Brevet FR2623221A1 — publié le 19890519

La présente invention est du domaine de -la stabili- sation des sols. Elle vise plus particulièrement un pro- duit stabilisateur des sols en place notamment dans les chantiers de travaux publics routiers, et la méthode de mise en oeuvre dudit produit stabilisateur. Jusqu'à présent, pour stabiliser les fonds de for- me destinés à soutenir les chaussées et les plate-formes, on utilisait un certain nombre de charges, notamment li- quides, que l'on mélangeait avec divers produits pondéreux le mélange étant appliqué en plusieurs passes d'épandage, ce qui nécessitait également plusieurs passes de malaxage dans le traitement ultérieur des fonds de forme. Outre l'utilisation de produits liquides par temps de pluie se traduisait par une mauvaise qualité du fond de forme. Un objet de la présente invention est de fournir un produit stabilisateur permettant d'augmenter dans une très large mesure la résistance mécanique des sols ainsi pré- traités. Un autre objet de la présente invention est de fournir un produit stabilisateur conférant au sol des pro- priétés d'anti-géllivité, ainsi qu'une amélioration des propriétés d'imperméabilisation-étanchéité desdits sols. Encore un objet de l'invention est de fournir un produit stabilisateur des sols en place supprimant d'une part les effets de gonflement et d'autre part les effets de fissuration.. Encore un autre objet de la présente invention est de fournir un produit stabilisateur permettant de réduire la manipulation de matériaux pondéreux, et dont la mise en oeuvre rapide permet de l'utiliser en une seule passe d'épandage et une seule passe de malaxage. La présente invention a donc pour objet un produit stabilisateur des sols en place, caractérisé en ce qu'il est constitué par l'association du chlorure de distéaryl- diméthylammnonium pulvérulent et d'au moins un produit 2 2623221 pulvérulent choisi parmi les ciments, les chaux éteintes, les cendres volantes,les hydrorétenteurs, les hydrocapteurs et leurs mélanges avec des charges ou des adjuvants compa- tibles. Selon une formulation particulière du produit sta- bilisateur de l'invention, on utilise un mélange constitué de 2 à 5%, de préférence 4%, de chlorure de distéaryle diméthylamnnonium pulvérulent et de 98 à 95%, de préférence 96% de ciment. On utilise avantageusement un chlorure de distéaryle diméthylammnonium présentant un diamètre moyen des particules de l'ordre de O,lmm à 0,7 mrrrn, pour un ciment présentant un diamètre moyen des particules de l'ordre de 0,4 à 1 j. Le produit stabilisateur de l'invention peut également renfermer dans des proportions compatibles-à son i5 usage, des quantités mineures de produits aminés choisies parmi les chlorures d'amines quaternaires, les chlorures d'amines libres et leurs mélanges Les hydrorétenteurs et les hydrocapteurs seront choisis de préférence parmi les matières plastiques hydro- philes et notamment parmi les polymères linéaires compor- tant des motifs alcool, acide ou amide dans le motif monomère, par exemple les poly(alcool vinylique), poly(acide acrylique ou méthacrylique), polyacrylamide, po- lyacrylonitriles et les polyamides présentant une propor- tion relativement élevée de groupes méthylène et leurs mélanges. La présente invention s'étend également à une mé- thode de mise en oeuvre du produit stabilisateur des sols en place, caractérisée en ce qu'on applique de 1 à 2% de produit stabilisateur par m3 de terre, ce qui correspond selon les sols à une application de 5 à 10 kgs de produit stabilisateur par m2 de terre sur une épaisseur de 20 à 25 cm. D'autres avantages et caractéristiques de la pré- sente invention apparaltront à la lecture de la description 3 2623221 suivante non limitative d'exemples de mise en oeuvre du produit stabilisateur selon la présente