréquence de n’importe quelle analyse spectrale. La relation est la suivante:
. . .
f = v.h-l
(1)
où
f est la fréquence sur l’échelle de l’analyse spectrale, en hertz;
v est la vitesse profilométrique, en mètres par seconde;
h est la longueur d’onde de la texture, en mètres.
Pour certains appareils, la vitesse peut influencer le bruit de fond dans la mesure où ce dernier
peut être plus important quand les fréquences sont plus élevées. En outre, selon la disposition de
l’échantillonnage et l’existence d’un filtre passe-bas, la vitesse peut avoir une influence sur la limite
minimale des longueurs d’ondes. Voir le dernier alinéa de 5.2 concernant les effets possibles dus
aux variations d’échantillonnage.
5.4 Alignement du capteur
Quand on utilise un capteur mécanique, l’angle de l’aiguille doit être au maximum de 30” par
rapport à la normale de la surface.
L’angle entre l’axe acoustique ou optique du rayonnement dirigé vers la surface et l’axe
acoustique ou optique du détecteur (rayonnement réfléchi) ne doit pas être supérieur à 30” (voir
figure 1). Des angles plus importants sous-estimeraient des textures très profondes. Le présent
paragraphe concerne également les appareils à découpage optique.
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ISO 13473-l : 1997(F)
s
3
3
0
%
Q
(b
E
0
2
mécaniques, a n’est pas applicable et p ne doit pas
NOTE Pour les appareils dépasser 30°.
Exigences en matière d’alignement des palpeurs sans contact
Figure 1 -
5.5 Largeur de bande du capteur et du système d’enregistrement
La largeur de bande du système qui permet de recueillir toutes les informations doit être conforme
aux exigences indiquées en 7.3 et 7.4, c’est-à-dire, la courbe de réponse doit être plate pour les
longueurs d’ondes de texture de 5 mm à 50 mm et les composantes du spectre qui ont des
longueurs d’onde comprises entre 2,5 mm et 100 mm doivent être réduites de façon significative.
NOTES
13 II convient de vérifier que la largeur de bande n’excède pas le domaine indiqué en
utilisant des surfaces usinées pour simuler une texture de profil défini. Dans le cas des
appareils mobiles, on peut faire pivoter ces surfaces (disques ou tambours) en dessous du
capteur, qui reste donc immobile.
14 C’est volontairement que, dans ce cas précis, la limite inférieure des longueurs d’ondes
de la texture ne correspond pas à la définition de la macrotexture exposée en 3.4.1 car
a) dans une certaine mesure, cela rejoint les effets d’enveloppement créés par des surfaces
de caoutchouc, telles qu’un pneumatique;
b) les longueurs d’onde inférieures à 5 mm ne jouent pas un rôle déterminant dans les
calculs de MPD ou ETD;
c) beaucoup de profilomètres ne sont pas très efficaces quand il s’agit d’étudier ce domaine;
d) ils donnent en outre, avec des limites de longueurs d’onde de 5 mm, des valeurs plus
uniformes qui sont moins influencées par des erreurs transitoires par exemple.
5.6 Étalonnage
L’étalonnage doit être réalisé grâce à une surface spéciale d’étalonnage ayant un profil défini.
L’écart vertical maximal de l’étalonnage par rapport au profil théorique doit être de 0,05 mm.
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La procédure d’étalonnage doit être établie de
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 13473-1
Première édition
1997-09-01
Corrigée et réimprimée
2000-12-01
Caractérisation de la texture d'un
revêtement de chaussée à partir de relevés
de profils de la surface —
Partie 1:
Détermination de la profondeur moyenne
du profil
Characterization of pavement texture by use of surface profiles —
Part 1: Determination of Mean Profile Depth
Numéro de référence
ISO 13473-1:1997(F)
©
ISO 1997
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ISO 13473-1:1997(F)
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L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiéeaux
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technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales, en
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électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
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Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour
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L’attention est appelée sur le fait que certains des éléments delaprésente partie de l’ISO 13473 peuvent faire
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La Norme internationale ISO 13473-1 a étéélaborée par le comité technique ISO/TC 43, Acoustique, sous-comité
SC 1, Bruit.
L'ISO 13473 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Caractérisation de la texture d'un
revêtement de chaussée à partir de relevés de profils de la surface:
� Partie 1: Détermination de la profondeur moyenne du profil
� Partie 2: Terminologie relative à l’analyse du profil de texture du revêtement
� Partie 3: Spécifications et classification des profilomètres
Les annexes A àF delaprésente partie de l'ISO 13473 sont données uniquement à titre d'information.
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ISO 13473-1:1997(F)
Introduction
La texture de surface des chaussées est déterminante pour des facteurs tels que l'émission de bruit provoquéepar
le contact pneumatiques/chaussée, le frottement entre les pneumatiques et la chaussée, la résistance au
roulement et l'usure des pneumatiques. Des méthodes fiables de mesurage de cette texture de surface sont donc
indispensables.
La méthode dite «de latachedesable»,ouplus généralement la méthode «volumétrique à la tache» (voir article 3)
a été utilisée dans le monde entier pendant des années pour obtenir une mesure simple et unique de la texture de
surface. Elle se fonde sur un volume donné de sable ou de microbilles de verre, répandu sur une surface. Le
matériau est distribué de façon à former une tache circulaire dont le diamètre est mesuré. En divisant le volume du
matériau ainsi réparti par la superficie couverte, on obtient une valeur qui représente la profondeur moyenne de la
couche de sable ou de microbilles de verre, c'est-à-dire, la profondeur moyenne de texture. Cette méthode a été
normaliséedans l’ISO 10844 afin de délimiter la texture des surfaces de référence utilisées lors des essais sur le
bruit émis par les véhicules routiers.
La méthode volumétrique à la tache n'est pas trèsprécise. Elle dépend de l'opérateur et ne peut être utilisée que
pour des surfaces qui sont partiellement ou entièrement fermées à la circulation. Elle n'est donc pas trèspratique à
mettre en œuvre quand il s'agit d'ausculter le réseau routier. Parallèlement à la mise au point de techniques de
profil utilisant des capteurs sans contact, il est devenu possible de remplacer les mesures effectuées par cette
méthode volumétrique par celles obtenues à partir des relevés de profil. Plusieurs de ces techniques très
différentes les unes des autres ont été utilisées pour calculer les «estimateurs de profondeurs moyennes de
texture»; beaucoup ont été concluantes, mais on n'a pas pu établir de comparaisons entre les valeurs obtenues,
bien qu'individuellement, ces techniques donnent généralement de bons coefficients de corrélation avec les
mesures effectuées par la méthode volumétrique.
Il est donc important d'avoir une méthode normalisée qui permette de mesurer la profondeur de texture par une
technique plus moderne, plus sûre et plus économique que la méthode volumétrique traditionnelle et qui donnerait
des valeurs directement compatibles tant avec les valeurs volumétriques obtenues qu'entre les différents
équipements.
