Dimensionnement desstructures de chaussées

CLASSIFICATIONCLASSIFICATION «« GMTRGMTR »»DES SOLS ET DES ROCHESDES SOLS ET DES ROCHES

CHAPITRECHAPITRE IIIIII

CLASSIFICATIONCLASSIFICATION «« GMTRGMTR »»DES SOLS ET DES ROCHESDES SOLS ET DES ROCHES

Terminologie

Sols meublesII s´agit de matériaux naturels, constitués degrains pouvant se séparer aisément par simpletrituration ou éventuellement sous l´action d´uncourant d´eau. Ces grains peuvent être dedimensions très variables, allant des argiles auxblocs.Les sols meubles sont de nature géologiquediverse : alluvions, matériaux meublessédimentaires,... ;Ils correspondent aux classes A, B, C et Ddéfinies ci-après. Leur pourcentage de matièresorganiques est inférieur ou égal à 3 %.

Sols meublesII s´agit de matériaux naturels, constitués degrains pouvant se séparer aisément par simpletrituration ou éventuellement sous l´action d´uncourant d´eau. Ces grains peuvent être dedimensions très variables, allant des argiles auxblocs.Les sols meubles sont de nature géologiquediverse : alluvions, matériaux meublessédimentaires,... ;Ils correspondent aux classes A, B, C et Ddéfinies ci-après. Leur pourcentage de matièresorganiques est inférieur ou égal à 3 %.

TerminologieMatériaux rocheuxs

Il s´agit des matériaux naturels comportant unestructure qui ne peut être désagrégée par simpletrituration ou sous l´action d´un courant d´eau ;leur utilisation implique une désagrégationmécanique préalable par minage ou emploid´engin d´extraction de forte puissance.

Les matériaux rocheux correspondent à la classeR définie ci-après ; ils ont pour origine l´ensembledes roches sédimentaires, magmatiques etmétamorphiques.

Matériaux rocheuxsIl s´agit des matériaux naturels comportant unestructure qui ne peut être désagrégée par simpletrituration ou sous l´action d´un courant d´eau ;leur utilisation implique une désagrégationmécanique préalable par minage ou emploid´engin d´extraction de forte puissance.

Les matériaux rocheux correspondent à la classeR définie ci-après ; ils ont pour origine l´ensembledes roches sédimentaires, magmatiques etmétamorphiques.

TerminologieSols organiques

II s´agit de sols ayant un pourcentage de matièresorganiques supérieur à 3 %

Sous-produits industrielsIl s´agit de matériaux, produits de l´activitéhumaine, d´origines diverses pouvant être utilisésen remblais et en couches de forme.Les sols organiques, les sous-produitsindustriels correspondent à la classe F définie ci-après.

Sols organiquesII s´agit de sols ayant un pourcentage de matièresorganiques supérieur à 3 %

Sous-produits industrielsIl s´agit de matériaux, produits de l´activitéhumaine, d´origines diverses pouvant être utilisésen remblais et en couches de forme.Les sols organiques, les sous-produitsindustriels correspondent à la classe F définie ci-après.

CLASSIFICATION DESCLASSIFICATION DESSOLS ET DES ROCHESSOLS ET DES ROCHES

Sols meubles

(A, B, C, D)

SOLS

Sols organiques et sousproduits industriels (F)

Matériaux rocheux (R)

Paramètres de classificationParamètres de classificationdes sols meublesdes sols meubles

Paramètres de classificationParamètres de classificationdes sols meublesdes sols meubles

Paramètres de natureParamètres de natureCe sont des paramètres intrinsèques ; ilsne varient pas, ou peu, ni dans le temps niau cours des différentes manipulations quesubit le sol au cours de sa mise en oeuvre.

Les paramètres de nature considérés dansla classification des sols sont la granularitéet l’argilosité: l´indice de plasticité et lavaleur au bleu de méthylène du sol.

Ce sont des paramètres intrinsèques ; ilsne varient pas, ou peu, ni dans le temps niau cours des différentes manipulations quesubit le sol au cours de sa mise en oeuvre.

Les paramètres de nature considérés dansla classification des sols sont la granularitéet l’argilosité: l´indice de plasticité et lavaleur au bleu de méthylène du sol.

