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MINISTÈRE DE L'AMÉNAGEMENif DU TERRITOIRE DE L'ÉOUIPEMENT, DU LOGEMENT HDU TOURISME LABORAHIIRES DES PONTS ET CHAUSSÉES Rapport de recherche 1N0 33 Compactage des terrassements P. CHAIGNE J.OCZKOWSKI Mars 1974 * * . Compactage en grande épaisseur · au moyen de rouleaux à cyl'indres vibrants lourds et d'un compacteur à pneus lour:d R. FRANCESCHINA G. MOREL A. QUIBEL .

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MINISTÈRE DE L'AMÉNAGEMENif DU TERRITOIRE DE L'ÉOUIPEMENT, DU LOGEMENT HDU TOURISME

LABORAHIIRES DES PONTS ET CHAUSSÉES

Rapport de recherche 1N0 33

Compactage des terrassements

P. CHAIGNE

J.OCZKOWSKI

Mars 1974

* * . Compactage en grande épaisseur ·

au moyen de rouleaux à cyl'indres vibrants lourds

et d'un compacteur à pneus lour:d

R. FRANCESCHINA

G. MOREL

A. QUIBEL .

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Compactage des terrassements .

* * Compactage en grande épaisseur au moyen de rouleaux

à cylindres vibrants lourds et d'un compacteur à pneus lourd

P. CHAIGNE

J. OCZKOWSKI

Section de Géotechnique routière et terrassements

Département de géotechnique

Laboratoire central des Ponts et chaussées

R. FRANCESCHINA

G. MOREL

A. QUIBEL

Centre d'expérimentations routières

CETE de Rouen

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Sommaire

Résumé enfrançais

Préambule

. Chapitre

Chapitre Il

Chapitre III

Chapitre IV

Chapitre V

Chapitre VI

Chapitre VII

1 ntroduction

Conditions générales d'exécution des essais

Influence de la vitesse de translation d'un rouleau vibrant.

Essais réalisés au moyen du rouleau A sur le sable

mal gradué

Influence de la teneur en eau de compactage. Essais

réalisés sur la grave limoneuse au moyen du rouleau

vibrant A

Essais conduits au moyen des rouleaux vibrants B et C.

Comparaison avec le rouleau A

Efficacité en profondeur d'un rouleau à pneus lourd

Comparaison avec les rouleaux vibrants

Gonséquences pour le contrôle

Chapitre V III : Conclusions générales

Annexes

Bibliographie

Résumé en anglais, allemand, espagnol, russe

Table des matières

4

6

7

9

17

33

47

65

84

87

91

109

110

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MINISTËRE DE L'AMËNAGEMENT DU TERR ITOIRE, DE L'ËQUIPEMENT, DU LOGEMENT ET DU TOURISME

LABORATOIRE CENTRAL DES PONTS ET CHAUSSËES - 58, boulevard Lefebvre - 75732 PARIS CEDEX 15

MARS 1974

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, , resume

Nos lecteurs étrangers trouveront ce résumé traduit en anglais, allemand, espagf!,Ql et russe en fin de r.apport. Our readers '(!Jill find this abstract at the end of the rejJort. Unsere Leser findendiese Zusammenfassung am Ende des Berichtes. Nuestrds lectores hatlaràn este resumen al finpl dei informe. PyCCIWiJ. meYlcm UJ-lHOmaquil nOMeUfeH 6 YlOHqe onNema.

Compactage des terrassements Compactage en· grande épaisseur au moyen de rouleau:x

à cylindres vibrants lourds et d'un compacteur à pneus lourd

Les essais, décrits dans le présent rapport, constituent le deuxième volet d'une recherche sur le compactage des terrassements effectuée par le.Centre d'expérimentations roùtières de Rouen en collaboration avecla Section de Géotechnique routière et terrassements-du .LCPC. Un premier .document paru -en 1973 dans la série des rapports de recherche du LCPC sous le numéro 24, expûsait les résultats .obtenus, par.-trois rouleaux vibrants lourds sur quatre matériaux.de remblai mis en œuvre .à·la teneur en eau'ode l'Optimum:--Proctor Normal sur 11 0 cm foisonnés. La deuxième tranche d'expérimentations en fosses, obj et dB ce rapport, porte sur l'étude des points suivants: - influence de la vitesse de translation d'un rouleau vibrant (Sismopactor 850 Albaret) ; - influence de la teneur en eau de compactage; . - efficacité de deux rouleaux vibrants monobilles (Ray-go 500 A et 700 A) de caractéristiques différentes de celles du rouleau Sismopactor 850 Albal'et ; - comparaison de l'efficacité en profondeur d'un rouleau à pneus lourd (Albaret Géopactor) à celle de rouleaux vibrants. . Afin de permettre .des recoupements av.ec les ess'ais précédents, le choix de la grande épaisseqr pour la mise en œuvre des matériaux est conservé et la teneur en eau est prise égale à celle de l'Optimum Proctor Normal pour toutes les planches où ce facteur n'est pas testé. . Comme lors de l'étude précédente, les critères permettant d'effectuer les diverses comparaisons sont la densité sèche moyenne sur toute l'épaisseur compactée, la densité minimale en fond de couche et la distri­bution des densités en fonction de la profondeur. Par ailleurs, le relevé du comportem.ent vibratoire des rouleaux vibrants et les mesures d'accélération induite dans les matériaux, permettent d'entrevoir des résultats très généraux. Il ressort de ces essais que : . - La vitesse de translation d'un rouleau vibrant est un paramètre de fonctionnement du matériel très important tant sur le plan de la qualité du compactage que sur celui des débits. Pour un engin donné et des exigences de qualité fixées, il existe une vitesse « optimale », c'est-à-dire conduisant au débit le plus élevé, fonction de l'épaisseur de la couche et de la nature du matériau. D'une manière générale, plus les exigences de qualité (densités moyenne et minimale) sont sévères, plus la vitesse de translation optimale a une valeur réduite. . - Il importe de considérer le paramètre teneur en eau de compactage comme un critère important d'iden­tification des sols granulaires comportant une fraction fine plastique. Pour les deux types de matériels testés (rouleau à pneus et rouleaux vibrants) l'augmentation de la teneur en eau de tels matériaux favorise l'obtention de densités élevées partichlièrement dans la partie profonde de la couche. Toutefois, l'amélio­ration de la compacité par le biais d'une teneur en eau plus élevée est plus sensible dans le cas des rouleaux vibrants que dans le cas d'un rouleau à pneus.

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La prise en compte dii paramètre teneur en eau estlrès-lmportaiitepoùr le choix du matériel de compactage à épaisseur de couche donnée ou pour l'adaptation de l'épaisseur de la couche à matériel donné. - Pour ce qui a trait à la comparaison rouleaux vibrants lourds - rouleaux à pneus lourds, l'idée générale­ment admise suivant laquelle un rouleau à pneus compacte en surface alors que l'action des rouleaux vibrants est plus sensible en profondeur n'est pas fondée. La forme des courbes de densité en fonction de la profondeur ("(d = f(z» n'est pas systématiquement différente mais il apparaît néanmoins toujours possible de trouver un rouleau vibrant lourd qui donne dans la partie inférieure d'une couche épaisse, un gradient de densité moins accentué. Par ailleurs, le problème traficabilité se pose, semble-t-il, avec moins d'acuité pour des rouleaux vibrants lourds que pour des rouleaux à pneus à très forte charge par roue. L'étude effectuée a également mis en évidence que: - Pour une qualité de compactage donnée, l'épaisseur optimale correspondant au débit le plus élevé est inférieure à celle de ces essais (un mètre) pour une partie des couples rouleau vibrant-matériau ainsi que pour le rouleau à pneus lourd. Cependant, il existe quelques couples rouleau vibrant-matériau pour lesquels le compactage en couches de un mètre d'épaisseur constitue le cas optimal. Il y a même semble-t-il des cas pour lesquels)'optimum puisse être atteint pour des couches supérieures à un mètre (matériaux sableux propres). - Pour des compacteurs monobilles à cylindre vibrant dont les amplitudes réelles sont du même ordre de grandeur, les rouleaux les plus efficaces sont ceux qui présentent la charge statique par centimètre de génératrice vibrante la plus élevée (néanmoins les engins testés présentent des rapports masse suspendue­masse vibrante nettement différenciés). - Sur le plan du contrôle, il est nécessaire de suivre les conditions de mise en œuvre du matériau (teneur en eau et épaisseur des couches) et auilÎveau du matériel de compactage retenu, les paramètres de fonc­tionnement de l'engin, en particulier pour les rouleaux vibrants leur vitesse de translation.

MOTS CLÉS': 51. Terrassement - Compactage - Couche - Epaisseur - Cylindre (Compacteur) -Rouleau vibrant - Rouleau sur pneus lourd - Vitesse - Déplacement (mouvement) - Teneur en eau -Efficacité - Profondeur - Densité - Répartition - Mesure - Accélération - Matériau.

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PRÉAMBULE

Les essais de compactage de matériaux de remblai mis en oeuvre en grande épaisseur, décrits dans le présent rapport, constituent la suite de l'expérimentation réalisée en 19i1 dans les fosses du Centre d'Expérimentations routières de Rouen (C.E.T.E. de Rouen). Afin d'en alléger le texte, de nom­breux renvois ont été faits ici au premier document paru dans la série des rapports de recherche du L.C.P.C. sous le nO 24 : (

"Compactage des terrassements - Efficacité en profondeur de trois rouleaux vibrants".

Les essais du programme 1972 ont été exécutés par:

MM. DELISLE, DUMOULIN, GUYADER, PONCHEL, PRIEUR et RODRIGUEZ du Centre d'Expérimentations routières de Rouen

et suivis et interprétés par :

MM. MOREL, QUIBEL et FRANCESCHINA pour le Centre d'Expérimentations routières de Rouen

MM. CHAIGNE et OCZKOWSKr' pour la Section de Géotechnique Routière et des Terrassements du L.C.P.C.

Il importe de mentionner que les rouleaux utilisés au cours de cette expérimentation ont été mis gratuitement à notre disposition, pour la durée des essais, par les constructeurs. Le choix des paramètres d'utilisation des engins (fréquence de vibration pour les RAY-GO 500 A et 700 A, charge par roue et pression de gonflage des pneumatiques pour le Géopactor Albaret) a d'ailleurs été fait en accord avec les responsables des Sociétés intéressées ou leurs représentants en Europe. Par contre, pour le Sismopactor 850 Albaret, la même [rt-quence de vibration que celle des essais précédents a été retenue afin de ne pas biaiser l'interprétation des résultats.

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Chapitre 1

INTRODUCTION

"Sur le compactage, point ne lésineras". Cette formule lapidaire extraite d'un article de M. ARQUIE paru en 1970 dans la Revue Générale des Routes et des Aérodromes [1 ]* illustre bien la nécessité tant au niveau des terrassements qu'à celui des assises de chaussées d'un compactage soigné et suffisant. Or, il faut bien admettre que si chacun s'accorde à reconnaître cette nécessité, beaucoup s'interrogent sur les matériels de compactage susceptibles, pour un travail donné, de garantir un bon. résultat dans des conditions à la fois économiques et compatibles avec les sujétions des chantiers. Cette question est d'autant plus d'actualité que l'on assiste dans ce domaine à une multiplication des dif­férents types de matériel de compactage et plus particulièrement des engins vi­brants, sans qu'aucune sélection entre les différentes conceptions ne se soit encore accomplie et sans qu'une doctrine objective précisant les domaines cl' ap­plication de ces.matériels n'ait vu le jour.

Il importe donc de mieux connaître les performances des différents types de matériel de compactage et dans ce domaine, comme dans bien d'autres, seule une expérimentation en vraie grandeur, solide et sûre, s'affranchissant de con­ditions météorologiques variables, peut contribuer à faire progresser nos con­naissances sur ce sujet.

Dans le domaine des terrassements où l'évolution des matériels d'extraction et de transport ainsi que l'augmentation des débits des chantiers, conduisent à mettre les matériaux en remblai en couches d'épaisseur de plus en plus forte, la possibilité de pouvoir compacter des couches épaisses en conciliant qualité et économie, méritait d'être précisée. Des éléments de réponse ont été apportés par la publication récente [2] des résultats des essais de compactage de quatre ma­tériaux de remblai compactés au moyen de trois rouleaux vibrants représentatifs de la gamme utilisée en France sur les chantiers de terrassements. Cette expéri­mentation restait néarnnoins incomplète et c'est l-a raison pour laquelle un pro­gramme complémentaire a été réalisé en 1972 dans les fosses du Centre d'Expéri­mentations Routières de Rouen, afin de répondre aux préoccupations suivantes :

- influence de la vitesse de translation du rouleau vibrant

- influence de la teneur en eau de compactage

- comparaison de l'efficacité d'un rouleau à pneus lourd à celle de rouleaux vibrants.

Toutefois, les essais en fosse entraînant un coût important, en particulier en raison des manipulations de matériaux et du grand nombre de mesures qu'il importe

• Les chiffres entre crochets sont des renvois aux références bibliographiques données à la fin du rapport

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de faire pour formuler des conclusions sûres, ces essais complémentaires ont été limités aux cas suivants :

1 ° Etude de l'influence de la vi tesse de translation dans le cas du com­pactage par vibration: ces es.sais qui font l'objet du chapitre III, ont été effectués à l'aide d'un seul engin (SISMOPACTOR 850 ALBARET) sur le sable mal gradué Sm exclusivement.

2° Etude de l'influence du paramètre teneur en eau: les essais concernent la grave limoneuse Gb-G1 dont le compactage ,à teneur en eau de l'optimum Proctor Normal avait été préalablement réalisé avec le même matériel vibrant (SISMOPACTOR). Le chapitre IV expose les résultats de ces essais.

3° Essais comparatifs d'un rouleau à pneus automoteur lourd. Le GEOPACTOR ALBARET a été choisi à cet effet, compte tenu du fait qu'il s'agit d'un engin conçu pour les chantiers de terrassements et que sa charge par roue élevée (jusqu'à la tonnes) convenait plus particulièrement pour tester le compactage de couches épaisses. Les résultats de cette expérimentation qui intéresse trois matériaux, ainsi que la comparaison avec les engins vibrants utilisés dans les mêmes conditions d'essais, font l'objet du chapitre VI.

Enfin, au niveau du chapitre V, ont été inclus les essais de deux rouleaux vibrants automoteurs lourds (RAY-GO 500 A et 700 A) réalisés sur la grave limo­neuse à 'WOPN avec complément de compactage à la fréquence de résonance du sys­tème engin-sol. Bien que ces essais ne faisaient en fait pas partie du programme de recherche proprement dit, il a été jugé intéressant d'inclure les résultats au présent rapport, les modalités des essais étant identiques à celles des ex­périmentations en grande épaisseur.

Les essais décrits dans ce rapport doivent contribuer à une meilleure con­naissance des performances de chaque type d'engin sur un certain nombre de ma­tériaux caractéristiques. Les résultats présentés ici ne sauraient bien évidem­ment répondre à toutes les questions que l'on peut ,se poser, mais 'ils devraient néanmoins permettre une utilisation plus rationnelle et par la-même plus écono­mique de ces matériels sur chantiers. Ces résultats ainsi d'ailleurs que ceux publiés antérieurement et ceux à venir, permettront également d'élaborer un do­cument guide pour le compactage des matériaux de remblai.

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Chapitre Il

CONDITIONS _ GÉNÉRALES D'EXÉCUTION DES ESSAIS

II.1. DEFINITIONS ET NOTATIONS GENERALES

• Passe: Un aller ou un retour de l'engin de compactage

Etat foisonné : Etat initial de la couche à compacter, avant passage du compacteur étudié

• Etat de compactage : Etat de la couche compactée après un nombre de passes déterminé, où sont effectuées des mesures

• Doubl-e sonde "terrassements" : Appareil à rayonnement gamma spécialement adapté aux fosses d'essais et permettant d'ausculter, à une profon­deur choisie, une épaisseur de matériau de 16 cm (± 8 cm par rapport à la cote z choisie)

• DR 10 - DR 30 - DR 50'! Gammadensimè tres à p.o-inte donnant la densité moyenne des 10, 30 ou 50 cm supérieurs

Gradient de densité profondeur"

Pente de la courbé "densité sèche en fonction de la (ld = fez))

y d Densité ··sèche

~d Densité .sè·che moyenne

CDmpacité ou taux de compactage : Rapport -de la densité sèche mesurée à celle de l'Optimum Proctor Normal

• M : Masse totale· du compacteur

• Mo : Masse propre de la partie vibrante

Masse "su spendue" chargeant -la par tie vibrante

Rapport masse su spendue/masse vibrante

r/J Diamètre du bandage vibrant

L Longueur totale de génératrice vibrante (cm)

• Mlg = ml charge statique par cm de génératrice vibrante L

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P

N

F

.m

• e

A o

Q o

.A

• D

.r vs

.r VI-

Puissance du moteur a1imentantm vibration

Vitesse de rotation de l'arbre à balourds (en t/mn)

Fréquence des vibrations

Pu 1sation (W = 21iF)

Masse totale des balourds

Excentricité de la masse des balourds

Force centrifuge (F = me ul) c

me Ampli tu~e théorique à vide (Ao = -) Mo

Amplitude de l'accélération théorique .à vide communiquée à M o

(r = A w 2 o 0

Quantïté de mouvement· théorique produite à vide (Q o

2rr' = - (me)N) 60

Amplitude réelle : élongation verticale maximale du cylindre de part et d'autre de la position moyenne

Déplacement vertical (D = 2A)

Accélération verticale maximale induite en moyenne dans le matériau

Accélération longitudinale maximale induite en moyenne dans le matériau.

II.2. CARACTERISTIQUES DU MATERIEL DE COMPACTAGE

Outre le rouleau vibrant automoteur non tandem SISMOPACTOR 850 ALBARET (figure nO 1), les trois engins de compactage utilisés au cours de cette expé­rimentation sont :

- les rouleaux vibrants automoteurs non tandem RAY-GO 500 A et RAY-GO 700 A (figures nO 2 et n° 3)

- le rouleau à pneus lourd GEOPACTOR ALBARET (figure nO 4).

Les tableaux de la figure nO 5 consignent les caractéristiques essentielles de ces quatre rouleaux. On remarquera en· particulier pour les deux RAY-GO, les fai­bles valeurs du rapport de la masse suspendue à la masse vibrante, qui semblent correspondre à une conception bien particulière et nettement individualisée des rouleaux automoteurs non tandem.

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Fig. 1 - Rouleau vibrant automoteur non tandem Sismopactor 850 (Albaret).

Fig. 3 - Rouleau vibrant automoteur non tandem Ray-Go 700A.

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Fig. 2 - Rouleau vibrant automoteur non tandem Ray-Go SOOA.

Fig. 4 - Compacteur à pneus lourd Géopactor (Albaret).

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~ eat"eas

Masse totale-( kg)

L m

rD m

Mo kg

M1 kg

M1 - kg/cm L M1 - Mo

Mo'

N t/mn

me kg m

Fe daN

Ao (mm)

Fig. 5 - Tableaux des principales ca­ractéristiques des rouleaux utilisés.

5lSMOPACTOR RAY - Go

850 500A

9.000 14.000 .

2,38 2,03

1,20 1,52

3.000 7~00

7900 8.400

33,2 41,4

1,63 0,135 ..

1300 a ~ / 2000 mn

. tir max. 1.500 mn

3,90 8,10

17.000 à tl .. 20.290 a t /

2.000 mn 1.500 mn

1,30 1,095

ROULEAUX VIBRANTS UTILISES

RAY - Go

700 A

20.000

2,54

1,52

8.800

10.069

39,6

0,144

. t/ maXI 1.500 mn

10,8

27.000à '"1 1500 'mn

1,23

~~ .

OrQ ~~QIIy ALBARET "nfAf", --....:.~~ "s GEOPACTOR

Poid~ à vide 20.500 kg ..

Poids moxi lesté- 50.000 kg ROULEAU A PNEUS

Lest propre ~8000 kg

Poid5 roues 1.700 à avant 3.300 ~

Poids roue5 3,100 a orl"làre 10.000 kg

Pression de o,

gonflage 2,5 a 9 bar

Largeur: 2,65 m compoctee

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Dans la suite du rapport, on appellera :

- le SISMOPACTOR rouleau vibrant A

- le RAY-:GO 500 A rouleau viprant B

-, l'e RAY":,,GO 700 A rouleau vibraIit- c

II. 3 .. CARAGTEIÜST 1QUE S DE S· MATERIAUX '. .

Les essais ont été réà.lisés sur trois matériaux le limon Lp, la grave limo­neuse Gb-GI et la sabie mal gradué Sm déj'à utÎlisé's lors de l'expérimentation précédente. De n0t!v:eIles analyses granulomét:dques r~ali"sées à cet effet· ont montré que ces ,matériaux il 'avaie,ut 'évôlu,é ~'aucune manièr'e.

Le tableau de la figuré nO 6 indique les principales caractéristiques de ces matériaux. Les courbes granulométriques ainsi que les courbes des essais Proctorfont l'objet des annexes 2a et 2b du rapport nO 24.

Fig~ 6

~ Limon Grave

Sable mal gradué 'l.imone~ se

C lass if ication Lp Gb ....: 'Gt Sm

L.P:·C. ..

~Granuloméj:rie 95,% < -80"", . 1)/5-0 0/50 ,

O.P.N. ( g d ] ,78 2,24 (1) ,] ,95 (-I) ( W % 15,5 5,2 9,5

I.P. 8 8

mesurable (WL= 31) (WL 31 )

non =

E.S. 23 30

(1) Essais Proctor faits 'à par,tir de la fraction 0/20- du-. matériau. Les résultats-: indiqués, sout· cel,lx -obtenus aprè's' correction (Mode opératoire L.P.C.) ,en tenant compte .du pourcentage .d "éléments supérieurs à 20 mm. Il est ,bien :évident que le refus ·à 20 mm étant de l'ordre de 25 % pour la grave limoneuse, la valeur de référence Proctor Normal (teneur en eau et densité sèche) doit être considérée avec prudence.

II.4. MOYENS DE MESURE

II. 4.1. Mesures de densité

Les appareils utilisés, le mode opératoire et le dépouillement effectué sont identiques à ceux exposés page 15 et "mnexe 3 du rapport nO 24.

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1.1.4.2. Mesures de l'amplitud.e et de la fréquence

Pour les trois rouleaux vibrants, le relevé du mouvement vibratoire en cours de travail a été effectué à chaque passe au moyen du vibrographe à pal­peur décrit page 17 du rapport nO 24. La méthode de dépouillement des mesures est exposée au chapitre VI de ce rapport.

II.4.3. Mesures de l'accélération induite dans le matériau - .

Trois accéléromètres unidirectionnels ENDEVCO du type Q-flex QA 117 ont été utilisés. Le principe de fonctionnement de ces appareils et leurs principa­les caractéristiques figurent en annexe 4 du rapport nO 24. La méthode de dé­poui llement des mesures est exposée au chapi tre VI de ce même' rapport.

Le tableau de la figure nO 7 précise les essais effectués :

ENGINS

2

Sm 3

-80 ( cm)

LEGENDE

Si"mopactor 5 ~ Pa, dl" m(>fJure-,

9

... % rn Me-,ureo de r veorticale

Gb-GI. Dé-faillance de~ ,.

6% 1 accé-léromÈ-tr(>& 1 Sisrnopactor

Ray Go 500 A Gb- GL 5,2%

W (rupture- de- cable~)

------- ------ - -T-----------~~--~~---~?_-----=~----_I

Ray Go' 700 A

R,emarque

Gb-GL 5,2%

Fig. 7 - Planning des mesures d'accélérations induites.

En règ'le générale, on a établi pour, chaque matériau et pour chaque engin le même genre de graphiques de synthèse que ceux dressés dans le rapport nO 24. Ces figures (numéros 15, 27, 39, 40) regroupent quatre graphiques différents :

- dans leur moitié supérieure, les graphiques relatifs aux mesures sur le rouleau (dép lacement : - figure notée a ; accélération : figure no­tée b)

dans leur moitié inférieure, les graphiques relatifs aux mesures dans le matériau à différents niveaux (accélération verticale maximale in­duite en moyenne: figure cet déplacement théorique maximal: figure notée d).

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II.4.4. Essaisde·pla·qJ;le

Ce type d'es~ai, r€alis€ suivant le projet de mode op€ratoire du L.C.P.C. C.I.-S.I. Avril 1969, n'a €t€ effectu€ que sur les planches relatives au rou­leau à pneus lourd.

II.4 •. 5. Mesures de pression

Des relev€s de pression induites au sein du matériau ont été effectués à différents niveaux en profondeur pour le limon compacté par le rouleau à pneus lourd. Quatre capteurs de pression du type "Glotzl" ont été utilisés. Le prin­cipe de ces appareils ainsi que le mode opératoire des essais figurent en annexe nO 1 du présent rapport.

II.5. DEROULEMENT DES ESSAIS

IL 5 .. 1. Mise en oeuvre . . i .

Les candi titins de mise en oeuv·re ne diffèrent pas de celles des essais précédénts. L'épaisseur foisonnée, pour toutes les planches réalis€es, est de 110 cm. .

II.5~2; Zone .de mesures

Pour la p-l.upart des planches, les mêmes 4éfinitions de zones que celles indiquées"'Pilge 20 du rapport nO- 24 ont étécorrservéès •. Toutefois, pour les .1llanches"influencede la vitesse de translation du rouleau vibrant", l'ensem­·.ble,'des 'mesures a été ·reporté sur une zone correspondant à une seule largeur de·compactage,cette'·modalitépermettant la réalisation de deux planches dans

.. une même fosse . Le-s dispersions relevées sur les me-sures de densité (interval­'lesde .confiance) ne sont pas différentes de celles obtenues sur une zone de mesures' comprenant deux làrgeurs(I" engin; pour autant .. que le' même nombre de mesures soit effectué •.

I-LS·:3·.·Eta:ts de· compactage. contrô.lés

Les stades auxquels le compactage a été contrôlé sont au nombre de quatre. Le choix de ces stades varie quelque peu suivant les différents matériels. Ils sont indiqués dans la suite du rapport au niveau du paragraphe intitulé "condi­tians spécifiques d'exécution des essais" consacré à chaque type d'essai.

11.5.4. Paramètres d 'utilisation des engins

Pour les engins vibrants, la vitesse de translation a été fixae à 2 km/h sauf évidemment pour les planches au cours desquelles il s'agissait de préciser l'influence de la vitesse de translation sur le compactage. La fréquence de vi­bration correspond à la fréquence maximale de leur gamme d'utilisation.

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Pour le rouleau à pneus lourd, la vitesse est d'environ 3,5 km/h (1ère vi­tesse) pour toutes les planches téalisées. Les valeurs retenues pour la charge par roue et la pression de gonflage des pneumatiques sont indiquées au chapitre VI.

Les paramètres d'utilisation. des engins ont été choisis en accord avec les constructeurs ou leurs représentants en Europe.

II.5.5. Contrôles

D'une manière générale, les contrôles ont été réalisés de la même manLere que lors des essais précédents (voir paragraphe 11.5.5. du rapport nO 24). Les différences existant dans l'emploi des moyens de mesure (essais de plaque, accé­léromètres) ont été préalablement indiqués. Celles inhérentes à l'utilisation du rouleau à pneus lourd le seront au niveau du chapitre VI.

II.6. CONTROLE DES CONDITIONS REELLES D'EXECUTION DES ESSAIS

Les conditions d'exécution des essais étant nettement individualisées de par leur objet (influence de la vitesse, influence de la teneur en eau, effica­cité en profondeur d'un rouleau à pneus lourd, ••• ), il a été jugé plus opportun de laisser à l'appui des chapitres consacrés à ces essais, la desc~iption des conditions réelles d'exécution.

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Chapitre III

INFLUENCE DE LA VITESSE DE TRANSLATION

D'UN ROULEAU VIBRANT

Essais réalisés au moyen du-rouleau A

sur le sable mal gradué.

III. 1. CONDITIONS .S_P~CIFIC{UES D'EXECUTION DES ESSAIS

111.1.1. Mat~riau . Le maté.riau choisi est le sable mal gradué à teneur en eau a.p.N. Les con­

ditions qui. ont présid~ au choix de ce matériau reposent sur les éléments sui­vants

Des quatre ;nat~riaux utili.s~s, le sable mal gradué est celui pour lequel l'influence du matériel de compactage vibrant est la plus faible.

- Ce matiriau se compacte bien par vibration et au vu des résultats obtenus, il était important de pr~ciser si, en pratique, une vitesse~upérieure à 2 km/h pouvait conduire à une qualité de compactage équivalente (toutes choses égales par ailleurs).

