Brevet FR2733774A1 — publié le 19961108

Procédé de stabilisation et de renforcement de sols. L'invention concerne un procédé de stabilisation des sols, notamment pour la préparation de chaussées routières ou de voies de chemin de fer. Pour consolider et stabiliser un sol, notamment à base de graviers, sable, limon etlou argile, il est connu de procéder de la façon suivante: - dans une première étape, on épand sur le sol de la chaux, on scarifie le sol, notamment à l'aide d'un scarificateur classique, tout en malaxant le sol scarifié à la chaux épandue et on recompacte légèrement le sol ainsi traité à la chaux pour le refermer. On laisse réagir la chaux sur le sol refermé pendant un à deux jours La proportion de chaux est ajustée d'une manière connue en elle-même en fonction de la nature du sol et de la profondeur à traiter. Le but du traitement du sol à la chaux est de démotter le sol en floculant les particules argileuses pour les rendre friables. La chaux apporte aussi au sol un complément de résistance mécanique par une action de type pouuolanique sur les composants du sol à base de silice etlou d'alumine. - dans une deuxième étape, après l'un ou deux jours de délai de réaction de la chaux de traitement sur le sol malaxé, on traite alors le sol démotté avec du ciment, par exemple en épandant du ciment sur le sol, puis en le scarifiant et en le malaxant avec le ciment épandu pour obtenir un mélange, puis on referme le sol par compactage. La proportion de ciment est adaptée d'une manière connue en elle-même et le mélange traité est compacté à un taux voisin de l'optimum "Proctor", qui correspond à une densité maximale du mélange pour une teneur en eau donnée. Dans ce procédé de renforcement et de stabilisation de sol à l'aide de produits de traitement malaxés au sol, après ces deux étapes essentielles , on épand généralement sur le sol ainsi préparé un produit de cure qui maintient la fermeture du sol et le protège contre la dessiccation etlou le ruissellement. Le produit de cure peut être notamment une émulsion acide de bitume, qui peut être gravillonnée. Le principal inconvénient de ce procédé de renforcement et de stabilisation de sol est qu'il nécessite l'utilisation de produits de traitement onéreux, à savoir la chaux et le ciment. Un autre inconvénient de ce procédé réside dans la nécessité d'au moins deux passages d'engin de traitement de sol à au moins une journée d'intervalle, ce qui est coûteux, notamment en immobilisation de matériel et en délai d'exécution. Cette journée d'intervalle est le délai minimum nécessaire de réaction de la chaux sur le sol malaxé. L'invention a pour but de fournir un procédé plus économique de renforcement et de stabilisation de sol. L'invention a pour objet un procédé de renforcement et de stabilisation de sol dans lequel on malaxe le sol avec des produits de traitement, caractérisé en ce que lesdits produits de traitement comprennent du laitier moulu d'aciérie de conversion à l'oxygène et du laitier moulu de haut fourneau. Les proportions respectives de laitier de conversion à l'oxygène et de laitier de haut fourneau sont adaptées à la quantité de sol à traiter pour améliorer le renforcement et la stabilité du sol. Les produits de traitement selon l'invention sont donc particulièrement économiques. Selon une caractéristique complémentaire, I'invention a encore pour objet un procédé de renforcement et de stabilisation de sol caractérisé en ce qu'on procède successivement à un premier malaxage du sol avec du laitier d'aciérie de conversion à l'oxygène puis à un second malaxage du sol avec du laitier de haut fourneau. Avantageusement, les deux opérations de malaxage peuvent être conduites immédiatement l'une après l'autre, sans qu'il soit nécessaire d'attendre un à deux jours, comme entre le malaxage à la chaux et le malaxage au ciment de l'art antérieur. Cet avantage réduit considérablement la durée, et donc le coût, d'immobilisation du matériel, ainsi que le délai d'exécution. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple. Dans le but de préparer une chaussée, on réalise le profilage de la chaussée et le décapage de la terre végétale. Selon l'invention, on épand ensuite sur le sol décapé du laitier d'aciérie de conversion à l'oxygène, on scarifie le sol tout en le malaxant sommairement au laitier épandu. On épand ensuite sur le sol décapé du laitier de haut fourneau et on malaxe le sol avec le laitier pour rendre le mélange homogène, ce qui peut nécessiter plusieurs passages successif d'un malaxeur adapté. De préférence, on arrose ensuite à l'eau le sol traité aux laitiers. Enfin, on compacte le sol traité selon l'invention. On obtient alors un sol renforcé et stable, apte à la circulation routière, généralement au bout de quelques jours ou de quelques semaines qui peuvent être nécessaires pour une bonne prise du sol avec ses produits de traitement et un développement suffisant de la résistance mécanique du sol traité. Selon l'invention, les produits de traitement du sol utilisés sont beaucoup plus économiques que dans l'art antérieur. Par ailleurs, il n'est