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COTITA Centre Est - 30 janvier 2018 - Des sols traités pour de terrassements durables

Le GTS Guide de TRAITEMENT

des SOLS

LES FONDAMENTAUX:

- Traitements à la chaux

- Traitements au liant hydraulique

- Etudes


Le traitement des sols à la chaux


Chaux vive Chaux éteinte Lait de chaux

Différentes de la Chaux hydraulique(Calcaire pur → CaO vive

+ 15 à 20 % argile → CaO hydraulique)

Chaux AérienneProduites par décarbonatation

du calcaire:

CO3Ca →CaO + CO2

Le traitement à la chauxDéfinitions:


Augmentation des pourcentages de réutilisation.

Permettre (ou améliorer) la traficabilité

Insensibiliser les sols à l’eau.

Augmenter les performances mécaniques

(arase, purges, bases de remblai..)

Le traitement à la chaux:Objectifs principaux:


Baisse de la teneur en eau:Action à court terme

Meilleure traficabilité et amélioration des coefficients de réutilisation.

Action principalement due à l’hydratation de la chaux vive (par consommation d’eau)

CaO + H2O → Ca(OH)2 + 15.5 Kcal

Baisse de l’argilosité:Floculation des particules fines (ici les argiles) par modification des champs électriques interparticulaires.

Prise pouzzolanique:Action à long terme.

Mise en solution en milieu basique de certains composés qui après réactions avec la chaux conduisent à des ferro-silico-aluminates de chaux cristallisant en présence d’eau. Il s’agit du même type de liaisons que pour la prise hydraulique (mais beaucoup plus longues à former).

Le traitement à la chaux:Les actions sur les sols:


Le traitement à la chaux:Les études:

Etude proctor/IPI

Gonflements

Résistance à l’immersion au jeune âge.

Notion de gélivité (avec 2 possibilités: Rc>2.5MPa ou cryosuccion) ou de faible gélivité (Rc>1MPa)


Le traitement à la chaux:La réalisation: L’épandage

Epandage:

Manuel (anciens et petits chantiers)

Volumétrique asservi à la vitesse de l’engin.

Poids rapporté à une surface d’épandage


Le traitement à la chaux:La réalisation: le malaxage

Malaxage:

Par dépôt – reprise (rare)

Charrue à disques ou à socs

Pulvimixeur (pour des ouvrages ou des parties d’ouvrages

particulières)

Compactage:

Suivant les codes remblai indiqués par le GTR pour la

classification des matériaux retenue après traitement


Le traitement à la chaux:La réalisation:Les moyens de contrôle

Chaux:

Réactivité

Dosage par pesées sur bâches (d % = MCaO / Msolssec)

Mise en oeuvre:

Profondeur de malaxage

Mouture (adaptation du nombre de passes de l’engin de malaxage)

Wnat% obtenue après traitement (niveau de portance atteint)


Le traitement des sols aux liants hydrauliques


Le traitement au liant:Définitions

• Notion de prise hydrauliqueRéaction chimique d’hydratation du liant

Réarrangement suivant un modèle cristallin

• Notion de structure rigideEffet de dalle

Réception différente des structures souples (granulaires ou traitées chaux)

Support différent également (meilleure homogénéité)

• Traitement mixte peut être pratiqué


Le traitement au liant:Objectifs principaux

• Réalisation de plate-formes rigides

• Remplacement de matériaux granulaires d’apport

• Surclassement de la plate-forme avec éventuellement

modèle de dimensionnement (type Alizée) couche de

forme-chaussées

• Diminution des épaisseurs de chaussées

• Valorisation d’éventuels excédents de chantier ou bien de

production locales.

• Diminution du trafic routier pendant les travaux et donc

préservation du réseau et du confort de l’usager.


