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RÉSUMÉ
Les matériaux souples et semi-rigides utilisés dans les couches de chaussées sont fabriqués à partir de constituants de base qui sont : les granulats, les liants hydrocarbonés, les liants hydrauliques, les liants pouzzolaniques et les chaux.
L'objectif du présent article est de caractériser ces matériaux afin de répondre au mieux aux exigences de dimensionnement des chaussées routières. En effet, les couches constitutives de la chaussée doivent, tout d'abord, résister aux actions répétées des charges roulantes, et plus particulièrement des poids lourds (usure superficielle de la couche de roulement, formation d'ornières par fluage du matériau, fatigue des couches traitées, etc.). Elles doivent, d'autre part, résister aux sollicitations d’ordre climatiques (pluie, gel, dégel, etc.). Le tout dans le but d’assurer à l'usager un bon niveau de service (adhérence, bon uni, faible bruit de roulement, interventions d'entretien limitées, etc.).
La normalisation joue un rôle toujours plus essentiel, à la fois parce qu'elle couvre toutes les applications des produits précédemment énumérées, mais aussi parce qu'elle concilie les points de vue rarement concordants des différents pays européens.
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Joseph ABDO : Ingénieur de l’École nationale des Ponts et Chaussées – Docteur-Ingénieur de l’École nationale supérieure des Mines de Paris - Président de JA-CONSULTING (Paris France)
INTRODUCTION
Les « matières premières » dont sont constitués les matériaux utilisés dans les assises de chaussée sont décrites dans différents articles du traité Construction, et notamment ceux listés dans le Pour en savoir plus.
C’est à partir de ces divers composants que sont fabriqués les matériaux qui constituent les différentes couches de la chaussée, l’objectif étant que, par une formulation et des conditions de fabrication et de mise en œuvre appropriées, ils répondent au mieux aux exigences énumérées dans l’article [C 4 316]. Comme l’indique ce dernier, ces exigences sont de deux natures :
-
résister aux actions répétées des charges roulantes, surtout les poids lourds ;
-
garantir à l'automobiliste des services de qualité pour l'entretien des chaussées.
Avant d’examiner, couche par couche, à partir du sol de fondation, la nature des matériaux les mieux adaptés, il faut souligner que les approches traditionnelles sont en voie d’être fortement modifiées par le développement des techniques de recyclage et de retraitement des matériaux des chaussées existantes.
Ces techniques, décrites dans les articles [C 5 620] et [C 5 622], d’où sont extraits les passages qui suivent répondent à l’évidence « … à une impérieuse nécessité du point de vue de la protection de l’environnement et du développement durable : économie de ressources naturelles (granulats), d’espaces naturels (décharges), d’énergie, de réduction de l’émission des gaz à effet de serre.… Apparues vers la fin des années 1970, à la suite du premier choc pétrolier, leur développement a ensuite été plutôt lent, du fait de l’abondance des carrières et des postes d’enrobage. La situation a toutefois commencé à changer significativement dans les années1990, avec l’apparition d’une législation plus sévère, interdisant, en particulier, la mise en décharge de matériaux autres que les déchets « ultimes » (non réutilisables) et imposant de valoriser les matériaux existant dans les chaussées (loi du 13 juillet 1992). Depuis, l’augmentation du prix de l’énergie et du bitume a fait le reste, si bien qu’aujourd’hui le recyclage des matériaux est à peu près systématique ».
Comme on le constatera au fil de la lecture, la normalisation, qui est de plus en plus généralement européenne y jouant un rôle toujours plus essentiel, est très touffue, à la fois parce qu’elle couvre toutes les applications des produits précédemment énumérés et parce qu’elle concilie les points de vue, rarement concordants, des différents pays européens.
Le lecteur voudra donc bien considérer cet article, inévitablement succinct, comme un « fil d’Ariane » qui devrait l’aider à trouver, parmi ceux cités dans le « Pour en savoir plus », les textes les mieux à même de répondre à ses interrogations.
