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F26 Centre de recherches routières www.crr.be Essai de chargement à la plaque pour le contrôle du compactage en technique routière But Ce mode opératoire décrit un essai de chargement à la plaque destiné au contrôle de la qualité des matériaux routiers mis en œuvre (contrôles de compactage), ou de la qualité résiduelle d'une assise de route fatiguée. Bien que la méthode de mesure soit simple, il est parfois difficile d'analyser les résultats, qui se présentent sous forme d'une relation basée sur la théorie de l'élasticité, entre Ie tassement vertical du matériau et la pression appliquée sur la plaque (Figure 1). Dans la plupart des cas pratiques la relation pression-tassement n'est pas linéaire, un tassement permanent se produit au cours de la mise en charge, et une charge maximum existe au-dessus de laquelle Ie matériau se rompt par cisaillement. Cette évolution est d'autant plus lente que Ie matériau est mieux compacté et proche d'une teneur en eau optimale. Dans Ie cas d'un massif stratifié, l'épaisseur des couches faisant partie du système joue un rôle non négligeable, ce qui influence Ie choix du diamètre de la plaque de chargement. Le mode opératoire et l'exploitation des résultats des essais de chargement àa la plaque doivent tenir compte de tous ces phénomènes. Principe de l’essai L'essai est réalisé par chargement d'une plaque circulaire rigide de 200 cm2 ou 750 cm2 suivant la granularité du matériau testé. Les charges sont appliquées par paliers, le passage à la charge supérieure n'étant admis que lorsque la vitesse de déformation verticale du massif, mesurée par 3 comparateurs symétriquement disposés par rapport au centre de la plaque, est inférieure à une limite fixée. Figure 1 Diagramme de chargement à la plaque Précharge «zéro relatif» Tassement, h (mm) Tassement réversible au 1er cycle Tassement réversible au 1er cycle au 2e cycle 1er cycle RUPTURE 2e cycle Déchargement Chargement Charge, P (MN/m2) Pm La courbe «pression, déformation» permet de calculer un coefficient de compressibilité ME caractérisant la couche intéressée: Après un déchargement jusqu'au niveau de la précharge, il est recommandé d'effectuer un second cycle et de déterminer la teneur en eau du matériau (Figure 2). ME = D . Δp / Δh D diamètre de la plaque Δp accroissement de la pression sur la plaque Δh accroissement du tassement de la plaque correspondant à Δp Personne de contact: Patrick Tonné: 02 766 03 45, p.tonne@brrc.be Boulevard de la Woluwe 42 1200 Bruxelles Etablissement reconnu par application de l’arrêté-loi du 30.1.1947 Référence Centre de recherches routières, Mode operatoire - Essai de chargement à la plaque pour le contrôle du compactage Méthode de Mesure CRR - MF 40/78, Centre de recherches routières, Bruxelles, 1978. © CRR, août 2008 Figure 2 Situation d'un essai de chargement à la plaque Vue en plan 4D 4D 4D 3D 3D Bâti de référence Zone des prélèvements Plaque de chargement (de diamètre D) Surface libre de toute surcharge Camion de lestage Plaque de D 2D 3D 4D 200 cm 16 cm 32 cm 48 cm 64 cm 31 cm 62 cm 93 cm 124 cm 700 cm 2 2 Appuis du bâti de référence Figure 3 Disposition d'un équipement in situ Mode opératoire Le mode opératoire recommandé par Ie CRR est détaillé dans la Méthode de Mesure CRR MF 40/78 [réf. 1]. Sans innover l'essai, il attire l'attention des utilisateurs sur les détails d'exécution qui rendent les résultats fiables et donne un sens aux interprétations. C'est ainsi qu'on passe en revue les caractéristiques de l'équipement (Figure 2), le choix de la plaque et la disposition de l'équipement in situ (Figure 3), la mise en place de la plaque en soignant les conditions de contact plaque/matériau. Le critère de validité de l'essai compte tenu de la teneur en eau w du matériau est (w ≤wp + 0,25 Ip). On propose un double cycle de chargement en normalisant les paliers de mise en charge en fonction du type de matériau et de l'assise intéressée. Pour l'interprétation des résultats, on normalise les accroissements de charge Δp entre lesquels on mesure le tassement. On propose de calculer le rapport m entre le coefficient de compressibilité du deuxième cycle et celui du premier cyle: m = ME2/ME1. Une valeur élevée de m s'explique par un compactage insuffisant du matériau. Une faible valeur de m (m < 2) accompagnée d'une faible valeur de ME indique une mauvaise qualité du matériau lui-même (ou du sous-sol en cas de couches minces). Valeurs à atteindre En Belgique, le cahier des charges type exige au premier cycle de chargement, un coefficient de compressibilité de: 11 MN/m2 dans le corps des remblais, 17 MN/m2 au sommet des remblais, 35 MN/m2 en surface des sous-fondations, 110 MN/m2 en surface des fondations. Marge d’erreur Les mesures sont précises: - les forces sont mesurées avec une précision de l'ordre de 10 N; - les enfoncements sont mesurés avec une précision de l'ordre de 0,01 mm. Les difficultés d'interprétation proviennent du faible volume de sol influencé par l'essai. La teneur en eau du sol influence fortement les résultats; une faible augmentation de w fait diminuer fortement ME. uploads/Management/ f-26.pdf