invention. Dans ces exemples, on entend par produit stabilisateur le mélange constitué de 4% de chlorure de distéaryle diméthy- lammonium pour 96% de ciments. EXEvPLE i Pour réaliser un fond de forme de 6000 mi destiné à soutenir une chaussée lourde de type T2, on traite la terre par malaxage de 1,5 % de produit stabilisateur par m3, ce qui correspond, dans ce cas, à 6 kgs par mètre carré sur 25 cm d'épaisseur. Après une durée de mise en oeuvre de deux jours, on note une facilité de manipula- tion, moins de poussière, pas d'enfoncement dans le pro- duit pulvérulent une fois répandu, alors que les i5 opérations peuvent se faire en une seule passe d'épandage et une seule passe de malaxage, ce qui se traduit par un gain de temps d'environ deux jours par rapport à un chantier utilisant des produits conventionnels. Sur ce chantier, on a noté qu'il était impossible d'attaquer la couche de forme deux mois après le travail pour y creuser des tranchées. Les essais de plaques réalisés ont montré que la portance moyenne du fond de forme est de K 123,0 Mn/m3, tandis que le module EV2 était de 69,2 tvPa. Un essai au pénétromètre jusqu'à 151vPa a été réalisé après 5 jours de traitement EXENPLE 2 On a réalisé un sous-dallage en béton sur llOOm2 sur une terre du type limon marron foncé, présentant une densité sèche maximale de 1,77, en utilisant,l,5% de pro- duit stabilisateur de l'invention par m3 de limon, c'est-à-dire 6 kgs par m2 sur 25 cm d'épaisseur. Les mê- mes observations qu'à l'exemple 1 ont été faites sur le chantier. Des prises des teneurs d'eau au gammadensimètre 11 jours après la mise en oeuvre ont montré une teneur en eau moyenne de 20,4 % pour une densité moyenne de 1,51. 4 2623221 Des essais à 10,71vPa de moyenne ont été effectués au péné- trométre trois semaines après la mise en oeuvre, ce qui est très satisfaisant EXEIvPLE 3 On a réalisé une couche de base sous 7 cm2 d'enrobé pour une plate-forme à trafic léger de 17 000 m2. Pour ce faire, on a utilisé, 1,5% de produit stabilisateur de l'invention par m3, à savoir dans ce cas 6 kgs par m2 sur 25 cm d'épaisseur. L'opération a duré 2 jours, et du fait du faible dosage appliqué, après malaxage de la terre ainsi traitée avec la chaux, le compacteur est passé une fois pour répandre le produit stabilisateur sur le sol plat facilitant ainsi l'homogénéité et la régularité du traitement. Une comparaison a été effectuée en réalisant une partie de la plate-forme avec 6 % de ciment par m3 au lieu de 1,5 % par m3 de produit stabilisateur, comme. spé- cifié ci-dessus. Il a été impossible de détecter une dif- férence entre la zone traitée à 6% de ciment et la zone traitée à 1,5 ?X du produit stabilisateur de l'invention. 8 jours après le traitement: un essai au pénétromètre a.' atteint la valeur de 25 WPa. EXENPLE 4 Le produit stabilisateur de l'invention a été uti- lisé dans un chantier destiné à stabiliser une voie légère de 4000 m2 revêtue d'un gravillonnage et d'un enrobé de 4 cm. Le sol était constitué d'un-limon présentant une teneur en eau optimale de 16,3 % et une densité sèche maximale de 1,78. Le produit stabilisateur de l'invention a été appliqué à raison de 1,5 %i par m3, soit dans ce cas 6 kgs par m2 sur 25 cm d'épaisseur. Après une durée de mise en oeuvre d'une journée, on a observé une facilité de manipulation, se traduisant par un gain de temps du fait également de la faible quantité incorporée dans le sol Les essais de pénétromètre effectués 2 jours après ont 2623221 donné les résultats suivants moyenne des essais: à 3 cm 14,5 NPa à 6 cm 15,4 IvPa à 9 cm 17,2 tVPa à 12cm 16,2 WPa à 15cm 19,8 NPa à 18cm 22,9 MvPa à 21cm 17,8 vMpa à 24cm 12,6 IvPa EXEMPLE 5 Pour réaliser un fond de forme dans un tunnel des- tiné à la mise en place d'un chemin pour piétons en terre crue stabilisé, on