Réalisation de la couche de forme d’une voie de desserte de la RD6 à Gardanne : traitement de Bauxaline au Gardanex

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Sylvie Nicaise – CETE MéditerranéeLRPC Aix en Provence

Centre d'Études Techniques de l'Équipement Méditerranée

Pages

Centre d'Etudes Techniques de l'Equipement Méditerranée

 2

SOMMAIRE

Contexte  3

Etude en laboratoire 6

Exécution du chantier 10

 

Centre d'Etudes Techniques de l'Equipement Méditerranée3

3

Création d'une voie nouvelle de desserte de la RD6 au lieu­dit Payannet, à Gardanne (13) Structure de chaussée : couple trafic / plate­forme de classe TC3­PF2 d'une VRNS

Contexte

Profil en travers d'origine

 

Centre d'Etudes Techniques de l'Equipement Méditerranée4

4

Proximité géographique des sites industriels de Pechiney (Rio Tinto) et de la centrale thermique de Gardanne ==> opportunité d'un chantier expérimental

Co­produits :● Bauxaline®● Gardanex®

Contexte

 

Centre d'Etudes Techniques de l'Equipement Méditerranée5

5

Partenaires Maître d'ouvrage et maître d’œuvre : Conseil Général 13, Direction des Routes, Arrondissement d'Aix en Provence

Entreprise de travaux : Malet

Assistance technique au maître d’œuvre : CETE Méditerranée, Laboratoire Régional d'Aix en Provence

Contexte

 

Centre d'Etudes Techniques de l'Equipement Méditerranée6

6

Mission du CETE Étude en laboratoire de traitement des Résidus inertes de Bauxite pour utilisation en couche de forme

Aide à la rédaction des pièces techniques du DCE

Suivi technique du chantier, essais de réception et retour d'expérience

Contexte

 

Centre d'Etudes Techniques de l'Equipement Méditerranée7

7

Identification des sols en place

Identification des matériaux d'apport (Bauxaline)

Étude de traitement en laboratoire : ­ caractéristiques de compactage

­ définition des performances à long terme et dimensionnement de la couche de forme

Étude en laboratoire

 

Centre d'Etudes Techniques de l'Equipement Méditerranée8

8

Identification des sols en place Sondages au tractopelle, prélèvements d'échantillons pour analyse en laboratoire

● Sols sensibles à l'eau● ==> détermination de la classe de PST/Arase

PST3 / AR2

Étude en laboratoire

 

Centre d'Etudes Techniques de l'Equipement Méditerranée9

9

Identification des matériaux d'apport (Bauxaline)● Prélèvement de matériau sur le site de stockage de Mange­Garri● Analyse en laboratoire pour classement selon le GTR92● Matériau classé F9 (sous produit industriel), analyse granulométrique montrant la finesse du matériau

Étude en laboratoire

Analyse granulométrique NF P 94−056

0,1 0,2 0,30,4 1 2 4 8 17 25,0 42 6780 117 2000,06

cailloux graviers gros sable sable fin

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

TAMIS ( ouverture en mm )

 

Centre d'Etudes Techniques de l'Equipement Méditerranée10

10

Étude de traitement en laboratoire : Caractéristiques de compactage

Choix du dosage Détermination de la densité et la teneur en eau à l'Optimum Proctor Normal

Mesure de l'IPI et l'ICBRi pour différentes teneur en eau et différents dosages en liant.

Étude en laboratoire

 

Centre d'Etudes Techniques de l'Equipement Méditerranée11

11

Étude de traitement en laboratoire : choix du dosage en liant Tests réalisés par mesure de l'IPI et l'ICBRi pour différentes teneur en eau et différents dosages en liant.

Étude en laboratoire

ESSAI PROCTOR

1,3

1,4

1,5

1,6

29 31 33 35 37 39

Teneur en eau d'imbibition ( % )

Mas

se v

olum

ique

sèc

he

(ρρ ρρ

d)

(3% Gardanex PI) (5% Gardanex PI) (7% Gardanex PI)

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

90

95

100

29 31 33 35 37 39

Teneur en eau (%)

Indi

ce P

orta

nt Im

méd

iat

Variation de l'indice portant immédiat en

fonction de la teneur en eau d'imbibition

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

90

95

100

29 31 33 35 37 39

Teneur en eau (%)

Indi

ce P

orta

nt Im

méd

iat

Variation de l'indice C.B.R. en fonction de la teneur en eau de

d'imbibition

==> choix du dosage : 7% GARDANEX®

 

Centre d'Etudes Techniques de l'Equipement Méditerranée12

12

Étude de traitement : définition des performances à long terme et dimensionnement de la couche de forme

Essais de compression simple (Rc) à 7 et 28 jours : âge autorisation la circulation sur la couche traitée

Essais de compression diamétrale (Rit/Eit) à 28 et 90 jours de cure : performances escomptables à long terme

Étude en laboratoire

 

Centre d'Etudes Techniques de l'Equipement Méditerranée13

13

Étude de traitement : définition des performances à long terme et dimensionnement de la couche de forme

Étude en laboratoire

 

Centre d'Etudes Techniques de l'Equipement Méditerranée14

14

1,E+03 1,E+04 1,E+05 E (MPa)

Rt (MPa)