La V.B.S caractérise mieux les sols lesmoins argileux, l'indice de plasticité (IP)caractérise mieux les sols moyennement àtrès argileux

Paramètres de natureParamètres de nature

La V.B.S caractérise mieux les sols lesmoins argileux, l'indice de plasticité (IP)caractérise mieux les sols moyennement àtrès argileux

Paramètres de natureParamètres de natureLa granularité

Le DmaxDimension maximale des plus gros élémentscontenus dans le sol

Seuil retenu : 50 mm

Cette valeur permet de distinguer les sols fins,sableux et graveleux (classe A, B et D) (≤ 50 mm),des sols grossiers comportant des élémentsblocailleux (Classe C) (> 50 mm).

La granularité Le DmaxDimension maximale des plus gros élémentscontenus dans le sol

Seuil retenu : 50 mm

Cette valeur permet de distinguer les sols fins,sableux et graveleux (classe A, B et D) (≤ 50 mm),des sols grossiers comportant des élémentsblocailleux (Classe C) (> 50 mm).

Pour les sols de la classe C (sols comportant des fines etdes gros éléments, deux sous-classes sont distinguéesselon l´importance de la fraction 0/50 mm :

la sous-classe C1 possédant une importantefraction 0/50 mm (≥ 70%) .

la sous-classe C2 possédant une faible fraction0/50 mm (≤ 70%).

Pour tenir compte des caractéristiques de la fraction 0/50mm, l´identification des sols de la classe C est précisée àl´aide d´un double symbole du type C1Ai, C1Bi, C2Ai ouC2Bi, Ai ou Bi étant la classe de la fraction 0/50 mm dumatériau considéré.

Pour les sols de la classe C (sols comportant des fines etdes gros éléments, deux sous-classes sont distinguéesselon l´importance de la fraction 0/50 mm :

la sous-classe C1 possédant une importantefraction 0/50 mm (≥ 70%) .

la sous-classe C2 possédant une faible fraction0/50 mm (≤ 70%).

Pour tenir compte des caractéristiques de la fraction 0/50mm, l´identification des sols de la classe C est précisée àl´aide d´un double symbole du type C1Ai, C1Bi, C2Ai ouC2Bi, Ai ou Bi étant la classe de la fraction 0/50 mm dumatériau considéré.

Paramètres de natureParamètres de natureLa granularité

Le tamisât à 80 m(ou pourcentage de fines)

Ce paramètre permet de distinguer les sols riches enfines, des sols sableux et graveleux

Seuils retenus :

35% : au-delà de 35 % de tamisât à 80 m, les solsont un comportement assimilable à celui de leurfraction fine.

12% : c´est un seuil conventionnel permettantd´établir une distinction entre les matériaux sableuxet graveleux pauvres ou riches en fines.

La granularité Le tamisât à 80 m

(ou pourcentage de fines)

Ce paramètre permet de distinguer les sols riches enfines, des sols sableux et graveleux

Seuils retenus :

35% : au-delà de 35 % de tamisât à 80 m, les solsont un comportement assimilable à celui de leurfraction fine.

12% : c´est un seuil conventionnel permettantd´établir une distinction entre les matériaux sableuxet graveleux pauvres ou riches en fines.

Paramètres de natureParamètres de natureLa granularité

Le tamisat à 2 mmCe paramètre permet d´établir la distinction entreles sols à tendance sableuse et les sols àtendance graveleuse.

Seuil retenu :

70% : Ce seuil permet de distinguer les solssableux (plus de 70 % de tamisât à 2mm) des sols graveleux (moins de 70% de tamisât à 2 mm).

La granularité Le tamisat à 2 mmCe paramètre permet d´établir la distinction entreles sols à tendance sableuse et les sols àtendance graveleuse.

Seuil retenu :

70% : Ce seuil permet de distinguer les solssableux (plus de 70 % de tamisât à 2mm) des sols graveleux (moins de 70% de tamisât à 2 mm).

Paramètres de natureParamètres de natureL’argilosité

L’Indice de Plasticité (IP= WL-Wp)WL: limite de liquiditéWp: limite de plasticitéSeuils retenus :

12 : limite supérieure des sols faiblementargileux

25 : limite supérieure des sols moyennementargileux

40 : limite entre les sols argileux et trèsargileux.

