Recommandation du SETRA et du LCPC pour le traitement en place
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1. 2 3 PLANCHE D ESSAIS Il est souhaitable de r aliser avant le chantier ou au d but du chantier une planche d essais notamment pour les chantiers importants Le d tail de son organisation est pr voir soigneusement de pr f rence avec le concours de l entreprise notamment pour le choix de l emplacement de l tendue de la planche du mat riel et de l encha inement des essais Les objectifs des essais qui seront r alis s peuvent tre les suivants test en vue d un r ajustement ventuel des courbes de dosage en chaux mises au point au laboratoire en fonction des conditions du chantier test des mat riels propos s par l entreprise en vue de leur agr ment et de leur talonnage pandage malaxage compactage choix d une m thode de mise en uvre notamment paisseur des couches trait es en place avant et apr s transport s il y a lieu mise au point de l organisation du contr le pour la fabrication et la r ception 2 4 APPROVISIONNEMENT EN CHAUX La chaux pourra tre fournie par l entreprise ou par le ma tre d uvre Si le chantier de traitement doit durer plusieurs mois et si les quantit s de sol trait doivent tre importantes il sera bon de planifier l approvisionnement en chaux en relation avec les producteurs pour que ceux ci puis sent faire face ia demande sans heurts et que les caract ristiques de la chaux puissent tre suivies la production Les2. 1 000 C pendant 1 heure La perte de poids p p est due au d part du CO provenant de la d composition des carbonates et de l eau provenant de la d shydratation de la chaux teinte _ Calcul de la teneur en chaux libre et en chaux vive la teneur en chaux libre exprim e en pourcentage de CaO est donn e par la formule o 40 x 100 z 56 2 44 y j avec x le nombre de cm de KOH vers s lors du dosage de Ja chaux totale y et z respectivement le poids de la prise d essai et Paugmentation de poids du tube absorbeur asca rite lors du dosage de la chaux combin e la teneur en chaux vive est donn e par 56 X 100 z is 1 p P __ 100z 18 po y 20 44 y 2 3 Dosage de la chaux incorpor e dans un sol par pH m trie La m thode consiste mettre sous forme de saccharate soluble le calcium contenu dans la chaux par addition de saccharose et doser le saccharate form en d terminant la quantit d une solution d acide borique n cessaire pour amener la solution un pH de 10 5 L appareillage utilis comprend essentiellement un pH m tre et un dispositif d agitation m canique suscep tible de r aliser un brassage assez nergique de 500 g de m lange sol chaux mis en suspension dans deux litres d une solution de saccharose 10 Pour une chaux et un sol donn s on tablit pr alablement la 70 courbe d talonnage fournissant en fonction du do
3. La technique du r pandage par sous solage conjugu e avec Pali mentation des doseurs en chaux fluidis e exp riment e pour l instant sur un engin prototype est tr s pro metteuse sous les aspects suivants s curit pr cision du dosage scarification pr alable du sol 3 MALAXAGE Les caract ristiques des mat riels de malaxage actuels sont r sum es sur le tableau B Le rendement des malaxeurs d pend de la mouture exig e et des conditions particuli res du sol et du chan tier Des chantiers de terrassement en grande masse ont t r alis s avec des cadences de 2 000 2 500 mi j pour 10 heures de travail journalier avec un malaxeur rotatif de grande puissance TABLEAU B Caract ristiques des mat riels de malaxage actuels CE peamnceku Fa r charrues Malaxeurs rotatifs Caract ristiques Scarificateurs Charrues disques Automoteurs Tract s ou port s 15 100 ch 100 300 ch 150 400 ch et 295 ch 10 20 t Puissance de l engin ou de son tracteur Diam tre rotor ou disques jusqu 1 25 m 0 30 0 60 m jusqu 1 30 m et 1 00 m Profondeur maximale x R 15 25 cm d action 20 45 cm 30 50 cm et 40 cm Largeur de travail jusqu 3 30 m 1 80 3 10 m 1 30 2 50 m Vitesse de travail 5 20 m mn 5 20 m mn jusqu 50 cm
4. dans des conditions d termin es La perm abilit Pair d un sol varie dans de tr s larges limites suivant sa nature et son degr de satu ration Pour les sols fins la perm abilit lair d un chantillon compact d une mani re d termin e peut permettre de situer sa teneur en eau par rapport au domaine des teneurs en eau correspondant de bonnes conditions de mise en uvre si le sol est trop sec la perm abilit Pair est tr s grande s il est trop humide elle est au contraire tr s faible ou pratiquement nulle Pour un sol trait la chaux la perm abilit l air est fonction non seulement de la teneur en eau natu relle mais aussi du dosage en chaux plus le dosage est lev plus la perm abilit l air est lev e prin cipalement en raison des modifications de structure formation de grumeaux etc qui r sultent de l addi tion de chaux En pratique pour un type de sol donn trait ou non trait et pour des conditions d essai d termin es on peut d finir une fourchette de perm abilit lair dans laquelle le sol doit se trouver pour tre dans de bonnes conditions de mise en place Et la mesure sur le chantier permet de v rifier rapidement si l on se trouve dans la fourchette d sir e Dans le cas des sols trait s o les deux param tres teneur en eau et dosage en chaux interviennent l essai permet de juger si le dosage en chaux est bien adapt la teneur en e
5. e la chaux est constitu e d un mat riau insensible au gel partir du moment o elle est prot g e par la chauss e et peut donc tre prise en compte dans l pais seur des couches non g lives sauf si les conditions sont tr s s v res hivers comportant fr quemment plusieurs cycles successifs de gel profond d gel et tr s forte humidit sous le limon trait et condition de r duire l paisseur de 10 cm pour tenir compte des irr gularit s de la couche dues au r glage On est conduit en pratique utiliser sur chantier des dosages minimaux sup rieurs compte tenu de la pr cision des mat riels d pandage disponibles actuellement On trouvera en annexe lIl un expos sur ces mat riels Voir ce sujet le Catalogue de structures types de chauss es Ce Catalogue est diffus par le SETRA Division des chauss es et par le LCPC Service des publications En ce qui concerne la sensibilit d une couche de forme non recouverte par la chauss e voir le paragraphe 3 9 58 CHAPITRE 1 LES DIFF RENTS MAT RIAUX EN PR SENCE LEURS CARACT RISTIQUES 1 1 LES DIFFERENTS TYPES DE SOLS PASSIBLES D UN TRAITEMENT A LA CHAUX L ventail des sols passibles d un traitement la chaux efficace est large mais il d pend d une part de la nature des sols et d autre part des possibilit s pratiques des engins de mise en uvre qui limitent l int r t conomique de la solution
6. la fois du point de vue de la densit et de la portance telle que celle du pourcentage de vides d air Cette m thode permet d autant mieux d appr cier le r sultat du compactage que le dosage en chaux est correct ce qui suppose que ce dosage a t ajust et contr l par ailleurs Voir paragraphe 3 5 Le pourcentage de vides d air peut tre mesur directement et rapidement sur pr l vement intact au moyen d un picnom tre air On peut galement le calculer partir de mesures de densit en place et de teneur en eau selon la formule Na 1 w ya Ya Ys Na pourcentage de vides d air rapport entre le volume d air contenu dans un chantillon et le volume appa rent de l chantillon w teneur en eau pond rale ya densit s che ys densit des grains solides Ce pourcentage de vide d air doit tre compris entre 3 et 12 Contr le dans le cas des couches de forme Les couches de forme sont en g n ral trait es des dosages tels que l indice CBR est toujours croissant nergie de compactage et densit croissantes Le contr le du compactage est alors effectu soit par mesure de densit gammadensim tre densitom tre membrane la densit s che doit atteindre 100 de la densit s che Proctor normal soit par mesure du pourcentage de vides d air lequel doit tre inf rieur 15 Remarque l auscultation de la plate forme termin e est fr quemment pr vue au moyen d
