Ralisation

des remblais

et des couches de forme

Fascicule I

Principes gnraux

G u i d e t e c h n i q u e

Ministre de l'Equipement,du Logementet des Transports

LCPC

1Guide technique

Fascicule I

Principes gnraux

Ralisation desremblais et des

couches de forme

Juillet 20002me Edition

Document ralis par :

Le Laboratoire Central des Ponts et Chausses58, boulevard Lefebvre - F-75732 PARIS CEDEX 15Tlphone : 01 40 43 52 26 - Tlcopie : 01 40 43 54 95 - Sur internet : http://www.lcpc.fretLe Service d'Etudes Techniques des Routes et AutoroutesCentre de la Scurit et des Techniques Routires46, avenue Aristide Briand - B.P. 100 - F-92225 BAGNEUXTlphone : 01 46 11 31 31 - Tlcopie : 01 46 11 31 69 - Sur internet : http://www.setra.equipement.gouv.fr

2Le groupe de travail constitu pour laborer le prsent document taitcompos de :

MM J.F. CORTE LCPC (Division Gotechnique Mcanique des Chausses)S.H. EDME Entreprise Mller frresA. FEVRE CETE Normandie - Centre (L.R. de Rouen)D. GILOPPE CETE Normandie - Centre (DESGI)J. GIROUY Direction des Infrastructures du Dpartement de la

Charente - MaritimeH. HAVARD CETE Ouest (L.R. Angers)J.-P. JOUBERT SETRAG. MOREL CER de RouenA. PERROT CETE Est (L.R. de Nancy)B. de PILLOT CETE Lyon (DES)J.-P. PUECH ScetaurouteD. PUIATTI Socit des Chaux et Dolomies du Boulonnais S.A.M. SCHAEFFNER LCPC (Division Gotechnique Mcanique des Chausses)B. URCEL Direction Centrale de l'Infrastructure de l'Air

(au moment des travaux du groupe : DDE des Hautsde Seine)

La rdaction a t assure par :

MM J.-F. CORTE LCPC (Division Gotechnique Mcanique des Chausses)A. FEVRE CETE Normandie - Centre (L.R. de Rouen)H. HAVARD CETE Ouest (L.R. d'Angers)J.-P. JOUBERT SETRAM. KERGOET L.R. de l'est parisienG. MOREL CER de RouenA. PERROT CETE Est (L.R. de Nancy)A. QUIBEL CER de RouenM. SCHAEFFNER LCPC (Division Gotechnique Mcanique des Chausses)J. VEYSSET CETE Lyon L.R. de Lyon

3SommaireFASCICULE I : PRINCIPES GENERAUX

ABREVIATIONS - SYMBOLES

PRESENTATION

1 - CLASSIFICATION DES MATERIAUX UTILISESPOUR LA CONSTRUCTION DES REMBLAIS ETDES COUCHES DE FORME

1.1 - Ncessit d'une classification spcifique1.2 - Classification des sols (classes A, B, C et D)1.3 - Classification des matriaux rocheux (classe R)1.4 - Classification des sols organiques, sous produits in-

dustriels (classe F)1.5 - Tableau synoptique de classification des matriaux

selon leur nature

2 - CONDITIONS D'UTILISATION DES MATERIAUXEN REMBLAI

2.1 - Principes retenus2.2 - Prsentation des tableaux des conditions dutilisation

des matriaux en remblai2.3 - Commentaires sur les conditions dutilisation prsen-

tes dans les tableaux2.4 - Tableau rcapitulatif des conditions pouvant tre

imposes pour utiliser les diffrents matriaux enremblai

2.5 - Exemple de tableau des conditions dutilisation desmatriaux en remblai prsent dans lannexe 2

3 - CONDITIONS DUTILISATION DES MATERIAUXEN COUCHE DE FORME

3.1 - Conception de la couche de forme3.2 - Matriaux de couche de forme3.3 - Dimensionnement de la couche de forme3.4 - Classement des plates-formes pour le

dimensionnement des structures de chausse

p. 5

p. 9

p. 15

p. 17p. 17p. 26p. 31

p. 33

p. 35

p. 37p. 37

p. 39

p. 45

p. 46

p. 47

p. 49p. 53p. 63p. 67

4Sommaire4 - COMPACTAGE DES REMBLAIS ET DES COUCHES

DE FORME

4.1 - Prescriptions pour le compactage4.2 - Donnes relatives aux matriaux4.3 - Donnes relatives aux compacteurs : classement et

utilisation4.4 - Rgles de compactage

BIBLIOGRAPHIE

FASCICULE II - ANNEXES TECHNIQUES

ABREVIATIONS - SYMBOLES

1 - TABLEAUX DE CLASSIFICATION DES MATE-RIAUX UTILISES POUR LA CONSTRUCTIONDES REMBLAIS ET DES COUCHES DE FORME

2 - TABLEAUX DES CONDITIONS DUTILISATIONDES MATERIAUX EN REMBLAI

3 - TABLEAUX DES CONDITIONS DUTILISATIONDES MATERIAUX EN COUCHE DE FORME

4 - COMPACTAGE DES REMBLAIS ET DES COUCHESDE FORME

4.1 - Aide la dtermination pratique des conditions decompactage pour les remblais et les couches de forme

4.2 - Tableaux de compactage :- pour remblais- pour couches de forme

p. 75

p. 77p. 79p. 79

p. 87

p. 95

p. 5

p. 77

p. 85

p. 23

p. 53

p. 9

p. 75

5Abrviations

SymbolesABREVIATIONS

PST : Partie suprieure des terrassements : elle est constitue par le(s) matriau(x)situ(s) environ 1 m en dessous de la couche de forme (ou en dessous dela couche de fondation en labsence de couche de forme).

PST : Cas n i (i de 0 7) de PST (dfini par la nature du ou des matriaux laconstituant et leur environnement hydrique).

AR : Arase terrassement : cest la plate-forme de la PST

ARi : Classe i (i de 0 4) de portance de lAR

PF : Plate-forme support de chausse : cest la plate-forme sur laquelle est miseen uvre la premire assise de la chausse, autrement dit cest la plate-formede la couche de forme ou lAR en labsence de couche de forme.

PFi : classe i (i de 1 4) de portance de la PF

th : Etat hydrique trs humide

h : Etat hydrique humide

m : Etat hydrique moyen

s : Etat hydrique sec

ts : Etat hydrique trs sec

Pi : Compacteur pneus de classe i (i de 1 3)

Vi : Compacteur vibrant de classe i (i de 1 5)

VPi : Compacteur vibrant pieds dameurs de classe i (i de 1 5)

SPi : Compacteur statique pieds dameurs de classe i (avec i = 1 ou 2)

PQi : Plaque vibrante de classe i (avec i = 3 ou 4)

LH : Liant hydraulique

n i

6Abrviations

SymbolesSYMBOLES DES PARAMETRES DE CLASSIFICATION DESMATERIAUX

Symbole Dsignation Unit

w Teneur en eau %

wn Teneur en eau naturelle %

wOPN Teneur en eau optimum %Proctor normal

wL Limite de liquidit %

wP Limite de plasticit %

Ip Indice de plasticit %

Ic Indice de consistance %

ES Equivalent de sable %

Dmax Diamtre du plus gros lment mm

VBS Valeur au bleu de mthylne du sol g de bleu/(mesure sur la fraction 0/50 mm) 100 g de sol

d Masse volumique apparentedun chantillon de rochedshydrat g/cm3

IPI Indice portant immdiat %

LA Coefficient Los Angels %

MDE Coefficient micro-Devalen prsence deau %

FS Coefficient de friabilit dessables %

FR Coefficient de fragmentabilit %

DG Coefficient de dgradabilit %

MO Teneur en matires organiques %

7Abrviations

SymbolesSYMBOLES DES PARAMETRES DE COMPACTAGE

Symbole Dsignation Unit

CR Charge par roue t

M1 Masse totale sappliquant sur lagnratrice dun cylindre (vibrant ou statique) kg

L Longueur de la gnratrice duncylindre (vibrant ou statique) cm

M0 Masse de la partie vibrantesollicite par larbre balourd kg

me Moment des excentriques delarbre balourd m.kg

A0 Amplitude thorique vide dunrouleau vibrant A0 = 1000x(me/M0) mm

e Epaisseur maxi de la couchepouvant tre compacte avec unengin donn sur un sol donn m

Q/S Ratio entre le volume de matriaucompact pendant un temps donnet la surface balaye par le com-pacteur sur ce volume pendant lemme temps. Ce ratio exprimeaussi lpaisseur thorique com-pacte en une application de lacharge du compacteur m

N Nombre dapplications de chargeen une passe du compacteur

n Nombre de passes

V Vitesse de dplacement du compac-teur km/h

Q/L Dbit horaire par m de largeur decompactage dun compacteur m3/hxm

8

9Prsentation

Les enseignements recueillis depuis maintenant plus de quinze annes dapplicationde la "Recommandation pour les Terrassements Routiers" (RTR) ont t jugs suffisantspour que le SETRA et le LCPC dcident que le moment tait venu d'effectuer une rvisionde fond de cet important document qui, sa parution en 1976, avait t salu commele premier outil mthodologique permettant de traiter de manire rationnelle les prin-cipaux aspects techniques lis ltude des projets, la rdaction des marchs et laconduite des travaux de construction des remblais et des couches de forme.

La dmarche gnrale suivie dans le nouveau document sinspire pour lessentiel decelle du document originel qui, on le rappelle, comprenait quatre volets :

- ltablissement dune classification spcifique des sols, dfinissant diffrentesclasses, dont chacune rassemble des sols prsentant un comportement suffisam-ment similaire pour quil soit justifi de leur appliquer les mmes modalitsde mise en uvre en remblai dune part ou en couche de forme dautre part,

- lnonc des modalits de mise en uvre propres chaque classe de sols, suivantlutilisation concerne : remblai ou couche de forme,

- la traduction en termes quantitatifs, directement utilisables en tant quespcifications, des modalits pratiques dexcution du compactage applicablesaux remblais et aux couches de forme,

- les procdures et les techniques de contrle propres la ralisation des remblaiset des couches de forme (1).

Avant de prsenter les grandes lignes du document, il convient de rappelerdeux aspects essentiels qui prcisent ses limites dapplication.

- Le premier est que les conditions dutilisation en remblai et en couche de formeproposes doivent essentiellement tre considres comme des rgles de rf-rence partir desquelles lingnieur doit apprcier en fonction de son exprienceles adaptations quil peut tre en mesure daccepter pour tenir compte delensemble des particularits de son chantier. En effet seuls les paramtrestechniques les plus importants (caractristiques gotechniques des matriaux,situation mtorologique, techniques d'excution courantes ...) ont t consi-drs. Or il est certain que le droulement d'un chantier de terrassement estncessairement dpendant de contraintes d'autres natures (administratives,financires, environnement, programmation...) dont la prise en compte n'entrepas dans le cadre d'un guide technique.

