NF P94 063 Contrôle de La Qualité de Compactage

NF P94-0632011-06

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AFNOR AFNOR 2011 1er tirage 2011-06-F

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FA149144 ISSN 0335-3931

NF P 94-063Juin 2011

Indice de classement : P 94-063

dite et diffuse par lAssociation Franaise de Normalisation (AFNOR) 11, rue Francis de Pressens 93571 La Plaine Saint-Denis Cedex Tl. : + 33 (0)1 41 62 80 00 Fax : + 33 (0)1 49 17 90 00 www.afnor.org

ICS : 17.060 ; 93.020

Sols : Reconnaissance et essaisContrle de la qualit du compactageMthode au pntromtre dynamique nergie constante Principe et mthode d'talonnage des pntrodensitographes Exploitation des rsultats Interprtation

E : Soils : Investigation and Testing Compaction quality control Constant energy dynamic penetration test method Principle and methodfor calibrating penetrodensitographs Exploitation of results Interpretation

D : Boden : Erkundung und Prfungen Kontrolle der Verdichtungsqualitt Dynamische Sondierung mit gleichmiger Energie Prinzip und Eichungsverfahren von Penetrodensitographen Ergebnisauswertung Auslegung

Norme franaise homologue par dcision du Directeur Gnral d'AFNOR le 11 mai 2011 pour prendre effetle 11 juin 2011.Remplace la norme exprimentale XP P 94-063, d'aot 1997.

Correspondance la date de publication du prsent document, il n'existe pas de travauxde normalisation internationaux ou europens traitant du mme sujet.

Analyse Le prsent document dfinit pour le contrle de la qualit du compactage des sols,une mthode dessai au pntromtre dynamique nergie constante.

Descripteurs Thsaurus International Technique : sol, essai, contrle de qualit, compactage,pntration, mesurage, mode opratoire, vrification priodique, appareil d'essai,instrument de mesurage, talonnage, caractristique, conditions d'utilisation,rsultats d'essai.

Modifications Par rapport au document remplac, rvision et changement de statut.

Corrections


Chausses terrassements : TERRASSEMENTS BNSR CTT

Membres de la commission de normalisation

Prsident : M RAOULSecrtariat : M VARILLON CETE LYON LRPC CLERMONT-FERRAND

M ABDO CIM BETON

M AURIOL LCPC

M BUFALO VALERIAN

MME CAVELLEC SETRA

M DAGRON DIRIF

M DAUBILLY FNTP

M DELHOMEL INEXIA

M DEMEILLIERS SANEF

MME DROUAUX DREIF

M FAVRE GEOS

M FREY LHOIST

M GANDILLE GUINTOLI

M GAVOIS VINCI

M INTROINI EDF

M LACASSY LRPC BORDEAUX

M LAVALLEE DTP TERRASSEMENTS

M MOLLIER EGIS GEOTECHNIQUE

M MORGADES COLAS

M ORSET APRR

M PUIATTI LHOIST

M RAOUL GRINFRA

M RAVIER SETRA/BNSR

M RAYNAUD ADP

M RINCENT RINCENT

M ROSSI RAZEL

M SMERECKI AFNOR

M THOMAS RFF

M VERHEE USIRF


3 NF P 94-063

1 Domaine d'application ....................................................................................................................... 42 Rfrences normatives ..................................................................................................................... 43 Dfinitions Terminologie Symboles ....................................................................................... 53.1 enfoncement par coup ......................................................................................................................... 53.2 pntrogramme ................................................................................................................................... 53.3 enfoncement par coup : valeur limite (pour un matriau classifi) ...................................................... 53.4 enfoncement par coup : valeur de rfrence (pour un matriau classifi) ........................................... 53.5 objectif de densification ....................................................................................................................... 53.6 cas type (pour le pntrodensitographe) ............................................................................................. 53.7 catalogue de cas .................................................................................................................................. 54 Principe de l'essai .............................................................................................................................. 54.1 Fonction A ............................................................................................................................................ 64.2 Fonction B ............................................................................................................................................ 64.3 Fonction C ........................................................................................................................................... 65 Appareillage et instruments de mesure .......................................................................................... 65.1 Schma de principe de l'appareil ......................................................................................................... 65.2 Description ........................................................................................................................................... 75.2.1 Dispositif de battage ............................................................................................................................ 75.2.2 Tiges de battage .................................................................................................................................. 75.2.3 Pointe ................................................................................................................................................... 75.2.4 Systme de dtection des efforts parasites ......................................................................................... 75.3 Dispositif de mesure ............................................................................................................................ 76 Mode opratoire ................................................................................................................................. 86.1 Ralisation de l'essai ........................................................................................................................... 86.1.1 Prparation de l'essai .......................................................................................................................... 86.1.2 Excution de l'essai ............................................................................................................................. 86.1.3 Vrification aprs chaque sondage ..................................................................................................... 96.2 Vrifications priodiques ...................................................................................................................... 96.3 Rsultats .............................................................................................................................................. 96.3.1 Traage du pntrogramme ................................................................................................................ 97 Procs-verbal d'essai ...................................................................................................................... 108 talonnage de l'appareil : catalogue de cas en fonction B ......................................................... 108.1 Utilisation d'un catalogue de cas ....................................................................................................... 108.2 Dtermination des valeurs eL et eR du catalogue de cas .................................................................. 108.2.1 Cas d'un matriau insensible l'eau ................................................................................................. 118.2.2 Cas d'un matriau sensible l'eau .................................................................................................... 139 Exploitation des rsultats Interprtation .................................................................................. 159.1 Utilisation du pntrodensitographe en fonction A ............................................................................ 159.1.1 Mthode ............................................................................................................................................. 159.1.2 Expression des rsultats .................................................................................................................... 169.2 Utilisation du pntrodensitographe en fonction B ............................................................................ 179.2.1 Mthode ............................................................................................................................................. 179.2.2 Expression des rsultats .................................................................................................................... 209.3 Utilisation en fonction C ..................................................................................................................... 209.3.1 Mthode ............................................................................................................................................. 209.3.2 Expression des rsultats .................................................................................................................... 22Annexe A (informative) Caractristiques principales des pntrodensitographes