généralement plus nécessaire d'attendre un jour ou plus entre deux étapes de malaxage ; on économise alors sensiblement en immobilisation de matériels et en délai d'exécution. Comme précédemment, on épand généralement sur le sol compacté un produit de cure, notamment une émulsion acide de bitume, pour maintenir la fermeture du sol préparé selon l'invention et le protéger contre la dessiccation etlou le ruissellement. Avant l'épandage du produit de cure, il peut être utile de rectifier le profil de la chaussée à l'aide d'une niveleuse. Le laitier d'aciérie de conversion à l'oxygène et le laitier de haut foumeau utilisés selon l'invention sont de préférence moulus. Le laitier d'aciérie de conversion à l'oxygène est notamment broyé à une granulométrie inférieure à 160 , et de préférence inférieure à 80 11 et sa capacité de floculation des argiles du sol à traiter etlou d'activation du laitier de haut fourneau est d'autant plus grande que sa mouture est fine. La mouture du laitier de haut fourneau présente de préférence des surfaces spécifiques "Blaine" comprises entre 2000 cl2/9 et 5000 cm2/g et sa capacité à agir comme liant hydraulique est également d'autant plus grande que sa mouture est fine. La surface spécifique "Blaine" est définie par la norme NF EN 1966 et correspond à l'état de division d'un produit pulvérulent, déterminé à partie de la durée que met un volume d'air constant à traverser une couche tassée dudit produit préparée dans les conditions normalisées. Les proportions de laitier d'aciérie de conversion à l'oxygène et de laitier de haut fourneau varient, notamment selon la nature du sol, et peuvent être déterminées en laboratoire dans une étude préalable aux opérations de traitement du sol. La proportion pondérale de laitier d'aciérie de conversion à l'oxygène est généralement inférieure à 15% ; une proportion de l'ordre de 2 à 4% suffit généralement lorsque la proportion d'argile dans le sol à traiter est faible. La proportion pondérale de laitier de haut fourneau peut atteindre 10%, mais reste également plus faible lorsque le sol à traiter est peu argileux. Ainsi, à titre d'exemple indicatif, pour traiter selon l'invention 1 m2 de surface de sol, sur une profondeur moyenne de 25 cm, on utilise 5%, c'est à dire environ 20 kg, de laitier d'aciérie de conversion à l'oxygène, et 5%, c'est à dire environ 20 kg, de laitier de haut fourneau. A titre de comparaison, pour stabiliser le même sol selon le procédé précédemment décrit de traitement à la chaux et au ciment, on aurait utilisé des proportions pondérales de chaux et de ciment du même ordre de grandeur que celles des laitiers. Or, à poids identiques, la chaux et le ciment sont beaucoup plus onéreux que des laitiers. Le procédé selon l'invention est donc particulièrement économique en produits de traitement. Lors de l'étude préalable réalisée en laboratoire pour déterminer les conditions de traitement du sol, on définit également la proportion d'eau à rajouter au moment de l'arrosage en fin de traitement, et la densité que l'on souhaite au terme du compactage final. Selon une variante de l'invention, on rajoute du sulfate de calcium moulu, par exemple du gypse, aux produits de traitement du sol, de manière à accélérer le développement de la résistance mécanique du sol après le traitement. Les résistances mécaniques obtenues dépendent de la nature physicochimique du sol avant traitement, de la granulométrie et des proportions retenues pour les produits de traitement selon l'invention, et des conditions d'application des produits de traitement. Les conditions d'application des produits de traitement recouvrent en particulier l'homogénéité du malaxage, les caractéristiques du compactage et la qualité de la cure finale. Les résistances mécaniques des sols traités aux deux laitiers selon l'invention peuvent atteindre 5 à 10 MPa à la compression, après prise du mélange réalisé au malaxage et développement de la résistance mécanique. Les modules de déformation du sol traité selon l'invention restent généralement compris entre 3000 et 5000 MPa, ce qui permet de maintenir une déformabilité élevée. Le procédé selon l'invention peut être également mis en oeuvre en terrassement, par exemple pour surclasser des plates-formes routières et .autoroutières, ce qui permet d'importantes économies sur le dimensionnement des couches d'assise de chaussées. Le procédé selon l'invention est également avantageusement utilisé en voirie secondaire, c'est à dire à faible densité de circulation, comme des routes d'exploitation agricole, des sentiers forestiers ou des parkings. REVENDICATIONS 1.- Procédé de renforcement et de stabilisation de sol dans lequel on malaxe ledit sol avec des produits de traitement, caractérisé en ce que lesdits produits de traitement comprennent du laitier moulu d'aciérie de conversion à l'oxygène et du laitier moulu de haut fourneau. 2.- Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'on procède successivement à un premier malaxage du sol avec du laitier d'aciérie de conversion à l'oxygène puis à un second malaxage du sol avec du laitier de haut fourneau.