Les matériaux de la plateforme, des couches d’assise et du revêtement

Résultats de l’étude expérimentale

Introduction

La réhabilitation de la voirie urbaine de Dakar et la construction de nouvelles voies pour le lot 1 par la SOCETRA concernent les communes de Biscuiterie, Fann-Point E-Amitié, Gueule Tapée-Fass Colobane, Grand Dakar, Hann Bel-Air, HLM, Médina, Dakar-Plateau, Sicap-Liberté, Dieupeul-Derklé. Compte tenu de l’envergure des travaux, tout ne peut être traité dans le mémoire. Un seul tronçon sera abordé, il s’agit du tronçon de la rue 50 (Lib 50) de Liberté 6 Extension qui s’étend sur 800 m et est large de 6 m.
Bien que le bruit de roulement soit dû au contact entre les pneumatiques et la couchesupérieure de la chaussée, les couches inférieures doivent présenter une bonne stabilité. Si l’assise est instable, la couche supérieure ne tardera pas à se fissurer puis à se fragmenter, produisant ainsi un bruit de roulement excessif.
L’étude des propriétés géotechniques des échantillons de matériaux de la plateforme et des couches d’assise sera suivie de l’étude détaillée des enrobés silencieux qui sont du BBTM 0/10 discontinu.couches d’assise et du revêtement.
Le sol de plateforme est constitué de sable très silteux (sous classe B5) selon la classification GTR (2000). La couche de fondation est constituée de latérite crue provenant de la carrière deSindia, de sous classe B6 (graveleux argileux) d’après le GTR (2000). La latérite désigne lessols rougeâtres de nature ferralitique et/ou ferrugineux ayant subi un processus d’altérationtropicale. Dans la plus part des pays tropicaux, la latérite est utilisée depuis longtemps dans les structures de chaussées. Sa disponibilité à grande échelle et ses propriétés géotechniques intéressantes en font un matériau routier par excellence en Afrique.
Depuis quelques années l’utilisation de la latérite de Sindia nécessite une amélioration pour répondre aux normes de qualité d’une couche de base de chaussée routière. Ainsi elle est améliorée au ciment à 3 % pour atteindre l’exigence du CCTP pour les matériaux de couchede base.
L’étude expérimentale est faite sur les échantillons de matériaux de la plateforme, des Les matériaux du revêtement sont constitués de granulats de basaltes concassés provenant dela carrière de Diack (deux pitons de basaltes gris noir très durs à grains fins). Le basalte estune roche volcanique. En 1970, les réserves de basaltes à Diack étaient évaluées à 10 millions detonnes. Ces réserves sont actuellement en voie d’épuisement. Les classes granulaires livrées sont du 0/3, 3/8, et 8/16. Pour la formulation du BBTM, un criblage a été effectué afind’obtenir les classes spécifiques. Ces granulats de basaltes ont des propriétés (densité de 3, résistance à l’écrasement de 1200 kg/cm2 , Los Angeles de 14…) qui conviennent à la réalisation de couches de roulement de chaussée classique.

Essais de laboratoire

Essais d’identification sur les échantillons de matériaux de la plateforme et des couches d’assise.

Analyse granulométrique

L’analyse granulométrique permet de classer les matériaux et de déterminer leur aptitude à être amélioré. Pour les particules de tailles supérieures à 80 µm, l’analyse est faite par tamisage selon la norme NF P 94-056. La norme NF P 94-057 traite de l’analyse granulométrique par sédimentation des éléments passant au tamis de 80 µm d’ouverture. Les essais sont effectués sur les échantillons de matériaux de la plateforme, la couche de fondationet la couche de base. Les résultats des différents essais sont présentés dans le tableau V, les détails sont consignés dans l’annexe A. Les exigences du Cahier des Clauses Techniques Particulières (CCTP) sont satisfaites.

Limites d’Atterberg

Les limites d’Atterberg sont des paramètres géotechniques destinés à identifier un sol et à caractériser son état au moyen de son indice de plasticité. La norme NF P 94-051 détermine les limites d’Atterberg ωL (limite de liquidité) et ωp (limite de plasticité) et s’applique à l’échantillon dont les éléments passent à travers le tamis d’ouverture de maille 400 µm. Les essais sont réalisés sur les échantillons de matériaux de la plateforme et des couches d’assise. Les résultats (ωL,ωp et l’indice de plasticité Ip = ωL – ωp) sont présentés dans le tableau VI et les détaillés sont donnés dans l’annexe B. Les exigences du CCTP sont satisfaites.