Enveloppe des paramtres de construction, et tolrances d'utilisation ................................ 23Annexe B (informative) Prsentation des rsultats (exemple) .................................................................... 25

SommairePage


NF P 94-063 4

1 Domaine d'applicationLe prsent document concerne les pntromtres dynamiques fonctionnant nergie constante pendantl'excution du sondage, et quips d'un dispositif de mesure permettant la reprsentation de l'enfoncement de lapointe par choc lmentaire, en fonction de la profondeur. Ces appareils sont appels pntrodensitographes.Il s'applique au contrle du compactage de remblais courants et celui des remblais de fouilles et de tranches.La mthode permet d'utiliser les pntromtres dynamiques dans l'une ou plusieurs des fonctions suivantes : valuer les paisseurs de couche (fonction A) ; vrifier que l'objectif de densification vis est atteint (fonction B).

Dans ce dernier cas, il est ncessaire d'identifier, de classifier les matriaux selon la norme NF P 11- 300,et de connatre les objectifs de densification q2, q3, q4, tels que dfinis dans la norme NF P 98-331(paragraphe 6.2.5) ;

vrifier que le compactage est conforme celui ralis sur une planche de rfrence (fonction C).Le sondage est limit en profondeur en fonction de la nature des matriaux traverss, et des matriels utiliss,par les conditions de battage nonces en 6.1.2.2. Les limites de linterprtation, notamment pour ce qui concerne les matriaux volutifs, sont prcises l'article 9.

2 Rfrences normativesCe document comporte par rfrence date ou non date des dispositions d'autres publications. Ces rfrencesnormatives sont cites aux endroits appropris dans le texte et les publications sont numres ci-aprs. Pour lesrfrences dates, les amendements ou rvisions ultrieurs de l'une quelconque de ces publications nes'appliquent ce document que s'ils y ont t incorpors par amendement ou rvision. Pour les rfrences nondates, la dernire dition de la publication laquelle il est fait rfrence s'applique.

NF P 11-300, Excution des terrassements Classification des matriaux utilisables dans la constructiondes remblais et des couches de forme d'infrastructures routires.

NF P 11-301, Excution des terrassements Terminologie.

NF P 94-049-1, Sols : Reconnaissance et essais Dtermination de la teneur en eau pondrale des matriaux Partie 1 : Mthode de la dessiccation au four micro-ondes.

NF P 94-049-2, Sols : Reconnaissance et essais Dtermination de la teneur en eau pondrale des matriaux Partie 2 : Mthode la plaque chauffante ou aux panneaux rayonnants.

NF P 94-050, Sols : Reconnaissance et essais Dtermination de la teneur en eau pondrale des matriaux Mthode par tuvage.

NF P 98-231-2, Essais relatifs aux chausses Dtermination du comportement au compactage des matriauxautres que traits aux liants hydrocarbons Partie 2 : Essai de compactage la presse cisaillementgiratoire (PCG).

NF P 98-231-3, Essais relatifs aux chausses Dtermination du comportement au compactage des matriauxd'assises autres que traits aux liants hydrocarbons Partie 3 : Dtermination de la masse volumique maximalede rfrence et de la difficult de compactage par essais de vibrocompression paramtres controls (VCPC).

NF P 98-331, Chausses et dpendances Tranches : ouverture, remblayage, rfection.


5 NF P 94-063

3 Dfinitions Terminologie SymbolesPour les besoins du prsent document, les dfinitions suivantes s'appliquent :

3.1 enfoncement par coupL'enfoncement par coup Xc est la valeur mesure de l'enfoncement de la pointe pour un choc de la masse tombante.L'enfoncement par coup ec est la valeur corrige de Xc, selon les modalits dfinies en 6.3.1.2 afin de tenir comptedes masses tombante et frappe.

3.2 pntrogrammeLe pntrogramme est la courbe de la distribution des enfoncements par coup ec en fonction de la profondeur z,dans le systme de coordonnes dfini en 6.3.1.1.

3.3 enfoncement par coup : valeur limite (pour un matriau classifi)La valeur limite eL de l'enfoncement par coup est, une profondeur donne z, la valeur maximale que ne doit pasdpasser ec pour vrifier que le niveau de densit est satisfaisant (fonction B) voir norme NF P 98-331.

3.4 enfoncement par coup : valeur de rfrence (pour un matriau classifi)La valeur de rfrence eR de l'enfoncement par coup est, une profondeur donne z, la valeur moyenne auxenvirons de laquelle se situe ec lorsque la densit correspond la valeur moyenne prescrite (fonction B).L'utilisation de eR est une aide l'interprtation. Elle complte l'utilisation de eL.ec, eL, eR sont exprims en millimtres ;z est exprim en mtres.

3.5 objectif de densificationIls sont dfinis par rfrence l'essai Proctor normal ou modifi (voir norme NF P 98-331).

3.6 cas type (pour le pntrodensitographe)Il est dfini par lobjectif de densification et la classification du matriau, en nature et tat daprs NF P 11-300,ou pour les matriaux labors (entirement ou partiellement concasss) par la difficult de compactage DC1,DC2 ou DC3. Celle-ci est dtermine par les essais NF P 98-231-2 ou NF P 98-231-3, ou par rfrence un matriaudj connu.Lappellation du matriau, identifi gotechniquement, peut se substituer la classification lorsquil est considren particulier (voir Article 8).

3.7 catalogue de casLe catalogue de cas (fonction B) est l'ensemble des valeurs eL et eR rsultant de l'talonnage dun appareilde caractristiques prcises, dans les divers cas types. La mthode d'obtention des valeurs eL et eR est prcise l'article 8.

