Brevet FR2323651A1 — publié le 19770408

La stabilisation des sols, des assises de chaussées afin de leur confé- rer soit uns bonne résistance à l'eau, soit une bonne cohésion est l'un des plus grands problèmes de l'industrie routière. L'utilisation de cette technique conduit généralement à des économies sensibles1 notamment sur le coût des transports des mais chaux routiers. Cependant d'une manière générale, on s'est contenté jusqu'a présents d'utiliser dans ce but1 les liants traditionnels, ciment Portland ou chaux dé employée dans la construction et le bâtiment. Malheureusement, ces liants sont mal adaptés aux problèmes de la stebilisation des couches de base ou de fondation des cheussées. Le ciment Portland permet d'obtenir de bonnes résistances mécaniques, de bonnes résistances à l'eau, mais dans le cas de sols argileux ou limoneux ; par contres sa miss en oeuvre est difficile, puisqu'on est conduit à interdire la circulation pendant la prise du ciment, ce qui revient à barrer la chaussée pendant une semaine environ, et de plus, le délai qui doit s'écouler entre la préparation du sol-ciment et la fin du compactage sur la chaussée, est quelquefois très réduit, notamment dans les pays chauds. Enfin ce procédé ne peut guère titre utilisé pour le renforcement des chaussées sous circulation ; cette dernière perturbe trop la prise. Tout ceci entrains des surjetions de mise en oeuvre telles que l'exé- cution du chantier est dans certains cas presqu'irréalisable. A I 'oppose, la chaux ne présents pas ces inconuénients. Elle donne une bonne floculation de ltargile. Le délai qui peut s'écouler entre la fabrication et la fin de la mise en oeuvre est suffisant ; il n'y a pas d'inconvénient à admettre la circulation sur la chaussée stabilisee aussitôt après compactage. Par contre, les résistances obtenues pour le matériau traite sont faibles ; la resistance à l'eau et au gel médiocre. En fait, la stabilisation à la chaux en raison du médiocre résultat final est peu utilisée. Un autre procédé s'était développé en France dans le but de satisfaire à ces exigences. I1 consista à mélanger avec le gravier ou le sol à stabiliser, un sable de laitier granulé de O à 5 mm. et à additionner au mélange ainsi obtenu une certaine proportion de chaux généralement 1 % par rapport au sol stabilise. Lors du compactage du sol, le sable de laitier granule est partiellement broyé par les engins de chantier et donne, en proportions variables, un liant hydraulique qui entrasse une stabilisation du sol. Toutefois, l'inconvénient de ce procédé est que le résultat obtenu dépend beaucoup de la façon dont le laitier est broyé lors des opérations de compactage. La proportion de fines obtenues est variable en fonction de la profondeur, ce qui conduit généralement à des stabilités décroissantes, en fonction de cette dernière, stabilités décroissantes qui sont encore amplifiées par les variations de densité du sol compacté qui peuvent dépasser 10 et méme 15 % entre les cm. supérieurs1 et 20 ou 30 cm. de profondeur, lorsque la mise en oeuvre a lieu en une seule couche. Afin d'obtenir de meilleurs résultats, on est donc amené avec ce procédé à compacter très fortement, ce qui entratne un broyage du laitier granulé certes, mais aussi des agrégats dans les cm. supérieurs. On constate alors fréquemment l'apparition de boues en fin de compactage qui peuvent entraîner une dégradation de la chaussée. La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients décrits plus haut. Elle a pour objet un liant nouveau composé d'un mélange de chaux libre, de laitier de haut fourneau broyé de façon à comporter 90 e 100 % qb d'éléments in- férieurs à 200 microns et 50,' environ d'éléments supérieurs à 80 microns, dans les proportions suivantes - laitier broyé 70 à 90,' - chaux 10 à 30 :/o ce liant est particulièrement bien adapté à la stabilisation des sols. Ses caractéristiques permettent d'obtenir les avantages suivants - le délai entre la fabrication et la fin du compactage du matériau stabilisé avec ce liant n'est plus de quelques heures comme pour le ciment, meis peut entre porté à I et même 2 jours sans que la densité finale obtenue soit diminuée. De plus, cette densité est homogène sur toute l'épaisseur compactée, contrairement à ce qui se passe dans le cas de la stabilisation au laitier granulé. - la circulation peut être admise sur le chantier pendant la prise