L’expérience et la pratique des revêtements et ouvrages linéaires en béton a permis de fixer les règles principales suivantes :

• espacement maximum des joints : moins de 25 fois l’épaisseur de la dalle (soit par exemple 3 m pour une dalle de 12 cm, 5 m pour une dalle de 25 cm) ;
• espacement minimum des joints : 1,5 m ;
• angles de coins de dalle inférieur ou égal à 75°

Les variations de température de l’air ambiant, des différentes couches de chaussée et du massif support, conduisent à des gradients thermiques dans toutes les couches et notamment dans le revêtement en béton : la température du haut de la dalle est différente de celle du bas. Il en résulte, en raison des dilatations différentes, des déformations des dalles : lorsque le haut est plus chaud que le bas, gradient dit « positif », la dalle se déforme en « édredon » ; vise versa, gradient dit « négatif », elle se déforme en « coupelle ».
Dans le second cas, le poids de la dalle tend à abaisser les coins : la surface de la dalle est tendue et le bas de la dalle comprimé ; si une charge lourde circule à ce moment là, la compression due à la charge réduit la tension de surface et la tension sous la charge est réduite de la compression préexistante. Dans cette situation, la charge « consomme » moins le capital « fatigue » du revêtement.
Au contraire, dans le premier cas, le haut de la dalle est comprimé et le bas tendu : au passage d’une charge, la tension qu’elle provoque en bas de couche s’ajoute à la tension due au gradient positif. Cette tension est proportionnelle à l’intensité du gradient mais dépend aussi des dimensions de la dalle relativement à son épaisseur. Il a été défini une « longueur critique » de dalle au-delà de laquelle des fissures systématiques apparaissent au passage répété des charges lourdes (3).
La Figure 107 montre les déformations et les contraintes dans des dalles de différentes longueurs soumises à un gradient thermique élevé : la longueur critique, ℓcrit., définie par Joseph EISENMANN comme celle qui maximalise la tension au centre du dessous de la dalle, se calcule par la formule :

A constante numérique dépendant de la forme de la dalle,
e épaisseur en mètre,
α coefficient de dilatation thermique °C-1
g gradient thermique en °C/cm,
E module élastique du béton en MPa.

Pour protéger le revêtement de l’effet négatif du passage des charges lourdes lorsque le gradient thermique est fortement positif (journées très ensoleillées), il est préférable que la longueur des dalles soit inférieure à cette longueur critique (schéma gauche de la figure). Les calculs de longueur critique réalisés pour des gradients fréquents, les bétons utilisés et les épaisseurs courantes en France, conduisent à des valeurs de 20 à 40 fois l’épaisseur ; un compromis a été trouvé pour fixer la règle à 25.

Pourquoi plus de 1,5 m ?

On considère qu’une dalle dont la longueur (dimension parallèle à l’axe de la chaussée) serait inférieure à 1,5 m et dont la largeur est celle de la voie (3,5 à 4 m) ne fonctionnerait plus en dalle mais en poutre, et ne résisterait plus assez au passage des charges lourdes en se rompant « longitudinalement ».

Pourquoi éviter les angles aigus ?

Comme indiqué plus haut, les gradients thermiques négatifs sont nettement moins dangereux que les positifs à l’exception notable des bords de dalles : la dalle se déformant en coupelle, les bords se relèvent et une partie de la dalle fonctionne en « console ». Cette situation se produit aux bords libres (limites latérales du revêtement) et aux joints transversaux dont le transfert de charge est faible. Le coin de dalle augmente la sensibilité aux gradients négatifs : la section résistante est la diagonale sous la charge ; cette section est d’autant plus faible que l’angle est aigu (Figure 108).