Essai_proctor.pdf

8/11/2019 Essai_proctor.pdf

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TEXTE(S) DE REFERENCE : Norme NF P 94-093 - A consulter ncessairement pour une information complte sur le sujet Granulats, sols, ciments et btons, Edition Educalivre

BUT DE L'ESSAILessai Proctor a pour but de dterminer la teneur en eau optimale pour un sol de remblai donn et des

conditions de compactage fixes, qui conduit au meilleur compactage possible ou encore capacit portantemaximale.

DEFINITIONS Rappel :

Volume total de lchantillon,

Volume dair contenu dans lchantillon,

Volume deau contenu dans lchantillon,

: Volume des grains solides contenus dans lchantillon,

: Poids de lair contenu dans lchantillon ( 0),

! : Poids des grains solide contenu dans lchantillon,

: Poids de leau contenu dans lchantillon,

Poids volumique dun sol sec (notation " ) : " =++

+=

Teneur en eau (notation ) sexprime en % : =

%

& &

Energie de compactage : N (J/m 3) = (nombre de coups par couche) x (Nombre de couches) x(Masse de la dame) x (g) x (hauteur de chute de la dame) / (Volumeutile du moule).

Loptimum Proctor : est la teneur en eau pour laquelle le sol atteint, pour une nergie decompactage donn, un d maximal.

Diagramme PROCTOR simple : Cest un diagramme qui comporte unecourbe Proctor unique, donnant,pour une nergie de compactagedonne,

opt et d Max .

d Max


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Diagramme PROCTOR complet : En faisant varier le nombre de coups parcouche, on peut dterminer plusieurscourbes Proctor simple, correspondantes diverses nergies de compactage.

Les courbes trouves sont toutes tangentesasymptotiquement une hyperbolequilatre, qui correspond un sol necontenant plus dair du tout ( S r = 1 ),

dont lquation est : d = ( S . s ) / ( S + . s / ).

PRINCIPE DE LA MTHODELessai consiste compacter dans un moule normalis, laide dune damenormalise, selon un processus bien dfini, lchantillon de sol tudier et mesurer sa teneur en eau et son poids spcifique sec aprs compactage.

Lessai est rpt plusieurs fois de suite sur des chantillons ports diffrentes teneurs en eau. On dfinit ainsi plusieurs points dune courbe

( ) # ; on trace cette courbe qui reprsente un maximum dontlabscisse est la teneur en eau optimale et lordonne la densit scheoptimale.

Pour ces essais on peut utiliser, selon la finesse des grains du sol, deuxtypes de moules :

Le moule Proctor mouleintrieur = 101,6 mm / H = 117 mm (sansrehausse) Vmoule proctor = 948 cm3

Le moule CBR moule = 152 mm / H = 152 mm (sans rehausse) dontdisque despacement de 25,4 mm dpaisseur, soit

une hauteur H utile = 126,6 mm Vmoule CBR = 2 296 cm3

Avec chacun de ces moules, on peut effectuer deux types dessai (choix par rapport lnergie decompactage) :

Lessai PROCTOR NORMAL, Lessai PROCTOR MODIFIE.

Le choix de lintensit de compactage est fait en fonction de la surcharge que va subir louvrage au cours desa dure de vie :

Essai Proctor normal : Rsistance souhaite relativement faible, du type remblai non ou peucharg,

Essai Proctor modifi : Forte rsistance souhaite, du type chausse autoroutire.

Le tableau ci-dessous rsume les conditions de chaque essai selon le moule retenu (norme NF P 94-093) :

Masse de la dame(Kg)

Hauteur dechute (cm)

Nombre de coups parcouche

Nombre decouches

Energie decompactage Kj/m3

Normal 2,490 30,50

25 ( moule Proctor )

55 ( moule CBR )

3

3

587

533EssaiProctor

Modifi 4,540 45,7025 ( moule Proctor )

55 ( moule CBR )

5

5

2 680

2 435


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'

A noter : Les Canadien retiennent les conditions suivantes :

EssaisMasse dumarteau

(Kg)

Hauteur dechute dumarteau

(cm)

Nombre decouches

Volumedu moule

(cm 3)

Nombre decoups par

couche

Energie decompactage

(KJ/m 3)

Proctor Normal(Norme NQ 2501-250)

2,49 30,5 3944

2 12425

56592

589

Proctor Modifi(Norme NQ 2501-255)

