Les trottoirs perméables permettent à l’eau de s’infiltrer à travers des surfaces qui seraient normalement imperméables, telles que l’asphalte ou les parkings en béton de ciment Portland. (NCDENR, 2007) La pluie et la neige peuvent ensuite recharger la nappe phréatique, et l’air peut passer à travers pour nourrir les racines de l’herbe et des arbres. Les traitements de surface perméables réduisent le risque de ruissellement des eaux pluviales, retenant la sous-surface de l’eau lorsqu’elle s’infiltre progressivement dans le sol; le maintien des eaux pluviales dans de multiples vides d’air ou cellules contribue également au contrôle de la pollution par la dégradation des hydrocarbures en dioxyde de carbone et en eau, et la rétention des métaux dans la structure les empêche de pénétrer dans la nappe phréatique. (Hun-Dorris, 2005)

L’évaporation de l’eau à la surface ou sous la surface produit également un refroidissement de surface, par opposition au chauffage traditionnel des zones pavées. Ceci est particulièrement bénéfique dans les villes qui connaissent des températures extrêmement élevées en été – les températures traditionnelles « au sommet noir” peuvent rendre certains espaces publics inutilisables par temps plus chaud. (Hun-Dorris, 2005)

La conception des structures perméables comprend généralement une surface perméable telle que l’asphalte ou le béton de ciment Portland sur une base de fines, qui aident à filtrer l’eau, et du gravier uniformément classé, qui stocke l’eau lorsqu’elle s’infiltre dans le sol sous la structure. An uncompacted soil base is highly recommended, and construction practices which emphasize this are critical for groundwater recharge. (CRWA, 2008)

Les trottoirs perméables excellent dans les domaines suivants:

• résidentiel
• commercial

urbain

• industriel
• retrofit

Cependant, ils ne sont pas recommandés pour:

• autoroutes
• rues
• sites potentiels de déversement
• chargement lourd

Ces limitations sont dues au fait que, pour permettre le passage de l’eau, les trottoirs perméables ne sont pas conçus avec la capacité structurelle de supporter de lourdes charges (Pennsylvania Stormwater Management Manual, 2005).

Asphalte poreux

L’asphalte poreux, développé vers 1970, ressemble beaucoup à l’asphalte non poreux, sauf que les fines (sable très fin et poussière) ont été éliminées, laissant des vides d’air supplémentaires là où les fines auraient été. Cela laisse un espace pour que l’eau s’écoule et s’accumule. De gros agrégats sont également utilisés pour augmenter l’espace vide. L’asphalte est généralement conçu avec une petite quantité de vides d’air, généralement 4% du volume total du mélange, afin de permettre au liant de migrer un peu. Le liant reste un peu mou longtemps après la pose de la chaussée et se déplace un peu dans ces vides, ce qu’on appelle la migration. Il y avait des problèmes dans le passé avec l’asphalte poreux précoce, car le liant migrait dans les espaces vides supérieurs, bloquant la trajectoire de l’eau. Ceci a été amélioré avec l’utilisation d’additifs et de liants supplémentaires. (NCDENR, 2007; Hun-Dorris, 2005)

Des additifs et des liants supplémentaires sont souvent utilisés pour améliorer les caractéristiques de l’asphalte poreux. Les polymères empêchent le liant de migrer dans les espaces vides. Les fibres de renforcement des polymères aident à la cohésion du mélange. (Hun-Dorris, 2005)

L’apparence de l’asphalte poreux est sensiblement la même que celle de l’asphalte non poreux.

Béton poreux

Le béton poreux, tout comme l’asphalte poreux, a les fines éliminées afin de créer des vides. Il a également été développé dans les années 70. Le béton de ciment Portland (PCC) est généralement fabriqué avec des agrégats grossiers (gravier), des agrégats fins (sable), de l’eau, du ciment et des additifs facultatifs. Dans le béton perméable, les fines sont considérablement réduites ou entièrement éliminées. 15 à 25% d’espaces vides peuvent être atteints, avec un débit moyen d’environ 480 po / h. (Hun-Dorris, 2005) L’aspect du PCC poreux est généralement plus rugueux que non poreux.

La finition pendant le processus de construction peut créer une couche imperméable sur la surface et une attention particulière doit être accordée au processus pour éviter que cela ne se produise.

Pavés à béton

Les pavés de béton, ou blocs de pavés poreux, sont des unités d’emboîtement partiellement perméables. L’eau s’écoule à travers les zones entre chaque bloc. Ces espaces peuvent être remplis de gravier ou d’herbe, et offrent un drainage et une finition attrayante. Les taux d’infiltration ont tendance à être de 13 à 15% de l’eau de pluie totale (Hun-Dorris, 2005)

Les pavés sont généralement utilisés dans les zones à faible trafic, telles que les sentiers pédestres ou les allées.

Grille de renforcement de gazon

La grille de renforcement de gazon a de nombreux noms différents, y compris les géocellules en plastique et le gazon renforcé. Peu importe ce que vous appelez, la ceinture de renforcement offre plusieurs avantages. Les feuilles de cellules connectées stabilisent le sol, tout en maintenant le gravier en place ou en créant un espace pour la croissance de l’herbe. (Manuel de gestion des eaux pluviales de Pennsylvanie, 2005)

Gazon renforcé généralement utilisé dans les allées piétonnes, les voies d’accès d’urgence, les sentiers et les parkings auxiliaires.