7. par diff rences des r sultats des dosages ci dessus exprim s en poids de CaO on obtient les dosages en chaux libre et en chaux vive Remarque Cette m thode suppose que la chaux combin e est int gralement sous forme de CO Ca ce qui est g n ralement le cas pour une chaux calcique grasse Les essais sont effectu s de la mani re suivante Dosage de la chaux totale on attaque 1 g de produit au moyen de 40 cm d une solution d HCI l acide chlorhydrique en exc s est titr en retour par une solution normale de potasse l indicateur de virage tant la ph nolphtal ine Dosage de la chaux combin e le produit doser est attaqu par une solution de PO H 50 l eau de solution tant remplac e par une solution satur e d ac tate de cuivre pour bloquer H S en cas de pr sence de sulfure Le CO d gag est entra n par un courant d azote dess ch dans des absorbeurs gel de silice et perchlorate de magn sium et recueilli dans un absorbeur ascarite dont laugmentation de poids donne le poids de CO d gag Cette op ration n est valable que pour les faibles teneurs en CO le poids de produit prendre pour ef fectuer ce dosage doit tre tel que la quantit de CO d gag e n exc de pas 30 mg Dosage de la chaux teinte on mesure le nouveau poids p d une prise initiale de poids p 2 gram mes environ qui plac e dans une capsule de platine tar e a t port e au four
8. tre r alis e pour chaque famille de sols et pour chaque chaux si plusieurs chaux de caract ristiques diff rentes sont en concurrence Elle est conduite diff remment suivant l utilisation du mat riau trait en remblai ou en couche de forme Cas de l utilisation en remblai Le principe de l tude consiste dans la recherche du dosage en chaux n cessaire pour que le sol trait compact l nergie de l essai Proctor normal attei gne un indice CBR obtenu apr s poin onnement imm diat suffisant pour permettre une mise en u vre dans de bonnes conditions La valeur de l indice CBR admettre sera en g n ral comprise entre 5 et 15 Elle d pend des condi tions de chantier et en particulier du mat riel du coefficient de s curit dont on veut s assurer vis vis des al as d ex cution de la position de la couche trait e par rapport la couche de forme et des caract ristiques des sols Certains sols tr s collants peuvent n cessiter en pratique des dosa ges en chaux conduisant des indices CBR relative ment lev s pour atteindre une maniabilit suffisante formation de grumeaux non collants Les r sultats de cette tude permettent d tablir des abaques donnant en fonction de la teneur en eau naturelle du sol ou de son indice CBR cette teneur en eau naturelle avant traitement le pourcentage de chaux qu il est n cessaire de lui incorporer pour obtenir un indice CBR donn Cas de l
9. d gradation une circulation tr s lourde du chantier en p riode pluvieuse ou au moment du d gel Ces d gradations restent g n ralement super ficielles et sont alors r parables L volution favorable long terme des caract ristiques obtenues pour les couches de forme trait es la chaux permettra vraisemblablement d en tenir compte dans le dimensionnement des chauss es et de modifier en cons quence la classe du sol de fondation Les applications de cette technique sont encore trop r centes pour qu on puisse en tirer des conclusions et modifier les dispositions fix es au Catalogue de structures types de chauss es Il appara t n anmoins possible de prendre en compte les couches de forme trait es la chaux dans l paisseur totale des mat riaux consid r s comme non g lifs dans le processus de dimen sionnement des chauss es vis vis du gel fix au Catalogue des structures sauf lorsque les conditions locales sont tr s s v res gel profond plusieurs cycles de gel d gel et tr s forte humidit sous le sol trait kd 4 D autres techniques de construction de couches de forme peuvent tre employ es comme par exemple le traitement au ciment lorsque les sols ont des teneurs en eau peu lev es ou le trai tement mixte chaux ciment Le choix d une couche de forme trait e ou non et les fonctions qu elle doit assurer avant pendant et apr s la construction de la chauss e d pendent de la nature du sol e
10. d un prix rendue sur chantier donn s admissible au dessous duquel le traitement reste comp titif On peut ainsi avoir une id e de la latitude permise dans l application de la solution traitement La d termination du dosage effectif pr visible ne peut se faire qu la suite de l tude g otechnique qui doit s attacher notamment bien d finir les diverses familles de sols susceptibles d tre rencontr es et suivre autant que possible pendant un cycle saisonnier complet l volution des teneurs en eau naturelles avec les pr cipitations correspondantes On peut ainsi en particulier d terminer l incidence de la p riode d ex cution pr visible du chantier sur le co t du traitement Il est aussi n cessaire de pr parer le chantier de traitement pour lui assurer un bon rendement et augmenter les chances d une bonne ex cution Notamment si l tude hydrologique en montre l int r t il faut pr voir la construction d un r seau d assainissement pr alable de l emprise des terrassements suffisamment t t avant le d but du chantier pour r duire les teneurs en eau naturelles Il faut pr voir galement le r seau de drainage des eaux de ruissellement sur la plate forme en cours de mise en uvre et termin e pour viter l accumulation d eau sur le sol trait particuli rement n faste dans le cas o des cycles de gel d gel se produisent 2 2 ETUDE EN LABORATOIRE Le but de l tude en laboratoire est de recherc
11. de magn sium et donnent des chaux constitu es d un m lange en proportions variables de CaO et de MgO Selon la teneur en magn sie MgO on les appelle chaux calcique MgO lt 2 chaux calco dolomitique 2 lt MgO lt 25 chaux dolomitique ou magn sienne 25 lt MgO lt 45 Toutes ces chaux peuvent tre vives ou teintes Les chaux sont produites dans des fours qui sont verticaux syst me ancien au charbon ou moderne au fuel et au gaz ou horizontaux rotatifs syst me moderne au fuel ou au gaz A la sortie des fours la chaux est form e de blocs solides qui sont broy s pour constituer de la chaux vive pulv rulente ou hydrat s pour constituer de la chaux teinte qui devient pulv rulente par la r action m me Les chaux contiennent des impuret s sous forme d incuits gt carbonate de chaux ou de surcuits chaux vive fondue qui peuvent tre consid r es comme chimiquement inertes pour les r actions qui nous int ressent La densit des chaux en vrac est Ja suivante Chaux vive 0 88 lt ya lt 0 96 39 lt y lt 3 4 Chaux hydrat e 0 48 lt va lt 4 64 23 lt n lt 2 4 Chaux magn sienne hydrat e 27 lt v lt 2 9 67 ANNEXE II SCHEMA D ETUDE EN LABORATOIRE 1 ETUDE DU TRAITEMENT A LA CHAUX Pour une chaux donn e et pour une famille de sol reconnue au cours des tudes de terrassement et sus ceptible d tre trait e la chaux la quantit de m
12. es dans le temps par exemple 24 48 h pour laisser la chaux le temps d ameublir les mottes argileuses Dans ce cas le sol doit tre l g rement compact apr s le premier malaxage surtout s il y a risque de pr cipitations 3 8 COMPACTAGE La surveillance du compactage d un sol trait la chaux rev t une importance particuli re pour les raisons suivantes le comportement d un sol fin trait la chaux est tel que la densit s che obtenue est tr s sensible l nergie de compactage et cela d autant plus que le dosage est lev cas des couches de forme dans le cas o le dosage en chaux est faible compte tenu de la teneur en eau naturelle cas o l on vise en remblais une valeur du CBR peu lev e par exemple comprise entre 5 et 10 l indice CBR d cro t lorsque l nergie de compactage d passe une certaine valeur cet effet tant d l approche de la saturation cous sin de caoutchouc En revanche pour les dosages relativement forts compte tenu de la teneur en eau natu relle cas des couches de forme l indice CBR est fortement croissant en fonction de l nergie de compactage le compactage des couches trait es notamment lorsqu il s agit de couches de forme recouvrant un sol fin non trait peut tre rendu difficile voire impossible par le manque de portance du sol sous jacent Ces diff rents facteurs rendent particuli rement int ressante l ex cution de planches d essais qui
