Réalisation de la couche de forme d’une voie de desserte de la RD6 à Gardanne : traitement de Bauxaline au Gardanex
www.cetemediterranee.fr
Sylvie Nicaise – CETE MéditerranéeLRPC Aix en Provence
Centre d'Études Techniques de l'Équipement Méditerranée
Pages
Centre d'Etudes Techniques de l'Equipement Méditerranée
2
SOMMAIRE
Contexte 3
Etude en laboratoire 6
Exécution du chantier 10
Centre d'Etudes Techniques de l'Equipement Méditerranée3
3
Création d'une voie nouvelle de desserte de la RD6 au lieudit Payannet, à Gardanne (13) Structure de chaussée : couple trafic / plateforme de classe TC3PF2 d'une VRNS
Contexte
Profil en travers d'origine
Centre d'Etudes Techniques de l'Equipement Méditerranée4
4
Proximité géographique des sites industriels de Pechiney (Rio Tinto) et de la centrale thermique de Gardanne ==> opportunité d'un chantier expérimental
Coproduits :● Bauxaline®● Gardanex®
Contexte
Centre d'Etudes Techniques de l'Equipement Méditerranée5
5
Partenaires Maître d'ouvrage et maître d’œuvre : Conseil Général 13, Direction des Routes, Arrondissement d'Aix en Provence
Entreprise de travaux : Malet
Assistance technique au maître d’œuvre : CETE Méditerranée, Laboratoire Régional d'Aix en Provence
Contexte
Centre d'Etudes Techniques de l'Equipement Méditerranée6
6
Mission du CETE Étude en laboratoire de traitement des Résidus inertes de Bauxite pour utilisation en couche de forme
Aide à la rédaction des pièces techniques du DCE
Suivi technique du chantier, essais de réception et retour d'expérience
Contexte
Centre d'Etudes Techniques de l'Equipement Méditerranée7
7
Identification des sols en place
Identification des matériaux d'apport (Bauxaline)
Étude de traitement en laboratoire : caractéristiques de compactage
définition des performances à long terme et dimensionnement de la couche de forme
Étude en laboratoire
Centre d'Etudes Techniques de l'Equipement Méditerranée8
8
Identification des sols en place Sondages au tractopelle, prélèvements d'échantillons pour analyse en laboratoire
● Sols sensibles à l'eau● ==> détermination de la classe de PST/Arase
PST3 / AR2
Étude en laboratoire
Centre d'Etudes Techniques de l'Equipement Méditerranée9
9
Identification des matériaux d'apport (Bauxaline)● Prélèvement de matériau sur le site de stockage de MangeGarri● Analyse en laboratoire pour classement selon le GTR92● Matériau classé F9 (sous produit industriel), analyse granulométrique montrant la finesse du matériau
Étude en laboratoire
Analyse granulométrique NF P 94−056
0,1 0,2 0,30,4 1 2 4 8 17 25,0 42 6780 117 2000,06
cailloux graviers gros sable sable fin
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
TAMIS ( ouverture en mm )
Centre d'Etudes Techniques de l'Equipement Méditerranée10
10
Étude de traitement en laboratoire : Caractéristiques de compactage
Choix du dosage Détermination de la densité et la teneur en eau à l'Optimum Proctor Normal
Mesure de l'IPI et l'ICBRi pour différentes teneur en eau et différents dosages en liant.
Étude en laboratoire
Centre d'Etudes Techniques de l'Equipement Méditerranée11
11
Étude de traitement en laboratoire : choix du dosage en liant Tests réalisés par mesure de l'IPI et l'ICBRi pour différentes teneur en eau et différents dosages en liant.
Étude en laboratoire
ESSAI PROCTOR
1,3
1,4
1,5
1,6
29 31 33 35 37 39
Teneur en eau d'imbibition ( % )
Mas
se v
olum
ique
sèc
he
(ρρ ρρ
d)
(3% Gardanex PI) (5% Gardanex PI) (7% Gardanex PI)
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
70
75
80
85
90
95
100
29 31 33 35 37 39
Teneur en eau (%)
Indi
ce P
orta
nt Im
méd
iat
Variation de l'indice portant immédiat en
fonction de la teneur en eau d'imbibition
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
70
75
80
85
90
95
100
29 31 33 35 37 39
Teneur en eau (%)
Indi
ce P
orta
nt Im
méd
iat
Variation de l'indice C.B.R. en fonction de la teneur en eau de
d'imbibition
==> choix du dosage : 7% GARDANEX®
Centre d'Etudes Techniques de l'Equipement Méditerranée12
12
Étude de traitement : définition des performances à long terme et dimensionnement de la couche de forme
Essais de compression simple (Rc) à 7 et 28 jours : âge autorisation la circulation sur la couche traitée
Essais de compression diamétrale (Rit/Eit) à 28 et 90 jours de cure : performances escomptables à long terme
Étude en laboratoire
Centre d'Etudes Techniques de l'Equipement Méditerranée13
13
Étude de traitement : définition des performances à long terme et dimensionnement de la couche de forme
Étude en laboratoire
Centre d'Etudes Techniques de l'Equipement Méditerranée14
14
1,E+03 1,E+04 1,E+05 E (MPa)
Rt (MPa)
Zone 2
Zone 3
Zone 4
Zone 5
10 3 10 4 2 5 2
0.1
0.2
0.5
2
1 Zone 1
7% Gardanex 90 jours
7% Gardanex 28 jours
Étude de traitement : définition des performances à long terme et dimensionnement de la couche de forme
Étude en laboratoire
==> classe mécanique 5 pour un traitement en place
Centre d'Etudes Techniques de l'Equipement Méditerranée15
15
Étude de traitement : dimensionnement de la couche de forme
Étude en laboratoire
==> sur arase AR2, 35cm de couche de forme traitée permet d'obtenir PF3
Centre d'Etudes Techniques de l'Equipement Méditerranée16
16
==> Vérification de la faisabilité de la technique et de l'obtention des performances requises
==> Définition des paramètres d'exécution Teneur en eau de compactage
Dosage en liant permettant d'obtenir le niveau de PF souhaité
Détermination des performances mécaniques à long terme + Reconnaissance du sol support ==> dimensionnement de la couche de forme.
