les plÉniÈres 2009 du lcpc sciences et techniques du...

NANTES – 3 et 4 FEVRIER 2009

LES PLÉNIÈRES 2009 DU LCPCSciences et techniquesdu Génie Civil

JOURNÉESTECHNIQUES ROUTES


LES PLÉNIÈRES 2009 DU LCPCSciences et techniquesdu Génie Civil JOURNÉES

TECHNIQUES ROUTES

Sébastien HERVE – Alain DUCREAU /16

PLATEFORMES FERROVIAIRES TRAITEES

CONCEPTION ET CONSTRUCTIONSDES PLATEFORMES FERROVIAIRES

Retour d'expérience sur les plateformes traitéesApplications au projet LGV Bretagne – Pays de Loire

Sébastien HERVE – LRPC AngersAlain DUCREAU – RFF



TECHNIQUES ROUTES



Les enjeux DD des couches de forme traitées :

• limiter le recours aux ressources naturelles granulaires (100 millions m3/an)• préserver les écosystèmes des sites d'extraction (aquifères, carrières)• réduire les quantités de matériaux mis en dépôts par leur valorisation dans

le projet• réduire les nuisances générées en phase travaux dues aux apports de

matériaux (émissions de GES, usure des voiries locales, bruit)• permettre une économie sur le coût des terrassements• réaliser des infrastructures plus performantes et durables

=> valorisation technique et économique d’une solution de terrassement performante et intégrant un meilleur respect de l’environnement.



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Les couches de forme traitées dans les infrastructures ferroviaires :

• Référentiel ferroviaire en vigueur :IN 3278 - Référentiel Technique pour la réalisation des LGV – Partie Génie Civil –Tome II – LGV « Voyageurs » - Ouvrages en terre (version 22/03/06)

« En ce qui concerne les sous-couches et ouvrages en terre, l’impact d’une intervention sur les circulations justifie que la durée de service doit être au moins centennale »

« Les caractéristiques de la couche de forme doivent être pérennes (au sens du GTR). Elle peut participer à la mise hors gel de la PST. »

« La proposition d’une couche de forme en matériau traité doit obligatoirement être justifiée etcomparée avec une solution couche de forme non traitée ».

Quel retour a-t-on sur la pérennité et la durabilité des CF traitées à 100 ans ?



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Lot 33 – TGV AtlantiquePK 150.880 à 182.934

• Couche de forme réalisée entre Mars et Juin 1987

12 km avec CF traitée au liant hydraulique :

- sable de Bouer, D2, traité en centrale à 5,5 % de CPJ 45(5,2 % suivant calcul actuel rapporté à la masse sèche totale)

- épaisseur 40 cm en une couche

Testé sur planche d’essai et section A11 au préalable (variante Razel)

Étude de formulation réalisée par le LRPC d’Angers (H HAVARD), puis suivie en contrôle extérieur par M HUET.



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Lot 33 – TGV AtlantiquePK 150.880 à 182.934

• Résultats des contrôles extérieurs de 1987 Densité (taux de compactage) en moyenne 100 % ρdOPNRéception en déflexion entre 8 et 12/100ème à 6-8 jours(sur les sections granulaires EV2 de 50 à 70 MPa)

• Exploitation de la ligne (1989)Trafic moyen de TGV à 300 km/h Pas d’observation de rechargement anormal

⇒ Évaluation proposée en 2006 dans le cadre d’une convention de recherche RFF / SNCF pour la valorisation des CF traitées aux infrastructures ferroviaires LGV (LCPC – LRPC Angers).



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Préforage au tricone et tubage du ballast + sous-couche

Atelier de Carottage Geosond



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Couche de forme traitée(+ enduits bitumineux)

Carottage(sous-couche + CF + TN)



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Mesure de densité au banc gamma

Sciage des carottes pour mesures E, Rc et Rit

Éléments de silex



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Mesure de module et de résistance en Rc

Dispositif de mesure des modules en traction indirecte.



