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Chantier de mise en œuvre des graves-ciment. INTRODUCTION Dans sa documentation

Chantier de mise en œuvre des graves-ciment. INTRODUCTION Dans sa documentation technique n°15 (septembre 1985), la revue Routes avait fait le point, après plusieurs décennies de développement, sur la technique des graves-ciment. Au cours de ces dernières années, la technique a progressé dans deux domaines : la codification et la maîtrise de la fissuration. Dans le domaine de la codification,la technique a fait l’objet d’une série de normes françaises et européennes. On distingue : • NF P 98 114 : Méthodologie d’étude des matériaux traités aux liants hydrauliques. – Norme NF P 98 114 - 1 : Assises de chaussées – Méthodologie d’étude en laboratoire des matériaux traités aux liants hydrauliques. Partie 1 : graves traitées aux liants Décembre 2007 La maîtrise de la fissuration des graves hydrauliques Sous l’enrobé... les graves traitées. La technique des assises de chaussées en graves-ciment et en graves-liants hydrauliques routiers fait l’objet d’une évolution continue. Résultat de ces progrès constants : une maîtrise accrue du phénomène de fissuration, avec pour corollaire une plus grande durabilité de ces chaussées. Un peu plus de quinze ans après une première étude, cet article fait le point. hydrauliques. – Norme NF P 98 114 - 2 : Assises de chaussées – Méthodologie d’étude en laboratoire des matériaux traités aux liants hydrauliques. Partie 2 : Sables traitées aux liants hydrauliques. – Norme NF P 98 114 - 3 : Assises de chaussées – Méthodologie d’étude en laboratoire des matériaux traités aux liants hydrauliques. Partie 3 : Sols traitées aux liants hydrauliques. • Normes NF P 98 115 : Assises de chaussées – Exécution des corps de chaussées – Constituants – Composition des mélanges et formulation – Exécution et contrôles. • Norme NF EN 14227-1 : Mélanges traités aux liants hydrauliques – Spécifications – Partie 1 : Mélanges granulaires traités au ciment. DOCUMENT A TION TECHNIQUE Routes N°102 - Décembre 2007 6 Routes N°102 - Décembre 2007 7 DOCUMENT A TION TECHNIQUE • Norme NF EN 14227-5 : Mélanges traités aux liants hydrauliques – Spécifications – Partie 5 : Mélanges granulaires traités au liant hydraulique routier . • Norme NF EN 14227-10 : Mélanges traités aux liants hydrauliques – Spécifications – Partie 10 : Sols traités au ciment. • Norme NF EN 14227-13 : Mélanges traités aux liants hydrauliques – Spécifications – Partie 13 : Sols traités au liant hydraulique routier . • Norme NF P 98 128 : Assises de chaussées – Bétons compactés routiers et graves traitées aux liants hydrauliques et pouzzolaniques à hautes performances – Définition – Composition – Classification. Dans le domaine de la maîtrise de la fissuration, des progrès importants ont été enregistrés. Plusieurs procédés ont, en effet, vu le jour ces dernières années et ont fait l’objet de procédures d’avis techniques. Le but de cet article est double : – d’une part, faire le point sur les connaissances actuelles dans le domaine de la compréhension du mécanisme de fissuration des graves hydrauliques ; – d’autre part, présenter les moyens actuels permettant de maîtriser cette fissuration. LA FISSURA TION DES GRA VES HYDRAULIQUES On sous-entend ici uniquement les fissures de retrait. Le phénomène est inévitable et se manifeste par une fissuration transversale régulière et bien établie, si les règles de l’art ont été respectées lors des travaux. Les fissures qui ne sont pas spécifiques aux graves hydrauliques – les fissures de fatigue (en général longitudinales et anarchiques), les défauts des joints longitudinaux ou transversaux de mise en œuvre des enrobés, les fissures d’épaulement ou d’élargissement, les fissures provoquées par les mouvements du remblai – ne sont pas évoquées dans cette documentation technique. Définition Sous l’effet du retrait, il arrive un moment où la contrainte de traction, engendrée dans le matériau, atteint une valeur proche de sa résistance à la traction. Il y a alors rupture, au moins localement, c’est-à-dire séparation d’un milieu continu en deux parties, de part et d’autre d’une surface géométrique, appelée fissure. Dans le domaine de la fissuration de retrait, on distingue deux types de retrait élémentaires : – les retraits primaires, comprenant le retrait avant durcissement et le retrait hydraulique. Ils sont responsables des premières mises en contrainte lente du matériau après sa mise en œuvre et se produisent alors que le matériau est encore peu résistant ; – le retrait thermique, associé soit aux variations journalières de température, soit aux variations annuelles de température. Les premières peuvent se situer entre 20 et 30 °C sous nos climats, tandis que les secondes peuvent atteindre 50 à 60 °C. La fissuration des graves hydrauliques est-elle évitable ? L ’ensemble des constatations réalisées sur les chaussées en