L’argilosité L’Indice de Plasticité (IP= WL-Wp)

WL: limite de liquiditéWp: limite de plasticitéSeuils retenus :

12 : limite supérieure des sols faiblementargileux

25 : limite supérieure des sols moyennementargileux

40 : limite entre les sols argileux et trèsargileux.

L’argilosité La Valeur de Bleu de Méthylène (VBS)

Seuils retenus :0.1 : en dessous duquel sols insensibles à l’eau0.2 : au dessus duquel apparaît la sensibilité à l’eau1.5 : seuil distinguant les sols sablo limoneux des sols

sablo argileux2.5 : seuil distinguant les sols limoneux peu plastiques

des sols limoneux moyennement plastiques6 : seuil distinguant les sols limoneux des sols argileux8 : seuil distinguant les sols argileux des sols très

argileux

L’argilosité La Valeur de Bleu de Méthylène (VBS)

Seuils retenus :0.1 : en dessous duquel sols insensibles à l’eau0.2 : au dessus duquel apparaît la sensibilité à l’eau1.5 : seuil distinguant les sols sablo limoneux des sols

sablo argileux2.5 : seuil distinguant les sols limoneux peu plastiques

des sols limoneux moyennement plastiques6 : seuil distinguant les sols limoneux des sols argileux8 : seuil distinguant les sols argileux des sols très

argileux

Paramètres deParamètres decomportement mécaniquecomportement mécanique

L´introduction dans la classification de ces paramètresrésulte du fait que des sols de nature comparablepeuvent se comporter de manière relativementdifférente sous l´action des sollicitations subies au coursde leur mise en œuvre ou sous la circulation des enginsde transport.

Ces paramètres ne sont pris en compte que pour jugerde l´utilisation possible des sols en couche de forme.

L´introduction dans la classification de ces paramètresrésulte du fait que des sols de nature comparablepeuvent se comporter de manière relativementdifférente sous l´action des sollicitations subies au coursde leur mise en œuvre ou sous la circulation des enginsde transport.

Ces paramètres ne sont pris en compte que pour jugerde l´utilisation possible des sols en couche de forme.

Paramètres deParamètres decomportement mécaniquecomportement mécanique

Los Angeles (LA) (résistance à lafragmentation)

Micro Deval en présence d’Eau (MDE)(résistance à l’usure)

Friabilité des Sables (FS) (résistance àla fragmentation d’un sable)

Seuils retenus:

45 pour les valeurs LA et MDE 60 pour les valeurs FS

Los Angeles (LA) (résistance à lafragmentation)

Micro Deval en présence d’Eau (MDE)(résistance à l’usure)

Friabilité des Sables (FS) (résistance àla fragmentation d’un sable)

Seuils retenus:

45 pour les valeurs LA et MDE 60 pour les valeurs FS

Paramètres d’étatParamètres d’état

Il s´agit des paramètres qui ne sont paspropres au sol, mais fonction del´environnement dans lequel il se trouve.

Pour les sols, le seul paramètre d´étatconsidéré dans la présente classificationest l´état hydrique ; son importance estcapitale vis-à-vis de tous les problèmesde remblai et de couche de forme.

Il s´agit des paramètres qui ne sont paspropres au sol, mais fonction del´environnement dans lequel il se trouve.

Pour les sols, le seul paramètre d´étatconsidéré dans la présente classificationest l´état hydrique ; son importance estcapitale vis-à-vis de tous les problèmesde remblai et de couche de forme.

La valeur de la teneur en eau naturelle (Wn)par rapport à celle mesurée à l'optimumProctor (Wopn)

L'indice portant Immédiat (IPI), Il caractérisela traficabilité du sol pendant les travaux demise en œuvre.

L'indice de consistance Ic

Ces paramètres d'état permettent de définir quatreétats hydriques qui sont :

Paramètres d’étatParamètres d’état La valeur de la teneur en eau naturelle (Wn)

par rapport à celle mesurée à l'optimumProctor (Wopn)

L'indice portant Immédiat (IPI), Il caractérisela traficabilité du sol pendant les travaux demise en œuvre.

