Étude technico-économique de la stabilisation à la chaux des sols argileux en voirie forestière

Les applications de produits stabilisants sur sols peu portants sont monnaie courante dans les ouvrages de génie civil, et en particulier en voirie. Cependant, peu de compagnies forestières canadiennes ont recours à des travaux semblables sur les routes forestières construites sur des sols argileux.
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\nLes chemins forestiers ont toujours été construits à un coût très faible avec des standards minimums. Cette façon de faire impose néanmoins l'arrêt du transport du bois durant les périodes de pluie intense et de dégel. Cette contrainte va à l'encontre de la volonté des usines de transformation de réduire les inventaires de bois, d'augmenter la fraîcheur des bois les approvisionnant et par le fait même d'en améliorer la qualité. Il est donc nécessaire de leur fournir des solutions efficaces pour construire et maintenir leur réseau routier carrossable en tout temps, en particulier sur les sols peu portants.
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\nCe mémoire dresse une revue bibliographique exhaustive des techniques et des produits stabilisants utilisés à l'échelle mondiale. Il présente une étude de cas qui repose sur cette revue bibliographique ainsi que des essais en laboratoire et sur le terrain, sur des sols argileux stabilisés selon divers dosages de chaux. Un modèle de conception de chaussée non-revêtue, basé sur les résultats de stabilisation obtenus dans ces analyses, est également présenté afin de guider les compagnies forestières vers un choix éclairé sur la technique à utiliser. Pour conclure, une analyse de rentabilité économique est établie.
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\nEn se basant sur les résultats de la revue biliographique, la chaux a été choisie comme étant le produit le plus approprié pour le sol à l'étude. En effet, des essais menés en laboratoire ont permis d'obtenir un «California Bearing Ratio» (CBR) de 56 avec 3% de chaux, soit 5 fois plus que la valeur initiale de l'argile non-traitée. En chantier, les meilleurs résultats ont également été obtenus à une teneur en chaux de 3%, soit un CBR de 16 comparativement à 10 pour une section non-traitée. Des tests statistiques confirment qu'il existe une différence significative entre ces deux moyennes. Par contre, bien que ce CBR soit 60% plus élevé que celui mesuré sur la section non-traitée, les valeurs étaient statistiquement très variables. La variabilité des résultats est expliquée par l'hétérogénéité du traitement principalement attribuée à un mauvais malaxage du sol en place. D'autres éléments pouvant également avoir influencé l'efficacité du traitement sont: l'épandage de la chaux, la teneur en eau de l'argile et l'homogénéité de l'argile.
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\nUne analyse économique a permis d'obtenir une distance optimum à partir d'un banc d'emprunt pour laquelle les coûts de construction incluant une stabilisation à la chaux sont égaux à ceux d'une méthode de construction traditionnelle. En effet, cette distance est de 8.5 km, pour un coût de construction de 25 700$/km pour une fondation stabilisée ayant un CBR de 15. Au-delà de cette distance, il est donc plus économique de stabiliser le sol.
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\nLes travaux réalisés par l'auteur dans le cadre de ce mémoire ont été effectués dans le cadre d'un projet de recherche au sein du département de transport et de voirie de l'Institut canadien de recherches en génie forestier (FERIC). Les essais de laboratoire ont été réalisés à l'École de technologie supérieure (ÉTS) et les travaux de terrain ont été réalisés à Iroquois-Falls (Ontario) par Abitibi-Consolidated, à la demande et sous la supervision de l'auteur.

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