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NORME INTERNATIONALE ISO 13473-1:1997(F)
Caractérisation de la texture d'un revêtement de chaussée à partir
de relevés de profils de la surface —
Partie 1:
Détermination de la profondeur moyenne du profil
1 Domaine d'application
La présente partie de l’ISO 13473 décrit une méthodepour ladétermination de la profondeur moyenne de la
macrotexture de la surface d'un revêtement (voir article 3, Définitions) en mesurant la courbe de profil de cette
surface et en calculant la profondeur de texture à partir de ce profil. Cette technique est conçue pour fournir une
valeur de la profondeur moyenne de la macrotexture du revêtement uniquement et est supposée insensible à la
microtexture et à l'uni du revêtement.
L'objectif de la présente partie de l’ISO 13473 est de proposer une procédure reconnue à l'échelon international
permettant de déterminer la profondeur de texture de la surface d'un revêtement qui soit une alternative à la
méthode volumétrique traditionnelle à la tache (qui utilise généralement du sable ou des microbilles de verre) et qui
donne des valeurs de texture comparables.
La série des normes ISO 13473 a été préparée pour répondre à un besoin identifié au moment de l'élaboration de
la norme décrivant les spécifications des surfaces d'essai pour le mesurage du bruit émis par les véhicules routiers
(ISO 10844). La mesure de la profondeur de texture, conformément à la présente partie de l’ISO 13473 ne suffit
pas pour caractériser le bruit émis par le trafic routier. Elle ne peut être utilisée dans ce cadre que comme une
annexe permettant, en liaison avec d'autres moyens à mettre en œuvre, de caractériser une surface de chaussée.
Il convient d'utiliser la présente méthode d'essai pour déterminer la profondeur moyenne du profil de la surface
d'un revêtement. Cette profondeur moyenne du profil peut être transformée en valeur permettant d'évaluer la
macrotexture selon la méthode volumétrique à la tache. Elle est applicable soit pour des essais sur le terrain, soit
pour des essais en laboratoire sur des échantillons de revêtement. Quand on combine les valeurs de macrotexture
obtenues par la présente méthode à d'autres essais physiques, on peut les utiliser pour évaluer les
caractéristiques de résistance au dérapage du revêtement (voir, par exemple, référence [1]), estimer les facteurs
générateurs du bruit de roulement (voir, par exemple, ISO 10844) et vérifier l’adéquation de la formule et de
l’atelier de mise en œuvre utilisés, au problème à résoudre.
Cette méthode, associée aux autres mesurages (quand ils sont possibles) de la porosité ou de la microtexture,
permet d’évaluer la qualité de la couche de roulement d’une chaussée.
La forme, la taille et la distribution des particules de granulats du revêtement sont des caractéristiques de l'état de
surface qui ne sont pas traitées dans la présente norme. Cette méthode n'a pas pour objectif de déterminer toutes
les caractéristiques de la texture de surface d'un revêtement. Il convient notamment de rester prudent dans
l'interprétation des résultats si on applique cette méthode à des surfaces poreuses ou striées (voir annexe B).
NOTE 1 D'autres Normes internationales traitant de méthodes de mesurage de profils de surface s'appliquent, par exemple
ISO 468, ISO 1878, ISO 1879, ISO 1880, ISO 3274, ISO 4287 et ISO 4288 (voir annexe F). Bien que cela ne soit pas
clairement indiqué dans celles-ci, elles sont principalement utilisées pour le mesurage de surface finie (microtexture), de
surfaces métalliques et ne s'appliquent pas aux chaussées. La présente partie de l'ISO 13473 est adaptée au mesurage des
revêtements de chausséeet n'est pas destinée à d'autres applications.
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ISO 13473-1:1997(F)
2Référence normative
La norme suivante contient des dispositions qui, par suite de la référence qui en est faite, constituent des
dispositions valables pour la présente partie de l’ISO 13473. Au moment de la publication, l’édition indiquée était
en vigueur. Toute norme est sujette à révision et les parties prenantes des accords fondés sur la présente partie de
l’ISO 13473 sont invitées à rechercher la possibilité d'appliquer l’édition la plus récente de la norme indiquée
ci-après. Les membres de la CEI et de l'ISO possèdent le registre des Normes internationales en vigueur à un
moment donné.
ISO 10844:1994, Acoustique — Spécification des surfaces d'essai pour le mesurage du bruit émis par les
véhicules routiers.
3 Termes et définitions
Pour les besoins de la présente partie de l'ISO 13473, les termes et définitions suivants s'appliquent.
3.1
texture
écart entre la surface du revêtement et une surface plane compris dans un domaine de longueurs d'onde défini
en 3.4
3.2
profil
représentation bidimensionnelle d'une surface. Le profil d'une surface se crée si un capteur (pointe d'une aiguille
ou rayon laser) est en contact ou éclaire d'une manière continue une surface pendant l'exploration de cette
surface. Voir Figure A.1 en annexe A
Le profil d'une surface est décrit à l'aide de deux coordonnées: une parallèlement à la surface plane, appelée
distance et l'autre perpendiculairement à cette même surface, appelée amplitude. Voir Figure A.1. La distance peut
être longitudinale ou latérale (transversale) par rapport au sens de circulation d'une chaussée, ou prendre
n'importe quelle direction entre ces deux axes. Dans une analyse de Fourier, la courbe du profil peut être
représentéemathématiquement par une suite de coefficients de la sériedeFourier combinés à des courbes
sinusoïdales ayant des fréquences et longueurs d'ondes définies.
3.3
longueur d'onde de la texture
distance (minimale) entre des portions de courbe répétées à intervalles périodiques. Pour des profils de surface
courants, un profil analyséà partir des données de Fourier montre une distribution continue dans le domaine des
longueurs d'ondes ou des fréquences spatiales
Dans la présente partie de l'ISO 13473, le terme longueur d'onde de la texture (unité: m ou mm) est utilisé pour
décrire les longueurs d'onde d'un profil relevées sur une chaussée (voir Figure A.1 en annexe A).
NOTE 2 Le terme «longueur d'onde» a depuis toujours été utilisé surtout dans le domaine de l'acoustique (pour les ondes
sonores) ainsi que dans le domaine technique (pour des signaux électriques ou des ondes électromagnétiques). Dans la
mesure où le terme longueur d'onde n'est pas très habituel en matière de revêtement, mais où l'usage de signaux électriques
dans l'analyse des profils de surfaces routières reste malgré tout trèsfréquent, le terme «longueur d'onde de la texture» a été
–1
introduit ici. On appelle fréquence spatiale l'inverse de la longueur d'onde de texture (unité:m ou cycle/m). Quand elle est
multipliée par le facteur 2�, on parle de constante de longueur d'onde (unité:rad/m).
3.4
différentes catégories de texture
3.4.1
macrotexture
écart entre la surface du revêtement et une surface plane vraie dont les dimensions caractéristiques le long de la
surface sont comprises entre 0,5 mm à 50 mm (dans une analyse par bandes de tiers d'octave, cet écart
correspond au domaine des longueurs d'onde centrées allant de 0,5 mm à 50 mm)
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ISO 13473-1:1997(F)
Pour une illustration des différentes catégories de texture, voir Figure A.2 en annexe A.