- Le second aspect important du document est quil napporte de rponses quesur les questions relatives aux modalits dutilisation des matriaux en remblaiet en couche de forme. De ce fait, il ne doit pas tre assimil un guide completde conception et de ralisation de ces natures douvrages. En effet, pour prtendre ce titre, de nombreux autres points devraient tre prciss, comme par exemple :les pentes de talus, la localisation respective des diffrentes natures de matriauxdans les ouvrages, les principes rgissant limplantation, le dimensionnementet le contrle de fonctionnement des ouvrages de drainage interne, les dispositions

(1) Les procdures et techniques de contrle ne sont pas traites dans le prsent document. Elles ferontlobjet dun prochain guide en cours dlaboration.

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particulires assurant la stabilit des talus en matriaux volutifs ou sensibles leau, les prcautions de construction adopter sur les sols compressibles,etc.

MODIFICATIONS PAR RAPPORT A LA RTR, VERSION 1976

Par rapport la RTR version 1976, les amliorations, complments, modifications...,introduits dans le prsent document, portent principalement sur les points suivants.

La classification

Une distinction nette a t tablie entre les sols et les matriaux rocheux, pour pouvoirtraiter sparment ces deux natures diffrentes de matriaux. Les principes de la clas-sification 1976 ont t conservs pour les sols, mais une classification indite estpropose pour les matriaux rocheux.

Des paramtres didentification nouveaux, plus significatifs des problmes poss parlemploi des matriaux dans la construction des remblais et des couches de forme ontt introduits : valeur au bleu de mthylne des sols (VBS) pour apprcier la sensibilit leau ; coefficients Los Angeles (LA), micro-Deval en prsence deau (MDE), friabilitdes sables (FS) pour apprcier la tenue sous trafic ; coefficients de fragmentabilit (FR)et dgradabilit (DG) pour apprcier le caractre volutif, etc.

Deux tats hydriques extrmes (tat trs humide - th - et tat trs sec - ts -), ont tajouts aux trois tats (humide - h -, moyen - m - et sec - s -) considrs dans le documentinitial ; ces tats extrmes sont en principe des tats ne permettant plus lemploi desmatriaux dans les conditions techniques et/ou conomiques franaises habituelles.

A signaler galement que des modifications ont t apportes aux principes de clas-sification des sols grossiers, comportant une fraction fine (classe C) et aux valeurs decertains seuils dlimitant les classes (indice de plasticit Ip pour les sols A, teneur eneau w pour les craies, etc.).

Les conditions dutilisation en remblai

Sur ce chapitre, le principal apport du document est la prsentation des conditionsdutilisation des matriaux qui navaient pas t proposes en 1976, faute dexprience,et qui taient mentionnes comme tant " l'tude" (cas des roches volutives).

En outre quelques modifications ont galement t apportes. Elles concernentl'abandon :

- de la technique dextraction avec lavage dans la nappe prconise pourliminer une partie des fines contenues dans un matriau graveleux, mais jugeaujourdhui insuffisamment fiable et peu acceptable dans le contexte de pro-tection de lenvironnement ;

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- de la technique des couches sandwich. En effet cette technique ne constituepas proprement dit une modalit de remploi des sols fins trop humidespuisquelle ne propose pas de modification leur apporter. En revanche cettepratique est envisageable au niveau de la conception et de la ralisation desremblais dans la mesure o lon a bien valu les conditions techniques,hydrauliques et organisationnelles quelle implique (choix des matriaux runiret quantits ncessaires au moment voulu) ;

- lintroduction dune nouvelle rubrique G Action sur la granularit recensantles diffrentes actions pouvant tre exiges pour modifier la granularit decertains matriaux.

Les conditions dutilisation en couche de forme

Ce chapitre a t revu en profondeur dans le double souci dune part, dintgrer lesacquis de ces dernires annes en matire de matriaux et de techniques dexcutiondes couches de forme et dautre part, de proposer un cadre mthodologique pour traiterla question dlicate de la prise en compte de la couche de forme dans le dimensionne-ment de la chausse.

Sur le premier point, le prsent document a largement pris en compte les possibilitsdamlioration des sols, des matriaux rocheux, voire de certains sous-produits indus-triels pour les rendre aptes constituer des matriaux de couche de forme, partirde techniques actuellement prouves telles que le traitement avec de la chaux et/oudes liants hydrauliques, les actions modifiant la granularit (scalpage, lavage,criblage, fragmentation, etc.), lapplication de protections superficielles adaptes(enduits gravillonns, clouts, couche de fin rglage, etc.).

Pour ce qui concerne le second point, la mthodologie propose apporte des lmentsncessaires pour valuer le rle structurel quil est possible de faire jouer la couchede forme dans le fonctionnement de la chausse, savoir :

- la portance long terme affecter suivant les cas la partie suprieure desterrassements (PST), sur laquelle est mise en uvre la couche de forme,

- le dimensionnement conseill de la couche de forme (pour tre en mesuredexcuter correctement le chantier et intgrer la couche de forme dans le dimen-sionnement de la chausse), en fonction des caractristiques mcaniquesconstates ou prvues de la partie suprieure des terrassements et de celles dumatriau de couche de forme utilis.

Les modalits de compactage et de rgalage des matriaux

Ce chapitre a galement fait lobjet dune rvision assez fondamentale, bien que lesdeux paramtres e (paisseur maximum des couches) et Q/S (paramtre li lefficacitde lengin de compactage utilis), dj proposs dans le document originel pour exprimerquantitativement les conditions de compactage, aient t conservs.

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Les changements portent sur les aspects suivants :

- un nouveau systme de classification des compacteurs vibrants, ayant pris encompte les progrs des connaissances sur le compactage est prsent. Il sappuiesur les deux paramtres reconnus comme tant les plus reprsentatifs delefficacit de ces engins : M1/L, masse par unit de longueur de gnratricedu/ou des cylindres vibrants (paramtre dj considr dans la premireclassification) et A0 amplitude vide, qui sexprime par le rapport entre lemoment des balourds m.e et la masse vibrante M0,

- la possibilit, dans le cas des rouleaux vibrants, de varier la vitesse de dpla-cement des engins (dans une gamme relativement limite tout de mme) pouroptimiser leur dbit dans un cas de chantier donn,

- les niveaux dnergie de compactage exigs. Ceux-ci ont t augments dansle cas des matriaux sensibles leau se trouvant dans un tat sec, des matriauxtraits aux liants hydrauliques utiliss en couche de forme et pour certains autresmatriaux (matriaux rocheux volutifs notamment),

- les niveaux de qualit du compactage viss pour les remblais et les couchesde forme. Ces niveaux ont t quantifis et la nouvelle prsentation des tableauxdonne pour chaque cas de compactage les valeurs e et Q/S respecter, lin-dication du nombre de passes moyen et celle du dbit thorique Q/Lc par unitde largeur du compacteur utilis. Enfin, un certain nombre dengins de compac-tage non viss dans le document de 1976, comme les rouleaux vibrants piedsdameurs et les grosses plaques vibrantes, ont t pris en compte.

ORGANISATION DU DOCUMENT REALISATION DESREMBLAIS ET DES COUCHES DE FORME

Le prsent document est organis en deux fascicules : un texte de prsentation et unrecueil dannexes.

Le fascicule I intitul "Principes gnraux" prsente, commente et justifie si besoin lesprincipes sur lesquels repose lensemble du document. Il na pas proprement parlerdutilit oprationnelle, mais sa connaissance est ncessaire la comprhension de ladmarche densemble. Il sarticule autour des quatre chapitres : classification, conditionsdutilisation en remblai, conditions dutilisation en couche de forme, modalits decompactage et de rgalage.

Le fascicule II est constitu dune srie de quatre annexes. Cest la partie vritablementoprationnelle du document. On y trouve successivement :

- les tableaux de la classification des sols, des matriaux rocheux et des sousproduits industriels,

- les tableaux des conditions dutilisation des matriaux en remblai (1),- les tableaux des conditions dutilisation des matriaux en couche de forme, avec

les valeurs dfinissant un dimensionnement minimum recommand des

(1) Matriaux = sols + matriaux rocheux + sous-produits industriels.

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couches de forme,- les modalits de compactage des remblais et des couches de forme.

Cest prcisment dans ces annexes que les responsables, chacun leur niveau, trou-veront les lments techniques ncessaires la dfinition des tudes de reconnaissancegotechnique, ltablissement du projet, la rdaction du march, lexcution etau contrle de la mise en uvre.

Classification des matriauxutiliss pour la construction

des remblais et descouches de forme

Ncessit d'une classification spcifiqueClassification des sols (classe A,B,C et D)Classification des matriaux rocheux (classe R)Classification des sols organiques et sous produitsindustriels (classe F)Tableau synoptique de classification des matriauxselon leur nature

1.11.21.31.4

1.5

15

1Chapitre

17

1.1 - Ncessit dune classification spcifique

Les diffrents systmes de classifications gotechniques des sols et des matriaux rocheuxproposs jusqu prsent ont t tablis avec le souci de servir lingnieur danslensemble des diffrents domaines du Gnie Civil o ces matriaux sont concerns(ouvrages en terre, fondations, stabilit des pentes, assises de chausse ou laborationdes granulats...). Cette recherche duniversalit sest avre trop ambitieuse car lacomplexit des comportements des sols fait que les proprits qui sont significativespour un certain usage ne sont souvent plus les mmes ds que lon sintresse unautre usage. Ceci conduit alors rechercher des classifications spcifiques chaquegrand domaine dutilisation de ces matriaux.

Ainsi, pour la ralisation des remblais et des couches de forme, les diffrentes clas-sifications en usage au niveau international se sont montres mal adaptes soit parcequelles taient tablies sur la base de paramtres nayant pas, ou peu, de significationvis--vis des problmes rencontrs (par exemple le coefficient duniformit dans le casdes matriaux granulaires), soit surtout parce quelles occultaient certains aspectscapitaux (ltat hydrique des sols sensibles leau, le caractre volutif de certainsmatriaux rocheux, ou encore la dimension maximale des plus gros lments prsentsdans le sol).

Un progrs notable a t apport en 1976 par la premire dition de la Recommandationpour les Terrassements Routiers (RTR 1976) qui proposait une classification des solstablie prcisment en fonction des problmes poss par leur utilisation dans laconstruction des remblais et des couches de forme, et sappuyant sur les paramtresdidentification et de comportement jugs les plus reprsentatifs cet gard.

La classification des sols et matriaux rocheux prsente ci-aprs conserve lesprit dela classification 1976 et apporte certaines amliorations dj voques dans leprambule. Elle fait lobjet de la norme AFNOR (NF P 11-300).

Tout sol ou matriau rocheux peut donc tre rang selon ce systme de classificationds lors que les valeurs des paramtres sur lesquels il sappuie sont connues et queles essais permettant de les dterminer sont reconnus significatifs sur le sol ou lematriau rocheux considr.