4,54 45,7 5944

2 12425

562 695

2 683

(en gras les diffrences avec la norme Franaise)

MATRIEL NCESSAIRE Moule CBR (ventuellement Proctor), Dame Proctor normal ou modifi, Rgle araser, Disque despacement, Bacs dhomognisation pour prparation du matriau, Tamis 5 et 20 mm (contrle et crtage le cas chant de lchantillon), Truelle, spatule, pinceau, etc Eprouvette gradue 150 ml environ, Petits rcipients (mesures des teneurs en eau),

Balance porte 20 kg, prcision 5 g,

Balance de prcision 200 g, prcision 0,1 g,

Etuve 105C 5C , Burette huile.

MODE OPERATOIRE a/ Prparation des chantillons pour essais :

Quantits prlever :La ralisation de la courbe ncessitera au moins 5 essais (1 point ( ; d) par essai).6 essais sont prfrables. Pour 6 points de mesure, on prlvera :

Moule PROCTOR : 15 kg, Moule C.B.R. : 33 kg.

Contrle de lchantillon pour la faisabilit de lessai :

Si D 20 mm, il faut tamiser 20 mm le sol et peser le refus :

Si le refus est 25%, lessai doit tre ralis dans le moule CBR, mais sans intgrer le refus(chantillon crt 20 mm),

Si le refus est > 25%, lessai PROCTOR ne doit pas tre ralis (compactage hasardeux).

Prparation de lchantillon :Ecraser les mottes la main ou au malaxeur, mais pas les lments pierreux, et homognisersoigneusement le matriau (sa teneur en eau doit tre homogne).Scher le matriau lair ou ltuve (3 5 heure 60C), pour faciliter le tamisage et pour dbuterlessai avec une teneur en eau infrieur la teneur en eau optimale Proctor (lessai est fait teneur eneau croissante ).Ecrter 20 mm lchantillon (le cas chant).

Dtermination de la teneur en eau de dpart :Lexprience montre quil est bien davoir 2% de diffrence de teneur en eau environ entre chaquepoint (courbe harmonieuse). 4% est un maximum.


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(

Il est souhaitable de commencer les essais une teneur en eau qui se situe environ 4 ou 5% au dessous de opt . (opt . en gnrale entre 10 et 14 %).

b/ Prparation du matrielChoix du moule :

Il dpend de la grosseur D des gros grains du sol :

Si D 5 mm (et seulement dans ce cas), le moule Proctor est autoris, mais le moule CBR estconseill,

Si 5< D 20 mm, utiliser le moule CBR (sol conserver intact avec tous ses constituants), Si D > 20 mm, mais refus 25 %, lessai se fait dans le moule C.B.R., (sol crt 20 mm),

Rappel : D > 20 mm, mais refus > 25 %, lessai Proctor ne peut tre fait !

c/ Excution de lessaiAvant propos :

Pour lessai PROCTOR NORMAL, le remplissage est fait en 3 couches.Pour lessai PROCTOR MODIFIE, le remplissage est fait en 5 couches.

Lensemble de la surface doit tre compacte pour chaque couche comme suit :

Excution de l'essai

1. Assembler moule + embase + disque despacement (si moule C.B.R.) + disque de papier au fonddu moule ( facilite le dmoulage ) ; puis :

Peser lensemble : soit P 1 , Adapter la rehausse.

2. Introduire la 1re couche et la compacter. Placer le moule sur un socle en bton dau moins 100kg , ou sur un plancher en bton de 25 cm dpaisseur, pour que lensemble de lnergie appliquele soit lchantillon. Astuces : faire des rayures sur la surface compacte (amliore la liaison avecla couche suivante ),

3. Recommencer lopration pour chaque couche (3 pour nergie de compactage Normal ; 5 pourModifie). La quantit de matriau utiliser, pour chaque couche, est approximativement :

MOULE ESSAI PROCTOR NORMAL ESSAI PROCTOR MODIFIE

PROCTOR 400 g 650 g

C.B.R. 1 050 g 1 700 g

4. Aprs compactage de la dernire couche, enlever la rehausse. Le sol compact doit dpasser dumoule de 1 cm environ. Sinon, recommencer lessai,