NOTE 3 Les amplitudes de pic à pic se situent normalement entre 0,1 mm et 20 mm. Cette catégorie de texture donne des
longueurs d'onde du même ordre de grandeur que des pavés de gomme de la bande de roulement des pneumatiques qui
interviennent dans le contact pneumatiques/chaussée. Les surfaces sont généralement conçuesavecune macrotexture définie
de façon à obtenir un bon drainage de l'eau à l'interface pneumatique/chaussée. On obtient la macrotexture en faisant un
dosage approprié des gravillons et du mortier du revêtement ou en utilisant des techniques de traitement de surface.
3.4.2
microtexture
écart entre la surface du revêtement et une surface plane vraie dont les dimensions caractéristiques le long de la
surface sont inférieures à 0,5 mm (dans une analyse par bandes de tiers d'octave, cet écart correspond au
domaine des longueurs d'onde centrées sur 0,4 mm)
NOTE 4 Les amplitudes de pic à pic se situent généralement entre 0,001 mm et 0,5 mm. Cette catégorie de texture rend la
surface plus ou moins râpeuse mais elle est généralement trop petite pour être observée à l'œil nu. Elle est obtenue grâce aux
caractéristiques de surface (arêtes vives et dures) de chaque gravillon ou particule du revêtement qui est en contact direct avec
les pneumatiques.
3.4.3
mégatexture
écart entre la surface du revêtement et une surface plane vraie dont les dimensions caractéristiques sont
comprises entre 50 mm et 500 mm le long de la surface (dans une analyse par bandes de tiers d'octave, cet écart
correspond au domaine des longueurs d'onde centrées allant de 63 mm à 500 mm)
NOTE 5 Les amplitudes de pic à pic se situent généralement entre 0,1 mm et 50 mm. Cette catégorie de texture donne des
longueurs d'onde du même ordre de grandeur que l'aire de contact pneumatiques/chaussée et est souvent le fait des nids de
poule ou de déformations particulières (par exemple tôle ondulée). Il s'agit généralement d'une caractéristique ou de la
conséquence d'une altération involontaire des surfaces. Les caractéristiques de chaussée de longueurs d'onde supérieures à
0,5 m sont ne font plus partie du domaine de la texture et sont désignées sous l'appellation d'uni de surface.
3.4.4
uni de surface
écart entre la surface du revêtement et un plan réel dont les dimensions caractéristiques sont comprises entre
0,5 m et 50 m le long de la surface (dans une analyse par bandes de tiers d'octave, cet écart correspond au
domaine des longueurs d'onde centrées allant de 0,63 m à 50 m)
NOTE 6 L'uni est une sorte de rugosité de surface qui, en provoquant des vibrations, altère le confort des passagers et la
tenue de route du véhicule.
3.5
mesurage de la profondeur de texture
3.5.1
profondeur de texture, PT
en représentation tridimensionnelle, distance entre la surface du revêtement et une surface plane passant par le
sommet des trois plus hautes aspéritésdu revêtement et du même ordre de grandeur que celle du contact
pneumatiques/chaussée. Voir Figure A.3 en annexe A
3.5.2
profondeur moyenne de texture, PMT
profondeur de texture obtenue par la méthode volumétrique
NOTE 7 Lorsqu'on applique la «méthode volumétrique à la tache» (voir 3.7), la «surface plane» est, dans la pratique,
déterminée par le point de contact entre un patin en caoutchouc quand on le frotte sur la surface du revêtement concernée.
Dans ce cas, la profondeur de texture que l'on obtient n'est pas, à proprement parler, calculée à partir d'une «surface plane»,
mais plutôt à partir d'une surface quelconque peu incurvéeet très difficile à définir.
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ISO 13473-1:1997(F)
3.5.3
profondeur du profil, PP
en représentation bidimensionnelle, c'est-à-dire lors de l'analyse du profil, sur une longueur/largeur correspondant
à celle de la surface de contact pneumatique/chaussée, différence entre le profil et une ligne horizontale passant
par le sommet de la plus haute aspérité (pic) du profil. Voir Figure A.4 en annexe A
3.5.4
profondeur moyenne du profil, PMP
valeur moyenne de la profondeur du profil sur une longueur définie (appelée base). Voir Figure A.4 en annexe A
3.5.5
profondeur de texture équivalente, PTE
terme employé quand on utilise la profondeur moyenne du profil (PMP) pour évaluer la profondeur moyenne de
texture (PMT) en recourant à une équation de transformation
3.6
spectre de la texture
spectre obtenu après avoir analysé la courbe d'un profil en utilisant soit la technique de Fourier, soit des procédés
de filtrage équivalents afin de déterminer l'amplitude de ses composantes spectrales (longueurs d'onde et
fréquences spatiales)
3.7
méthode volumétrique à la tache
méthode dite «de la tachedesable» se fondant sur un volume donné de sable qui est répandu sur une surface Le
sable est réparti à l'aide d'un patin en caoutchouc de façon à former une tache à peu près circulaire dont le
diamètre est mesuré. En divisant le volume de sable par la superficie couverte, on obtient une valeur qui
représente la hauteur moyenne de la couche, c'est-à-dire la «profondeur de texture moyenne»
La méthode volumétrique à la tache est décrite dans l'annexe A de l’ISO 10844:1994. Cette méthode se fonde sur
l'utilisation de billes de verre.
NOTE 8 Les matériaux utilisés dans la méthode volumétrique à la tache ne sont pas uniquement le sable ou les billes de
verre mais aussi parfois du mastic ou de la graisse. De tels matériaux ont pourtant certains inconvénients et seules les sphères
ont été retenues par les normes internationales. Le mesurage de la profondeur de texture moyenne estimée se fonde donc sur
l'utilisation de billes de verre.
3.8
méthode profilométrique
méthode par laquelle on enregistre le profil d'une surface Les données recueillies sont utilisées pour le calcul de
grandeurs définies mathématiquement. Dans certains cas, le profil est enregistré pour être analysé ultérieurement.
Il peut également être utilisé pour des calculs en temps réel
4 Surfaces d'essai
4.1 État delasurface
Les mesurages ne doivent pas être effectués sous la pluie ni sous la neige. La surface doit être sèche lors du
mesurage sauf si il est établi que le matériel utilisé fonctionne tout aussi bien sur surface sèche que sur surface
humide. La surface doit être en outre nettoyéeetdébarrassée de tout élément parasite.
NOTE 9 Les systèmes de mesure optiques peuvent ne pas donner de résultats correctes sur des surfaces fraîchement
goudronnées qui sont brillantes et de couleur foncée. Si l'essai est réalisé lors des travaux de revêtement, les distorsions dues
aux gradients de température dans l'air au-dessus de la surface essayée peuvent fausser les résultats.
NOTE 10 Pour les routes chaussées circulées, la texture varie le long du profil en travers. Dans ce cas, l'emplacement
transversal du mesurage sera généralement déterminé en fonction de l'usage prévu des résultats.
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4.2 Nombre de données à collecter par section d'essai
Dans l'absolu, il est recommandé d'effectuer les prélèvements du profil tout le long de la section à ausculter. Ces
prélèvements du profil représenteront alors 100 % de la longueur de la section.
Bien qu'un mesurage complet soit souhaitable, la longueur minimale de mesurage à utiliser doit être la suivante:
10 profils distribuésde façon régulière pour une section d'essai de 100 m, chacun d'entre eux ne devant pas
être inférieur à 100 mm.