Cette classification reste cependant axe sur les conditions de rutilisation et, enparticulier, ne rend pas compte des problmes lis aux difficults dextraction.

1.2 - Classification des sols (classes A, B, C et D)

Les sols sont des matriaux naturels, constitus de grains pouvant se sparer aismentpar simple trituration ou ventuellement sous laction dun courant deau. Ces grainspeuvent tre de dimensions trs variables : des argiles aux blocs. Les sols sont de natureet dorigine gologique diverses : alluvions, matriaux meubles sdimentaires, dptsglaciaires, sols rsiduels (1)...

(1 ) Les so ls rs iduels sont forms sur p lace par un processus d a l tra t ion phys ico-chimique des roches (exemple : arnes grani t iques , la tr i tes . . . ) .

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Les sols ayant une teneur en matires organiques suprieure 3 %, sont classs parten classe F avec les sous-produits industriels.

1.2.1 - Paramtres retenus pour la classification des sols

Les paramtres retenus se rangent en trois catgories :

- paramtres de nature;- paramtres de comportement mcanique,- paramtre dtat.

Ils sont toujours dtermins sur la fraction 0/50 mm qui est la fraction susceptibledtre identifie par les essais de laboratoire usuels.

Paramtres de nature

Ils se rapportent des caractristiques intrinsques, cest--dire qui ne varient pas oupeu, ni dans le temps ni au cours des diffrentes manipulations que subit le sol aucours de sa mise en uvre.

Les paramtres retenus concernent la granularit et largilosit.

La granularit (normes P 94-056 et 057)

Le Dmax : cest la dimension maximale des plus gros lments contenus dans le sol.Ce paramtre est dterminant pour prjuger des ateliers de terrassements utilisableset notamment pour valuer lpaisseur des couches lmentaires et les conditions demalaxage ventuel avec un liant. Cest galement un paramtre important connatrepour apprcier la reprsentativit des essais de laboratoire. Toutefois la dterminationde ce paramtre peut tolrer une certaine imprcision et en rgle gnrale une estimationvisuelle est suffisante.

Seuil retenu :- 50 mm. Cest la valeur propose pour distinguer les sols fins, sableux et graveleux

(classes A, B, D1 et D2), des sols blocailleux (classes C et D3) ; cest aussi unevaleur limite couramment admise actuellement pour distinguer les sols pouvanttre malaxs intimement avec un liant pour constituer des couches de formede qualit ; enfin le comportement de la fraction 0/50 mm dun sol peut trecorrectement apprhend partir des essais de laboratoire usuels.

Lorsque le matriau comporte des lments fins et une fraction grossire 50/D nonngligeable (classe C) on distingue deux sous-classes :

- la sous-classe C1 qui rassemble les matriaux lments anguleux possdantune importante fraction 0/50 mm (> 60 80 % estims visuellement en gnral)et lensemble des matriaux lments rouls. Pour les sols de cette classeon considre que leur comportement est assimilable celui de leur fraction0/50 mm quil suffit alors didentifier,

19

- la sous-classe C2 qui comprend les matriaux lments anguleux possdantune faible fraction 0/50 mm ( 60 80 % estime visuellement en gnral) pourlesquels il nest plus admissible dassimiler leur comportement celui de leurfraction 0/50 mm.

Pour tenir compte des caractristiques de la fraction 0/50, lidentification des sols dela classe C est prcise laide dun double symbole du type C1 Ai, C1 Bi, C2 Ai ouC2 Bi, Ai ou Bi tant la classe de la fraction 0/50 du matriau considr. La valeur duDmax peut tre indique en exposant de la sous-classe. Exemple : C1

B4h est un solde classe C1 dont le Dmax est de 150 mm et la fraction 0/50 un sol de la classe B4h.

Le tamisat 80 m (1) : ce paramtre permet de distinguer les sols riches en fineset, dans une large mesure, dvaluer leur sensibilit leau (2).

Seuils retenus :- 35 % : cest le seuil au-del duquel le comportement du sol peut tre considr

comme rgi par celui de la fraction fine ( 80 m),- 12 % : cest un seuil conventionnel permettant dtablir une distinction entre

les matriaux sableux et graveleux pauvres ou riches en fines.

Le tamisat 2 mm (1) : ce paramtre permet dtablir une distinction entre les sols tendance sableuse et les sols tendance graveleuse.

Seuil retenu :- 70 % : au-del de 70 % on dfinit les sols tendance sableuse et en-de les

sols tendance graveleuse.

Largilosit

Lindice de plasticit Ip (norme P 94-051) : cest le paramtre le plus couramment utilispour caractriser largilosit des sols. Son interprtation est dautant plus fiable quela proportion pondrale de la fraction 0/400 m (fraction servant lessai) contenuedans le sol tudi est importante et que largilosit de cette fraction est grande.

Au-del dune proportion de 50 % de cette fraction et dune valeur de 12, linterprtationde lIp est simple mais elle devient quasiment impossible lorsque cette proportion tombeen dessous de 35 % et la valeur de lIp en dessous de 7.

(1 ) Mesur sur la f rac t ion 0/50 du so l .(2 ) La not ion de sens ib i l i t l eau es t pr i se i c i dans un sens assez res t r i c t i fcar i l es t peu prs cer ta in quun so l to ta lement insens ib le l eau n ex is tepas . Cet te not ion doi t t re comprise comme df in issant seulement la p lus oumoins grande var ia t ion de la por tance d un so l sous l e f fe t d une var ia t ion donnede sa teneur en eau (du fa i t notamment de son expos i t ion aux agents mto-ro logiques) . Auss i un so l es t d i t d autant p lus sens ib le l eau que sa chutede por tance es t leve pour une fa ib le augmentat ion de sa teneur en eau e tinversement . Toutefo is ce t te not ion ne couvre n i la per te de t ra f i cabi l i t dusol du fa i t d une augmentat ion de sa g l i ssance lors d une p luie mme fa ib le ,n i l es aspects l i s sa mise en uvre dans l eau , n i son comportement v is - -v is de l ros ion pluvia le ou interne , du ge l , e tc .

150

20

Seuils retenus :- 12 : limite suprieure des sols faiblement argileux,- 25 : limite suprieure des sols moyennement argileux,- 40 : limite entre les sols argileux et trs argileux.

La valeur de bleu de mthylne VBS : il sagit dun autre paramtre permettant decaractriser largilosit dun sol mais dont lapplication lidentification des solsremonte seulement quelques annes. Ce paramtre reprsente la quantit de bleu demthylne pouvant sadsorber sur les surfaces externes et internes des particules dusol, ou autrement dit une grandeur directement lie la surface spcifique du sol.

Etant donn que dans un sol cest avant tout la surface des particules contenues danssa fraction argileuse ( 2 m) qui dtermine sa surface spcifique, on peut considrerque la valeur de bleu de mthylne VBS (valeur de bleu du sol) exprime globalementla quantit et la qualit (ou activit) de largile contenue dans ce sol.En pratique, on dtermine la VBS partir de lessai au bleu de mthylne la tachesur la fraction 0/2 mm. La valeur trouve est alors rapporte la fraction 0/50 parune rgle de proportionnalit. Cest cette dernire valeur qui est appele valeur aubleu de mthylne du sol (cf. norme P 94-068).

La VBS sexprime en grammes de bleu pour 100 g de sol.

Seuils retenus :- 0,1 : seuil en dessous duquel on peut considrer que le sol est insensible leau

(au sens dfini prcdemment). Ce critre doit cependant tre complt parla vrification du tamisat 80 m qui doit tre 12 %.

- 0,2 : seuil au-dessus duquel apparat coup sr la sensibilit leau.- 1,5 : seuil distinguant les sols sablo-limoneux des sols sablo-argileux.- 2,5 : seuil distinguant les sols limoneux peu plastiques des sols limoneux de

plasticit moyenne.- 6 : seuil distinguant les sols limoneux des sols argileux.- 8 : seuil distinguant les sols argileux des sols trs argileux.

Ensemble du matr i e l d ' e s sa i . Auro l e b l eue appa i s sant l a pr iphr i ede la tache indiquant la f in de l'adsorptiondu b l eu sur l e so l .

La va l eur de b l eu d 'un so l (VBS) e s t d t e rmine par l ' e s sa i au b l eu de mthy-l ne " l a t ache" .

21

Remarques :

- Choix entre Ip et VBS

LIp et la VBS dun sol tant tous deux des paramtres mesurant largilosit, il est utilede prciser les domaines respectifs dapplication de chacun deux dans liden-tification des sols.

Tout dabord comme la VBS dun sol est une grandeur qui exprime globalement etselon une chelle quasi linaire la quantit et lactivit de largile contenue dans lesol tudi, elle est applicable lidentification de tous les sols. Cest pourquoi dansla prsente classification toutes les classes de sols sont distingues en tout ou partie partir de ce paramtre.

Toutefois, lIp prsente dans le cas des sols moyennement trs argileux quelquesavantages sur la VBS. Dabord cest un paramtre pour lequel on dispose dune longueexprience dans linterprtation, ensuite il est plus sensible que la VBS ds que lessols deviennent vraiment argileux, enfin et surtout il sagit dun paramtre qui est la fois un paramtre didentification, mais aussi de comportement. En effet, lIp dfiniten ralit lintervalle de teneur en eau dans lequel le sol reste souple et dformabletout en conservant une certaine rsistance au cisaillement. La connaissance de cetintervalle est dune manire gnrale trs utile dans la conception des ouvrages enterre.

Dans la prsente classification ces lmentsont t pris en compte en rservant la pos-sibilit didentifier un sol partir de lunou lautre de ces deux paramtresdans le cas des sols moyennement trsargileux. Lorsque cette possibilit est prvue,le critre dargilosit figurant en caractregras dans les tableaux de lannexe 1 estcelui quil convient de choisir en priorit.

- Rfrence au paramtre quivalent de sable (ES).

Le paramtre quivalent de sable retenu dans la classification RTR de 1976 pourdistinguer les sols peu trs peu argileux perd beaucoup de son intrt depuis lin-troduction de la VBS. Nanmoins les valeurs indiques en 1976 figurent encore dansles tableaux de lannexe 1 pour permettre aux gotechniciens encore peu familiariss

Le CLASSOL : c e t appare i l r a l i s e l ' iden-t i f i ca t i on de l a na ture des so l s de manir erap ide e t s emi -mcan i s e .

22

avec les VBS dentrer dans la nouvelle classification et de pouvoir ainsi utiliser len-semble du document.

Paramtres de comportement mcanique

Ces paramtres ne sont pris en considration que pour juger de lutilisation possibledes sols en couche de forme. Ils distinguent les matriaux dont la fraction granulaireest susceptible de rsister au trafic et qui de ce fait peuvent tre utiliss tels quelsdans la construction des couches de forme, de ceux qui risquent de se fragmenter pourse transformer en un sol constitu en majorit dlments fins, inutilisable dans sontat naturel sans dispositions particulires (traitement...).

