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Travaux de réfection de dalles
utilisant un béton de ciment
alumineux
Chantiers des autoroutes A 6 (SAPRR), A 4 (Sanef) et A 1 (DDE 93)
L. BAROIN, P. BOULANGER, D. CHAMBON, J.-F. GUILLAUME
directeur d’agence
Gailledrat
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Pierre
BOULANGER
chef de secteur
Lafarge Aluminates
▼
Didier CHAMBON
responsable viabilité
direction régionale
d’exploitation
du Gâtinais
SAPRR
L’utilisation de béton de ciment
alumineux dans le contexte routier n’est pas une nouveauté.
Depuis plus de trente ans, différentes opérations ont permis
apprécier l’obtention en quelques
heures de performances atteintes
au bout de 28 jours avec des
bétons classiques. Mais l’emploi
de ce produit restait très pointu
en raison du caractère « explosif » de la réaction. Ces dernières
années de réels progrès ont été
réalisés en matière d’adjuvantation de ce béton et autorisent
désormais une gestion sécurisée
et « à la carte » de son délai d’ouvrabilité.
▼
A
Jean-François
GUILLAUME
b
s
t
r
a
c
t
Slab reconstruction
using high-alumina
cement concrete
responsable
service commercial
Orsa Bétons Ile-de-France
The use of high-alumina cement concrete
in road construction is nothing new. In
the past 30 years or more, different operations have acknowledged the performance achieved by such concrete in a
few hours, where conventional concrete
required 28 days. However, the use of this
product remained very exceptional owing
to the ”explosive” nature of the reaction.
In recent years, real progress has been
achieved in the additives used with this
concrete and now allow safe and ”customised” control of its workability time.
Vidange
du camion
malaxeur
sur chantier
Emptying
of transit mixer
on site
Photo Gailledrat
▼
Ludovic BAROIN
En effet, que ce soit en termes de coût, de
simplicité d’utilisation des produits, de délai
de remise en circulation ou de compétence d’entreprise il existe aujourd’hui une
panoplie très large pour répondre aux
attentes du client.
Parmi toutes ces possibilités nous présenterons dans l’article une méthode de réfection
de dalles béton autorisant une réouverture
au trafic poids lourds très rapide (4 heures
après la fin du coulage) qui sera illustrée par
trois réalisations récentes (autoroutes A6 et
A4 en 1997, autoroute A1 en 1999). Pour ces
opérations, les gestionnaires des autoroutes
étaient confrontés à :
● des désordres (battements de dalles avec
décalages au niveau des joints, voire même
affaissement) apparus sur des dalles de
béton situées sur la voie lente d’une chaussée très ancienne et rendant localement la
circulation dangereuse et inconfortable ;
● des contraintes de trafic élevées (banlieue
parisienne).
offre des propriétés de durcissement très
rapide tout en présentant une ouvrabilité
équivalente à un béton de ciment Portland
non adjuvanté.
En association avec des granulats classiques
ou spécifiques, il aide à confectionner des
bétons très performants, avec par exemple
des propriétés de résistance à l’abrasion, à la
corrosion ou aux chocs thermiques.
Utilisant les outils industriels traditionnels du
béton prêt à l’emploi, le béton de Ciment
Fondu Lafarge se fabrique et se livre de la
même manière que du béton de Portland et
bénéficie de la même rigueur et du même
suivi qualité.
Dosé à 400 kg au mètre cube selon les
recommandations de l’AFNOR dans son
fascicule P 15-316, le béton Fondu® atteint
des résistances à la compression supérieures
à 20 MPa dans les 4 heures et supérieures à
30 MPa dans les 6 heures (graphique).
L’utilisation de moyens de serrage mécanique et la pulvérisation d’un produit de
cure garantissent un béton de qualité.
Présentation du produit
Fabrication et transport
Introduction
La durabilité des chaussées en béton ainsi
que leur faible coût d’entretien courant
n’est plus à démontrer.
Cependant des problèmes ponctuels peuvent apparaître en particulier en fin de
durée de vie de la chaussée (à savoir après
20 à 30 ans pour des trafics lourds routiers
ou aéroportuaires).
Dans ce contexte les difficultés qu’imaginent la plupart du temps les maîtres d’ouvrage lorsqu’il s’agit de procéder à des
réparations sont bien souvent disproportionnées par rapport aux possibilités techniques actuelles.
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Cette technique s’appuie sur l’utilisation du
Ciment Fondu Lafarge®, un ciment alumineux conforme à la norme NF P15-315.
Fabriqué à base de bauxite et de calcaire, il
Pour réussir un béton de Ciment Fondu
Lafarge, le fabricant de béton doit respecter
quelques règles simples mais essentielles.
Graphique
RGRA n° 789 – novembre 2000
Sur le plan technique
Tableau 1
●
La valeur du rapport eau totale/ciment
(ET/C) doit être inférieure ou égale à 0,4
(l’eau totale inclut l’humidité des granulats).
● Les granulats doivent être propres,
exempts de matières organiques, d’argile,
d’éléments alcalins libérables, d’éléments
granitiques, schisteux ou micacés.
● Utiliser impérativement de l’eau propre
pour le gâchage, éviter absolument les eaux
de recyclage qui peuvent contenir des éléments susceptibles de perturber l’hydratation du ciment.
vé avec les ciments Portland. Les différents
fabricants d’adjuvants proposent une
gamme adaptée à ce ciment.
Sur le plan organisationnel
Mesure de l’affaissement au cône
Abrams (sur site)
Abrams cone slump measurement
(on site)
● La recherche de rhéologie doit passer par
l’augmentation du dosage en ciment (sans
modification du rapport ET/C) et/ou par
l’utilisation d’adjuvants adaptés. Le Ciment
Fondu Lafarge étant un ciment à base de
bauxite et de calcaire, le mode d’action des
adjuvants peut être différent de celui obser-
Vérifier l’adéquation avec le plan de
charge de la centrale.