13. essais de plaques ou de mesures de d flexion Ces mesures bien que tr s utiles ne sont pas envisag es dans le contexte de la pr sente recommandation tant donn qu elles ne rendent pas seulement compte de la qualit de l ex cution du traitement la chaux 3 9 REGLAGE DES COUCHES ET DES SURFACES DE TALUS Les sp cifications pr vues dans le CPS Terrassements g n raux pour les sols fins non trait s sont appli cables Si la couche de forme passe l hiver sans tre recouverte la partie sup rieure risque d tre d sorganis e par la conjugaison des effets de la pluie et des cycles de gel d gel L ampleur des d gradations de surface d pend du compactage de l ge du sol trait et du dosage en chaux Sa protection peut s envisager de deux fa ons par l pandage d un enduit imperm able qui joue galement le r le d une couche de cure dans le cas o la circulation de chantier sur la couche de forme est peu intense dans ce cas le r glage est fait la cote d finitive en donnant la couche de forme une l g re sur paisseur de 5 10 cm qui sera supprim e par un r glage d finitif avant la mise en uvre de la chauss e Le r glage des couches de forme sera effectu par rabotage En cas de flache importante le r glage par apport de mat riaux peut tre effectu sous r serve de scari fication pr alable sur une paisseur de 10 cm environ Le traitement la chaux am liore l
14. lange La part de l vaporation due au premier ph nom ne a une limite sup rieure Celle due au second est tr s variable en fonction des conditions de malaxage proc d dur e et nergie de malaxage hygrom trie tem p rature vent elle peut tre importante l apport de mat riaux secs l apport de chaux sans augmentation de la quantit totale d eau diminue la teneur en eau pond rale du m lange L hydratation de la chaux vive l vaporation due la chaleur de r action et l apport de mat riaux secs pro duisent ensemble un abaissement de 0 6 0 8 de teneur en eau pour 1 de chaux La part la plus impor tante de cet abaissement peut souvent tre mise sur le compte du malaxage en effet si les conditions atmosph riques sont favorables elle peut atteindre plusieurs fois celle due au seul apport de chaux vive On trouvera en annexe un expos sommaire sur les diverses chaux existantes et leurs propri t s 57 B 2 MODIFICATION DES PROPRIETES GEOTECHNIQUES DU SOL Cette modification se fait en deux tapes l une imm diate l autre plus fente peut durer plusieurs ann es Elle est due la r action de la chaux sur les particules d argile i L ampleur des effets imm diats et long terme caract rise la r activit du sol la chaux elle d pend de l importance de la fraction argileuse contenue dans le sol et de sa nature B 2 1 Modifications imm diates Elles sont dues
15. notamment en R publique f d rale d Allemagne en Suisse en Belgique et aux Etats Unis ont permis de d gager les notions les plus importantes et les principales r gles suivre pour un bon emploi de cette technique Ces notions et ces r gles font l objet de la Recommanda tion pour le traitement en place des sols fins la chaux appliqu aux travaux de terrassement Sans chercher r sumer le contenu de ce document quelques points sont souligner Cette Recommandation labor e conjointement par le SETRA et le LCPC a t diffus e dans les ser vices de PEquipement Elle peut tre obtenue en s adressant au SETRA Division des chauss es 46 avenue Aristide Briand 92223 BAGNEUX au LOPC Service des publications 58 boulevard Lefebvre 75732 PARIS CEDEX 15 Bull Liaison Labo P et Ch 61 sept oct 1972 R f 1251 49 50 Tout d abord bien que l on sache que la chaux a un effet b n fique long terme sur le comportement m canique des sols argileux l effet principal utilis dans l emploi du traitement la chaux en terrassement est l action imm diate de la chaux sur la consistance de la plupart des sols contenant une fraction argileuse Cette action se mesure par laugmentation de Fin dice CBR obtenue court terme par l incorporation de chaux Pour les sols fins r agissant bien avec la chaux et qui sont tr s nombreux l essentiel de l action imm diate de la cha
16. peuvent per mettre en fonction des conditions du chantier de d finir l paisseur des couches compacter et d agr er le mat riel de compactage et ses conditions d emploi Tous les types d engins adapt s aux sols fins conviennent en g n ral Pour les couches de forme il est n cessaire de disposer sur le chantier d un engin permettant d assurer la fermeture et le lissage de la surface Dans le cas de traitement la chaux vive il n est pas souhaitable que le compactage suive de trop pr s le malaxage afin que l hydratation de la chaux ait le temps de se faire un d lai de quelques heures est favo rable quand les intemp ries ne sont pas craindre Contr le dans le cas des remblais Le compactage doit tre d une part assez intense pour amener le mat riau une densit telle qu il n y ait pas de risques de tassement ult rieur et obtenir l indice CBR vis poin onnement imm diat et d autre part assez mod r pour viter la chute de l indice CBR li e la saturation Ces deux conditions doivent tre satisfaites pour obtenir un bon r sultat avec le dosage minimal 65 Les mesures de densit peuvent permettre de v rifier que la premi re condition est satisfaite elles ne peuvent v rifier commod ment que la seconde lest la chute de l indice CBR tant tr s rapide pour une faible variation de densit Par cons quent il est pr f rable de contr ler le compactage par une mesure plus significative
17. pour les sols tr s collants ou tr s consistants 1 2 LES CRITERES DE CHOIX DE LA CHAUX On peut utiliser soit de la chaux vive soit de la chaux teinte Annexes et Il La chaux vive pose des probl mes de s curit lors des diff rentes manipulations transport et mise en uvre en revanche elle pr sente plusieurs avantages sur la chaux teinte l abaissement de teneur en eau obtenu est sup rieur poids gal elle est plus efficace car elle fournit plus d ions Ca 3 de chaux vive ont les m mes effets que 4 de chaux teinte la chaux vive est plus dense que la chaux teinte Ces deux derniers avantages se traduisent notamment par une r duction des co ts du stockage et du trans port Les crit res d efficacit de la chaux sont de deux cat gories granulom trique et chimique Ils sont choisis pour faciliter la dispersion de la chaux dans le sol gr ce la granulom trie et pour obtenir une r action intense gr ce la granulom trie la r activit et la teneur en chaux libre Les crit res indiqu s dans le tableau concernent les chaux a riennes vive ou teinte Leur respect garan tit l aptitude d une chaux au traitement des sols fins cependant l emploi d une chaux ne remplissant pas toutes les conditions num r es n est pas n cessairement exclu sous r serve d une tude particuli re de laboratoire d un calcul de rentabilit et de la compatibilit de la chaux en qu
18. utilisation en couche de forme La qualit demand e peut dans ce cas galement s exprimer par un indice CBR mais d termin apr s immersion L indice CBR retenir doit tre choisi en fonction des l ments qui permettent de d finir les carac t ristiques utiles d une couche de forme qualit globale pr visible du terrassement qualit demand e par la chauss e et notamment la couche de fon dation sollicitations pr visibles de la couche de forme eau gel trafic de chantier du bilan paisseur qualit du mat riau trait en fonction du dosage ce qui fait notamment intervenir le compactage qui doit pouvoir tre d autant plus intense que le dosage est lev voir paragraphe 3 8 L tude en laboratoire a donc pour but de d termi ner l indice CBR apr s immersion en fonction du dosage et de la teneur en eau initiale du mat riau traiter Le domaine explorer est limit d une part par la valeur minimale de l indice CBR attein dre par exemple 25 et d autre part par le do sage maximal compatible avec la rentabilit de la solution Pour la mesure de l indice CBR les prouvettes seront en g n ral compact es l nergie de l essai Proctor normal car l exp rience prouve que dans la majorit des cas les conditions de compactage sur chantier sont m diocres portance du sous sol paisseur de la couche difficult s du compactage dans le cas des forts dosages