Les paramtres de comportement considrs dans la classification sont : les coefficientsLos Angeles (LA) (norme P 18-573) et micro-Deval en prsence deau (MDE) (normeP 18-572), mesurs sur la fraction granulaire 10/14(1) (ou dfaut sur la fraction6,3/10(1)) et le coefficient de friabilit des sables (FS) mesur sur la fraction 0/1 ou0/2 mm (norme P 18-576).

Seuils retenus :- 45 pour les valeurs LA et MDE- 60 pour les valeurs FS.

Paramtres dtat

Il sagit des paramtres quine sont pas propres au solmais fonction de lenviron-nement dans lequel il setrouve.

Pour les sols meubles sensi-bles leau, le seul paramtredtat considr dans la pr-sente classification est ltathydrique : son importance estcapitale vis--vis de tous lesproblmes de remblai et decouche de forme.

Diffrents tats hydriques considrs :

Cinq tats hydriques sont distingus dans la prsente classification :

- Ltat "trs humide" (th) :cest un tat dhumidit trs lev ne permettant plus en gnral la rutilisationdu sol dans les conditions technico-conomiques franaises actuelles.

Extrac t i on des so l s de c l a s s e s A 2m e t A 3m par cond i t i onsmtoro log iques "vaporantes" : d e s cond i t i ons de chan-t i e r ida l e s ! . . .

(1 ) Obtenue par cr ib lage ou concassage des lments gross iers .

23

La por tance des sab l e s f ins des c l a s s e sB 1 ou D 1 e s t quas i - indpendante de l eurt eneur en eau mai s c e s so l s sont enrevanche t r s s ens ib l e s l ' ros i onpluvia l e .

- Ltat "humide" (h) :cest un tat dhumidit lev autorisant toutefois la rutilisation du sol enprenant des dispositions particulires (aration, traitement, remblais de faiblehauteur...) estimes comme normales dans les conditions technico-conomiquesfranaises courantes actuelles.

- Ltat dhumidit "moyen" (m) :cest ltat dhumidit optimum (minimum de contraintes pour la mise en uvre).

- Ltat "sec" (s) :cest un tat dhumidit faible maisautorisant encore une mise en uvreen prenant des dispositions particu-lires (arrosage, surcompactage...)estimes comme normales dans lesconditions technico - conomiquesfranaises courantes actuelles.

- Ltat trs sec (ts) :cest un tat dhumidit trs faible nauto-risant plus en gnral la ru-tilisation du sol dans les conditionst e c h n i c o - c o n o m i q u e s f r a n a i s e scourantes actuelles.

Paramtres utiliss pour caractriser ltat hydrique :

La prsente classification a retenu pour caractriser ltat hydrique dun sol, lun oulautre des trois paramtres suivants :

- la position de la teneur en eau naturelle (wn) de la fraction 0/20 du matriaupar rapport l' optimum Proctor normal (wOPN) exprime par lerapport : . Ce rapport est le paramtre dtat le plus fiable pourcaractriser les tats (s) et (ts) car les difficults dobtention de la compacitrequise en dpendent directement. Sa signification est en revanche moins clairepour distinguer les tats (h) et (th), (norme P 94-093),

- la position de la teneur en eau naturelle (wn) par rapport aux limites dAtterberg(wL et wp) qui sexprime par lIndice de consistance (Ic), (norme P 94-051).

. LIc permet de caractriser correctement les cinq tats (th), (h),(m), (s) et (ts) mais seulement dans le cas des sols fins moyennement et trsargileux comportant au moins 80 % 90 % dlments 400 m(1),

- lindice portant immdiat (IPI) qui exprime la valeur de lIndice CBR immdiatmesur sans surcharge, ni immersion sur une prouvette de sol compact lnergie Proctor normal et sa teneur en eau naturelle (norme P 94-078).

wOPNwn

wL-wn Ip

Ic =

(1) la w n cons idrer pour le ca lcul de l ' I c doi t t re rapporte la f rac t ion0/400 m.

24

LIPI est en gnral le paramtre privilgier pour caractriser les tats (h) et (th)car il traduit concrtement les difficults de circulation des engins. En revanche, il perdsa signification dans les tats (s) et (ts).

Seuils retenus :Ils sont indiqus dans les tableaux de la classification des sols figurant dans lannexe 1.

Il convient de noter quilpeut ne pas y avoir corres-pondance parfaite entre lesvaleurs de ces paramtres(par exemple, un sol A1hayant une teneur en eau com-prise entre 1,1 et 1,25 wOPN,peut ne pas prsenter unIPI strictement compris entre3 et 8).

1.2.2 - Exemple de tableau de classification des sols

On trouvera en annexe 1, la classification dtaille des sols (classes A, B, C et D).A titre dexemple, un extrait de cette annexe est reproduit ci-aprs (Tableau I) pourles sols de la classe A.

Extrac t i on aprs raba t t ement de l a nappe Compor t ement l a mise en r embla i

So l de l a c l a s s e B 4h B 4th (mo ins de 8% de f ines ; VBS env i ron 1g)

Stock de grave alluvionnairepropre de c l a s s e D 2 in -s ens ib l e l ' eau

25

Ta

bl e

au

I

- C

l as

si f

i ca

t io

n

de

s

so

l s

A

26

1.3 - Classification des matriaux rocheux (classe R)

Bien quaprs son extraction, un dblai ro-cheux soit transform en un matriau suscep-tible dtre considr, au moins partiellement,comme un sol meuble au sens dfini au 1.2 prcdent, il faut au pralable tre enmesure de prvoir, partir de la roche enplace, le comportement du matriau aprsabattage. Ce besoin a conduit tablir unclassement des matriaux rocheux sur la basede leur nature gologique, de rsultats dessais(fragmentabilit, dgradabilit, masse volu-mique... pratiqus sur des prlvements repr-sentatifs) et de lexprience que lon possdede leur comportement au cours des diffrentesphases du terrassement.

Pour caractriser un massif rocheux en vue deson emploi en remblai ou en couche de forme,le gotechnicien est donc conduit procder en deux temps :

- la premire tape consiste identifier,au moins sommairement, la natureptrographique de la roche en sap-puyant principalement sur la documen-tation et le raisonnement gologique. Cette identification apporte dj des in-formations importantes dordre qualitatif sur les caractres gnraux de la rocheet son comportement prvisible ; toutefois, cette premire identification est engnral insuffisante pour renseigner le projeteur sur les possibilits rellesdutilisation du matriau,

- la seconde tape vise prciser comment le matriau va se comporter tout aulong des phases successives : extraction, chargement, rgalage, compactage sousla circulation des engins lourds et sous la pluie, et sil risque encore dvoluer,une fois louvrage en service, sous laction des contraintes mcaniques, de leauou du gel. Il sagit l dune opration complexe qui exige que le gotechniciendispose dune description prcise du massif et quil ait une bonne connaissancedes diffrentes techniques dextraction et de mise en uvre afin de pouvoirvaluer leurs effets sur le comportement du matriau.

Ce nest quau terme de cette seconde tape quil peut communiquer au projeteur lesdonnes utiles lvaluation des possibilits demploi des matriaux issus dun dblairocheux : granularit obtenue, comportement sous trafic, caractre volutif. Il fauttoutefois admettre quune part dincertitude existera toujours du fait que ces donnesrsultent dhypothses dont la fiabilit dpend de nombreux facteurs (comptence et

Pour carac t r i s e r un db la i rocheux ,i l f aut au pra lab l e t r e en mesure deprvo i r par t i r de l a roche en p lacel e compor t ement du matr i au aprsabat tage .

27

exprience du gotechnicien, complexit gologique du site, moyens et dlais dtudedisponibles...).

La classification des matriaux rocheux prsente ci-aprs reprend cette dmarche ense rfrant toutefois essentiellement lexprience des matriaux rocheux terrasss enFrance au cours des vingt dernires annes.

1.3.1 - Classification des matriaux rocheux daprs la nature ptro-graphique de la roche

Deux classes principales de matriaux rocheux sont distingues partir des grandesfamilles de roches habituellement considres : les matriaux rocheux issus des rochessdimentaires dune part et ceux issus des roches magmatiques et mtamorphiquesdautre part.

Dans le cas des roches sdimentaires, la classification est subdivise suivant les prin-cipales natures de roches rencontres dans cette catgorie : craies, calcaires, rochesargileuses, roches siliceuses, roches salines. Cette subdivision savre indispensable,car les matriaux issus de chacune des roches prcites prsentent des comportementsdiffrents dans leur utilisation en remblai et en couche de forme.

Dans le cas des matriaux provenant de roches magmatiques et mtamorphiques,aucune subdivision complmentaire na t introduite, ces matriaux pouvant treconsidrs comme ayant des comportements voisins du point de vue de leur utilisationen remblai et en couche de forme.

1.3.2 - Classification des matriaux rocheux daprs leur tat et leurscaractristiques mcaniques

Comme cela a t indiqu, la connaissance de la seule nature ptrographique de laroche dont est issu un matriau rocheux nest gnralement pas suffisante pour prvoirtous les problmes que peut poser son utilisation en remblai ou en couche de forme.

Cra i e de l a c l a s s e R12m ( c ra i e de dens i t moyenne t eneur en eau moyenne) .

Cra i e de l a c l a s s e R 13h ( c ra i e de dens i t f a ib l e t eneur en eau l eve ) .

Terrassement dans l a c ra i e :

Deux matriaux de mme nature gologique qui prsentent des comportements en terrassementt r s d i f f r ents .

28

Outre la question du choix de la mthode dextraction qui nest pas traite ici, les aspects considrer sont :

- laptitude du matriau se fragmenter sous les sollicitations appliques au coursdes diffrentes phases de la mise en uvre et en particulier la possibilit deproduire une proportion dlments fins suffisante pour avoir un comportementde sol sensible leau,

- la potentialit dune volution postrieurement la mise en uvre sous lactiondes contraintes mcaniques seules ou conjugues avec celles de leau et du gel,

- la teneur en eau dans le cas de matriaux trs fragmentables tels que certainescraies, marnes, schistes sdimentaires, etc., qui peuvent renfermer dans leurstructure une importante quantit deau qui se communiquera invitablementaux lments fins produits au cours du terrassement,

- la teneur en lments solubles dans le cas de roches salines.

Il est donc ncessaire de caractriser les matriaux rocheux vis--vis de ces aspects partir de diffrents paramtres dont les suivants sont considrs comme les plusreprsentatifs.

Paramtres dtat et de comportement mcanique retenus dans laclassification des matriaux rocheux

* Le coefficient Los Angeles (LA) (normeP 18-573).* Le coefficient micro-Deval en prsence deau(MDE) (norme P 18-572).

Ces deux paramtres sont introduits pour lesroches relativement dures : granites, gneiss,calcaires et grs durs... Leur interprtationvise essentiellement les possibilits demploide ces matriaux en couche de forme, voireen couche de chausse (norme P 18-101).

