Brevet FR2710633A1 — publié le 19950407

" Composition destinée à la réalisation de couches constitutives de chaussées La présente invention concerne une composition destinée à la réalisation de couches constitutives de chaussées, en particulier de couches de fondation et de base. Dans le cadre de la technique routière, la première phase de la construction d'une chaussée correspond classiquement à des travaux de terrassement effectués à l'aide d'engins spéciaux qui consistent à décaper certaines parties en relief et à récupérer des déblais qui servent à combler les trous (remblais) de manière à obtenir une surface de base relativement plane et constituée de matériaux grossiers. Cette surface, outre son caractère grossier, présente souvent l'inconvénient de ne pas avoir une portance suffisante pour permettre la circulation des engins de chantiers nécessaires à la construction ultérieure des couches supérieures de la chaussée. I1 est par suite nécessaire de faire subir à de tels sols un traitement préalable consistant à les recouvrir de couches de fondation et de base, dans le but d'en améliorer la portance. Outre la fonction principale susmentionnée, ces couches sont de nature à répondre à divers autres impératifs tels qu'à titre d'exemple : réglages, protection du sous-sol contre le gel et les intempéries etc Les caractéristiques (choix des matériaux, épaisseurs) de ces couches dépendent bien entendu essentiellement de la nature du sol en place, mais également de paramètres autres tels que le trafic que l'on peut prévoir sur le chantier, l'intervalle de temps entre la mise en oeuvre de ces couches et la mise en oeuvre de la chaussée ou encore les conditions climatiques de la période de l'année au cours de laquelle se déroule le chantier. Pour des raisons économiques faciles à concevoir, on cherche toutefois autant que possible à fabriquer les couches de fondation et de base à partir de matériaux locaux ou extraits à proximité immédiate du chantier. Un tel apport de matériaux directement issus du site n'est cependant pas possible dans le cas de sols fins, sableux ou graveleux, et en particulier dans le cas de graves ayant une forte teneur en particules de petites dimensions ; de tels terrains ne permettent, en effet, en général pas la fabrication de couches ayant une portance suffisante. Pour remédier à cet inconvénient, on a déjà proposé d'améliorer de tels sols en particulier en les traitant avec des liants hydrauliques, notamment avec du ciment ou de la chaux vive. L'expérience a, en effet, permis de constater que l'incorporation de chaux vive à des sols graveleux permet d'améliorer les caractéristiques intrinsèques, notamment la portance de ces sols de façon à pouvoir les utiliser pour la fabrication de couches de fondation et de base de chaussée. A côté de ses avantages, la chaux vive présente malheureusement l'inconvénient d'être un matériau particulièrement coûteux à la fabrication, limitant ainsi sa mise en oeuvre à des chantiers d'une certaine importance. La présente invention se propose de remédier à cet inconvénient dans le cas de terrains constitués de matériaux granulaires dont la granularité, définie par la plage d/D dans laquelle d correspond aux particules de plus petit diamètre et D aux particules de plus grande diamètre, satisfait aux relations d = 0 et D s 20 mm. Le but de l'invention consiste en conséquence à proposer des agents de traitement qui, ajoutés à un tel terrain, permettent de fabriquer facilement et pour un prix de revient pouvant être considéré comme modique, des couches de fondation et de base de chaussée ayant des caractéristiques et en particulier une portance très satisfaisantes. A cet effet, l'invention concerne une composition destinée à la réalisation de couches constitutives de chaussées, en particulier de couches de fondation et de base, essentiellement constituée d'un matériau granulaire ayant la granulométrie susmentionnée, caractérisée en ce que le matériau granulaire est combiné à un mélange ternaire de chaux vive, de cendres volantes et de fibres minérales. La combinaison de la chaux vive avec des cendres volantes s'avère particulièrement avantageuse du point de vue économique, vu que celles-ci sont disponibles en grande quantité et constituent, en particulier, un sous produit souvent mis au rebut de l'exploitation des centrales thermiques au fuel ou au charbon dont l'activité en tant que centrales