19. FER EC GEMENT 46 av Aristide Briand 92223 BAGNEUX T l 655 42 42 SERVICE D TUDES TECHNIQUES DES ROUTES ET AUTOROUTES M HUET Ing nieur G n ral des Ponts et Chauss es Directeur Le Directeur du Service d Etudes Techniques des Routes et Autoroutes Monsieur le Directeur D partemental de l Equipement OBJET Traitement des sols fins la chaux Le traitement des sols en place conna t actuellement un certain d veloppement en France dans les travaux de terrassement En particulier le traitement des sols fins la chaux est un proc d qui permet d utiliser en remblai certains sols limoneux ou argileux qui seraient mis la d charge en raison de leur tat et peut ainsi constituer une solution aux probl mes des terrassements dans les r gions d favoris es du point de vue des mat riaux Le traitement la chaux permet galement de constituer avec des sols m diocres des couches de forme ayant des caract ristiques suffisantes pour une mise en uvre correcte des chauss es Il peut dans ce cas galement tre utilis en phase pr liminaire un traitement au ciment Les pr sentes recommandations ont pour objet d aider les ma tres d uvre r aliser de tels traitements en les informant des r sultats des recherches et exp rimentations effectu es au cours de ces derni res ann es La poursuite des tudes entreprises et des constatations sur chantier permettra d am liorer nos connaissances et d l
20. Les sols doivent contenir une phase argileuse non n gligeable puisque c est partir d elle que se produi ront les r actions am liorant les propri t s du sol court et long terme Ce n est pas le cas de tous les sols r put s difficiles mettre en uvre La possibilit d utiliser des dosages faibles donc conomiques im plique que le sol r agisse bien avec la chaux modification des propri t s g otechniques d finies au para graphe B 2 et que sa teneur en eau reste dans certaines limites Cependant si un sol r agit mal avec la chaux le traitement peut tre utilis avec le seul objectif de r duire la teneur en eau mais l am lioration obtenue est alors temporaire et le traitement peut n cessiter des dosages importants qui en limitent l emploi Il faut aussi noter que la pr sence de mati res organiques n est pas favorable l effet de la chaux surtout long terme L augmentation du dosage qu elles peuvent entra ner sera donn e par l tude de laboratoire De toute fa on l aptitude d un sol au traitement la chaux ne peut tre pr cis e que par les r sultats d une tude sp cifique voir chapitre 2 ll faut tenir compte des possibilit s et de l efficacit des engins adapt s au traitement des sols qui sont disponibles actuellement Annexe Ill Des difficult s de circulation peuvent se pr senter en terrain mou des probl mes de malaxage peuvent apparaitre pour les sols contenant des cailloux et
21. Recommandation du SETRA et du LCPC pour le traitement en place des sols fins la chaux Pr sentation E LEFLAIVE Ing nieur ECP Chef de la section de g otechnique routi re et terrassements Laboratoire central ment en France dans une phase de d veloppement la suite du d marrage qu il a L traitement des sols la chaux en tant que technique de terrassement est actuelle connu dans le nord du pays il y a quelques ann es Ce d veloppement a plusieurs causes En premier lieu le volume des travaux de terrassement d une mani re g n rale est de plus en plus important et l on souhaite pour ces travaux une planification toujours plus pr cise et plus s re qui s accommode mal des al as des terrasse ments dans les sols sensibles leau en second lieu la mise en d p t des sols fins et leur remplacement par des mat riaux d emprunt est une solution de plus en plus co teuse dans les r gions o les mat riaux d emprunt se rar fient enfin la gamme des mat riels d ex cution bien adapt s au traitement la chaux s est d velopp e au cours de ces derni res ann es et continue se compl ter Ces diff rents l ments ont entra n une prise de conscience de l int r t de cette technique L exp rience des premiers chantiers importants les constatations et tudes de laboratoire qu ils ont suscit es jointes une analyse de l exp rience et des connaissances d j acquises l tran ger
22. aborer ult rieurement des directives plus pr cises Il est donc important que vous fassiez part soit au SETRA Division des chauss es et des terrassements soit au LCPC D partement de g otechnique des difficult s que vous pourriez ventuellement rencontrer dans l emploi de cette technique 53 54 J attire tout particuli rement votre attention sur les points suivants Le traitement des sols la chaux est une technique particuli re de terrassement qui pr sente des avantages certains dans les r gions d favoris es du point de vue de la qualit du sol et des conditions climatiques Elle donne en particulier une grande souplesse dans le d roulement du chantier en r duisant les arr ts dus aux intemp ries et en am liorant les conditions de travail des sols Elle permet galement d obtenir une meilleure qualit globale des terrassements notamment par l homog n it du mat riau trait Cependant compte tenu du co t relativement lev du traitement la chaux son emploi doit r sulter d une tude conomique comparant les diff rentes solutions susceptibles d tre envisag es Le traitement la chaux permet d obtenir des couches de forme ayant des caract ristiques suffisantes pour construire les chauss es mais il ne permet pas de supprimer tous les probl mes de chantier En particulier la stabilit l eau et au gel n est pas totale et de telles couches de forme ne peuvent recevoir sans aucune
23. andage et malaxage Les indications donn es concernent les mat riels existant actuellement Les mat riels et techniques d pan dage et de malaxage ont beaucoup volu au cours des derni res ann es ce qui a d ailleurs bien contribu au d veloppement des techniques de traitement en place cette volution se poursuit 1 STOCKAGE Le stockage de la chaux est effectu en silos ou en sacs de pr f rence en plastique pour de petits chan tiers Ji existe deux types de silos les silos verticaux du type couramment utilis pour les centrales b ton et les silos horizontaux pr sentant l avantage de pouvoir se d placer tr s fr quemment avec le chantier L alimentation et la vidange des silos sont g n ralement effectu es par voie pneumatique Leurs capacit s courantes sont de 20 50 m3 TABLEAU A Caract ristiques des mat riels d pandage actuels Epandage en surface Boronia par sous solage Tract ou port prototype en version tract e Automoteur version automotrice s adapte une possible citerne de transport 5a Propre cuve c iz selon la citerne 17 m PPRESS 3 15 m 10 12 t de chaux pneumatique direct par la citerne pneumatique soit au silo soit au camion citerne Remplissage tracteur agricole Engin de traction ou forestier bulldozer ou bulldozer Largeur 0 50 2 40 m 0 50 2 40 m 2 m environ Vitesse de travail 15 60 m mn Alimentation du it flui
24. ap proche de celui des malaxeurs de chantier c est dire r alisant plut t une fragmentation par exem ple au moyen d une lame tournant grande vitesse qu un p trissage Apr s malaxage le mat riau est conserv environ une demi heure en bo te ferm e puis compact l nergie de l essai Proctor normal Le poin onnement CBR est effectu imm diatement apr s lPach vement du compactage 1 2 Pr sentation des r sultats Les r sultats seront exprim s sous la forme d un tableau r capitulatif et d abaques fig 1 et 2 donnant en fonction de la teneur en eau naturelle du sol ou de son indice CBR cette teneur en eau naturelle le pourcentage de chaux qu il est n cessaire de lui incorporer pour obtenir l indice CBR vis A titre d exemple pour le limon d Orly de caract ristiques wo 32 lp 12 gt Yd OPN 1 79 WIOPN 16 et dans le cas o un CBR de 10 est vis pour une utilisation en remblai les r sultats peuvent se pr senter comme sur la figure 2 Ainsi pour une teneur en eau relev e sur chantier de 23 le dosage en chaux est de 2 5 2 DESCRIPTION SOMMAIRE DE QUELQUES ESSAIS 2 1 Test de r activit de la chaux Le test de r activit permet d appr cier la rapidit de la r action d hydratation de CaO contenu dans une chaux vive commerciale donn e Cette rapidit d pend notamment de la proportion de produits non r ac tifs ou lentement r actifs l e