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MOTS-CLÉS
couche de forme couche de base couche de surface grave non traitée chaussée chaux hydraulique couche de protection grave-bitume route liant hydraulique
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- Version archivée 1 de août 2012 par Jean BERTHIER
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4. Mélanges traités aux liants hydrauliques et pouzzolaniques
Quelles que soient leurs qualités, les graves non traitées ont l’inconvénient d’avoir un module E faible, et d’ailleurs dépendant de celui du sol support. Elles répartissent assez mal les charges sur le sol de fondation et ne peuvent convenir que pour les chaussées à faible trafic ou pour certaines utilisations particulières. Les ingénieurs ont donc cherché des techniques de traitement permettant de les rigidifier.
Les premiers développements ont porté sur l’utilisation de ciment.
On a ensuite expérimenté, puis généralisé, l’utilisation de différents liants à caractéristiques hydrauliques ou pouzzolaniques, termes qui vont être définis ci-après.
4.1 Principaux liants hydrauliques et pouzzolaniques
Les liants hydrauliques et pouzzolaniques se définissent comme des produits capables, lorsqu’on les met en présence d’eau, de donner lieu à un phénomène de prise, c’est-à-dire à des mécanismes de dissolution et de recristallisation qui rigidifient le produit jusqu’à en faire une véritable roche.
On peut les classer en trois catégories :
-
liants hydrauliques au sens strict qui forment, par réaction avec l’eau, des composés hydratés stables présentant entre eux et avec les granulats une forte adhérence. Ce sont les ciments et les cendres volantes hydrauliques. Ces dernières proviennent de la combustion de lignite dans les centrales thermiques ; c’est le cas, en France, des cendres de Gardanne ;
-
liants dont les propriétés hydrauliques ne se manifestent qu’en présence d’un activant. C’est le cas du laitier granulé qui ne réagit qu’en présence de bases telles que la chaux ou le gypse sodé ;
-
liants pouzzolaniques qui réagissent après addition de chaux en proportion appropriée, la chaux n’étant plus seulement un activant, mais un élément de la réaction qui s’intègre dans les édifices moléculaires qui se créent au cours de la cristallisation. Entrent dans cette catégorie :
-
les pouzzolanes volcaniques (qui, additionnées de chaux, donnaient le ciment des romains),
-
les cendres volantes silico-alumineuses provenant des centrales thermiques au charbon.
-
Dans tous les cas, il s’agit de produits...
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Mélanges traités aux liants hydrauliques et pouzzolaniques
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - SETRA LCPC - Guide technique GTS, traitement des sols à la chaux et/ou aux liants hydrauliques en remblai et en couche de forme - (2000).
-
(2) - CFTR - Traitement des sols à la chaux et/ou aux liants hydrauliques – application à la réalisation des assises de chaussées, guide technique. - Comité Français pour les Techniques Routières (2007).
-
(3) - CFTR - Mise en application de la nouvelle norme grave non traitée NF EN 13285. - Dans CFTR-info n° 12, Comité Français pour les Techniques Routières, mai 2006.
-
(4) - CFTR - Application des nouvelles normes NF EN 14227, parties 1,2,3,5 ; mélanges traités aux liants hydrauliques, spécifications. - Dans CFTR-info n° 13, Comité Français pour les Techniques Routières, mai 2006.
-
(5) - SIMBETON - La maîtrise de la fissuration des graves hydrauliques. - Supplément routes 77, septembre 2001.
-
...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
NORMES
-
Chaussées, terrassements, dimensionnement des chaussées routières, éléments à prendre en compte pour le calcul de dimensionnement - NFP 98-086 - 1992
-
Granulats pour graves traitées aux liants hydrauliques et graves non traitées utilisés pour les travaux de génie civil et pour la construction des chaussées - NF EN 13242 - 2003
-
Mélanges traités et mélanges non traités aux liants hydrauliques, partie 2, méthodes d’essai de détermination en laboratoire pour la masse volumique de référence et la teneur en eau, compactage Proctor - NF EN 13286-2 - 2010
-
Graves non traitées, spécifications - NF EN 13285 - 2004
-
Granulats, éléments de définition, conformité et codification - XP P 18-545 - 2004
-
Essai triaxial sous charge cyclique pour mélanges sans liant hydraulique - NF EN 13286-7 - 2004
-
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