octobre 04, 2012
Les matériaux de chaussées
(granulats, enrobés, bitume, ciment et béton) sont sélectionnés et traités pour
répondre aux critères de performance suivants :
• Revêtement antidérapant
• Surface uniforme pour assurer un
bon confort
• Absence d’ornières ou de
déformations (La durabilité)
• Surface sans dégradation du
matériau : désenrobage ou arrachement
• Structure non fissurée
• Revêtement peu bruyant Mobilité
durable
• Coût de construction abordable
• Fréquence et coût d’entretien
minimaux
• Rendement optimum
Ces
critères de performance exigent donc des matériaux qu’ils soient résistants
face aux variations climatiques et aux contraintes qu’ils
subissent sous l’action du trafic, et ce, durant toute la vie de la chaussée. Ils doivent
aussi être facilement disponibles et mis en œuvre efficacement sur les
chantiers.
On va illustrer dans ce chapitre les
notions de base concernant les principes des essais routières
A. Granulométrique
Il
s'agit de déterminer la répartition en poids des grains du sol suivant leur
analyse granulométrique.
On distinguera les particules
pouvant être séparées par tamisage (d < 0,08 mm) et les particules fines
pour lesquelles le tamisage est impossible.
On a alors recours à l'essai de sédimentométrie.
Pour l’objet de tracer la
courbe Granulométrique et la
détermination le coefficient d'uniformité de HAZEN et Le
coefficient de courbure ainsi le pourcentage des fines qu’il est une
grande influence sur le comportement de sol étudié
B. Proctor
Il
s'agit de déterminer la teneur en eau optimale conduisant à une force portante
maximale pour un sol donné, selon des conditions de compactage précises.
On compacte des échantillons de sol
dans un moule normalisé, en adoptant diverses valeurs de teneur en eau. Pour
chaque essai, déterminer la masse volumique apparente correspondante.
Porter les résultats sur un
graphique et tracer une courbe passant au mieux par les points trouvés.
L'abscisse du maximum de cette
courbe représente la teneur en eau optimal
wopt, et
son ordonnée la masse volumique apparente sèche optimum ropt
C. CBR (California Bearing Ratio)
développé par California
State Highways Department
Compacter
l’échantillon avec la teneur en eau optimale (w) .Enfoncer le piston à une
vitesse constante; mesurer la force nécessaire Comparer la force mesurée avec
standard valeur CBR Valeur CBR2 : essai après 4 jours d’immersion dans l’eau Pour
le but évaluation de la portance et de la résistance au gel des graves et des
sols (essai en laboratoire) Base pour le dimensionnement du sol de fondation et
de la chaussée des routes
Il ya deux
type de l’essai CBR
CBR
imbibé 4 jours (CBR2)
CBR immédiat
(CBR1)
D. Limites d’Atterberg :
Limite
de plasticité (W) et limite de liquidité (WL) ces limites conventionnelles
séparent les trois états de consistance du sol :
WP sépare l’état solide de l’état
plastique et WL sépare l’état plastique de l’état liquide ; les sols qui
représentent des limites d’Atterberg voisines, c-à-d qui ont une faible valeur
de l’indice de plasticité.
IP = WL – WP, est donc très
sensibles à une faible variation de leur teneur en eau.
A. Pénétrabilité
L’essai
consiste à mesurer l’enfoncement en dixièmes de millimètres d’une
aiguille normalisée chargée à 100g dans un godet de bitume placé dans un bain
thermostaté pendant une durée de 5 secondes. La pénétrabilité la plus
couramment utilisée est celle mesurée à 25°C, ce qui en fait un indicateur pour
les températures courantes de chaussée. Cette mesure peut être réalisée à
plusieurs autres températures et ainsi fournir une indication sur la susceptibilité
du liant.
La valeur de la pénétrabilité est
d’autant plus importante que le bitume est mou. Les bitumes sont classés via
des fourchettes d’enfoncement. Pour un bitume 10/20, l’enfoncement doit être
compris entre 1 et 2mm
B. La Température Bille
Anneau
C’est
la température à laquelle s’enfonce une bille d’acier à travers le bitume
remplissant le cercle intérieur d’un anneau de laiton placé dans un bain
thermostaté. Les conditions d’élévation de la température sont normalisées,
évoluant de 5°C à la TBA, dont la valeur est attachée aux comportements liés à
des températures de service élevées, notamment les déformations
permanentes
C. Température de fragilité FRAASS
Ce
dernier test de consistance est l’un des seuls tests permettant
d’apprécier les performances du bitume à de très basses températures. La
température de fragilité Fraass correspond à la température à laquelle apparaît
la première fissure visible à l’œil nu sur un film mince de bitume d’une
épaisseur normalisée, déposé sur une fine lame d’acier flexible.