4 Principe de l'essaiL'essai au pntrodensitographe est un essai gotechnique qui fournit un pntrogramme, lequel est reli la distribution des densits en fonction de la profondeur.Il consiste enfoncer dans le sol par battage un train de tiges muni sa partie infrieure d'une pointe coniquelgrement dbordante et mesurer pendant l'essai l'enfoncement par coup la profondeur correspondante.Le pntrogramme sexploite selon les trois fonctions suivantes :


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4.1 Fonction ADans la fonction A, les contrastes de la variation de lenfoncement par coup la transition d'une couche l'autresont utiliss pour apprcier les paisseurs compactes.

4.2 Fonction BDans la fonction B, le pntrogramme est compar aux valeurs eL et eR des cas types soumis essai figurantdans le catalogue de cas du mme appareil. Dans cette fonction, l'identification des matriaux effectivement misen uvre (selon NF P 11-300) est ncessaire.

4.3 Fonction CDans la fonction C, les pntrogrammes de la partie contrle sont compars la population despntrogrammes obtenue avec le mme appareil sur une planche de rfrence. Les conditions de matriaux etde prescriptions de compactage doivent tre identiques celles prconises pour la partie contrle.La fonction C est utilisable dans tous les cas, en particulier si le catalogue de cas (fonction B) ne contient pasle cas de chantier contrl, ou bien ne traduit pas le caractre marginal dun matriau.

5 Appareillage et instruments de mesure5.1 Schma de principe de l'appareilLe schma de la Figure 1 montre les diffrents lments constituant le pntrodensitographe en situationde ralisation du sondage.

Figure 1 Schma de l'appareil


7 NF P 94-063

5.2 Description

L'appareil est constitu d'une masse tombant librement dune hauteur fixe, dun train de tiges guid et dunepointe. Il est complt par un dispositif de mesure de l'enfoncement par coup. Les caractristiques de l'appareilsont donnes ci-aprs ainsi que dans l'annexe A qui prcise les tolrances.

5.2.1 Dispositif de battage

L'nergie potentielle de la masse du mouton tombant librement, rapporte la section de la pointe, est dfinieconventionnellement par :

o :M est la masse du mouton, exprime en kilogrammes ;g est l'acclration de la pesanteur, exprime en mtres par seconde au carr ; H est la hauteur de chute, exprime en mtres ;S est la section de la pointe, exprime en centimtres carrs.Elle doit tre comprise dans la fourchette entre 10 J/cm2 et 30 J/cm2 la construction.La cadence du battage est comprise entre 15 coups par minute et 40 coups par minute.

5.2.2 Tiges de battage

Leur diamtre extrieur dt n'excde pas (dans le contexte des matriaux de remblais compacts qui prsententune tendance nettement moins forte se refermer sur le train de tiges que les sols mous) 0,9 fois le diamtreextrieur d de la pointe dbordante.Leur assemblage conduit un train de tiges rigidement lies (par exemple par vissage, clavetage,...) durantle sondage.

5.2.3 Pointe

La pointe est conique 45 par rapport l'axe (figure 1). Elle peut tre fixe rigidement la tige infrieure(pointe fixe) pour les auscultations profondeur faible ( 1 m), ou mise en place par embotement en bout de tige(pointe perdue) pour les auscultations profondeur plus leve.La partie conique est surmonte par une partie cylindrique de longueur gale au diamtre de la pointe.

5.2.4 Systme de dtection des efforts parasitesUne cl dynamomtrique est utilise conformment au mode opratoire explicit en 6.1.2.1.

5.3 Dispositif de mesure

Un dispositif mesure : l'enfoncement du train de tiges chaque choc (enfoncement par coup Xc) ; la profondeur atteinte par la base de la partie conique de la pointe.Le compteur totalise le nombre de coups.

E M g H S---------------------=


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6 Mode opratoire6.1 Ralisation de l'essai6.1.1 Prparation de l'essai6.1.1.1 Vrification du matriel avant de commencerLes lments ci-aprs sont vrifis : rectitude des tiges utilises (examen visuel) ; choix de la masse tombante et du diamtre de pointe.

6.1.1.2 Reprage du point de mesureLemplacement du sondage et la cote altimtrique du dbut de l'essai sont reports sur un plan.

6.1.1.3 Consignes de profondeur maximale et d'implantationElles doivent tre fournies par le demandeur des essais.

6.1.1.4 Cas particulier de structure traite en partie suprieureDans le cas o il existe une structure trs rsistante en partie suprieure du remblai soumis essai, l'excutionpralable l'essai d'un forage vertical en un diamtre d'au moins 1,5 fois le diamtre de pointe est ncessaire.

6.1.2 Excution de l'essai6.1.2.1 Excution du battageIl ncessite de vrifier : qu' la mise en place, la tige porte-pointe soit verticale et le demeure au cours du battage.Au cas o la tige s'incurve dans la partie suprieure du matriau, l'essai est arrt et repris en un point voisin.L'inclinaison maximale tolre est de 2 % par rapport la verticale ; que le frottement latral entre le matriau et le train de tiges soit admissible. chaque adjonction de tige

partir de 2 m de profondeur, le train de tiges en place est manuvr en rotation sur 360 au moyen d'une cldynamomtrique, et la valeur maximale du couple est note. Le recours au besoin une mise en place deboue de forage entre la paroi du sondage et les tiges peut tre envisag, en cas de contrle une profondeurtelle que les frottements empcheraient d'exploiter le rsultat en fonction B alors qu'on le souhaiterait.

6.1.2.2 Arrt du battageLe battage est arrt lorsque l'une ou l'autre des conditions ci-aprs est ralise : la consigne de profondeur est atteinte ; sur un point dur, aucun enfoncement de plus de 2 mm par coup n'est obtenu durant 100 coups successifs ; au cas o le frottement latral entre le matriau et le train de tiges devient excessif.Suivant la fonction utilise, les critres sont :

- en fonction A, si le couple mesur en newtons par mtre dpasse une valeur gale :

o :dt est le diamtre des tiges, en millimtres ;- en fonction B ou C, si le couple mesur en newtons par mtre dpasse une valeur gale :

Dans ce cas, on peut nanmoins continuer l'essai en fonction A.

3dt10------

3

dt10------

3


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6.1.3 Vrification aprs chaque sondageLors de l'extraction du train de tiges, la rectitude des tiges est contrle par examen visuel.