L'indice de consistance Ic

Ces paramètres d'état permettent de définir quatreétats hydriques qui sont :

Paramètres d’étatParamètres d’état

h : état humide m : état d’humidité moyen s : état sec ts : état très sec

h : état humide m : état d’humidité moyen s : état sec ts : état très sec

Paramètres utilisés pourcaractériser l’état hydrique

La position de wn par rapport à wOPNexprimé par le rapport wn / wOPN

L’indice de consistance ICIC = (WL – wn) / Ip

L’Indice Portant Immédiat IPICBR immédiat sans surcharge niimmersion

Paramètres utilisés pourcaractériser l’état hydrique

La position de wn par rapport à wOPNexprimé par le rapport wn / wOPN

L’indice de consistance ICIC = (WL – wn) / Ip

L’Indice Portant Immédiat IPICBR immédiat sans surcharge niimmersion

Paramètres de classificationParamètres de classificationdes matériaux rocheuxdes matériaux rocheux

Paramètres de classificationParamètres de classificationdes matériaux rocheuxdes matériaux rocheux

Paramètres de classification des rochesParamètres de classification des roches

Classification des matériaux rocheuxd'après la nature pétrographique de laroche

Classification d'après lescaractéristiques mécaniques : DuretéLos Angeles, Usure MICRO-DEVALHumide

Pour les matériaux évolutifs :classification suivant la fragmentabilité(FR) et la dégradabilité (DG)

Classification des matériaux rocheuxd'après la nature pétrographique de laroche

Classification d'après lescaractéristiques mécaniques : DuretéLos Angeles, Usure MICRO-DEVALHumide

Pour les matériaux évolutifs :classification suivant la fragmentabilité(FR) et la dégradabilité (DG)

Cas particulier des roches évolutivesCas particulier des roches évolutives

Le caractère évolutif des roches estapprécié en laboratoire par :

Le coefficient de fragmentabilité (FR) pourl'évolution granulométrique ;

Le coefficient de dégradabilité (DG) pourl'évolution par altérabilité lors de cyclesalternés d'humidification séchage ;

Le degré de dissolution pour les rochessalines.

Le caractère évolutif des roches estapprécié en laboratoire par :

Le coefficient de fragmentabilité (FR) pourl'évolution granulométrique ;

Le coefficient de dégradabilité (DG) pourl'évolution par altérabilité lors de cyclesalternés d'humidification séchage ;

Le degré de dissolution pour les rochessalines.

Cas particulier des roches évolutivesCas particulier des roches évolutives

Seuils retenus :

FR = 7 Si FR < 7 : peu fragmentable Si FR > 7 : fragmentable

DG = 20 et 5 DG > 20 : très dégradable 5 < DG < 20 : moyennement dégradable DG < 5 : peu dégradable

Seuils retenus :

FR = 7 Si FR < 7 : peu fragmentable Si FR > 7 : fragmentable

DG = 20 et 5 DG > 20 : très dégradable 5 < DG < 20 : moyennement dégradable DG < 5 : peu dégradable

Classification des sols meublesClassification des sols meublesClasse Type de sol Sous-classe

La classe ADmax 50 mm et

tamisat à 80m > 35%

les sols fins (silts,limons, argiles,etc….)

A1, A2, A3 et A4Suivant l’importance de laplasticité

La classe BDmax 50 mm et

tamisat à 80m 35%

les sols sableux ougraveleux avecfines

B1, B2 B3, B4, B5, et B6Suivant l’importance et lescaractéristiques des fines etl’importance de la fractionsableuse

La classe BDmax 50 mm et

tamisat à 80m 35%

les sols sableux ougraveleux avecfines

B1, B2 B3, B4, B5, et B6Suivant l’importance et lescaractéristiques des fines etl’importance de la fractionsableuse

La classe CDmax > 50 mm

Matériaux d’éboulis,Tv grossiers,..