Le mme b loc en cours de dgradat i onaprs p lus i eurs j ours soumis aux in t em-pr i e s .

Un b loc immdia t ement aprs ex t rac t i on .

Roche a rg i l euse peu f ragmentab l e , t r s dgradab l e de l a c l a s s e R 31

Roche s i l i c euse (poud ingue) de l a c l a s s eR 42.

29

* La valeur de la masse volumique de la roche dshydrate en place (d) (norme P 94-064).

Ce paramtre qui prsente lavantage dtre aisment mesurable est en corrlation troiteavec la fragmentabilit des matriaux tels que les craies et les calcaires tendres. Soninterprtation vise essentiellement les possibilits demploi de ces matriaux en remblai.

* Le coefficient de fragmentabilit (FR) (norme P 94-066) (cf. figure 1).

Ce coefficient est dtermin partir dun essai de fragmentation. Il sexprime par lerapport des D10 dun chantillon de granularit initiale donne, mesurs avant et aprslui avoir fait subir un pilonnage conventionnel avec la dame Proctor normal.

Linterprtation de ce paramtre vise les possibilits demploi en remblai des matriauxrocheux volutifs et en couche de forme de certains matriaux rocheux plus ou moinsfriables pour lesquels les coefficients LA, MDE manquent de sensibilit.

* Le coefficient de dgradabilit (DG) (norme P 94-067) (cf. figure 2)

Ce coefficient sexprime par le rapport des D10 dun chantillon de granularit initialedonne, mesurs avant et aprs lavoir soumis des cycles de schage - immersionconventionnelle. Son interprtation vise essentiellement les possibilits demploi enremblai des matriaux issus de roches argileuses (marnes, schistes sdimentaires...).

* La teneur en eau naturelle(wn) (norme NF P 94-050)

Linfluence de ce param-tre nest prise en comptedans la classification quepour certaines craies et rochesargileuses trs fragmen-tables.

* La teneur en lments so-lubles (% NaCl, gypse...)

Linterprtation de ce pa-ramtre est videmmentlimite au cas des rochessalines.

Valeurs seuils retenues pour les paramtres dtat et de comportementdes matriaux rocheux :

Elles figurent de manire dtaille dans lannexe 1 (cf. fascicule II).

Roche magmat ique dure (basa l t e ) de c l a s s e R 61

30

Figure 2 : Principe de l'essai de Dgradabilit (DG)

Figure 1 : Principe de l'essai de Fragmentabilit (FR)

(1) Dans le cas des schis tes sdimenta i res la f rac t ion soumise l ' essa i es t40 / 80 mm.

Seui l s r e t enus : DG = 20 e t 5DG 20 : matr i au rocheux t r s dgradab l e5 < DG < 20 : matr i au moyennement dgradab l eDG 5 : matr i au rocheux peu dgradab l e

DG =D10 (i)D10 (f)

Seui l r e t enu : FR = 7s i FR 7 : Roche peu f ragmentab l es i FR > 7 : r oche f ragmentab l e

10%

10 20

D10 (i)

bac de miseen immersion

10

5

2

10%

D10 (i)D10 (f)

20 mm 2 Kg (1)

10 mm (1)

8 h

16 h

5 cycles

Etuve rgle 105 c

/

10%

10 20D10 (i)

moule

CBR

100coups

Dame proctor

10

5

2

10%

D10 (i)D10 (f)

20 mm 2 Kg (1)

10 mm (1)

FR =D10 (i)D10 (f)

/

31

1.3.3 - Exemple de tableau de classification des matriaux rocheux

On trouvera en annexe 1, la classification dtaille des matriaux rocheux (classe R).A titre dexemple, un extrait de cette annexe est reproduit ci-aprs (tableau II) pourles matriaux R1 (craies).

1.4 -Classification des sols organiques et sous-produitsindustriels (classe F)

Cette dernire catgorie concerne des matriaux particuliers dont lemploi en remblaiet en couche de forme peut dans certains cas se rvler intressant du point de vuetechnique et conomique, condition de ne pas nuire lenvironnement. Toutefois lescritres au travers desquelsil convient dexaminer cha-que famille de matriaux en-trant dans cette catgorie pouren dduire ses possibilitsdemploi sont la fois trsdivers et spcifiques la famillede matriaux considre.

La classification propose at tablie partir du re-censement des principalesfamilles de matriaux decette catgorie, susceptiblesdtre concernes en Francepar une utilisation en rem-

La craie est un empilement de particules de calcite dont les dimensions sont del'ordre de 1 10m. Cet empilement constitue une structure d'autant plus fragileque la porosit est grande (ou inversement que la densit sche est faible).Les mesures et constatations de chantier ont montr qu'au cours des oprations deterrassement, il y a formation d'une quantit de fines en relation directe avec lafragilit de l'empilement.Lorsque la craie se trouve dans un tat satur ou proche de la saturation, l'eaucontenue dans les pores se communique aux fines produites, leur confrant lecomportement d'une pte, qui s'tend rapidement l'ensemble du matriau,empchant la circulation des engins et gnrant des pressions intersticielles dansles ouvrages.Inversement, lorsque la teneur en eau est faible, la craie devient un matriaurigide, trs portant mais difficile compacter.Enfin certaines craies peu denseset trs humides, peuvent continuer se fragmen-ter, aprs mise en oeuvre, sous l'effet des contraintes mcaniques et du gel,principalement.

R11craie dense d > 1,7

1,5 < d 1,7 et wn 27

1,5 < d 1,7 et 22 wn < 27

1,5 < d 1,7 et wn < 18

1,5 < d 1,7 et 18 wn < 22

craiede densitmoyenne

R12ts

R12s

R12m

R12h

d 1,5 et wn 31

d 1,5 et 26 wn < 31

d 1,5 et wn < 16

d 1,5 et 16 wn < 21

d 1,5 et 21 wn < 26

R13ts

R13s

R13m

R13th

R13hcraiepeu

dense

Rochessdimentaires

Rochescarbonates

R1craie

sous - classeParamtres et valeurs seuilsretenus

Classement selon la nature Classement selon l'tat hydrique et le comportement

Tab l eau I I - C lass i f i ca t i on des matr i aux rocheux R 1

Un sous -produi t indus t r i e l : l e phosphogypse ( c l a s s e F 5) .Ce matriau se prsente sous l 'aspect d'un sable trs frottantmais l grement so lub l e .

Caractres principauxNature ptrographique

de la roche

l eradab l e

32

blai ou en couche de forme. On a ainsi dnombr neuf familles (sous-classes F1 F9).Chacune delles est caractrise par le (ou les) paramtre(s) duquel (ou desquels) d-pendent les possibilits demploi. Lorsque lexprience actuelle est suffisante, des valeursseuils de ces paramtres sont proposes, permettant dtablir des distinctions lin-trieur dune mme famille.

Le tableau III ci-aprs prsente cette classification en se limitant toutefois une dfinitiongnrale des matriaux entrant dans chacune des neuf familles ainsi qu celle du (oudes) paramtre(s) considr(s) comme significatif(s) vis--vis de leurs possibilits demploi.La classification complte de ces matriaux, avec les valeurs seuils des paramtresretenus ainsi que des commentaires explicatifs, est prsente dans lannexe 1.

Autres sous-produits indus-triels

Paramtres dfinir l'appui d'une tude sp-cifique.

F9

Laitiers de hauts-fournaux Caractristiques gotechniques de manire analogueaux sols B, C, D, ou aux matriaux rocheux.

F8

Matriaux de dmolition Qualit du dferraillage et de l'homognisa-tion, prsence d'lments indsirables (pltres,bois...), granulomtrie.

F7

Mchefers d'incinration d'or-dures mnagres

Taux d'imbruls et d'lments solubles, qualitdu dferraillage, du criblage et de l'homogni-sation, dure du stockage, prsence ou non decendres volantes de combustion.

F6

Phosphogypse Mode d'obtention comportant ou non une neu-tralisation la chaux, examen de la granulom-trie et de la teneur en eau.

F5

Schistes des mines de potasse Teneur en NaCl et pour ceux faible teneur,examen de leurs caractristiques gotechniquesde manire analogue aux sols A, B ou C.

F4

Schistes houillers Taux de combustion et examen de leurs carac-tristiques gotechniques de manire analogueaux sols A, B, C, D ou aux matriaux rocheux.

F3

Cendres volantessilico-alumineuses

Rapport entre leur teneur en eau naturelle etleur teneur en eau optimum Proctor normal etvaleur de l'IPI la teneur en eau naturelle.

F2

Matriaux naturels renfermantdes matires organiques

Teneur en matires organiques puis examen deleurs caractristiques gotechniques de manireanalogue aux sols A, B ou C.

F1

Famille de matriaux Symbole Paramtre(s) considr(s) commesignificatif(s) vis--vis du remploi

Tab l eau I I I - C lass i f i ca t i on gnra l e des so l s o rgan iques , sous -produi t sindust r i e l s ( c l a s s e F )

33

100 %

35 %

12 %

0 %

0 0,1 0,2 1,5 2,5 6 8

12 25 40

100 %70 %

0 %VBS

Passant 2 mm

Passant 80 m

100 %

12 %

0 0,1

VBS

Passant 80 m

A3 A4

B6B5

B3 B4D2

D3

Granites, basaltes, andsites, gneiss, schistesmtamorphiques et ardoisiers...

CalcairesCraies

Marnes, argilites, plites...

Grs, poudingues, brches...

Sel gemme, gypse

Roches carbonates

Roches argileuses

Roches siliceuses

Roches salines

R2

R1

R3

R4R5

R6Roches

magmatiques etmtamorphiques

Matriauxrocheux

Matriauxparticuliers FSols organiques et sous-produits industriels

1.5 - Tableau synoptique de classification des matriauxselon leur nature (tableau IV)

Sols

Dmax 50 mm

Sols

Dmax > 50 mm

Rochessdimentaires

Ip

B1 B2D1

A2A1

C1 OU C2

C 1 : matr iaux rouls e t matr iauxanguleux peu charpents(0/50 > 60 80 %)

C 2 : matr iaux anguleux t rscharpents (0/50 60 80 %)

Passant 80 mdans la fraction0/50 mm

2ChapitreConditions d'utilisation

des matriauxen remblai

Principes retenusPrsentation des tableaux des conditionsd'utilisation des matriaux en remblaiCommentaires sur les conditions d'utilisationprsentes dans les tableauxTableau rcapitulatif des conditions pouvant treimposes pour utiliser les diffrents matriaux enremblaiExemple de tableau des conditions d'utilisation desmatriaux en remblai prsent dans l'annexe 2

2.12.2

2.3

2.4

2.5

35

37

2.1 - Principes retenus

Les conditions dutilisation des sols, des matriaux rocheux, des sous-produits indus-triels sont celles quil y a lieu de respecter pour autoriser lemploi en remblai desdiffrentes classes et sous-classes de matriaux qui sont distingues dans la classi-fication prsente dans le chapitre prcdent.