6.2 Vrifications priodiques

Les lments suivants doivent tre vrifis mensuellement en priode d'utilisation, ou tous les 300 m de linairede pntration : rectitude des tiges ; diamtre de la pointe fixe, et usure de sa partie pointue ; hauteur de chute de la masse tombant librement ; dispositif de mesure de l'enfoncement par coup et de la profondeur.Les tolrances d'utilisation admissibles sont nonces en Annexe A .

6.3 Rsultats

Un exemple de reprsentation des rsultats est donn en Annexe B.

6.3.1 Traage du pntrogramme

6.3.1.1 chelles du grapheL'chelle verticale descendante de la profondeur est gradue en mtres, avec des graduations intermdiairesadaptes la profondeur maximale de mesure.L'chelle horizontale des enfoncements par coup ec est logarithmique, et croissante de la droite vers la gauche.Elle comporte au minimum un intervalle de valeurs entre 2 mm et 100 mm, avec des graduations intermdiaires 5 mm, 10 mm, 20 mm, et 50 mm.Selon le besoin de l'utilisateur, il peut tre souhaitable de porter la mme chelle tous les graphiques d'unemme zone.

6.3.1.2 Correction de l'enfoncement par coup mesur moins de 1 m de la base sur laquelle repose l'appareil, il n'y a pas de correction (ec = Xc). plus de 1 m de cette base, le pntrogramme est recal par tranches correspondant au rajout dune tige-allonge,pour tenir compte de la variation en fonction de la profondeur de la masse frappe dfinie par l'ensemble : de la masse de l'enclume, de la tige-guide et du porte pointe ; des tiges-allonges ajoutes successivement.Dans ce cas, la correction pour obtenir ec partir de Xc mesur est dfinie par la relation :

ec = K(z) . Xc avec :

o :M'(z) est la valeur de la masse frappe la profondeur courante z ;M'(1) est la valeur de la masse frappe lorsque l'appareil agit juste aprs la profondeur de 1 m ;M est la masse tombante (du mouton).

K(z) M M' z( )+M M' 1( )+--------------------------=


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7 Procs-verbal d'essaiLe procs-verbal comporte les informations minimales suivantes : la rfrence au prsent document ; le type d'appareil utilis et le rappel de ses caractristiques principales (M, H, d pointe, masse et longueur

de chaque tige-allonge) ; la date de l'essai ; le nom de l'organisme qui a ralis l'essai ; la rfrence de l'essai (qui se rfre un plan d'implantation) ; la profondeur vise et la profondeur atteinte ; la ou les fonctions utilises (A-B-C) ; le pntrogramme, complt en fonction B par le traage de eL et eR ; la mention des objectifs de compactage et de la classe des matriaux traverss en fonction B et C

(facultativement en fonction A). Dans ce cas sont galement mentionns :- le nom de l'organisme qui a fourni la classification des matriaux, ainsi que la date des prlvements ayant

servi tablir celle-ci ;- le nom de l'organisme qui a tabli les valeurs eL et eR pour l'appareil utilis (talonnage).

la valeur partir de 2 m de profondeur, du couple maximal de rotation du train de tiges, mesur la cldynamomtrique chaque ajout de tige-allonge.

8 talonnage de l'appareil : catalogue de cas en fonction BL'objectif de l'talonnage est la dtermination des valeurs eL et eR pour constituer ou complter le catalogue decas d'un pntrodensitographe, de caractristiques dfinies.Le catalogue de cas peut comporter : des cas types dans lesquels les valeurs eL et eR ont t tablies de faon tre reprsentatives dun matriau

moyen de la classe (et de la sous-classe) dtat considre. La dsignation de ces cas se fait par laclassification ;

des cas types dans lesquels les valeurs eR et eL ne sont tablies que pour un matriau marginal. Il peut sagirdun sous-produit industriel, dun matriau ayant un caractre spcifique, ou bien dun matriau excentr parrapport au cas moyen de la classe.

La dsignation de ces cas se fait par lappellation particulire du matriau, dont lidentification gotechniqueest ralise.

8.1 Utilisation d'un catalogue de cas

En l'tat actuel des recherches sur les matriaux compacts de diverses granulomtries, un catalogue de casdoit tre considr comme associ un appareil de caractristiques donnes.

8.2 Dtermination des valeurs eL et eR du catalogue de cas

Les valeurs eL et eR sont dtermines par rfrence la densification rellement obtenue lorsque sont appliquesles conditions de compactage requises pour l'obtention des objectifs q2, q3 ou q4 (voir norme NF P 98-331).Pour un objectif de compactage qui serait diffrent des objectifs ci-dessus, on se reportera l'utilisation desappareils en fonction C.Les conditions de compactage requises sont, pour une classe de compacteur donne, l'paisseur compacte (e)et le nombre de passes (n).


11 NF P 94-063

La dtermination de eL et eR est faite sur des planches d'talonnage, objet de la description ci-aprs, ou par desprocdures de recherche exprimentale mettant en uvre diffrentes mthodes de mesure de la massevolumique moyenne et en fond de couche.Les planches d'talonnage sont constitues de plusieurs couches successives comportant des taux decompactage diffrents.Dans le cas o il s'agit d'un matriau marginal, pour lequel ne sont pas connues les conditions de compactagerequises, il est ncessaire de les fixer partir de planches dessai.

8.2.1 Cas d'un matriau insensible l'eauIl s'agit d'un des cas ci-aprs : B1, B3, C1B1, C1B3, C2B1, C2B3, D1, D2, D3, certains F3, F7 et F8 ; R11 ; certains R2,R3, R4 et R6 (NF P 11-300) ; DC1, DC2, DC3 (NF P 98-231-2 ou NF P 98-231-3).Le catalogue de cas est tabli pour le matriau dans un tat proche de la teneur en eau optimum proctor normalpour q3 et q4 (NF P 98-331) et modifi pour q2.Lorsque le matriau est proche de la saturation ou est immerg, il fait lobjet dun cas particulier.

