Stabilisation de la fondation

L'objectif de la stabilisation de la fondation est d'augmenter la capacité portante (ou résistance) des matériaux de la structure de la chaussée. L'ajout d'émulsion de bitume ou d'autres agents de remplissage augmente la solidité de la route et la résistance aux conditions climatiques, tout en réduisant les déformations ou l'orniérage des couches de base. La formule de mélange effectuée en laboratoire vise à maximiser la résistance des matériaux de fondation et à minimiser les effets de l'humidité et des cycles de gel-dégel.

Afin de concevoir un mélange répondant aux objectifs du projet, le matériau existant doit être étudié pour déterminer l'intégrité structurale, l'épaisseur, la pente et la pente transversale ainsi que l'aspect visuel. En se basant sur ces critères, une formule appropriée peut être développée. Dans la plupart des cas, la procédure de conception développée par Wirtgen est la méthode de conception acceptée. La procédure de conception est très bien expliquée dans le manuel des techniques de recyclage à froid de Wirtgen.

Ce qui suit est un guide pour la procédure de conception :

  • Obtenir des échantillons représentatifs de la couche, de la sous-couche de fondation et des matériaux de sous la chaussée du chantier
  • Déterminer la granulométrie et les propriétés physiques des divers matériaux granulaires
  • Sélectionner la quantité et le type de granulats supplémentaires, si besoin
  • Sélectionner le type et l’indice de l'adjuvant de recyclage
  • Évaluer la demande en matière de recyclage et d'adjuvant
  • Déterminer le taux d'humidité du pré-mélange pour le revêtement
  • Éprouver les mélanges d'essai, les propriétés de durcissement initiales, les propriétés de durcissement finales et la sensibilité à l'humidité
  • Élaborer la formule de mélange pour chantier
  • Effectuer des ajustements sur le chantier

Adjuvants de recyclage :

 

Émulsions de bitume :

Un certain nombre d'émulsions de bitume différentes peuvent être utilisées pour la stabilisation de la fondation. L'émulsion de bitume appropriée à utiliser est basée sur un certain nombre de facteurs : conditions environnementales (température et humidité), période de l'année et conditions de la chaussée existante. Toutes ces conditions ont une incidence sur l'émulsion de bitume utilisée. Généralement, les émulsions de bitume les plus couramment utilisées sont CSS-1, CMS-2 (versions avec polymères incluses) ainsi que des produits brevetés. La compatibilité entre l'émulsion de bitume et le matériau recyclé est essentielle pour que le système fonctionne.

Asphalte expansé (mousse) :

Le ciment bitumineux généralement utilisé pour la stabilisation de la fondation est PG58-28. Des types plus souples peuvent être utilisés si les exigences de spécification pour la résistance à la traction peuvent être satisfaites. Pour créer la mousse, 2 à 3 % d'eau est injectée dans l'asphalte chaud (150-170 °C).

Matériau mélangé :

Le matériau mélangé est créé par la pulvérisation de matériaux granulaires sous-jacents dans un mélange homogène. Des granulats vierges, des matériaux GBR (granulats bitumineux recyclés) ou du béton concassé, peuvent être ajoutés afin d'améliorer la résistance globale. Généralement, la taille maximale des particules est de 37 mm. La machine de pulvérisation peut contrôler la granulométrie du matériau grâce à la vitesse, l'orientation de la tête de fraisage ainsi que les matériaux granulaires ajoutés.

Modificateurs :

Il existe différents modificateurs pouvant être utilisés dans le procédé de stabilisation en profondeur. En plus de l'émulsion de bitume ou de l'asphalte expansé (mousse), des granulats vierges peuvent être ajoutés afin d'améliorer la granulométrie, la stabilité ou la pente transversale. Le ciment Portland ou l'hydroxyde de calcium sous forme sèche ou de coulis ainsi que des cendres volantes de type C, peuvent être utilisés afin d'améliorer la résistance précoce, la cohésion et la résistance au désenrobage.

Granulats :

Les granulats utilisés pour améliorer la granulométrie ou offrir une résistance supplémentaire peuvent être des granulats concassés vierges, du béton concassé recyclé ou des GBR (granulats bitumineux recyclés). Les granulats vierges peuvent également être des granulats grossiers si la granulométrie a besoin d'être corrigée en raison de la nature fine du matériau pulvérisé.

Pour créer un mélange pour la stabilisation de la fondation bien conçu, les lignes directrices suivantes doivent être respectées :

  • Assurer que la structure existante est suffisante pour supporter le trafic attendu.
  • Évaluer la structure existante pour déterminer la présence de détériorations et assurer que les réparations sont effectuées avant la construction.
  • Assurer que le procédé de stabilisation de la fondation est le procédé approprié à utiliser.
  • Déterminer si des granulats correcteurs ou d'autres modificateurs tels que le ciment, sont nécessaires.
  • Assurer qu'une formule de mélange appropriée est élaborée. Utiliser la formule de mélange uniquement à titre indicatif.
  • Des ajustements de chantier pourraient devoir être effectués concernant le taux d'eau ou l'adjuvant de recyclage afin d'atteindre un revêtement et une maniabilité corrects.
  • Équipement approprié nécessaire (appareil de reprise, épandeur, camion d'eau, compacteurs).
  • Utilisation de talon de surélévation vibrant, de machine à pneus, de rouleaux vibrants et de rouleaux en acier statiques.
  • Si des modificateurs sont utilisés, le compactage commence dès que le mélange est posé.
  • Le cylindrage de répartition suivi par le façonnage et le compactage final.
  • Des modèles de cylindrage doivent être établis dès le début à l'aide d'une jauge nucléaire.
  • Le durcissement du mélange fini est nécessaire avant la pose de la surface de roulement.
  • La durée de durcissement peut varier en fonction des conditions environnementales et du type d'adjuvant utilisé. Généralement, 2 à 4 jours pour la mousse et 10 à 14 jours pour les émulsions de bitume.
  • Un traitement de type « fog seal » léger peut être requis afin d'éviter l'arrachement de la surface.
  • Généralement, une surface de roulement à enrobés chauds est posée sur la couche de stabilisation. Le type de mélange est régi par les exigences structurales.
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