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Annexe
COMPACTAGE
1 - La classification des sols
Norme NF P 11-300 de septembre 1992
Les sols sont classés selon 3 types de paramètres :
- la nature
- le comportement mécanique
- l’état
La nature :
plusieurs paramètres pour déterminer :
- la granularité
- l’indice de plasticité Ip qui caractérise l’argilosité des sols
- la valeur de bleu du sol VBS
1
qui caractérise également l’argilosité (ou la propreté) d’un sol.
Le comportement mécanique :
(paramètre pris en considération seulement pour utilisation en couche de forme)
2 types de sol :
- ceux dont la fraction granulaire est susceptible de résister au trafic, donc utilisables tels quels dans la
construction des couches de forme,
- ceux qui risquent de se fragmenter et qu’il faudra traiter pour les rendre utilisables.
L’état :
Il s’agit de paramètres qui ne sont pas propres au sol mais fonction de l’environnement dans lequel il se
trouve.
Dans la classification des matériaux pour la réalisation des remblais et des couches de forme, on ne
considère que le paramètre d’état hydrique.
On considère 5 états hydriques : du très humide au très sec (ces deux-là ne permettent pas la réutilisation
du sol), en passant par l’état d’humidité moyenne, optimum qui présente le minimum de contraintes pour la
mise en œuvre.
On retiendra que :
La classe A correspond à des sols fins
La classe B correspond à des sols sableux et graveleux avec fines
La classe C correspond à des sols comportant des fines et des gros éléments
La classe D correspond à des sols insensibles à l’eau.
Les paramètres se mesurent en laboratoire.
1
La VBS représente la quantité de bleu de méthylène pouvant s’absorber sur les surfaces internes et externes des particules du sol.
Tableau synoptique de classification des matériaux selon
leur nature
(classes A, B, C, D avec sous classes)
Sols
Dmax ≤ 50 mm
Sols
Dmax > 50 mm
Matériaux rocheux
Matériaux
particuliers
D2 B3 B4
D1
A1 A *2
( )
A *3
( )
A*4
( )
B1
B5
B2
B6
0 0,1 0,2
12
1,5
40
2,5
25
6 8
0 %0 %
12 %
35 %
100 %
70 %
100 %
Ip
VBS
Passant à 2 mm
Passant à 80 mµ
D3
C :1
C OU C1 2
matériaux roulés et matériaux
anguleux peu charpentés
(0/50 > 60 à 80 %)
matériaux anguleux très
charpentés (0/50 =< 60 à 80 %)
C :2
0 0,1
12 %
VBS
Passant à 80 mµ
Roches
sédimentaires
Roches carbonatées
Craies R1
Calcaires R2
Roches argileuses Marnes, argilites, pélites… R3
Roches siliceuses Grès, poudingues, brèches… R4
Roches salines Sel gemme, gypse R5
Roches
magmatiques et
métamorphiques
Granites, basaltes, andésites, gneiss, schistes
métamorphiques et ardoisiers…
R6
Sols organiques et sous-produits industriels F
(
*)
Matériaux pour lesquels la mesure de l’Ip est à retenir comme base de classement. Pour les autres matériaux, on
utilisera la VBS.
2 - La couche de forme
Définition de la couche de forme
La surface supérieure de la couche de forme constitue la « plate-forme support de chaussée » (PF)
La Partie Supérieure des Terrassements ou PST est la zone supérieure (environ 1 m d’épaisseur) des
terrains en place (déblai) ou des matériaux rapportés (remblai).
La plate-forme de la PST est l’Arase de Terrassement AR.
A Plate-forme support de chaussée (PF)
B Arase terrassement (AR)
1111 Chaussée (couches de roulement, base et fondation)
2222 Accotements
3333 Couche de forme
4444 Partie supérieure des terrassements PST
Conditions d’utilisation des matériaux en couche de forme
Le guide technique « Réalisation des remblais et des couches de forme » (GTR 1992) considère que les
sols pouvant être utilisés en couche de forme doivent être
- insensibles à l’eau,
- résistants à l’attrition et aux efforts tangentiels provoqués par le trafic de chantier,
- d’une granularité compatible avec les exigences de nivellement imposées au niveau de la plate-forme
support de chaussée,
- insensibles au gel.
Autant dire que peu de matériaux sont aptes, dans leur état naturel, à constituer des couches de forme.
En revanche, beaucoup d’entre eux peuvent le devenir après amélioration : actions sur la granularité, sur
l’état hydrique, réalisation d’un traitement, application d’une protection superficielle.