d'appoint semble appelée à croître dans les années à venir. En conséquence, l'invention est en fait intéressante à la fois du point de vue économique et du point de vue de l'écologie : elle permet, en effet, d'une part de traiter des graves sablonneuses dans des conditions de performances et de prix de revient particulièrement avantageuses et, d'autre part, d'utiliser des déchets obtenus en grande quantité qui étaient jusqu'à présent souvent mis au rebut, et donc de lutter contre la pollution de l'environnement. La composition chimique des cendres volantes dépend de leur provenance : à titre d'exemple, cellesci peuvent renfermer du carbonate de potassium, du carbonate et des phosphates de calcium et de magnésium, de la silice, du silicate d'aluminium ou encore des oxydes de fer et de manganèse. L'expérience a permis de constater que des cendres provenant de centrales thermiques au charbon, telles qu'à titre d'exemple celles provenant de la Centrale thermique de Pont sur Sambre dont le constituant principal est du silicate d'aluminium, permettent d'obtenir des performances particulièrement satisfaisantes. Le pourcentage de cendres volantes incorporé au matériau granulaire à traiter dépend bien entendu des caractéristiques intrinsèques de ce matériau et des performances recherchées ; celui-ci est cependant dans le cas général de l'ordre de 10 à 15 % en poids par rapport au poids de matériau granulaire. Le pourcentage pondéral de chaux vive dépend également des paramètres susmentionnés et est de préférence de l'ordre de 1 à 3 % par rapport au poids de matériau granulaire. L'incorporation au mélange traitant d'un troisième constituant, à savoir des fibres minérales correspond à une caractéristique essentielle de l'invention. Le rôle de ces fibres est, en effet, le suivant : diminuer la sensibilité à l'eau des cendres volantes, donner une meilleure portance immédiate au mélange par augmentation du frottement interne, améliorer sensiblement les résistances à la traction et la compression à 90 et 360 jours et réduire la fissuration de retrait. L'expérience a permis de montrer que l'on peut, à cet effet, mettre avantageusement en oeuvre une proportion pondérale comprise entre 0,2 et 1 %o de fibres minérales par rapport au poids de matériau granulaire. On peut ainsi mettre en oeuvre des fibres de verre ayant une longueur moyenne de l'ordre de 300 pm et un diamètre moyen de l'ordre de 5 à 6 pm telles qu'à titre d'exemple celles commercialisées sous la dénomination ARMA (marque déposée) qui ont déjà été utilisées avec succès dans le domaine des techniques routières en mélange avec des bitumes pour la fabrication de couches de roulement. Selon une autre caractéristique de l'invention, la composition renferme,, en proportions pondérales, environ 12 % de cendres volantes, 2 % de chaux vives et 0,5 %O de fibres minérales. Une telle composition peut, avantageusement, être préparée en centrale de malaxage, suite à la mise en oeuvre d'un processus connu en lui-même. REVENDICATIONS 10)Composition destinée à la réalisation de couches constitutives de chaussées, en particulier de couches de fondation et de base, essentiellement constituée d'un matériau granulaire dont la granularité définie par la plage d/D dans laquelle d correspond aux particules de plus petit diamètre et D aux particules de plus grande diamètre satisfait aux relations d = 0 et D ' 20 mm, composition caractérisée en ce que le matériau granulaire est combiné à un mélange ternaire de chaux vive, de cendres volantes et de fibres minérales. 20)Composition selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle renferme entre 10 et 15 % en poids de cendres volantes. 3")Composition selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que les cendres volantes proviennent de centrales thermiques notamment au charbon ou au fuel. 4")Composition selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'elle renferme entre 1 et 3 % en poids de chaux vive. 5 )Composition selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'elle renferme entre 0,2 et 1 %o en poids de fibres minérales. 6")Composition selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce qu'elle renferme, en proportions pondérales, environ 12 % de cendres volantes, 2 % de chaux vive et 0,5 %o de fibres minérales. 7")Composition selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce qu'elle est préparée en centrale de malaxage.