sans que le résultat final soit affecté. T se trouve mme amélioré dans de nombreux cas. Cette propriété surprenante et particulièrement souhaitable pour l'utilisation envisagée est due à la combinaison du broyage relativement grossier (plus de 150 microns) et à la présence de chaux libre. En effet, la circulation entraîne le broyage des particules les plus grossières du laitier qui, grâce à la présence de chaux libre, donne naissance à de nouvelles quantités de liant qui, formé aux endroits où les agrégats à stabiliser sont animés de mouvements relatifs, contribue par sa prise à les lier. C'est là un avantage déterminant de notre procédé. D'autres avantages résultant de cette propriété - notamment la pessibilité d'utiliser des dosages faibles 4 à 6 % par rapport au matériau à stabiliser, au lieu de 15 à 20 % dans le cas du laitier granulé - possibilité de stabiliser des matériaux légèrement argileux grâce à la présence de chaux libre qui flocule 2 'argile. Les exemples suivants illustrent les caractéristiques de l'invention et permettent de mettre en iidence ses propriétés exceptionnelles obtenues. Afin de comparer et d'illustrer le comportement des différents liants hydrauliques, nous avons stabilisé un mortier 0/6 mm. comportant 50 % environ d'éléments inférieurs à 2 mm. et 6 % infér eurs è 80 microns. Son équivalent de sable est dn 27 (l'équivalent de sable est un essai bien connu des spécialistes, permettant d'évaluer le degré de pollution du matériau par les fines plastiques. Un équivalent de sable de 27 correspond à un matériau légèrement plastique plus difficile à stabiliser qu'un matériau dépourvu de fines. On confectionne des éprouvettes de 5 cm. de diamètre et 10 cm. de haut. Le tableau suivant résume les résultats obtenus avec les méthodes traditionnelles d'une part, le liant faisant l'objet de l'invention, d'autre part. On a utilisé un ciment classique au dosage de 6%, un laitier granulé de haut fourneau 0/5 mm. au dosage de 20%, plus 1 % de chaux, le liant faisant l'objet de llinvention au dosage de 6 %. Les éprouvettes sont confectionnées suivant trois modes opératoires permettant de représenter les conditions rencontrées dans la pratique des chantiers : - compactage immédiatement après la fabrication, - compactage 12 h. après fabrication, - compactage 12 h. après fabrication, puis démolition, remaniement et recompactage après 48 h. de prise. Traitement des éprouvettes ciment 8 Z Laitier granulé Liant nouveau 8,' @raitement des @prouvettes Ciment 8 % Laitier granure Liant nouveen 20% + 1% de chaux Compactage immédiat 65/95/75 5/10/8 50/61/60 compactage après 12 h. 51/60/41 5/11/7 Compactage après 12 h. puis démolition, remanie ment et recompactage des éprouvettes après 48 h. de prise 41/55/38 6/12/9 4D/6I/60 Chaque cass comprend 3 chiffres qui indiquent - la résistance à la compression de l'éprouvette après le traitement suivant 7 7 jours de conservation en atmosphère humide après compactage défi- nitif 28 jours de conservation en atmosphère humide après compactage dé finitif 28 jours après compactage définitif comprenant 7 jours de conserva tion en atmpsphère humide et 14 cycles de gel/dégel. Cette serie permet d'apprécier l'effet stabilisant du liant dans des conditions difficiles. Ce tableau illustre la supériorité du liant faisant l'objet de l'invention pour l'utilisation envisagée (la stabilisation des sols et graviers). On constate que zontrairement au ciment classique, il est très peu sensible aux conditions de compactage et de déterioration dans le jeune age (les eprouvettes remaniées ont des résistances comparables à celles obtenus dans les meilleures conditions ; de plus l'effet stabilisant apprécie par la résistance apres les cycles de gel/dégel est tout à fait remarquable). Le laitier granulé additionné de chaux possède un comportement comparable, mais conduit à des résistances plus faSblesavec des dosages plus de 3 fois supérieurs. REUENDICATIONS # Liant hydraulique nouveau à prise lente pour stabilisation de sols1 constitué d'un mélange de laitier broyé et de chaux libre. Liant suivent la revendication 1, pour lequel la finesse de broyage du laitier est elle que l'on rencontre 50 % d'éléments supérieurs à 80 microns et pouvant aller jusqu'à 200 microns, afin de régler la vitesse de prise. 3 Liant suivant les revendications 1 et 2, où la proportion de chaux libre est comprise entre 10 et 30 %.