III.I.2. Hatériel de comnactage -- . - ' ...

Le rouleau utilTsé est le rouleau vibrant automoteur non tandem A dont la fréquence de vibration a été choisie égale à la fréquence maximale permise (33,3 Hz). L'influence de la vitesse de translation est faite sur la base de l'essai r~aliséeil 1971 à 2 km/h et d' après les r~sultats de quatre pl2.11Ch8S

. supplé:aentaires effectuées aux vitesses théoriques de : .

1 km/h

3 km/h

5 km/h

Planche A

Planche B

Planche C

vitesse maxi : Planche D

III. 1 .3. Etats àe compa,c.tage contrôlés

Après l'état foisonné, le premier stade du contrôle du compactage corres­pond à deux passes en vibration préc~dées d'une passe "en lisse". Cette première passe sans vibration a ~t~ r€alis~e pour faciliter l'~volution de l'engin lors de l'exécution àes passes suivantes. Les autres états contrôlés sont ceux obte­nus apr~s 6, 10 et 20 passes du compacteur utilisé en vibration.

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Sm - Rouleau vibrant A ....,------y---------r-·------------· ------.---------------

.1

2,0

cC lJ1 Vi\'"e'Q~ ",6 . ";J:

'" ~KWl/h

~ .. " R

V(K",/n 4

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,\S

4;4

" $ !S 04- 5 ~ '1 8 S .,1. .ft ~ "5 -f6 ~V ÙJ "9 l~ n'o. PQMe~

9

moyenne

Vihu.&e.

",~xh"Q\e

Fig. 8 - Tableau des vitesses de translation.

18

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. III. 2. CONTROLES DES CONDITIONS ,REELLES D' EXEClJTION DES ESSAIS

111.2. J. Vitesse de translation

Le tableau de la figure nO 8 indique, pour les planches réalisées, les va­leurs moyennes, passe par passe, de la vitesse de translation. Le contrôle de la planche A, montre qu'il est difficile de maintenir une vitesse de J km/h, pour des raisons de traficabilité ; la vitesse moyenne enregistrée sur cette planche est de 1,3 km/ho En règle générale, la vitesse fluctue autour de la valeur moyenne, pour des raisons imputables aux difficultés de maintenir, dans uné position donnée, la commande hydraulique de la translation. Néanmoins, les écarts sont in~érieurs à 1 km/h et les moyennes trouvées différencient nettement les planches. La vitesse maximale est relativement stable ; la moyenne se situe à Q km/ho

111.2.2. Te~eur en eau moxenne de compactage

Du point de vue teneur en eau, le matériau est en moyenne à 7 % sur toute l'épaisseur (WOPN = 9,5 %), valeur voisine de celle relev~e lors de l'exécution de la planche à 2 km/ho Du fait des propriétés drainantes de ce matériau, il existe un gradient de teneur en eau en fonction de la profondeur, les 20.~m inférieurs de la couche présentant toujours une teneur en eau plus élevée.

111.2.3. Fréquences de vibration

Contrôlées à chaque "l?asse, elles figurent en annexe nO 2 •. Le tableau de la figure nO .9 précise la fourchette extrême du nombre de tours par minute de l' ar- . bre à balourd pendant l'exécution des quatre planches de compactage.

Vitesses (km/h)

Planche

Nombre de t/mu

.1,3

A

1920 à

2170

Fig. 9

2,8

B

~ ·1870 a 2230

5

c

~ 1850 a.

1990 à

III. 3. RESULTATS DU COMPACTAGE : Courbes dedensi tés de l'annexe nO 3

- V = 1,3'km/h (Planche A)

9

D

1720

1990

Le graphe rappelle de beaucoup celui obtenu à une vitesse de 2 km/h autant du point de vue répartition des densités en fonction de la profon.deur que de leur évolution avec le nombre de passes. Après 10 passes, la compacité moyenne de toute la couche est de 102 % de l'Optimum Proctor Normal.

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-v = 3km/h (Planche B)

La courbe des densités a tendance à s'infléchir vers les profondeurs 60 ;.. 70 cm, maisd 'une manlère peu, sensible (er. particulier après 20 passes).' Les dellsités gardent une val(iur élevée, en profondeur,due à la teneur en eau à ce niveau.

La compacité moyenne de toute la couche après ]0 passes est de JO] % O.P,.N.

, , - V = 5 km/h (Planche C)

Il existe un gradient de densité plus accusé au-dessous de la cote 40 cm, qui s'inverse en fond de couche en raison d'une 'teneur en eau plus élevée à ce niveau.

Il est à remarquer que l'évolution des densités, quel que soit le niveau en profondeur, est plus lente qu'aux vitesses inférieures (resserrement des courbes ?S'd = fez»~. La densité sèche moyenne après JO passes est de ]00 % de l'Optimum Proctor Normal, avec une valeur minimale (à 70 cm) de 97%. '

- V =9 km/li (Planche D)

Le maximum de'densité se situe vers 25 cm, sa valeur étant sensiblement la même que pour les planches A, B, C~ Par contre, la densité minimale décroît (96 % O.P.N. après ]0 passes).

L'évolution des densités avec le nombre de passes est peu marquée. On at­teint en densité moyenne 99 % de l'Optimum Proctor Normal après la passes. '

III. 4. DiSCUSSION DES RESULTATS'

III.4.l. Observations générales

-!c~r2.i.!s~m~n! !!..e ..... la de.!!.~it!, !!!.01.e.!!.n~ .E;.t_d.E;. .!.a_d!.nsi!.é_minim!!.l~ ~n_fE..n~ti0E.

du nombre de passes (Tableau de l'annexe nO 4) ----..,...-----,La figure nO JO (graphe en échelles semi-logarithmiques) montre que les deux

premières passes conduisent à un ét.at de compactage de même densité moyenne quel­le que soit la vitesse utilisée. Par contre, les densit~s minimales atteintes sont plus faibles dès que la vitesse excède 3 km/h (figure nO JI).

Au-delà de 2 passes, les résultats obtenus pour des vitesses de 1, 2 et, 3 km/h ne sont pas significativement différents tant en ce qui concerne les densités moyennes que les densités minimales. Pour une vitesse supérie1.lre à

.3 km/h, l'accroissement en densité devient d'autant moins marqué que la vites­_ se est élevée. Ainsi 20 passes à 9 km/h cpnduisent à une compacité moyenne de

100,8 % O.P.N. mais une telle compacité est obtenue soit après JO passes à 5km/h, soit après 6 passes à 3 km/ho

L'analyse sous l'angle des densités minimales se traduit par des écarts encore plus nets : pour atteindre une densité minimale de 1,905 obtenue après 20 passes à 9 km/h, il faut effectuer 7 passes environ à 5 lon/h alors que 3 pas­ses seulement suffisent à 3 km/ho

20

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Rouleau vibrant A - Influence du paramètre vitesse

2,00

2,00

1,95

1,95

1,90

1,85 1 )00 n

2 6 20 2 6 la 20 Fig.IO - Densités moyennes en fonction

du nombre de passes. Fig. Il - Densités 'minimales en fonction

du nombre de passes.

Q/p

-5000

2 000

1000.

500

200

LEGENDE

Oot .. o ••

1 km/h

2 km/h

+1"+4-........ :3 km/h

5- km/h -

9 km/h

Fig. 13 - Débits théoriques en fonction- des densités moyennes (sur toute l'épaisseur}.

21

n

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Fig., 12 - Influence de la vitesse de. trnnslation.

~~,6~O __ ~4~'~~ __ 1~OO~ __ ~4F9~O __ ~~~OO~ __ ~~p10~~a~~~o~· __ ~2.r3~O __ ~ZT'~~~&

..... ~.';., .. ~"'I:''' .

. Résul ta t s cor- -tO I----I----.f-- -"~~.~, ... ""' ... ""r--+---__1----"-t__--t_---

.. ~"" respondànt a la passes de com- ...... '

\ pacteur·.20 \

l~ i'i~

1 III 1 :1

4O'1----I----.f---+---T'~lr·-~~---_r--_+--~~

. //,.f ' i 6O,1----1-----:-+--~+.+'-_f~ t----+---~-----_r~-__t

~ 1 .1

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là: .5 te.".l'" ~ ~ C: 5 lC.,.[h \ . l

0: 8 KM/h i \ 1 , 1 • r; . ~O\(l ~ i

22

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On a reporté sur la fig1,lre nO 12, la distribution des densités en fonction de la profondeur, obtenues après 10 passes, four toutes les planches réalisées avec ce cOr.1pacteür. Il apparaît nettement que plus la vitesse de translation est é1~vée, plus les densités' atteintes dans~ partie moyenne de la couche (entre 50 et 70 cm) sont faibles. Dans les conditions de l'expérience, l'ex,is­tence d'une teneu~ en e2U élevée en profondeur concourt à l'amélioration sensi­ble des densités en fond de couche quelle que soit la vitesse de translation utilisée. Ce résultat autorise à penser que pour un matériau de teneur en eau homogène sur toute l'épaisseuL" compactée, ce soit non seulement les densit"és minimales, mais également le gradie1.1t de densité qui évoluent défavoratlement pour des vitesses élevées.

En ce qui concerne la partie superlcure de la couche (20 premiers centimè­tres), il ne semble pas que les densi tés soient inf luencées par la vitesse de translati.on du compacteur (une légère diminution semble avoir lieu pour les plus faibles vitesses). .

III.4.2. D,ébits théorig~

L'analyse effectuée au paragraphe III. 4.1. montre que le nombre de passes' nécessaires pour atteindre une qualité de compactage .donnée est tributaire de la vitesse de translation du compacteur sans pour autant qu'il y ait, à débit donné, une proportionnalité entre vitesse et nombre de passes. Il est donc pri­mordial de comparer les débits en fonction d'une qualité atteinte, pour les cinq vitesses utilisées au cours de cette expérimentation. Cette comparaison peut être effectuée soit en considé.rant les débits en fonction de la densité sèche moyenne de toute la couche (figure nO 13), soit en examinant les débits, en fonction de la vitesse, pour différentes qualités de compactage (figure nO 14) exprimées par le couple de "B:leur s : '

- tOJ!1pac:i té moyenrJ:e d.&- tou te, 1a,>cot,lche"

- êompac:i té mi n irtt-a 1 ~.- cri· pr6f orîdeJ~: 'h '" ,

L'examen de la figure nO 13 appelle quelques cOITL11lentaires :

- t~que l'on ne cherche pas à dépasser une compacité moyenne de 100 % O. P. ~. ('{d = 1,95) sur toute la couche, il est indéniable que le compactage 'à vites­se élevée (5 km/h) est le plus rentable

par contre, plus l'exigence en compacité moyenne est sévère (supérieure à 101 % a.p.N.), plus il importe de choisir judicieuse.'1lent la'vitesse de trans­lation de manière à satisfaire à cette exigence dans les meilleures conditions. Dans le cadre de cette expérimentation, la vitesse de 3 km/h apparaît être la mieux adaptée. dès que la compacité moyenne recherchée est supérieure ou égale à 101 % O.P.N.

L'analyse des débits sous l'angle ,du double critère' compacité moyenne­compacité minimale en profondeur (figure hO 14) confirme bien l'existence d'une vitesse optimale à 3 km/h :

- d'une part, quelle que soit la valeur prescrite pour la compacité minimale en profondeur, abstraction faite de toute considération en densité moyenne

d'autre part, dès que l'exigence en compacité moyenne est fixée supérieure ou égale à 101 % O.P;N.

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"'Id yd mini

4000

300,0

...

·densit~ densité

1 1

1 1

1 1

1 1

1 1

Sm - Rouleau vibran~ A l' moyenne de la couche mininlale (en fond de couche) exprimées e.n % OPN

, , , , , , , , 2000r---~;-----7T~--~~~~-------+------------------~'~'~--~ ,ct:

o 1 2 3 .

''»/;'' . "~iI . ,~.f)

.... -,po ,/ -

, , , ,0, ~d = 100 'l'co ~~------~~~~~----------------~

.~.--

5 Vjte~5e

9 (:\n km! h

Fig. 14 - Influence de la vitesse de t~anslation sur le débit :(thé~rique) en fonction du niveau de qualité recherché.

24

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a .f2.rtiori, dès que les exigences en qua li té du compactage sont sévères , ( ~d ~ 101 % avec a'd mini ~99 %).

III.4.3. Débits théoriques en fonction de l'épaisseur de la couche

Il s·, agi t, comme noùs l'avons exposé au niveau du chapitre IV du rapport n° 24, d'une estiJ11ation des débits en fonction des densités qui pourraient être atteintes sur des couches d'épaisf;eurs inférieures à celles des essais. Une ex­périmentation est en cours qui permettra de préciser le degré de confiance que l'on peut accorder aux hypothèses faites sur les densités •.

Pour les quatre vitesses étudiées, les courbes Q/9 = f(e) figurent en an­nexe nO 5. Lorsque e (épaisseur compactée)= 90 em" les résuitats indiqués sont ceux obtenus lors des essais et il peut être à nouveau constaté que pour un corn'" pactage peu intense (sur ce matériau, l'état foisonné représente déjà 93 % de . l'Optimum Proctor Normal, aussi 98 % peuvent 'traduire un compactage peu intense) les débits sont plus élevés dans le cas où l'engin compacte à vites,se élevée. En effet, si l'on presctit :

id = 98 % de (d O.P.N.

avec )'mini ?95 % de ~d O.P.N.

on constate (courbes de l'annexe 5) que, pour une vitesse de9 km/h, 6700 m~tres cubes peuvent être compactés dans l'heure par couche de 90 cm soit un débit théo­riqU:e ,deux à trois fois plus élevé que celui atteint, dans les mêmes conditions

-d'épaisseur, à 3 km/ho

Par contre, un compa'ctage intense est réalisé avec le meilleur débit pour une vitesse de 3 km/ho A cette vitesse, si l'on prescrit:

~d ~ 102 % de à'd O.P.N.

avec '(mini ~ 100, % de ~d O.P.N.

on constate que le rouleau utilisé permet de compacter 800 mètres cubes dans l'heure, par couche de 90 cm, soit un débit presque double de celui obtenu à 5 km/h toutes choses égales par ailleurs.

Ii importe d'ailleùrsde remarquer que ces dernières exigences ne peuvent 'êtresatisfaîtes à 9 km/h qu'en diminuant singulièrement l'épaisseur de la cou";

che. Il est d'ailleurs probable, au vu de la forme des courbes d'isQdensités moyennes et minimales que le débit atteint en compactant à cette vitesse une couche d'épaisseur de l'ordre de 40 cm soit plus élevé que celui cOrrespondant aux condi tions e = 90 cm avec V = 3 km/ho .

En résumé, il apparaît que pour des exigences en densités moyenne et ml.nl.­male données, il existe une vitesse optimale, c'est-à-dire conduisant au débit le plus élevé, fonction de l'épaisseur de,la couche à c.ompacter. Plus cette épaisseur de couche est faible, plus cette vitesse de translation "optimale" apparaît être élevée.

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2A ,(mm )

6

5

3

0

Dlh (ml'l\ J

Sm - Rouleau vi1:?ra9.t A" - Influence de la vitesse de translntion ..

.. _,...--,..-......--

nF 1:>\ A REL E~ :~lIR LE tROlll.! ALI A

.. ~ ) -- t ,35. km/h 2 . ..,........ 2 km/h~ 3 -2,8 km/h

:----- 4' -5 km/h 5 --9 km/h

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Fig. 15 - Déplacements et accélérations en fonct1.on du nombre de passes.

26 .

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UI;5.MESURES SPECIFIQUES RELATIVES AU PHENOMENE VIBRATOIRE

111.5.1. Examen des rêsultats obtenus l, .

Les résultats détaillês des mesures effectuêes sur le rouleau et les rele­vês de la fréquence instantanêe au sein du matêriau figurent en ann~xes. 2 et· 6 respectivement. On a reporté sur les graphiques de la figure nO 15 les résultats des essais réalisés en 1971 (V= 2 km/h) et 1972. L'examen de cette figure ap­pelle quelques commentaii'es:

1) Mesures sur le rouleau

~) ~~2!!!~~~~!!~~ Quelle que soit la vitesse de translation, le déplac.ement réel en cours

d'essais (obtenu à une fréquence moyenne de l'ordre de 1 920 t/mn) est toujour:s ""' supérieur au déplacement théorique à vide 2 Ao' Abstraction faite des pr~mièr:es

. passes, les dêplacements évoluent peu (de JO à 30 % maximum) et cette évolution est d'autant moins marquée que la vitesse detranslaticm ·est grande'. D'autre part, les déplacements se différendent nettement lbrsque la vitesse augmente . (dif,férence entr.e les rêsultatsà2 et 5 km/h) et l'on remarque que plus cette

. vitesse est élevée, plus l' ampli tude des oscillations est faible. Dans les con"'; ditions de l'expérience; la vitesse de 2 km/h conduit aux amplitudes' les plus fortes. '.

b) Accélérations ------------~

Le classement des courbes suivant les d·iffêrentes vitesses est sensi­blement le même que celui en déplacements, mais les écarts extrêmes sont plus importants en accêlérationqu "en ·déplacements. PO'.lr des vitesses de 1,35 - 2 et 2,8 km/h, les accélérations êvàluent dans la même plage (de 8 à 10 g environ), la croissanc~ en fonction du nombre de passes étant plus importante qu'aux'vi­tesses supérieures (5. et 9 km/h).

2) Mesures dans le matêriau

Les rele~ês de l'acc'ê1ération induite dans le matériau intéressent deux niveaux en profondeur (cotes - 40 et - 80 cm) et concernent trois vitésses V == 1,35 ; 2 et 5km/h.Que ce soit pour les accélérations ou les déplacements, on remarque d'une part, que l'évolution en fonction du nonibre de passes.est, peu marquée oat d'autre part, que la vitesse la plus élevée (5 km/h) conduit' aux valeurs les plus faibles en profondeur •. Il apparaît également que la dh­tribution de l'accélération induite entre les cotes - 40 et - 80 cm est diffé­rente suivant la vitesse de translation du rouleau. En effet, pour les vitesses de 1,35 et 5 km/h, l'accélération en fond de .couche est tO!Jjours plus faible que celle relevée à la cote - 40 cm alors què les essais à 2 km/h (1971)condui-' saient à une distribution inverse.

Pour faciliter_-L'_apalyse de ces résultats et préciser l'influence de la .vi­tesse de translation, on a consigné dans les tableaux de la figure nO 16 les va­leurs moyennE::S, déterminées entre la 3ème et la '15èmepasse~dudéplacement, de l'accélération et du coefficient énergêtique A2 u..;2. La figure nO 17 illustre les. résultats obtenus. On remarque, quel que soit le paramètreétudiê, que la dis­tribution de ce paramètre en fonction de la vitesse, à la cote - 80 cm, semble suivre fidèlement celle constatée au niveau du rouleau (maximum vers' 2km/h).

27

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Sm - Rouleau vibrant A à différentes vitesses

vitesses 1,3 Km/h 2 km/h ~r/g (g 2,8 km/h 5 km/h 9 km/h

Sur le rou- 8,71 8,72 8,30 7,39 6,49 leau CR)

- 40 cm 3,97 1,895 ~ 3,075 ~. - 80 cm 3,52 3,66 ~ 1 ,125 I~ I1"Yr (-If 0'·-"" . 2,19 4,60 ~ 2,40 !~ nl\Yr

r(w~O) 3,45 2,~8 ~. .6,57 l~

vjl-'''~C'e~ ........- ..

?"iACl1lm) 1,3 km/h 2 km/h 2,8 km/h 5 km/h 9 km/h

Sur le rou- 3,69 4,28 3,87 3,51 3,40 leau ( R)

- 40 cm 1,73 0,90 I~ 1 ,31 .~ - 80 cm 1; 1O· 1 .. 73 ~. 0,48 I~ iA(~

ZA(~8o) 3,36 2,49 ~ 7,30 ~ fA (-lt~

.fA (-SO) 1 ; 57 0,52 .~ 2,73 ,~

o •

A es""'-

E:A2w L 1,3 km/h 2 km/h 2,8 km/h 5 km/h 9 km/h

Sur le rou-0,175 0,1949 0,1593 0,1276 0,1091 leau (R}

- 40 cm 0,0357 0,0085 ~ 0,0208 '.~ - 80 cm 0,0140 0,0315 ~ 0,0038 I~ E(R)~

E. (-40) 4,80 22,9 ~ 6,13 .~ E'(R.)~ .

E (-~OJ 12,20 6,20 ~ 33,40 .~

Valeurs moyennes entre 3et 15 passes

Fig. 16

28

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. 2 2 r 2A:, A 'Itrj

(gJ (mm)crrt'

Sm - Rouleau vibrant A

10 .. A o,20~-~~~~----lI--------r----

a

6

2

o

----L~) . -----

SUR LE ROULEAU

2 O~O+-~~~~~ ____ -+~ __________ +-~~ ___

1 0,05 +--~--rt---T

o 1

x--+ifOcm

o~80cm

2 3

-+-

DANS LE MATERIAU

5 Déplacement

9

Acc~lé-rct;on

CoéfficÎent é-nergétique

Vite:>se ~mA.

Fig. 17

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Par contre, à la cote - 40 cm, elle est inverse de celle constatée en profondeur. Cette inversion peu·t être la conséquence de mesures aberrantes effectuées à cet­te cote à 2 km/h (essais 1971) ou e.lle peut être imputée à l'existence dans cet.;;. te zone de vitesses d'un phénom~ne vibratoire particulier (noeud de vibration 1) •

. Il n'est pas possible actuellement de préciser ce point. En tout état de cause, les graphiques établis mettent bien en évidence l'existence d'une zone de vites­se conduisant aux'valeurs les plus grandes des paramètres de vibration avec une décroissance marquée de ces param~ tres pour des vi tes.ses élevées (5 et9 km/hl .. Passer d'une vitesse de 2 km/h à 5 km/h environ, toutes choses égales par ail­leurs, conduit à diminuer l'amplitude et l'accélération de 20 % et l'énergie cinétiqueconnnuniquée à la bille de 50 %. Il apparaît également que la trans­mission du mouvement vibratoire est d'autant moins bonne que la vitesse est grande et ceci d'autant plus que le niveau de mesure dans le matériau est pro­fond (différence marqùée entre les couches 0-40 cm et ·.40-BOcm pour V = 1,35 et 5 km/hl.

111.5.2. Comparaison entre les résultats relatifs auX vibrations et les

résultats de densité

Les résultats de déplacement et d'accélération étant relativement peu fonc­tion du nombre de passes, sauf pour les toutes premières passes, on peut établir un parallèle entre les valeurs moyennes de ces paramètres, déterminées entre la 3ème et la 15ème passe, et les densités obtenues à la 10ème passe (voir figure nO 12). La figure nO 18 illustre, en fonction de la vitesse de translation du compacteur, la variation de l'emplitude et du coefficient énergétique A2UJ2, au niveau du rouleau, et la distribution dans la masse du sol des densités à la 10ème passe. Il apparaît que :

- la distribution des densités à différentes profondeurs est tributaire des paramètres de vibration par l'intermédiaire de la vitesse

- à un niveau donné en profondeur l'allure de là courbe des variations de den­sité en fonction de la vitesse est .analogue à celle des paramètres de vibra­tion

- dans la zone de vi tesses conduisant auxvaleur's optimales des paramètres de vibration (entre 1,35 et 3 km/h environ) les densités sont maximales avec des gradients peu prononcés.

Il semble donc que pour un engin donnê opérant à une fréquence déterminée, le maximum d'efficacité soit obtenu dans la zone de vitesses conduisant à l'ampli­tude maximale. Il est intéressant de noter que, dans ces conditions, l'énergie cinétique connnuniguée à la bille est également maximal~.

On peut également Classer les différentes vitesses en fonction des résul­tats des paramè tres de vibration (amplitude ,accélération, coefficient énergé­tique) relevés dans le matériau à 80 cm de profondeur et les densités corres­pondantes à la 10ème passe. Ce classement est le suivant :.

densités croissantes · V = 5 km/h V = 2 et 1,3 km/h (indiff érenciables) · accélérations croissantes V = 5 km/h V = 1 ,3 . V = 2

ampli tudes croissantes .. V == 5 km/h V = 1,3 V = 2 . énergies croissantes · V = 5 km/h V = 1. ,3 V = 2 ·

30

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4 i'2. A (n",,)

0,20

0,15 3

010 2 ,

0,05 . 1

·0 0

Gradi~nt ~d °/0

1

r Î\~ Ir \ '. ~, ., '\ l,

~- lA • \ 1 \ '. " " .... A' ..... _ ~t

----

2 3 5

~030 2jO 1 B~~r--+--~------~-----

0,20 200 .

0,10 190

a 180

1 2 3 5

31

Sm - Rouleau vibr ant A

SUR LE RO ULEAU

~ ..... _--

-... -.,.

9 Vitesse· km/h

Fig. 18

-30cm

DANS LE MATERIAU

9 Vitess(? km/h

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Entre 2 et 1,35 km/h, une diminution en valeur relative des paramètres de vibration (de l'ordre de 35 % pour l'amplitude et l'accélération) n'entraîne aucune variation marquée ·des densi tés en profondeur. Par contre, entre 1,35 et 2 km/h d'une part, et 5 km/h d'autre part, à une diminution ùes paramètres de. vibration, diminution beaucoup plus importante en valeur relative q~e la pré­cédente (70 % environ) correspond une chute nette des densités. Il semble donc

·que, dans les conditions de l'expérience (fréquence constante de l'ordre de 1 900 t/mn) , il existe un seuil de vitesse au~delà duquel les sollicitations appliquées sont mal adaptées au compactage proprement dit de ce matériau en raison d'une part de la chute des paramètres cie vibration et d'autre part, d'une mauvaise transmission en profondeur. D'après les courbes ~d:::: f(z) à la 10ème passe, ce seuil de vitesse se situerait légèrement au-delà de 3 km/ho

En conclusion, on retrouve bien pour ce matériau la double condition pour obtenir un bon compactage de. la partie inférieure d'une couche épaisse

-a) appliquer des sollicitations adaptées au compactage proprement dit du matériau

-b) appliquer ces sollicitations à des c·onditions telles qu'ellès se transmet­tent à la profondeur la plus grande possible.

Les résultats· obtenus autorisent à penser que cette double éondition est en particulier satisfaite lorsque, pour un engin vibrant opérant à une fréquen­ce déterminée, la vitesse de translation est crlOisie de.telle sorte que l'am­pli tude en surface soit maximale. Pour d.es matériaux granulaires propres du type sableux mis en oeuvre en épaisseur de l'ordre du mètre, il semblé qu'il· ne faille pas excéder une vitesse de 3 km/ho

II 1. 6. SYNTHE SE

• La vitesse de translation du rouleau vibrant est un paràmètre dont l'in­fluence sur le compactage, toUtes choses égales par ailleurs, est loin d'être négligeable, principalement en raison du fait que toute v.ariation de vitesse entraîne une variation concomitante des paramètres de vibration.

• Pour le compactage par vibration de matériaux de terrassement,· il existe une vitesse "optimale", c' est.-à-dire conduisant au débit le plus élevé, fonc­tion de l'épaisseur de la couche et des exigences de qualité.

• Pour un rouleau donné opérant à une fréquence déterminée, plus les ex-i­gences sont sévères et la couche d'épaisseur importante, plus c~tte vitesse optimale est faible.

• Avec le rouleau vibrant automoteur A, compactant le sable mal gradué à l\10PN en épaisseur de l'ordre du mè tre, cette vi tesse optimale est de 3 km/h, limi te supérieure de la zone dans laquelle à fréquence donnée (1 900 t/mn) , l'amplitude des vibrations en surface est maximale.

• A qualité égale de compactage avec un matériel vibrant donné, le couple épaisseur-vitesse conduisant au meilleur débit n'est pas nécessairement vers les fortes é~aisseurs et les faibles vitesses. Ce point mériterait une analyse plus approfondie étant données -les hypothèses adoptées pour ce calcul théorique d'une part et l'influenù prépondérante de la vitesse sur les densités minimales d' au­tre part. Par ailleurs, il est indéniable que le matériau influe. considérablement sur la valeur de ce couple épaisseur-vitesse,· pour un matériel vibrant adapté au compactage de ce matériau.

32

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Chapitre IV

INFLUENCE DE LA TENEUR EN EAU DE COMPACTAGE

Essais réalisés sur la 'grave limoneuse au moyen du rouleau vibrant A.