Ces conditions sont exprimes, en exigences techniques directement intgrables dansles cahiers des charges des marchs pour obtenir la qualit gnralement recherchepour ces ouvrages.

Elles ont t dfinies dans le double souci :

- dune part, de viser le juste niveau de qualit technique ncessaire compte tenudes possibilits des matriels dexcution actuels et des pratiques habituelles,

- dautre part, de tenir compte des cots moyens des diffrentes techniques etmthodes utilises actuellement dans les pays industrialiss. De ce fait il estpossible que certaines conditions dutilisation non envisages dans le prsentdocument puissent tre retenues et donner satisfaction dans des contextestechnico-conomiques diffrents o ne sappliquent pas les mmes rgles dedlais de construction, de niveau de service ou de cot. En particulier, danscet esprit, on a considr que les matriaux sensibles leau se trouvant dansun tat hydrique trs humide (th) ou trs sec (ts) ntaient pas rutilisablesnormalement dans les remblais ou les couches de forme (cf. 1.2.1).

2.2 - Prsentation des tableaux des conditions dutili-sation des matriaux en remblai

Pour chaque classe ou sous-classe de matriaux dfinie dans la classification, les tableauxfigurant en annexe 2 (dont un extrait est prsent au 2-5 du prsent chapitre), indiquentles conditions de mise en uvre respecter en fonction de la situation mtorologiqueconstate au moment o le matriau est mis en remblai. Ne sont indiques dans cestableaux que les conditions particulires qui sont considres comme ncessaires danschaque cas lobtention de la qualit.

Les tableaux comportent cinq colonnes :

- dans la premire colonne est indiqu le cas envisag, dfini par la classe, lasous-classe et ltat du matriau. Lorsque ltat est caractris par la teneur eneau, il sagit de ltat hydrique constat lextraction. Cet tat hydrique peuttre plus ou moins modifi au moment de la mise en remblai suivant la situationmtorologique du moment et suivant la technique de mise en uvre adopte.Cest dailleurs un des intrts du document que de faire apparatre la techniquede mise en uvre respecter pour tirer le meilleur profit de la situationmtorologique,

- la deuxime colonne comporte, dans un but pdagogique, des observations

38

gnrales sur le comportement du matriau considr. Ces observationscontribuent la justification technique des conditions dutilisation proposes,

- la troisime colonne concerne la situation mtorologique durant lextractionet la mise en remblai. Pour chaque cas, les diffrentes situations mtorologiquespouvant se prsenter sont envisages. Elles sont dsignes par les signes ++,+, =, -. Ces symboles expriment le sens dans lequel a tendance varier la teneuren eau en fonction de la situation mtorologique :

++ exprime que la situation mtorologique a pour effet daccrotre la teneur eneau du matriau de manire brutale et imprvisible. Ce cas est traduit dansles tableaux par lexpression pluie forte,

+ exprime que la situation mtorologique a pour effet daccrotre la teneur eneau de manire lente et relativement prvisible. Ce cas est traduit dans lestableaux par lexpression pluie faible,

= exprime que la situation mtorologique na pas daction sensible sur la teneuren eau du matriau considr. Ce cas est traduit dans les tableaux par lex-pression ni pluie - ni vaporation importante,

- exprime que la situation mtorologique a pour effet de diminuer la teneuren eau du matriau (il sagit toujours dune diminution qui peut tre considrecomme relativement prvisible sous les climats franais). Ce cas est traduitdans les tableaux par lexpression vaporation importante.

Ces symboles ne correspondent pas des seuils quantifiables des paramtres dcrivantla situation mtorologique (hauteur ou intensit de pluie par exemple) car les effetsde la pluie ne sont pas indpendants du vent, de la temprature et du sol lui-mme.Cest au gotechnicien du chantier quil appartient de caractriser la situation mto-rologique au moment de la mise en uvre avec tout le mtier qui simpose. Dansle contexte actuel des travaux de terrassement il parat difficile de vouloir aller au-del de cette apprciation forcment toujours un peu subjective.

- Dans la quatrime colonne figurent les conditions dutilisation en remblai. Cesconditions sappliquent au cas de matriau indiqu dans la premire colonnedans lhypothse de la situation mtorologique porte dans la troisime. Commedans tout systme de classification un cas de matriau donn dans un tat donnreprsente en fait une certaine gamme de possibilits comprises entre des limitesinfrieure et suprieure. Les conditions dutilisation indiques visent donc lasituation moyenne du milieu de la gamme. Dans certains cas plusieurs solutionssont proposes et elles sont alors dsignes par un titre soulignant laspectcaractristique de la solution. Lordre de la prsentation nimplique cependantpas entre elles de priorit ou de hirarchie.

- Dans la cinquime colonne figurent des codes correspondants aux diffrentesconditions dutilisation. Lutilit de ces codes est notamment de permettre uneformulation rapide des conditions demploi lorsquune grande varit de solsdoit tre prise en compte dans un projet ainsi quune dtection immdiate deslments qui diffrencient deux ou plusieurs solutions.

39

2.3 -Commentaires sur les conditions dutilisation pr-sentes dans les tableaux

Les conditions dutilisation en remblai prsentes dans les tableaux se groupent ensept rubriques symbolises par une lettre.

E : Extraction,G : Action sur la granularit,W : action sur la teneur en eau,T : Traitement,R : Rgalage,C : Compactage,H : Hauteur des remblais.

- Rubrique E : Extraction

Le mode dextraction des dblais peut interfrer sensiblement sur la qualit des remblaisdans la mesure o :

- lextraction en couche (dpaisseur de lordre de 0,1 0,3 m) permet une bonnefragmentation et un tri relatif des diffrentes couches de matriaux. Elle a laparticularit d'exposer au maximum les sols aux agents atmosphriques, ce quiselon les cas peut-tre un effet recherch ou au contraire contre-indiqu,

- lextraction frontale se caractrise videmment par des effets exactementopposs. Elle offre en plus la possibilit dans les formations stratifies, deslectionner le niveau prsentant la meilleure portance pour le rserver lacirculation des engins de transport.

- Rubrique G : Action sur la granularit

Dans cette rubrique sont envisages diffrentes actions visant modifier la granularit

L'extrac t i on f ronta l e ( ou en but t e ) , avecun a t e l i e r pe l l e - t ombereaux .

Le motor - scraper e s t l ' eng in d ' ex t rac t i onen couches minces par exce l l ence .

40

du matriau entre son extraction et la fin de sa mise en remblai. Parmi ces actionsfigurent :

- llimination des lments > 800 mm. Cette valeur constitue en effet une limitemaximum des blocs admissibles dans le corps dun remblai compte tenu desperformances des compacteurs les plus puissants actuellement,

- llimination des lments > 250 mm. Cette valeur constitue la dimension maximaledes blocs permettant encore un malaxage du sol avec un agent de traitement,

- la fragmentation complmentaire aprs extraction. Cette modalit sapplique auxmatriaux rocheux volutifs. Lobjectif recherch est dobtenir un matriau ayant la fois un Dmax compatible avec les compacteurs utiliss et une courbegranulomtrique la plus tale possible de manire prvenir au maximum sespossibilits dvolution long terme. Cette condition implique videmmentllimination des lments > 800 mm.

Les moyens utilisables pour agir sur la granularit sont varis : ptardage, concassage,utilisation dengins spciaux tels que rouleaux pieds dameurs, chenillage avec degros bouteurs, fragmentation laide de marteaux ou burins hydrauliques, etc.

- Rubrique W : Action sur la teneur en eau

Il sagit des diffrentes mesures pouvant tre prescrites pour modifier ltat hydriquedes matriaux et notamment : laration par conditions mtorologiques favorables oulhumidification.

Pour ce qui concerne lhumidification, il convient de distinguer deux modalits.

La premire consiste en un arrosage simple durant la mise en uvre. Elle na pourobjectif que de maintenir ltat hydrique du matriau lorsque les conditions mto-rologiques sont vaporantes.

La seconde modalit visequant elle, le changementdtat hydrique du matriau.Dans ce cas il faut treconscient quil sagit duneopration dlicate quiexige de grandes quantitsdeau et le recours unbrassage ou un malaxagepour la faire pntrer ausein du matriau (une v-rification de lefficacit delopration simpose avantden gnraliser lapplica-tion sur tout un chantier).

L'humid i f i ca t i on des so l s t rop s ec s nces s i t e d 'approv i -s i onner de grandes quant i t s d ' eau ( souvent p lus de 100l i t r e s d ' eau par mtre cube de so l ) comme l e montrentl e s imposantes d imens ions de l ' a r roseuse r eprsente surla pho to (100m 3)

41

Lessorage par dpt provisoire constitue galement une modalit quil convient deprciser (dlai dessorage, mode de constitution des dpts...) en fonction du chantier.

- Rubrique T : Traitement (1)

Cette rubrique concerne les actions de traitement des matriaux avec de la chaux oudautres ractifs (ciments, cendres volantes, laitiers ou autres sous-produits industrielsventuellement). Avec des sols fins moyennement ou trs argileux, le traitement lachaux occupe une place privilgie au point quil soit justifi dans de nombreux casde le recommander exclusivement.

Lorsquun traitement du matriau est prconis cela implique quune tude particuliresoit faite pour prciser la faisabilit et lintrt de cette solution, les dosages et ven-tuellement les difficults dexcution. Sur le chantier, ce dosage doit tre choisi enfonction de ltat hydrique des matriaux, constat au moment de la mise en remblai.En particulier dans une situation mtorologique vaporante, lvaporation produitepar le malaxage peut tre suffisante pour permettre lconomie dune grande partie,voire de la totalit, du produit de traitement ; dans ce cas, il y a tout intrt imposerune aration simultane avec le traitement.

Pour lutilisation des matriaux en remblai, lobjectif du traitement est essentiellementla possibilit dexcuter la mise en uvre dans des conditions pratiques satisfaisantes.Par consquent, on pourra en gnral se contenter dun malaxage relativement sommaireavec des charrues. Pour les mmes raisons, laction du produit de traitement peut nepas avoir deffet dfinitif sur le matriau ds lors quil a permis sa mise en uvrecorrecte. Labsence de risques de gonflements doit cependant toujours tre vrifie.

(1 ) Des indicat ions dta i l les sur les condi t ions d 'excut ion des t ra i tements dematr iau en vue de leur ut i l i sa t ion en rembla i seront fournis dans le documenttechnique SETRA-LCPC "Tra i tement des so ls la chaux e t/ou aux l iants hy-draul iques" GTS.

Le traitement la chaux vivecons t i tue en gnra l l ame i l l eure so lu t i on pourruti l iser en remblai les solss ens ib l e s l ' eau t rop hu-mides . Au cours de c e t t eopra t i on , l a phase d ' pan-dage de l a chaux e s t sou-vent l a p lus d l i ca t e car i ls 'agi t d'pandre la quant i tncessa i r e avec l a prc i s i onrequise dans des cond i t i onsd'vo lut i on des eng ins f o r -c ment t ou jours d i f f i c i l e s .