Essais de comportement

Essai Proctor modifié

L’essai Proctor (NF P 94-093) modifié a pour but de déterminer la teneur en eau optimale pour un échantillon de matériau donné et des conditions de compactage fixées. Le principe de cet essai consiste à humidifier le matériau à différentes teneurs en eau et à le compacter pour chacune des teneurs en eau. Pour chacune des valeurs de teneur en eauconsidérées, la masse volumique sèche du matériau est déterminée et la courbe de variation de la masse volumique en fonction de la teneur en eau est représentée. Cette courbe, appelée courbe Proctor, présente une valeur maximale de la masse volumique sèche du matériau. Il est obtenu pour une valeur particulière de la teneur en eau. Ces deux valeurs sont les caractéristiques optimales de compactage.

Essai CBR

L’essai CBR permet d’évaluer la portance des sols par rapport à un sol type, constitué par despierrailles concassées et compactées, extraites d’une carrière de Californie. L’indice portant californien CBR est le rapport, exprimé en pourcentage de la pression produisant un enfoncement donné au moyen d’un piston normalisé de section 19,32 cm2 se déplaçant à une vitesse de 1,27 mm/min et de la pression nécessaire pour enfoncer le même piston dans les mêmes conditions,dans un matériau type. L’essai est réalisé conformément à la normeNF P 94-078, dans le laboratoire de la SOCETRA. Le tableau VII donne les résultats desessais Proctor et CBR des échantillons de matériaux de la plateforme et des couches d’assise.
L’annexe C présente le détail de ces résultats. Toutes les exigences du CPTP sont satisfaites.

Essais géotechniques sur les enrobés bitumineux

Analyse granulométrique

L’analyse granulométrique s’effectue sur les échantillons de sables de concassage 0/2 mm etsur le mélange des granulats 0/2 et 6/10 mm. La carrière de Diack produit des granulats de basaltes de dimensions 0/3, 3/8 et 8/16. Un tamisage des sables de concassage 0/3 mm autamis d’ouverture de mailles 2,5 mm donne approximativement les sables 0/2 mm. Lesgranulats 6/10 mm sont obtenus par criblage des gravillons 8/16 mm aux tamis 5 et 10 mm.
Le refus au tamis d’ouverture de maille 5 mm est assimilé aux gravillons 6/10 mm.

Densité apparente, poids spécifique et équivalent de sable

Le poids spécifique des particules solides est le poids du matériau sans l’air ni l’eau par unité devolume pesé dans l’atmosphère à une température donnée. La densité ICBR95 = 20 ICBR95 = 76ɣd opt = 2,044 ɣdopt = 2,118 30 apparente tient compte de l’air compris entre les particules. Les résultats sont donnés dans le tableau VIII.

Essai de pénétration sur le bitume

L’enfoncement exprimé au dixième de millimètre d’une aiguille normalisée de diamètre1 mm sous une charge de 100 g appliquée pendant cinq secondes sur l’échantillon à 25 oC détermine la classe du bitume. Le tableau X donne les résultats de l’essai.

Essai Marshall

L’essai Marshall (EN 12697-34) a pour objectif essentiel de déterminer, pour une températureet une énergie de compactage données, la résistance mécanique dite « stabilité », et l’affaissement dit « fluage » des éprouvettes d’enrobés bitumineux. L’essai est répété pour plusieurs teneurs en liant dans les mêmes conditions. A la fin, la teneur en liant optimale sera déterminée après projection sur le graphique. Les résultats sont résumésdans le tableau XI et les détails sont consignés en annexe E.
Les figures 15 et 16 mettent en évidence l’évolution de la stabilité et du fluage en fonction de la teneur en liant. Ainsi par projection, la teneur en liant optimale (5,88 %) offrant la  meilleure stabilité (935 Kg) est déterminée. Le fluage correspondant est de 6,4 mm.

Conclusion partielle

L’étude des enrobés phoniques de type BBTM montre que la stabilité Marshall est faible : pour une teneur optimale en bitume pur 50-70 de 5,88 %, elle est de 935 kg et est inférieure à la limite minimale requise de 1 000 kg. De plus, le fluage est important : il est de 6,4 mm et est nettement supérieur à la limite maximale de 4 mm requise. Les enrobés phoniques de typeBBTM étudiés ne conviennent pas pour le revêtement de chaussée. Ce qui nous oblige à utiliser le revêtement bitumineux classique proposé par le CCTP.