IV. 1. CONDITIONS SPE~IFIQUES D 'EXECUTI~~l~~ ~T?Sl\lS

IV.I.I. Matériau

Le matériau retenu est la grave limoneuse Gb-G1 mise en oeuvre en grande épaisseur (110 cm foisonnés). Le choix de ce matériau s'est effectué à pàrtir des considérations suivantes :

- nécessité d'utiliser un matériau susceptible de conserver une teneur en eau homogène sur toute l'épaisseur compactée

-choix d'un matériau tel que son humidification par arrosage procure une aug­mentation homogène et suffisamment rapide de la teneur en eau (perméabilité suffisante).

L'influence de la teneur en eau de compactage est faite sur la base de l'essai i teneur en eau O.P.N. (5,2 %) présenté dans le rapport nO 24, et d'après les résultats de deux planches réalisées aux teneurs en eau théoriq,ues : t-l

OPN - ) ,5 %

et WOPN

+ 1,5 %.

IV. 1.2. Matériel de compactage

Le rouleau utilisé est ~ rouleau vibrant automoteur non tandem A. Les para­mètres de fonctionnement-de cet engin sont~s mêmes que ceux utilisés lors de .1'essai à WOPN (fréquence maximale et vitesse de 2 km/h).

IV.l • 3 ~ ~ts de compactage contrôlés

Quatre états de compactage, correspondtlnt i 2, 6, 10 et 20 passes ducom­pacteur en vibration nnt été contrôlés suiv;:,',nt le p:cocessus habituel.

IV.2. CONTROLES DES CONDITIONS REELLES D'EXECUTION DES HSAIS

Les c,ontrôles ont "'u lic:u lo:cs de L, mise en oeuvré, à un état intermé­diaire et en fin de corupactag~. par tranches sur toute l'~paisseur de la couche.

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La teneur en eau moyenne de la planche à WOPN - 1,5 % est en fait de 4 % soit une valeur légèrement supéri·eure à celle escomptée. Celle de la planche à WOPN + 1,5 % se trouve être de 6 % soit un peu moins d'un pourcent inférieure à la teneur en eau recherchée. Bie~ que l'écart extrême ne soit que de 2 %, il existe des diff~rences très sensibles entre hlS planches, 'le compactage de la plus humide s'accompagnant après 8 passes d'un matelasaage. important •

• Fréquences de vibration

Contrôlées à chaque passe, elles figurent en annexe nO 2. Le tableau de . la' figure nO 19 précise la fourchette extrême du nombre de tours par minute' de 1 '.arbre à balourd pendant le compactage des planches réalisées en 1971 et 1972.

Fig. 19

~ eau 4 % 5,2 % . 6 % Engin (1971 )

Rouleau A 1810 à 1930 1850 à 2080 1890 à 2080

IV.3. RESULTATS DU COMPACTAGE Courbes de densité de' l'annexe n° 7

- W =.4 %

!lexiste un gradient de densité d~s' ~a cote 10 cm jusqu'en'fond de cou­che, dont la valeur est sensiblement la même quel que soit le nombre de pa'lses. Après 20 passes,-la compacité moyenne de la couche est de 95,2 % O.P.N. avec une densité minimale en profondeur de 89,7 % de yd OPN.

-W==6%

La décroissance des densités avec la protondeur 'ne se manifeste qu'à partir de la cote 30 - 40 cm et la courbe redevient verticale dans la partie profonde de la couche (au-dessous de 60 à 70 cm). Au cours du compactage, la. densi té minimale augmente très favorablement, pour ,atteindre 99 % de )' d OPN après 20 passes. A ce stade, la densité moyenne de la couche, par ce fait mêma, a une valeur importante (101 % ld OPN).

IV.4. DISCUSSION DES RESULTATS

Cette discussion prend en considération les résultats de tous les essais réalisés sur ce matériau au moyen du rouleau vibrant A.

34

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rV.4.1. Observations générales

A~s!~i~~~~~g!_~~_l~_~~g~~!§_~Qy~gg~_~!_~~_l~_g~g~i!Q_~igi~~l~_~~_fQgS­

!~Qg-~~_!!~~~E~_~~_E~~~~~ (li ableau de l'annexe n° 8)

La figure nO 21 montre que le classement des courbes en densités croissan­tes est le même que celui en teneurs en eau, quel que s.oit le nombre de passes. Én outre, l'évolution des densités moyennes est d'autant plus rapide que la te­neur en eau est élevée.

Par contre, la figure nO 22 réprésentant l'évolution des densités ml.nl.ma­les traduit un classement différent suivant la teneur en eau, l'essai à WOPN conduisant aux densités les plus faibles quel que soit le nombre de passes. rI est donc important d'examiner la distribution des densités en fonction de la profondeur pour les teneurs en eau des essais.

Pour la teneur en eau la plus faible (4 %), la densité décroît d'une ma­nière continue avec la profondeur au-dessous de ~ 10 cm, cote à laquelle le ma­ximum de densité est atteint. A la teneur en eau la plus forte (6 %), il exis.te dans la couche une zone de forte compacité (entre 20 et 50 cm). Des densités élevées sont obtenues en profondeur et le gradient, au-dessous de la cote - 50 cm est analogue à celui enregistré à 4 %. Le maximum de densité se situe à un niveau plus profond ( - 40 cm) et sa valeur est supérieure à celle constatée à plus fai­ble teneur en eau.

Au vu de ces deux cas extrêmes, une première constatation pe~t être faite en l'occurrence l'obtention de densités élevées, en particulier dans la partie' profonde de la co~che, se trouve être grandement facilitée en -augmentant 'la teneur en eau du matériau. En second lieu, la conservation du gradient de den­sité en profondeur entre 4 et 6 % laisserait'supposer que l'augmentation des densités dans la partie profonde de la couche est proportionnelle à l'augmenta­tion de teneur en eau. En fait, cette proportionnalité n'existe pas puisque la courbe obtenue à la teneur en eau de 5,2 % ne représente pas la moyenne des courbes relatives aux teneurs en eau extrêmes. L'expérimen~ation montre qu'à' 5,2 %, si les 50 cm supérieurs sont portés à une compacité élevée du même ordre que celle obtenue à 6 % par contre dans les 50 cm inférieurs les densités chu­tent rapidement pour -atteindre en fond de touche des valeurs voisines de celles enregistrées à 4 %.

Le graphe de la figure n° 23 montre l'évolution en fonction du nombre de .passes, du degré de saturation Sr du matériau à différents niveaux en profon­deur pour les teneurs en eau des essais. Abstraction faite des 20 cm supérieurs, on remarque que l'évolution est d'autant plus marquée que le degré de saturation, atteint à l'issu de la première passe sur le matériau foisonné est élevé et ce­ci quel que soit le niveau considéré. Il est clair par conséquent qu'à un niveau donné en profondeur, plus le degré de saturation après la première passe du com­pacteur est élevé, plus le nombre de passes requis pour atteindre un degré de saturation donné sera faible. Or, le degré de saturation Sr est donné par la. formule :

35

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la

20

30

40

50

60

70

80

90

COJ:.1PACTAGE DE LA GRAVE LIMONEUSE A DIFFERENTES TENEURS EN EAU.

'1,60 1,90 2,00 2,10 ' 2,20' 2,30, 2,'.0

-', " ï"-- ... -~~~~ ;< 1

~~ - '

1 / ;- ~~

ETATS FOISONNES 1 // ... /' '

1 // V' CORRISPONDANTS 1

~ 1 r/-~ / "

"'\ ~f 1 \ ~ 1/

1 1

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/ Vi 1 '1 1 1 1 /\ 1 1/ 1

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1 { -1--

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j/' l IV 1 , 4

If -t-

i ,/ 1

1 ~

"-f- i

I! t /1 t 1 1

Z - t 1 t' 1

Fig. 20 - Densités en fonction de la profondeur; après la passes de compacteur.

100

95

90

85

80

omini/ /YOPN

-..

Rouleau vibrant A -- W = 4%

W = 5,2% O.P.N. -++ +++++ W = 6%

n ~----+---------~--~------r-~~ n

2 6 10 20 2 6 la 20 Fig. 21 - Compacité moyenne de la couche

en fonction du nombre de passes. Fig. 22- Compacité minimale en profon­

deur en fonction du nombre de passes

36

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80

70

30 ~ .... _ ...... - -------.,...-- ..

~0r_----_+--~.------4_----+_----~

2 6 .f0 2.0

Rouleau vibrant A'

3000

2000

1000,

soO

200

'-,

100 '--2 ..... -oo--2 ...... 0S-~2 ...... 1-0---27ïi~2~0--2.t-12S:--PP"

Fig. 24 - Débits théoriques en fonc­tion de la densité moyenne de la cou­che compactée à différentes teneurs

en eau.

37

Rouleau vibrant A

----- .W = 4 %

--- W = 5,2 % +++++-f+ W = 6 %

Fig. 23 - Evolution du degré de satu~ ration en fonction du n'ombre de passes, à différents niveaux en profondeur, et

pour plusieurs teneurs en eau.

1000

500

" " ",

" " .,"'/

4

, ,/

/

, ,l

1

, l ,

'(95.90)

(96.92) .

• (98.95)

6

Fig. 25 - Débits théoriques en fonc­tion de la teneur en eau W : a) pour une couche épaisse (lm) avec'

compacité moyenne imposée (entre 95 et 100% rdOPN) : courbes en trait plein.

b) pour une couche d'épaisseur opti­male, avec des exigences en densi­té moyenne et minimale (chiffres entre parenthèses) : courbes en trait interrompu.

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avec '1s poids spécifique des grains solides

td poids spécifique du sol sec (densit~ sèche)

W. teneur en eau

Il en résulte par suite que, pour augmenter Sr, il faut:

- soit accroître là teneur en eau du matériau (influence du matériau)

- soit, à teneur en eau donnée, augmenter la densité sèche (influence du matériel de compactage).

En fai~, ces deux conditions ne sont pas indépendantes puisque, pour un engin donné, l'action en profondeur à la première passe est plus ou moins facilitée suivant que la teneur en eau est déjà plus o~ moins élevée, mais cela signifie que lorsque la première condition ri' est pas remplie (W faible), le choix du ma­tériel de compactage est primordial pôur pouvoir satisfaire à la deuxième con­dition. Pour obtenir des densités élevées dans la partie profonde d'une couche de matériau semi-cohérent, s'il est souhaitable d'avqir une teneur en eau éle­vée compatible avec l'objectif visé; il est par contre indispensable de faire appel à un matériel de compactage susceptible de procurer un gain important en densité à la première passe (voir chapitre V).

IV.4.2. Débits théoriques

Les co~rbes de la figure nO 24 montrent que pour obtenir une même densifi­cation moyenne d'une couche épaisse, il est très avantageux de porter ce maté­riau à une teneur en eau forte. Ainsi à W = 6 %, il est possible de compacter à 95 %de l'O.P.N. en moyenne, 1 500 mètres cubes dans l'heure par. couche de 90 cm soit un débit double de celui atteint dans les mêmes conditions avec une teneur en eau de 5,2 %. Une variation de 2 points de teneur entraîne une varia­tiondu débit dans le rapport de 1 à 6.

L'influence de.la teneur en eau sur les débits est davantage mise en relief sur la figure nO 25. On peut remarquer qu'à débit donné, l'augmentation de teneur en eau' se traduit par un gain appréciable en compacité moyenne. Par exemple, 250 mètres cubes peuvent être mis en oeuvre dans l'heure à 100 % O.P.N. en moyenne à 6 % alors que l'on ne peut espérer atteindre, dans les mêmes conditions d'épais­seur de couche, que 95 %.à une teneur en eau de 4% •

. .

IV.4.3. Débits théoriques en fonction de l'épaisseur de la couche courbes de

l'annexe nO 9

Les courbes Q/~ = f(e) tracées à partir d'hypothèses (voir chapitre IV du rapport 24) qui demandent à être vérifiées, montrent que, pour la teneur en eau la plus faible (4 %), une décroissance en débit a lieu "",ers les fortes épais-

. seurs, à qualité de compactage donnée. Il apparaît plus intéressant à cette te.., neur en eau de compacter, avec ce rouleau, des couches de 50 cm. En effet, si l'on prescrit:

rd = 95 % de t dO. P . N • avec (d mini ~ 90 % de rd O.P.N.

38

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E paissE:'ul"' optim<?le

(cm)

~

100

90

80

70

60

50 <----40

30

20

10

o 4

/ ./

/

Gh - GL· Rouleau vibrant A

Chiffres entre parenthèses :. -en 1er ')'Cl densit~ moyenne

en e ')d m1nl . enslte.mln1ma e . 2' d 1

/; 1/

"1 0; C\ , .. ,.

~ -! .

/~ / . V ~/ ,,'4

\~()()

./ /

/ /

5 6 Teneur en eau: Fig. 26

39

--

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on constate que le d~bit thêorique en couche de 90 cm est à peine de 200 m~tres cubes par'heure, alors qu'un débit double peut être atteint en couche de 50 cm.

A une teneur en eau de 6 %, les courbes d'isodensités sont plus plates et s'il est, semble-t-il, avantageux de compacter en cO\lches de 50 cm environ dès que la densité minimale requise est supérieure à 92 % O.P.N., le compactage en couches d'êpaisseur importante est tout-à-fait rêalisable avec des débits rela­tivement éJ.ev~s.

Les graphes établis permettent d'apprécier l' êpaîsseur "optimale" de la couche pour des exigences en densité données: c'est l'épaisseur correspondant au débit maximal de l'engin pour les prescriptions requises. La figure nO 26 confirme bien que plus la teneur en eau est faible, plus il importe de diminuer l'épaisseur de la couche. Ainsi, pour satisfaire aux exigences:

td = 98 % de ~d O.P.N.

avec ~d mini ~ 94 % de (d O.P.N.

l'épaisseur "optimale" est de 50 cm enViron à 4 % de teneur en eau, alors que cette épaisseur est de l'ordre du mètre lorsque ce matériau est porté à 6 %. En outre, à cette dernière teneur en eau, le débit susceptible d'être atteint est dnq fois plus élevé que celui correspondant à H =; 4 %.

Cette épaisseur optimale est très fortement influenc~e' par les valeurs prises en compte pour les critères de qualité ; des exigences légèrement plus sévères que celles prises dans l'exemple ne pourraient pratiquement pas être atteintes avec une teneur en eau de 4 %.

IV.5. MESURES SPECIFIQUES RELATIVES AU PHENOMEME VIBRATOIRE

IV.5.1. Examen des résultats obtenus

Les résultats dé~aillés des mesure~ effectuées sur le rouleau et les rele­vés de la fréquence instantanée au sein du matériau figurent en annexes 2 et 6 respectivement. Comme préc~demment pour le sable mal gradué, on a rE:porté sur la figure nO 27 non seulement les résultats des essais à 4 % et 6 % de teneur en eau mais également ceux effectués en 1971 à WOPN ~ 5,2 % ~

1) ~~~~E~~_~~E_!~_E~~!~~~

a) ~éRl~c~m~n~ : Quelle que soit la teneur en eau, on remarque que les déplacements en cours d'essais sont touj ours supérieur s au aép1acement thé'ori­que à vide, l'écart extrême étant toutefois pour ce matériau moins important que précédemment pour le sable (50 % au lieu de 85 %). Plus la teneur en eau est élevée, plus le déplacement diminue mais les écarts en déplacements au cours des passes successives s'amoindrissent lorsque la teneur en eau augmente. Abstraction faite des toutes premières passes; l'évolution des déplacements est relativement faible pour des teneurs en eau de 5,2 et 6 %.

b) Accélérations : L'évolution des accélérations ~n fonction du nombre de passes est-peuÏnarquée sauf toutefois pour une teneur en eau de 4 %. Les diffé­rences constatées du classement des courbes, paramétrées en teneur en eau, entre les 10 premières passes et les 10 passes suivantes sont imputables à des varia­tions de fréquence qui, toutefois, n'excèdent pas 4 Hz. Dès la 10ème passe,

40

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Fig. 27 - Déplacements et accélérations en fonction du nombre de passes.

41

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quelle que soit la teneur en eau, les accélérations évoluent dans la même·plage (de 7 à 8,5 g) pour une fréquence moyenne de l'ordre de 1 950 t/mn.

2) Mesures dans le matériau ------------------------On constate ici que les accélérations et les déplacements sont assez net­

tement différenciés à une cote donnée, en fonction de la teneur en eau et d'au­tant plu~ différenciés que cette cote est profonde. n'autre part, à une teneur en eau de 6 % l'atténuation en fonction de la profondeur est importante: à - 50 cm de profondeur, l'accélération induite ne représente plus que la moitié de celle en surface (cote - is cm) et l'accélération en profondeur n'est plus que le quart de cette dernière. A cette teneur en eau de 6 %, le déplacement théorique instantané à la cote - 80 cm n'est que de 0,6 mm en moyenne.

IV.S.2. 8omparaison entre les résultats relatifs aux vibrations et les

résultats de densité

Les tableaux de la figure nO 28 consignent les valeurs moyennes, détermi­nées entre la 3ème et la lSème passe; des paramètres de vibration (amplitude, accélération, coefficient énergétique A2 W2 ) relevés sur le rouleau et dans le matériau. On peut schématiser les résultats en classant les différentes teneurs en eau d'après ces valeurs et les densités obtenues à la 10ème passe (voir fi­gure nO 20). Ce classement peut être effectué :

- en·surfaèe, d'après les résultats relatifs aux vibrations obtenus sur le roqleau et les densités sur les 25 cm supérieurs

- en: profondeur, d'après les relevés effectués à la cote - 80 cm.

On obtient :

a) en surface -----Densités croissantes 4 % OPN et 6 % (indifférenciables)

Amplitudes décroissantes 4 % OPN 6 %

Accélérations décroissantes OPN et 4 % 6 % . f" A'" 2 ~ •. Coe f1c1ents W decro1ssants 4 % ·OPN 6 %

b) ~n_pE.0!ond~uE. :

Densités croissantes OPN et 4 % 6 %

Amplitudes décroissantes OPN 6 %

Accélérations décroissantes OPN 6 %

Coefficients A~2décroissants . OPN 6 % . •

On constate d'après ces résultats d'ensemble

- qu'entre 4 % de teneur en eau et l'OPN, à une diminution de l'amplitude et de l'énergie cinétique communiquée à la bille, corresponqL~ne augmentation de la densité des :aS cm supérieurs. Par contre, l'influence en fond de couche est quasiment nulle

qu'entre l'OPN et 6 %, à une diminution des paramètres de vibration correspond une augmentation nette des densités en profondeur sans amélioration sensible de la couche superficielle.

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~ouleau vibrant A - Gb-GL à différentes teneurs -en eau

~ 3, (8) 4 % 5,2 % 6 %

Sur le l'ouleau 7,462 7,519 ,6,946

- 25 cm 5,59' ~ 6,10

- 50 cm ~ ~ 3,25

- 80 cm ~ 2,51 1,32

~ 4 % 5,2 % 6 %

Sur le rouleau 3,712 3,43 3",266

- 25 cm . 2,39 ~ 2,61

- 50 cm ~ ~ 1,39

- 80 cm ~ 1,26 0,57

~ A"" ' 4 % 5,2 % 6 %

Sur le rouleau 0,1384 0,1268 0, 1106

- 25 cm 0;0666 ~ 0,0784

- 50 cm ~ ~ 0,02k2

- 80 cm ~ 0,01607 0,0038

Valeurs moyennes entre 3 et 15 passes

Fig. 28

43

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Il apparaît par suite une progression en fonction. de la profondeur de l'augmen­tation des densités en liaison avec l'augmentation de teneurenc eau du matériau. Cette augmentation de teneur en eau provoquant une diminu tion concomitante des paramètres de vibration, il semble logique' de' penser que plus la teneur en eau

" . :est élevée, plus l'on tend pour un engin donné vers une adaptation optitnale des paramètres de vibration au compactage de toute la couche mise en oeuvre.

Pour illustrer ce dernier point et préciser l'influence sur les résultats du compactage du couple teneur en eau-paramètres de vibration~ . on a établi la figure n° 29. Cette figure comporte; en fonction de la teneur en eau, 1e'S varia­tions extrêmes d'une part du déplacement 2A relevé sur le rouleau .au cours des passes sucçessives, d'autre part des densités enregistrées il différents niveaux en profondeur (cotes - 25, - 50 et - 70 cm). On remarque que :

,. \

- Quelle que soit la teneur en eau entre 4 et 6 %, l'enveloppe des déplacements maximas est symétrique par rapport à celle des minimas, l'axe de symétrie cor­respondant à un déplacement de 3,20 mm environ. De plu s, il existe une pro­gression géométrique de raison 112 entre la diminution de l'écart extrême en déplacement, et l'augmentation de teneur en eau'.

- si l'on extrapole les courbes de densités vers les teneurs en eau élevées, on remarque qu'il existe une teneur en eau de l~ ordre de 6,5 % pour laquelle il. est possible théoriquement d'obtenir des compacités égales ou supérieures à 100.% de l'O.P.N. sur toute l'épaisseur mise en oeuvre (faible gradient). En outre, à ce.tte teneur en eau, la valeur du déplacement sur ce rouleau quel . que soit le nombre de passes effectuées, se situerait autou~de 3,2 mm.

Il apparaît donc que pour cet engin opérant à une fréquence de' l'ordre ae 950 t/mn et" à une vitesse de 2 km/h environ :

- L'influence de la réaction de ce matériau sur les variations des paramètres' de vibration au niveau du' compacteur (amplitude, accélération,. ••• ) est d' au­tant plus faible que celui-ci est à une teneur en eau élevée. Ce résuttat est logique dans la mesure où l'on' sait que plu s le degré de saturation est élevé, plus l'on tend vers une invariance de ses carac.téristiques mécaniques et par conséquent, une minimisation de l'influence de sa réaction sur les pa­r~ètres de vibration en surface.

- Abstraction faite des 25. cm superleurs, plus les variations de déplacement sont faibles, plus les variations de densités sèches à un niveau donné sont impor'tantes, plus la densité moyenne de la couche est élevée et plus l'on tend vers un gradient nul en profondeur. . .

Par conséquent, il résulte de ces constatation"s que l'observation de peti-. \ tes variations de l'amplitude verticale de la bille peut être un indice de l'ob­

tention de densités élevées diS1:ribuées d'une manière homogène dans la couche. Toutefois, un certain nombre de questions restent posées : .

- L t'obtention de fortes densités sur toute l'épaisseur est-elle tributaire de faibles variations du déplacement en surface au cours du compactage quelle que soit la teneur en eau de mise en oeuvre de ce matériau ? Cette condition est-elle suffisante ?

- A une teneur en eau donnée, le contrôle des variations de l'amplitude .. verti­cale de la bille de l'engin vibrant, permet-il de situer son efficacité maxi­male? Cette condition peut être suffisante, mais il e::;t bien évident toutefois

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Gb -GL Rouleau vibrant A 2A

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Fréquenc<? mo enne des essaiS 19501 mn

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Fig. 29

45

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que le maximum d'efficacitf d'uh engin peut @tre jugé insuffisant eu ~gard aux critères de qualité souhaités (influence du matériel de compactage).

- Il conviendr.ait peut-être d'ajouter une condition supplémentaire, en l'occur­rence le niveau moyen du déplacement en surface. Celui-ci <loit-il se situer au voisinage de la valeur caractéristique constatée ici pour le rouleau A (3,2 mm) ?

Seule une expérimentation plus complète que celle présentée ici permettrait d'aller plus loin dans l'analyse de l'influence des différents paramètres. Néan­moins, des essais conduits sur ce matériau au moyen de deux rouleaux vibrants appartenant à la même catégorie que celui utilisé ici apportent déjà des élé­ments de réponse aux questions posées (voir chapitre V).

IV.6. SYNTHESE

- Il importe d'attacher une attention particulière à la teneur en eau de mise en oeuvre de matériaux granulaires comportant une fraction fine plastique lors du compactage par cylindres vibrants. Les raisons essentielles sont que, pour un engin donné (rouleau A) opérant à une vitesse de translation constante, de l'ordre de 2 km/h :

• En couche d'épaisseur de l'ordre du mètre, l'augmentation de la teneur en eau favorise l'obtention de derisi tés élevées, en Piirticulier dans la partie profonde de la couche.

• A fréquence donnée (1 950 t/mn) la teneur en eau du matériau influe d'une manière important~ sur les variations de l'amplitude verticale de la bille par l'intermédiaire de la réaction de ce matériau sur ce paramètre.

• Plus les variations de l~amplitude verticale de la bille au cours du com­pactage sont faibles, plus les densités sèches sont élevées et plus ces den­sités sont distribuées d'une manière homogène dans la masse de sol (gradient tehdant à s'annuler).

L'importarice du choix du matériel de compactage vibrant apparaît être d'autant plus grande que le matériau en couche épaisse est à une teneur en eau faible. Dans ces conditions', ce choix doit @tre fait .à partir de résultats attestant d'une efficacité en profondeur "suffisante", un critère étant, à une teneur en eau donnée, l'obtention d'Un degré de saturation élevé en fond de couche dès les premières passes en vibration.

Pour un engin vibrant et des exigences de qualité données, l'épaisseur "opti­male" des couches, c'est-à-dire celle pour laquelle le débit: est maximal serait d'autant plus faible que la teneur en eau du matériau diminue. Cette épaisseur optimale apparaî t d'ai lleurs être très fortement influencée par ies valeurs prises en compte pour les critères de qualité et ceci d'autant plus que la teneur en eau est faible.

Dans le cas du compactage de la grave limoneuse à une teneur en eau de 4 % (WOPN - 1,2 %) au moyen du roul~au A, pour satisfaire par exemple aux exigen­ces :

~d = 98 % de .rd OPN avec idmini ~ 94 % de rd OPN

il conviendrait de limiter l'épaisseur des couches à 50 cm environ.

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Chapitre V

ESSAIS CONDUITS AU MOYEN DES ROULEAUX VIBRANTS B ET C

Comparaison avec le rouleau A.

V.l. C~NDITIONS SPECIFIQUES D'EXÊCUTION DES ESSAIS

V., 1. 1. Matériau

Le matéri,au u-t:Ùisé êst la grave limoneuse Gb-GI mise en oeuvre à la t~neur en eau de l'optimum Proctbr Normal (5,2 %)en 110 cm"d'épaisseur fois,onnée.Ce matériau est le même que celui utilisé avec le rouleau A pour les essai"S "influ­ence de la teneur en eau de compactage".

V. 1.2. Matériel de compactage

Les caractéristiques essentielles des deux rouleaux B et C sont consis.nées dans le tableau de la figure nO 5 (chapitre II). Bien qu'appartenant à latnême catégorie "automoteur non tandem" que le rouleau A, ces deux engins s'endiff~­rencient notamment par les éléments suivants :

- bille tractée par un essieu à deux roues motrices sur pneus. Cet essieu sup­porte la quasi totali té du poids non vibrant

- faible valeur du rapport de la masse suspendue à la masse vibrante, 88% en­viron du poids statique appliqué au matériau (par le cylindre) incombant à la seule masse vibrante .

- charge statique par cm .de génératrice vibrante plus élevée (voir figure n° 5).

Les essais de compactage ont été effectués à une vitesse de translation de 2 .km/h pour les deux rouleaux. Deux fréquences ont, d'autre part, été retenues:

- dans une première phase (20 passes) compactage à la fréquence maximale de leur gamme d'utilisation soit 25 Hz

complément de compactage (20 passes supplémentaires) à la fréquence de réso­nance du système rouleau-sol.

Par ailleurs, le sens de rotation des balourds a été choisi inverse du sens de rotation de la bille à la suite d'observations visuelles effectuées. lors d'es­sais préalables conduïts sur une couche de grave-laitier au moyen du rouleau B (3].

V.l.3.,~.tats de compactage \.:ùnt!-"ôlés

Sur le matériau foisonné, deux passes "ea lisse" ont été effectuées afin de faciliter l'évoLltion des engh~s I?:~ vibration. Le premier état de compactage con­trôlé, à l'issue de ces deux passes, correspûnd à 2 passes en vibration. Les états

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suivants ont été contrôlés après 6, 10 et 20 passes à fréquence maximale et un dernier coritrôle des densités à tous les niveaux de la couche a été effc~tué à l'issue des 20 passes supplémentaires à fréquence de résonancè ..

V.2. CONTROLES DES CO~~ITIONS RELLES D'EXECUTION DES ESSAIS

La' teneur en eau con·trÔJ,ée se situe en moyenne à 5,2 '%, valeur conforme à l'objectif visé (compactage à la teneur en eau de l'optimum Proctor Normal).

Du point de vue fréquence de vibration, le tableau de la figure n° 30 pré­cise la fourche.tte extrême enregistrée sur les rouleaux.