42

- Rubrique R : Rgalage

Sous cette rubrique est donne une indication sur lpaisseur des couches lmentaires mettre en uvre. Il ne sagit que dune indication approximative compte tenu desmthodes de rgalage utilises en terrassement.

Cette notion dpaisseur de rgalage est cependant trs importante pour la qualit dela mise en uvre. On peut tre amen imposer pour une classe de matriau donneun rgalage en couche mince indpendamment des considrations lies au compactage,par exemple pour :

- garantir lobtention de la fragmentation complmentaire de certains matriauxrocheux volutifs,

- rechercher une mise profit maximum de la situation mtorologique (arationou humidification des matriaux).

Dans l a t e chn ique du t ra i -t ement l a chaux v ive desso l s s ens ib l e s l ' eau , t rophumides pour l 'ut i l i sa t ionen remblai, le malaxage s'ex-cute gnralement avec descharrues . Les charrues d i sques t rac t e s t e l l e quece l l e montre sur l a pho toproduis ent une qua l i t demalaxage t out f a i t s a t i s -f a i sante pour c e t t e na turede t ravaux mai s l eur pro -fondeur de travai l est faible(15 20 cm au max imum)e t su j e t t e des var ia t i onsnon matrisables par le con-ducteur .

Les charrues socs por t s l ' a r r i r e detracteurs chenilles de plus de 250 CV apparuesrcemment permet tent de malaxer l e m langeso l - chaux sur une pa i s s eur a t t e ignant sansd i f f i cu l t s 0 ,50m, ma i s ex igent un nombrede passe s s ens ib l ement supr i eur pourobt en i r une qua l i t de ma laxage comparab l e c e l l e produi t e par l a charrue d i sques .

43

Pour fixer les ides, on peut retenir :

- quune couche mince a une paisseur de 20 30 cm,- quune couche moyenne a une paisseur de 30 50 cm.

Il va de soi que la prconisation dune couche moyenne autorise a fortiori lexcutiondune couche mince et que lorsquaucune modalit de rgalage nest prconise,lpaisseur maximale des couches lmentaires est dfinie par lpaisseur de compactagepossible sur le matriau envisag avec le compacteur utilis. Ces valeurs sont indiquesdans les tableaux de compactage de lannexe 4.

Dans le cas des matriaux rocheux, le rgalage doit systmatiquement tre ralis pardchargement des matriaux la partie suprieure de la couche en cours de mise enuvre et poussage dans le talus de la couche laide dun bouteur de forte puissance(cf. schma figure 3).

F igure 3 - Schma de l a mise en oeuvre des matr i aux rocheux r e commander

- Rubrique C : Compactage

Trois niveaux dnergie sont distingus : faible, moyen, intense. Comme pour les paisseursde rgalage il sagit dune indication qualitative sur le niveau dnergie de compactagerequis par les diffrents matriaux. Les donnes quantitatives rpondant prcismentau cas de chantier considr (couple matriau - compacteur) figurent dans le chapitre 4"Compactage des remblais et des couches de forme" et dans lannexe 4. De maniregnrale le compactage "faible" doit tre appliqu aux matriaux humides pour viterleur mise en saturation et le compactage intense aux matriaux secs.

Bouteur lourddchargement des matriaux sur la couche

en cours de rgalage

Bouteur lgerdchargement des matriaux sur la couche

pralablement rgale et compacte

MAUVAISBON

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- Rubrique H : Hauteur des remblais

Lexistence de cette rubrique tient au fait que les possibilits dutilisation des matriauxsont fonction de la hauteur du remblai. Il est donc prcis sous cette rubrique quecertaines conditions de mise en uvre, qui sont acceptables pour des remblais de faiblehauteur, ne doivent pas treemployes pour des rem-blais plus levs car ellesintroduiraient des risquesexcessifs du point de vuedu tassement ou de la sta-bilit. Il est rappeler quilne sagit ici que de la sta-bilit et du tassement pro-pres du corps de remblai.La question du comporte-ment du sol de fondationdoit tre prise en consid-ration par ailleurs.

En particulier, toutes lessolutions qui parient surlamlioration des mat-riaux apporte par la si-tuation mtorologique noffrent pas de garantie suffisante pour tre admises dans laconstruction des remblais de grande hauteur.

Pour fixer les ides on considre :

- que les remblais de faible hauteur sont limits 5 m,- que les remblais de hauteur moyenne sont limits 10 m,- que les remblais de grande hauteur dpassent 10 m.

Lorsquune condition dutilisation nest pas autorise pour la ralisation dun remblaide grande hauteur ou de hauteur moyenne, cela peut sinterprter comme interdisantlapplication de cette condition dans la construction de la partie basse (partie situeen dessous des 5 mtres suprieurs du remblai) mais quen revanche les 5 mtressuprieurs de louvrage peuvent tre construits en suivant cette condition. Il convientcependant dtre prudent dans cette interprtation car il nest pas en gnral souhaitablede construire de grands ouvrages avec des parties en matriaux ayant des comportementsmcaniques ou hydrauliques trs diffrents. Par consquent la dcision de sen remettre cette interprtation doit rsulter dune rflexion prenant en compte lensemble desdonnes techniques, conomiques et organisationnelles particulires louvrageconsidr. A ce sujet, il convient de rappeler que dans tous les cas, les grands remblaisdoivent tre conus comme des ouvrages dart, dfinis individuellement dans le marchet suivis de telle sorte quils puissent faire lobjet dun dossier douvrage.

Les r embla i s de grande hauteur do ivent t r e conus commedes ouvrages d'art . . . (c f : Instruct ion technique du 19 octobre1979)

45

Remarque

Lorsque lon considre ce tableau, on constate que pour toutes les rubriques, exceptecelle relative au compactage, lventualit de navoir pas de condition dutilisationparticulire formuler existe. Dans le cas du compactage, le projeteur sera donc toujourstenu de prescrire lnergie de compactage appliquer. En particulier la conditioncompactage faible ne peut en aucun cas tre assimile une absence de conditionparticulire recommander (code 0) car elle implique dune part un niveau decompactage bien prcis appliquer, et dautre part des sujtions de chantier parti-culires telles que linterdiction aux engins de transport de circuler sur les ouvragesen cours de construction, etc.

2.4 - Tableau rcapitulatif des conditions pouvant treimposes pour utiliser les diffrents matriaux enremblai (tableau V)

Rubrique Code Conditions d'utilisation

E

Extraction

012

Pas de condition particulire recommanderExtraction en couches (0,1 0,3m)Extraction frontale (pour un front de taille > 1 2m)

G

Action sur lagranularit

0123

Pas de condition particulire recommanderElimination des lments > 800mmElimination des lments > 250 mm pour traitementFragmentation complmentaire aprs extraction

W

Action sur lateneur en eau

01234

Pas de condition particulire recommanderRduction de la teneur en eau par arationEssorage par mise en dpt provisoireArrosage pour maintien de l'tatHumidification pour changer d'tat

T

Traitement

012

Pas de condition particulire recommanderTraitement avec un ractif ou un additif adaptsTraitement la chaux seule

R

Rgalage

012

Pas de condition particulire recommanderCouches minces (20 30 cm)Couches moyennes (30 50 cm)

C

Compactage

123

Compactage intenseCompactage moyenCompactage faible

HHauteur des

remblais

012

Pas de condition particulire recommanderRemblai de hauteur faible ( 5m)Remblai de hauteur moyenne ( 10m)

46

2.5 -Exemple de tableau des conditions dutilisationdes matriaux en remblai

Le tableau VI ci-aprs, extrait de lannexe 2, reproduit les conditions dutilisation appliquer la sous-classe de sol A2h.

Remarque

Lexamen de ce tableau met en vidence la formulation extrmement synthtique dulibell de ces conditions. Cette formulation est particulirement adapte unetraduction directe en terme de prescriptions dans les cahiers des charges.

Cependant, sur le chantier, il est clair que de telles prescriptions ne sauraient treappliques sans un minimum dinterprtation fonde sur le mtier de celui qui ala charge de les faire respecter. Ainsi dans lexemple du sol A2h ci-dessus, il seraitvidemment aberrant dordonner larrt de la mise en uvre de ce type de sol parsituation mtorologique trs vaporante, si ltat hydrique est assez voisin de ltatmoyen et, si la hauteur du remblai raliser est de lordre de 6 7 m, sous prtexteque latelier ne permet pas lextraction en couches minces. En revanche, une grandeattention devra tre porte la bonne excution de laration la mise en remblai.

Tab l eau VI - Cond i t i ons d ut i l i sa t i on en r embla i des so l s de l a sous -c l a s s e A2h

ObservationsgnralesSol

Ces sols sont difficiles mettre enuvre en raison de leur portancefaible.La mise en dpt provisoire et ledrainage pralable ne sont habituel-lement pas des solutionsenvisageables dans le climat fran-ais moyen.Le matelassage est viter au ni-veau de l'arase-terrassement.

A2h

Conditions d'utilisation en remblai

Situation ne permettant pas la mise en remblai avecdes garanties de qualit suffisantes

pluiefaible NON

Solution 1 : traitementT : traitement la chauxC : compactage faible

ni pluie,ni vaporation

importante

0 0 0 2 0 2 0

Solution 2 : utilisation en l'tatC : compactage faibleH : remblai de faible hauteur ( 5 m)

0 0 0 0 0 3 1

Solution 1 : arationE : extraction en couchesW : rduction de la teneur en eau par arationR : couches mincesC : compactage moyenH : remblai de hauteur moyenne ( 10 m)

1 0 1 0 1 2 2

0 0 0 2 0 2 0

vaporationimportante

Code

E G W T R C H

+

=

_

Solution 2 : traitementT : traitement la chauxC : compactage moyen

Situationmtorologique

A1 (tats s et ts), A2 (tats th et h)

3ChapitreConditions d'utilisation

des matriauxen couche de

forme

Conception de la couche de formeMatriaux de couche de formeDimensionnement de la couche de formeClassement des plates-formes pour ledimensionnement des structures de chausse

3.13.23.33.4

47

49

13

4

2 2BA

{plates- formes

3.1 - Conception de la couche de forme

3.1.1 - Dfinition et nature de la couche de forme

La couche de forme est une structure plus ou moins complexe permettant dadapterles caractristiques alatoires et disperses des matriaux de remblai ou du terrain enplace, aux caractristiques mcaniques, gomtriques, hydrauliques et thermiques prisescomme hypothses dans la conception de la chausse.

La surface suprieure de cette structure dadaptation constitue la plate-forme supportde chausse (PF).

On dsigne par Partie Suprieure des Terrassements ou PST la zone suprieure(environ un mtre dpaisseur) des terrains en place (cas des profils en dblai) ou desmatriaux rapports (cas des profils en remblai). La plate-forme de la PST est l'Arasede terrassement AR (figure 4).