8.2.1.1 Mode opratoireLe matriau est identifi selon les critres de la NF P 11-300 ; la teneur en eau est mesure sur chaque couchede la planche d'talonnage.Ces donnes sont archives ; on note si le matriau est considr comme centr par rapport une classede NF P 11-300, ou bien s'il est considr comme un matriau marginal.Les planches dtalonnage sont constitues d'au moins trois couches conscutives, dont une d'paisseur doubleentre les deux autres, et de faon aboutir un ensemble dpassant 2 m d'paisseur.Depuis le fond jusqu la surface, sont ralises successivement (Figure 2) :

Figure 2 Schma de ralisation des planches d'talonnage

Les paisseurs relles des couches compactes sont mesures.Les dimensions minimales utiles en plan d'une planche d'talonnage sont : en remblai : une longueur de 25 m et une largeur de compactage. On doit border chaque ct d'une largeur

de compactage sans mesure ; en tranche : une ou plusieurs largeurs de compactage sans recouvrement, et une longueur minimale de 6 m

pour 5 points, et 12 m pour 10 points.Chaque point doit s'loigner du bord de la tranche d'au moins 5 fois (objectif q4) ou 8 fois (objectif q3) lediamtre d de la pointe, et 5 fois (objectif q4) ou 8 fois (objectif q3) la valeur D du matriau.

Si e est infrieur 0,40 m : couche 5 : application de e et n ; etc.

Si e est infrieur 0,60 m : couche 4 : application de e et n ;

couche 3 : application de e et n ;

couche 2 : application de 2 e et n/2 ;

couche 1 : application de e et n.


NF P 94-063 12

Lessai au pntrodensitographe sur la planche d'talonnage comporte un nombre de sondages minimal de : 5 lorsque D d ; 10 lorsque D > d.D tant la plus grande dimension des lments de remblai (NF P 11-301).L'espacement en plan entre les sondages est d'au moins 1 m.La valeur du couple de rotation du train de tiges est contrle pour vrifier les conditions exprimes en 6.1.2.2.

8.2.1.2 Procdure d'exploitation des mesures d'talonnageLes pntrogrammes sont rassembls sur un mme graphe.On trace successivement (figure 3), partir des rsultats sur les zones bien compactes (hors couche 2) : la droite limite DL : enveloppe des enfoncements maximaux par coup en fond de couche, pour la partie

suprieure et pour la partie profonde, d'o l'on extrait les valeurs caractristiques de eL 0,20 m ; 0,60 m ;et en profondeur ;

la droite de rfrence DR : moyenne, en partie suprieure et en partie profonde, des pntrogrammes, d'o l'onextrait les valeurs caractristiques de eR 0,20 m ; 0,60 m, et en profondeur.

La construction de la droite de rfrence est faite avec des rapports eL/eR identiques 0,20 m, 0,60 m, et enprofondeur, 10 % prs, de telle manire quelle soit parallle la droite limite.La valeur eL trouve est valide si : eL vaut au moins 1,6 fois eR. Dans le cas contraire, (cas des faibles gradients de densit) on remplace la valeur

exprimentale de eL par 1,6 eR ; tous les pntrogrammes de la zone mal compacte (couche 2) dpassent la valeur de eL, dtermine comme

prcis auparavant.Les valeurs eR et eL seront affectes au matriau considr comme marginal tant qu'il n'y aura pas trois matriauxdiffrents de la mme classe tre tests. partir de trois matriaux, les valeurs eR et eL pourront tre affectes la classe des matriaux de la faon suivante : la valeur eR de la classe est obtenue en faisant la moyenne des valeurs eR individuelles des matriaux ; la valeur eL de la classe est obtenue en faisant la moyenne des valeurs eL exprimentales individuelles

des matriaux. Si la valeur eL de la classe est plus petite que 1,6 fois la valeur eR de la classe, elle est porte cette dernire valeur.


13 NF P 94-063

Figure 3 Dtermination graphique par tapes de eL et eR

8.2.2 Cas d'un matriau sensible l'eauIl s'agit d'un des cas ci-aprs : A1, A2, A3, A4, B2, B4, B5, B6, C1B2, C1B4, C1B5, C1B6, C2B2, C2B4, C2B5, C2B6,la plupart des matriaux F, ainsi qu'un certain nombre de classes des matriaux R (NF P 11-300).

1re tape : DL en surface est trace. Les valeurs de eL 0,20 m

et 0,60 m sont notes provisoirement.

2e tape : DL en profondeur est trace verticalement(le point de contact avec DL en surface peut tre moins

de 0,60 m). eL (profond) est not provisoirement

3e tape : DR est trac paralllement DL. eR 0,20 m,0,60 m et profond sont nots.

Les rapports respectifs eL/eR sont calculs.

4e tape : la validation des valeurs eL fait au besoin dplacer les DL. Les valeurs dfinitives

de eL sont notes.


NF P 94-063 14

8.2.2.1 Mode opratoireLe matriau fait l'objet d'une identification gotechnique selon la NF P 11-300 et les valeurs des frontiresde teneur en eau entre les sous-classes d'tat sont dtermines.Ces donnes sont archives ; on note si le matriau est considr comme centr par rapport une classede NF P 11-300, ou bien s'il est considr comme un matriau marginal.Trois planches d'talonnage sont ralises en respectant les conditions nonces en 8.2.1.1, des teneurs eneau appartenant chacune une sous-classe d'tat diffrente, et telles que la diffrence entre deux teneurs en eausuccessives soit plus grande que la diffrence entre les frontires haute et basse de la sous-classe m.Les conditions de compactage (e, n) de chaque planche correspondent la sous-classe d'tat du matriau.Chaque couche compacte fait l'objet de trois prlvements de teneur en eau dans la zone de mesure.Une planche d'talonnage nest utilisable que si l'ensemble des teneurs en eau des couches de la planche estcontenue dans l'intervalle 1 % par rapport la valeur moyenne calcule.