Rouleau B Rouleau C fig. 30

1420-1480 t/mn 1400-1460 t/mn

On peut remarquer que l'écart maximalen fréquence n'excède pas 1 Hz.

V.3. RESULTATS DU COMPACTAGE Courbes de densité de l'annexe nO io

V.3.1. Compactage à la fréquence ma.ximale

Rouleau B

Les courbes de répartition de la densité en fonction de la profondeur mon­trent. qu'un maximum de densité est enregistré à 20-25 cm, cote au-delà de laquel­le les densi tés décroissent d'une manière plus ou moins continue jusqu'en fond de couche tout en conservant des valeurs relativement élevées. Entre la 2ème et la 20ème passe, les courbes ~d = f (z). sont pratiquement déductibles les unes des autres par simple translation.

Quel que soit le nombre de passes effectuées, les densités décroissent d'une manière continue jusqu'en fond de couche, dès la cote - 25 cm où se situe le maxi-· mum de densité. Comme précédennnent pour le rouleau B, les densités minimales en fond d'e couche, après 20 passes, sont relativement élevées.

Le tableau de la figure nO 31 regroupe, pour les deux rouleaux, des valeurs numériques susceptibles de caractériser l' efficaci té de ces engins entre le dé­but du compactage et l'arrêt de cette première expérimentation à la 20ème passe.

Dans ce tableau, le gradient est défini par l'expression: C"" - Cm Z Z

; Z .... et Zm r1 - m

étant les cotes en cm correspondant aux compacités maximale et minimale respec-tivement.

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·Fig. 31 - Tableau des valeurs caractérisant l'efficacité d~s engins entre le début et l'arrêt du compactage à la· 200 passe

Rouleau B Rouleau C

2 passes 20 passe.s 2 passes 20 passes . Compacité moyenne de la couche 93,2 % 99,6 % 93,5 % 99,6 %

Compacité moyenne sur les 95,3 % 100,8 % 95,9 %. 100,9 % 50. cm supérieurs

Compacité maximale CM 96,7 % 102,4 % 98,0 % 102,3 %

Compaci té minimale Cm 88,6 % 95,6 % 88,8 % 94,2 %

: ~ Gradient - 0,141 - 0,118 - 0,160 - 0,141

V.3.2. Détermination de la fréquence de résonance

Après les 20 passes du compacteur à fréquence maximale, il est réalisé une passe supplémentaire, à faible vitesse, au cours de laquelle la' fréquence du vi­brateur est rendue variable par palier s. L'enregistrement du mouvement: vibratoi­re de la bille au moyen du vibrographe à palpeur fournit un certain nombre de valeurs du couple amplitude-fréquence. A partir des relevés ainsi effectués, il est possible de tracer la courbe A = f(N) et chiffrer la fréquence conduisant à l'amplitude maximale de la bille dans le domaine de fréquences auscultées. Cette . fréquence est, par définition, la fréquence de rêsonance du système rouleau-sol. pour les deux rouleaux B et C, la fréquence de résonance est identique (figure. nO 32) et sa valeur est 14,5 Hz (870 t/mn). De aurcroît, à cette fréquence, l'am­plitude des élongations verticales de la bille est sensiblement la même pour les deux engins. Fréquence de. résonance et amplitude correspondante ont d'aill.eurs des valeurs très voisines de celles déterminées lors d'un essai de compactage d'une couche de 30 cm de grave laitier au moyen du rouleau B (3) .

Il apparaît donc que le comportenent de la bille vibrante de ces deux ,'en­gins est très peu influencé par le module de déformation du sol. [4J

V.3.3. Compacta~e complémentaire à la fréquence de résonance

Gonnne en témoignent les relevés effectués sur la bille (annexe nO 2) les déplacements en cours d'essais ont été du même ordre de grandeur que ceux cor­respondants à la résonance (figure n° 32). Le complément de compactage a donc

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bien été effectué à une fréquence sinon égale du moins très voisine des 14,5 Hz visés (en moyenne 15 Hz).

Les résultats obtenus à l'issue des 20 passes suppléme'ntaires effectuées à cette fréquence figurent en traits pointillés sur 1eR_courbes de densité de l' an­nexe nO 10.

Rouleau B -------

Aucun gain en densité n'est relevé sur les 20 cm supérieurs. Par contre, depuis 20 cm ju squ' en fond de couche ~ tes densités ont sensiblèment augmenté (de l'ordre de 1,5 à 2 % en profondeur).

La compacité moyenne de toute la couêhe est de 100,8 % OPN soit un gain de 1,2 % par rap'port à l'état final du compactage à fréquence maximale.

Rouleau C

Le gain en compacité moyenne e st du même ordre de grandeur que celui enre­gistréavec le rouleau B (100,9 % OPN en fin de compactage). Les densités ont sensiblement augmenté non seulement dans la partie profonde de la couche, mais également sur les 30 cm supérieurs.

L'utilisation 'de cette fréquence de . résonance, sinon au début du compac-, tage, du moins à un stade nettement moins avancé que lors de l'essai (20 passes) devrait être intéressante et mériterait indéniablement une étude plus approdon­die.

V.4. DISCUSSION DES RESULTATS

V.4.I. Comparaison des rouleauxB et C

Abstraction faite de petites différences de forme (rouleau B), imputables au matériau, il est clair au vu des courbes de densités en fonêtion de la pro­fondeur (annexe nO 10) et de leur évolution avec le nombre de passes, que les deux engins ont des performar..ces qui peuven't être qualifiées d'équivalentes •. Cette équivalence est d'ailleurs plus frappante lorsque l'on compare les compa­cités moyennes et les compacités maximales et minimales atteintes avec les deux engins (tableau de la figure n° 31). Un tel résultat n'est pas surprenant si l'on tient compte du fait qued 'une part, les masses rapportées au centimètre de génératrice vibrante sont du même ordre de grandeur pour les deux engins, etd 'autre part les caractéristiques de vibration en cours d'essais sont pra­tiquement identiques, (voir paragraphe V.5.)

Il apparaît" par conséquent, quele principal critère de différenciation de ces deux engins soit leurs débits respectifs. Le rouleau C disposant d'une lar­geur de compactage de 25 % supérieure à celle du rouleau B permettra un débit d'autant supérieur.

V.4.2. Compara,ison avec le rouleau A

La canparaison des résultats obtenus au moyen des rouleaux B ou C d'une part, et du rouleau A d'autre'part, peut être effectuée soit à teneur en eau donnée (5,2 %) soit à teneur en eau différente (5,2 % pour B ou C et 6 % pour A) •

50

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Fig. 32 - Courbes de résonance (Ao - Amplitude théorique à vide).

100

95

90

Nb. de passes -' +-1 --1---""I---+-1 ---II~--+-I -~.,.

2 4 10 ,20

Fig. 33 - Compacité de la couèhe en fOl1c­tion du nombre de passes.

90

85

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Rouleau A

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Fig. 34 - Compacité minimale de la couche en fonction du nombre de passes.

51

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v.4.2.1. Observations générales -----------

A la teneur en eau de 5,2 %, les pentes des droites en coordonnées semi­logarithmiques sont assez voisines. La droite relative au rouleau A est à un niveau nettement inférieur, comparativement aux rouleaux B ou C. De plus, la densité moyenne finale atteinte est la plus grande dans le cas des rouleaux ,B ou C. Les différences constatées à partir des densités nimimales sont encore plus prononcées.

Le rouleau A a des performances légèrement supérieures à celles des rou­leaux B, ou C, notamment en densité minimale, lorsque le compactage est effectué à une teneur en eau de 6 % pour le rouleau A et 5,2 % pour le rouleau B ou C.

A W = 5,2 % le gradient dans la partie inférieure de la couche est nette­ment plus accentué pour le rouleau A. L'augmentation de teneur en eau lui per­met d'obtenir un faible gradient, voire légèrement inférieur à celui des rou­leaux B ou C, confirmant le rôle prépondérant du paramètre teneur en eau.

L'étude du degré de satUration Sr à différents niveaux de la couche montre qu'en profondeur (Z = 70 cm), un matériel donnant à la première passe une faible valeur de Sr ne peut au cours des passes suivantes que faire évoluer d'une fai­ble quantité cette valeur. C'est le cas du rouleau A et ce résultat confirme ce qui avait été dit au niveau du chapitre IV. Cependant les courbes Z = 50 cm pour les 3 matériels montrent que l'évolution de Sr n'est pas un critère absolu, indé­pendant du matériel utilisé.

L'emploi d'un tel abaque semble donc 'plus intéressant pour un matériel don­aé, en considérant le paramètre teneur. en eau ,tel que' ce.la a été analysé au ,:hapitre IV (fig. 23).

Les graphes nO 37 et 38, qui lient la notion de débit à une qualité fixée e priori, illustrent bien l'importance du choix du matériel de compactage en fonction de la teneur en eau de ce matériau.

Comparativement aux rouleaux B ou C, le rouleau A dans les conditions d'es­sais (fréquence de vibration) apparaît "mal adapté" au compactage à teneur en eau de 5,2 %, alors qu'à teneur en eau de 6 %, il est très bien adapté.

A qualité donnée, l'écart des débits entre un cas "bien adapté" et un cas "mal adapté" peut être très important, à tel point que le rôle joué par le para­mètre largeur de la bille (différenciation essentielle entre les rOllleaux B et C) peut apparaître secondaire, par rapport au rôle essentiel joué par le facteur "adaptation du matériel à la qualité recherchée". Par exemple (fig. 37) pour obtent~.95 % en dens{té moyenne, le rouleau A peut offrir à W = 5,2 %, un débit théorique de 600 m3/h environ. Le rouleau B, en-dépit, de sa plus petite largeur, (2,03 m.'contre 2,38 m précédemment) offre 1 000 m3/h dans les mêmes conditions.

52

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6 10 20 53

Fig. 35 - C9mparaison des résultats obtenus apris 10 passes des différents rouleaux vibrants, sur la grave limoneuse

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++++++

Rouleau B " ,,·C

W = 5,2% ~ W = 6%' \ Rouleau A

Rouleau B Rouleau C

W = 5,2%~Rouleau A w= 6% ~

Fig. 36 - Evolution des degrés de saturation en fonction du nombre de passes.

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Fig. 37 - Débits théoriques en fonction de la densité moyenne de.la couche.

Q/u (m/h'l

3 000

2 000

1 000

500

250

100

3 000

2 000

1 000

500

200

100

90%

2,00 2,10

1,80 1,90 2,00

95 %

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2,10

\ \ , ,

100 %

2,20

. Rouleau B

" " C

W = 5,2% t W == 6% \

2,20

2,25

Rouleau A

Fig. 38 - Débits théoriques en fonction db la densité minimale de la couche.

54

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Une telle comparalson effectuée en densité minimale (fig. nO 38) conduirait à des différences de débits encore, plus importantes.

V. 4.2.3. !?§Qi.!:.L!b~2!!9~~_~~_!2~E.!:!~~_ç!~_!~~E§!!~~~~E_ç!~_!~_E2~Eh~ : courbe,s de l'annexe nO Il

Ces courbes montrent que le rouleau B est bien adapté au compactage en gran­de épaisseur dans les conditions de l'essai. Il semble néanmoins que la recherche d'une qualité élevée en densité minimale avec le meilleur débit, conduise à des épaisseurs optimales de 60 à 70 cm. Les courbes sont légèrement plus défavorables quant à la prise en compte de fortes épaisseurs pour le rouleau C.' Cela est dû à la valeur du gradient, un peu plus prononcée sur les coùrbes "!S'd = f(z) pour le rouleau C, mais dont l'écart avec le rouleau B ne peut être significativement prouvé (paragraphe V.4. 1.).

Pour les exigences de qualité ( b' d = 95 % de 2fd OPN .( ( t dm' . ~ 90 % de ~ d OPN

l.nl.

à une teneur en eau de 5,2 %, les courbes de l'annexe nO 1,1 montrent qu'un débit théorique d'environ 1 200 m3/h peut être obtenu par le rouleau B pour une épais­seur de couche allant jusqu'à un mètre, alors que pour le rouleau A, le débit est de 1 000 m3/h avec une épaisseur optimale de couches (40 cm) (annexe nO 13 du rapport nO 24). A cette teneur en eau, la double condition est impossible à réa'­liser avec le rouleau A dès que l' épaiss'eur ~xcède 70 cm ; par contre, il semble que l'bn puisse espérer atteindre un débit au moins égal à 1 20Cm3/h pour une teneur en eau de 6 % (annexe nO 9).

V.S. MESURES SPECIFIQUES RELATIVES AU PHENOMENE VIBRATOIRE

V.S.l. Examen des' résultats obtenus (rouleaux B et C)

Les mesures effectuées sur le rouleau et, dans le matériàu à la cote - 80 cm intéressent les deux phases du compactage, la première à la fréquence maximale des e'ngins (20 premières passes) et la deuxième" à la fréquence de résonance du

, système rouleau-sol (20 passes supplémentaires). Les résultats détaillés figurent; en annexes 2 et 6. Les figures nO 39 et 40 schématisent les résultats obtenus.

a) Déplacements : Quei que soit le rouleau utilisé et quelle que soit sa fréquence d'utilisation, le déplacement n'évolue pratiquement pas en fonction du nombre de passes. De plus, à fréquence donnée, les niveaux moyens du déplacement restent voisins pour les deux engins. Le passage de la fréquence maximale à la fréquenèe de résonance du système engin­sol (14,5 Hz pour les d~ux rouleaux) conduit à une augmentation du dé­pfacement au niveau du compacteur de l'ordre de 60 %.

b) Accélérations,: Les mêmes remarques formulées nour les déplacements res­tent valables pour l'évolution des accélérations. Du fait de l'écart im­portant entre les fréquences maximale 'et de résonance, l'accélération communiquée à la bille au cours de la deuxième phase du compactage n'est plus que la moitié de celle obtenue à la fréquence maximale (1,80 g au lieu de 3,70 g).

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Grave limoneuse Gb - GL - Compactage à fréquence maximale .... Rouleaux vibrants Bet C

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7,50

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Fig. 39 - Déplacements et accélérations en fonction du npmbre de passes.

56

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Grave limoneuse Gb - CL - Complément de compactage a fréquence de résonance - Rouleaux vibrants B et C

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Fig. 40 - Déplacements et accélérations en fonction du nombre de passes.

57

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Grave limoneuse Gb - GL Rouleaux vibrants il et C

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- 80 cm .

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... 80 cm

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- 80 cm

E(X E(-80)

B C B C

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1 , 1 1 J,36 0,55 0,46

3,29 2,74 3,J6' 4,03

B C B C

3,07 3,26 4,96 5,05

0,78 0,99 1,30 1,03

3,94 3,,29 3,82 4,90

1

B C B C

·0,0556 0,0591 0,0424 0,0467

0,00427 0,00595 0,,00354 0,00239

13 9,93 , Il,8 19,5

~~-----------~--~--*-.-----1--------------~~:~--------~_1 VALEURS ~1OYENNES

el:..tre la 3ème et la 15ème passe.

Fréquence maximale

Fig. 41

58

1

entre la 20ème .et la 40ème passe

Fréquence de résonance

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Fig. 42 - Courbes de densités obtenues à la fin des deux phases de compactage

FM -- Fréquence maximale FR - Fréquence de résonance

. .110

to

30

1,0

liO

60

lt1

80

90

400

%. (cl"l\) Ro'uleau C l:

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2.30,t·----t----------+----+----+.--;--.,..­.... -SO.IFRJ

2,10t----,.-+--~.L-__:;.L-7""::.-.-

LEGENDE

.: RAY- Go 7OQA(ROUU!AU c)

o • RAY - 00 SOOA (ROULEAU Il)

FM : FREqUENCE MAXIMALE

FR: FREQUENCE DE RESONANCE

Rouleau B

Fig. 43 - Evolution des densités sèches a différents niveaux 2.00

1

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. 0 2 10 20 -«l LQ9 Nombrt' dt' pOMel en profondeur.

59

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2) Mesures dans le matériau . ------------------------

. On retrouve d~ns le m:atériau à la cote - 80 cm,-_ce que l'on avait constaté en surface~· Le tlassage ~dè la fréquence maXimale à: Li fréquence de résonance se traduit bien par une dim:tnùtion de l'accélération de moitié environ mais par contre l'augmentation moyenne du déplacement instantané est en valeur relative moindre dans ie matériau qu'en surface (cette augmentation est légèrement plus importante pour le rouleau B).

V.S.2. Comparaison entre les résultats relatifs aux vibrations et les résultats de densité

Les tableaux de la figure nO 41 consignent les valeurs moyennes des ~ara­mètres de vibration (déplacement, accélération, coefficient énergétique A W 2 ) déterminées d'une part entre la 3ème et la 15ème passe (compactage à 26 Hz) et d'autre part entre la 20ème passe et la fit). de l'expérimentation à la 40ème pas­se (compactage à fréquence de résonance). On a d'autre part reporté sur la figu­re nO 42, les courbes K d = fez) obtenues avec les deux engins à la fin des· deux phases du compactage. L' examen d'ensemble des .résultats montre que

- deux engins de charge par cm de génératrice équivalente dont les paramètres de vibration sont en moyenne peu différents conduisent à des densités équiva­lentes en fond de couche et à des distributions de densités en fonction de la profondeur pratiquement identiques

le passage de la fréquence maximale à la fréquence de résonance s'~st traduit dans ~es conditions de l'expérience par une diminution globale du coefficient énergétique A2 w 2 (et donç de l'énergie cinétique communiquée à la bille) ob­tenue par chute de la fréquence malgré un léger accroissement de l'amplitude. 20 passes supplémentaires effectuées à cette fréquence de résot).ance procurent un accroissement sensible des densités en profondeur.

Cette expérimentation volontairement lllriitée ne permet cependant pas de formuler de conclusion quant à l'influence exacte sur le compactage des solli­citations app11quées à la fréquence de résonance. En effet, l'examen des cour­bes d' évolution des densités en profondeur (cotes ~ 50 et - 70 cm) à fréquence maximale (figure nO 43) montre que les densités susceptibles d'être atteintes après 40 passes, à cette fréquence, bien qu'inférieures à ceaes résultant du compaçtage mixte - 20 passes à fréquence méPd + 20 passes à fréquence de ré­sonance, ne peuvent être considérées comme différentes dans tous. les cas.

V.5.3. Comparaison entre les trois rouleaux A, B, C utilisés sur ce matériau dans les mêmes conditions de teneur en eau (5,2 %)

On a reporté sur la figure nO 44, analogue à celle précédemment établie pour le rouleau A les résultats relatifs aux trois engins opérant à. leurs fré­quences normales d'utilisation. L'examen de cette figure appelle quelqu~s com­mentaires :

Bien que les deux rouleaux B et C soient de conception différente de celle du rouleau A et que le compactage à teneur en eau O.P.~. ait été conduit à des fréquences différentes (26 Hz pour les rouleaux B et C - 32,5 Hz pour le rou­leau A), on remarque que les valeurs moyennes des déplacements en surface pour .les trois engins sont du même ordre de grandeur (3,10 mm).

60

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1 Fig. 44

61

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Sismopactor 850 O.P.N.

Ray Go 500 A O.P.N.

Ray Go 700 A O.P.N. 1'-«

Sismopactor 850 6 %

englns . .

Sismopactor W % = O.P.N.

Ray Go 500 A W % = O.P.N.

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62

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0,0036

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0,0038

1

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. Réf.

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2

3

4

Fig. 45

Au niveau du

rouleau

A-80 cm de

profondeur

-.... ",..

En· gins W %

Sismop

Ray Go

Ray Go

Sismop

actor 5,2

700A 5,2

500A 5,2

actor 6

Fig. 46

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• Les densités et leur distribution en fonction de la profondeur pour les deux rouleaux B et C sont différentes de celles relatives au rouleau A, ces deux engins conduisant, après le même nombre de passes effectuées à la même-vitesse de translatiOn, à des résultats meilleurs dans. la partieplîofonde de la couche (au-dessous de la cote - 50 cm) •

• Une certaine analogie existe erttre les résultats obtenus d'une part à WOPN avec les rouleauxB et C, et d' autre- part à WOPN + 0-,8 % avec le rouleau A tant en ce qui concerne les valeurs absolues des déplacements en surface que lèurs va­riations E;!xtrêmes en fonction du nombre de passes. Cette analogie ne se limite. d'ailleurs pas aux seuls relevés de l'amplitude au niveau du compacteur, mais également à certains paramètres de vibration (accélération, coefficient éner­gétique A2 W 2) induits dans le matériau à la cote - 80 cm, comme en témoignent les valeurs consignées dans le tableau de la' figure nO 45. Le parallèle entre ces résultats et les courbes de densité de la figure nO 46, montre en effet qu'après 10 passes, des densités sèches sensiblement équivalentes ont été ob­tenues en profondeur pour des valeurs moyennes de ces paramètres de vibration peu différentes. .

L·'ensemble de ces constatations confirme l'idée furmul.ée au chapitre IV (§ IV.5.2.), à savoir que l'observation de petites variations de l'amplitude' verticale de la bille peut être un indice de bonne efficaci té d'un engin vibrant. Il f~ut en outre remarquer que, dans les conditions des essais, le niveau moyen du déplacement en surface pour les deux rouleaux.B et C est du même ordre de grandeur que celui observé pour le rouleau A. .

Il ne saûrait bien "évidemment être question de formuler une conclusion de caractère général sur la base d'un nombre restreint de données,' mais en tout état de cause, l'amplitude des vibrations apparaît être ,. en elle-même, un para­mètre important du compactage par cylindres vibrants qui mériterait une étude pl~s approfondie. .

V.6. SYNTHESE

• Toutes choses égales par ailleurs, les performances' des deux rouleaux vi­brants B et C sont équivalentes du point de vue qualité du compactage •

• La comparaison des trois rouleaux vibrants A, B, C sur une couche de un mètre de grave limoneuse

- montre que dans les conditions des essais les rouleaux B et C sont nettement plus performants que le rouleau A en particulier dans la partie profonde de la couche lorsque ce matériau est à une teneur en eau de 5,2 % (Optimum Proctor Normal)

confirme le rôle particulièrement important du paramèt-f'e'--teneur en eau de com­pactage, sans la connaissance duquel il est. impossible d'affirmer qu'un engin est adapté au compactage d'un soldonrté. Ainsi, le rouleau A peut être consi­déré comme bien adapté lorsque la grave limoneuse-est à W = 6 % alors que ses performances sont nettement moins bonnes à 5,2 % '

fait apparaître que la largeur de compactage d'un engin vibrant bien qu'ayant une influence évidente peut.cependant n'être qu'une donnée secondaire pour la prise en compte des débits devant ce qui a été appelé le facteur "adaptation du matériel à la qualité recherchée".

-63

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• L'amplitude réelle des, oscillations de 'la jante d'un cylindre vibrant apparaît être un parametrè ,important du compactage par vibration; Le contrôle continu ,de ce facteur, en fonction du nombre de passes, devrait sans doute per­

"mettre de porter un jugement sur'l'efficacité, d'un roûleau vibrant monobille •

• Pour des compacteurs monobilleà cylindre vibrant dont les amplitudes réelles de vibration sont àu même ordre de grandeur (rouleaux A, B, et C) les compacteurs les plus efficaces sont ceux qui présentent la charge statique par centimètre de génératricevibrànte la plus élevée. (Néanmoins les engins testés ont des rapports masse suspendue-masse vibrante nettement différenciés) .

64

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Chapitre VI '

EFFICACITÉ EN PROFONDEUR D'UN ROULEAU A PNEUS LOURD

(ALBARET GEOPACTOR)

Comparaison avec les rouleaux vibrants.

VI.l. CONDITIONS SPECIFIQUES D'EXECUTION DES ESSAIS,

VI.l.l. Matériaux

Les matériaux retenus sont le limon Lp, la grave limoneuse G~-GI et le sable mal gradué Sm' mis en oeuvre dans des conditions d'épaisseur id~ntiques (110 cm foisonrtés)à celles réalisées avec les engins vibrants. Les teneurs en eau visées pour les essais sont les suivantes :

Limon Lp (IP ~ 8)

Sable mal gradué Sm

Grave limoneuse Gb-GI

Grave limoneuse Gb-GI

W OPN

W OPN

W OPN

W OPN + 1,5 %

Les trois premières planches permettent une comparaison avec les tro1.s rouleau}(: vibrants €tudiés en 1971 (rapport n° 24) ; ia dernière doit être comparée à cel­

'" le réalisée au moyen du rouleau vibrant A (chapitre IV du présent rapport).

VI. i. 2. Matériel de compact'age

Les paramètres d'utilisation de l'engin' sont définis en accord avec le constructeur compte tenu des possibilités d1évolution en fosse:

vi tesse de trans lation : Tous les essais sont réalisés à 3,5 km/h environ (1ère des quatre vitesses disponibles).

P.ression de gonflage des pneus : Choisie égale à 5 bars pour les premières passes, puis portée à la pression maximale théorique de 8,5 bars jusqu'en fin de compactage.

Selon la traficabilité permise par le matériau à l'état foisonne. Dès que possible, la charge maximale (50 tonnes) est appliquée jusqu'en fin de compactage.'

Plan de balaya.se De la même manière qu'avec les engins vibrants, la zone de mesures comprend 2 largeurs de compacteur. Les passes "retour" sont effectuées avec décalage d'un pneu par rappol;"t aux pas­ses "aller" de manière à obtenir un compact~ge homogène de toute l'aire après un nombre de passes pair (schéma de lafi­gUre nO 47).

·65

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------Axe de la fesse

,Fig. 47

VI.l.3. Etats de compactage contrôlés

Outre l'état foisonné, les états de compactage contrôlés correspondent à 2, 4, 10 et 20 passes du compacteur.,

Les mesures relatives au contrôle du compactage sont; identiques à celles effectuées lors des essais réalisés en 1971 avec les rouleaux vibrants: nivel­lement, densités et essais de plaque.

VI. 1.4. Mesures de pression induites

Lors de l'exécution de la planche d'essais avec le limon"des capteurs de pression du type G1otz1 (annexe n° 1) sont mis en place au sein de la couche à quatre niveaux différents en profondeur.

Les essais, effectués pour une pression de gonflage des pneus du compacteur de 8,4 bars, visent à déterminer

à la 2~me passe, les lignes d' influence des pressions verticales exercées par les roues motrices (10 tonnes/roue) aux différents,niveaux en profondeur

- à la 20ème passe, les lignes d'influence des pressions verticales exercée~ par 'les roues motrices d'une part et directrices (3,3 tonnes/roue) d'autre part.

VI.2. CONTROLES DES CONDITICNS REELLES D'EXECUTION DES ESSAIS

Les teneurs en eau rée ll.es des matériaux sont . . . - Limon W = 15,8 % soit OPN + 0,3

- G:uwe liIiloneuse w= 5,1 % soit OPN - 0,1

- Grave limoneuse W = 6,4 % soit OPN + 1,2 ...: Sable mal gradué W = 7,7 % soit OPN + 1,8

• Les valeurs des différents paramètres du compacteur (vitesse, lestage, pression des pneus) relevées 'lors de l'exécution des quatre planches figurent sur le tableau de la figure nO ,48. Comme on peut le constater, il n'est pas

66

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Fig. 48

Rouleau à pneus lourd

Vitesse de translation les·tage (Poids engin lesté). - pression des pneus

kin/h

3,5 • - - - ---VITESSE - --......... -3 ~ passel de l'engin

z 9

"-"-+---1 --.----t---t , , ~ 1 2 3 456 7 8 10 11 12 13 14 1516 17 18 19 :n~me H

146 t 1 ,..:1 50 tonnes

LESTAGE ..... ~ 1" 5 "bars J 8,3 bars PRESSION

1

;:. r~J:,-u-----~r'~ 3,5 ;.. - . . .

z VITESSE Il< 0

3 .. iii (1) ...... ,. 1 , 1 1 , , 1 , ,. 1 • .:::> 1 iii 1 2 3 4 3 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20ème z

50 tonnes ~ LESTAGE H ..:1

8,3 bars iii

5 ba~ ~ PRESSION c.!)

V'i ~ .

, .. -+ 3:[ .= ::

-....... i...."

z VITESSE Il< 0

iii tIl :::>

~ , • , , , ., • iii 1 2 4 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 ,18 19 20èine z

0 LESTAGE

ISbaral 50 :o:nes ~

..:1 8,3 bars

~ ~ PRESSION c.!)