● Se réserver une période de préparation
d’une semaine minimum.
● Privilégier une opération représentant un
volume minimum de 40 m3 (soit 16 tonnes
de Ciment Fondu Lafarge).
● Privilégier si possible l’utilisation d’une
centrale disposant de plusieurs malaxeurs.
● Stocker le ciment dans un silo propre
exempt de trace de ciment Portland non
hydraté ou de chaux. Une pollution du
ciment par ces composés se traduit par une
prise rapide (de l’ordre de quelques
minutes).
● Le malaxeur, le circuit ciment ainsi que
la trémie doivent être propres et sans trace
de ciment Portland non hydraté.
● Utiliser des camions propres, sans trace
de béton frais à base de ciment Portland,
sinon il y a risque de prise durant le transport.
●
●
●
●
●
« Les difficultés qu’imaginent
les maîtres d’ouvrage
lorsqu’il s’agit de procéder
à des réparations sont bien
souvent disproportionnées
par rapport aux possibilités
techniques actuelles. »
Mise en œuvre
La méthodologie de réfection manuelle de
dalles béton à l’aide d’un béton de ciment
alumineux ne diffère guère de celle utilisée
avec un béton traditionnel.
Cependant c’est dans l’organisation et la
logistique que les différences apparaissent,
car il convient d’ajuster très précisément
la durée d’ouvrabilité du béton désirée. En
effet, les progrès réalisés dans l’adju-
▼
Photo Gailledrat
●
Les étapes sont les suivantes :
Démolition au BRH de l’ancienne dalle
(avec éventuellement un sciage périphérique, notamment en présence de goujons) ;
Evacuation du béton démoli ;
Purge possible de la fondation et réglage ;
Mise en place éventuelle de goujons (par
forage et scellement) destinés à garantir le
transfert de charges ;
Mise en place du béton : vibration dans la
masse et finition à l’aide d’une règle vibrante ;
Traitement de surface (balayage transversal par exemple) et application d’un produit
de cure.
●
Tableau 2
RGRA n° 789 – novembre 2000
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vantation de ce type de béton ont été très
notables ces dernières années et offrent la
possibilité en particulier de gérer le retard
du début de prise de façon très précise et
très fiable.
Caractéristiques du béton
Photo Gailledrat
La formule type retenue pour cette intervention est décrite dans le tableau 1. Les
valeurs exprimées en pourcentage sont à
ramener au poids du ciment. Elles sont
variables en fonction du produit utilisé et ne
sont donc données qu’à titre indicatif.
Le tableau 2 résume les conditions techniques de réalisation des trois opérations.
Autres références
Réglage et finition de surface à l’aide d’une règle vibrante
Surface levelling and finishing using a vibrating screed
Cet article illustre des travaux récents, en
France, de réparations de dalles d’autoroutes à base de béton de Ciment Fondu
Lafarge ; les autoroutes A 25 et A 104 ont
également, dans le passé, bénéficié des propriétés de remise en service rapide qu’autorise ce produit.
La réparation des dalles d’aéroports est une
autre voie d’utilisation des bétons de ciment
alumineux ; des chantiers ont été réalisés
depuis plus de 30 ans, à travers l’Europe :
En France, 25 dalles de l’aéroport d’Orly
ont été refaites (1963) avec une contrainte
de remise en service de 6 heures ;
En Allemagne, des dalles de béton des
chaussées aéronautiques des aéroports de
Stuttgart (1975) et de Francfort (1967) ont
été refaites avec du béton de Fondu ;
En Angleterre, entre 1967 et 1989, les
dalles des pistes de cinq aéroports ont été
refaites (Bristol, Glasgow, Luton, Heathrow,
Falklands).
Des développements ont eu lieu en Asie où
la réparation des routes et aéroports a fait
l’objet d’un important usage des produits
à base d’aluminates (Bangkok en 1990 et
Hong Kong en 1992).
Outre la réfection de chaussées ou de pistes,
le béton de ciment alumineux trouve sa
place dans de nombreuses applications de
grandement élargi, facilité et sécurisé ses
conditions de mise en œuvre.
L’antériorité de certains travaux (plus de
35 ans) et leur pérennité représentent également un gage de durabilité.
Dans ces conditions, on voit aujourd’hui que
les domaines d’application du béton de
ciment alumineux dans le contexte routier et
●
●
Photo Gailledrat
●
Photo Gailledrat
génie civil telles que tabliers de ponts, tunnels, bétons sous rail, parking, voies de
péage, massifs, clavage d’ouvrage, tranchée
de drainage, réseau d’assainissement…
Vibration dans la masse du béton
Internal vibration of concrete
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Conclusion
Les progrès techniques réalisés ces dernières années pour ce produit, en particulier dans le domaine de l’adjuvantation, ont
« Les domaines
d’application
du béton de ciment
alumineux dans
le contexte routier
et aéroportuaire
sont nombreux.
Le coût
de ce produit est
à mettre en rapport
le service apporté
aux usagers par
la remise en service
rapide des voies. »
aéroportuaire sont nombreux. Le coût plus
élevé de ce produit (par rapport à un béton
traditionnel) est à mettre en rapport avec
le service apporté aux usagers par la remise en service rapide des voies. Gageons que
les conditions d’exploitation des réseaux et
des plates-formes de plus en plus contraignantes conduiront les maîtres d’ouvrage
et les exploitants à recourir plus fréquemment à l’usage, aujourd’hui bien maîtrisé, du
béton de ciment alumineux!
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RGRA n° 789 – novembre 2000