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Évolution des performances mécaniques Rc

Dosage en ciment*

Compacité Teneur en eau Age Rc (Mpa)

Étude LRPC Angers - Mars 1987

5,0 % 1,82 10,5 % 7 jours 0,905,5 % 1,82 10,5 % 7 jours 1,155,5 % 1,82 10,5 % 28 jours 1,455,5 % 1,88 10,5 % 7 jours 1,456,0 % 1,82 10,5 % 7 jours 1,127,0 % 1,82 10,5 % 7 jours 1,36

Carottage Octobre 2006

5,5 % 1,97 6 à 13 % 20 ans 8,305,5 % 1,96 6 à 13 % 20 ans 8,905,5 % 1,93 6 à 13 % 20 ans 9,10

5,5 % 1,94 6 à 13 % 20 ans 7,50

(*) Dosage en ciment suivant calcul GTS = 5,2 %



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LGV Atlantique LN2 Lot 33 sable-ciment de couche de forme en 2006

zones mécaniques de la norme NF P 94-102-2

0.1

1

10

1000 10000 100000Etb (MPa)

Rt=0,8 Rtb (MPa)

Zone 5

Zone 4

Zone 3

Zone 2

Zone 1

0.5

0.2

hors zone

Performances mécaniques sur carottes 2006 : zone 2 / 3classe 3 => PF4 (objectif initial PF2+ - 80 MPa granulaire 120 MPa traité)



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Analyses chimique, minéralogique et microstructurales(LCPC Paris – Division Physico-chimie des Matériaux)

• Identification du liant hydraulique Mesure par diffractométrie des rayons X, chimie et analyses thermiques

• Dosage en ciment suivant méthode du CETIC (BLPC 1983)2 dosages en cœur d’éprouvette : 5,2 et 5,5 % +/- 0,8 %

1 dosage en surface : 4,4 % (valeur théorique 5,2 %)

SIO2 Al2O3 TiO2 Fe2O3 CaO MgO Na2O K2O S03 Cl

Liant Carottes 19.50 4.30 0.20 1.90 60.00 2.90 0.22 0.60 3.20 0.00

Ciment CPJ 42,517.39

à19.45

3.67 à

4.27

0.16 à

0.19

1.39 à

2.09

60.02 à

62.52

2.97 à

4.62NC

0.39 à

0.74

2.18à

3.18NC



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Conclusions favorables sur la durabilité et la pérennité de la CF traitée à 20 ans :- aucune altération significative d’origine physico-chimique- des performances mécaniques très élevées (évolution ++)

Examen au MEB x 300 :

Interface entre la matrice cimentaire plus ou moins dentelée et deux grains de silice



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Projet LGV Bretagne Pays de la Loire – 185 km• Reconnaissance géotechnique niveau projet 2008 et début 2009

Cahier des charges LRPC Angers – définition du modèle géotechniqueÉtude de formulation niveau 1 (aptitude et caractérisation mécanique)3 lots (FONDASOL / GINGER CEBTP / ANTEA – coordination TERRASOL)

• Étude formulation niveau 2+ Objectif : étudier l’effet des variations de dosage par rapport aux dispersions desparamètres de chantier+ analyse sensibilité au gel+ évaluation du comportement à la fatigue+ évolution des performances

- dans le temps- sous sollicitations cycliques et climatiques



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Projet LGV Bretagne Pays de la Loire – 185 km• Mouvements des terres (estimation APS 2006)

Léger déficit en remblai + 1 650 000 m3 d’apport pour couche de forme

• Estimation financière de la couche de forme (base 2006)- solution granulaire (AR2/PF3 - 0,50 CF) = 30,30 m€- solution traitement (AR2/PF3 - 0,35 CF) = 22,93 m€

Déblai réutilisable (m3) Dépôt (m3) Besoin en remblai (m3)

Lot 1 – Cesson Loiron 5 670 000 1 100 000 5 580 000

Lot 2 – Loiron Bonchamp 1 650 000 435 000 1 555 000

Lot 3 – Bonchamp La Milesse 8 540 000 2 040 000 7 895 000

Lot 4 – La Milesse Connéré 2 120 000 690 000 3 050 000

Total 17 980 000 4 265 000 18 080 000

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