Cependant, sur un revêtement homogène, dans le cas d'un tronçon d'essai uniforme, un total de 16 profils
distribuésdefaçon régulière suffira quelle que soit la longueur de la coupe d'essai.
Si l'on caractérise un long tronçon à partir de longueurs d'échantillons relativement courtes, il est important de
s'assurer que la texture est suffisamment homogène pour donner une mesure représentative. L'utilisateur doit faire
appel à son propre jugement pour déterminer le nombre nécessaire d'échantillons à prélever pour mettre en
évidence les caractéristiques d'un revêtement non homogène.
Dans le cas de surfaces qui ont des textures périodiques, par exemple les surfaces striées ou rainurées, il convient
que le nombre minimal de prélèvements unitaires dépasse de 10 unités les valeurs indiquées ci-dessus.
NOTE 11 Les longueurs minimales précitées ne sont pas appropriées si la courbe du profil est également utilisée pour
l'analyse du spectre de la texture.
4.3 Nombre de données à collecter par échantillon de laboratoire
Les échantillons de laboratoire sont généralement des carottes circulaires et des plaques rectangulaires. Ils
peuvent être directement prélevés à partir d'une surface routière ou d'une aérosurface, qui sont soit créées en
laboratoire soit reproduites à partir de moules faits sur des sites réels.
Lorsqu'on effectue un mesurage à partir d'un échantillon de laboratoire, il convient de veiller à ce que l'effet de bord
de l'échantillon n'altère pas le mesurage.
Les conditions suivantes doivent être respectées pour que les mesures obtenues par le mesurage soient les plus
représentatives d'un véritablesited'essai.
Les mesurages doivent englober au moins 10 profils (au total), distribuésde façon régulière sur les
échantillons d'essai (voir ci-dessous); chaque profil doit être mesuré sur une longueur d'au moins 100 mm et
ne doit pas faire partie d'un autre profil.
Les carottes, les plaques ou les moulages doivent être prélevés à quatre endroits différents au moins et
répartis à des intervalles réguliers sur la longueur du site. Voir également la note 11.
Il est recommandé que les carottes aient un diamètre supérieur ou égal à 150 mm, mais les carottes de 100 mm de
diamètre (approximativement) sont acceptées. Le mesurage permettant de calculer la longueur requise de ligne de
base doit être effectué sur chaque carotte. Il est recommandé d'effectuer jusqu'à quatre mesurages distincts dans
différentes directions sur les carottes dont le diamètre est supérieur ou égal à 150 mm. Si le diamètredelacarotte
ne permet pas d'effectuer des mesurages en droite ligne de la longueur requise d'un côtéà l'autre delacarotte,il
convient de faire pivoter la carotte au-dessous du palpeur (ou vice versa) et d'effectuer le mesurage en décrivant
un cercle autour du centre de la carotte. Ces cercles doivent avoir un diamètre d'au moins 32 mm (de façon à
obtenir 100 mm par rotation).
Les dimensions des échantillons rectangulaires sont souvent supérieures à celle d'une carotte classique. Dans ce
cas, le mesurage de chaque profil doit être réparti de façon régulière.
NOTE 12 Les mesurages effectuéssur des échantillons de laboratoire peuvent avoir différents objectifs. Cela signifie donc
qu'il est difficile de fixer les conditions générales minimales requises. Les spécifications sus-citées supposent que l'objectif à
atteindre est d'obtenir des valeurs qui soient relativement représentatives du revêtement.
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ISO 13473-1:1997(F)
5 Instruments de mesure
5.1 Généralités
On doit utiliser un profilomètre qui produit un signal électrique proportionnel à la distance qui sépareleplande
référence du capteur de l'emplacement sur la surface à mesurer. Le capteur doit être, par exemple, du type
mécanique, acoustique ou électro-optique ou être une caméra vidéo. La puissance électrique finale doit être reliée
de façon linéaire au profil de la texture soit en réalisant un petit montage soit en utilisant un logiciel, si nécessaire.
La méthode du profilomètre doit également permettre de déplacer le capteur le long et en travers de la surface à
une distance (verticale) qui doit être absolument constante sur une longueur du profil au moins. On ne tient pas
compte de cette exigence quand le profil est obtenu par une autre technique, notamment par projection laser.
La résolution verticale du profil doit être supérieure à 0,05 mm et la étendue de mesure d'au moins 20 mm (dans le
cas d'une surface plus lisse, on peut utiliser une étendue de mesure plus courte). Une étendue de mesure plus
grande doit être normalement utilisée quand il s'agit de capteurs montés sur un support mobile pour leur permettre
de se déplacer verticalement sans altérer leur capacité de mesure.
5.2 Résolution horizontale
Dans le cas d'une méthode sans contact utilisant un système électro-optique (par exemple laser) ou la
transmission du son, le rayon incident doit être tel, que la tache résultant de son intersection avec la surface
routière ne présente pas un diamètre supérieur à 1 mm (tache recueillant la moitié de l’énergie émise).
Si on utilise un laser, le rayon lumineux doit avoir un diamètre inférieur ou égal à 1 mm.
Dans le cas d’une méthode de contact qui utilise une aiguille par exemple, la partie en contact avec la surface doit
avoir une pointe de diamètre ne dépassant pas 1 mm sur une hauteur d’au moins 1 mm. La force verticale
appliquéesur l’aiguille ne doit pas être trop forte afin d’éviter une pénétration ou une destruction de la texture de
surface. On constate qu’il y a eu destruction quand on observe une trace clairement visible à l’endroit où s’est
produit le contact.
L'intervalle d'échantillonnage ne doit pas être supérieur à 1 mm.
Si on utilise la courbe du profil pour une analyse spectrale, les variations des intervalles d'échantillonnage ne
doivent pas être supérieures à � 10 %. Une plus grande variation altérerait l’exigence de 5.3 pour maintenir
constante la vitesse.
5.3 Vitesse de mesurage
La vitesse à laquelle le profil est exploré doit permettre de respecter les exigences concernant l'échantillonnage et
les largeurs de bandes. Cela s'applique aux profilomètres aussi bien mobiles qu'immobiles. Pourtant, il est à noter
que la vitesse de mesurage peut influencer l'échelle de fréquence de n'importe quelle analyse spectrale. La relation
est la suivante:
�1
(1)
fv� �
où
f est la fréquence sur l'échelle de l'analyse spectrale, en hertz (Hz);
v est la vitesse profilométrique, en mètres par seconde m/s);
� est la longueur d'onde de la texture, en mètres (m).
Pour certains appareils, la vitesse peut influencer le bruit de fond dans la mesure où ce dernier peut être plus
important quand les fréquences sont plus élevées. En outre, selon la disposition de l'échantillonnage et l'existence
d'un filtre passe-bas, la vitesse peut avoir une influence sur la limite minimale des longueurs d'ondes. Voir le
dernier alinéa de 5.2 concernant les effets possibles dus aux variations d'échantillonnage.
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ISO 13473-1:1997(F)
5.4 Alignement du capteur
Quand on utilise un capteur mécanique, l'angle de l'aiguille doit être au maximum de 30° par rapport à la normale
de la surface.
L'angle entre l'axe acoustique ou optique du rayonnement dirigé vers la surface et l'axe acoustique ou optique du
détecteur (rayonnement réfléchi) ne doit pas être supérieur à 30°. Voir Figure 1. Des angles plus importants sous-
estimeraient des textures très profondes. Le présent paragraphe concerne également les appareils à projection
laser.