Zone 2

Zone 3

Zone 4

Zone 5

10 3 10 4 2 5 2

0.1

0.2

0.5

2

1 Zone 1

7% Gardanex 90 jours

7% Gardanex 28 jours

Étude de traitement : définition des performances à long terme et dimensionnement de la couche de forme

Étude en laboratoire

==> classe mécanique 5 pour un traitement en place

 

Centre d'Etudes Techniques de l'Equipement Méditerranée15

15

Étude de traitement : dimensionnement de la couche de forme

Étude en laboratoire

==> sur arase AR2, 35cm de couche de forme traitée permet d'obtenir PF3

 

Centre d'Etudes Techniques de l'Equipement Méditerranée16

16

==> Vérification de la faisabilité de la technique et de l'obtention des performances requises

==> Définition des paramètres d'exécution Teneur en eau de compactage

Dosage en liant permettant d'obtenir le niveau de PF souhaité

Détermination des performances mécaniques à long terme + Reconnaissance du sol support ==> dimensionnement de la couche de forme.

Age autorisant la circulation sur la couche traitée

Étude en laboratoire

 

Centre d'Etudes Techniques de l'Equipement Méditerranée17

17

Suivi des phases d'exécution – contrôle du respect des prescriptions 1 – Approvisionnement des matériaux et du liant

Boues rouges stockées sur le site de Mange Garri

Gardanex fourni par Surschiste

Exécution

 

Centre d'Etudes Techniques de l'Equipement Méditerranée18

1830 à 35 35 à 40 40 à 45 45 à 50 50 à 55

0

1

2

3

4

5

6

W%

nb

val

eu

rs

30 à 35 35 à 40 40 à 45 45 à 50 50 à 55

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

4,5

W%

nb

vale

urs

Suivi d'exécution – contrôle du respect des prescriptions

2 – Préparation des matériaux

Matériaux trop humides sur le lieu de stockage ==> réduction de la teneur en eau par aération et malaxage.

Avant aération ­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­> Après aération

Exécution

 

Centre d'Etudes Techniques de l'Equipement Méditerranée19

19

Suivi d'exécution – contrôle du respect des prescriptions 3 – Epandage du liant, malaxage

Epandeuse HAMM, malaxeur à arbre horizontal

Exécution

Contrôles à la bâche : vérification du dosage : masse de liant épandue au m²

 

Centre d'Etudes Techniques de l'Equipement Méditerranée20

20

Suivi d'exécution – contrôle du respect des prescriptions 3 – Epandage du liant, malaxage

Epandeuse HAMM, malaxeur à arbre horizontal

Exécution

Malaxage : vérification de la profondeur de pénétration et du degré d'intimité du mélange

 

Centre d'Etudes Techniques de l'Equipement Méditerranée21

21

Suivi des phases d'exécution – contrôle du respect des prescriptions 4 – Compactage partiel, pré­réglage, compactage final

Exécution

Compacteur vibrant BOMAG BW 144 AD-2

Compacteur à pneus CATERPILLAR PS300

Nombre de passes définies selon le GTR92

 

Centre d'Etudes Techniques de l'Equipement Méditerranée22

22

Suivi d'exécution – contrôle du respect des prescriptions 5 – Protection superficielle, interdiction de circulation

Mise en œuvre d'un enduit bicouche

Voie fermée pendant 7 jours

Exécution

 

Centre d'Etudes Techniques de l'Equipement Méditerranée23

23

Suivi des phases d'exécution 6 – Essais de réception

Mesure de la portance

Exécution

 

Centre d'Etudes Techniques de l'Equipement Méditerranée24

24

Suivi des phases d'exécution 6 – Essais de réception

Mesure de la portance

Exécution

 

Centre d'Etudes Techniques de l'Equipement Méditerranée25

25

Suivi des phases d'exécution 6 – Essais de réception

Mesure de la portance

Exécution

Zones à faibles modules correspondant à des valeurs faibles en PST/Ar (matériaux en place humides) ==> reprise de ces zones.

 

Centre d'Etudes Techniques de l'Equipement Méditerranée26

26

Suivi des phases d'exécution 6 – Essais de réception

Mesures des déflexions à la poutre Benkelman sous essieu 13t à 28 jours de cure

Seuil PF3 : 60/100mm

Exécution

 

Centre d'Etudes Techniques de l'Equipement Méditerranée27

27

Contrôle du respect des prescriptions – mesures de déflexion à la poutre Benkelman sous essieu 13t Seuil PF3 : 60/100mm

Exécution

 

Centre d'Etudes Techniques de l'Equipement Méditerranée28

28

Contrôles a posteriori : carottage Épaisseur couche traitée, aspect

Exécution

 

Centre d'Etudes Techniques de l'Equipement Méditerranée29

29

Un chantier permettant d'avoir un retour d'expérience sur l'utilisation de la Bauxaline traitée au Gardanex en couche de forme● Etude de laboratoire : paramètres à respecter lors de la mise en œuvre

● Suivi de chantier : contrôles du respect des prescriptions définies par l'étude. Points importants : teneur en eau, interdiction de circulation

● Phénomène de feuilletage constaté lors du compactage ==> adapter les moyens

● Économie en matériaux granulaires● Obtention d'une PF3 ==> réduction de l'épaisseur de chaussée

Conclusion