Un compactage réussi, c'est une question de maîtrise de l'énergie, et non de puissance maximale. La couche doit être mince en fonction des paramètres du sol, et la teneur en eau assez proche de l'optimum, pour ensuite faire des passes régulières qui se chevauchent, à vitesse constante, jusqu'à ce que la densité cesse de monter. Les problèmes de compactage viennent habituellement du fait qu'on fait trop de la mauvaise chose, plutôt que pas assez de la bonne.
Avant la première passe
Trois choses doivent être décidées avant que le rouleau ne se mette à rouler :
L'épaisseur de la couche. L'énergie de vibration s'atténue en descendant. Les rouleaux compacts, ou rouleaux compacteurs, ne compactent efficacement que les 6 à 12 premiers pouces (15 à 30 cm); la profondeur varie selon le matériau et la teneur en eau (Multiquip, Soil Compaction Handbook). Des couches plus épaisses que cela laissent du matériau non compacté à la base. Un matériau qui passe l'inspection initiale mais qui tasse sous la charge des mois plus tard est le signe que la densité de compactage visée n'a pas été atteinte. Si vous n'atteignez pas la densité cible, réduisez l'épaisseur des couches ou ajoutez des passes de compactage.
La teneur en eau. L'eau lubrifie les grains pour qu'ils puissent glisser en place. Un sol trop sec ne bouge pas facilement, et un sol trop mouillé laisse l'eau remplir les vides au lieu de les refermer. Visez à quelques points près de la teneur en eau optimale. Voici un test rapide sur le terrain : serrez une poignée de sol dans votre main. Si elle garde sa forme et se casse en quelques morceaux quand vous la laissez tomber, la teneur en eau est optimale. Une texture poudreuse veut dire que c'est trop sec. Si elle reste plastique et laisse de l'humidité sur votre main, c'est trop mouillé.
Le choix du tambour. Les tambours lisses sont pour le matériau granulaire, où c'est la vibration qui fait le travail. Les tambours à pied dameur sont pour les sols cohésifs, où les pieds malaxent le matériau du bas vers le haut (Equipment World, Choosing the Right Machine for Proper Soil Compaction; Corniver, Pied dameur ou tambour lisse : comment choisir le bon rouleau compacteur).
Le patron de passes
Vos passes doivent suivre des lignes droites. Faites chevaucher chaque passe d'environ 10 à 30 pour cent de la largeur du tambour, et gardez ce chevauchement constant au lieu de l'estimer à l'œil. Des passes imprécises laissent entre elles des bandes de matériau sous-compacté qui ne paraissent pas en surface.
Sur une pente ou un bombement, commencez du côté bas ou soutenu et travaillez vers l'intérieur. Le matériau en hauteur migre naturellement vers le bas de la pente, surtout si vous commencez à compacter par le haut.
Décalez les points où vous inversez la direction; inverser à la même ligne à chaque passe y crée une crête et un point faible juste après. Déplacez le point de virage de quelques pieds (~1 m) chaque fois.
L'objectif, pour toute la couche, c'est le même nombre de passes partout. Sans approche planifiée, le centre de la voie peut naturellement recevoir plus de passes que les bords, ce qui laisse une densité inégale sous une surface qui paraît parfaitement uniforme.
Vitesse et nombre de passes
La vitesse de roulement et la fréquence de vibration travaillent ensemble. Ce qui compte, c'est l'espacement des impacts, c'est-à-dire le nombre de fois que le tambour frappe chaque pied de terrain. Visez de 10 à 14 impacts par pied (33 à 46 par mètre). Trop peu d'impacts peut créer des vides et des creux, tandis qu'un excès d'impacts peut sur-compacter la surface.
Un calcul rapide : prenez la fréquence de votre machine en vibrations par minute et divisez-la par dix, ce qui vous donne la vitesse de roulement maximale en pieds par minute.
Vitesse de roulement max (pi/min) = Fréquence (VPM) ÷ 10
Cette formule ne fonctionne qu'en pieds par minute; pour obtenir des mètres par minute, divisez le résultat par 3,28.
En pratique, la plupart des travaux de sol se situent entre 2 et 6 km/h (1,2 à 3,7 mi/h). Si vous roulez assez vite pour que ça vous semble productif, vous allez probablement trop vite.
Sur du matériau granulaire, de 4 à 8 passes suffisent habituellement à atteindre la densité cible. L'écart est large parce que le matériau, la teneur en eau et l'épaisseur de la couche influencent tous le travail, alors le mieux est d'établir le nombre exact avec une planche d'essai au début du chantier.
Quand activer et désactiver la vibration
Ne jamais faire vibrer à l'arrêt. Non seulement un tambour qui vibre sur place se creuse une dépression dans la couche, mais il inflige aussi une usure par fretting aux roulements, parce que les éléments roulants ne tournent pas. Mettez-vous en mouvement avant d'activer la vibration, et désactivez-la avant de vous immobiliser.