En matière de traitement des sols avec de la chaux et/ou des liants hydrauliques, les modalités pratiques de
réalisation sont indiquées dans un autre guide technique.
Dimensionnement de la couche de forme
A chaque PST est associée une (ou deux) classe(s) de portance de l’arase de terrassement, notée(s) Ari.
Pour chacune de ces situations et pour les différents matériaux, il est préconisé une épaisseur de couche de
forme.
A partir du couple PST-couche de forme, on détermine la portance à long terme de la plate-forme support de
chaussée. Quatre classes de portance notées PFi sont fixées, avec comme limites basses 20, 50, 120 et
200 MPa.
≈ 1 m
3
4
1 22
A
B
3 - Les compacteurs
Pour la réalisation des remblais et des couches de forme, on utilise différentes familles d’engins2 :
les compacteurs à pneus : Pi
les compacteurs vibrants à cylindres lisses : Vi
les compacteurs vibrants à pieds dameurs : VPi
les compacteurs statiques à pieds dameurs : SPi
les plaques vibrantes : PQi.
où i est le n° de la classe ; il croit avec l’efficacité du compacteur (on dit classe d’efficacité).
Il existe des compacteurs mixtes.
les compacteurs à pneus : Pi
Le classement est fait selon la charge par roue CR en kN.
Ils sont lestables et le rapport est de l’ordre de 1 à 2 entre le poids à vide et le poids lesté.
La meilleure efficacité (compatible avec la traficabilité) : charge par roue maximale et pression de gonflage
maximale.
les compacteurs vibrants à cylindres lisses : Vi
Le classement est fait selon le paramètre M1/L et A0.
M1 : masse totale s’appliquant sur la génératrice d’un cylindre (vibrant ou statique) en kg
L : longueur de la génératrice d’un cylindre (vibrant ou statique) en cm
A0 : amplitude théorique à vide.
Il existe des monocylindres, des tandems transversaux (cylindres disposés selon un seul essieu), des
tandems longitudinaux (à un seul cylindre vibrant ou avec vibration sur chaque cylindre).
Selon la morphologie des compacteurs, il faudra adapter la valeur de Q/S, le nombre d’applications de
charge à prendre en compte et le nombre de passes.
les compacteurs mixtes
Ils sont constitués d’un cylindre vibrant et d’un train de pneus. On les considère comme la somme d’un
compacteur vibrant monocylindre et d’un compacteur à pneus.
les compacteurs vibrants à pieds dameurs : VPi
Ce sont en général des versions dérivées des compacteurs vibrants à cylindres lisses. Leur classement
reprend les mêmes critères.
les compacteurs statiques à pieds dameurs : SPi
Le classement est fait selon la charge statique moyenne par unité de largeur du ou des cylindres à pieds
(M1/L) en kg/cm.
Il faut utiliser la vitesse maximale, notamment à la fin du compactage (10 à 12 km/h). Les premières passes
ont une vitesse nettement plus réduites, sans être inférieures à 2 à 3 km/h.
Les compacteurs tandems (cas fréquents) ont le même Q/S et le même nombre d’applications de charge
que les monocylindres. En revanche, le nombre de passes est à diviser par deux.
Lorsque l’engin est équipé d’une lame, le temps consacré au poussage et au régalage des sols n’est pas
pris en compte dans le compactage.
les plaques vibrantes : PQi.
Elles sont classées à partir de la pression statique sous la semelle Mg/S en kPa, où Mg est le poids de la
plaque et S la surface de contact plaque/sol.
2 Les petits compacteurs dont la largeur de compactage est ≤ 1,30 m ont un classement et des conditions d’utilisation précisés dans la
note technique pour le compactage des remblais de tranchées (SETRA – LCPC).
4 - Le compactage
Il doit y avoir cohérence entre les facteurs
− matériau
− matériel de compactage
− épaisseur compactée
− objectif de compactage.
en accord avec la procédure du contrôle « en continu ».
Les prescriptions pour le compactage
Elles sont fixées selon la nature des ouvrages.
remblais : limiter leurs tassements et assurer leur stabilité
couches de forme : obtenir des caractéristiques suffisantes de raideur et de résistance.
Référence à l’OPN
Deux objectifs de densification sont définis :
3
q3 objectif ordinairement requis pour les couches de forme
q4 objectif ordinairement requis pour les remblais.