3t5~ ~ r--T ~ --"-

. 2.3J ~ VITESSE

~ c.!)

t--~+--~+ , 1 1 t--t- , , , , , , ,---t---t___t__

~ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 ème

~ LESTAGE ~ 37 tl 50 tonnes ~ 2~ t 1 fJ)

1 . 5 barsJ- ..... PRESSION 8,3 bars

~. -..-....0 ... - Q

67

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Fig. 49 - Compactage de sable mal gradué Sm : orniérage au cours des premières passes du rouleau à pneus lourd

Fig: 50 - Vue détaillée de l'enfoncement des pneumatiques

68

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possible pour tous les matériaux, d'appliquer les caractéristiques maximales de l'engin dès le début du compactage

- Sur le limon foisonné, malgré de fortes orm.eres, l'engl.n peut circuler lesté à 40 tonnes en faisant passer les roues motrices en premier (mar'che arrière). A la deuxième passe, le recouvrement est aisé puisque les roues directrices doivent suivre les traces du premier passage des roues arrière, les plus char­gées. A l'issue des 2 passes, la surface est suffisamment plane pour effectuer les mesureS de densité dans de bonnes condi.tions.

- Sur la grave limoneuse, le lestage maximum (50 tonnes de poids total conduisant sur les quatre roues arrière à une charge de 10 tonnes/roue) peut être employé dès la première passe, avec la pression de gonflage minimale de 5 bars, portée après les deux premières passe~ à 8,3 bars.

-Enfin sur le sable mal gradué, la traficabilité est bien moins satisfaisante. Le compacteur lesté à 37 tonnes - pression de gonflage des pneus 4 bars -pàrcourt difficilement la moitié de la fosse en marche arrière puis s' immobi­lise. L'essai est repris en marche avant par l'autre extrêmité de la fosse ~ans succès en raison du bourrelet formé par le train avant (figures n° 49 et 50).' Sur la partie encore intacte de la fosse, réservée à la deuxième largeur de compactage, le passage peut être effectué à 29 tonnes et 3 bars et ce n'est qu'après quatre passes que la charge maximale de 50 tonnes est appliquée.

VI. 3. RESULTATS DES NESURES DE PRESSION - CONMENTAIilES

Les figures n° 51 à 55 montrent la distribution des pressions verticales dans le limon en fonction de l'état de compa'.:'.tage et de la chél.rge par roue des' trains moteur et directeur. On remarque que :

- A même charge par roue et même pression de gonflage des pneumatiques, l'action des roueS motrices n'est pas la même suivant qu'elle se situe dans un matériau peu compacté (2 passes) Ou fortement compacté (20 passes). La comparaison des figures nO 51 et 52 ainsi que celle des courbes 2 et 3 de la figure n° 55 mon­tre que, dans les 50 cm supérieurs, les pressions sont nettement plus faibles lorsque le matériau est peu compacté. Par contre, les courbes se rejoignent au-dessous de 50 C!'1 et il semble qu'on ne peut avec juste raison affirmer qu'une couche compacte pénalise la transmission des pressions dans là couche sous-jacente (effet "dalle"). '

- A pression de gonflage des pneumatiques égale, la pression maximale induite à un niveau donné est d'autant plus petite'que la charge par roue est faible. En fait, si les caractéristiques de pressions de gonflage sont les mêmes pour les roues chargées à la tonnes (routes motrices) et 3,3 tonnes (roues diréctrices) les pneus n'ont ni le même diamètre, ni la même raideur et de ce fait les pressions au sol (cote z = 0) diffèrent. Par une évaluation des surfaces d'em­preinte, ces pressions sont estimées à 7,8 bars pour les roues motrices et 5 bars pour les roues directrices en fin de compactage.

Les courbes de Boussinesq tracées à partir de ces valeurs sont très proches des courbes expérimentales ep-dessous de la cote 20 cm (comparaison avec les courbes 1 et 3 figure nO 55).

c'est un résultat intéressant, qui permet' d'évaluer au moyen de la théorie de Boussinesq, les pressions verticales induites dans une couche épaisse sous

69

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100

Pres~ions induit~s dans le mat€riau (limon) (Capteurs Glotzl)

Action des roues motrices - charge : lOt/roue - p = 8,.4 bars

bars· . bars

5

z = 27 cm z=40cm.

z = 52 cm·

z = 46,5· cm

z = 58 cm

40 o 40 100 cm 100 o 100 cm

Fig. 51 - Lignes d'influence des pres­sions exert€es sur les càpteurs apris 2 .passes de compacteur

Fig. 52 - Lignes d'influence des pres­sions exerc€es s'ur les capteurs apris 20 passes de compacteur

bars

5

o 2 10 20

z == 10,5 cm

z = 23 cm

z=40 cm

z = 52 cm

Nombre de passes

Fig. 53 -Pressions maximales induites aux différentes profondeurs du matériau en fonction du nombre de passes

70

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bars

3

"100 o

1

10

50

z (cm)

z "'"' 10,~

24,5

~ig. 54 - Lignes d'influence des pressions induite~ sous l'effet des roues direc­trices (charge: 3,3 t/roue) après 20 passes (p ~ 8,4 bars).

100 cm

5 bars

Fig. 55 - Pressions induites en fonction de la pro­fondeur

(i)

®

sous l'effet d'une roue directrice (3,3 t) après 20 passes

sous l'effet d'une route motrice (10 t.) aprèa-.2- pas ses

® ·sous l'effet "d'une roue motrice (10 t.) après 20 passes

Les courbes théoriques (Boussinesq) cor­respondantes sont en trait fin.

71

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l'action d'une roue dccompactéur de caractéristiques données.

Au-dessous de la cote 20 cm par contre) les courbes expérimentales indiquent des valeurs de pressions ~lus faibles et, extrapolées jusqu'à la cote z = 0, e1les semblent avoir une pression-origine bien inférieure aux pressions es­timées ci-dessus.

L'explication qui peut en être donnée serait une répartition.non-uniforme des pression sous le pneu, dont une représentation peut être donnée par le croquis de la figure n° 56.

Pour une cote z suffisamment grande devant R (2 R é­tant la largeur 'd'empreinte) ia prise en compte de la pression moyenne p (qui est la pression e$ti~é~ par lé calcul) supposée uniformément répartie sous une plaque (théorie de Boussinesq) n'introduirait pas, d'après les constatations précédentes, de différences importantes avec les résultats expérimentaux. Par con-

. tre, le fait de se rapprocher de la surface, sur l'axe z, impliquerait alors de considérer la répartition des pressions. Dans le-cas· du schéma, la pression ver­ticale tend vers p; ('P quand on remonte l'axe zet conduirait de ce f~it à une pression-origine réelle plus faible que celle constatée~ 1",) \' Fig. 56

g~!!!~Eg~~ : Par le principe même de réa li.ser une pression d' équi libre dans· le capteur (voir annexe nO 1) la mesure de pression n'est pas instantanée; le compacteur doit être immobilisé pendant ce temps d'obtention de l'équilibre. Les mesures ont donc un caractère "statique".

VI. 4. RESULTATS DU COMPACTAGE

VI.4.1. Résultats des mesur~s de densité Courbes de densité de l'annexe nO 12 et tableau annexe n° 13

Le gain de densité, dès les 2 premières passes, es-t--inrl'-OrÙtnt à tous les niveaux de la couche. Néanmoins il existe, entre 15 cm et le fond de la couche, ullgr~dient dedensité·;·Aucourscl~s passes suivantes, la courbe ~d = . f (z) gar­de sen'siblement la même allure jusqu'à 10 passes. A ce stade, la compacité moyen':'" ne de la couçb_e __ e_s-t99-,'ï-*deT'0~P.N. ; la densité maximale (cote - 10 cm) est

-·de·T~89~--~tteignant la saturation, ce qui explique l'évolution uniquement de la partie de la couche au-dessous de 30 cm, entre 10 et 20 passes. Au-delà de 20 passes, on ne peut guère s'attendre qu'à une faible évolution. '

Le compactage obtenu au cours des 2 prem~eres pass~s est important mais le gradient de densité au-dessous des 20 cm supérieurs est accentué. Les passes sui­vanteR ont surtout une action dans la zone où les densitès sont. maximales, ce qui laisse susbs~er en fond de couche des compacités inférieures à 90 % de l'O.P.N. L'évolution en fonction du nombre de passes est assez rapidement asymptotique, le gain de compacité entre 10 et 20 passes étant inférieur à 1 % en mpyennesur toute l'épaisseur.

72

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Les circonstances n'ont pas permis d'avoir un etat foisonnê similaire à ceux habituellement realisés ; le passage du petit rouleau vibrant qui avait ete utilise pour assurer le précompactage lors des essais 1971, est remplace par une passe en statique d'un rouleau plus lourd.

Cela ne semble guère avoir d'influence au-delà des 2 prenaeres' passes du rouleau teste'. La reprise en surface est nette à l'issue de 4 passes, la diffé­rence entre 2 et 4 passes provenant selon toùte vraisemblance de la montée en pression des pneus à 8,3 bars. Quant au fond de couche, alors que les densités à 2 passes sont supérieures à celles obtenues à 20 passes sur la planche nO 2 (WOPN), ces densites continuent ·d'augmenter (de 1. %). Après 10 passes, le 'l1at:e­las sage se fait sentir nettemerit ; les densités n'évoluent pas s~tre 10 et 20 passes.

Dès les deux premières passes, avec les conditions de c.harge par roue et de pression de gonflage des pneumatiques décri tes precedemment: i~ cGurbe de repartition des densitesest assez regulière (faible gradient).

Après les"deux passes suivantes, l'accroissement des .d"msités se ff..it essentiellement sentir sur les 30 premiers centimètres, ce qui peut être la consequence d'une augmentation de pression des pneus (de 3 à 5 ba~s). De /~ à la passes, l' app li cation des caractéris tiques maximales du compacte.:lr fait é.,.. voluer très netteitent (courbe ~d = f(n» les densités, et cele. à toue les ni-' veaux de la cOuche. Le fait de poursuivre le compactage jusqu'à ~Opasses n'ap­porte guère de gain en densité significatif.

Vr.4.2. Résultats des essais de plaque (plaque de diamètre I/J ::: 60 cm)

La dispersion relevee lors des essais est forte, commè pour les planches .. relatives aux rouleaux vibrants (cf. chapitre V du rapport nO 24).

Le tableau de la figure nO 57 indique les valeurs moyennes des modules EV) et EV2 et du rapport K = EVz pour les essais réalisés. 1] es t visible en com-'

EV] . . parant les planches Gb-Gl O.P.N. et Gb-GI O.F.N .... 1,5 %, qu'un essai de plaque rend compte des possibilités d'utilisation immédia~e (portance dependant de l~ teneur en eau) beaucoup plus qu' il n'apprécie le '!ualÎ té du compactage en couche épaisse.

D'une manière générale, les résultats des essais de plaque corroborent assez mal les résultats des mesures de densité en ce qui concer~e la qualité globale du compactage. Le tableau de la figure nO 58 est, à ce tit=e, assez edifiant.

73

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!

Matériau W) (mm) W2 (mm) EV) (bar) EV2 (bar) K CT"K ,-.

Limon )6,8 8,4 69,3 113 1,63 0,13

Gb-Gl 2,3 0,75 543 1268 2,34 0,29 W = 5,1 %

Gb-Gl 8,6 3,6 85 2.58 3,1 0,28 W = 6,4 % f

Sm 9,7 1 ,3 134 749 5,6 0,90

Fig. 57

"

Matériau Jugement d'après le Jugement d'après les rapport K mesures de densités

Limon bon bon

Gb-Gl limi te peu satisfaisant W = 5,1 %

Gb-Gl mauvais W = 6,4 % moyen

Sm q:ès mauvais très bon

Fig. 58

. VI.5. DISCUSSION DES RESULTATS

VI.5.1. Observations générales Figure ne? 59

Du point de vue gradient de densité dans la partie moyenne et profonde de la couche, il existe une différence nette entre d'une part, la grave limonèuse , et le limon pour lesque 18 ce gradient est accentué et d'autre part le sable mal gradué où il est pratiquement nul. Par contre, en surface l'examen sous l' ang'le gradient conduit à des conclusions inverses 11,ettant ainsi en lumière l'influence du matériau.

74

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Fig. 59

.' Matériaux . '10

. timon Lp

Grave limoneuse Gb - GL 20

Sable mal gradué Sm

Compacité des différents matériaux

30

40

en fonction de la 50 prof ondeur après 10 passes

60

70

Compacités % O.P.N. 90% 95 100 105

.... "1 ......... \, ...... JI .. \~. 1\

f----!-.-.:...---.-f----+--.-C.--.. -+--- --r--"-.; .. ~ _ I_

II yi J 1· .

li : ;

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• 1 • 1

GbGl O.P.I. ., 1/;9\1

1

! / 1 . 1-" IL

' .........

• • • • • • • • .. ..

c • •

• .. • • .. ,. •

Rouleau à pneus lourd - Influence du matériau

75

~~ ··0

\0 _ o

\"~. 1 .. \ ..

\ 1 ~l l ' " " 1 i • • • •

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Les courbes d'évolution en fonction du nombre de passes des compacités moyennes sur toute l'épaisseur compactée sont plus ou moins rapidement asympto­tiques selon qu'il s'agit du limon (évolution encore sensible après JO passes,· jusqu'à plus de 100 % OPN en moyenne) ou du sable mal gradué (pas d'évolution sensible entre la et 20 passes) ainsi que de la grave limoneuse.

. En considérant les compacités obtenues sur les divers matériaux à HOPN '· il s'avère que les meilleurs résultats sont obtenus sur le sable mal gradué, les moins bons sur la grave limoneuse. Ce classement des matériaux, quant à leur aptitude au compactage à l'aide d'un compa~teur à pneus lourd est différent de celui le plus souvent cité.

Les résultats obtenus sur la grave limoneuse montrent que l'efficacité du compacteur croît avec la teneur en eau, pour des valeurs voisines de l'O.P.N. Une compacité moyenne de 95 % O.P.N. sur toute l'épaisseur peut être obtenue, lorsque le matériau est à H= 5,1 %, moyennant un nombre de passes de 7, et lorsque la teneur en eau est à 6,4 %, moyennaht un nombre de passes de 3.

En rapprochant ces constatations de celles faites à propos des engins vi­brants, il apparaît qu' il serai t tout-à-f ai t illogique de vouloir établir une distinction radicale entre le compactage au moyen d'un rouleau à pneus lourd, et celui obtenu au moyen des meilleurs rouleaux vibrants utilisés au cours de ces essais.

VI.5.2. Comparaison rouleau à pneus-rouleaux vibrants (Figures nO 60 à 64)

Cette comparaison fait intervenir certains résultats présentés dans le rap­port nO 24. [2]

Partie supérieure de la couche - Dans la partie supérieure, le rouleau à pneus semble donner sur les matériaux cohérents, des densités légèrement plus élevées que celles obtenues avec des rouleaux vibrants. Néanmoins, corinne pour le compactage par cylindres vibrants il existe sur les JO à 20 premiers centi­mètres un gradient de densité positif.

Sur un matériau non cohérent (Sm) le gradient est plus accentué que précé­demment avec le rouleau à pneus mais la comparaison des densités sur les 30 cm . supérieurs conduit à classer le rouleau à pneus devant le rouleau vibrant tracté.

Partie moyenne et profonde de la couche- Dans le cas du limon, la comparai­son avec le vibrant automoteur A est nettement en faveur du rouleau à pneus. Par rapport au vibrant tracté, le rouleau à pneus conduit à un gradient légèrement plus accentué mais il importe de remarquer que les teneurs en eau des essais sont différentes (15,8 % p6ur le rouleau à pneus et 17 % pour le vibrant tracté); les densités en fond de couche ont cependant une valeur acceptable (93 % de ~d O.P.N. après la passes) et la densité moyenne sur toute l'épaisseur est peu différente dans les deux cas, après un nombre de passes élevé~

La comparaison des résultats sur la grave limoneuse à la teneur en eau O.P.N., montre que le rouleau à pneus, bien qu'utilisé à ses caractéristiques maximales dès le début du compactage, ne permet pas d'avoir en-dessous des 20 premiers

76

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Densités obtenues après 10 passes de compacteur Fig. 60 - Limon

Densité moyenne en fonction du nombre de passes

./40 ~/SO -1,61) i,10 1,BO ~,90' ~OO 'Id 'rd f (n)

~O I---t---r----t---t

JOI--_~~-

50

401---+-

60

601----+--.

70t---+

Profondeur (cm)

.... ....-!', .... ,~,

\~ .... , " ,

~ ~ -i0

ta

" .' 30

,

iJ , ,

1 t

~ ~ 40

50 VA ~

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70 p- 1- --~

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'% (10 m)

++++++++

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1,60 _. '~r-~ -: .. --- ---.... ----- ... -.--.-. f---... --.. ----------------i

.. --......... -.... -...... - ... ---.-----i

i,50 ----.... -........ -.---- .-.-------... -.. -.-.- ----.-.-.-..... -.... -.... -.-.-... ----.--.... -----i

~40~~--~----~------~----N-b-.-d-e~p-a-s-se-s----~-. 60 6 -i0

Fig. 61 - Grave limoneuse "O.P.N."

(1

Vibrant Vibrant Vibrant Rouleau,

Densité moyenne ~- f(n) d .-

0 ... _.

40 2,

",

2,

60 ~.t' 0 ..... ·.1 -1--' . . • • •• ++_ .. ,20 .... ~.-r"'"-~+""" .. -

"--1' .. ,.,. 1"' "-~. __ .. __ ... __ .- - ---

l 1 ~~ .. .-..-. :- .- -.:.::. . .--- . - . ---, "". ... ~ . ..-.--.~

~o .,."" .--";"....--

~1:;,;:P~ .. -.. _ .. ,00 ~ • _____ 0 ••

. _-_.------.---

A 1 90 ''1

rt 80 Nb. de passes

.f0 zo Teneur en eau

automoteur B 5,2 % 5,1 % 4,7 % 5,1 %

automoteur tracté à pneus

77

A 16,6 % 17,0 % 15,8 %

Limon (fig.60) Gb-GL (fif,.6!)

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10

20

30

50

60

70

80

10

20

30

40

50

60

70

80

90

Densité obtenue après 10 passes de compacteur

Densité moyenne en fonction du nombr,e de passes rd = f (n)

Fig. 62 - Grave limoneuse OPN + 1,5

2,00 2,20 2,40 rd

":t~ " ,. . . ...

l" \ , \

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\!\ ~ l, 1

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1,80 2,00

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'1

r '(

Il? i rI l "

2,2

2,1

2,0

1 Nombre de passes

6 10 20

Fig. 63 - Sable mal ~radué

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centimètres, des dènsités meilleures que celles obtenues au moyen des rouleaux vibrants tracté et automoteur A et B. L'augmentation de la teneur en eau de ce matériau se traduit par une augmentation globale des densités avec les deux ty­pes d'engin, par rapport au compactage à teneur en eau Proctor Norm,al. Elle est cependant plus importante dans le cas du vibrant automoteur A, tant du point de vue de l'amélio~ation du gradient en profondeur, que de l'évolution des densités en fonction du nombre de passes.

En ce qui concerne le sable mal gradué, la comparaison d'après les courbes d'évolution des densités en fonction du nombre de passes permet d'étabU1:'le classement suivant : vibrant automoteur A - rouleau à pneus - vibrant tracté. Que le compactage soit effectué par un rouleau à pneus lourd ou par des compac­teurs à cylindres vibrants lourds, le gradient de densité est pratiquement nul.

VI.S.2.2. Problèmes de traficabilité

Alors qu'il semble toujours possible, quel que soit le matériàu, de trouver un compacteur vibrant lourd capable d'assurer seui le compactage du début jusqu'à la fin des opérations, lé problème est différent pour un rouleau à pneus lourd car l'aspect traficabilité entre en ligne de compte. En effet~ la traficabilité conditionne le stade auquel les caractéristiques maximales de l' e.l1gin peuvent être appliquées. Abstraction faite des deux planches relatives à la grave limo­neuse, il est nécessaire pour le limon et le sable mal gradua d'effectuer les 2 ou 4 premières passes avec des caractéristiques moindres en r.:harge par roue et pression de gonflage des pneumatiques.

En reprenant la c~urbe d'~volution des densités en fonction du nombre de passes sur le sable mal g·radué (figure nO 63), relative au rouleau à pneus, il est visible que tout se passe comme si deux engins différents 'étaient interve­nus; le premier de caractéristiques modérées, accomplissant quelques passes mais ne pouvant certainement pas, s'il poursuivait seul le compactage, garantir la meilleure efficacité; puis un second, de caractéristiquè& élevées, réalisant un compactage final satisfaisant mais qui n'aurait pu, pour des raisons de tra­ficabtlité, passer directement après la mise en oeuvre du matériau.

Dans la pratique, le problème traficabilité devrait se présenter différem­ment compte tenu de la circulation des engins de chantier ·qui peuvent dans cer­tains cas amener le matériau à compacter à un état tel que celui-ci peut recevoir le rouleau à pneus à ses caractéristiques maximales (50 tonnes). Il n'en demeure pas moins que le compactage de certains matériaux peut impliquer d'utiliser un· atelier de compactage composé de deux engins (pneu à S tonnes/roue + pneu à io tonnes/roue, ou rouleau vibrant + pneu à 10 tonnes/roue par exemple).

Il apparaît, au·vu des courbes d'évolution des densités en fonction du nom-. bre de passes, que sur les matériaux graveleux employés (Gb-Gl et Sm), la limite d'efficacité du matériel est plus vite atteinte pour le rouleau à pneus lourd que pour les rouleaux vibrants utilisés. Pour le premier, l'évolution est très peu sensible après 10 passes, à l'opposé des seconds, et à même densité moyenne. obtenue après 1 passe avec un engin de chaque type (cas du rouleau à pneus et du vibrant automoteur B sur Gb-Gl WOPN) , l'écart.en densité est de 2 % au bout de 10 passes, et 3 % après 20 passes en faveur du vibrant.

Sur le limon, il semblerait au contraire que ce soient les vibrants qui atteignent en un nombre de passes plus réduit leur limite cl 'efficacité.

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,Fig. 64 Débits théoriques

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La comparaison des deux types d'engins sous l'angle des débits apparaît donc extrêmement intéressante.

Bien que d'une part, là vitesse de translation des rouleaux vibrants étu­diés, excepté lors des essais visant à déterminer l'influence de ce paramètre (chapitre III), soit· pour l'ensemble' des planches en grande épaisseur de 1,5 km/h (limon) ou 2 km/h (graves), et que celle du rouleau. à pneus soit de 3,5 km/h, et que, d'autre part, ces vitesses ne sont pas forcément les vitesses optimales pour les couples matériel-matériau étudiés, il est intéressant de regrouper les courbes de débit théorique', susceptibles d'être fournis par les divers maté­riels, en fonction des densités moyenne et minimale atteintes sur chacun des

. matériaux. Parmi les planches "~nfluence de la vitesse de translation d'un rou­leau vibrant" (matériau Sm, rouleau A) seule celle à 3 km/ha été rapportée (repérée VA3). . '

Il ressort de ces courbes les observations suivantes :

- Sur le limon, le rouleau-à- pnf!US lourd et le vibrant tracté, dans les condi­tions des essais (en particulier teneurs en eau de 15,8 % pour le rouleau ·à

. pneus et 17 % pour le tractê) ont de~ performances en déhit très voisines. De plus, ce sont les deux seuls engins parmi les matériels testés, capables d'assurer un compactage satisfaisant de ce matériau en couche de i'ordre dll .mètre.

Sur lë sable mal gràdué, le vibrant automoteur A à 3 km/h permet d'atteindre des débits légèrement supérieurs à ceux du rouleau à' pneus lourd, pour une même qualité de compactage.

Sur la grave limorieuse à vJOPN' les débits obtenus par le rouleau à pneus sont légèrement supérieu+,s il ceux obtenus par le vibrant automoteur B tant que. la compaci té moyenne de la COuche ·es·t inférieure à 95 % ; par contre, lorsque l'e;xigence en d~nsi té moyenne augmente , le .rouleau à pneus a des débits infé­rieurs à ceux du vibrant Bd'abord (constatation encore plus marquée pour une exigence en densité minim~lê, par ex.emple 90.% ~d O.P.N.), puis inférieurs également à ceux obtenus par le vibrant A.

- Le ~ême matériau; à teneur en eau O.P.N. + 1,5'% permet l'obtention de 'débits plus élevés pour les deux types d'engins, par rapport au cas précédent, et à même exigence en densités. Toutefois, une spécification uniquement en densité moyenne conduirait à choisir le rouleau:à pneus~ alors qu'une exigence com­prenant une densité minimale à respecter, conduirait à retenir le rouleau vibrant A.

VI. 5. 2. 5. f~~E~E~i:~~~_~~~EE~~_1~!!_~§Èi!~_!h§~Ei:9~~~_~!!_!~~S!i:~~_~~_l~§E~i~~~~E

De la,. même manière que pour les autres matériêls, l' esti~ation des débits qui seraient atteints 'en fonction des densités, pour dës--épaisseurs inférieures à un mètre, a donné lieu pour le rouleau à pneus à une représentation sous forme d'.abaques (annexe nO 14) •

• Il est ainsi possible d'observer que dans le cas du limon à WOPN l'épais­seur optimale pour un rouleau à pneus chargé à 10 tonnes/roue est de 50 à 60 cm, et que, dans ces conditions, les exigences de qualité:

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fd"=95%de ~d"O.P.N. avec ~dmini ~ 90% de ~d O.P.N.

peuvent être satisfaites en autorisant un débit théorique de 1 850 m3/h alors que le vibrant tracté à une teneur en eau légèrement plus élevée (OPN + 1,5 %) permet 1 250 m3/h avec une épaisseur optimale de couche de 80 cm (annexe n° 13 du rapport nO 24) •

.• Dans le cas du sable mal gradué, pour les spécifications suivantes

li d = 102 % de '6d O.P •. N.

avec ~ dmini ~ 100 % de . ~ d O. P. N.

700 m3/h' peuvent être théoriquement réalisés par le rouleau à pneus en couchè" de '90 cm. Parmi les vibrants dans les mêmes conditions d'épaisseur de couche, le ,ro.uleau automoteur A est celui. qui offre le débit le plus élevé (800 m3/h à la vitesse optimale de 3 km/h) (annexe nO 9). .

• En ce qui concerne la grave limoneuse, la comparaison d'après les exigen-:-ces -~ d = 98 % de 15 dO.P.N.

ave~ () dmini ~ 94 % de Od O.P.N.

fournit les résultats suivants :

- à teneur en eau O.P.N., de telles exigences ne peuvent être satisfaites par le roùleau à pneus lourd qu'en réduisant à 50 cm environ l'épaisseur des couches (débit nul ,si e = 80 cin) ~ En épaisseur deI' ordre de 90 cm seuls les rouleaux vibrants B et C peuvent; être utilisés avec un dêbit théorique de 250 m3/h envi­ron. Par contre, pour une même épaisseur de couche de 40 cm·le rouleau à pneus serait théoriquement susceptible d'atteindre un débit double de celui des rou­leaux vibrants Aet C(1 100 m3/h contre 500 m3/h)

- à teneur en eau O,P.N. + 1,5 %, la condition en densité minimale ne peut être respectée par le rouleau à pneus lourd si l'épaisseur des couches est de 90 cm. Par contre,dans les mêmes conditions d'épaisseur, le rouleau A est susceptible d'atteindre 550 m3/h. Des épaisseurs de couches plus' faibles semblent avanta­ger le rouleau à pneus qui permettrait théoriqueme'nt un débit' de 1 800 m3 /h en épaisseur de 40 cm, alors que le gain pour lé rouleau A serait pratiquement nul

. par rapport aux conditions en grande épaisseur.

VI.6. SYNTHESE .

• L'expérimentation d'un rouleau à pneus lourd (Albaret Geopactor) sur dif­férents matériaux de remblai mis en oeuvre en couche de J'ordre du mètre ,montre que l'influence du matériau n'est pas systématiquement différente de celle cons­tatée pour les cylindres ,vibrants. Ainsi, le classement des matériaux en compa­cités moyennes croissantes estle même que celui relevé précédemment pour le rou­leauvibrant tracté (rapport nO 24). Par ailleurs, pour le sable mal gradué le· gradient de densité en profondeur est nul quel que soit le type de matériel uti­lisé (pneus ou vibrants).