Le dispositif permet de solliciter
la plaque en flexion de manière lente et répétée pendant que la température de
l’enceinte réfrigérante est abaissée d’1°C/minute.
A. Essais sur gravillons
Caractéristiques intrinsèques des
gravillons
Ces caractéristiques sont liées à la
nature même de la roche mère et ne peuvent pas être améliorées par le
technicien. Il s'agit de la dureté, la résistance à l'usure par frottement et
la résistance au polissage.
1 Dureté ou résistance à
la fragmentation (chocs), coefficient LosAngeles.
La
dureté est destinée à évaluer la résistance des granulats à la fragmentation
sous l'action du trafic. Elle est mesurée par l'essai "Los Angeles"
L'essai Los Angeles se pratique sur
les classes granulaires 4/6, 6/10 ou 10/14, que l'on introduit dans un
tambour cylindrique d'axe horizontal fermé aux deux extrémités en
présence de boulet d'acier. La rotation du tambour pendant un
nombre de tours et à une vitesse normalisés entraîne la fragmentation des
granulats, qui sont ensuite tamisés sous l'eau sur un tamis de 1,6mm.
Le coefficient Los Angeles est le
rapport de la masse du tamisat à la masse avant essai. Le granulat est donc
d'autant plus rigide que son coefficient Los Angeles est faible.
2 Résistance à
l'attrition et à l'usure, coefficient M.D.E.
L'essai
utilisé est le Micro Deval à sec ou en présence d'eau. Cette
mesure quantifie à la fois l'usure qui se produit par frottement réciproque des
gravillons dans une assise (attrition) et celle survenant entre le pneumatique
et le gravillon à la surface des revêtements (usure).
3 Résistance au
polissage, coefficient C.P.A.
Les
gravillons utilisés pour les couches de surface doivent avoir des arêtes vives
et des faces "râpeuses" pour lutter contre la glissance. Il est donc
nécessaire que ces arêtes, qui ont tendance à disparaître par polissage, soient
conservées dans le temps. La résistance au polissage se chiffre par l'essai de
résistance au polissage.
Les granulats à tester sont collés
sur des plaques disposées sur une roue porte échantillon; les plaques sont
ensuite soumises à un polissage sous l'effet d'une roue à bandage pneumatique
avec interposition d'eau et d'abrasifs. Après un certain nombre de rotations,
on mesure à l'aide d'un pendule la perte de rugosité de la surface des plaques,
dont on tire le coefficient de polissage accéléré (C.P.A.) qui donne son nom à
l'essai.
B. Essais sur sables
La
caractérisation des sables fait intervenir des notions de granularité
et de propreté; les caractéristiques granulaires sont estimées
aux moyens des essais précédemment présentés dans le cas des gravillons.
La propreté s'estime au moyen de
deux essais principaux: l'essai de propreté et l'essai au bleu
de méthylène.
1 Essai d'équivalent de
sable à 10% de fines ou de propreté des
sables P.S.
Cet essai est une variante de
l'essai d'équivalent de sable E.S. des sols, avec lequel il ne faut pas le
confondre. Il est pratiqué sur la fraction 0/5mm d'un sable dont la teneur en
fines a été ramenée à 10%.
On place un volume d'échantillon
dans une éprouvette graduée dans laquelle est versée une solution floculant
destinée à séparer les impuretés du sable et à les mettre en suspension.
Après agitation normalisée, on
laisse reposer le matériau.
2-Essai au bleu de
méthylène
Il a
pour objectif de déterminer la quantité et la nocivité des éléments argileux
contenus dans les fines du granulat et est basé sur la capacité de ces éléments
fins à adsorber du bleu de méthylène.
Le colorant étant préférentiellement
adsorbé par les argiles, les matières organiques et les hydroxydes de fer,
cette capacité rend compte globalement de l'activité de surface de ces
éléments.
L'essai consiste à injecter
successivement des doses élémentaires d'une solution de bleu dans un bain
aqueux contenant la prise d'essai. L'adsorption est contrôlée après chaque
ajout en effectuant une tache sur un papier filtre. La "valeur de
bleu" des fines à la tache
(Vbta) est la quantité en grammes de
bleu adsorbé par 100g de fines.