C1 et C2CiAi ou CiBi ou CiDi

La classe DDmax 50 mm et

tamisat à 80m 12%et une VBS < 0.1

Sables et gravespropres

D1 (Sables propres)D2 (Graves propres)

Classification des sols meublesClassification des sols meubles(suite)(suite)

Classe Type de sol Sous-classe

Les sols TirseuxWl – Wr > 42

(Indice d’instabilitévolumétrique)

Sols fins caractérisés par unfort gonflement

TxA3 : pour les sols avecIP 40TxA4 : pour les sols avecIP > 40

Les sols TirseuxWl – Wr > 42

(Indice d’instabilitévolumétrique)

TxA3 : pour les sols avecIP 40TxA4 : pour les sols avecIP > 40

Les sols TuffacésTaux de Ca CO3

Sols calcifiés Tf : si 50% Ca CO3 70%Tc : si Ca CO3 > 70%Soit TfAi ou TfBiSoit TcAi ou TcBi

Wr : Limite de retrait

(suite)

Classification des matClassification des matéériaux rocheuxriaux rocheux

RochesSédimentaires

Roches carbonatées

- Craies R1

- Grès calcaire- Calcarénite- Encroûtements calcaires- Calcaires marneux- Calcschistes- Calcaires durs- Calcaires dolomitiques

R2

Roches argileuses - Marnes- Schistes sédimentaires- Flyschs marneux- Argilites- Pelites

R3RochesSédimentaires

Roches argileuses - Marnes- Schistes sédimentaires- Flyschs marneux- Argilites- Pelites

R3

Roches siliceuses - Grès argileux- Grès siliceux- Poudingues- Brèches

R4

Roches salines - Gypse- Gypse marneux- Sel gemme

R5

Classification des matClassification des matéériaux rocheuxriaux rocheux(suite)(suite)

RochesMagmatiques etMétamorphiques

- Granite- Basalte- Diorite- QuartziteAutres roches éruptives etmétamorphiques dures

R6

RochesMagmatiques etMétamorphiques

- Granite- Basalte- Diorite- QuartziteAutres roches éruptives etmétamorphiques dures

Exemple dExemple d’’applicationapplicationDmax > 50 mm > 2mm < 0,080mm WL WP VBS w wopn IPI

6,3 0 11 77 32 21 4,5 8,5

100 19 25 8 0,18

100 15 23 68 27 13 0,8 9

63 35 31 22 30 20 0,16 1863 35 31 22 30 20 0,16 18

20 0 22 10 0,08

85 0 15 28 35 18 8

35 0 53 11 1,8 10,3 10,8

Exemple dExemple d’’applicationapplication

Sol n° Classe1 A1s2 C1B13 C1A2ts3 C1A2ts4 C2B5m5 D16 C1B6h7 B4m

La classe BLa classe B : les sols sableux ou: les sols sableux ougraveleux avec finesgraveleux avec fines

Elle contient les sols sableux et graveleux avec fines avecun D max. < 50 mm et un tamisât à 80 m inférieur ouégal à 35 %. Elle se subdivise en 6 sous-classes B1,B2,B3, B4, B5, et B6 et ce suivant l'importance et lescaractéristiques des fines et l'importance de la fractionsableuse. Ces sous classes se subdivisent en d’autressous classes et ce en fonction de la dureté ou la friabilité .L’ensemble des sous-classes se présentent comme suit :

Elle contient les sols sableux et graveleux avec fines avecun D max. < 50 mm et un tamisât à 80 m inférieur ouégal à 35 %. Elle se subdivise en 6 sous-classes B1,B2,B3, B4, B5, et B6 et ce suivant l'importance et lescaractéristiques des fines et l'importance de la fractionsableuse. Ces sous classes se subdivisent en d’autressous classes et ce en fonction de la dureté ou la friabilité .L’ensemble des sous-classes se présentent comme suit :

Classe Sous-classe Condition

B1

B11

B12

si FS 60

si FS 60

B2B21

B22

si FS 60

si FS 60

B21

B22

si FS 60

si FS 60

B3B31

B32

si LA 45 et MDE 45

si LA 45 ou MDE 45

B4B41

B42

si LA 45 et MDE 45

si LA 45 ou MDE 45

B5B51

B52

si LA 45 et MDE 45

si LA 45 ou MDE 45

Classe Sous-classe Condition

D1D11

D12

si FS 60

si FS 60

Les sous classes de laLes sous classes de la classeclasse BB

D1D11

D12

si FS 60

si FS 60

D2D21

D22

si LA 45 et MDE 45

si LA 45 ou MDE 45