Le traitement au liant:Actions du liant sur les sols:

Modification Wopn et Dsopn

(caractéristiques proctor)

(+ importante dans le cas de

traitement mixte chaux – LH)

Prise hydraulique

- Hydratation du liant

- Formation d’un réseau cristallin

- Phénomène de rigidification de la couche

Insensibilisation à l’eau &

Ingélivité

Obtenues à partir de

certains seuils de résistance


Le traitement au liant:La réalisation

Les études préalables permettent de qualifier les matériauxprésentant les caractéristiques mécaniques requises après le traitementLH choisi.

A partir de cette qualification (identification géotechnique), un stock de matériaux répondant aux spécifications retenues va êtreconstitué. Le déblai régalage est à proscrire en règle générale.

La constitution du stock permet une homogénéisationsupplémentaires des matériaux par dépôt en couches et reprise en butte.

Elle va également permettre des opérations comme l’ajustementde la teneur en eau par évaporation ou humidification, mais égalementle prétraitement à la chaux dans le cas de techniques de traitementmixtes

Les deux plus grandes difficultés résident généralement dansl’ajustement de la teneur en eau et dans le respect des tolérancesaltimétriques..


Le traitement au liant:La realisation:L’ajustement de la teneur en eau

La Wnat des matériaux doit être homogénéisée et

approcher l’optimum proctor par excédent ( 1 à 3 points

indicativement)

Cette opération peut être réalisée lors de la constitution du

stock mais aussi après régalage de la couche à traiter


Le traitement au liant:La realisation:Régalage et préréglage des matériaux

Les matériaux doivent être compactés à environ 80-90 %

du proctor avant le préréglage.

Le préréglage est en général réalisé aux alentours de 0 à –1

cm de la côte PF (léger gonflement après traitement).Il

permettra lors du réglage final, la recoupe générale d’une

épaisseur maitrisée (1 à 3cm idéalement). Seule une

niveleuse est apte à réaliser un tel type de réglage.


Le traitement au liant:La realisation:Epandage du liant

Mêmes méthodes et matériels que pour la chaux à

l’exception de quantités surfaciques beaucoup plus

importantes (entre 25 à 40 Kg/m² contre environ 6 à 8

pour la CaO).

Deux épandages peuvent être nécessaires.


Le traitement au liant:La realisation:Malaxage

Exclusivement réalisé au pulvimixeur et en plusieurs

passes pour une bonne qualité de mouture.

L’ajustement fin de la teneur en eau par arrosage peut être

réalisé entre ces différentes passes.


Le traitement au liant:La réalisation: Le Compactage

Il est déterminé par la realisation de planches de

compactage et au moyen d’outils de mesure de la

densité en place.

Il doit permettre d’obtenir un niveau de densification

conforme à celui pris en référence pour l’étude

préalable de traitement.

Il est précédé d’une remise en forme

à la niveleuse et nécessite généralement

l’intervention mixte de compacteurs

vibrants et de compacteurs à pneus


Le traitement au liant:La réalisation: Le Réglage

Paramètre très important.

Utilisation d’un gradder (=niveleuse) avec ou sans assistance (GPS,

laser plan..) ou d’un autograde dans le meilleur des cas.

Tolérance entre deux et trois cm maximum

Par recoupe exclusivement!

Cette épaisseur de recoupe doit tenir compte du feuilletage lié au

compactage vibrant.


Les études de traitement des sols aux liants hydrauliques


Les études de traitement au liant:

Détermination des caractéristiques de compactage

Essai proctor traité puis fabrication des éprouvettes

Résistance en compression:

RC sur 5x10 ou 10x20 (cm)

Traficabilité obtenue pour RC> 1MPa

Immersion (sensibilité à l’eau) obtenue pour Rci/RC > 0,8 (si VBS<0,5 0,6 sinon)

Résistance en traction:

RtB sur 5x5 ou 10x10 (cm)

Classe mécanique Rt = f(E)

Ingélivité obtenue pour RtB > 0.25 MPa


Les études de traitement au liant:

Niveau des Etudes:

Aptitude

Niveau 1

Niveau 2

(variation paramètres

+ optimisation dosage)

Niveau 3

(modélisation Alizée)


Le GTS Guide de TRAITEMENT

des SOLSMerci de votre attention