Pour les appareils mécaniques,� n'est pas applicable et� ne doit pas dépasser 30°.
Figure 1 — Exigences en matière d'alignement des palpeurs sans contact
5.5 Largeur de bande du capteur et du système d'enregistrement
La largeur de bande de l’ensemble du système (émetteur, récepteur, enregistrement) doit êtreconformeaux
exigences indiquées en 7.3 et 7.4.La courbe de réponse du système doit être plate pour les longueurs d’ondes de
texture comprises entre 5 mm et 50 mm et les composantes du spectre qui ont des longueur d’ondes inférieures à
2,5 mm et supérieures à 100 mm doivent être réduite
...
NORME Iso
INTERNATIONALE 134734
Premiere 6dition
1997-09-01
Caractérisation de la texture d’un
revêtement de chaussée à partir de relevés
de profil -
Partie 1:
Détermination de la profondeur moyenne de la
texture
Characteti’ation of pavement texture by use of surface profiles -
Part 1: Determination of Mean Profile Depth
Numéro de référence
ISO 13473-I : 1997(F)
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Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération
mondiale d’organismes nationaux de normalisation (comités membres de
I’ISO). L’élaboration des Normes internationales est en général confiée aux
comites techniques de I’ISO. Chaque comité membre intéressé par une
étude a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les
organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales,
en liaison avec I’ISO participent également aux travaux. L’ISO collabore
étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (CEI) en
ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techniques
sont soumis aux comités membres pour vote. Leur publication comme
Normes internationales requiert l’approbation de 75 % au moins des
comités membres votants.
La Norme internationale ISO 13473-l a été élaborée par le comité
technique ISO/TC 43, Acoustique, sous-comité SC 1, Bruit.
LIS0 13473 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre
général Caractérisation de la texture d’un revêtement de chaussée à partir
de relevés du profil:
- Partie 1: Détermination de la profondeur moyenne de la texture
- Partie 2: Terminologie relative à l’analyse du profil de texture du
revêtement.
- Partie 3: Spécifications et classification des profilomètres
Les annexes A a F de la présente partie de I’ISO 13473 sont données
uniquement a titre d’information.
0 ISO 1997
Droits de reproduction rbetvbs. Sauf prescription diffdrente, aucune partie de cette publi-
cation ne peut être reproduite ni utilisbe sous quelque forme que ce soit et par aucun pro-
C&M, Mctronique ou mbcanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans l’accord
bit de Mditeur.
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@ ISO
Introduction
La texture de surface des chaussées est déterminante pour des facteurs tels que l’émission de
bruit provoquée par le contact pneumatiqueskhaussée, le frottement entre les pneumatiques et la
chaussée, la résistance au roulement et l’usure des pneumatiques. Des méthodes fiables de
mesurage de cette texture de surface sont donc indispensables.
La méthode dite (4 de la tache de sable >>, ou plus généralement la méthode << volumétrique à la
tache »(voir article 3) a été utilisée dans le monde entier pendant des années pour obtenir une
mesure simple et unique de la texture de surface. Elle se fonde sur un volume donné de sable ou
de microbilles de verre, répandu sur une surface. Le matériau est distribué de façon à former une
tache circulaire dont le diamètre est mesuré. En divisant le volume du matériau ainsi réparti par la
superficie couverte, on obtient une valeur qui représente la profondeur moyenne de la couche de
sable -ou de microbilles de verre, c’est-à-dire, la profondeur moyenne de texture. Cette méthode a
été normalisée dans I’ISO 10844 afin de délimiter la texture des surfaces de référence utilisées
lors des essais sur le bruit émis par les véhicules routiers.
La méthode volumétrique à la tache n’est pas très précise. Elle dépend de l’opérateur et ne peut
être utilisée que pour des surfaces qui sont partiellement ou entièrement fermées à la circulation.
Elle n’est donc pas très pratique à mettre en oeuvre quand il s’agit d’ausculter le réseau routier.
Parallèlement à la mise au point de techniques de profil utilisant des capteurs sans contact, il est
devenu possible de remplacer les mesures effectuées par cette méthode volumétrique par celles
obtenues à partir des relevés de profil. Plusieurs de ces techniques très différentes les unes des
autres ont été utilisées pour calculer les << estimateurs de profondeurs moyennes de texture »;
beaucoup ont été concluantes, mais on n’a pas pu établir de comparaisons entre les valeurs
obtenues, bien qu’individuellement, ces techniques donnent généralement de bons coefficients de
corrélation avec les mesures effectuées par la méthode volumétrique.
II est donc important d’avoir une méthode normalisée qui permette de mesurer la profondeur de
texture par une technique plus moderne, plus sûre et plus économique que la méthode
volumétrique traditionnelle et qui donnerait des valeurs directement compatibles tant avec les
valeurs volumétriques obtenues qu’entre les différents équipements.
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ISO 13473-l : 1997(F)
NORME INTERNATIONALE @ ISO
Caractérisation de la texture d’un revêtement de chaussée à
partir de relevés de profil -
Partie 1:
Détermination de la profondeur moyenne de la texture
1 Domaine d’application
La présente partie de NS0 13473 décrit une méthode pour la détermination de la profondeur
moyenne de la macrotexture de la surface d’un revêtement (voir article 3) en mesurant la courbe
de profil de cette surface et en calculant la profondeur de texture à partir de ce profil. Cette
technique est conçue pour fournir une valeur de la profondeur moyenne de la macrotexture du
revêtement uniquement et est supposée insensible à la microtexture et à l’uni du revêtement.
L’objectif de la présente partie de I’ISO 13473 est de proposer une procédure reconnue à
l’échelon international permettant de déterminer la profondeur de texture de la surface d’un
revêtement qui soit une alternative à la méthode volumétrique traditionnelle à la tache (qui utilise
généralement du sable ou des microbilles de verre) et qui donne des valeurs de texture
comparables.
La série des normes ISO 13473 a été préparée pour répondre à un besoin identifié au moment de
l’élaboration de la norme décrivant les spécifications des surfaces d’essai pour le mesurage du
bruit émis par les véhicules routiers (ISO 10844). Les mesurages de la profondeur de la
macrotexture, conformément à cette norme internationale ne conviennent généralement pas pour
spécifier des conditions d’essai relatives aux mesurages du bruit occasionné par les véhicules ou
le trafic routiers, mais ont restreint ses applications sous forme d’un supplément, en liaison avec
d’autres moyens à mettre en oeuvre pour spécifier une surface.
II convient d’utiliser la présente méthode d’essai pour déterminer la profondeur moyenne du profil
de la surface d’un revêtement. Cette profondeur moyenne du profil peut être transformée en
valeur permettant d’évaluer la profondeur de la macrotexture selon la méthode volumétrique à la
tache. Elle est applicable soit pour des essais sur le terrain, soit pour des essais en laboratoire sur
des échantillons de revêtement. Quand on combine les valeurs de la profondeur de la
macrotexture obtenues par la présente méthode à d’autres essais physiques, on peut les utiliser
pour évaluer les caractéristiques de résistance au dérapage du revêtement (voir [l] dans l’annexe
F), estimer les caractéristiques du bruit (voir, par exemple, ISO 10844) et la justesse de l’utilisation
des matériaux de pavage ou des techniques de finissage.