:. Bien que l'expérimentation, orientée vers la recherche de l'efficacité maximale du rouleau considéré, et la comparai,son des résultats avec ceux des rouleaux vibrants, ne puisse avoir pour objectif de quantifier l'influence de tel ou tel paramètre d'un rouleau à pneus il est permis de penser que le com­pactage en grande épaisseur de matériaux de terrassements nécessite une charge

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par roue très élevée. Hais à l'inverse des rouleaux vibrants, dont les car.acté­ri$tiques sont fixes tout au long du compactage, l'application des caractéristi­ques maximales du rouleau à pneus (notamment la charge par roue) n'est pas tou­jours compatible, sur les matériaux-types utilisés, avec la traficabilité (cas du limon et du sable mal gradué). Cela conduit" lors des essais, à moduler les caractêristiques sur un même engin. En pratique, la ,circulation des engins de chantier assure fréquemment un précompactage du matériau autorisant 1è passage direct du rouleau à pneus à ses caractéristiques maximales (50 tonnes - pression de gonflage des pneus 8 bars) mais il se peut que, dans certains cas, plusieurs, passes doivent être préalablement effectuées avec un premier engin (rouleau vi­brant" ou rouleau à pneus de caractéristiques modérées) •

• Les résultats marquants sont les suivants :

Le co~pactage 'au moyen d'un rouleau à pneus lourd (10 tonnes de charge par roue) d'une couc1W de un mètre d'épaisseur de limon à teneur en eau O.PIN. est possible et la densité de l'Optimum Proctor Normal peut être atteinte en moyenne sur 'toute l'épaisseur au bout de 10 passes. Il reste à s'assurer que les conditions autorisent l'exploitation directe de l'engin au maximum de sa charge par roue.

- Le compactage d'une couche de. même ~paisseur, de grave iimoneuse à WOPN conduit à des résultats en densité peu satisfaisants (gradient accentué). Une limita­tion de l'épaisseur paraît être nécessaire. Le fait de porter la teneur en E::au de WOPN à WOPN + 1,5 permet d'avoir des densités légè'rementplus élevées dans la partie profonde mais ne résout pas le problème du gradient.

Le rouleau à pneus chargé à 10 tonnes/roue donne de très bons résultats sur le sable mal gradué, mais il doit intervenir sur un sol ,ayant reçu un précompac­tage pouvant correspondre à 4 - 6 passes d'un rouleau à 5 tonnes/roue ou d'un rouleau vibrant lourd à moins que, la circulation de chantier n'ait déjà assuré ce précompactage •

• La cOmparaison avec le,s rouleaux vibrants lourds permet d'observer que

-,d'une manière générale l'évolution des densités en fonct:lon du nombre depas­ses est, dans le cas des matériaux granulaires roulés, plus rapidement asymp­totique avec le rouleau à pneus, qui atteindrait ainsi sa limite d'efficacité après un nombre de passes plus réduit que les vibrants (de l'ordre de 10 pas­ses) • Dans le cas du limon, la conclusion est opposée, le rouleau à pneus ayant une action nettement plus sensible, après 10 passes, que les vibrants

- en grande épaisseur (coùches de l'ordre du mètre) compte tenu des résultats obtenus il est possible de conclure que les rouleaux vibrants lourds sont mieux adaptés que les rouleaux à pneus lourds

- par conséquent, il apparaît que le,s domaines d'utilisation préférentiels du rouleau à pneus lourd, lorsqu'il est utilisé seul, se situent plutôt vers des couches d'épaisseur inférieures à un mètre. Pour des épaisseurs optimales de couches de l'ordre de 50 Cl,ll pour le limon et 40 cm pour la grave limon~use, l'étude comparative des débits théoriques susceptibles d'être atteints est d'ailleurs nettement en faveur du rouleau à pneus lourd. Il importerait dans cette optique, de compléter cette étude en examinant non seulement l'efficaci­té réelle d'un tel rouleau mais également à titre de comparaison celle d'engins à charge par roue moins élevée.

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(;hapitre VII

CONSl:QUENCES POUR LE CONTROLE

L'analyse des résultats obtenus dans cette expérimentation· sous l'angle du contrôle du travail des compacteurs sur chantiers confirme et précise les idées émises lors de t'étude précédente qui a fait l' obj et du chapitre V du rapport de recherche nO 24. .

- Importànce de la loi de répartition de la den.sité en fonction de la profondeur ('6 d = f(z» pour le couple matériau-matériel de compactage.

Pout un matériau donné, (grave limoneuse à WOPN) les densités minimales en fond de couche, toutes choses égalés par ailleurs; sont très différentes pour les deux rouleaux vibrants A et B circulant à la même vitesse .(ces densités sont respectivement de 1,95 et 2,10·après 10 passes) alors que les densités moyennés· sur les 50 cm supérieurs sont identiquef:; dans les deux cas. Est-il besoin de préciser qu'un seul contrôle au DR 50 aurait sans nul doute conduit, en d'autres temps, à conclure à1'~quiva1ence d'efficacité de ces deux engins??

Intérêt d'un contrôle portant sur les matériaux mis en oeuvre et sur le fonc­tionnement 'des engins de compactage.

L'influence constatée d'une fa~b1e variation de la ten,eur en eau sur la qua­lité"du compactage implique de considérer ce facteur comme un critère impor­tant d'identification des sols comportant une fraction fine plastique (fig. 65). L'importance èlece critère est d'ailleurs d'autant plus grande que l'on envisa­ge d'assurer le compactage de tels matériaux par des engins vibrants.

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Pour un compacteu.r, un matériau et une épaisseur donnés, il existe un seuil de teneur eri eau au-dessous duquel il est nécessaire de prendre des disposi­tions si l'on veUt maintenir la qualité prévue pour le compactage. Ces dis­positions peuvent être soit l'arrosage du matériau si l'on envisage de con­server le même compacteur, soit le remplacement du compacteur par un engin pour lequel le couple matériel-matériau est à un seuil de teneur en eau plus faible, soit encore une diminution de l'épaisseur dé la couche. Cette dernière mesure nécessiterait d'ailleurs une étude plus approfondie.

Par contre, il ne semble pas exister de problème, sur le plan qualité du com­pactage, pour les teneurs en eau élevées étant entendu que de toute façon il existe en pratique une limite supérieure de teneur en eau imposée pour des raisons de portance et de traficabilité des. engins de chantier.

Les études concernant la vite'sse de translation cl 'un engin vibrant montrent bien l'intérêt du contrôle de ce paramètre de fonctionnement du compacteur d'autant que son influence est surtout sensible sur le gradient de densité en profondeur et donc sur la densité minimale et qu'elle est nettement moins décelable à partir du contrôle de ladens:j.témoyenne de la partie su'périeure de la couche. Plus les exigences de qualité sont sévères et la couche d'épais­seur importante, plus ilimportera avec deo engins vibrants d'opérer à une vi­tesse de translation faible (2 à 3 km/h maxi).

- Le contrôle de la qualité du compactage par mesure de la densité sèche moyenne ne saurait permettre de s'affranchir de celui portant sur 1eR conditions de compactage.

Il apparaît clairement qu.ecertaines exigences de qualité qui peuvent être 'facilement atteintes dans certains cas de couples matériel-matériau sont inac":'" cessibles s'il se produit une dérive d'un ou plusieurs paramètres caractéristi­ques des éléments de ce couple (c' est-'à-dire que si par exemple, '1' épaisseur de la couche mise en oeuvre augmente, ce n'est pas en effectuant un nombre de passes supplémentaires de compacteur que l'on pourra atteindre la qualité pré­vue) •

Par exemple,' dans le cas du rouleau vibrant A sur grave. limoneuse, ,si, l'on envisage de travailler avec un débit théorique de 500m3 /h, on obtiendrait avec W = 5 % et une couche de 40 cm d'épaisseur des compâcités moyenne de 98 % OPN et minimale de 96 % OPN alors que ces valeurs tomberaient respec­tivement à 94 % et 91 % si la teneur en eau diminuait de 1 % et l'épaisseur augmentait de 10 cm. Avec ces dernières valeurs de teneur en eau et épaisseur ce rouleau serait d'ailleurs incapable d'atteindre les compacités,obtenues dans le cas précédent et l'on ne pourrait que constater a posteriori le dé­saccord entre les résultats de' ra p'lanche dO, e'ssai '(par exemple) et ceux en­registrés lors de l'exécution du chantier. Une surveillance suivie des con­ditions dans lesquelles le compactage est réalisé aurait très ··certainement permis d' éviter" un tel état de choses.

Il apparaît au vu des conditions' d'essais et des résultats obtenus que dans le cas d'utilisation de rouleaux à pneus, il peut y avoir intérêt à moduler la charge Par: .},".<?u,e ;et.1a~J(.~e~.~ipnd7. g~l1lflage des pneumatiques en fonction de l'état de éompactage (problèni"e"s' de' traHcabilité)".· Sur, te plan du contrôle il est certainement souhaitable de faire appel à plusieurs engins de manière ~ pquyoir .dispos~r:.:de .. ,Ç!aractérist.iques fixes, adaptées à la phase de travail de' chacün d'eux et de contrëÜer··quEi·.les·ccitj.ditions de .fot).ctionnement sont bien conformes aux règles fixées. ' . '. . . . "

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.- Enfin, pour conclure ce chapitre et bien que ce point reste à prec~ser par des études ultérieures, il apparaît que le relevé du comportement .vibratoire de la bille vibrante est susceptible d'6tre interpr6té sous l'angle qualité du compactage et notamment lorsque l'on veut déterminer la vitesse optimale de translation d'un rouleau vibrant sur planches d'essais. En effet, l'effi .... cacité maximale d'un rouleau vibrant semble se situer dans la gamme de vi .... tesse conduisant à l'amplitude maximale (toutes choses égales par ailleurs).

te caractère original de ce dernier point est une justification supplémentaire de l'effort de recherche entrepris par les Laboratoires des Ponts et Chaussées français sur Les performances des engins de compactage et su!' les règles d'em­ploi de ces matériels dans des conditions à la fois économiques et compatibles avec les sujétions de chantiers. Cet effort est donc à poursuivre tant que l'bn ne sera pas en mesure de choisir convenablement et à coup sûr le type de maté­riel et sespar~ètres de fonctionnement en fonction des conditions réelles de chantier.

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Chapitre V III

CONCLUSIONS GÉNÉRALES

Les résultats présentés dans ce rapport intéressent le c~mpa~tage au moyen de rouleaux vibrants lourds et d'un rouleau à pneus lourd, de matériaux de rem­blai mis en oeuvre en couches de forte épaisseur c'est-à:-dire de l'ordre du mè"'; tre. Outre le fait que ces résultats peuvent ~~re transposés en pratique l6rsque les· conditions d'extraction: de tr.ansp.ort·et de mise ·en oeuvre conduisent à des couches épaisses, le choix de la forte épaisseur pour ces essais permet de mieux apprécier l'efficacité des engins et, par là même, d'app:céhender l'influenGe des divers facteurs du couple matériel-matériau.

Quelques conclusions générales peuvent ~tre formulées

VIII. J. La vitesse de translation d'un rouleau vibrant est" un paramètre de fonc­tionnement du .matériel très important tant sur le plan de la qualité de compacta­ge obtenue que sur celui des débits.

Les essais effectués montrent qu'une variation de vitesse influe .sur le com­portement vibratoire du rouleau (amplitude, .accélération, énergie cinétique ••• ) et sa traduit dans le matériau par une modifièation du gradient de den­sité en profondeur (accentuation du gradient et .évolution,plus lente des densités en fonction du nombré de passes lorsque la vitesse dépasse un cer­tain seuil). Ce résultat est conforme à celui relevé dans le domaine des chaussées [ 4] • .. . Il est probable que l'incidence .8ur le gradiént soit encore plus sensible pour des matériaux granulairés·coffiPortarit une fraction fine plastique ou pour des matériaux cohérents. Pour 'Un engin donné et des e:x:igences de qualité fixées, il exis·te 'Une vi­tesse "optimale", c'est-à-dire conduisant· au débitle plus· élevé, fonction de l'épaisséur de la couche et de la nature du matériau.

D"une manière générale, plus les exigences de qualité (densités moyenne et minimale) sont sévères,·plus la vitesse de translation optimale a une valeur rédui te [ 5] •

VIII.2. Le paramètre teneur en eau. de compactage doit ~treconsidêré comme un critère au moins aussi important que la nature du matériau.

D'une manière générale, pour les deux types de matériels testés (vibrants et pneüs) l'augmentation de la teneur en eau de ma-ëériaux granulaires com­portant une fracüon fine plastique, favorise l'obtention de densités éle­vées·particulièrement dans la partie profonde de la couche. Toutefois, l'in­fluence de la teneur en eau est davantage marquée dans le cas du compactage par cylindres vibrants que pour un rouleau à pneus lourd. La prise en compte

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de ce paramètre. est donc très importante pour le choix du matériel de co~ pactage à épaisseur de couche' donnée ou pour l'adaptation de l'épaisseur de la couche à matériel donné. L'épaisseur optimale des couches, c'est-à-dire celle pour laquelle le débit de l'engin est maximal apparaît d'ailleurs être d'autant plus faible que la teneur en eau du matériau diminue. .

Le paramètre teneur en eau est également très important pour l'interpréta­tation des résultats de compactage. Ace titre, la comparaison de l'effi­cacité en profondeur des trois rouleaux' vibrants utilisés pour le compac­tage de la grave limoneuse (rapport nO 24) a certainement été biaisée par des teneurs en eau d'essais différentes. Il est probable qu'une distinction nette, en faveur du rouleau tracté, se se,rait produite si les essais avaient pu être effectués à la même teneur en eau de 5,2 %. On sait d'ailleurs à l'heure actuelle qu'ilest possible de trouver des cylindres vibrants aptes à compacter ce matériau à cette teneur en eau en couches de l'ordre du mètre.

VIII. 3. Il apparaît que pour des compacteurs monobilles à cylindre vibrant dont les amplitudes réelles de vibration sont du même ordre de grandeur, les rouleaux les plus efficaces sont ceux qui présentent la charge statique par centimètre de génératrice vibrante la plus élevée (Néanmoins, ies engins, testés ont des rap­ports masse suspend\1e-masse vibrante nettement différenciés).

VIII. 4. La' co.mparaison qui a pu être faite des résultats obtenus entre des rou­leaux vibrants lourds et un rouleau à pneus lourd (10 tonnes de charge par roue) montre que :

- L'idée généralement admise suivant laquelle un rouleau à pneus compacte en surface alors qu'un rouleau vibrant compacte en profondeur n'est pas fon­dée.

D'une manière g'énérale, pour les différents matériaux utilisés (sable mal gradué, grave limoneuse, limon) la forme des courbes ~d = f (z) n'est pas systématiquement différente que le compactage soit effe'ctué par l'un ou l'aut.re . typé d' etlgin. Toutefois, les rouleaux vibrants' les plus lourds peuvent quand 'même.donner des gra"dients de densité moins accentués dans la partie inférieure.d' une couche d '1..m m~tre d'épaisseur.

- La limite d'efficacité du matériel, excepté sur une couche épaisse de. li­mon, est plus rapidement atteinte pour le rouleau à pneus lourd que pour les rouleaux vibrants lourds, l'action de ces derniers étant encore sen-sible après 10 passes. .

- Les rouleaux à pneus de très forte charge par·roue peuvent poser des pro­blèmes de traficabilité pour certains matériaux si ceux-ci sont très foi­sonnés. Dans ce cas, plusieurs passes doivent être préalablement effectuées avec un premier engin qui peut être. soit un rouleau à pneus de caractéris­tiques "modérées" soit un rouleau vibrant.

- Pour le compactage de matériaux de remblai en couches épaisses (de l'ordre du mètre) le choix du matériel de compactage devrait s'orienter non pas vers l'alternative: rouleau à pneus ou routeau vibrant lourd mais plutôt, en fonction des paramètres au niveau du matériau, vers l'alternative ca­ractéristiques du rouleau vibrant utilisé seul ou composition de l'atelier de compactage dans lequel un rouleau à pneus très lourd peut figurer comme deuxièm8 engin.

88

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VIII.5. Pour une qualité donnée, l'épaisseur de l'ordre du mètre choisie pour les essais pour les raisons mentionnées précédemment n'est pas l'épaisseur op­timale correspondant au débit le plus élevé pour tous les couples matérie1-matériau testés. Pour certains couples rouleau vibrant-matériau, cette épaisseur est inférieure à un mètre; elle l'est également pour le rouleau à pneus lourd mais il existe certains couples rouleau vibrant-matériau pour lesquels cette é­paisseur optimale se rapproche ou équivaut à celle testée. Il Y a prObableme·nt d'ailleurs des cas pour lesquels cette épaisseur est supérieure à un mètre.

VIII.6. Sur le plan du contrôle, l'expérimentation met en lumière la nécessité de contrôler :

- au niveau du matériau, les conditions de mise en oeuvre (taneur en eau, épaisseur des couches)

- au niveau du matériel de compactage retenu les paramètres de fonctionne- . ment de l'engin, en particulier pour les rouleaux vibrants leur vitesse de translation.

Le contrôle dans cette optique ne constitue qu'un moyen de s'assurer que la qualité recherchée peut .être atteinte. Il importe d.e ne pas perdre de· vue que le problème essentiel ne se situe pas exclusivément au niveau du contrôle pr~prement dit puisqu'il implique qu'un engin bien adapté a déjà été retenu, mais au moment de choisir l'engin ou les engins appropriés.

89

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1. 1. PRINCIPE

Annexe

PRINCIPE DES CAPTEURS DE PRESSION «GLOTZL» ET MODE OPËRATOIRE DES ESSAIS

Le principe de ces capteurs est. analogue à celui d'un clapet de sécurité 4ans lequel 1ii tension du ressort correspond à 1.a pression p à mesurer.

~P.

Clapet dé sécurité

1.2. FONCTIONNEMENT (Figure nO A)

Une pompe à main,fait é1ever,à volume constant, la pression d'huile dans la chambre du capteur jusqu'à déclencher la soupape de sécurité. Un débit continu d'huile s'établit dans les conduites empêchant. ainsi toute nouvelle augmentation de la pression. On relève alors cette pression d'équilibre sur un manomètre branché sur le circuit d'amenée d'huile. La valeur de cette pression d'équilibre est celle exercée sur le capteur par le sol environnant.

~anomètre

Capteur Pompe

1 Soupape

: ~====~======~~ ~========~ . Retour (sans pression)

Conduites

Fig. A Réservoir

91

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1.3. MISE EN PLACE DES CAPTEURS· DANS LE SOL (figure nO B)

c

.. %:1 mètre Fig. B - Coupe dans le sens

de la longueur de la fosse montrant la position des cap­teurs dans la couche compactée.

Les quatre capteurs "Glotzl" utilisés ont été placés dans un même,plan vertical à différents niveaux en profondeur et décalés les uns par\rapport aux autres afin d'éviter tous phénomènes d'interactions.

Pour· les essais la pression de gonflage des pneumati.,ques· du cômpacteur a été de 8,4 bars.

92

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Annexe Il

RÉSLJLTATSDES MESURES DE FRÉQUENCE ET D'AiVlPLlTUDE EFFECTUeES SUR LE ROULEAU

--ROUW1l • ROULEAU A ROULEAU A

St! - 1 Itœ!h Sm - 2. kin/h Sm - .3 km lb

Nombre de Frèquence 1 ~ Aw~ pa~ses t/Trm 2 A (mm) t-, Nombre de

Fr:i:nce 2 A (mm) r..W passes ~ , Nombre de Fréquence 2A (tmI1)

.!:,.8,s& passes t/urn f '1

1 1918 3,08 6,33 1 1899 3,05 6,14 1 2231 2,32 6.,46 2 2167 2,92 7,65 2 1948 3,73 7,90 2 1910 2,76 5,63 3 1948 3,55 7,52 3 1913 3,97 7,26 3 1927 2,97 6,16 4 1977 3,74 8,17 4 1858 3,96 '7,63 4 1875 3,34 6,56 5 19,9. 3,82 8,53 6 .1994 3,76 8,36

5 1888 4,40 8,75 6 1.880 4,25 8,38

5 1999 4,13 9,21 6 .1952 3,76 8,00

7 1960 3,95 8,47 8 1968 4,20 9,10

7 - - -8 1885 4,41 8,74'

7 1964 3,57 7,69 8 1929 3,95 8,20

9 1979 3,93 8,58 '10 1960 4,04 8,65

9 1912 4,50 9,18 10 1882 4,44 8,78

9 1948 3,97 8,42 10 1943 3,97 8,37

Il 1994 4,37 9,70 Il 1849 4,79 9,14 11 1871 4,08 7,97 12 1973 4,10 8,92 13 1999 4,17 9,32

12 1853 4,73 9,06 13 1834 4,95 9,29

12 1995 4;20 9,33 13 2004 4,'14' 9,28

14 1939 4,07 8,55 15 1956 4,40 9;40

14 1826 4,.90 9,12 15 1804 5,13 9,32

14 1991 4,02 8,88 15 2004 4,3J 9,65

16 1965 4,27 9,2i-11 1990 4,16 9,20

16 1845 4,69 8,91 17 1911 5,39 10,99

·.16 1960 4,06 8,71 17 1999 4,02 8',97

18 1964 4,03 8,67 18 1859 4,65 8,97 18 19:}5 4,24 9,42 19 1935 4,07 8,51 20 '935 4,17 8,11

19 1933 4,91 10,24 20 1857 4,61 8,87

19 1986 4,14 9,13 20 2004 3,88 8,69

ROULEAU A ROULEAU A ROULEAU A'

Sm - 5 km/h Sm - Vitesse maximale Gb-Gl - W OPN - 1,5 %

Nombre de Fréquence 2 A ( .... ) r:.~' plisses t/mn a ~

Nombre de Fréquenc.e 2 A (mm) L.Aw' p'a'sses t/mn 3 , Nombre de Fréquence 2 A (mm) r..~

passes t/mn 3 , 1 1873 2,72 5,33 2 1247 3,67 3,18' 3 - - -4 1954 3,35 7,13 $ 1973 3,46 7,53

1 - - -~ 2 - -. -

l 113a 3,39 5,72 4 1721 3,68 6,09 5 1883 3,35 6,62

1 1811 1,97 3,60 2 1886 3,03 6,01 3 1878 3,17 6,25 4 1914 2,62 5,37 5 1894 2,93 5,81

6 1943 3,58 7,56 7 1986 3,41 7,50 8 1882 3,73 7,39 9 1954 3,54 7,54

10 1918 3,86 7,92

6 - - -7 1943 3.50 1,38 8 - - -9 - - -

10 1883 3,19 6,32

6 '886 3,41 6,77 7 1863 3,83 7,42 8 1855 3,89 7,47 9 1918 3,92 8,05

10 1890' 3,96 7,91 Il 1848 3,56 6,79 12 1943 3,63 7,64 13 1986 1,26 7,18 l', 1956 3,73 7,96 15 1989 3,03 6,64 1.6 1960 3,72 7,97 17 1973 3,47 7,54 18 1852 3,82 7,31 19 1965 3,34 7,20 20 1906 1,63 7,36

11 - - -12 1863 3,22 6,24 13 - - -14 1793 3,62 6,51 :5 1915 3,45 7,06 16 1956 3,50 7,47 17 1943 3,33 7,03 18 1891 3; 12 6,24 19 1986 3,68 8,11 20 1903 3,25 6,57

11: 1931 4,13' 8,61 12 1894 3,84 7,69 13 1926 3,89 8,07 14 1910 4,50 9,18 15 1894 4,17 ·8,36 16 1886 4,15 8,25 17 1878 3,85 .7,58 18 1825 3,98 7,40 19 1886 4,04 8,02 20 1822 4,05 7,50

-

93

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--ROULEAU A ROULEAU A ROULEAU B - Gb-Gl- W OPN Gb-GI - W OPN + 1,5 Gb-CI - Fréquence maxi

Nombre de Fréque!lce 2 A (mm) .c. Al!!t , passes t/mIl 3 , Nombre de Fréquence 2 A (mm) .c..~t

passes t/mIl S , Nombre 'de Fréquence 2 A (mm) r.~ A!.t passes t/mn S ,

1 2070 2,96 7,08 2 1988 2,77 6,11

1 1895 2,87 5,75 2 1895 3,00 6,Q2

1 1476 3,04 3,68 2 1452 3,14 3,70

3 2078 3,15 7,59 4 2004 3,43 7,69

3 1951 3,26 6,94 4 1911 3,35 6,82

3 1458 2,75 3,25 4 1458 3,21 3,81

5 1999 3.57 7,96 6 2009 3,34 7,53-

5 1907 3,31 6,73 6 1919 3,36 6,90

5 1476 2,93 '3;57 6 1476 3,30 3,98

7 1867 3,47 6,75 7 1915 3,00 6,16 7 1458 3,00 3,52 8 1967 3,68 7,95 9 1925 3,72 7,70

8 1919 3,53 7,,25 9 1898 2,98 5,9'9

8 1464 3,19 3,80 9 1428 3,06 '3,46

10 2031 3,59 8,27. Il - - -12 1997 3;14 6,99 13 - - -14 1943 3,23 6,81

10 1894 ,3,56 7,14 Il 1923 3,24 6,68 12 2040 ,3,25 7,55 13 2017 3,13 7,11 14 2045 3,18 7,42

10 1446 3,17 3,65 Il 1476 3,08 3,71 12 1434 2,99 3,41 13 1482 3,15 3,85 14 1452 3, i5 3,70

15 - - - 15 2063 3,13 7,43 15 1476 3,07 3,72 16 1968 3,21 6,94 . 16 2077 3,12 7,51 16 1458 3,27 3,91 17 1969 3,50 7,58 18 - - -

17 - - -18 2004 '3,13 7,QI

17 1458 3,03 3,60 18 1452 3,17 3,73

19 - - - 19 - - - 19 1452 3,03 3,57 20 - - - 20 2022 3,12 7,13 20 1422 3,26 3,66

-1l.0ULEAU C ROULEAU B ROULEAU C

Cb-CI -' Fréquence maxi Gb-GI - Fréquence de résonance GB-GI - Fréquence de résonance

Nombre de Fréquenc~ 2 A (mm) ~~Â!II.t

passes t/mt1 3 , Nombre de ,Fréquence 2A (mm) r.~L passes ':./mn 3 : Nombre de Fréquence i A (mm) r AwL ->-passes t/mn 3 ,

'1 1420 2,77 3,13 2 1432 2,95 3,38

21 848 4,74 1,91 22 840 5,41 2,13

21 775 5,49 1,84 22 791 4,95 1,73

3 1441 3,2'3 3,74 23 867 4,82 2,02 23 847 5,00 2,00 4 1434 3,19 3;67 24 768 5,51 1,82 24 824 4,41 1,67 5 1427 3,34 3,80 25 779 5,02 1,70 25 843 4,70 1,87 6 1409 3,2(, 3,62 26 786 5,22 1,81 26 829 5,06 1,94 7 1455 3,39 4,01 27 773 4,.81 1,61 27 821 5,53 2,08 8 1441 3,18 3,67, 28 776, 4,97 1,67 28 789 5,65 1,97 9 1443 3,38 3,93 ·29 - - - 29 613 5,57 2,06

10 1434 3,22 3,70 30 - - - 30 789 5,~3 1,82 Il 1439 3,45 3,99 31 - - - 31 - - -12 1434 3,31 '3,80 13 1425 3,23 3,77 14 1401 3,13 3,43

32 - - -33 796 4,81 1,70 34 769 5,39 1,78

32 - - -33 826 5,28 2,Q2 34 824 4,14 l,57

15 1423 3,02 3,.41 35 769 4,62 1',53 35 - - -16 1394 3,22 3.50 17 141'2 , 3,32 3,69 18, 1401 3,21, 3,52

36 801 '4,56 1,63 ., 37 779 4,82 1,63 38 - - -

36 - - -37 - - -38 829 4,95 1,90

19 - - - 39 - - - 39 - - -20 1429 3,19 3,64 40 727 4,75 1,40 40 814 4,81 1,78

94

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100

Annexe III

SISMOPACTOR/SABLE MAL GRADUÉ Sm COURBES DES DENSITÉS EN FONCTION DE LA PROFONDEUR

Densité· séche

" '0 "50 zOo R~o 220

'~' \ "','

'1: ~ ~ / \

l': J } \ . V 1

. :1 ~

Il § ~ :/ ~.

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! ~ " ~

~.so 2~"

Teneur, en eau de compactage: 7,2 % Yd Vitesse de translation: 1,3km/h

!

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D<>nSilé séehe

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\ ~ ~ , \ \

Nombre de pas~es (Vibration)

A,60

20 ., .

IUIO ~

Teneur en eau de compactage: 7,2% yd Vitesse de transiation : 3 km/h If,

1,40 Yd

~a1e.

k:. O.,,~ " v. ... ~,-P"'"

Olt lIO ........