graves hydrauliques, les études de simulation effectuées en laboratoire et les études de modélisation confirment le caractère inéluctable de la fissuration de retrait de ces matériaux. On ne peut espérer supprimer le phénomène dans le contexte climatique français, dès lors que l’on recherche les résistances et les modules de déformation figurant dans les directives ou les recommandations concernant ces matériaux. La mise au point de liants hydrauliques spécialement adaptés ou l’adjonction aux mélanges de produits divers ne permettront pas d’éviter totalement la fissuration. Même une modification des propriétés du ciment, aussi radicale que l’emploi d’un liant à retrait compensé, ne supprime pas la fissuration qui apparaît par suite du retrait thermique. En effet, des ciments à retrait compensé ont été utilisés en graves-ciment sur plusieurs chantiers expérimentaux. Les constatations faites sur ces chantiers montrent que les fissures apparaissent plus tardivement que sur les graves- ciment traditionnelles mais qu’à terme, l’espacement et l’ouverture des fissures sont identiques. Les règles de l’art pour limiter la fissuration de retrait Les règles à appliquer et les précautions à prendre pour limiter la fissuration des matériaux d’assises traités au liants hydrauliques sont prises en compte dans : – la directive pour la réalisation des assises de chaussées en graves traitées aux liants hydrauliques. Juin 1983 - SETRA/LCPC ; – la directive pour la réalisation des assises de chaussées en graves traitées aux liants hydrauliques. Février 1985 - SETRA/LCPC. En outre, la note d’information SETRA n°55 intitulée ”Règles de l’art pour limiter la fissuration de retrait des chaussées à assises traitées aux liants hydrauliques”, éditée en mars 1990, rappelle clairement ces règles et précautions. Elle précise en particulier que pour obtenir des fissures fines, il faut : – choisir un granulat dont le coefficient de dilatation est faible (quand c’est possible) ; – assurer une bonne liaison de l’assise avec son support (couche de forme ou de fondation dans le cas d’une chaussée neuve, ancienne chaussée dans le cas d’un renforcement) ; – éviter les caractéristiques mécaniques (résistance, module) élevées au moment de la fissuration. LA FISSURA TION DES GRA VES HYDRAULIQUES : ÉVOLUTION SOUS SOLLICIT A TIONS ET CONSÉQUENCES Sous l’effet du trafic et des conditions climatiques, les fissures de retrait des graves hydrauliques remontent inéluctablement à travers les couches de roulement en enrobés bitumineux. L ’augmentation de l’épaisseur de la couche bitumineuse est un facteur favorable pour retarder le processus de remontée des fissures, toutes autres conditions étant identiques par ailleurs. Par contre, cette influence peut être annulée par d’autres facteurs tels que la qualité de l’enrobé bitumineux ou celle du collage entre la couche de roulement et la couche de base, mais surtout par les conditions climatiques. Un seul hiver particulièrement froid peut faire remonter une fissure de retrait à travers la couche bitumineuse, même épaisse. Schéma de propagation des fissures dans la couche de roulement La propagation d’une fissure, depuis la couche de base en graves hydrauliques jusqu’à la couche de roulement en béton bitumineux, est régie par le rapport entre l’effort tendant à propager la fissure dans une direction donnée et la résistance qu’opposent les matériaux à cette propagation. Les différentes possibilités de cheminement d’une fissure transversale de retrait sont présentées aux schémas 1 et 2. Le schéma 1 représente le cas où la structure est caractérisée par une excellente liaison à l’interface couche de base / couche de roulement. La fissure se propage d’abord verticalement dans la couche supérieure. Au cours de cette propagation, s’il n’y a pas fatigue de l’interface, la fissure débouche en surface, en conservant l’interface collée. Le schéma 2 représente le cas où la structure est caractérisée par une interface à liaisons faibles dans laquelle la propagation est, dans un premier temps, essentiellement horizontale. Cette propagation étant stable, le processus se poursuit par une amorce dans la couche de roulement, soit au droit de la fissure de l’assise, soit à l’extrémité du décollement, soit aux deux endroits à la fois. Ces schémas de propagation conduisent à des temps de remontée de la fissuration très variables. Le décollement est un facteur favorable pour retarder le processus de remontée ; par contre, il conduit ensuite à une situation plus défavorable. En effet, l’évolution des structures au voisinage des fissures (épaufrures, dédoublement, ramification, faïençage), sous l’action du trafic, est nettement plus rapide. DOCUMENT A TION TECHNIQUE Routes N°102 - Décembre 2007 8 COUCHE DE ROULEMENT Structure partiellement fissurée, sollicitée par le trafic et les contraintes uploads/Ingenierie_Lourd/ la-maitrise-de-la-fissuration-des-graves-hydrauliques.pdf