Autres trottoirs perméables

Les autres trottoirs perméables comprennent les terrasses, les agrégats à gradation ouverte et les matériaux de pavage souples tels que le paillis de bois.

Ponts

Les ponts permettent de marcher facilement dans des zones marécageuses ou sablonneuses tout en créant des structures à très faible impact environnemental. Les structures en bois sont également d’aspect naturel et esthétiques.

Agrégat gradué ouvert

Les agrégats à gradation ouverte sont lavés pour éliminer les fines et sont généralement constitués de pièces angulaires de taille unique. Cela permet un faible tassement et des espaces vides peuvent constituer jusqu’à 40% du matériau. L’agrégat à gradation ouverte est extrêmement perméable. Ce type de base a une forte tendance à se séparer et des mesures doivent être prises par la production, le transport et le placement pour compenser cette tendance. Le mouillage régulier de la pierre à travers les processus de pose et de compactage maintient le matériau plus stable.

Matériaux de pavage souples

Les matériaux de pavage souples, tels que le paillis de bois et les coquilles broyées, sont généralement utilisés pour la circulation piétonne. Des espaces vides élevés permettent une bonne perméabilité, et de tels matériaux ont tendance à offrir de grands avantages esthétiques.

Gazon artificiel

Le gazon artificiel est généralement la couche supérieure d’une ou plusieurs autres couches perméables, telles que des agrégats à gradation ouverte. Le gazon artificiel est déployé en grandes feuilles (voir photos suivantes) et épinglé à la sous-couche. Les coutures entre les longueurs de gazon sont cousues. Le gazon artificiel dure généralement de 12 à 15 ans. Dans la région de Seattle, Marymoor playfield a une surface de gazon artificiel de plus de 6 pouces de base à gradation ouverte et une couche de 2 pouces d’épaisseur de parcours supérieur à gradation ouverte. Les tableaux d’analyse de la distribution du gravier figurent parmi les images ci-dessous.

Benefits

Permeable pavements offer many benefits, both aesthetic and practical. These include: (CRWA, 2008)

• Réduit le ruissellement des eaux pluviales, y compris la réduction de la température, du volume total de l’eau et du débit
• Traite le ruissellement de l’eau
• Augmente l’infiltration et la recharge des eaux souterraines
• Fournit un contrôle local des inondations
• Améliore la qualité des cours d’eau de surface locaux
• Réduit l’érosion des sols
• Réduit le besoin d’infrastructures d’eaux pluviales traditionnelles, ce qui peut réduire le coût global du projet
• Augmente la traction lorsqu’elle est mouillée
• Réduit les éclaboussures dans les zones à trafic
• Prolonge la durée de vie de la zone pavée dans les climats froids en raison de moins les craquelures et les flambements dus au cycle gel-dégel
• Réduisent la nécessité d’utiliser du sel et du sable pendant l’hiver, en raison du peu ou de l’absence de glace noire
• Nécessite moins de déneigement
• Réduit la pollution des eaux souterraines
• Crée des espaces verts (couvre-sol en herbe, ombre des auvents d’arbres, etc.)
• Offre un refroidissement par évaporation

Les revêtements poreux réduisent le volume des eaux pluviales, augmentent la recharge, contrôlent le débit de pointe et offrent une qualité d’eau de sortie élevée. Les polluants sont éliminés: les matières en suspension totales sont réduites de 85%, le NO3 de 30% et le phosphore total de 85%. (Pennsylvania Stormwater Management Manual, 2005)

Coût

Avec un système de chaussée perméable, les systèmes d’eaux pluviales traditionnels peuvent être réduits ou entièrement contournés. Cela peut réduire considérablement le coût du projet. Le coût dépend du système choisi et varie considérablement. Une voie de gravier agrégée lavée sera extrêmement peu coûteuse et sera perméable à raison de milliers de pouces par heure. (Hun-Dorris, 2005) Cependant, l’asphalte perméable est plus cher que l’asphalte traditionnel. Les spécificités du projet dictent également de manière significative le coût et doivent être considérées individuellement. (US EPA, 2000)

Quelques considérations de coût

(Pennsylvania Stormwater Management Manual, 2005)

• L’asphalte poreux, avec des additifs, a généralement un coût de 10 à 20 % plus élevé que l’asphalte standard sur une base unitaire.
• Le béton poreux en tant que matériau est généralement plus cher que l’asphalte et nécessite plus de main-d’œuvre et d’expérience pour l’installation en raison de contraintes matérielles spécifiques.
• Le coût des pavés poreux varie selon le type et le fabricant.