Valeurs pour q3 et q4 où
ρdm = masse volumique sèche moyenne sur toute l’épaisseur de la couche compactée
ρdfc = masse volumique sèche en fond de couche, c’est à dire la valeur moyenne sur une tranche de 8 cm d’épaisseur
située à la partie inférieur de la couche compactée.
q3 : ρdm ≥ 98,5 % de ρd OPN et ρdfc ≥ 96 % de ρd OPN
q4 : ρdm ≥ 95 % de ρd OPN et ρdfc ≥ 92 % de ρd OPN
« Ces valeurs sont à considérer comme des repères mais ne doivent pas être retenues comme prescriptions de
compactage (non pertinence de la référence Proctor pour de nombreux matériaux, impossibilité factuelle d’assurer un
contrôle véritable et précis de l’ensemble des travaux par mesure de masse volumique, notamment pour ce qui concerne
le fond de couche). » RTR 1992 au 4.1.
Les règles de compactage
Des tableaux de compactage (voir exemple page suivante) indiquent les valeurs des paramètres définissant les
modalités de compactage. Ils sont établis pour un matériau « moyen » à l’intérieur de la classe et la sous-classe
correspondantes avec l’emploi d’un compacteur situé à la frontière basse de la classe d’efficacité considérée.
Les paramètres
Q/S en m3/m²
Q = volume de sol compacté pendant un temps donné
S = surface balayée par le compacteur pendant le même temps
Q représente le rythme de production de l’atelier de terrassement et S le rythme d’utilisation d’un compacteur.
On peut dire, d’un point de vue pratique, que la valeur de Q/S représente l’épaisseur d’un matériau donné que peut
compacter un compacteur donné en une application de charge pour obtenir la compacité recherchée ; à ce titre, elle
pourrait être dénommée « épaisseur unitaire de compactage ».
e : l’épaisseur compactée en m
Les valeurs données dans les tableaux sont des valeurs maximales.
Couche « mince » : 20 à 30 cm
Couche « moyenne » : 30 à 50 cm
V : la vitesse de translation en km/h. C’est la vitesse maximale pour les vibrants et la vitesse moyenne pour les
autres matériels.
N : le nombre d’applications de charge 4
Q/L : le débit horaire par unité de largeur du compacteur en m3 /h.m
De manière générale, le compactage « faible » doit être appliqué aux matériaux humides pour éviter leur mise en
saturation et le compactage intense aux matériaux secs.
Le recours à des planches d’essais doit rester exceptionnel.
3
q2 correspond généralement à une couche de fondation et q1 à une couche de base.
4
Correspond au nombre de passes dans le cas des rouleaux à pneus et des rouleaux monobilles, et au double du nombre de passe
dans le cas des rouleaux tandems, par le fait qu’une passe constitue deux applications de charge.
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Compactage

  • 2. 1 - La classification des sols Norme NF P 11-300 de septembre 1992 Les sols sont classés selon 3 types de paramètres : - la nature - le comportement mécanique - l’état La nature : plusieurs paramètres pour déterminer : - la granularité - l’indice de plasticité Ip qui caractérise l’argilosité des sols - la valeur de bleu du sol VBS 1 qui caractérise également l’argilosité (ou la propreté) d’un sol. Le comportement mécanique : (paramètre pris en considération seulement pour utilisation en couche de forme) 2 types de sol : - ceux dont la fraction granulaire est susceptible de résister au trafic, donc utilisables tels quels dans la construction des couches de forme, - ceux qui risquent de se fragmenter et qu’il faudra traiter pour les rendre utilisables. L’état : Il s’agit de paramètres qui ne sont pas propres au sol mais fonction de l’environnement dans lequel il se trouve. Dans la classification des matériaux pour la réalisation des remblais et des couches de forme, on ne considère que le paramètre d’état hydrique. On considère 5 états hydriques : du très humide au très sec (ces deux-là ne permettent pas la réutilisation du sol), en passant par l’état d’humidité moyenne, optimum qui présente le minimum de contraintes pour la mise en œuvre. On retiendra que : La classe A correspond à des sols fins La classe B correspond à des sols sableux et graveleux avec fines La classe C correspond à des sols comportant des fines et des gros éléments La classe D correspond à des sols insensibles à l’eau. Les paramètres se mesurent en laboratoire. 1 La VBS représente la quantité de bleu de méthylène pouvant s’absorber sur les surfaces internes et externes des particules du sol.
