Étude des causes de dégradation du marquage au sol sur les routes du Québec

RESUME : Les marquages longitudinaux sont composes de lignes et de symboles peints sur les routes. Ils ont pour but de guider les automobilistes de jour comme de nuit. Leur role est donc essentiel dans la securite routiere. C’est pourquoi de nouvelles normes ont ete mises en place par la Federal Highway Administration (FHWA) depuis 2010 aux Etats-Unis (des normes similaires existent au Quebec) concernant la signalisation routiere. Celles-ci imposent un seuil minimal de quantite de lumiere des phares des vehicules reflechie par le marquage (la retroreflexion) pour tous les type de marquages au sol afin de garantir une visibilite suffisante pour les usagers. Le ministere des transports du Quebec (MTQ) constate que, de nos jours, la peinture se deteriore de plus en plus rapidement, ce qui implique une repeinte plus frequente pour repondre aux criteres imposes par la norme. Apres avoir mene une etude sur les problemes similaires rencontres dans les administrations voisines du Quebec, le MTQ cherche a etablir les principaux facteurs pouvant influencer la perte de qualite du marquage : c’est l’objectif de ce projet. Pour repondre a cette question, le ministere a fourni des donnees qu'il dispose pour certaines routes du Quebec : - les caracteristiques des routes (âge du revetement de la chaussee, type de route, type de revetement, milieu, debit journalier moyen annuel de vehicules, vitesse limite, type de marquage, couleur du marquage) ; - le taux de presence du marquage (appele durabilite) ; - la retroreflexion du marquage ; - des informations concernant le deneigement (nombre de passages des deneigeuses, quantite de materiaux utilises, pluie et neige tombee) ; - les temperatures, completees par les donnees publiques d’Environnement Canada. Une fois les donnees recensees et structurees dans une base de donnees, des indicateurs ont ete crees et les variations de durabilite et de retroreflexion ont ete calculees pour determiner une correlation entre les indicateurs et la perte de qualite du marquage. L’outil qui a ete utilise est la regression lineaire multiple. Un procede iteratif a permis de trouver les variables correlees a la variation de durabilite et de retroreflexion du marquage. Nous avons remarque que les pertes de retroreflexion et de durabilite sont fortement non-lineaires, ce qui signifie que plus ses valeurs initiales sont hautes, plus la perte est grande. Les causes de deterioration se classent en trois grandes categories : - les caracteristiques de la chaussee : les marquages a base de peinture a l’eau s’effacent plus vite que les autres. De meme, l’âge du revetement sur lequel est pose le marquage a un impact sur la perte de qualite.-l’environnement, avec l’hiver et l’entretien hivernal : il semble evident que le passage des deneigeuses avec le versoir au sol, les abrasifs utilises pour empecher la neige de tenir sur la chaussee et ameliorer l’adherence des vehicules et les variations de temperatures au-dessus et en dessous du zero contribuent a la deterioration du marquage. Cependant, l’etude montre que les chutes de neige importantes et le sel depose en abondance pourraient avoir un effet protecteur sur le marquage. - la circulation : les conclusions sont plus limitees dans ce cas. La quantite de vehicules semble avoir un impact negatif sur le marquage, mais cela n'est significatif que dans un des modeles. Toutefois, l’analyse est limitee par le faible nombre d’enregistrements, ce qui a pour effet de rendre les modeles obtenus peu robustes. L’ajout ou le retrait d’un indicateur modifie grandement les resultats. L’ideal serait de collecter plus d’enregistrements, sur une periode de temps et une zone d’etude plus larges, quitte a devoir diminuer le nombre de parametres explicatifs disponibles pour l’ensemble des observations.----------ABSTRACT : Pavement marking consists in painted lines and symbols on roads. They are intended to guide motorists during day and night, and as a result their role is essential in road safety. That is why new standards are implemented by the Federal Highway Administration since 2010 in the USA about road safety (similar ones are used in Quebec). These require a minimum amount of light reflected from the headlights, called retroreflectivity, for all types of pavement markings to ensure adequate visibility for users. Nowadays, the Quebec Ministry of Transportation (MTQ) finds that the pavement markings deteriorate more quickly, which means more frequent repaint to meet the criteria imposed by the standard. After conducting a literature review and survey of jurisdictions with similar issues, the MTQ desires to find the main factors influencing the degradation of pavement marking. To answer to this question, the MTQ provided the following data for a subset of the provincial road network: - road characteristics (age of pavement, road type, type of coating, environment, annual average daily traffic, speed limit, type of pavement marking material, pavement marking color); - the proportion of pavement marking product left (called durability in Quebec); - the pavement marking retroreflectivity; - information about winter maintenance (snowplows runs, amount of materials used, rain and snowfall); -temperatures, obtained from Environment Canada. Once the data sources were identified and the datasets integrated into one database, indicators were created, and durability and retroreflectivity variation were calculated to determinate a correlation between indicators and loss of pavement marking quality. The multiple linear regression was used in an iterative process to find good explanatory models. The first findings of this study are that the losses of durability and retroreflectivity are highly non-linear: the higher the initial value, the higher the loss. Causes of deterioration can be divided in three classes: - road characteristics: water paint deteriorates faster than others. Similarly, the age of the pavement has an impact on degradation; - the environment, with the winter maintenance activities: as expected, snowplows traffic, abrasives used to melt snow and ensure vehicle adherence and temperature variation above and below the zero contribute to the pavement marking deterioration. Nevertheless, the study shows that heavy snowfall and salting in abundance may have a protect effect in the marking; - road traffic: conclusions are more limited in this case. The amount of vehicles seems to have a negative impact on the marking, but it only appears in one of the models. However, the analysis is limited by the small number of records, which has the effect of making the models obtained unstable. The addition or removal of an indicator greatly alters the results. Future work should rely on a data collection over a longer time period and a larger area of interest, even if it means some explanatory variables may not be available for the whole dataset.

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