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1'--->----.--~.-. 11ft '0

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4,70

~,60

1 3 ' ta .--'11,°.:..,--.-____ ... 2° .... , __ 'N~mbre' de JJD~a (\"bJation)

95

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1./0 8u .l;SD

Teneur en eau de compactage: 7,1 % k.+pVd Vitesse de translation : 5 km/h

Vd ~+o_

- .. -

2,20

2,m

, .. .... 1. ~.

,~.;v~ 1., '" -- 2,00

.~ v. ... .....-.... _ •• - .~'!---

~ ~ .. OR 10

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~

-1,90

,00

-1 ,70

~ 60

• l 3 • lp 20

Nombre de pa$aea (Vibration) ...

Teneur en eau de compactage: 7,1 % Vitesse de translation : 9 km/h

2,30

H-+--+--,-:f-------Ifl,:l.O

H-f-,.-+-~I---_--~z,m

H-+--+--i---___ -I~oo I~/.II!I; la .:..J.-:';F- • __ .!'e~---

.". ~ .. --... .4,9.0

~v _.-- ... -- ____ ,..1!.~4.2 ____ • ._ ... _-- -._-

r+ __ +-__ ~--~---~~-~~80

L..J. .... .L...I'-I....J...JL...J.-I-J-l.;..L....L...I'-I.....L...1-.i...J...1;",60

20 , .. • 3 • 1,0

Nombre de sut,~a (vibration)

96

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-rd

Sm -. C

1 km/h 'idmini

Cmini

X'd

-Sm' C

3 km/h X'dmini

Cmini

id Sm ë

5km/h ~dmin:i . Cmini

-td -Sm C

9 km/h '(dmini

Cmini

Annexe IV

DENSITÉ ET COMPACITÉ MOYENNES DE L'ÉPAISSEUR TOTALE

DENSITÉ ET ÇOMPACITÉMINIMALES EN FOND DE COUCHE

Sable mal gradué (Sm) Rouleau vibrant A

foisonné ,2 passes 6 passes 10 passes

1,785 1,888 1,951, 1,983

91,5 % 96,8 % 100 % 101,7 %

- 1 ,871 l ,941 ' l,99O

- 9.5,9 % 99,5 % 102? ! %

1,796' 1,899 1,965, 1,998

92,1 % 97,4 % ,100,8 % 102,5 %

- 1,865 1,925 1,980

- 95,6 % 98,7% 101,5 % ,

1,787 1; 894 ' 1,942 1~965

91,6 % 97,1 % 99,6 % 100,8 %

- 1,855 1,893 1,909

- 95,1 % 97,1 % 97,9 %

1,791 ) ,896 , ),928 ),944

9) ,8 % 97,2 % 98,9% 99,7 %

- l,85O 1,865 1,87'1

- 94,9 % 95,6 % 96,3 % ,

Compaci té moyenne ë = "gd/ ~ d OPN

Compacité minimale: Cmini = b'dmini/ ~d OPN,

97

20 passes

' 2,010

103,1 %

2,020

103,6 %

2,025

: 103,8 %

2,030

104,1 %

1,995

102,3 %

],953

101,2 %

),967

100,9 % "

) ,907

97,8 %

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Q ~

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6000

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ROULEAU: VIBR.ANT A

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30 50 70 50 ~(cm)

Compacité moyenne de la couche d'épaisseur

ROULEAU VIBRANT A ,._---

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ROULEAU : vieRANT A

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30 50 70 90

Compacité minimale en profondeur

vieRANT A

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Annexe VI

FRËâuENCES ET ACCËlE· RATIONS DU MOUVEMENT VIBRATOIRE DANS LES

MATËRIAUX

ROULEAU A

Sm - (- 80 cm) ver,ticale - 1 km/h,

Nombre de lréquence r cr~te- 2A théor. passes t/mn crete (mm)

! 2050 1,60 S 0,34 2 2042 2,60 0,66 3 2060 3,90 0,82 4' 2015 4,22 0,93 5 2032 5,20 1,13 6 2038 5,10 1,10 1 2040 4,05 0,87 8 2012 5,25 ' 1,16 9 2025 4,12 1,03

10 2018 4,85 1,07 Il 2023 4,65 1,02 12 2015 5,32 . 1,17 13 2018 5,88 1,29 14 2000 7,05 l,58 15 ,2015 5,45 1,20 16 2002 5,85 1,30 17 2018 6,00 1,32 18 2008 5,00 l,Il 19 2013 3,90' 0,86 20 - - -

ROULEAU A

Sm ~ (- 40 cm) hozi,zontale - 1 km/h

Nombre de Fréquence r cr§te- 2 A théor. passes tlron crete (mm)

1 ~095 2,70 \1 0;55 2 2050 2,22 0,47 3 2035 3,90 0,84 4 2065 2,50 0,52 5 204û 3,40 0,72 6 2020 1,90 0,41 7 2020 3,10 0,68 8 2010 2,25 0,49 9 2025 2,35 0,51

10 2010 1,77 0;39 Il 2025 3,10 0,68 12 ,2020 2,20 0,48 13 2040 3,05 0,66 14 1995 2,70 0,61 15 2008 2,77 0,62 16 1997 2,75 0,62 17 2018 3,00 0,66 18 2000 2,65 0,59 19 2012 2,45 6,54 20 - - -

ROULEAU A

Sm - (-,40 cm) verticale - 2 km/h

Nombre de Fréquence r crête- 2A'théor. passes t/mn . crête (nun)

1 1945 1,33 \1 2 1970 1,93 3 - -4 1950 2,85 5 1975 2,83 6, 1950 3,31 7 1970 4, Il 8 .1940 3,60 9 1955 4,~7

10 1925 3,57 Il ,1945 3,72 12 '1930 3,94 13 1930 4,81 14 1905 4,,07 15 1940 4,30, 16 1930 3,76 17 - -18 1910 3,85

, 19 - -20 1920 4,43

ROULEAU A

Sm ,. ~. 40 Co.) verticale - 5 km/h

Nombre de Fréquenc'e r cr~te- 2 A th~;;& passes t/mn crete (mm)

1 1969 3,67 \1 0,85 2 - - -3 - - -4 204i 3,60 0,77 5 2033 3,15 0,68 6 2028 5,07 1,10 7 2046 6,12 1,31' 8 2028 7,17 l,56 9 2061 6,40 1,35

10 2061 7,00 1,47 II 2048 7,22 l,54 12 2053 7,92 1,68 13 2062 7,05 1,48 14 2057 7,57 1,60 is 2057 5,60 1,18 16 2049 6,80 1,44 17 2053 6,00 1,27 18 2046 6,54 1,39 19 2057 5,97 1,26 29 2052 6,35 1,35

- --

99

"""" A ~ Sm - (- (0 cm) v('rticale - 1 km/h -

Nombre de Fréquence r crête- 2 A thOor. passes timn crête J,-"1'lIJ_

1 2096 2,50 ~ 0,51 2 2045 3,20 U,M}

,3 2037 7,18 1

J,54 4 2007 6,70 1" '.4 5 2030 6,60 1 1,1.) 6 2050 6,92 , 1D47 7 2035. 6,57 1,':2 8 2008 '.90 1,75 9 2020 5,70 1,1.4

10 2013, 13,50 2.9S 11 2025 8,42 1,84' 12 2015 /,77 1,71 13 2018 8,10 1,78 14 ' 2000 9,12 2,'17 15 2012 8,10 1,78 16 lO02 7,70 1,12 17 20i'8 ':1,64 1,90 18 2002 7,00 l,56 19 2003 (,05 1,36 20 - - -

ROULEAU A

Sm - (- 80 cm) verticale - ~ km/h

Nombre de Fréquence rcr~te- 2A théor passes ,t/mn crete (mm)

1 1945 5,44, 2 1970 6,24 3 - -4 1950 6,94 5 1975 6,44 6 1950' 7,52 7 1970 7,02 8 . 1940 8,36 9 1955 6,12

10 1925 J,57 Il 1945 5,97 12 1930 7,94

'13 1930 7,76 14 1905 8,06 15 1940 7,66 16 1930 ' 7,16 ,17 - -18 1910 ' 7,31 19 - -20 1920 7,71

ROULEAU A

Sm - (- 80 cm) verticale - 5 km/h

Nomb're de Fréquence r cr~te- 2 A théor. passes timn crete (mm}

1 1963 , 1,45, 0,34 2 2041 0,43 0,09 3 - - -4 2041 1,44 0,31 5 2048 1,28 0,27 6 2044 1,60 0,34 7 2046 2,00 0,43 8 2036 2,31 0,50 9 2057 2,12 0,45

10 2036 2,39 0,51 Il 2049 2,47 0,53 12 ' 2041 3,40 0,73 13 2049 2,68 0,57 14 2041 2,82 0,61 15 2046 2,47 0,53 16 2033 2,90 0,63 17 2036 2,58 0,56 18 2030 2,83 0,61 19 2041 2,70 0,58 20 2032 2,92 0,63

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- ~

ROULEAU A ROULEAU A ROULEAU A --Cb-Cl - (-25 cm) verticale - W OPN -1,5% Cb-CI - (- iD cm) verticale - W OPN Gb-Cl - (- 25 cm) verticale - li OPN + 1,5%

Nombre de Fr~j~Qnce rcr~te- 2A tbéor. nasses t mn crete (mm)

Nombre de "'quenee r cr~te- 2A theor. plissee t/l11Il crete (mm)

Nombre de Fréquence --crête- 2 il théor. passes t/trm r crête' (niT.l)

1 - - 'J -2 - - -3 2054 9,90 2,10 4 2055 10,60 2,24 5 2046 9,80 2,09 6 2034 12,15 2,63 7 2054 8,90 1,99 8 2041 .12,30 2,64 9 2053 .9,30 1,9T"'

10 2038 12,65 2,72 Il 2049 12,65 2,69 12 2035 13,90 3,00 13 2049 10,25 2,18 14 2034 . ",75 2,54 15 2042 . ",30 2,42 16 2030 Il,00 .2,39 17 2038 11,05 2,37 18 2030 10,95 2,38

1 1920 6,20~ '0,72 2 1905 7,00 0,84 3 1910 Il,10 1,38 4 - - -5 18h 10,80 1,40 6 1875 10,15 1,29 7 1875 Il,75 1,48 8 1895 12,45 l,53 9 Iq95 10,30 1,30

10 1895 13,05 1,60 Il 1895 7,55 0,92 12 1880 9,25 1,17 13 1860 8,30 l,OS 14 1865 9,07 1,16 15 1860 7,65 0,96 16 1875 8,80 ,1,12 17 1850 7,20 0,94 18 1870 8,10 1,05

1 2085 11,72 :1 2,41 2 2062 11,00 2,31 3 201,9' 12,15 2,59 4 2028 12,34 2,68 5 2041 12,32 2,65 6 2030 11,50 2,50 7 2044 13,12 2,81 8 201,0 12,05 2,59 9 2047 12,54 2,68

10 2030 12,66 2,75 Il 2054 10,65 2,2,6 12 2045 Il,16 2,39 13 2054 12,77 2,71 14 2046 12,84 2,74 15 2079 12,58 2,60 16 2069 Il,52 2,40 17 2079 12,53 2,59 18 2069 12,62 2,64

19 2038 ",65 2,51 19 1865 7,15 0,91 19 2069 12,50 2,61 20 2022 Il,17 2,44 20 1860 ,7,05 0,90 20 2038 Il,60 2,50

ROULEAU A ROULEAU A MlJLI.Ul ~

Gb-Gl - (- 50 cm) verticale - W OPN + 1,5% Cb-Cl - (. 80 cm) verticale -WOPN+I,57. Cb-Cl - (- 80 cm) vertical.e - fréq. maxi

Nombre de F;réquence r cr~te- 2 A théor. passes t/nm crete (nun)

Nombre de Fréquence r crête- 2A tbéor'-_p_asses J:cm crête (mm)

Nombre de Fréquence r crête- 2Atb~or.

pagses t/mn crête (m:n)

1 2049 8,05 'J 1,71 2 2049 6,55 1,39 3 2069 7,15 1,49 4 2028 7,12 l,55

1 2062 2,60 ~ 0,55 2 2049 2,80 0,60 3 2048 3,47 0,74 4 2026 3,10 0,67

1 ,

1624 1,36 ~ 0,46 2 1602 2,56 0,89 3. 1605 1,77 0,61 4 1597 2,06 0,72

5 2057 6,08 1,28 6 2033 6,40 1,38

5 2058 2,72 0,57 6 2041 2,85 0,61

5 1607 2,04 0,71 6 1599 2,43 0,85

7 2046 5,72 1,22 7 2052 2;77 0,59 7 1599 2,40 0,83 8 2030 5,73 1,24 8 2046 2;90 0,62 8 1597 2,51 0,88 9 2038 7,00 l,51 9 2030 2,62 0,57 9 1607 , 2,26 0,78,

10 2022 6,87 l,50 10, 2042 2,62 0,56 10 1580 2,35 0,84

" 2054 6,28 1,33 Il 2060 2,48 0,52 Il - - -12 2041 6,06 1,30 12 2049 2,55 0,54, 12 - - -13 2054 6,70 1,42 13 2062 2,20 0,46 13 - - -14 2046 7,10 l,52 14 2046 2,75 0,59 14 - - -15 2052 6,15 1,31 15 2052 1,75 0,37 15 - - -16 2062 8,10 1,70 16 2052 2,27 0,48 16 - - -17 ,2055 6,97 1,48 17 2062 1,97 0,41 17 1578 2,15 0,77 18 2046 8,05 1,7,2 18 2046 2,00 0,43 18 1590 2,30 0,81 19 2070 7,60 ' l,59 19 2062 2,05 0,43 19 1596 2,13 0,75 20 2040 7,80 1,68 20 2046 1,82 0;39 20 1564 2,20 0,80

ROULEAU B ROULEAU C ROULEAU C

Cb-CI - (-80 cm). verticale - fréq. léso. Gb-GI - (- 80 cm) verticale - fréq, maxi Cb-Gl - (- 80 cm) vertièale - fréq. réso.

Nombre de Fréquence r c,::ête- 2;\ théor. passes t/mn crete (1JlIJl)

Nombre de Fréquence r c:ete- 2Athéor. passes t/mn crete (mm)

Nombre de Fréquence r l'r~te- 2A tbéor. passes t/mn crete (mu)

21 947 1,29, 1,29 22 915 1,45 l,55

1 1569 l, 57 ~ 0,57 2 1552 1.,68 0,62

21 883 1,25 S 1,,43 22 880 0,85 0,98

23 951 1,02 l,DO 24 838 1,18 l,50 25 858 1,25 l,52

3 1577 2,35 0,84 4 1572 2,60 0,94 5 1572 2,90 1,'05

23, - - -24 921 0,91 0,96 25 916 0,86 0,92

26 - - - 6 1558 . 3,25 1,20 26 912 0,92 0,99 27 - - - 7 1558 2,50 0,92 -27 896 0,99 1,10 28 882 1,13 1,30 8 - - - 28 885 0,91 l,OS 29 800 0,95 1,33 9 1568 2,90 l,OS 29 896 1,06 1,18 30 859 1,32, 1,60 10 1551 3,32 1,23 30 897 0,79 0,88 31 - - - Il - - - 31 - - -32 - - - 12 - - - 32 - - -33 877 0,90 l,OS 13 1561 2,47 0,91 33 903 0,99 1;08 34 853 l,ID 1,35 14 1553 2,60 0,96 34 896 0,92 1,03 35 881 0,80 0,92 15 1568 2,35 0,86 35 - - -36 - - - 16 1491 2,67 1,07 36 - - -37 832 0,84 1,08 17 1441 2,32 1,60 37 - - -38 845 1,14 1,43 18 1563 2,50 0,92 38 - - -39 - - - 19 1555 2,32 0,85 39 895 0,84 0,94 40·' 834 1,03 1,32 20 1550 2,50 0,93 40 896 0,83 0,92

100

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Annexe VII

SISMOPACTOR/GRAVE LIMONEUSE Gb-GI COURBES DES DENSITÉS EN FONCTION DE LA PROFONDEUR

Denalte séche Teneur en eau de compactage : 4% ,

40

--~ - --::. -.:-.:-_ .. -- 1 oJ ~-- r=;:- --

" - ...... 4 .. ~.:::::: ... -... t''> .. . t/ 1 ~/ f;

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V

1 -

4

4

1

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.' 3 ~ 1,0 20

Nombre de pa.s~e8 "(vit;uation) , .

Teneur en eau de compactage : 6%

~1i>t~ e.t,i-" a,:;... 2,30

:?~~ --- 0" ;t,?_ --

12r ~' 'i ! P~1Q. -&.' ---

2,2C

FI' 1 1

fi ! 200 ,

-l,

~, 80

f-- 4, 70

1 . ~I

101

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Gb-Gl

W = 4%

.

Gb-Gl

w= 5,2 %

Gb-Gl

w= 6%

Annexe VIII

DENSITÉ ET COMPACITÉ MOYENNES DE L'ÉPAISSEUR TOTALE

DENSITÉ ET COMPACITÉ MINIMALES EN FOND DE COUCHE

Grave limoneuse {Gb-GO Rouleau vibrant A

2 passes 6 passes 10 passes ,-

frl" 2,007 2,070 2,092 ... C 89,5.% 92 % 93 %

ldm:ini 1,896 1,944 1,960 '

Cnûni. 84,3 % 86,4 % 87,3 % .;

1 passe 3 passes 6 passes 10 passes

id 1,990 2,070 2,121 2,155

- 88,4 % C 92% 94,3 % 95,8 %

"dmini 1 ,780 . 1 ,800 1,8'40 1,930'

Cmini 79,1 %' 80 % 81,8 % 85,8 %

2 passes 6 passes 10 passes

-~d 2,087 2,191 2,216

-C 92,8 % 97,4 % 98,5 %

~dmini 1,997 2, 121 2,147

Cmini 88,8 % 94,3 % .. 95,S %

Compacité moyenne: ë = ~d/~d' OPN

compacité minimale : Cmini = ~dmini/ ~d OPN

102

20. passes

2,141

95,2 %

2,022

89,7 %

20 passes

2,173

, 96,6%

1,940

86,2% .

20 passes

2,277

101,2 7-

2,230

99,1 %

..

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Q - QA V !)

(mlAl

t-+ (~A)

ROULEP-.U ViBAANT A ROULEAU _: ViBRANT A

MATERIAU: Gb-4L 'Wa4t MATERIAU: Gb-41 W" 6%

1 3000 L __ . 1· 3000

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Compacité moyenne de la couche d'épaisseur el Compacité minimale en profondeur

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ProfOlllleur

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RAY-GO 500 A ET 700 A/Gb-GI -- COURBES DES DENSITÉS EN FONCTION DE LA PROFONDEUR

Rouleau vibrant B Teneur en eau de compactage 5,.2 % VI'O.P.N. : 5,2 %

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Annexe XII '

GEOPACTOR - COURBES DES DENSITÉS EN FONCTION DE LA PROFONDEUR 'POUR LES MATÉRIÀUX UTILISéS

Densité séche

Matériau : Limon .. .!Io 200-'-2'10 1'0 'Z50 .IlfoYd Teneur en eau de compactage :' 15,8% 1 , -......... --.;. -~-:~ r: •. ~~,

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Densité séche

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OenSilé séche Matériau : Grave limoneuse ~.70 A.fo "90 ioo IltfO 6.e4 ~SO d Teneur en eau de compactage :. 5,1 % 6'10:1 1

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Densité sèche Matériau : Gb - GL .. . . ~

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LIMON

GRAVE LIMONEUSE

O.P.N.

GRAVE LIMONEUSE

O.P.N .+- 1,5

SABLE .. MAL :

GRADUE

LIMON

GRAVE LIMONEUSE

O.P.N.

GRAVE LIMONEUSE

O.P~N. + 1,5

SABLE MAL,

GRADUE

Annexe XIII

GE:OPACTOR - TABLEAU DESDENSIT~S MOYENNES

ET MINIMALES POUR LES ·MATËRIAUX

foisonné 2 passes 4 passes 10 passes

épaisseur 104,3 86,6 82,7 78,4

}S'd 1,330 1,640 1,:]00 1,775 -C 74,7 % 92,1 % 95,5 % .99,7 %

.. --- - . épaisseur 97,8 87,8 86,2 84,6 -~d 1,835 2,070 2,112 . 2, 154 -C 81,6 % 92 % .. 93,9 .% ., 95,7 %

... . épaisseur . 85,6 88,1 85,6 83,6 -~d 1,940 2,114 2,158 2,213

-C 86~2 % 94 % 95,9 % .;.

98,4 %

épaisseur 102,4 96,9 94,8 91,2 -~d l,80O 1,889 1,900 1,982 _. C 92,3% 96,9 % 97,4 % 101,6 %

Densité et compacité moyenne de l'épaisseur totale

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2 passes 4.passe$ . 10 passes 20 passes·

. '

~d'mini 1,547 1,595 ·1,660

C mini. 86,9 % 89,6 % 93,3%

}(d mini 1,952 1,987 1,990

C mini 86,8 % 88,3 % 88,5 7-

~d mini 1,950 .. 1,985 2,040

C mini 86,7 '" 88,2 % 90,7 % , . .

~d mini 1,795 1,866 1,930

C mini 92,1 % 95,7 % 99,.0 %

Densité et compacité minimale en fond de couche

Compacité moyenne : C::: id/t d OPN Compacité minimale' : Cmini = Kdmini/ ~ d OPN

107

1,725

96,9% .,

2,000

88,9 %

2,040

90,7 %

1,930

99,0 %

20 passes

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1,821

102,3.%

83,7

2,171

. 96,5 %

82,2

2,21-3

98,4 %

88,7

1,982

101 ,6 %

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Compacité moyenne .de la couche .d'épai~seure Compacité minimale en profondeur

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BIBLIOGRAPHIE

G; ARQUIE "Les dix commandements du compactage" -Revue Générale dès Rout:es et des Aérodromes - nO 457 Septembre 1970 p 106-117

[2] ., P. CRAIGNE, R. FRANCESCHINA, E. LEFLAIVE, G. MOREL, J. OCZ,KOWSKI, A. QUIBEL "Compactage des Terrassements -Efficacité en pr<;>fondeur

de trois rouleaux vibrants" ,- L.C.P.C. RÇlPport de Recherche n024 Février 1973

(5]

G. MOREL, J.C. VALEUX, P. CRAIGNE "Essais d'un rouleau vibrant monobille lourd pour le compactage d'une couche de base en'grave-laitier" Revue Générale dèS Routes et des Aérodromes - nO 481-Novembre 1972 - p;- 93-96

G. MOREL, J.C. VALEUX "Compactage de matériaux traités aux 'liant,s. hydrau­liques pour assises de chaussées" Bulletin de Liaison des Ponts et Chaussées _,no 66 - Juillet-Août 1973 ~ p. 79-102

L. FORSSBLAD "Inves'tigations o~soil compaction by vibr~tion" - Acta Polytechnica Scandivartica - CI 34 -: Btocklom 1965 -p. 138-141

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abstract

The compaction of earthworks Deep compaction using heavy vibrating rollers

.. and a heavy pneumatic-tyred compactor

The tests described in this report constitute the second stage of a programme of research o'n the compactiorJ of earthworks conducted by the Rouen Road Experiment Centre in conjunction with the Road Geotechnical and Earthworks Section of the L.C.P.C. A previous communication published in 1973 (L.C.P.C. Research Report N° 24) gave, the results obtained with three heavyvibrating rollefi~ on fourflll materials laid to a thickness of 110 cm, bulked, and compacted at the Normal Proctor Optimum water content. The second stage of experiments, carried out in pits, is the subject of this report. The foUowing points are covered : '-- the influence of the translational speed of a vibrating roller (Albaret 850 Sismopactor) ; ,- the influence of the water content of compaction ; , . ~ the efficacity of two single-wheeled vibrating rollers (Ray-Go 500 A and 700 A) of characteristics difIerent from. those of the Albaret 850 Sismopactor ; '. . ':-- comparison of the efficacity in depth of a heavy pneumatic-tyred roller (Albaret Geopactor) and vibrating l'ollers. . TG allow of comparison with previous tests, the materials \vere laid to a tickness of 110 cm, and the water content was Normal Proctor Optimum for aIl sections on which this factorwas not tested. As in the previous 'experiments, the criteria of comparison \vere me an dry densitythroughout the thickness' compacted, minimum densityat the bottom of the layer, and distribution of densities by depth. Moréover, notingof the vibratory behaviour of the vibrating rollers and measurements of acceleratiori induced in the materials made it possible to gain a very general idea of theresults. . . . . These tests revealed that: ....... . . ' " :- The translational spe,ed of a vibrating rqUer is a very important parameter of the functioning of the equip­ment from the point of view of both q~ality of compaction and outpùt 01 the l'olIer. For a given machine and given. requirements of quality, there is an « optiinal j) speed, that is to say a speed Which gives highest output, which depends on the thicknessof the layer and the nature of the material. Generally speaking; the strictel' the l'equirements of quality (mean and minimllm densities) , the lower the optimaltrimslationalspeed. - We have to consider the cori1paction water:content as an important criterion of identification of granulaI' soils cbntaining a plastic fine fraction~ For the two types of equipmertttested (pneumatic tyred roller and vibrating roll ers) thé increaseln \vatel' content of such materialsfavours the achieveinent.of particularly high densities in the deep part of the layer; However, the improvement in compaction resulting from a higher. water content is more appreciable in the case of vibrating roll ers than in the case of pneumatic-tyred rollers'. It is very important to take the water content parameter into account in choosing equipment for compacting to a given thickness of layer or for adapting the thickness of the layer to a given type of equipment. -' Where comparison between heavy vibrating roll ers and heavypneumatic-tyred rollers isconcerned, the generally accepted idea that apneumatic-tyred roller compacts mainly the upper part of a layer while vibrating rollers produce a more appreciable efIect in depthis unfounded. The ~hape of the curves of density against depth (r d == fez»~ is not systematically difIerent, but nevertheless it seems always possible to finda heavy vibrating roller which gives a less steep density gradient in the lower part of a thick layer. Moreover the problem of trafficability arises, it seems, in less acute formfor heavy vibrating l'oU ers than for pneumatic­tyred rollers with a very high wheel load. Other points brought to light were : - For a given quality of compaction, the optimal thickness corresponding to the highest output is less than ,that of these tests (one meter) for sorne of the combinations of vibrating roller and materiàl, as weIl as for the heavy pneumatic-tyred roller. However, there are sorne combinations of vibrating roller and material for which compaction in layers one metre thick is the optimal case. There even seem to be cases where the optimum may be reached fol' layers more than one meter thick (clean sandy materials). ~ For single-wheeled vibrating compactors whose real amplitudes are about the same, the most efIective rollers are those with the highest static weight pel' centimeter of vibratory drum width (neverthéless the machi-nes tested had markedly difIerent ratios of suspended mass to vibrating mass). . - Where control is concerned, it is necessary to keep an eye on the conditions under which the material is laid (water content 'md thickness of layers) ; and in respect of the compaction equipment selected, attention must bepaid to the parameters of operation of the machine, inparticular translation speed in the case of vibratin~ rollers. .