  • 3. Tableau synoptique de classification des matériaux selon leur nature (classes A, B, C, D avec sous classes) Sols Dmax ≤ 50 mm Sols Dmax > 50 mm Matériaux rocheux Matériaux particuliers D2 B3 B4 D1 A1 A *2 ( ) A *3 ( ) A*4 ( ) B1 B5 B2 B6 0 0,1 0,2 12 1,5 40 2,5 25 6 8 0 %0 % 12 % 35 % 100 % 70 % 100 % Ip VBS Passant à 2 mm Passant à 80 mµ D3 C :1 C OU C1 2 matériaux roulés et matériaux anguleux peu charpentés (0/50 > 60 à 80 %) matériaux anguleux très charpentés (0/50 =< 60 à 80 %) C :2 0 0,1 12 % VBS Passant à 80 mµ Roches sédimentaires Roches carbonatées Craies R1 Calcaires R2 Roches argileuses Marnes, argilites, pélites… R3 Roches siliceuses Grès, poudingues, brèches… R4 Roches salines Sel gemme, gypse R5 Roches magmatiques et métamorphiques Granites, basaltes, andésites, gneiss, schistes métamorphiques et ardoisiers… R6 Sols organiques et sous-produits industriels F ( *) Matériaux pour lesquels la mesure de l’Ip est à retenir comme base de classement. Pour les autres matériaux, on utilisera la VBS.
  • 4. 2 - La couche de forme Définition de la couche de forme La surface supérieure de la couche de forme constitue la « plate-forme support de chaussée » (PF) La Partie Supérieure des Terrassements ou PST est la zone supérieure (environ 1 m d’épaisseur) des terrains en place (déblai) ou des matériaux rapportés (remblai). La plate-forme de la PST est l’Arase de Terrassement AR. A Plate-forme support de chaussée (PF) B Arase terrassement (AR) 1111 Chaussée (couches de roulement, base et fondation) 2222 Accotements 3333 Couche de forme 4444 Partie supérieure des terrassements PST Conditions d’utilisation des matériaux en couche de forme Le guide technique « Réalisation des remblais et des couches de forme » (GTR 1992) considère que les sols pouvant être utilisés en couche de forme doivent être - insensibles à l’eau, - résistants à l’attrition et aux efforts tangentiels provoqués par le trafic de chantier, - d’une granularité compatible avec les exigences de nivellement imposées au niveau de la plate-forme support de chaussée, - insensibles au gel. Autant dire que peu de matériaux sont aptes, dans leur état naturel, à constituer des couches de forme. En revanche, beaucoup d’entre eux peuvent le devenir après amélioration : actions sur la granularité, sur l’état hydrique, réalisation d’un traitement, application d’une protection superficielle. En matière de traitement des sols avec de la chaux et/ou des liants hydrauliques, les modalités pratiques de réalisation sont indiquées dans un autre guide technique. Dimensionnement de la couche de forme A chaque PST est associée une (ou deux) classe(s) de portance de l’arase de terrassement, notée(s) Ari. Pour chacune de ces situations et pour les différents matériaux, il est préconisé une épaisseur de couche de forme. A partir du couple PST-couche de forme, on détermine la portance à long terme de la plate-forme support de chaussée. Quatre classes de portance notées PFi sont fixées, avec comme limites basses 20, 50, 120 et 200 MPa. ≈ 1 m 3 4 1 22 A B
  • 5. 3 - Les compacteurs Pour la réalisation des remblais et des couches de forme, on utilise différentes familles d’engins2 : les compacteurs à pneus : Pi les compacteurs vibrants à cylindres lisses : Vi les compacteurs vibrants à pieds dameurs : VPi les compacteurs statiques à pieds dameurs : SPi les plaques vibrantes : PQi. où i est le n° de la classe ; il croit avec l’efficacité du compacteur (on dit classe d’efficacité). Il existe des compacteurs mixtes. les compacteurs à pneus : Pi Le classement est fait selon la charge par roue CR en kN. Ils sont lestables et le rapport est de l’ordre de 1 à 2 entre le poids à vide et le poids lesté. La meilleure efficacité (compatible avec la traficabilité) : charge par roue maximale et pression de gonflage maximale. les compacteurs vibrants à cylindres lisses : Vi Le classement est fait selon le paramètre M1/L et A0. M1 : masse totale s’appliquant sur la génératrice d’un cylindre (vibrant ou statique) en kg L : longueur de la génératrice d’un cylindre (vibrant ou statique) en cm A0 : amplitude théorique à vide. Il existe des monocylindres, des tandems transversaux (cylindres disposés selon un seul essieu), des tandems longitudinaux (à un seul cylindre vibrant ou avec vibration sur chaque cylindre). Selon la morphologie des compacteurs, il faudra adapter la valeur de Q/S, le nombre d’applications de charge à prendre en compte et le nombre de passes. les compacteurs mixtes Ils sont constitués d’un cylindre vibrant et d’un train de pneus. On les considère comme la somme d’un compacteur vibrant monocylindre et d’un compacteur à pneus. les compacteurs vibrants à pieds dameurs : VPi Ce sont en général des versions dérivées des compacteurs vibrants à cylindres lisses. Leur classement reprend les mêmes critères. les compacteurs statiques à pieds dameurs : SPi Le classement est fait selon la charge statique moyenne par unité de largeur du ou des cylindres à pieds (M1/L) en kg/cm. Il faut utiliser la vitesse maximale, notamment à la fin du compactage (10 à 12 km/h). Les premières passes ont une vitesse nettement plus réduites, sans être inférieures à 2 à 3 km/h. Les compacteurs tandems (cas fréquents) ont le même Q/S et le même nombre d’applications de charge que les monocylindres. En revanche, le nombre de passes est à diviser par deux. Lorsque l’engin est équipé d’une lame, le temps consacré au poussage et au régalage des sols n’est pas pris en compte dans le compactage. les plaques vibrantes : PQi. Elles sont classées à partir de la pression statique sous la semelle Mg/S en kPa, où Mg est le poids de la plaque et S la surface de contact plaque/sol. 2 Les petits compacteurs dont la largeur de compactage est ≤ 1,30 m ont un classement et des conditions d’utilisation précisés dans la note technique pour le compactage des remblais de tranchées (SETRA – LCPC).