Conception

La conception des trottoirs perméables varie considérablement en raison de l’emplacement et des considérations de coût. Cependant, trois choses doivent être prises en compte quelle que soit la conception envisagée: Tenez compte de l’emplacement et des caractéristiques uniques, des codes locaux, etc. concevoir une structure rigoureuse et correcte et la construire correctement, en utilisant les meilleures pratiques de gestion largement disponibles. (Hun-Dorris, 2005) Notent que le sol sous la structure perméable de la chaussée doit permettre à l’eau accumulée de s’écouler, en veillant notamment à éviter le compactage. Il faut également veiller à ce que les débris s’évacuent de la structure perméable, dans toutes les directions, pour éviter que le colmatage ne devienne une nuisance.

Éléments de conception clés

(Manuel de gestion des eaux pluviales de Pennsylvanie, 2005)

• Surface à perméabilité significative (>8 ”par heure)
• Sous-base à gradation ouverte avec un espace vide minimal de 40% (généralement un agrégat lavé)
• Surface et lit de pierre adaptés aux charges de trafic de conception
• Sous-base non compactée – niveau
• Sous-tendu par un géotextile non tissé
• Fond de lit de niveau
• Généralement déconseillé pour les surfaces de circulation avec pente > 5%.
• Fournir un débordement positif des eaux pluviales des lits
• Ne pas placer le fond du lit sur un remblai compacté; remplir avec de la pierre, au besoin
• Protéger de la sédimentation pendant la construction
• Lit de ligne avec géotextile non tissé
• Fournir un réseau de tuyaux perforés le long du fond du lit pour la distribution
• Permettre un tampon de 3 pi entre le fond du lit et la nappe phréatique élevée saisonnière et de 2 pi pour le substrat rocheux
• Lorsque cela est possible, placer des lits d’infiltration sur des sols de montagne

Entretien

Un entretien régulier est recommandé pour les chaussées perméables. Cela peut inclure le réassemblage, la pose de gravier et d’autres petites réparations. Plus généralement, l’entretien d’une structure perméable fait référence au balayage sous vide, au lavage sous pression ou au soufflage d’air pour éliminer les débris. Il est recommandé de passer l’aspirateur. (Manuel de gestion des eaux pluviales de Pennsylvanie, 2005) Selon le site, cela peut avoir besoin de se produire 2 à 4 fois par an. Le balayage sous vide pour un stationnement d’un demi-acre peut coûter environ 400 à 500 $ par année. (CRWA, 2008)

Les préoccupations relatives au maintien de la chaussée perméable se limitent généralement à l’esthétique et à la prévention/réparation du colmatage. Une conception appropriée peut empêcher le colmatage, comme la conception pour le drainage loin de la section poreuse de la chaussée. Cela empêchera les débris de s’infiltrer sur la chaussée tout en permettant à la pluie de s’infiltrer dans le sol en contrebas.

Considérations d’entretien particulières

(Manuel de gestion des eaux pluviales de Pennsylvanie, 2005)

• Prévenir le colmatage de la surface de la chaussée avec des sédiments
  • Chaussée sous vide deux fois par an
  • Maintenir les zones plantées adjacentes à la chaussée
  • Nettoyer immédiatement tout sol déposé sur la chaussée
  • Ne pas permettre la mise en place de la construction, le stockage du sol / du paillis, etc. sur une surface de chaussée non protégée
  • Des entrées propres s’écoulant vers le lit souterrain deux fois par an
• Enlèvement de la neige / de la glace
  • Les systèmes de chaussée poreuse fonctionnent généralement mieux et nécessitent moins de traitement que les trottoirs standard
  • Ne pas appliquer d’abrasifs tels que du sable ou des cendres sur ou à proximité de la chaussée poreuse
  • Le déneigement est bon, mais doit être fait avec précaution (c.-à-d. la lame est légèrement plus haute que d’habitude)
  • L’application de sel est acceptable, bien que des dégivreurs plus respectueux de l’environnement soient préférables
• Réparations
  • La surface ne doit jamais être scellée
  • Zones endommagées de moins de 50 mètres carrés. FT. peut être réparé avec de l’asphalte poreux ou standard
  • Les surfaces plus grandes doivent être réparées avec un asphalte poreux approuvé

Entretien hivernal

L’entretien hivernal des chaussées perméables est plus simple que celui des chaussées typiques. Évitez d’utiliser des abrasifs, tels que du sable, sur ou à proximité de la chaussée poreuse. La rétention de chaleur dans le lit de pierre sous la chaussée a tendance à fournir une bonne fonte de la neige, ce qui réduit les problèmes de neige et de glace. Le déneigement peut être utilisé avec prudence, en plaçant la lame environ un pouce plus haut que la normale. Le sel peut être utilisé, cependant, les dégivreurs organiques non toxiques sont préférés, car l’eau contaminée ira directement à la nappe phréatique.

Réparations

La réparation de la structure de drainage est la plus prioritaire, afin de maintenir le fonctionnement du système tel qu’il a été conçu. Les réparations structurelles de la chaussée se limiteront principalement aux zones qui se sont installées sur des sols mous. Ces zones peuvent être rapiécées avec une chaussée standard ou perméable. Les nids-de-poule seront rarement un problème, en raison de l’absence de cycle gel-dégel comme dans les trottoirs typiques. Les manteaux de phoque ne doivent pas être utilisés, car ils annuleraient l’avantage d’une chaussée perméable.