Cette méthode ainsi que d’autres mesurages comme les mesurages de la porosité ou de la
microtexture, quand il est possible de les effectuer, peuvent également servir à déterminer la
qualité des revêtements.
La forme, la taille et la distribution des particules de granulats du revêtement sont des
caractéristiques de l’état de surface qui ne sont pas traitées dans la présente norme. Cette
méthode n’a pas pour objectif de déterminer toutes les caractéristiques de la texture de surface
d’un revêtement. II convient notamment de rester prudent dans l’interprétation des résultats si on
applique cette méthode à des surfaces poreuses ou striées (voir annexe B).
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NOTE 1 D’autres Normes internationales traitant de méthodes de mesurage de profils de
surface s’appliquent, par exemple ISO 468, ISO 1878, ISO 1879, ISO 1880, ISO 3274, ISO
4287 et ISO 4288 (voir l’annexe F). Bien que cela ne soit pas clairement indiqué dans celles-
ci, elles sont principalement utilisées pour le mesurage de surface finie (microtexture), de
surfaces métalliques et ne s’appliquent pas aux chaussées. La présente partie de I’ISO
13473 est adaptée au mesurage des revêtements de chaussée et n’est pas destinée à
d’autres applications.
2
Référence normative
La norme suivante contient des dispositions qui’ par suite de la référence qui en est faite,
constituent des dispositions valables pour la présente partie de I’ISO 13473. Au moment de la
publication, l’édition indiquée était en vigueur. Toute norme est sujette à révision et les parties
prenantes des accords fondés sur la présente partie de I’ISO 13473 sont invitées à rechercher la
possibilité d’appliquer l’édition la plus récente de la norme indiquée ci-après. Les membres de la
CEI et de I’ISO possèdent le registre des Normes internationales en vigueur à un moment donné.
- Spécification des surfaces d’essai pour le mesurage du bruit émis
ISO 10844: 1994, Acoustique
par les véhicules routiers.
3 Définitions
Pour les besoins de la présente partie de I’ISO 13473, les définitions suivantes s’appliquent.
31 texture: Écart entre la surface du revêtement et une surface plane compris dans un
domaine de longueurs d’ondes défini en 3.4.
32 profil: Représentation bidimensionnelle d’une surface. Le profil d’une surface se crée si un
capteur, comme la pointe d’une aiguille ou un rayon laser, est en contact ou éclaire d’une manière
continue une surface pendant l’exploration de cette surface. (Voir figure A.1 .)
Le profil d’une surface est décrit à l’aide de deux coordonnées : une parallèlement à la surface
plane, appelée distance et l’autre perpendiculairement à cette même surface, appelée amplitude.
(Voir figure A.1 .) La distance peut être longitudinale ou latérale (transversale) par rapport au sens
de circulation d’une chaussée, ou prendre n’importe quelle direction entre ces deux axes. Dans
une analyse de Fourier, la courbe du profil peut être représentée mathématiquement par une suite
de coefficients de la série de Fourier combinés à des courbes sinusoïdales ayant des fréquences
et longueurs d’ondes définies.
longueur d’onde de la texture: Distance (minimale) entre des portions de courbe
33
répétées à intervalles périodiques. Pour des profils de surface courants, un profil analysé à partir
des données de Fourier montre une distribution continue dans le domaine des longueurs d’ondes
ou des fréquences spatiales.
Dans la présente partie de I’ISO 13473, le terme longueur d’onde de la texture (unité: m ou mm)
est utilisé pour décrire les longueurs d’onde d’un profil relevées sur une chaussée (voir figure A.1).
NOTE 2 Le terme longueur d’onde a depuis toujours été utilisé surtout dans le domaine de
l’acoustique (pour les ondes sonores) ainsi que dans le domaine technique (pour des
signaux électriques ou des ondes électromagnétiques). Dans la mesure où le terme
longueur d’onde n’est pas tres habituel en matière de revêtement, mais où l’usage de
signaux électriques dans l’analyse des profils de surfaces routières reste malgré tout très
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<< longueur d’onde de la texture >> a été introduit ici. On appelle fréguence
fréquent, le terme
s@a/e l’inverse de la longueur d’onde de texture (unité: m-l ou cycle/m). Quand elle est
multipliée par le facteur 2n;, on parle de constante de longueur d’onde (unité: rad/m).
3.4 Différentes catégories de texture
3.4.1 macrotexture: Écart entre la surface du revêtement et une surface plane vraie dont les
dimensions caractéristiques le long de la surface sont comprises entre 05 mm à 50 mm (cet écart
correspond à des longueurs d’onde de la texture à bandes de tiers d’octave qui incluent des
longueurs d’onde centrales de 05 mm a 50 mm).
Voir figure A.2 pour avoir une illustration des différentes catégories de texture.
NOTE 3 Les amplitudes de pic à pic se situent normalement entre 0,l mm et 20 mm. Cette
catégorie de texture donne des longueurs d’onde du même ordre de grandeur que des
pavés de gomme de la bande de roulement des pneumatiques qui interviennent dans le
contact pneumatiqueskhaussées. Les surfaces sont généralement conçues avec une
macrotexture définie de façon à obtenir un bon drainage de l’eau à l’interface
pneumatiquekhaussée. On obtient la macrotexture en faisant un dosage approprié des
gravillons et du mortier du revêtement ou en utilisant des techniques de finition de surface.
3.4.2 microtexture: Écart entre la surface du revêtement et une surface plane vraie dont les
dimensions caractéristiques le long de la surface sont inférieures à 5 mm (cet écart correspond à
des longueurs d’onde de la texture à bandes de tiers d’octave qui incluent des longueurs d’onde
centrales de 0,4 mm).
NOTE 4 Les amplitudes de pic à pic se situent généralement entre 0,l mm et 20 mm.
Cette catégorie de texture rend la surface plus ou moins dure mais elle est généralement
trop petite pour être observée à l’oeil nu. Elle est obtenue grâce aux caractéristiques de
surface (arêtes vives et dures) de chaque gravillon ou particule du revêtement qui est en
contact direct avec les pneumatiques.
3.4.3 mégatexture: Écart entre la surface du revêtement et une surface plane vraie dont les
dimensions caractéristiques sont comprises entre 50 mm et 500 mm le long de la surface (cet
écart correspond a des longueurs d’onde de la texture à bandes de tiers d’octave qui incluent les
longueurs d’onde centrales de 63 mm à 500 mm).
NOTE 5 Les amplitudes de pic à pic se situent généralement entre 0,l mm et 50 mm.
Cette catégorie de texture donne des longueurs d’ondes du même ordre de grandeur que
l’aire de contact pneumatiqueskhaussées et est souvent le résultat des fondrières et des
44 ondulations >>. II s’agit généralement d’une caractéristique ou d’une conséquence d’une
altération involontaire des surfaces. Des caractéristiques de chaussée de longueurs d’onde
supérieures à 0,5 m sont considérées comme étant supérieures à celles de la texture et sont
désignées sous le terme mauvais uni de surface.