25. at riau n cessaire est de 100 kg environ Le sol et la chaux seront identifi s selon les indications du paragraphe 2 2 1 1 Ex cution des essais Cas de l utilisation en remblai Cas de l utilisation en couche de forme Les essais consistent en la mesure de l indice CBR Le sch ma d ensemble de l tude est le m me Les imm diat sur des prouvettes pr par es en g n ral dosages en chaux retenir d pendent des caract trois ou quatre teneurs en eau initiales et trois ristiques demand es la couche de forme par ou quatre teneurs en chaux entre 0 5 et 4 le exemple de 2 4 6 et 8 lus souvent x z p ent Apr s malaxage le m lange est conserv environ Les teneurs en eau initiales sont choisies apr s cxa 2 heures en bo te ferm e puis compact l nergie men des courbes Proctor et CBR du mat riau non Proctor normal i g p A RARE jp L a Ourenene Fi menre CN Cam Les prouvettes sont immerg es durant quatre jours naturelles pr visibles au moment des travaux avant delre PolnCOnn CS Il faut par ailleurs observer le plus grand soin au moment de humidification de fa on pr parer un mat riau dont la teneur en eau ne s carte pas de 0 2 point de la teneur en eau vis e Une fois pr par le mat riau doit tre conserv 24 heures au moins en bo te tanche Le malaxage du m lange sol chaux sera effectu de pr f rence dans un appareil dont l effet se r
26. au contenue dans le produit commercial et de la granularit de ce dernier 68 Fig 1 Exemple de pr sentation des r sultats CBR imm diat 0 1 2 3 4 Dosage en chaux Variation de l indice CBR imm diat en fonction du dosage en chaux et pour trois teneurs en eau initiales o sjeh agg 1s g il mme 1 69 1 Fig 2 Exemple d abaques d interpr tation Dosage en chaux 18 19 20 21 22 23 24 Dosages en chaux pr voir en fonction de la teneur en eau naturelle pour obtenir un indice CBR imm diat de 5 10 15 Dosage en chaux 10 12 14 CBR w nat Dosage en chaux pr voir en fonction de l indice CBR la teneur en eau naturelle pour obtenir un indice CBR imm diat de 5 10 15 69 Le test consiste mesurer l l vation de temp rature produite par la chaleur d gag e par la r action d hy dratation de CaO L essai est r alis dans un vase Dewar de 750 cm environ muni d un couvercle herm tique et isolant con u pour permettre le passage d un thermom tre et d un agitateur m canique Le thermom tre doit per mettre des lectures jusqu 100 C avec une pr cision de 0 5 C L agitateur constitu d une palette en mati re non conductrice de la chaleur doit avoir une vitesse de rotation de 300 to
27. au naturelle la fourchette de perm a bilit Pair dans laquelle il faut se trouver tant d termin e au cours de l tude de laboratoire si l essai est envisag Le sol trait est pr lev apr s malaxage et compact dans un moule Proctor de fa on reproductible au moyen d un dispositif pneumatique constitu essentiellement d une membrane lastique sur laquelle on applique durant quelques secondes une pression de 8 bars L chantillon dans son moule est ensuite sou mis l essai de perm abilit Fair Le perm am tre utilis comprend un r servoir de 15 litres environ que l on gonfle une pression de 0 5 bar et qui est reli par un tube souple la cellule contenant l chan tillon La perm abilit Fair est exprim e par le temps mis pour que la pression du r servoir chute de 0 5 0 2 bar Avec un tel appareillage l essai de perm abilit s effectue en cinq minutes environ Bulletin de Liaison des Laboratoires Routiers des Ponts et Chauss es n 48 nov 1970 Dosage de la chaux par pH m trie dans des mat riaux trait s 71 ANNEXE III INDICATIONS SOMMAIRES SUR LES MATERIELS DE TRAITEMENT EN PLACE TI n est pas question dans cette annexe des mat riels d utilisation courante dans les travaux de terrasse ments des sols fins transport r galage compactage etc mais uniquement des mat riels sp cifiques l ex cution d un traitement en place stockage p
28. aux r actions provoqu es par l apport d ions Catt et OHT change de cations Na et K gt par Cat et effet de floculation des particules argileuses provoqu par les forces lectriques mises en jeu par cet change L incidence de ces r actions sur les propri t s g otechniques sont les suivantes la limite de plasticit w augmente l indice de plasticit Ip w wp diminue l indice CBR augmente les courbes Proctor sont en g n ral tr s aplaties la teneur en eau l optimum Proctor augmente quand la forme de la courbe en permet la d termination la densit l optimum Proctor diminue la sensibilit au gel diminue Ces modifications imm diates se traduisent notamment par la formation au malaxage de grumeaux non col lants qui rendent le sol beaucoup plus maniable Pour les sols qui r agissent le mieux avec la chaux l appa rition de ces grumeaux et la maniabilit qui en r sulte ainsi que l accroissement de l indice CBR imm diat se produisent pour des dosages tr s faibles Par exemple ces effets ont t constat s en laboratoire avec 0 5 de chaux sur un limon dont la teneur en eau naturelle d passait tr s sensiblement la teneur en eau l optimum Proctor normal B 2 2 Modifications long terme L argile et la chaux qui sont en pr sence vont r agir lentement l une sur l autre en cr ant de nouvelles esp ces min rales dans le sol qui constituent des cime
29. criptions sp ciales types pr cisant les clauses particuli res au traitement des sols la chaux est en pr paration et vous sera adress ult rieurement Le Directeur du Service d Etudes Techniques des Routes et Autoroutes 4 Ed M HUET 55 SOMMAIRE INTRODUCTION A Objet du traitement la chaux B M canisme de la stabilisation CHAPITRE 1 Les diff rents mat riaux en pr sence Leurs caract ristiques 1 1 Les diff rents types de sols passibles d un traitement la chaux 1 2 Les crit res de choix de la chaux CHAPITRE 2 Les tudes 2 1 Etude au niveau de l ensemble du projet 2 2 Etude en laboratoire 2 3 Planche d essais 2 4 Approvisionnement en chaux CHAPITRE 3 Recommandations sur la mise en uvre Sp cifications et contr les 3 1 S curit 3 2 Organisation du chantier dans le cadre du mouvement des terres 3 3 Pr paration du sol 3 4 Approvisionnement stockage et contr le de la qualit de la chaux 3 5 Dosage et pandage de la chaux 3 6 Epaisseur des couches au malaxage et au compactage 3 7 Malaxage 3 8 Compactage 3 9 R glage des couches et des surfaces de talus ANNEXE Les diverses qualit s de chaux disponibles ANNEXE II Sch ma d tude en laboratoire ANNEXE Ill Indications sommaires sur les mat riels de traitement en place 56 Les pr sentes recommandations concernent le traitement la chaux de sols limoneux ou a
30. disation syst me de dosage gravit uid Gamme de dosage 2 60 kg m2 2 18 kg m2 Dispersion 20 5 peut tre Mobilit tous terrains celle de la citerne bien adapt aux mauvais terrains 72 2 EPANDAGE Les caract ristiques des mat riels d pandage actuels sont r sum es sur le tableau A D une mani re g n rale les observations suivantes peuvent tre faites leur sujet R glage du dosage Les syst mes doseurs des pandeurs sont volum triques et les dosages pond raux obtenus d pendent donc de la densit apparente de la chaux utilis e son arriv e au syst me doseur aussi le r glage initial des syst mes doseurs doit tre contr l et ajust chaque changement de fourniture ce qui est plus facilement r alisable lorsque le syst me doseur est command par un dispositif variation continue Ce dispositif est galement indispensable si on veut ajuster finement le dosage en chaux en cours d ex cution Dispersion Les pandeurs existants ont en g n ral une grande dispersion actuellement une valeur de Ja dispersion de 20 doit tre consid r e comme une limite maximale admissible provisoirement Il serait souhaitable que des progr s technologiques permettent de ramener assez rapidement la tol rance admissible 5 ce qui aurait une r percussion importante sur le d veloppement de la technique du traitement des sols la chaux Sous solage et fluidisation de la chaux