Figure 4 . - D f in i t i on des d i f f r ents t e rmes

Selon les cas de chantier (nature des sols, climat, environnement hydrogologique,trafic de chantier...) la couche de forme se prsentera sous des formes diffrentes. Ellepeut tre :

- inexistante car inutile lorsque les matriaux constituant le remblai ou le sol enplace ont eux-mmes les qualits requises,

- limite lapport dune seule couche dun matriau ayant les caractristiquesncessaires ; cest le concept traditionnel de la couche de forme,

- constitue dune superposition de couches de matriaux diffrents rpondant des fonctions distinctes, incluant par exemple un gotextile, des matriauxgrossiers, une couche de fin rglage, un enduit gravillonn... Cette associationconue rationnellement permet de former une structure dadaptation dont lasurface prsente les caractristiques requises pour une plate-forme support dechausse.

A Plate-forme support de chausse (PF)B Arase terrassement (AR)

1 Chausse (couches de roulement, base et fondation)2 Accotements3 Couche de forme4 Partie suprieure des terrassements PST : paisseur d'environ

1m de sol naturel (section en dblai) ou de matriau rapport(section en remblai) situe sous la couche de forme.

~ 1 m

50

3.1.2 - Fonctions et conception de la couche de forme

La couche de forme rpond la fois des objectifs de court terme (vis--vis de la phasede ralisation de la chausse) et de long terme (lorsque louvrage est en service). Selonles cas de chantier, on cherchera assurer, avec la couche de forme, lensemble oucertaines des fonctions suivantes.

A court terme (figure 5) :

- un nivellement de la plate-forme support de chausse permettant de raliserla couche de fondation dans les tolrances dpaisseur fixes,

- une portance suffisante, compte tenu en particulier des alas mtorologiques,pour une excution correcte du compactage des couches de chausses et lob-tention dun bon uni,

- une protection du solsupport vis--vis desintempries,

- une traficabilit per-mettant la circulation,dans de bonnesconditions, des en-gins approvisionnantles matriaux de lacouche de fondation,

- ventuellement sup-porter le trafic dechantier pour dau-tres besoins.

A long terme :

- lhomognisation de la portance du support pour concevoir des chaussesdpaisseur constante,

- le maintien dans le temps, en dpit des fluctuations de ltat hydrique des solssupports sensibles leau, dune portance minimale pouvant tre estime avecune prcision suffisante au stade du dimensionnement de la structure de chausse,

- une amlioration de la portance de la plate-forme pour optimiser le cot delensemble couche de forme - structure de chausse,

- la protection thermique des sols supports glifs,- une contribution au drainage de la chausse,- etc.

Dans un certain nombre de situations correspondant de petits ou moyens chantiers,lpaisseur de la couche de forme est fixe avec le seul objectif de permettre la ralisationde la chausse, dans des conditions mtorologiques favorables, en assurant les fonctions

Une des fonct ions " court t erme" pr imordia l es de la couchede forme : assurer la circulation dans les meilleures conditionsdes eng ins approv i s i onnant l e s matr i aux de l a couche defondat ion .

51

52

court terme dfinies prcdemment. Cette dmarche peut alors conduire retenirune couche de forme de plus faible paisseur que celle prconise dans le prsentdocument. Mais dans ce cas, lpaisseur de la couche de forme sera en gnral insuf-fisante pour :

- amliorer de faon sensible la portance long terme des sols supports,- rduire linfluence des variations de portance des sols supports sensibles leau,- obtenir une faible dispersion et la prennit des caractristiques mcaniques

de la couche de forme (dans le cas des matriaux traits).

Il faudra alors admettre quil ne sera pas tenu compte dun quelconque effet mcaniquede cette couche de forme dans le dimensionnement de la chausse.

A linverse, loptimisation du cot du projet terrassement-chausse peut tre tudieavec des paisseurs et des performances de la couche de forme suprieures aux valeursprconises dans le prsent document.

En ce qui concerne enfin la conception du projet terrassement-chausse :

- dans tous les cas, cest au niveau de la couche de forme que la question dela protection au gel du sol-support doit tre examine car cest l en gnralque la protection recherche peut tre obtenue au moindre cot,

- dans la rflexion sur la conception du drainage des eaux dinfiltration traversle corps de chausse et les accotements, le choix des dispositions constructivesdevra tre cohrent avec les caractristiques hydrauliques des matriaux de lacouche de forme.

Il savre ainsi que la conception de la couche de forme requiert une rflexion renouvele chaque chantier pour tenir compte des objectifs viss et des conditions de ralisationdes travaux. Cette rflexion doit notamment considrer :

- laptitude des matriaux disponibles tre employs en couche de forme,- lpaisseur de la couche de forme raliser selon les matriaux retenus, les

conditions de chantier et la saison durant laquelle les travaux de terrassementset de chausses seront excuts,

- les gains ventuels sur le cot global de la chausse, tirs dun accroissementdpaisseur de la couche de forme.

3.1.3 - Critres associs la construction de la chausse

En premier lieu, pour que la couche de forme puisse tre excute de manire satis-faisante, il est ncessaire que lornirage de larase des terrassements soit limit, cequi amne rechercher ce niveau une portance minimale court terme. Lexpriencemontre quune valeur de module EV2 la plaque (ou module quivalent la dynaplaque)de lordre de 35 MPa est gnralement ncessaire pour mettre en uvre une couchede forme en matriaux traits, tandis quune couche de forme en matriaux granulairespeut tre excute sur une arase de 15 20 MPa seulement.

53

Pour la ralisation des couches de chausse, les exigences minimales prconisesantrieurement sont maintenues :

- la plate-forme support de chausse doit tre nivele avec une tolrance de +ou - 3 cm,

- la dformabilit de la plate-forme, au moment de la mise en uvre des couchesde chausse, doit tre telle que :

* le module EV2 dtermin la plaque, ou le module quivalent la dynaplaquesoit suprieure 50 MPa

ou* la dflexion releve au dflectographe Lacroix ou la poutre Benkelman

sous essieu de 13 tonnes soit infrieure 2 mm.

Dans certaines conditions, comme celles de grands chantiers sur lesquels la circulationsur la couche de forme sera importante, ou du fait de la nature des matriaux de lacouche dassise et des conditions dexcution de chantier envisages (paisseurs etmatriels de compactage), il pourra savrer utile dadopter des seuils plus exigeants.Mais cela ne doit pas tre systmatique et doit tre raisonn.

3.2 - Matriaux de couche de forme

Pour quun matriau puisse tre employ en couche de forme il faut quil satisfasseaux critres dfinis ci-aprs. Certains matriaux pourront tre utiliss en ltat, dautrespourront tre rendus aptes un emploi en couche de forme moyennant une modificationde leur nature et/ou de leur tat par une technique approprie dcrite en 3.3.2.

3.2.1 - Critres satisfaire

Les critres prendre en considration concernent :

- linsensibilit leau,- la dimension des plus gros lments,- la rsistance sous circulation des engins de chantier,- linsensibilit au gel, le cas chant.

Le respect de lensemble de ces critres est impratif dans le cas des grands chantiers.Dans les autres cas, certaines exigences telles que la traficabilit tout temps, peuventtre tempres. A chaque fois, cest lingnieur dapprcier les carts admissibles enfonction des risques encourus en particulier sur les dlais dexcution.

Insensibilit leau

Le matriau de couche de forme doit avoir des caractristiques mcaniques indpen-dantes de son tat hydrique, soit ltat naturel, soit par une modification approprie(traitement avec de la chaux et/ou des liants hydrauliques, limination de la fraction0/d...), de manire garantir :

- court terme, pour la saison prvue pour lexcution des travaux, la circulation

54

quasi tout temps des engins approvisionnant les matriaux de chausse,- long terme, le maintien des caractristiques mcaniques de cette couche quel

que soit ltat hydrique sous la chausse en service.

Les sols traits restent souvent sensibles leau au jeune ge. Le choix du liant et deson dosage doivent en tenir compte. Cette sensibilit leau est apprcie partir dela chute de rsistance en traction aprs immersion (1).

Dimension des plus gros lments

La dimension des plus gros lments doit permettre dassurer un nivellement de laplate-forme dans les tolrances requises, en gnral + ou - 3 cm (cf. 3.1.3), et le caschant, un malaxage intime avec les produits de traitement.

Rsistance au trafic de chantier

Un matriau de couche de forme, utilis sans traitement avec un liant hydraulique,doit tre suffisamment rsistant la fragmentation et lattrition pour ne pas donnerlieu, sous leffet du compactage et du trafic, la formation dlments fins en surfacequi le rendraient sensible leau. Cette rsistance est apprcie partir des rsultatsdessais mcaniques (Los Angeles, micro-Deval en prsence deau, friabilit des sables).

Il faut encore que sa rsistance aux efforts tangentiels transmis par les pneumatiques(en acclration, virage, freinage) soit suffisante pour viter tout risque denlisement(problmes rencontrs surtout avec les matriaux granulaires homomtriques rouls).

Sensibilit au gel

Lincidence nfaste du gel sapprcie sous deux aspects :- la dgradation des roches et des matriaux traits la chaux et/ou aux liants

hydrauliques par glifraction,- le gonflement au gel des sols par cryosuccion.

Glifraction

Laction rpte du gel sur des granulats saturs deau peut provoquer une dgradationde ceux-ci par fragmentation ou microfissuration, particulirement lorsquils sont issusde roches poreuses. Cette sensibilit au gel est apprcie par un essai normalis :Sensibilit au gel (norme P 18-593). En gnral, pour les matriaux granulaires nontraits de couche de forme, vis--vis du long terme, il ny aura pas lieu de se proccuperde ce phnomne.

(1 ) Des indicat ions pour ces tudes sont donnes dans le document techniqueSETRA/LCPC : Traitement des sols la chaux et/ou aux liants hydrauliques GTS.

55

Dans le cas de matriaux traits la chaux et/ou aux liants hydrauliques, le gel peutprovoquer la rupture de liaisons intergranulaires cres par la prise hydraulique duliant, du fait du gonflement de leau interstitielle au cours de sa solidification. Cettesensibilit au gel est apprcie par "lessai de glifraction des matriaux traits". Pourque le matriau trait soit utilisable en couche de forme, la diffrence de rsistanceen traction mesure 28 jours, entre une prouvette tmoin et lprouvette soumiseaux cycles de gel dfinis par lessai, ne doit pas excder 50 %.

Cryosuccion

Le phnomne de cryosuccion se traduit par deux consquences vis--vis de la chausse :un gonflement du support pendant la phase de gel et, pour certains sols, une rductionimportante de portance au moment du dgel. Cette susceptibilit au gel est apprciepar lessai de laboratoire : Essai de gonflement au gel, d'un matriau O/20 (normeP98-234.2).

Pour quun matriau soit utilisable en couche de forme il doit tre non glif