3.4.4 mauvais uni de surface: Écart entre le revêtement d’une surface et une surface plane
vraie dont les dimensions caractéristiques sont comprises entre 0,5 m et 50 m le long de la
surface (cet écart correspond à des longueurs d’ondes à bandes de tiers d’octaves qui incluent les
longueurs d’onde centrales de 0,63 m a 50 m).
NOTE 6 Le mauvais uni est une sorte de rugosité de surface qui, en provoquant des
vibrations, altère le confort des conducteurs et la tenue de route du véhicule.
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3.5 Mesurage de la profondeur de texture
3.5.1 profondeur de texture, TD: En représentation tridimensionnelle, distance entre la surface
et un plan passant par le sommet des trois plus hautes aspérités d’une surface qui soit du même
ordre de grandeur que celle sur laquelle se produit le contact route/pneumatiques (voir figure A.3).
3.5.2 profondeur moyenne de texture, MTD: Profondeur de texture obtenue grâce à la
methode volumétrique.
NOTE 7 Lorsqu’on applique la 4~ méthode volumétrique à la tache >> (voir 3.7), le << plan )>
est, dans la pratique, déterminé par le point de contact entre un patin en caoutchouc et la
surface quand on frotte I’embase en caoutchouc du patin sur la superficie concernée. Dans
ce cas, la profondeur de texture que l’on obtient n’est pas, à proprement parler, calculée à
>>, mais plutôt à partir d’une surface quelconque peu incurvée et très
partir d’un (4 plan
difficile a définir.
3.5.3 profondeur du profil, PD: En représentation bidimensionnelle, c’est-à-dire lors de
l’analyse du profil, sur une distance longitudinale/latérale définie de la longueur de la superficie sur
laquelle se produit le contact route/pneumatiques, la différence entre le profil et une ligne
horizontale passant par le sommet de la plus haute aspérité du profil (voir figure A.4).
3.5.4 profondeur moyenne du profil, MPD: Valeur moyenne de la profondeur du profil sur une
distance définie (ligne de base) (voir figure A.4).
3.5.5 profondeur de texture équivalente, ETD: Terme employé quand on utilise la profondeur
moyenne du profil (MPD) pour évaluer la profondeur moyenne de texture moyenne (MTD) en
recourant à une équation de transformation.
spectre de la texture: Spectre obtenu après avoir analysé la courbe d’un profil en utilisant
36
soit la technique de Fourier, soit des procédés de filtrage équivalents afin de déterminer
l’amplitude de ses composantes spectrales (longueurs d’onde et fréquences spatiales).
37 méthode volumétrique à la tache: La méthode dite 44 de la tache de sable >> se fonde sur
un volume donné de sable qui est répandu sur une surface. Le sable est réparti à l’aide d’un patin
en caoutchouc de façon à former une tache à peu près circulaire dont le diamètre est mesuré. En
divisant le volume de sable par la superficie couverte, on obtient une valeur qui représente la
hauteur moyenne de la couche, c’est-à-dire la << profondeur de texture moyenne >>.
La méthode volumétrique à la tache est décrite dans l’annexe A de I’ISO 10844:1994. Cette
méthode se fonde sur l’utilisation de sphères de verre.
NOTE 8
Les matériaux utilisés dans la méthode volumétrique à la tache ne sont pas
uniquement le sable ou les sphères de verre mais aussi parfois du mastic ou de la graisse.
De tels matériaux ont pourtant certains inconvénients et seules les sphères ont été retenues
par les normes internationales. Le mesurage de la profondeur de texture moyenne estimée
se fonde donc sur l’utilisation de sphères de verre.
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38 méthode profilométrique: Méthode par laquelle on obtient le profil de la surface suivant
une génératrice est obtenu dans le but de traitements particuliers. Les données recueillies sont
utilisées pour le calcul de mesures définies mathématiquement. Dans certains cas, le profil est
enregistré pour être analysé ultérieurement. II peut également être utilisé pour des calculs en
temps réel.
4
Surfaces d’essai
4.1 État de la surface
Les mesurages ne doivent pas être effectués sous la pluie ni sous la neige. La surface doit être
sèche lors du mesurage sauf si il est établi que le matériel utilisé fonctionne tout aussi bien sur
surface sèche que sur surface humide. La surface doit être en outre nettoyée et débarrassée de
tout élément parasite.
NOTE 10 Pour les routes ouvertes à la circulation, la texture varie au sein du revêtement.
Dans ce cas, l’emplacement transversal du mesurage sera généralement déterminé en
fonction de l’usage prévu des données.
4.2 Nombre de données à collecter par tronçon d’essais effectués sur le terrain
Dans l’absolu, il est recommandé que les mesurages et les calculs soient effectués le long de
toute la section assayée, par exemple si un profil est examiné longitudinalement par rapport à la
section d’essai, il convient d’utiliser si possible 100 % de la ligne mesurée.
Bien qu’un mesurage complet soit souhaitable, la longueur minimale de mesurage à appliquer est
la suivante:
10 profils distribués de façon régulière par tronçon d’essai de 100 m, chacun d’entre eux ne
devant pas être inférieur à 100 mm.
Malgré tout, dans le cas d’un tronçon d’essai uniforme, un total de 16 profils distribués de façon
régulière suffira quelle que soit la longueur de la coupe d’essai.
Si l’on caractérise un long tronçon à partir de longueurs d’échantillons relativement courtes, il est
important de s’assurer que la texture est suffisamment homogène pour donner une mesure
représentative. L’utilisateur doit faire appel à son propre jugement pour déterminer le nombre
nécessaire d’échantillons a prélever pour mettre en évidence les caractéristiques d’un revêtement
non homogène.
Dans le cas de surfaces qui ont des textures périodiques, par exemple les surfaces striées ou
rainurées, il convient que la longueur totale englobe au moins 10 périodes de la texture en plus
des conditions requises sus-citées.
NOTE II Les longueurs minimales précitées ne sont pas appropriées si la courbe du profil
est également utilisée pour l’analyse du spectre de la texture.
4.3 Nombre de données à collecter par échantillon de laboratoire
Les échantillons de laboratoire sont généralement des carottes circulaires et des plaques
rectangulaires. Ils peuvent être directement prélevés à partir d’une surface routière ou d’une
aérosurface, qui sont soit créées en laboratoire soit reproduites à partir de moules faits sur des
sites réels.
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Lorsqu’on effectue un mesurage à partir d’un échantillon de laboratoire, il convient de veiller à ce
que l’effet de bord de l’échantillon n’altère pas le mesurage.
Les conditions suivantes doivent être respectées pour que les mesures obtenues par le mesurage
soient les plus représentatives d’un véritable site d’essai:
Les mesurages doivent englober au moins 10 profils (au total), distribués de façon régulière
sur les échantillons d’essai (voir ci-dessous); chaque profil doit être mesuré sur une longueur
d’au moins 100 mm et ne doit pas faire partie d’un autre profil.
Les carottes, les plaques ou les moulages doivent être prélevés à quatre endroits différents au
moins et répartis a des intervalles réguliers sur la longueur du site (voir également note II).