  • 6. 4 - Le compactage Il doit y avoir cohérence entre les facteurs − matériau − matériel de compactage − épaisseur compactée − objectif de compactage. en accord avec la procédure du contrôle « en continu ». Les prescriptions pour le compactage Elles sont fixées selon la nature des ouvrages. remblais : limiter leurs tassements et assurer leur stabilité couches de forme : obtenir des caractéristiques suffisantes de raideur et de résistance. Référence à l’OPN Deux objectifs de densification sont définis : 3 q3 objectif ordinairement requis pour les couches de forme q4 objectif ordinairement requis pour les remblais. Valeurs pour q3 et q4 où ρdm = masse volumique sèche moyenne sur toute l’épaisseur de la couche compactée ρdfc = masse volumique sèche en fond de couche, c’est à dire la valeur moyenne sur une tranche de 8 cm d’épaisseur située à la partie inférieur de la couche compactée. q3 : ρdm ≥ 98,5 % de ρd OPN et ρdfc ≥ 96 % de ρd OPN q4 : ρdm ≥ 95 % de ρd OPN et ρdfc ≥ 92 % de ρd OPN « Ces valeurs sont à considérer comme des repères mais ne doivent pas être retenues comme prescriptions de compactage (non pertinence de la référence Proctor pour de nombreux matériaux, impossibilité factuelle d’assurer un contrôle véritable et précis de l’ensemble des travaux par mesure de masse volumique, notamment pour ce qui concerne le fond de couche). » RTR 1992 au 4.1. Les règles de compactage Des tableaux de compactage (voir exemple page suivante) indiquent les valeurs des paramètres définissant les modalités de compactage. Ils sont établis pour un matériau « moyen » à l’intérieur de la classe et la sous-classe correspondantes avec l’emploi d’un compacteur situé à la frontière basse de la classe d’efficacité considérée. Les paramètres Q/S en m3/m² Q = volume de sol compacté pendant un temps donné S = surface balayée par le compacteur pendant le même temps Q représente le rythme de production de l’atelier de terrassement et S le rythme d’utilisation d’un compacteur. On peut dire, d’un point de vue pratique, que la valeur de Q/S représente l’épaisseur d’un matériau donné que peut compacter un compacteur donné en une application de charge pour obtenir la compacité recherchée ; à ce titre, elle pourrait être dénommée « épaisseur unitaire de compactage ». e : l’épaisseur compactée en m Les valeurs données dans les tableaux sont des valeurs maximales. Couche « mince » : 20 à 30 cm Couche « moyenne » : 30 à 50 cm V : la vitesse de translation en km/h. C’est la vitesse maximale pour les vibrants et la vitesse moyenne pour les autres matériels. N : le nombre d’applications de charge 4 Q/L : le débit horaire par unité de largeur du compacteur en m3 /h.m De manière générale, le compactage « faible » doit être appliqué aux matériaux humides pour éviter leur mise en saturation et le compactage intense aux matériaux secs. Le recours à des planches d’essais doit rester exceptionnel. 3 q2 correspond généralement à une couche de fondation et q1 à une couche de base. 4 Correspond au nombre de passes dans le cas des rouleaux à pneus et des rouleaux monobilles, et au double du nombre de passe dans le cas des rouleaux tandems, par le fait qu’une passe constitue deux applications de charge.