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zusainmenfassung

Bodenverdichtung Verdichtung mit starker Tiefenwirkung unter Verwendung

von schweren Vibrationswalzen und einer schweren Gummiradwalze

Die in dem vorliegenden Artikel beschriebenen Versuche bilden den zweiten Teil des Forschungsprogrammes, auf dem Gebiet der Bodenverdichtung, das von dem Strassenversuchszentrum von Rouen in Zusammenarbeit mit dem Zentrallaboratorium für StI'assen und Brücken (LCPC), Abteilung « Strassenbaulicb.e Geotechnik und Erdbau», durchgeführt wurde. Das erste im Jahre 1973 im Rahmen der LCPC Forschungsberichte untel' -der Nummer 24 erschienene Arbeitspapier beschrieb die mittels dreier schwerer Vibralionswalzen an vier Bodenschüttungsmaterialien erreichten Ergebnisse, wobei die Schüttung bei optimalem Wassergehalt (l1or~ m~Jer Proctor) in 110 cm starken Schichten in lockerer Lage aufgeschüttet wurde. Bei (1er zweiten Versuchs~ reihe, die in diesem Bericht behandelt wird, wurden folgende Fragen untersucht : . , - Einfluss der Translationsgeschwindigkeit einer Vibrationswalze (Sismopactor 850 Albaret); - Einfluss des Wassergehaltes bei der Verdichtung; . . . . - Wirkung von zwei einwalzigen Vibrationsgerâten (Ray~Go 500 A und 700 A), die von der oben genannteri Vibrationswalze unterschiedliche Eigenschaften aufweisen ; ,. '. , - Vergleich der Tiefenwirkungen einer schweren Gummiradwalze (Albaret Geopactor) und der Vibrations-walzen. ' ' Um eine Beziehung zu den vürhergehenden Versuchen aufstellen zu konnen, wurdedie grosse Schütthohe der. Materialien beibehalten und für den 'Vassergehalt wurde bei allen Untersuchungsfeldern, an denen diesel' Faktor nicht untersucht wurde, der optimale Wert des normalen Proctorversuches eingehalten. AIs Vergleichskriterien wurden wie bei den vorhergehenden Versuchen die Trockendichte gewahlt, die sich im Mittel über die gesamte verdichtete Schicht ergibt, sowie die minimale Dichte am Schüttungsboden'und die Dichteverteilung in Abhangigkeit von der Tiefe. Ausserdem konnen aufgrund der Aufzeichnung .des Schwingungsverhaltens der Vibrationswalzen und der Messugnen der in die Materialien eingeleiteten Be~ schleunigungen einige generelle Schlussfolgerungen gezogen werden. ,. , Die durchgeführten Versuche ergaben, dass : " . . , ~ Die Fahrgeschwindigkeit einer Vibrationswalze ein ausserordentlich wichtiger Betriebskennwert des Gerates darstellt, sowohl hinsichtlich der Verdichtungsqualitat aIs ,auch der Leistung. Für ein bestimmtes' Gerat und eine festgelegte Qualitât gibt es eine « optimale» Geschwindigkeit, die die hochste Leistting in Abhangigkeit der SchichtsUirke und der Art des Materials bringt. lm allgenieinen kann festgestellt werden; je hoher die Ansprüche an die Qualitat (mittlere und minimale Dichte), desto niedriger die optimale Fahr­geschwindigkeit. - Der Parameter Wassergehalt bei der Verdichtung aIs wichtiges Kriterium der Kennzeichnung rolljger Boden mit einem pl astis chen Feinanteil anzusehen ist. Für die zwei untersuchten Gerâtetypen (Gummi~ radwalze und Vibrationswalzen) ergibt sich, dass mittels der Erhohung des Wassergehaltes derartiger Mate­rialien eine besonders hohe Dichte insbesondere im ùnteren Teil der Schicht erlangt werden, kann ; diesel' EfIekt ist jedoch bei Vibrationswalzen akzentuierter aIs bei einer Gummiradwalze. . ' Die Einbeziehung des Parameters Wassergehalt ist sehr wichtig bei der Wahl des Verdichtungsgeratesbei gegebener Schichtstarke, oder umgekehrt, bei der Wahl der Schichtstarke in Abhângigkeit des vorhandenen Verdichtungsgerates. - Hinsichtlich des Vergleiches zwischen schweren Vibrationswalzen und schweren Gummiradwalzen, die allgemein akzeptierte Meinung, dass eine Gummiradwalze eine FJachenwirkung. und die Vibrationswalzen eine grossere Tiefenwirkung ausüben, unbegründet ist. Die Form der Dichtekurven in Abhangigkeit von der Tiefe (rd = f(z» für die beiden Walzenarten weist keine systematische Unterschiède auf; es scheint jedoch; in allen Fâllen moglich zu sein, eine schwere Vibrationswalze auszuwahlen, die im unteren Teil einer dicken Schicht eine weniger stark akzentuierte Dichtegradiente .ergibt. Ausserdem ist das Baustellenverkehrs­problem für schwere Vibrationswalzen leichter aIs für Gummiradwalzen mit sehr hohen Radlasten zu losen. . Ausserdem konnte aufgrund der durchgefühtten Untersuchungen festgestellt werden, dass : '. ". - Für eine gegebene Verdichtungsqualitat, die optimale Tiefe,.die derhochstlm Leistung entspricht, geringer ist aIs die für die Versuche gewahlte (1 Meter), und zwar für einige Material-Vibrationswalzen-Kombinationen und für die schwere Gummiradwalze. Es gibt jedoch einige Material-Vibrationswalzen-Kombinationen, für die die Verdichtung von Schichten mit einer Starke von 1 Meter optimal ist. Es gibt wahrscheinlich sogar Fâlle, für die das Optimum bei Schichtstârken über 1 Meter erreicht werden,kann (saubere Sandmaterialien). - Für einraderige Vibrationswalzen, die ungefahr die gleichen Amplitudenaufweisen, die wii'ksamsten

'Walzen diejenigen sind, die die hochste statische Last je Zentimeter Breite des Walzenzylinders haben (es muss jedoch festgehalten werden, dass das Verhaltnis zwischen dem Gewicht der aufgehângten Masse und dem Gewicb.t der eigentlichen Vibrationsmasse für die untersuchten Maschinen durchaus Unterschiedlich ist). -- Es hinsichtlich <;leI' Qualitatskontrolle notwendig ist, die Einbaudedingungen des Materials(W assergehalt und Schichtstarke) und die Betriebsparameter des angewendèten Verdichtungsgerates, insbesondere die Translationsgeschwindigkeit bei Vibrationswalzen, zu überwüfen.

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'resumen

Compactaci6n de las explanaciones Compactaciôn en gran espesor con apisonadoras vibrantes pesadas

y un compactador de neumaticos pesado

Los ensayos, que se describen en el presente înforme, constituyen la segunda faceta de unas investigaciones sobre la compactacion de las explanaciones, efectuadas por el Centto de Experimentaciones de Carreteras en colaboracion con la Seccion de Geotécnica de Carretems y Explanaciones deI L.C.P.C. En el primer documento publicado en 1973 en la serie de informes de investigaciones deI L.C.P.C. con el num. 24, se exponian los resultados conseguidos con tres apisonadoras vibrantes pesadas en cuatro materiales de J'eHeno utilizados con el contenido de agua deI Optimum Proctor Normal en 110 cm hinchados. La segunda serie de experimenta­dones en fosos, objeto deI presente informe, se refiere al estudio de los siguientes puntos : - influencia de la velocidad de traslacion.de una apisomldora vibrante (Sismopactor 850 Albaret) ; --, influencia dei contenido de agua decompactacion ; - eficacia de dos apisonadoras vibrantes monobolas (Ray-go 500 A Y 700 A) de caracteristicas distintas a las de la apisona<lora Sismopactor 850 Albaret;' ' , ,~, comparaci6n de la eficacia en profllndidad de, una apisonadora de neumaticospesada (Albaret Geopactor) con la de rodillos vibrantes. Para hacer comprobaciones con los ensayos anteriores, se conservo la adopcion deI gran espesor para la utili­zaci6n de los materiales y se tomo el contenido de agua igual al deI Optimum Proctor Normal paJ;"a todas.las placas donde no se ha ensayado este factor. , Como en el estudio anterior, los criterios que permitell efectuar las divers as comparaciones son la densidad seca media en todo el espesor compactado, la densidad minima en fondo de capa y la distribucion de las den­sidades en funcion de la profundidad. Por otra parte, con la valoracion dei comportamiellto vibratorio de las, apisonadoras vibrantes y las medidas de aceleracion inducida en los materiales, se pueden entrever resultados muy generales. De los ensayos se desprende que: - La velocidad de traslacion de. Ulla apisonadora vibrante es un parametro de funcionamiento muy impor­tante de lamaquinaria tanto en el aspecta de la calidad 'de la compactacion como en el de los rendimientos. PaJ:a una maquina dada y exigencias de calidad determinadas, existe una vèlocidad « optima », es decir que lleva al rendimiento mas elevado, funcion deI espesor de la capa y de la naturaleza dei material. COl,no regla general, cuanto mas severas son las exigencias de calidad (densidades media y minima), mas reducido es el valor de la velocidad de traslacion optima. . --, Procede considerar el paraIiletrO contenido de agua de compactacion como un criterio importante para identificar los suelos granulares que tienen una fraccion fina plastica. Para ambos tipos de maquinaria ensaya­dos, (apisonadora de neumaticos y apisonadoras vibrantes), el aumento deI contenido de agua de tales mate­

'riales favorece la obtencion de densidades elevadas especialmente en la parte profunda de la capa. Sin embargo, la mejora de la compacidad con un contenido de agua mas elevado es mas sensible en el casa de las apisona-' doras vibrantes que en el casa de una apisonadora de neumaticos. . Resulta iinportante que se tenga en cuenta el parametro contenido de agua para elegir la maquinaria de com­pactacion con espesor de capa determinado 0 para adaptar el espesor de la capa con maquinaria determinada. - POl' 10 que se refiere a la comparacioll apisonadoras vibrantes pesadas y apisonadoras de neumaticos pesadas, no esta fundarla la idea generalmente 'admitida segùn la eual,una apisonadota deneumaticos com-, pacta en superficie mientrasque la acci6n de las apisonadoras vibrantes es mas sensible en profundidad. La forma de las curvas de densidad en funC'.Îon de la profundidad ("(d = f(z» no es sistematicamente distinta aunque sin elhbargo se puede siempre encontrar una apisonadora vibrante pesada que dé' en la parte inferior de una capa espesa, un gradiente de densidad menos acentuado. POl' otro lado, se plante a el problema trafi­cabilidad, segun pare ce, menos agudamcnte para las apisonadoras vibrantes pesadas que para apisonadoras de neumaticoscon muy alta carga pOl' rueda. ' Con el estudio efectuado también se puso de manifiesto que: , - Para una calidad de compactacion dada, el esr;esor optimo que corresponde al rendimiento mas elevado es inferior al de los ensayos (un metro) p~ra una parte de los pares apisonadora vibrante -- material asi como para la apisonadora de neumaticos pesada. Sin embargo, existen algul10s pares apisonadora vibrante --:­material para loscuales la compactacion en capas de un metro de eSpesor constituye el casa optimo. Incluso, segun parece, existen casos en los que puede alcanzarse el optimo para capas superiores a un metro (mate­riales arenosos limpios). - Pata compactadores con un solo cilindro vibrante cuyas amplitudes reales son dei mismo orden de magnitud, las apisonadoras mas eficaces son aquellas que presentan la carga estatica por centimetro de gene­ratriz vibrante mas elevada (aunque sin embdt'go las maquinas probadas presentan relaciones masa suspen-dida - masa vibrante claramente diferenciadas). ' - En el aspecto deI control, es preciso' que se sigan las condiciones de aplicacion deI material (contenido de agua y espesor de las cap as) y, a nivel de la maquinaria de compactacion adoptada, los parametros de funcio­namiento de la maquina, especialmente para las apisonadoras vibrantes su velocidad de traslacion.

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Pe3IOMe

YnnOTHeHHerpyHToB 3eMnHHOro nOnOTHa y IIJiOTHeHHe CJIOeB rpyHTa ÔOJII.WOH TOmn;IJHbI TmlWJIbIMII

BllOpOlmTRaMU IIJlII TJm~eJIbUI RaTROM Ha IIHeBlUaTllqeCRIIX WIlHax

OnllcaIiIible B OT'feTe onbITbI ObIJlll nOCTaBJICHbI B palVlI\ax BTOpoii 'JaC'l'llllCCJIeiJ;OBaTCJIbCHOM paOOTbI no ynJIOT­HeIillIO rpyHToB 3eMJIffiIOrO nOJIOTI-Ia, HOTopaH ObIJIa npOBCiJ;eHa 3HcnepllMeHTaJIbHbIM flBTOiJ;OpOffiHbIM UCI-ITpOM r. PyaI-Ja (Centred'.Expérimentations Routière de Rouen) B COiJ;pyiReCTBe C OTiJ;eJIOlV; aBTOiJ;OpOiRHOfl IffiiReHepHOii reOJI01'llM .TIIJ;rIU (Section de Géotechnique Routière du L.C.P.C.). B HaYlIHO-ll":CJIeiJ;OBaTeJIb­CHO:YI OT'leTe, onyoJIlŒoBaHHoM ,11unu B 1973 r. 3a uOMepoM 24, ObIJIH ):(aUbI pe3yJIbTaTbI, nO.iY'-leHHbIe npH ynJIOTHeUHH TpeMH TH}ReJIbIlIIH BHopoHaTIŒMH '-IeTbIpex HaCblTIHblX 1'pyHToB, CJIOeM TOJIll\HHOM B 11 0 CM. ):(0 ynJIOTHeHHH, npu BJIaHŒOCTI1 paBHoM OnTIIMaJIbHoMy 3Ha'-leUHIO no npoHTopy (HeMOiJ;HWllilupoBaHHbIiî: MeTop;). BTopaH CCpHH onbITOB ynJIOTHeHHH B 1'pyHToBoM HaHaJIe, 0 HOTOpbIX M):(el' pelJh B iJ;aHI-IOM OT'lel'e, ObIJIa npeAHa3Ha'-leHa ):(,TIH H3y'leHHH cJIeiJ;ylolUMx BonpocoB : ._-- BJIHHHUH CHOpOCTH ):(BHiRCHHH BHOpOHaTl\a (Sismopactor 850 Albaret); -"-' BJlHHHlIe BJIalHHOCTH npu ynJIOTHeHHH; -- 3WlPeHTI1BHOCl'H paooTbI iJ;ByX OiJ;HOBaJIbUCBbIX BHopoHaTHoB (Hay-go 500 A ct 700 A) C xapaHTepncTH-HaMH, OTJIIl'laIOIl\HMHCH OT xapaHTcpHcTHH HaTRa Sismopactor 850 Albaret; - cpaBHHTeJIbHOM 3QllPCRTHBHOCTH ynJIOTHenHH no rJIyOI1HC TmHCJIbIM RaTRO~l na nHeBMaTH'leCRHX llIHHax (Albarct Géopactor) H BHopOI\aTHa:vm. AJIH conOCTaBJleHHH pe3yJIbTal'OB C ,paHce 1l0JIy'leUHbIMI1 ObIJIa coxpaHeua Ta iRe OO,lIbllIan TOJIIl\HUa ynJlOT- .. IUIeMOrO CJIOH, a BJIaiRHOCTb ÔbIJIa npHHHTa paBHoM OnTHMaJIbHoll1y 3HalJeHHIO no fIpORTOpy, (onpeiJ;eJiHeMaH Hell'IOiJ;HlPlU~llpOBaHHbIM MeTOiJ;OM) iJ;JIJ! Bcex y'laCTROB, ;rVUIHoTopbIX BJIHHHlIe :)1'01'0 lPaRTOpa He HCCJIe,ll;OBaJIOcb. Hal> H B npe,ll;bIiJ;yJueM HCCJIC,ll;OBaHHH, npHHHTbIe ):(JIH paaJIlilJHbIX cpaBHcHHiI BeJIll'lIIHbI ObIJIlI CJIeiJ;yIOn\He: cpe,ll;Hee 3HalIeHl1e' OÔ'bCMn01'O Beca CReJIeTa BceM ymIOTHHeMoM TOJIIl\H, Il'!aHCHMaJIbHOe aUalJeUHe nJIOTHOCTHB OCHOBaUHH ynJIOTHHeMoro CJIOH H pacnpe):(JIeHHe 3I-IalJeul1fI nJIOTHOCTH no TOJIIl\Hue CJIOH. HpOMe Toro, 3anHCb XapaRl'epHCTHH BHopaUHH BHopOHaTHOB H HaMepCHHC MHAynHpycMbIX B rpyuTe yCIwpeuHMn03BOJIHJIH c,ll;eJIaTb HCHOTOpbIe OÔOÔIl\aIOIl\He BbIBO):(bI. . npOBeiJ;eHHbIe UCnbITaUHH n03BOJIHIOl' ciJ;eJIaTb CJIeiJ;yIOll\HC BbIBOAbl. - CHOpOCTb iJ;BHiReHI1H BHopOl\aTHa HB.llHeTCH· OlJeHb BaiRHoi-i paoo'lefl XapaHl'Cpl1CTHHOM MallIHubI, HaH C TOlJHH apCHHH Ha'ICCTBa ynJIOTUeHI1H, 'l'aH M C TO'lRI1 3pCHHH npOH3BOiJ;IITeJIbUOCTI1. AJIH ,ll;aUUOH MallIHHbI, npI1 3aiJ;aUHb1X TpCÔOBaUHJ1X Ha'IeCTBa, CHOpOCTb, COOTBeTcTByIOIl\aH MaHCHMaJIbHOM npOH3BO~HTCJIbUOCTH.; Ha3blBaCTCH " onTHMaJIbUOM », npH'leM npOH3BOAHTCJIbHOCTb aaBHCHT 01' TOJIIl\liHbI CJIOH HOT npHpO,ll;bI ynJIOT­HHeM01'O MaTCpHaJla. B OOIl\CM CJIylIae 3HalfeUHC OnTI1MaJIbHOii CHOpOCTH llBHlHCHI1H TelV! ~reHbllIe, 'lCM CTpOiRe . TpeOOBaHHH no HalJeCTBy (3ua'leUHH cpeiJ;ueM H MHUHMaJIbI-IOM nJIOTHOCTI1) • . _- BJIaiRUOCTb npI1 ynJIOTHeUHI1 3epUl1CTbIX 1'pyHToB, cOiJ;epiRaUUIX I1JIaCTHlJeC.KyIO TOuHoAHcnepcuyIO tPpaH­

'I~HIO, CJIeiJ;ycT C'll1TaTb BaiRuoM xapaHTepHcTIIHOii MaTepHa.lIa. ,lJ;JIH iJ;ByX THnOB I1CCJIC,ll;OBauHblx ynJioT­HflIOll\HX MaIIlHH (nueBlI10RaTna H BHOpOHaTI{OB) yBeJIHlfCmre BJIaiRHOCTH TaRI1X 1'pyHToB cnocoÔCTI'lyeT IIOJIy'leUHIO BbICOHOM nJIOTUOCTH, B ocoôeuHocTH B Hl1iRUCMlJaCTI1 ynJIOTHflClIlero C.lIOH. B cJIylJae BHôpoHaTHoB, yJly'lllIeU~Ie nJIOTHOCTIl, oJIa1'O,ll;apH 110BbIllIeuuIO BJIaiRHOCTH; oI\a3bIBaeTcH, OiJ;HaHO, OOJlee lJyBCTBI1'i:C.lIbUbIM, 'leM B CJIy'lae HaTHa Ha nUeBMaTl1lfCCHHX llIHHax. YlfeT BJIaiRUOCTI1 HMeCT OOJIbllIOe 3UalJeUHC npH BbIoope YIIJIOTHHlOIl\HX MallIllH, H01',ll;a 3aiJ;aHaTOJIIl\HHa ynJIOTHHeM01'O CJI01\. HJIH npu BbIôope TOJIll\HUbI ynJIOTHHeM01'O CJIOH, Ho1'iJ;a U3BeCTUO HaHim ôyiJ;eT paÔOTaTb lIIalIlHua. 1:11'0 ffie HacaeTCH cpaBHeHUH THiReJIbIX Bl10pORaTHOB C THiReJIblllŒ TIHCBMOHaTHaMH, OOIl\CnpMUH'.fOe nOJIO­,HeUHC 0 TOM, lJTO nueBMOHaTOH ynJIOTUHeT rpyuT Ha nOBepXHOCTH, T01'iJ;a HaH iJ;CfIcTBHe BHôpoHaTiwB ôOJIce omyTI1MO no 1'JIyoHue, - uc .0oocuoBaHo. Hc uaô.mollaJIOCb ClICTelllaTI1'leCH01'O pa3JIHlfHH lPOpMbI HpI1BbIX I13MCUeUHfl nJIOTHOCTI1 n 3aBHCHMOCTU 01' 1'.rryolIHbI Ci d = f (z», }Con! Bçe1'iJ;a MOiRHO, HaH' BlIiJ;HO, HaMTH TflffiCJlblM BHôpOHaTOl\, HOTOpbIM iJ;aeT Meuce lJeTHO BblpaiReHHOe 3UalJeUlfC BCJIH'IHHblrpa,ll;HeuTa I1JIOTHOCTH B IUiffiHcM 'laCTI1 TOJICT01'O ynJIOTHHeMoro CJIOH 1'pyHTa. KpOMe Toro, Bonpoc npOXO):\I1MOCTI1 B03HI1HaCT-, nOBI1p;UMOMY, B Mcuee OCTpOM WOpMC ,ll;JIH TmHeJlblX BHôpOHaTHOB, 'lCM B CJIy'lac HaTHOB Ha nUeBMaTI1lfeCHHX llIllHax npu OOJIbliiofI Ha1'py3He Ha HOJICca. vIcCJIeiJ;OBaHI1e n03BOJII1JIO TaHiRe BbIHBHTb, 'lTO : - npll. 3aiJ;aUHOM HalJeCTBe ynJlOTHeUHfl, OnTHMaJIbUaJ1 TOJIIl\llua yI1JIOTUHeMoro CJIOfl, .COOTBeTCTBYIO·Il\aH ~IaHCHMaJIbHoiî: BbIpaOOTHe, MeUbllIe, lfeM TOJIIIIMUa, npIÙ-IHTaH B HalIlll.X onbITax (OiJ;HU MeTp) ):(JIfl UCHOTOPbIX CO'lCTaHHM BHôpOHaTOJ{-1'pyHT Il iJ;JIH THiReJI01'O ill-ICBlI10HaTHa. BCTb, O,ll;Har-W,HCCHOJlbHO CO'IeTalrIl.M BuôpOHaTHa C rpyHToM, ,ll;JIH HOTOpbIX nOCJIOMHOC ynJIOTHCHIIO OiJ;HOMeTpOBbIX TOJIIl\ COOTBeTcTByeT onTHMyMy. fIOBHiJ;I1-MOMY, eCTb ,ll;aiRC CJIy'lal1, H01'~a OI1THMyM nOJly'laeTCH npH TOJlIl\II.UC yIIJIOTUHCMoro C.lIOH ÔOJIbliieM 0iJ;H0-MeTpOBOM (lIHCTbIC nCClIaHbIe MaTCpHaJIbI); , --_. CpC,ll;H O):(HonaJIb~eBbIX miôpOHaTHOB, AJIH HOTOpbIX p;eÏICTI.lHTeJIbHOC 3HalfeHHC aMI1JIM,TyiJ;bI BI1ÔpaUHI1 Toro iRC IIopHAHa, HaI100JICC 3lPweHTI1BHbI MallIHHbI C UaUOOJIblIlHM YAeJIbHbIlII JIHHeMUbIM CTaTHlJeCHHM iJ;aB­JICHHCM (CJIe,ll;yeT, OiJ;HaHO, OTMeTHTb, '11'0 HCCJIeAOBaHIfbIe MallIl1HbI HMeJIU pa3HbIe. aHalJCHUfl OTUOllIeUHH IIOiJ;BemeHuaH Macca! BHôpupyIOIl\afl Macca); .' . ..... C TO'IHH 3peHHH HOHTpOJlH, Ha)lO CJIeiJ;II.Tb 3a yCJIOBHHMH ylmaiJ;HII. MaTepHaJIa (3a BJIaiRUOC'lbIO H TOJIIl\HHOM CJlOeB), a B OTUOllIeUHH ynJIOTHHIOIl\HX MallIHU --... 3a HX paÔOlIHMU xapaHTeplICTHHaMI1, B lfaCTHOCTH - 3a CHOpOCTbIO jlBUHŒUHfl BII6pOHaTHOB.

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TABLE DES MATIERES

Résumé en français

Préambule

CHAPITRE l INTRODUCTION " " ....

~J:IAPITREII : CONDITIONS GENERALES D'EXECUTION DES ESSAI~

Il.1. Définit:ons et notations générales

II.2. Caractéristiques du matériel de compectage

II.3. Caractéristiques des matériaux

II. 4. Hoyens de mesure

II.5. Déroulement des essais

Il.6. Contrôle des condi tionsréelles d 'exécution des essais

CHAPITRE III INFLUENCE DE LA VITESSE DE TRANSLATION D'UN ROULEAU: VIBRANT -

ESSAIS REALISES AU MOYEN DU ROULEAU A SUR LÊ SABLE MAL GRADUE

111.1. Conditions spécifiques d'exécution des essais

III. 2. Contrôles des conditions réelles d'exécution des essais

IlL3. Résultats du compactage

1II.4. Discussion des résultats

III~4.1. Observations générales

111.4.2. Débits théoriques

III. 4. 3. Débits théodques en fonction de l'épaisseur de ia ,couche

111.5. Mesures spécifiques relatives, au phénomène vibratoire

III. 5. 1. Examen des résultats obt,enus

III.5.2. Comparaison entre les résultats relatifs aux vibrations et les résultats de densité

III. 6. Synthèse

CHAPITRE IV INFLUENCE DE LA TENEUR EN EAU DE COMPACTAGE- ESSAIS REALISES

SUR LA GRAVE LIMONEUSE AU MOYEN DU ROULEAU VIBRAl"{T A . IV.I. Conditions spéc~fiques d'exécution des essais

IV.2. Contrôles des conditions réelles d'exécution des essais,

IV.3. Discussion des résultats

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IV.4. Discussion des résultats

IV.4.1. Observations générales

IV.4,.2. Débits 'théoriques

Iv.4.3. Débits théoriques en fonction de l'épaisseur de la couche

IV.5. "Mesures spécifiques relatives au phénanène vibràtoire

IV.5.1. Examen des résultats obtenus

IV.5.2. Comparaison entre les ré~~ltats relatifs aux vihrations et les résultats de densité

IV.6. Synthèse

CHAPITRE "V ESSAIS CONDUITS AVEC LES ROULEAUX VIBRANTS BET r,- CC':?,".RhISON

AVEC LE ROULEAU A

V.I. Conditions spécifiques d'exécution des essais

V.2. Contrôles des conditions réelles d'exécution des essais

V.3. Résultats du compactage

V.3. 1. C(.Impactageà la fréquence maximale

V.3.2. Détermination de la fréquence de résonance

V.3.3. Compactage complémentaire à la fréquence de résonance

V.4. Discussion des résultats

V.4.1. Comparaison des rouleaux B et C

V.4.2. Comparaisori avec le rouleau A

V.5. Mesures spéCifiques relatives au, phénanène vibratoire

V.5.1. Examen des résultats obtenus

V.5.2. Comparaison entre les résultats relatifs aux vibrations et les résultats de densité

V.5.3. Comparaison entre les trois rouleaux A, B, C utilisés sur ce matériau dans les lllêmes conditions de teneur en eau

V.,6. Synthèse

CHAPITRE VI: ÈFF1CACITE EN PROFONDEUR D'UN ROULEAU A PNEUS LOURD -

COMPARAISON AVEC LES ROULEAUX VIBRANTS

VI.I. Conditions spécifiques d'exécution des essais

VI.2. Contrôles des conditions réelles d'exécution des essais

VI.3. Résultats des m'esures de pression - Cormnentaires \ '

VI.4. Résultats du compactage

VI.S. Discussion des résultats

VI.5.1. Observations générales

VI.5.2. comparaison rouleau à pneus-rouleaux vibrants

VI. 6. Synthèse

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CHAPITRE VII CP~SEQUENCES POUR LE CONTROLE

CHAPITRE VIII : CONCLUSIONS GENERALES

Annexe l : Principe des capteurs de pression Glotzl et mode opératoire des essais

Annexe II : Résultats des mesures de fréquence et d'amplitude effectuées sur le rouleau

Annexe III Sismopactor/Sable mal gradUé Sm - Courbes des densités en fonction de la profondeur

Annexe IV Sismopactor/Sm - Tableau des densités moyenne et minimale obtenues . aux différents états de compactage

Annexe V Sismopactor/Sm - Abaques des débits théoriques 'en fonction de l'é­paisseur des couches compactées

Annexe VI Fréquences et accélérations du mouvement vibratoire dans les maté­riaux

Annexe VII : Sismopactor/Grave limoneuse Gb-Gl - Courbes des densités en fonction ,de la profondeur

Annexe VIII Sismopactor/Gb~Gl - Tableau des densités moyenne et minimale obte­nues aux différents états de compactage

Annexe IX Sismopactor/Gb-Gl'- Abaques des débits théoriques en fonction de 1"' épaisseur des couches compactées

Annexe X RAY;"GO 500 A et 700 A/Gb-Gl - Courbes "des densités en fonction de la profondeur

Annexe XI RAY-GO 500 A et 700A/Gb-GI - Abaques des débits théoriques en fonction de l'épaisseur des couches compactées

Annexe XII Geopactor - courbes des densités en fonction de la profondeur pour . les matériaux utilisés

Annexe XIII Geopactor - .Tableau des densités moyennes et miniIT~le pour-les matériauJ;C

Annexe XIV Geopactor - Abaques des débits théoriques en fonction d~ l'épaisseur des couches compactées

Bib liographie

Résumé en anglais, allemand, espagnol, russe

Imprimé au LCPC. 58 boulevard Lefehl're _. 75732 PARIS CEDEX 15, sous le numéro 502 440

Dépôt léKal : 1er trimestre 1974

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