a utilisé le produit stabilisateur de l'invention à raison de 2% par m3 d'un mélange de terre i5 limoneuse très argileuse et d'une terre sabloneuse dans la proportion de 50-50, soit, dans ce cas, 10 kgs par m2 sur une épaisseur de 30cm. Le mélange a été effectué hors du site et le produit a- été transporté par camions jusqu'au tunnel. La mise en place d'une planche de 16 x 3 x 0,3 mètres s'est effectuée en trois couches de 0,i mètre avec deux passages de compacteurs sur les deux premières couches, la troisième étant spécialement finie pour éviter toute trace de rouleau. Il est à noter qu'il est nécessaire, dans une telle mise en oeuvre, d'être re- lativement rapide lors du compactage pour éviter les re- prises sur les bords du chemin, la terre devenant rapidement très dure, tandis qu'un durcissement évident a été constaté le lendemain. Un essai au moyen d'un passage répété d'u)-véhicule chargé de graviers sur une partie de la planche d'essais n'a montré aucune altération de la sur- face de la terre Ainsi le produit stabilisateur de l'-invention per- met la réalisation de la stabilisation des sols en place pour toutes les constructions routières en couche de forme, en couche de fondation et en couche de base, les voieries 6 2623221 lourdes, les voieries légères, l'imperméabilisation et l'étanchéité des bassins de retenue d'eau, la stabilisation des talus et autres travaux de stabilisation au niveau des sols, et ce, grâce à la composition dudit produit obte- nu à partir d'un rnmélange judicieux de chlorure de distéaryl-diméthylanrnonium et d'un produit pulvérulent sim- ple ou composite approprié à l'usage. REVEND ICATIONS 1. Produit stabilisateur des sols en place, carac- térisé en ce qu'il est constitué par l'association du chlorure de distéaryl-diméthylammarrrnnium pulvérulent et d'au moins un produit pulvérulent choisi parmi les ci- ments, les chaux éteintes, les cendres volantes, les hydrorétenteurs, les hydrocapteurs et leurs mélanges avec des charges ou des adjuvants compatibles. 2. Produit stabilisateur selon la revendication l, caractérisé en ce qu'il est constitué de 2 à 5%, de pré- férence 4%, de chlorure de distéaryle diméthylammonium pulvérulent et de 98 à 95%, de préférence 96%, de ciment. 3.Produit stabilisateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les hydrorétenteurs et les hydrocap- teurs sont choisis parmi les matières plastiques hydrophi- les. 4.Produit stabilisateur selon la revendication 3, caractérisé en ce que la matière plastique hydrophile est choisie dans le groupe constitué par les polymères linéai- res comportant des motifs alcool,acide ou amide dans le motif monomère, par exemple les poly(alcool vinylique), poly(acide acrylique ou méthacrylique), polyacrylamide, polyacrylonitriles et les polyamides présentant une pro- portion relativement élevée de groupes méthylène et leurs mélanges. 5.Produit stabilisateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4,caractérisé en ce que le chlorure de distéaryle diméthylammonium présente un diamètre moyen des particules de l'ordre de 0,1 mn à 0,7 rrm tandis que le ci- ment présente un diamètre moyen des particules de 0,4 à l *. 6. Produit stabilisateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il renfer- me en outre, en quantité mineure, des produits aminés choisis parmi les chlorures d'amines quaternaires, les 8 2623221 chlorures d'amines libres et leurs mélanges 7. N1éthode de traitement des sols en place mettant en oeuvre le produit stabilisateur selon l'une quelconque des revendications I à 6, caractérisée en ce que l'on ap- plique de 1 à 2%-de produit stabilisateur par m3 de terre constitutive du sol, ce qui se traduit par une application de 5 à 10 kgs de produit stabilisateur par m2 de sol sur une épaisseur de 20 à 30 cm selon les cas.