31. doit tre effectu l abri de l air et de l humidit En cas de stockage de chaux d passant 10 jours des pr l vements seront faits pour mesurer la r activit et la teneur en chaux libre 3 5 DOSAGE ET EPANDAGE DE LA CHAUX Expression du dosage en chaux En laboratoire le dosage de la chaux est d fini pond ralement il est rapport au poids de sol sec et exprim en pourcentage de ce dernier Sur le chantier pour les op rations d pandage ce dosage est rapport au m tre carr de sol pour obtenir le dosage en kg m partir du dosage en pourcentage du poids de sol sec il faut conna tre la densit s che en place du sol traiter et la profondeur de malaxage qui sera atteinte 63 Choix et ajustement du dosage en chaux Au d but et chaque reprise de travail un dosage initial est d fini partir de l tude de laboratoire et de mesures soit de teneur en eau naturelle soit d indice CBR du mat riau non trait Cependant ce dosage peut tre sensiblement diff rent du dosage le plus conomique chaque instant soit parce que le sol o la chaux ne sont pas exactement ceux ayant servi l tude soit parce que la teneur en eau naturelle volue soit enfin en raison des variations des conditions m t orologiques et de leur influence sur l vaporation au cours du malaxage et des autres manipulations pouvant pr c der le compactage Or il est important conomiquement de toujours travailler au dosag
32. e minimal I est donc utile de pouvoir ajuster le dosage au moyen d une tude sommaire analogue dans son principe l tude de laboratoire ou en utilisant d autres essais qui sans d terminer le dosage permettent de savoir si le dosage appliqu est trop fort ou trop faible Parmi ces essais qui sont effectu s partir du mat riau d j malax on peut citer mesure de l indice CBR sur une prouvette compact e l nergie de l essai Proctor normal mesure du pourcentage de vides d air sur une prouvette compact e l nergie Proctor normal cette mesure pouvant tre effectu e commod ment au moyen d un picnom tre air s adaptant directement sur le moule Proctor Le pourcentage de vides d air est d autant plus lev que le dosage est fort mesure de la perm abilit l air d un chantillon compact dans un moule Sur un chantier tant soi peu important les conomies que l on peut faire en ajustant le dosage peuvent justifier la pr sence continue d un ou plusieurs laborantins A titre d exemple si pour 1 000 m de sol trait le contr le et l ajustement du dosage en chaux permettent une diminution moyenne de 0 1 point de chaux le gain obtenu correspond au prix de revient d une journ e de labo rantin Ainsi pour un chantier de 2000 m j une diminution du dosage r el de 1 repr sente le prix de revient de 20 laborantins Enfin il faut souligner qu un exc s de dosage n est prati
33. er et du prix de revient des chaux dont l emploi peut tre envisag Il faut souhaiter que cette Recommandation telle qu elle a pu tre r dig e compte tenu des connaissances actuelles soit l origine de l extension dans de bonnes conditions techniques du traitement la chaux qui a d j dans notre pays une place importante puisque plusieurs millions de m tres cubes de sols fins ont t trait s ce jour Mais on peut envisager un d veloppement encore beaucoup plus important de cette technique si l on consid re qu elle n a encore int ress que quelques r gions de France et si l on consid re galement titre de comparaison que les volumes trait s par nos voisins belges au cours des quatre ou cinq der ni res ann es sont gaux plusieurs fois les volumes trait s en France MINIST RE DE L AM NAGEMENT DU TERRITOIRE DE L QUIPEMENT DU LOGEMENT ET DU TOURISME SERVICES D TUDES TECHNIQUES LABORATOIRE CENTRAL DES ROUTES ET AUTOROUTES DES PONTS ET CHAUSS ES SETRA LCPC Recommandation pour le traitement en place des sols fins la chaux Ce document est propri t de l Administration et ne peut tre reproduit m me partiellement sans l auto risation du Directeur du Service d Etudes Techniques des Routes et Autoroutes ou du Directeur du Laboratoire Central des Ponts et Chauss es ou de leurs repr sentants autoris s 51 MINIST RE DE L QUIPEMENT Bagneux le 29 juin 1972
34. es de forme ayant des qualit s m caniques suffisantes pour recevoir le trafic de chan tier la chauss e et le trafic futur et ayant une stabilit l eau et au gel am lior e Le traitement la chaux peut dans ce cas constituer un traitement en soi ou un traitement pr liminaire un traitement au ciment B MECANISME DE LA STABILISATION Ce m canisme peut se d composer en actions l mentaires dues pour les unes aux r actions chimiques et pour les autres aux proc d s de mise en uvre du m lange Chacune de ces actions pourrait tre consi d r e comme ind pendante des autres y a cependant souvent superposition de plusieurs d entre elles selon le type de chaux utilis vive ou hydrat e et les conditions de mise en uvre Les propri t s du sol trait voluent plus ou moins vite dans le temps B 1 MODIFICATION DE LA TENEUR EN EAU La teneur en eau d un m lange sol chaux est inf rieure celle du sol initial en raison de l hydratation de la chaux si elle est vive est une r action imm diate et fortement exothermique ce qui a pour effet d lever la temp rature du m lange CaO H O Ca OH 15 5 kcal l vaporation de l eau deux ph nom nes interviennent simultan ment lors du m lange d une part la contribution d une partie de la chaleur de r action la vaporisation d une certaine quantit d eau du sol d au tre part l a ration du sol provoqu e par le malaxage du m
35. es propri t s m caniques des sols ce qui peut permettre dans certains cas d augmenter la pente des talus Cet accroissement tant fonction du dosage en chaux et du comporte ment long terme du m lange sol chaux une tude de laboratoire est n cessaire pour pr ciser les valeurs des pentes adopter Essai d crit en annexe II 66 ANNEXE I LES DIVERSES QUALITES DE CHAUX DISPONIBLES Les chaux sont obtenues par calcination de calcaire et de calcaire argileux ou de marnes calcaires et leurs propri t s sont diff rentes notamment vis vis des sols auxquels elles sont m lang es selon le pourcen tage de calcaire et la temp rature laquelle s effectue la calcination PRODUITS TEMPERATURE DE CUISSON DE DEPART 900 1 000 C 1 000 1200 C Calcaire pur CO Ca gt 95 He Chaux Calcaire argile 2 ou a rienne gt f Calcare manici maigre Chaux faiblement hydraulique 90 lt CO Ca lt 95 Marnes calcaires Chaux hydraulique 40 lt CO Ca lt 75 Chaux minemment hydraulique PRESENTATION Chaux vive ou hydrat e Ces chaux font prise dans l eau par formation de silicates et d alu PRISE Ces chaux font prise Pair par minates de calcium hydrat s et F recarbonatation lente de la chaux Pair par recarbonatation de la chaux libre qu elles contiennent au moins 10 Certains calcaires contiennent une forte proportion de carbonate
36. estion avec le bon fonctionnement du mat riel d ex cution 59 Crit res d efficacit des chaux a riennes CHAUX VIVE CHAUX ETEINTE Crit res granulom triques 1 Classe granulom trique 0 2 mm 2 Passant au tamis de 200 gt 90 3 Passant au tamis de 80 u gt 50 Passant au tamis de 80 4 gt 90 Crit res chimiques et de r activit 1 Teneur en chaux libre gt 80 Teneur en chaux libre gt 50 2 Teneur en chaux teinte lt 5 3 Test de r activit l eau La temp rature finale minimale doit atteindre 60 C au bout de 25 mn Voir en annexe Il paragraphe 2 description sommaire de quelques essais 60 CHAPITRE 2 LES TUDES 2 1 ETUDE AU NIVEAU DE L ENSEMBLE DU PROJET Dans le cas de sols de mauvaises qualit s le projet doit tre tabli apr s une tude conomique comparant entre elles les diff rentes solutions possibles d p t emprunt modification du trac traitement la chaux ou autre type de traitement etc L optimum conomique peut d ailleurs tre une combinaison de diff rentes solutions Pour ce qui est du traitement la chaux le co t de la solution d pend du dosage qui sera effectivement uti lis On peut cependant d terminer a priori le plafond de rentabilit de la solution en se r f rant au co t de la technique concurrente la plus conomique et en calculant le pourcentage maximal moyen de chaux d une qualit et
