Classification sols selon AASHTO

Classification des Sols selon AASHTO

Classification des Sols selon AASHTO

Comprendre la Classification des Sols AASHTO

La classification des sols AASHTO (American Association of State Highway and Transportation Officials) est un système largement utilisé en ingénierie routière et géotechnique pour catégoriser les sols en fonction de leur granulométrie et de leurs limites d'Atterberg. Ce système divise les sols en groupes principaux (A-1 à A-7 pour les sols granulaires et fins, et A-8 pour les sols organiques) et des sous-groupes, afin d'évaluer leur aptitude à être utilisés comme matériaux de remblai, de couche de forme ou de fondation pour les routes et autres ouvrages. Un indice de groupe (IG) est également calculé pour les sols fins afin d'affiner leur évaluation au sein d'un même groupe.

Données de l'étude

Un échantillon de sol a été analysé en laboratoire et les résultats suivants ont été obtenus :

  • Pourcentage passant au tamis de 2.00 mm (N°10) : 85%
  • Pourcentage passant au tamis de 0.425 mm (N°40) : 60%
  • Pourcentage passant au tamis de 0.075 mm (N°200) : 42%
  • Limite de Liquidité (\(LL\)) : 38%
  • Indice de Plasticité (\(IP\)) : 15%

Objectif : Classifier ce sol selon le système AASHTO et calculer son indice de groupe (IG).

Schéma : Diagramme de Classification AASHTO (Simplifié) et Limites d'Atterberg
Diagramme de Plasticité (Illustratif) LL (%) IP (%) 0 10 30 40 60 Ligne A Ligne U (38,15) Tamis 2.0mm 0.425mm 0.075mm

Illustration du diagramme de plasticité et des tamis utilisés pour la classification AASHTO.


Questions à traiter

  1. Déterminer si le sol est un matériau granulaire ou un matériau silto-argileux selon les critères AASHTO.
  2. En fonction de la réponse précédente, identifier le groupe principal de classification (par exemple, A-1, A-2, A-4, etc.).
  3. Si applicable, déterminer le sous-groupe (par exemple, A-2-4, A-7-5).
  4. Calculer l'Indice de Groupe (\(IG\)) pour le sol.
  5. Donner la classification AASHTO complète du sol.

Correction : Classification des Sols selon AASHTO

Question 1 : Détermination du Type de Matériau (Granulaire ou Silto-Argileux)

Principe :

La distinction principale dans le système AASHTO se fait sur la base du pourcentage d'éléments passant au tamis de \(0.075 \, \text{mm}\) (N°200). Si ce pourcentage est inférieur ou égal à 35%, le matériau est classé comme granulaire (groupes A-1, A-2, A-3). Si ce pourcentage est supérieur à 35%, le matériau est classé comme silto-argileux (groupes A-4, A-5, A-6, A-7).

Données spécifiques :
  • Pourcentage passant au tamis de \(0.075 \, \text{mm}\) : \(42\%\)
Analyse :

Puisque \(42\% > 35\%\), le sol est classé comme un matériau silto-argileux.

Résultat Question 1 : Le sol est un matériau silto-argileux.

Question 2 : Identification du Groupe Principal

Principe :

Pour les matériaux silto-argileux (passant > 35% au tamis N°200), la classification se fait en utilisant les limites d'Atterberg (Limite de Liquidité \(LL\) et Indice de Plasticité \(IP\)) et un diagramme de plasticité ou des critères tabulés. Les groupes sont A-4, A-5, A-6, et A-7.

  • A-4 : Sols silteux, \(LL \leq 40\%\) et \(IP \leq 10\%\).
  • A-5 : Sols silteux, \(LL > 40\%\) et \(IP \leq 10\%\).
  • A-6 : Sols argileux, \(LL \leq 40\%\) et \(IP > 10\%\).
  • A-7 : Sols argileux, \(LL > 40\%\) et \(IP > 10\%\). (Avec une sous-classification A-7-5 si \(IP \leq LL - 30\) et A-7-6 si \(IP > LL - 30\)).
Données spécifiques :
  • Limite de Liquidité (\(LL\)) : \(38\%\)
  • Indice de Plasticité (\(IP\)) : \(15\%\)
Classification :

Nous avons \(LL = 38\%\) (qui est \(\leq 40\%\)) et \(IP = 15\%\) (qui est \(> 10\%\)).

Ces valeurs correspondent aux critères du groupe A-6.

Résultat Question 2 : Le groupe principal du sol est A-6.

Question 3 : Détermination du Sous-Groupe (si applicable)

Principe :

Pour le groupe A-6, il n'y a pas de sous-groupes définis par des chiffres comme pour A-2 ou A-7. La classification A-6 est suffisante pour ce groupe principal.

Résultat Question 3 : Non applicable pour le groupe A-6. Le groupe est simplement A-6.

Question 4 : Calcul de l'Indice de Groupe (\(IG\))

Principe :

L'Indice de Groupe (\(IG\)) est calculé pour les sols silto-argileux (A-4, A-5, A-6, A-7) pour affiner leur évaluation. Il est donné par la formule : \(IG = (F - 35)[0.2 + 0.005(LL - 40)] + 0.01(F - 15)(IP - 10)\) où \(F\) est le pourcentage passant au tamis de \(0.075 \, \text{mm}\). Si un terme entre crochets est négatif, il est pris égal à zéro. L'IG est arrondi à l'entier le plus proche. Si l'IG calculé est négatif, il est rapporté comme zéro.

