Projet
Le Autoroute R21 L'autoroute de Kola (désignée M18 jusqu'en 2018) est une importante voie rapide russe reliant Saint-Pétersbourg à Mourmansk. Saint-Pétersbourg est la deuxième plus grande ville de Russie. Mourmansk est la plus grande ville du monde située au nord du cercle polaire arctique. Longue de 1 592 km, cette autoroute fait partie de la route européenne E105. Elle constitue le principal axe routier de Russie. République de Carélie et le Oblast de Mourmansk.
L'autoroute de Kola a été construite initialement en 1986. En 2006, son revêtement avait atteint sa durée de vie prévue. Des travaux de reconstruction étaient nécessaires sur de nombreux tronçons.
Options de conception
Deux options de conception de chaussées souples ont été envisagées pour les couches de base : granulaires non liées et liées.
Option de conception 1 – Granulaire non lié
L'option de conception granulaire non liée consistait en une base en pierre concassée (2 couches, totalisant 23 cm) sur une sous-base en sable. L'épaisseur totale était de 59 à 79 cm pour atteindre la résistance et le module de résilience requis. BCH 46-83. Le coût indicatif était de 3820 roubles/m³.2.
Option de conception 2 - Reliure
Les variantes de conception liées consistaient en une couche de base/sous-base de sable moyen lié avec du ciment et amélioré par un adjuvant Renolith (alias NTS ou 'NanoTerraSoil').
Les épaisseurs des couches ont été calculées pour atteindre la résistance et le module de résilience requis, conformément à ODN 218.046-2002. Des variantes de la couche de liaison ont été conçues en fonction des conditions de circulation sur chaque tronçon. Le coût de la couche de liaison a été estimé à 1 229 roubles/m².2 jusqu'à 1955 roubles/m2, en fonction de l'épaisseur et du degré de résistance.
4.1.1 La résistance du matériau traité et du sol renforcé au moment du dimensionnement L'âge est déterminé par la marque. Le rapport entre la classe de résistance et la résistance à la compression et à la flexion doit être conforme aux exigences spécifiées ci-dessous.
Différentes options de parcours de soins étaient disponibles :
- Gravier noir sur émulsion d'ardoise bitumineuse recyclée avec double traitement superficiel
- Traitement de surface triple
- béton bitumineux dense
Évaluation
Un groupe de travail composé d'experts reconnus a été constitué pour évaluer la technologie. Ce groupe a examiné le revêtement expérimental construit sur le terrain d'essai du MADI, à Moscou. https://renolith.com.au/madi-trials/
décision de conception
L'option de conception liée (sable + ciment + Renolith) a été choisie pour plusieurs raisons :
- économies importantes sur les coûts de construction (~50% au total),
- coûts d'entretien réduits
- durée de vie prévue du revêtement plus longue
- haute résistance au gel, grâce à une absorption d'eau extrêmement faible
- capacité à poursuivre la construction à basses températures (jusqu'à -10°C).
Construction
La construction de la base a été approuvée pour se poursuivre conformément à Norme GOST 81329147-012-2008 Agencement de bases renforcées avec un mélange de ciment polymère contenant un additif polymère “ Nano Terra Soil ” [Renolith], qui précisait :
- Sol adapté à la production du mélange de béton de ciment polymère – conforme aux normes GOST 8736, GOST 25100 et GOST 23735. Le sol, selon la norme GOST 23558, ne doit pas contenir plus de 21 TP3T d'humus, plus de 101 TP3T de gypse, ni plus de 20 TP3T de mottes d'argile de plus de 5 mm.
- Le ciment doit répondre aux exigences de la norme GOST 10178, avec des classes d'au moins 300 pour les bases et 400 pour les revêtements, et appartenir aux types PC 300, PC 400, PC 400-D0-N, PC 400-D20-N, PC 500-D0-N, PC 500-D20-N.
- L'eau doit répondre aux exigences de la norme GOST 23732. La teneur maximale en sel ne doit pas dépasser 10 000 mg/l, dont ions SO4 – 2 700 mg/l et Cl – 3 500 mg/l.
- Additif NTS (alias Renolith) conforme aux exigences de la norme internationale GOST OMC 01393728-011-2008 – Additif polymère pour sol Nano Terra – Spécifications. Cet additif est utilisé uniquement à des températures positives.
- Pour la production du mélange de béton de ciment polymère, une centrale de malaxage automatisée Bertoli ECOTECH 150 à action continue avec un malaxeur forcé doit être installée.