II est recommandé que les carottes aient un diamètre supérieur ou égal à 150 mm, mais les
carottes de 100 mm de diamètre (approximativement) sont acceptées. Le mesurage permettant
de calculer la longueur requise de ligne de base doit être effectué sur chaque carotte. II est
recommandé d’effectuer jusqu’à quatre mesurages distincts dans différentes directions sur les
carottes dont le diamètre est supérieur ou égal à 150 mm. Si le diamètre de la carotte ne permet
pas d’effectuer des mesurages en droite ligne de la longueur requise d’un côté à l’autre de la
carotte, il convient de faire pivoter la carotte au-dessous du palpeur (ou vice versa) et d’effectuer
le mesurage en décrivant un cercle autour du centre de la carotte. Ces cercles doivent avoir un
diamètre d’au moins 32 mm (de façon à obtenir 100 mm par rotation).
Les dimensions des échantillons rectangulaires sont souvent supérieures à celle d’une carotte
classique. Dans ce cas, le mesurage de chaque profil doit être réparti de façon régulière.
NOTE 12 Les mesurages effectués sur des échantillons de laboratoire peuvent avoir
différents objectifs. Cela signifie donc qu’il est difficile de fixer les conditions générales
minimales requises. Les spécifications sus-citées supposent que l’objectif à atteindre est
d’obtenir des valeurs qui soient relativement représentatives du revêtement.
5 Instruments de mesure
5.1 Instruments - Généralités
On doit utiliser un profilomètre qui produit un signal électrique proportionnel à la distance qui
sépare le plan de référence du capteur de l’emplacement sur la surface à mesurer. Le capteur doit
être, par exemple, du type mécanique, acoustique ou électro-optique ou être une caméra vidéo.
La puissance électrique finale doit être reliée de façon linéaire au profil de la texture soit en
réalisant un petit montage soit en utilisant un logiciel, si nécessaire. La méthode du profilomètre
doit également permettre de déplacer le capteur le long et en travers de la surface à une distance
(verticale) qui doit être absolument constante sur une longueur du profil au moins. On ne tient pas
compte de cette exigence quand le profil est obtenu par une autre technique, notamment par
découpage optique.
La résolution verticale du profil doit être supérieure à 0,05 mm et la distance de mesurage d’au
moins 20 mm (dans le cas d’une surface plus lisse, on peut utiliser une distance de mesurage plus
courte). Une distance de mesurage plus grande doit être normalement utilisée quand il s’agit de
capteurs montés sur un support mobile pour leur permettre de se déplacer.
5.2 Résolution horizontale
Dans le cas d’une méthode sans contact qui utilise un laser ou tout autre système électro-optique
ou encore un capteur fonctionnant sur le principe de la transmission acoustique des données, le
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point d’émission doit être tel, que son diamètre moyen sur la surface routière ne soit pas supérieur
à 1 mm (moitié d’impulsion).
Si on utilise un appareil de découpage optique, la bande de lumière projetée doit être
suffisamment perçante pour donner une nuance claire/foncée de 1 mm.
Dans le cas d’une méthode de contact qui utilise une aiguille par exemple, la partie en contact
avec la surface doit avoir une pointe de diamètre ne dépassant pas 1 mm dans son sens le plus
large et sur une distance d’au moins 1 mm. Les forces de contact ne doivent pas être assez
élevées pour provoquer une pénétration ou une destruction de la texture de surface. On constate
qu’il y a eu destruction quand on observe une trace clairement visible à l’endroit où s’est produit le
contact.
L’intervalle d’échantillonnage ne doit pas être supérieur à 1 mm.
Si on utilise la courbe du profil pour une analyse spectrale, les variations des intervalles
d’échantillonnage ne doivent pas être supérieures à =tIO %. Une plus grande variation altérerait
l’exigence de 5.3 pour maintenir constante la vitesse.
5.3 Vitesse de mesurage
La vitesse à laquelle le profil est exploré doit permettre de respecter les exigences concernant
l’échantillonnage et les largeurs de bandes. Cela s’applique aux profilomètres aussi bien mobiles
qu’immobiles. Pourtant, il est à noter que la vitesse de mesurage peut influencer l’échelle de
fréquence de n’importe quelle analyse spectrale. La relation est la suivante:
. . .
f = v.h-l
(1)
où
f est la fréquence sur l’échelle de l’analyse spectrale, en hertz;
v est la vitesse profilométrique, en mètres par seconde;
h est la longueur d’onde de la texture, en mètres.
Pour certains appareils, la vitesse peut influencer le bruit de fond dans la mesure où ce dernier
peut être plus important quand les fréquences sont plus élevées. En outre, selon la disposition de
l’échantillonnage et l’existence d’un filtre passe-bas, la vitesse peut avoir une influence sur la limite
minimale des longueurs d’ondes. Voir le dernier alinéa de 5.2 concernant les effets possibles dus
aux variations d’échantillonnage.
5.4 Alignement du capteur
Quand on utilise un capteur mécanique, l’angle de l’aiguille doit être au maximum de 30” par
rapport à la normale de la surface.
L’angle entre l’axe acoustique ou optique du rayonnement dirigé vers la surface et l’axe
acoustique ou optique du détecteur (rayonnement réfléchi) ne doit pas être supérieur à 30” (voir
figure 1). Des angles plus importants sous-estimeraient des textures très profondes. Le présent
paragraphe concerne également les appareils à découpage optique.
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s
3
3
0
%
Q
(b
E
0
2
mécaniques, a n’est pas applicable et p ne doit pas
NOTE Pour les appareils dépasser 30°.
Exigences en matière d’alignement des palpeurs sans contact
Figure 1 -
5.5 Largeur de bande du capteur et du système d’enregistrement
La largeur de bande du système qui permet de recueillir toutes les informations doit être conforme
aux exigences indiquées en 7.3 et 7.4, c’est-à-dire, la courbe de réponse doit être plate pour les
longueurs d’ondes de texture de 5 mm à 50 mm et les composantes du spectre qui ont des
longueurs d’onde comprises entre 2,5 mm et 100 mm doivent être réduites de façon significative.
NOTES
13 II convient de vérifier que la largeur de bande n’excède pas le domaine indiqué en
utilisant des surfaces usinées pour simuler une texture de profil défini. Dans le cas des
appareils mobiles, on peut faire pivoter ces surfaces (disques ou tambours) en dessous du
capteur, qui reste donc immobile.
14 C’est volontairement que, dans ce cas précis, la limite inférieure des longueurs d’ondes
de la texture ne correspond pas à la définition de la macrotexture exposée en 3.4.1 car
a) dans une certaine mesure, cela rejoint les effets d’enveloppement créés par des surfaces
de caoutchouc, telles qu’un pneumatique;
b) les longueurs d’onde inférieures à 5 mm ne jouent pas un rôle déterminant dans les
calculs de MPD ou ETD;
c) beaucoup de profilomètres ne sont pas très efficaces quand il s’agit d’étudier ce domaine;
d) ils donnent en outre, avec des limites de longueurs d’onde de 5 mm, des valeurs plus
uniformes qui sont moins influencées par des erreurs transitoires par exemple.
5.6 Étalonnage
L’étalonnage doit être réalisé grâce à une surface spéciale d’étalonnage ayant un profil défini.
L’écart vertical maximal de l’étalonnage par rapport au profil théorique doit être de 0,05 mm.
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La procédure d’étalonnage doit être établie de
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