Formule(s) utilisée(s) :
\[IG = (F - 35)[0.2 + 0.005(LL - 40)] + 0.01(F - 15)(IP - 10)\]
Données spécifiques :
  • \(F = 42\%\)
  • \(LL = 38\%\)
  • \(IP = 15\%\)
Calcul de l'indice de groupe :

Calculons les termes :

  • \(F - 35 = 42 - 35 = 7\)
  • \(LL - 40 = 38 - 40 = -2\). Comme ce terme est négatif, le premier terme entre crochets \([0.2 + 0.005(LL - 40)]\) devient \([0.2 + 0.005(-2)] = [0.2 - 0.01] = 0.19\). (Attention : la règle est que si le terme \( (LL-40) \) est négatif, on prend 0 pour \(0.005(LL-40)\) ce qui donne \(0.2\), ou si le terme entier \(0.2 + 0.005(LL-40)\) est négatif, il est pris comme 0. Ici, \(0.19 > 0\), donc on le garde. Alternativement, certaines versions de la formule stipulent que si \(LL-40\) est négatif, le terme entier \(0.2 + 0.005(LL-40)\) est pris comme \(0.2\). Vérifions la norme exacte. Selon la plupart des interprétations, si \(LL-40 < 0\), le terme \(0.005(LL-40)\) est considéré comme nul, donc le premier crochet est \(0.2\). Utilisons cette interprétation.)

    Correction de l'interprétation : Le terme \((LL-40)\) est utilisé tel quel. Si le résultat du crochet \([0.2 + 0.005(LL-40)]\) est négatif, alors ce crochet est pris comme 0. Ici : \(0.2 + 0.005(38-40) = 0.2 + 0.005(-2) = 0.2 - 0.01 = 0.19\). Ce terme est positif.

  • \(F - 15 = 42 - 15 = 27\)
  • \(IP - 10 = 15 - 10 = 5\)
\[ \begin{aligned} IG &= (7)[0.2 + 0.005(38 - 40)] + 0.01(27)(5) \\ &= (7)[0.2 + 0.005(-2)] + 0.01(135) \\ &= (7)[0.2 - 0.01] + 1.35 \\ &= (7)[0.19] + 1.35 \\ &= 1.33 + 1.35 \\ &= 2.68 \end{aligned} \]

L'IG est arrondi à l'entier le plus proche. \(IG \approx 3\).

Résultat Question 4 : L'Indice de Groupe est \(IG = 3\).

Question 5 : Classification AASHTO Complète

Principe :

La classification complète combine le groupe principal (et sous-groupe si applicable) avec l'indice de groupe entre parenthèses.

Données obtenues :
  • Groupe principal : A-6
  • Indice de Groupe (\(IG\)) : \(3\)
Classification finale :

Le sol est classé comme A-6(3).

Résultat Question 5 : La classification AASHTO complète du sol est A-6(3).

Quiz Intermédiaire 1 : Un Indice de Groupe (\(IG\)) élevé pour un sol silto-argileux indique généralement :


Quiz Rapide : Testez vos connaissances (Récapitulatif)

6. Le système de classification AASHTO est principalement utilisé pour :

7. Quel paramètre principal différencie les matériaux granulaires des matériaux silto-argileux dans la classification AASHTO ?

8. Un sol classé A-1-a dans le système AASHTO est généralement considéré comme :


Glossaire

Classification AASHTO
Système de classification des sols développé par l'American Association of State Highway and Transportation Officials, basé sur la granulométrie et les limites d'Atterberg, utilisé principalement pour les projets routiers.
Granulométrie
Distribution des tailles des particules dans un échantillon de sol, déterminée par tamisage et/ou sédimentométrie.
Limites d'Atterberg
Ensemble d'indices (Limite de Liquidité \(LL\), Limite de Plasticité \(LP\), Indice de Plasticité \(IP\)) qui caractérisent la consistance et la plasticité des sols fins.
Limite de Liquidité (\(LL\))
Teneur en eau à la transition entre l'état liquide et l'état plastique d'un sol.
Indice de Plasticité (\(IP\))
Différence entre la limite de liquidité et la limite de plasticité (\(IP = LL - LP\)). Il mesure la plage de teneur en eau sur laquelle le sol se comporte de manière plastique.
Indice de Groupe (\(IG\))
Indice empirique calculé pour les sols silto-argileux dans la classification AASHTO, qui aide à évaluer leur qualité comme matériau de sous-couche routière. Un IG plus élevé indique généralement une moins bonne qualité.
Matériau Granulaire (AASHTO)
Sol contenant 35% ou moins d'éléments passant au tamis de 0.075 mm (N°200).
Matériau Silto-Argileux (AASHTO)
Sol contenant plus de 35% d'éléments passant au tamis de 0.075 mm (N°200).
Classification des Sols selon AASHTO - Exercice d'Application

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