8.2.2.2 Procdure d'exploitation des mesuresLe premier stade de l'exploitation consiste pour chaque planche individuelle une teneur en eau donne, obtenirles valeurs caractristiques de eL et eR 0,20 m, 0,60 m et en profondeur, selon les critres dfinis en 8.2.1.2.La valeur eL est retenue, aprs correction ventuelle, selon les indications fournies dans le paragraphe prcit.Le deuxime stade de l'exploitation consiste exprimer pour chaque profondeur caractristique ci-dessus, eL eteR du premier stade en fonction des valeurs de teneur en eau moyenne des planches. Pour ce faire, on tablit lesdroites de rgression : (1) lg eR = a . W + b (2) lg eL = a' . W + b' Une sous-classe d'tat h, m, s comporte des bornes infrieure et suprieure de teneurs en eau dsignes par Winfet Wsup, ainsi qu'une valeur moyenne dsigne par Wmoy :

Par extension (figure 4), la sous-classe ts a une valeur Wmoy obtenue en retranchant Wsup l'cart qui existeentre Wmoy et Winf de la sous-classe s, et la sous-classe th a une valeur Wmoy obtenue en ajoutant Winf l'cartqui existe entre Wsup et Wmoy de la sous-classe h.Cependant, pour la sous-classe th, voire h, si la masse volumique moyenne requise de l'objectif de densificationconsidr, la teneur en eau de saturation Wsat est infrieure Wmoy calcul, Wsat sera utilis la placede Wmoy dans le processus suivant.De mme, si la masse volumique en fond de couche requise, W'sat est infrieure Wsup de l'tat h, W'sat serautilis la place de Wsup. l'tat th, Wsup = W'sat.I

Figure 4 Wmoy des sous-classes

Les valeurs eL et eR relatives une sous-classe d'tat sont alors dtermines comme suit : eR est calcule par la relation (1) avec W = Wmoy de la sous-classe (ou Wsat) ; eL est calcule par la relation (2) avec W = Wsup de la sous-classe (ou W'sat).

Wmoy Winf Wsup+2

-----------------------------------=


15 NF P 94-063

La comparaison par rapport aux critres noncs ci-aprs est effectue.La valeur eL est :

suprieure ou gale 1,6 eR dans les sous-classes m, s, ts ; suprieure ou gale 1,4 eR dans la sous-classe h ; suprieure ou gale 1,3 eR dans la sous-classe th.Si ce n'est pas le cas, la valeur eL calcule est porte 1,6 1,4 ou 1,3 fois eR dans la sous-classe considre.Les valeurs eR et eL seront affectes au matriau considr comme marginal tant qu'il n'y a pas trois matriauxdiffrents de la mme classe tre tests comme prcdemment trois teneurs en eau. partir de troismatriaux, les valeur eR et eL pourront tre affectes la classe et aux sous-classes des matriaux en faisant lesmoyennes respectives de eR et eL finale de chacun des matriaux, dans les conditions correspondantes.

9 Exploitation des rsultats Interprtation9.1 Utilisation du pntrodensitographe en fonction AL'exploitation des rsultats est faite partir des seuls pntrogrammes. Elle consiste dterminer les valeursd'paisseurs relles des couches (lorsqu'elles sont perceptibles) pour les comparer aux valeurs prescrites,et dterminer la frquence des couches non conformes dans l'ensemble de l'ouvrage contrl.

9.1.1 MthodeUne paisseur de couche excdentaire est calcule partir des intercouches suprieure et infrieure.La dtermination d'une intercouche est ralise partir du contraste des enfoncements par coup de part et d'autrede celle-ci.

9.1.1.1 Dfinitions (figure 5)e1 est l'enfoncement maximal par coup relev en bas de couche ;e2 est l'enfoncement maximal par coup relev en haut de couche sous-jacente ;e1 et e2 sont dtermins aprs lissage (manuel ou automatique) du pntrogramme exempt de pointsaberrants.Bruit de fond d'un pntrogramme : enveloppe des fluctuations des enfoncements par coup autour d'unpntrogramme liss, rapport en pourcentage de la valeur ec moyenne de la zone considre.

Figure 5 Pntrogramme avec mise en vidence de l'intercouche 1 m de profondeur


NF P 94-063 16

9.1.1.2 Interprtation

9.1.1.2.1 Dtermination d'une intercouche

La valeur du rapport e1/e2 est analyse par rapport au bruit de fond du pntrogramme au niveau de l'intercouche : pour un bruit de fond infrieur 20 %, l'existence de l'intercouche est fonde si e1/e2 est suprieur 1,5 ; pour un bruit de fond suprieur 20 %, l'existence de l'intercouche est fonde si e1/e2 est suprieur 1,8.La validit de la dtermination des intercouches peut tre conforte par des lments tels que : pntrogrammesvoisins, utilisation de la fonction B ou C.

9.1.1.2.2 Dtermination d'une paisseur perceptible

Elle se fait par diffrence entre deux intercouches dtermines selon 9.1.1.2.1, et entre lesquelles lepntrogramme ne fournit pas de signe d'existence d'une intercouche intermdiaire.paisseur des couches excdentairesC'est la valeur d'paisseur calcule en 9.1.1.2.2 qui excde la valeur d'paisseur prescrite e pour la miseen uvre.

Pour la suite de l'interprtation (voir 9.1.2), on n'utilise que les paisseurs excdentaires.

9.1.2 Expression des rsultats

9.1.2.1 Frquence des paisseurs excdentairesSur un ouvrage, contrl par un nombre N d'essais au pntrodensitographe, elle est dfinie par :

9.1.2.2 Frquence des paisseurs excdentaires par niveaux de surpaisseursDes classes de surpaisseurs sont prdfinies relativement l'paisseur prescrite :

e 1,25.e 1,5.e 1,75.e 2.e 2,5.e 3.e

La frquence des paisseurs suprieures une valeur prdfinie ci-dessus est gale :

La reprsentation de f en fonction des classes de surpaisseurs (figure 6) permet d'affiner le rsultat global obtenuen 9.1.2.1.

f 100paisseurs excdentaires (> e) sur les N essais

profondeurs cumules des N essais--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------=

f 100paisseurs > paisseur prdfinie (N essais)

profondeurs cumules (N essais)------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------=


17 NF P 94-063

Figure 6 Frquence des surpaisseurs

9.2 Utilisation du pntrodensitographe en fonction B

L'exploitation des rsultats est faite partir des pntrogrammes et des valeurs eL et eR correspondant aux castypes rencontrs, et aux profondeurs contrles.