37. her quels sont les dosages en chaux pr voir en fonction de la chaux utilis e de la nature et de l tat des sols vis s par le traitement et de l utilisation soit en rem blai soit en couche de forme du mat riau trait Cette tude doit comporter Le classement des diff rents sols en familles en donnant pour chacune d elles les caract ristiques suivantes courbe granulom trique jusqu 2 microns limites d Atterberg courbe Proctor normal courbe CBR obtenue par poin onnement imm diat d prouvettes compact es l nergie de l essai Proctor normal et four chette annuelle des teneurs en eau naturelles L identification de la chaux L tude en laboratoire doit dans toute la mesure du possible tre r alis e avec la ou les chaux qui sera utilis e sur le chantier L identification de la chaux comporte la granulom trie par tamisage la mesure de la teneur en chaux libre la teneur en chaux vive ventuellement et le test de r activit pour les chaux vives A cet gard on peut consid rer dans l tat de la technique de traitement en 1972 que le co t est de 2 3 F m pour 1 de chaux Le co t des op rations de traitement stockage pandage malaxage compactage est assez variable notamment selon le volume trait et la qualit demand e il se situe en g n ral dans les conditions actuelles entre 2 et 4 F ms 61 L tude du traitement proprement dit Cette tude doit
38. n place des conditions locales climat ressources en mat riaux contraintes de circulation pour les appro visionnements etc et de la structure de la chauss e pr vue Il doit r sulter d une tude co nomique comparant diff rentes solutions pour l ensemble couche de forme et chauss e Le prix de la chaux est un l ment important du co t du traitement Il est actuellement de l ordre de 2 3 francs par m tre cube et par pour cent de chaux utilis e Il est donc important de limiter le dosage en chaux la quantit strictement n cessaire compte tenu des caract ristiques des sols et de l objectif vis Le dosage conomique ne peut tre d termin sans tude pr alable et sans contr le sur chantier Certains sols peuvent tre trait s avec des dosages tr s faibles inf rieurs 1 en laboratoire En pratique le dosage sur chantier est plus lev les mat riels existants actuellement ne permettant pas une grande pr cision du dosage Un effort a t entrepris pour am liorer ces mat riels et a permis la mise au point d un appareil au Centre d tudes et de construction de prototypes de Rouen dont la construction et la commercialisation sont l tude Cet effort doit tre maintenu en particulier par une exigence soutenue des ma tres d uvre sur les caract ristiques et l tat des mat riels utilis s sur les chantiers v rification et contr le de la dispersion avant agr ment Un Cahier des pres
39. n pr levant des chantillons de mat riau trait sur lesquels on dose la chaux par pH m trie voir en annexe ll 3 6 EPAISSEUR DES COUCHES AU MALAXAGE ET AU COMPACTAGE Les conditions d ex cution imposent des limites l paisseur des couches l mentaires soumises aux op ra tions succesives de malaxage et de compactage Les malaxeurs du type pulvi mixeur les plus puissants actuellement disponibles permettent d atteindre des paisseurs de 40 cm environ dans le sol naturel Cette paisseur qui correspond 50 60 cm de sol foisonn peut poser des probl mes de compactage en place Couche trait e et laiss e en place L paisseur maximale de la couche d pend de l engin de malaxage et doit tre compatible avec les possibilit s des engins de compactage Voir la description de ces essais en annexe ll Voir en annexe Ill 64 Couche trait e et transport e l paisseur de malaxage est d termin e par les possibilit s des malaxeurs et des engins de reprise La mise en place se fait par couches successives dont l paisseur est fonction des exigences et des moyens de compactage On peut cependant imposer au CPS une limite sup rieure 3 7 MALAXAGE La qualit du malaxage d pend du mat riel utilis et de son mode d emploi ainsi que de la nature et de l tat du sol trait Les engins susceptibles d tre utilis s dans un atelier de malaxage sont des malaxeurs rotor horizontal ou des charr
40. nts de qualit s diverses selon la nature min ralogique de l argile liant entre elles les particules inertes du sol La chaux agit essentiellement sur la silice et l alumine de l argile pour former des silicates et des aluminates de calcium hydrat s plus ou moins cristallis s Ces modifications dans la nature des particules du sol ont pour effet de faire voluer encore favorablement les propri t s g otechniques du mat riau sol chaux et particuli rement la r sistance la compression simple l indice CBR la stabilit l immersion et la stabilit au gel Remarques sur les paragraphes A et B Le traitement la chaux est envisag ici comme une technique particuli re de terrassement en masse et de r alisation de plate forme de travail permettant une mise en uvre correcte des couches de chauss e L volution favorable long terme des caract ristiques des couches de forme trait es la chaux per mettra vraisemblablement d en tenir compte dans le dimensionnement des chauss es mais il n est pas encore possible dans l tat actuel de nos connaissances d envisager une r duction de l paisseur de la chauss e proprement dite Pour la m me raison l utilisation de cette technique pour constituer des couches de fondation de chauss e n est pas envisag e dans ce document En ce qui concerne la stabilit au gel des exp rimentations effectu es r cemment permettent de consi d rer qu une couche de forme trait
41. quement pas d celable visuellement Epandage de la chaux Compte tenu de la technologie actuelle des mat riels l pandage est effectu par d p t d une couche de chaux la surface du sol traiter Les pr cautions suivantes doivent tre prises faire attention la discordance possible entre les largeurs de travail de l pandeur et du malaxeur ainsi qu entre leurs d bits respectifs arr ter l pandage en cas de vent pour viter le transport olien de la chaux qui peut fausser le dosage et mettre en danger la s curit du personnel et des riverains quand il s agit de chaux vive Remarque La tendance actuelle est la recherche d engins permettant la mise en place de la chaux au sein m me de la couche traiter Ce mode d pandage apporte un gain de s curit une am lioration des conditions de travail pour le personnel ainsi que la continuit de service par grand vent I a ga lement l avantage d effectuer simultan ment un ameublissement du sol Contr les du dosage Le contr le de l pandeur talonnage en d but de chantier et contr le en cours de fonctionnement est effectu en recueillant la chaux r pandue sur une plaque de 0 5 m que l on p se ensuite il faut de plus contr ler la profondeur effective du malaxage dans le sol naturel Ces deux l ments permet tent de d terminer le dosage effectif Le contr le du dosage effectif apr s malaxage peut ventuellement se faire e
42. r des prescriptions communes CPC et pr cis es au Cahier des prescriptions sp ciales CPS Terrassements g n raux On peut y adjoindre l ensemble des travaux pr liminaires ayant pour objet l assainissement ventuel de la zone int ress e La surface du sol traiter ne doit pas pr senter trop d irr gularit s En particulier dans le cas d une couche de forme trait e en place la surface doit tre nivel e suivant le profil d finitif pour assurer l homog n it de l paisseur de la couche trait e Il peut tre n cessaire de proc der une scarification pr alable afin d ameublir le sol et d liminer les gros l ments qui peuvent perturber le malaxage 3 4 APPROVISIONNEMENT STOCKAGE ET CONTROLE DE LA QUALITE DE LA CHAUX Il est souhaitable de contr ler la qualit de la chaux avant son d part de l usine pour ne pas avoir la refuser une fois livr e sur le chantier Ce contr le peut tre fait par un agent du laboratoire le plus proche de l usine Les crit res de contr le utiliser sont ceux retenus par le ma tre d uvre parmi les crit res de choix men tionn s au paragraphe 1 2 La capacit de stockage de la chaux sur le chantier doit tre suffisante pour absorber les irr gularit s d ap provisionnement qui peuvent se produire malgr les pr visions faites para t raisonnable de chercher obtenir une capacit de stockage correspondant deux jours de travail continu Le stockage