5. Araser soigneusement partir du centre ; on veillera, au cours de larasement ne pas crer detrous sur la surface aras,

6. Peser lensemble juste aras : soit P 2,

Moule Proctor6 cycles de 4 coups dans

chaque quadrant, et un dernierau centre pour finir :

soit 25 coups par couche

Moule CBR8 cycles de 7 coups adjacents entre eux

contre la paroi du moule avec un coup aucentre, plus 1 cycle de 6 coups (pas de coup

au centre) : soit 55 coups par couche


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)

7. Oter lembase (et disque despacement si ncessaire) et prlever 2 prises sur lchantillon, lune enhaut et lautre en bas ; en dterminer la teneur en eau ; on prendra la moyenne des deux valeursobtenues,

8. Augmenter de 2% la teneur en eau de votre chantillon de dpart et recommencer 5 6 foislessai, aprs avoir chaque fois bien nettoyer votre moule.

* A noter que pour le moule :- Moule PROCTOR : 2% environ 50 g deau pour 2 500 g de sol,- Moule C.B.R. : 2% environ 110 g deau pour 5 500 g de sol.

EXPRESSION DES RESULTATS

Tracer la courbe d = f(), avec pour points de la courbe les coordonnes suivantes pour chaque point : En abscisse : , teneur en eau (voir article 8 ci-avant),

En ordonne d qui sexprime :

( ) * +

$

%&

+

=

En cas dcrtage 20 cm, faire les corrections suivantes :

* dterminer g = (Poids des gros lments ( D > 20 mm )) / ( Poids total ( lments fins et gros )),

* corrige = mesure * (1 - g)* d corrige = d mesure * 1 / K avec K = 1 g * ( s - d mesure ) / d mesure .

Les coordonnes de loptimum Proctor se dduisent de la courbe. ; elles sexpriment :

Pour d opt en KN/m 3 avec 1 dcimale,

Pour opt en % avec 1 dcimale.

On portera le rsultat sur le modle :

Compactage Proctor (normal et modifi) GC-Got F

EXEMPLE

Loptimum Proctor est ici obtenu pour opt = 13,2 % , et d opt = 18,0 KN/m 3


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,

EXPLOITATION DES RESULTATSIl existe deux types de diagramme Proctor (rappel):

Diagramme Proctor simple (cf. exemple ci-avant), Diagramme Proctor complet, comme ci-aprs :

A noter :1. Ce diagramme Proctor complet, ralis avec moule CBR, est ici donnes pour 3 valeurs dnergie N

de compactage :

Diagramme Proctor du bas :(courbe rouge/point rond)

0,20.PN 20%Energie Normal 11 coups/couche (3 couches) + dame normale N = 107 KJ/m

3

Diagramme Proctor du milieu :(courbe verte/point carr) PN Energie Normal 55 coups/couche (3 couches) + dame normale N = 533 KJ/m

3

Diagramme Proctor du haut :(courbe bleu/point losange) PM Energie Modifi 55 coups/couche (5 couches) + dame Modifie N = 2 435 KJ/m

3

2. Ces diverses courbes ne se coupent pas. Leur maximum est situ sur une courbe pente

ngative. Les plus petites valeurs de opt correspondant aux plus grandes de d opt et aux plusfortes intensits de compactage,

3. La ralisation de ce diagramme complet est longue. Elle doit tre faite que si le chantier estimportant, en raison de lamlioration des conditions de travail quelle apporte sur chantier.

Exemple dutilisation du diagramme complet Notion de planche dessai:

Sil est ncessaire dobtenir aprs compactage une masse volumique apparente sche d0 ,correspondant, ici, la courbe dnergie de compactage N PN , et si le sol arrive au chantier une teneur

eau de i ( i 18,3 > Opt pour nergie PN , mais i =1,55 < d0 ). Il suffira alors de compacter avec uneintensit correspondante la courbe dnergie de compactage N PM . Car pour cette courbe dnergie de

compactage on arrivera en effet d ( i) = d0 ; puis arriv d0 , il suffira de laiss scher le sol.

Cette utilisation possible du diagramme complet conduit faire sur chantier des essais avec lengin decompactage utilis pour la mise en uvre des terres. On dtermine ainsi le nombre de passages delengin qui correspond chacune des valeurs dnergie de compactage N 1, N2, N3, pour une mme

valeur de d . Il ny aura plus alors larrive du sol sur le chantier, qu mesurer et en dduire N par


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le diagramme complet ( d0 impos pour un chantier donn !) cest--dire, donc, le nombre de passes effectuer avec lengin de compactage pour cette teneur en eau.

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