9.2.1 Mthode

9.2.1.1 Conditions remplirLa fonction B est utilisable si : la classification selon la norme NF P 11-300 ou en DC1, DC2, DC3 est ralise. L'tat hydrique, pour les sols

ayant une sous-classe d'tat, est celui au moment du contrle. Pour les matriaux marginaux, la conformitpar rapport au cas de chantier-type doit tre prouve par une reconnaissance ;

les valeurs eL et eR existent pour le cas type ; le frottement parasite le long du train de tiges est infrieur la valeur impose, voir paragraphe 6.1.2.2.Lorsque ces conditions ne sont pas remplies sur lensemble de la profondeur, l'interprtation peut tre ralisepartiellement en fonction B dans les zones o les trois conditions prcdentes sont remplies.

9.2.1.2 InterprtationLe pntrogramme est compar la position de lassemblage des parties droites DL et DR successivementconcernes, dans le but de vrifier que le rsultat du compactage est conforme celui attendu et dans le cascontraire, de situer le niveau de gravit de lanomalie rencontre.Quatre types danomalies sont dfinis ci-aprs en fonction des positions relatives du pntrogramme et de DLet DR, dans le sens croissant du niveau de gravit.


NF P 94-063 18

9.2.1.2.1 Rsultat sans anomalie

Critres : le pntrogramme ne se trouve jamais en dpassement de DL ; les paisseurs de couche sont conformes aux prescriptions (voir fonction A, article 1).

Figure 7

9.2.1.2.2 Rsultat avec anomalie de type 1

Critres : le pntrogramme ne se trouve jamais en dpassement de DL ; les paisseurs de couche sont systmatiquement suprieures de plus de 20 % aux valeurs prescrites.

Figure 8


19 NF P 94-063

9.2.1.2.3 Rsultat avec anomalie de type 2Critres : le pntrogramme dpasse DL d'un cart a infrieur la distance b entre DL et DR, et au total sur une hauteur

de moins de 30 % de la profondeur contrle h.

Figure 9

9.2.1.2.4 Rsultat avec anomalie de type 3Critres : le pntrogramme dpasse DL dun cart suprieur la distance b entre DL et DR, ou au total sur une hauteur

de plus de 30 % 50 % de la profondeur contrle h, quelle que soit l'importance du dpassement.

Figure 10

9.2.1.2.5 Rsultat avec anomalie de type 4Critres : le pntrogramme dpasse DL sur plus de 50 % de la profondeur contrle h.

Figure 11


NF P 94-063 20

9.2.1.2.6 Observations complmentaires

Les 10 cm 20 cm suprieurs du remblai (suivant les matriaux) sont exclure des zones interprtables avecles critres ci-dessus ;

Lorsquil existe simultanment des valeurs eL et eR pour un matriau marginal, et des valeurs pour la classede matriau laquelle il appartient, lutilisation des valeurs relatives au matriau sont prioritaires pourlinterprtation.

9.2.2 Expression des rsultatsLa mention sans anomalie ou le type danomalie est port sur chaque pntrogramme.

9.3 Utilisation en fonction C

Les pntrogrammes de la partie contrle sont compars une population de pntrogrammes issue duneplanche de rfrence. Ces derniers sont nomms pntrogrammes de rfrence.

9.3.1 Mthode

9.3.1.1 Conditions remplirLa fonction C est utilisable si : le matriau de la partie contrle est conforme en nature et tat celui de la planche de rfrence ; la condition de frottement admissible le long du train de tiges, explicite au paragraphe 6.1.2.2, est ralise.Si ces conditions ne sont pas remplies sur lensemble de la profondeur, linterprtation peut tre ralisepartiellement en fonction C dans les zones o les deux conditions prcdentes sont remplies.Le contrle de la classe et de la sous-classe dtat des matriaux traverss est effectu raison dau moins unprlvement pour un groupe dessais au pntrodensitographe sur un remblai ou une tranche. La teneur en eauest dtermine par tranche de 0,50 m, et chaque changement de matriau. La mthode de prlvement seraprcise dans la feuille dessai.Si lhtrognit du matriau compact le justifie, le nombre de prlvements pourra tre augment pourladapter au contexte. Dans certains cas, on pourra atteindre, voire dpasser, la proportion de un prlvementpour deux sondages pntromtriques.

9.3.1.2 Planche de rfrenceElle est ralise avec le mme matriau que celui de la partie contrle, les mmes moyens de mise en uvreet de compactage, et en appliquant strictement les prescriptions (e, n) requises.En cas douvrages en masse raliss avec diffrents matriaux, il y a autant de planches de rfrence que dematriaux utiliss.

9.3.1.2.1 Caractristiques gomtriques minimales utiles des planches de rfrence

9.3.1.2.1.1 Remblai en masse

Les dimensions sont : une longueur dau moins 25 m, une largeur dau moins trois largeurs de compactageen tte, sans recouvrement des passages des compacteurs, une paisseur totale suprieure 2 m avec au moinssix couches lmentaires dpaisseur e prescrite.

9.3.1.2.1.2 Tranche

Les dimensions sont : en longueur au moins 25 m, et la largeur et la profondeur nominale de la tranche.


21 NF P 94-063

9.3.1.2.2 Matriau

Une identification gotechnique est ralise pour le classer (classe et sous-classe dtat). Pour les matriauxvolutifs, lidentification est ralise sur des prlvements effectus aprs mise en uvre. chaque couche, la teneur en eau est contrle par trois prlvements distincts, et lpaisseur est calculepar nivellement (ou autre mthode quivalente) sur 12 points reprs en position au fur et mesure de la montedes couches.

9.3.1.2.3 Atelier de compactage

On note le matriel utilis et ses conditions dutilisation.

