Géotech.routière Chap.3 Compactage in Situ

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3. Le compactage des sols in situ 3.1 Classification selon la nature du sol Le compactage c’est l’ensemble des opérations mécanique mécaniquess qui conduise conduisent nt à accroître accroître la densité densité du sol sol en place, pour améliorer sa résistance mécanique •Le compa compactag ctagee a été été étudié étudié pour la premiè première re fois fois par par l’ingénieur américain américain PROCTOR (1933). Il a mis en évidence les premières règles de compactage •Les méthodes de compactage utilisées sont : –Le roulage (roulage d’un cylindre sur le sol) –La vibration (vibration d’un engin sur/dans le sol) –Le compactage dynamique (chute d’une masse sur le sol) –Le compactage horizontal ( injection d’un mortier très visqueux dans un forage) –Le compactage atmosphérique (accès de la pression atmosphérique sur une bâche sous laquelle le vide v ide est créé)

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3.2 Le compactage au laboratoire 3.2.1 L’essai Proctor

Figure 3.1 L’essai Proctor

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3.2.2 Les essais modifiés Moule

Proctor

CBR

Diamètre (cm)

Hauteur (cm)

Dame (kg)

Dmax (mm)

Hauteur chute (cm)

Nombre coups

Nombre couches

10,15

11,7

2,490

5

30,5

25

3

590

4,575

5

45.75

25

5

2711

4,575

15

45,75

25

3

558

4,575

15

45,75

56

5

2084

15,2

15,2

Energie volumique (kJ/m3)

Tab. 3.1 Les différents essais de compactage

Figure 3.1 L’essai Proctor

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3.2.3 L’influence de la teneur en eau

Figure 3.2 Influence de la teneur en eau sur le compactage

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3.2.4 L’influence de l’énergie de compactage

Figure 3.3 Influence de l’énergie de compactage sur la courbe Proctor

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3.2.5 L’influence de la nature du sol

Figure 3.4 Influence de la nature du terrain sur la courbe Proctor

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3.2.6 Analyse de la courbe Proctor • Du coté sec: –La résistance au cisaillement est importante et augmente avec l’énergie –La pression interstitielle est faible –Il y a risque de fissuration –Il y a gonflement en cas d’apport d’eau • Du coté humide –La résistance au cisaillement est faible et dépend peu de l’énergie –La pression interstitielle peut devenir importante –Le sol devient plastique –Il y a risque de gonflement

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3.3 Le compactage in situ • On cherche in-situ à – Limiter les tassements des corps de remblai – Obtenir de caractéristiques suffisantes de résistance • Pour cela on a choisi deux objectifs de qualité: – Qualité q3 pour les couches de forme ρdm>= 98,5% de ρdOPN ρdfc>= 96% de ρdOPN – Qualité q4 pour les remblais ρdm>= 95% de ρdOPN ρdf c>= 92% de ρdOPN

Figure 3.5 Variation de la masse volumique sèche sur la hauteur de la couche compactée

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3.3.1 Données relatives aux matériaux C’est la normalisation NFP 11-300 3.3.2 Données relatives aux compacateurs • On classe les compacteurs en fonction: o de leur type (pneu, cylindre,etc…) o de leur poids o de l’amplitude A0 de la vibration

Figure 3.6 : Mesure de A0 par vibrographe pendant la vibration du compacteur sur des coussins pneumatiques (norme NF P 98 761)

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Figure 3.7 : Les compacteurs à pneus (classe Pi, ici P3)

Classe

Charge par Roue (kN)

P1

Entre 25 et 40kN

P2

Entre 40 et 60kN

P3

Supérieure à 60kN

Tableau 3.2 : Classement des compacteurs à pneus (Pi)

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Figure 3.8 : Les compacteurs monocylindre lisse (classe Vmi, ici VM4) Classe

Masse par ml génératrice (kg/cm)

A0 (mm)

V1

Entre 15 et 25

A0>=0,6

Supérieur à 25

A0 entre 0,6 et 0,8

Entre 25 et 40

A0>=0,8

Supérieur à 40

A0 entre 0,8 et 1

Entre 40 et 55

A0>=1

Supérieur à 55

A0 entre 1 et 1,3

Entre 55 et 70

A0>=1,3

Supérieur à 70

A0 entre 1,3 et 1,6

Supérieur à 70

A0>=1,6

V2

V3

V4

V5

Tableau 3.3 : Classement des vibrants à cylindre lisse (Vi)