Désactivez la vibration dans les virages. Quand un tambour qui vibre tourne de côté, il éraille et pousse le matériau au lieu de le compacter.
Désactivez la vibration près des bords non soutenus et des structures. À côté du bord d'une tranchée ouverte, la vibration peut déstabiliser le bord et faire tomber le tambour dans la tranchée. Près des bâtiments, des services publics et des ouvrages finis, la vibration transmise par le sol peut fissurer des fondations, solliciter des joints de conduites et endommager le béton et la maçonnerie à proximité. Faites d'abord des passes statiques et n'ajoutez la vibration que si le devis le permet.
Sur la passe de retour, la vibration dépend de la couche. Faire vibrer à l'aller et rouler en statique (« dead-rolling ») au retour est une pratique courante, pour plusieurs raisons : ça évite de trop travailler la surface pendant que la machine ralentit et inverse, ça empêche le tambour de rebondir sur du matériau déjà raide, et ça épargne les isolateurs et les roulements. Ça rend aussi les passes plus faciles à compter.
Mais sur une couche granulaire épaisse et lâche, vous avez souvent besoin de la vibration dans les deux directions pour amener l'énergie jusqu'au fond, en gardant la passe statique pour la finition de surface. Traitez donc le retour statique comme une technique de finition et de protection plutôt que comme une règle universelle, et suivez le manuel d'utilisation de votre machine ainsi que le devis du chantier.
Comment savoir que c'est terminé
Le signe le plus clair, c'est quand la machine « sort » de la couche. À mesure que la couche se densifie, le rouleau cesse de s'y enfoncer et se met à rouler par-dessus, et la surface cesse de fléchir sous le tambour.
Le deuxième signe, c'est quand le tambour commence à rebondir. Ça veut dire que le sol est trop dense pour être compacté davantage, alors le tambour rebondit au lieu de pénétrer. Vous allez le sentir dans toute la machine. C'est le signal qu'il faut arrêter ou réduire l'amplitude; des passes supplémentaires écrasent le granulat et réduisent réellement la densité, en plus d'user la machine.
Cela dit, ni l'un ni l'autre de ces signes ne remplace un essai de densité. Testez toujours la densité par rapport aux exigences du devis avant de construire par-dessus.
Ce guide est aussi offert sous forme d'aide-mémoire imprimable d'une page, pour votre cabine ou à partager avec les nouveaux opérateurs : Guide d'utilisation du rouleau Corniver.
FAQ
Combien de passes faut-il pour compacter le sol? Habituellement de 4 à 8 passes sur du matériau granulaire. Le mieux est de fixer le nombre réel avec une planche d'essai plutôt que de le deviner.
De combien dois-je faire chevaucher chaque passe? Chevauchez de 10 à 30 pour cent de la largeur du tambour et gardez ce chevauchement constant du début à la fin. Les vides entre les passes sont la cause la plus fréquente d'une densité inégale.
Quelle épaisseur doit avoir chaque couche? Assez mince pour que la vibration de la machine atteigne le fond, ce qui représente environ 6 à 12 pouces (15 à 30 cm) sur un rouleau compact.
À quelle vitesse dois-je conduire un rouleau? Assez lentement pour obtenir de 10 à 14 impacts par pied (33 à 46 par mètre), généralement de 2 à 6 km/h (1,2 à 3,7 mi/h).
Peut-on sur-compacter le sol? Oui. Les passes au-delà de la densité cible écrasent le granulat et réduisent réellement la densité au lieu de l'augmenter.
Pourquoi mon rouleau rebondit-il? Le matériau s'est raidi et le tambour rebondit au lieu de compacter. Arrêtez ou réduisez l'amplitude.
Dois-je faire vibrer en marche arrière? Sur des couches granulaires épaisses, la réponse est souvent oui. Sur une surface déjà proche de la densité visée, désactiver la vibration au retour protège le fini et la machine.
Pourquoi ne peut-on pas faire vibrer à l'arrêt? La vibration à l'arrêt fait enfoncer le tambour, ce qui laisse une dépression. Ça endommage aussi les roulements.
Tambour lisse ou pied dameur? Tambour lisse pour le sable, le gravier, la pierre concassée et la fondation granulaire. Pied dameur pour l'argile et les sols cohésifs.
Comment savoir que le sol est compacté? Le rouleau cesse de s'enfoncer et sort de la couche. Confirmez ce résultat avec un essai de densité par rapport au devis. En Ontario, l' OPSS exige 100 pour cent de la masse volumique sèche maximale de l'essai Proctor normal (Standard Proctor Maximum Dry Density) sur une fondation de Granulaire A et une sous-fondation de Granulaire B, alors connaissez votre densité cible avant de commencer le compactage.
Comparez les rouleaux et trouvez la machine dimensionnée pour vos couches et vos chantiers.
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