43. rgileux effectu en place et qui est destin les rendre aptes tre mis en uvre et constituer un remblai ou une couche de forme Remarque pr liminaire Des chaux de natures et de propri t s diff rentes sont suscepti bles d tre utilis es Actuellement et dans l tat de nos connaissances seule l utilisation des chaux a riennes peut faire l objet de recommandations et de prescriptions INTRODUCTION A OBJET DU TRAITEMENT A LA CHAUX Certains sols limoneux ou argileux en raison de leurs propri t s g otechniques intrins ques et ou de leur teneur en eau sont consid r s comme des mat riaux mauvais ou m diocres cr ant un handicap conomique et technique pour le ma tre d uvre et pour l entreprise Le plus souvent ces sols sont mis en d p t et rem plac s par d autres de meilleure qualit Le traitement la chaux peut apporter une solution aux probl mes pos s par ces sols la fois en modifiant leur nature et en am liorant leur tat permet d utiliser des sols impropres au r emploi ou de qualit m diocre dans leur tat naturel et d ex cuter les terrassements dans des conditions normales de travail tout en diminuant la susceptibilit du chantier aux intemp ries pour ex cuter des remblais en masse tout en am liorant leur stabilit r aliser des pistes de chantier ven tuellement am liorer localement des zones de terrain tr s humides constituer des couch
44. sage en chaux commerciale la quantit de solution d acide borique 20 g l n cessaire pour porter le pH de la suspension la valeur de 10 5 Pour d terminer le dosage en chaux sur le chantier il suffit d effectuer un essai en se repla ant dans les conditions op ratoires de l talonnage et de se reporter ensuite la courbe d talonnage Le dosage en chaux peut tre connu vingt minutes environ apr s le pr l vement de l chantillon de sol trait et il est possible de mener de front plusieurs essais 2 4 Mesure du pourcentage de vides d air au picnom tre air Le pourcentage de vides d air est par d finition gal au rapport du volume des vides contenus dans un chantillon de sol au volume apparent de cet chantillon Le principe de la m thode consiste mesurer le volume des vides d un chantillon de volume apparent connu Un chantillon de sol intact est pr lev l aide d un carottier de volume connu fonc dans le sol l aide d un dispositif lui appliquant une pression statique croissante Apr s arasage le carottier contenant l chantillon est introduit dans la cuve de mesure d un picnom tre air sp cialement adapt Cet appareil donne directement le volume des vides de l chantillon qui rapport au volume du carottier fournit le pourcentage de vides d air 2 5 Ajustement du dosage en chaux par la mesure de la perm abilit lair d un chantillon de sol compact
45. ues disques Leur emploi peut tre combin avec des passages de scarificateurs de divers types Une scarification pr alable la charrue au ripper ou la herse avant pendant ou apr s l pandage de la chaux permet d augmenter le rendement et de r duire l usure des malaxeurs rotor L emploi d un malaxeur rotor est recommand pour les couches de forme Le malaxage doit tre fait assez rapidement apr s l pandage de la chaux le d lai d pend des conditions atmosph riques Il faut veiller ce que deux bandes adjacentes soient effectivement jointives sans bande de sol non trait entre elles car le sol malax et foisonn d borde la limite r elle de malaxage La qualit du malaxage est appr ci e d abord par l homog n it de teinte du m lange c est dire l absence de train es de chaux non incorpor e dans le sol Elle est appr ci e d autre part par la finesse de mouture du m lange qui doit tre en r gle g n rale de granularit 0 30 0 50 mm pour le remblai et de 0 10 0 20 mm pour les couches de forme Le contr le du malaxage porte sur les deux points ci dessus ainsi que sur le d lai coul entre l pandage et le malaxage notamment lorsque les conditions atmosph riques sont d favorables Si l obtention de la granularit demand e se r v le difficile ou impossible par suite du caract re plastique et coh rent du sol on peut envisager de proc der un malaxage en deux tapes espac
46. urs par minute 50 Les poids respectifs de chaux et d eau seront pris dans le rapport 1 4 par exemple 150 g de chaux pour 600 g d eau L eau et la chaux utilis es doivent tre une temp rature initiale de 20 C 0 5 L eau est d abord introduite dans le vase Dewar puis on y verse rapidement la totalit de la chaux et d s cet instant on mesure toutes les minutes la temp rature du m lange jusqu stabilisation de cette tem p rature Les r sultats sont pr sent s sur un graphique repr sentant l volution de la temp rature en fonction du temps 2 2 M thode provisoire de dosage de la chaux libre et de la chaux vive dans une chaux industrielle Dans une chaux industrielle on distingue d une part la chaux combin e sous forme de carbonates silicates aluminates sulfates de calcium etc et d autre part la chaux libre ou chaux disponible qui comprend la chaux vive l tat de CaO et la chaux teinte l tat de Ca OH L ensemble de la chaux libre et de la chaux combin e constitue la chaux totale contenue dans la chaux in dustrielle Le principe de la m thode consiste doser la chaux totale au moyen d une solution titr e d acide chlorhydrique la chaux combin e sous forme de CO Ca par dosage du CO au moyen d une solution d acide phospho rique la chaux teinte par dosage de l eau chimiquement li e CaO au moyen d une perte au feu Puis
47. ux est obtenu avec des dosages inf rieurs 2 en poids et m me souvent inf rieurs 1 Ce point est videmment capital sur le plan conomique D autre part comme toute technique le traitement la chaux demande un mat riel appropri il existe des engins r cents tr s bien adapt s certaines phases du traitement il sera tr s utile que l ensemble de la gamme des mat riels continue s am liorer la fois pour une meilleure qualit une meilleure conomie et une meilleure s curit de l ex cution dans toutes ses phases et pour l extension de cette technique un plus large ventail de sols comprenant notamment les sols tr s coh rents et les sols contenant de gros l ments Un dernier point mentionner au sujet de la technique du traitement est celui du choix de la chaux Mis part les probl mes de s curit qu elle pose dans l tat actuel de la technique la chaux vive pr sente des avantages qui la font pr f rer la chaux teinte emploi de cette derni re est cependant int ressant galement Quant aux caract ristiques de la chaux vive ou teinte la Recommandation donne des indications sans que ces derni res soient consid r es comme imp ratives la fois en raison des possibilit s actuelles de fourniture et parce qu en d finitive la d cision d coule de l examen du bilan technico conomique qui peut tre fait dans chaque cas sur la base des essais de laboratoire et de chanti
48. valeurs minimales de l indice CBR atteindre pourront sans doute tre fix es ult rieurement d une mani re plus pr cise en fonction des l ments indiqu s ci dessus qualit du terrassement qualit demand e par la chauss e et sollicitations de la couche de forme Une recherche est en cours sur ce point Voir en annexe le sch ma de conduite d une tude sp cifique de traitement la chaux 62 CHAPITRE 3 RECOMMANDATIONS SUR LA MISE EN UVRE SP CIFICATIONS ET CONTROLES 3 1 SECURITE L utilisation de la chaux vive exige que certaines dispositions et r gles de s curit soient suivies notamment n cessit que les transferts de chaux soient effectu s par un personnel exp riment viter la pollution du voisinage ce qui peut conduire arr ter l pandage quand il y a du vent exiger le port de gants de masques de lunettes de cagoules ou l usage de cr mes protectrices la pharmacie de chantier doit comporter des produits pour soigner les br lures Remarque L pandage par sous solage sera un facteur de s curit important voir paragraphe 3 5 3 2 ORGANISATION DU CHANTIER DANS LE CADRE DU MOUVEMENT DES TERRES Dans le cas o le sol mettre en uvre doit subir un transport le traitement sera de pr f rence effectu en place avant le transport vers le lieu de mise en uvre 3 3 PREPARATION DU SOL Le sol doit subir les pr parations d crites au fascicule 2 du Cahie
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