- Les travaux de pose du béton polymère peuvent débuter après l'établissement de températures moyennes positives et constantes sur le chantier, ainsi que le dégel et le séchage de la couche de travail de la plateforme routière. Ils s'achèvent environ 18 jours avant l'établissement de températures négatives et constantes. Dans tous les cas, avant le gel, le matériau armé doit avoir atteint la résistance nominale de 70%.
La construction s'est déroulée globalement conformément à GOST 81329147-012-2008, en notant ce qui suit :
- Une variante ‘ double concentrée ’ (à teneur réduite en eau) de l’additif NTS/Renolith a été développée et utilisée dans le cadre du projet afin de réduire les coûts logistiques (transport). Cette formule double concentrée a ensuite été commercialisée sous la marque ‘ NTS-50 ’, puis ‘ Renolith 2.0 ’.
- À un moment donné des travaux, une vague de froid de -25 °C a été enregistrée. Aucun dommage n'a été constaté sur le revêtement fraîchement posé.
En cours de service
En 2023, l'autoroute de Kola était toujours en service et généralement en bon état.
Conclusion
Pour la reconstruction de l'autoroute de Kola, une chaussée souple composée d'une couche de base/sous-base liée et d'une fine couche de roulement en asphalte a été choisie. Cette approche a permis de réduire les coûts de construction et d'entretien. L'incorporation d'adjuvant NTS (également appelé Renolith) était essentielle pour atteindre les critères de résistance à la traction, de module d'Young et de résistance au gel. La construction s'est déroulée avec succès, malgré des températures extrêmement basses. La chaussée est toujours en service et ne présente aucun signe significatif de détérioration après plus de 14 ans.
Extraits des tests, normes et certificats spécifiques NTS/Renolith en Russie (traduction anglaise)
Norme internationale GOST OMC 01393728-011-2008 – Additif polymère Nano Terra Soil – Spécification, 2008
Cette norme s'applique au polymère additif “ Nano Terra Soil ” – NTS [alias Renolith] (ci-après dénommé additif), destiné à la stabilisation (renforcement) des sols à l'aide de ciment et d'eau utilisés conformément aux solutions de conception pour la construction, la reconstruction et la réparation :
– les routes et les infrastructures qui s’y trouvent ;
– aérodromes ;
– des zones à usages divers ;
– routes et chantiers temporaires pendant les travaux de construction et d'installation.
Les exigences de cette norme doivent être respectées lors de l'élaboration de la documentation technique et de conception relative à la fabrication et à l'utilisation de l'additif.
Cet additif est composé de polymères : un mélange de latex et de cellulose dissous dans l'eau. Il s'agit d'un additif écologiquement neutre et non toxique destiné à être utilisé dans les travaux de terrassement pour améliorer, renforcer et stabiliser le sol avec des liants hydrauliques.
Le mélange de béton de ciment polymère (ci-après dénommé PCGS) avec l'additif polymère “ Nano Terra Soil ” – NTS [également appelé Renolith] (ci-après dénommé l'additif) est utilisé pour la construction des fondations de chaussées. Le PCGS peut être utilisé comme couche inférieure du revêtement, à condition que la couche d'usure soit protégée et que les performances de transport de la chaussée soient assurées.
– aérodromes ;
– des zones à usages divers ;
– routes et chantiers temporaires pour la réalisation de travaux de construction et d'installation.
Certificat de conformité, additif polymère Nano Terra Soil, 2009
Produit
Additif polymère Nano Terra Soil [alias Renolith]
Produit conformément aux documents normatifs du fabricant
Répond aux exigences des documents normatifs
STO 81329147.01-2008, GOST 23558-94
Certificat de conformité, mélange de terre et de ciment polymère avec additif polymère Nano Terra Soil, 2009
Produit
Mélange de terre et de ciment polymère avec additif polymère Nano Terra Soil [alias Renolith]
Fabriqué conformément aux normes STO 81329147.01-2008 et STO 81329147.02-2008 (numéro de série)
Répond aux exigences des documents normatifs
STO 81329147.01-2008, STO 81329147.02-2008, GOST 23558-94 et GOST 30491-97
Certification du schéma 3
Liste des types de production spécifiques pour lesquels le certificat de conformité est valable :
- Marque M20, matériau : sable grossier
- Marque M40, matériau : sable grossier
- Marque M60, matériau : sable grossier
- Marque M20, matériau : sable fin limoneux compact
- Marque M40, matériau : sable fin limoneux compact
- Marque M60, matériau : sable fin limoneux compact
- Marque M20, matériau – sol argileux léger
- Marque M40, matériau – sol argileux léger
- Marque M60, matériau – sol argileux léger
- Marque M20, matériau : mélange gravier-sable
- Marque M40, matériau : mélange gravier-sable
- Marque M60, matériau : mélange gravier-sable
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