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Figure 3.9 : Classement des compacteurs vibrants monocylindres

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Figure 3.10 : Classement des compacteurs vibrants tandems

Chap.3 p.14

Figure 3.11 : Un compacteur vibrant tandem transversal de classe V5

Figure 3.12 : Un compacteur mixte mono-cylindre de classe V3 à l’avant et à pneus de classe P1 à l’arrière

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Figure 3.13 : Les compacteurs vibrants à pieds dameurs (Vpi, ici VP1) Classe

Masse par ml génératrice (kgcm)

A0 (mm)

VP1

Entre 15 et 25

A0>=0,6

Supérieur à 25

A0 entre 0,6 et 0,8

Entre 25 et 40

A0>=0,8

Supérieur à 40

A0 entre 0,8 et 1

Entre 40 et 55

A0>=1

Supérieur à 55

A0 entre 1 et 1,3

Entre 55 et 70

A0>=1,3

Supérieur à 70

A0 entre 1,3 et 1,6

Supérieur à 70

A0>=1,6

VP2 VP3 VP4 VP5

Tableau 3.4 : Classement des vibrants à pieds dameurs (Vpi)

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Figure 3.14 : Les compacteurs statiques à pieds dameurs (SPi, ici SP1) Classe

Charge par unité de largeur de génératrice

SP1

Entre 30 et 60 kg/cm

SP2

Supérieur à 60 et inférieur à 90kg/cm

Tableau 3.5 : Classement des statiques à pieds dameurs (Spi)

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Classe

Pression statique de contact

PQ3

Entre 10 et 15kPa

PQ4

Supérieur à 15kPa

Tableau 3.6 : Classement des plaques vibrantes (PQi)

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3.4 Les règles de compactage 3.4.1 Les paramètres définissant le compactage Les paramètres définissant de façon normalisée le compactage sont les suivants : • Paramètre Q/S (m 3 /m 2): c’est le rapport du volume de sol compacté pendant un temps donné, à la surface balayée par le compacteur dans le même temps. Il représente l’épaisseur compactée à chaque passage du compacteur • Epaisseur compactée e (m): c’est l’épaisseur maximum que le compacteur peut traiter • Vitesse de translation (km/h): C’est la vitesse maximum à laquelle le compacteur peut rouler • Nombre de passes N : C’est le nombre de passage de compacteur au même endroit nécessaire pour atteindre l’objectif  • Paramètre Q/L (m 3 /m): C’est le débit en mètre cube par unité de largeur du compacteur

3.4.2 Les conditions à satisfaire pour un bon compactage Il faut, une bonne organisation du chantier, un matériau approprié, un fonctionnement correct des compacteurs, des matériels de compactage le plus homogènes

Chap.3 p.19 3.4.2 La détermination pratique des conditions de compactage • Le paramètre Q/S et le produit e.V sont des invariants du compactage • Le nombre de passes N pratique est calculé par  Epaisseur _ Réelle  N  = Q / S  • La largeur de compactage L dépend du type d’engin

 N  =

 Epaisseur _ réelle Q / S 

Q /  L = 1000.(Q / S ).V 

Fig. 3.15: La largeur de compactage et le nombre N/n d’application de la charge • Le débit théorique par unité de largeur Q/L

Q /  L = 1000.(Q / S ).V  • Le débit pratique par unité de largeur, avec k estimé entre 0,5 et 0,75

Q pratique

=

k .(Q /  L). L.( N  / n)

Chap.3 p.20 3.4.3 Règles de bon compactage • Pour les compacteurs mixtes ou tandems

Q / S  =

∑ (Q / S 

compacteur s _ individuels

)

• Pour les ateliers avec plusieurs compacteurs identiques   1     ≥ 1 Q / S Tableau .∑    Q / S Compacteur s _ Individuels  • Pour les ateliers avec plusieurs compacteurs différents

 Q / S Tableau    ≥ 1 ∑  Q / S Compacteur  individuel    −