9.3.1.2.4 Nombre de points

Au moins cinq sondages au pntrodensitographe sont effectus, situs sur des emplacements vrifiant lacondition que les paisseurs aprs compactage sont conformes aux prescriptions.

9.3.1.3 Interprtation

9.3.1.3.1 Interprtation visuelle

Chaque pntrogramme de la partie contrle est compar par superposition la population despntrogrammes de rfrence.Le compactage est satisfaisant : si le pntrogramme sinsre dans le fuseau des pntrogrammes de rfrence ; si, pour la partie profonde, aucun enfoncement par coup ne dpasse le maximum de ec obtenu sur lensemble

des pntrogrammes de rfrence. Pour la partie suprieure (partie oblique du dbut du pntrogramme),les rsultats doivent tre compars mme profondeur.

Lorsquun seul pntrogramme indique une htrognit de compactage, il est ncessaire de faire un nouvelessai dans la zone douteuse ( environ 1 m de lessai prcdent par exemple) et/ou de sassurer que la drive delenfoncement par coup nest pas due une cause extrieure au compactage proprement dit (nature ou tat dusol par exemple). La ralisation dun nouveau prlvement peut tre ncessaire pour sassurer de la nature et deltat du sol travers.

9.3.1.3.2 Interprtation statistique

Il est possible de recourir aux mthodes statistiques en limitant lanalyse aux seules zones de la partie profonde(verticale) posant problme dinterprtation et aprs avoir effectu, le cas chant, les essais supplmentairesncessaires.En dfinissant sur la zone concerne dun pntrogramme de contrle : em : moyenne des ec pour lensemble du battage ; e1 : valeur de e1 (paragraphe 9.1) en bas dune quelconque des couches ;et sur la mme zone en profondeur des pntrogrammes de rfrence : em : moyenne des ec dun pntrogramme pour lensemble du battage sur un nombre entier de couches ; em : moyenne des em des divers pntrogrammes ; (em) : cart-type calcul partir des valeurs individuelles em ; e1 : moyenne des e1 en bas des diffrentes couches ; (e1) : cart-type correspondant.Le compactage est conforme si : tous e1 < e1 + 2 (e1) ; et em < em + 2 (em).


NF P 94-063 22

9.3.1.3.3 Observations complmentaires

Les rsultats de la planche de rfrence ont une dispersion acceptable lorsque les deux conditions ci-aprs sontvrifies : (em) < 0,15 em ; (e1) < 0,20 e1.Dans le cas des matriaux volutifs, lutilisation de la fonction C ncessite de vrifier que le caractre dvolutionnest pas significativement diffrent entre la planche de rfrence et la partie soumise essai.Lorsque la mthode de la fonction C est applique, et que des valeurs eR et eL du cas de chantier-type existent,permettant galement une interprtation en fonction B des pntrogrammes, la priorit est donne linterprtationen fonction C.

9.3.2 Expression des rsultatsLe dossier comporte : un plan dimplantation des pntrogrammes (planche de rfrence et parties contrles) et des prlvements

de matriaux ; les pntrogrammes de rfrence ; les pntrogrammes de la partie contrle. Ils ont les mmes chelles que les pntrogrammes de rfrence,

et comportent des indications : satisfaisant, ou bien non satisfaisant sur une ou plusieurs zonesen profondeur.Les zones qui ne satisfont pas aux conditions du paragraphe 9. 3.1.1 sont rpres par zone hors contrle ;

les profils de teneur en eau et la classification des matriaux prlevs. Ils ont la mme chelle de profondeurque les pntrogrammes.

10 BibliographieGuide Technique pour la ralisation des remblais et des couches de forme (1992) LCPC SETRA.Guide Technique pour la ralisation des tranches (1994) LCPC SETRA.Note Technique : Assurance qualit de la mise en uvre des matriaux de remblais. Contrle extrieurdu compactage Utilisation du pntrodensitographe LPC (1993) Centre d'Exprimentation Routire.


23 NF P 94-063

Annexe A(informative)

Caractristiques principales des pntrodensitographes Enveloppe des paramtres de construction, et tolrances d'utilisation

Init numrotation des tableaux dannexe [A]!!!Init numrotation des figures dannexe [A]!!!Init numrotation des quations dannexe [A]!!!

Les appareils conformes aux normes NF P 94-114 ou NF P 94-115 sont conformes ce document.Les performances du dispositif de mesure de l'enfoncement des tiges sont telles que : ec est connu par la prcision :

Dsignation Symbole UnitEnveloppes Tolrances

d'utilisationmin max

Mouton

Masse M kg 10 640

1 %

Hauteur de chute H m 0,50 0,75 3 %Cadence de battage coups/min 15 40

EnclumeMasse de l'ensembleenclume + tige fixeen dbut de battage

kg M

Tiges

Longueur It m 0,5 2 0,1 %Masse par mtre kg 0,15 M 10 %Diamtre extrieur dt mm 0,9 d 5 %Flche par mtre mm 1 3

Pointe

Diamtre extrieur d mm 19,5 61,8 2 %Aire de la section droite S cm2 3 30

Longueur de la partie conique I2 mm d/2

+ 2 %

10 %

Longueur de la partie cylindrique I1 mm d

+ 2 %

10 %

nergie nergie par cm2 J/cm2 10 30

Gamme de ec Prcision sur un chocPrcision sur ec moyende 5 chocs conscutifs

< 2 mm

2 20 mm

20 80 mm

> 80 mm

sans objet 2 mm 4 mm

10 mm

sans objet 1 mm 2 mm 5 mm


NF P 94-063 24

la profondeur z par rapport l'origine du battage est connue avec la prcision :

Gamme de z Prcision

< 2 m

2 5 m

> 5 m

0,5 % 0,3 % 0,2 %


25 NF P 94-063

Annexe B(informative)

Prsentation des rsultats (exemple)Init numrotation des tableaux dannexe [B]!!!Init numrotation des figures dannexe [B]!!!Init numrotation des quations dannexe [B]!!!

Figure B.1

NF P94 063 Contrôle de La Qualité de Compactage

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