Age autorisant la circulation sur la couche traitée
Étude en laboratoire
Centre d'Etudes Techniques de l'Equipement Méditerranée17
17
Suivi des phases d'exécution – contrôle du respect des prescriptions 1 – Approvisionnement des matériaux et du liant
Boues rouges stockées sur le site de Mange Garri
Gardanex fourni par Surschiste
Exécution
Centre d'Etudes Techniques de l'Equipement Méditerranée18
1830 à 35 35 à 40 40 à 45 45 à 50 50 à 55
0
1
2
3
4
5
6
W%
nb
val
eu
rs
30 à 35 35 à 40 40 à 45 45 à 50 50 à 55
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
4,5
W%
nb
vale
urs
Suivi d'exécution – contrôle du respect des prescriptions
2 – Préparation des matériaux
Matériaux trop humides sur le lieu de stockage ==> réduction de la teneur en eau par aération et malaxage.
Avant aération > Après aération
Exécution
Centre d'Etudes Techniques de l'Equipement Méditerranée19
19
Suivi d'exécution – contrôle du respect des prescriptions 3 – Epandage du liant, malaxage
Epandeuse HAMM, malaxeur à arbre horizontal
Exécution
Contrôles à la bâche : vérification du dosage : masse de liant épandue au m²
Centre d'Etudes Techniques de l'Equipement Méditerranée20
20
Suivi d'exécution – contrôle du respect des prescriptions 3 – Epandage du liant, malaxage
Epandeuse HAMM, malaxeur à arbre horizontal
Exécution
Malaxage : vérification de la profondeur de pénétration et du degré d'intimité du mélange
Centre d'Etudes Techniques de l'Equipement Méditerranée21
21
Suivi des phases d'exécution – contrôle du respect des prescriptions 4 – Compactage partiel, préréglage, compactage final
Exécution
Compacteur vibrant BOMAG BW 144 AD-2
Compacteur à pneus CATERPILLAR PS300
Nombre de passes définies selon le GTR92
Centre d'Etudes Techniques de l'Equipement Méditerranée22
22
Suivi d'exécution – contrôle du respect des prescriptions 5 – Protection superficielle, interdiction de circulation
Mise en œuvre d'un enduit bicouche
Voie fermée pendant 7 jours
Exécution
Centre d'Etudes Techniques de l'Equipement Méditerranée23
23
Suivi des phases d'exécution 6 – Essais de réception
Mesure de la portance
Exécution
Centre d'Etudes Techniques de l'Equipement Méditerranée24
24
Suivi des phases d'exécution 6 – Essais de réception
Mesure de la portance
Exécution
Centre d'Etudes Techniques de l'Equipement Méditerranée25
25
Suivi des phases d'exécution 6 – Essais de réception
Mesure de la portance
Exécution
Zones à faibles modules correspondant à des valeurs faibles en PST/Ar (matériaux en place humides) ==> reprise de ces zones.
Centre d'Etudes Techniques de l'Equipement Méditerranée26
26
Suivi des phases d'exécution 6 – Essais de réception
Mesures des déflexions à la poutre Benkelman sous essieu 13t à 28 jours de cure
Seuil PF3 : 60/100mm
Exécution
Centre d'Etudes Techniques de l'Equipement Méditerranée27
27
Contrôle du respect des prescriptions – mesures de déflexion à la poutre Benkelman sous essieu 13t Seuil PF3 : 60/100mm
Exécution
Centre d'Etudes Techniques de l'Equipement Méditerranée28
28
Contrôles a posteriori : carottage Épaisseur couche traitée, aspect
Exécution
Centre d'Etudes Techniques de l'Equipement Méditerranée29
29
Un chantier permettant d'avoir un retour d'expérience sur l'utilisation de la Bauxaline traitée au Gardanex en couche de forme● Etude de laboratoire : paramètres à respecter lors de la mise en œuvre
● Suivi de chantier : contrôles du respect des prescriptions définies par l'étude. Points importants : teneur en eau, interdiction de circulation
● Phénomène de feuilletage constaté lors du compactage ==> adapter les moyens
● Économie en matériaux granulaires● Obtention d'une PF3 ==> réduction de l'épaisseur de chaussée
Conclusion