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Exigences du MTQ sur les granulats et le comportement des materiaux

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  • Direction du Direction du

    Laboratoire des chaussesLaboratoire des chausses

    Les exigences du MTQes exigences du MTQsur les granulatssur les granulats

    et le comportementet le comportementdes matriauxdes matriauxdes matriauxdes matriaux

    Claude Robert, ing. M.Sc.Responsable du secteur Sols et granulats

    Formation techniqueBitume Qubec

    2010

  • Plan de la prsentation

    Norme NQ 2560-114 Granulats

    Caractristiques des granulats caractristiques intrinsques caractristiques de fabrication caractristiques de fabrication caractristiques complmentaires

    Comportement des matriaux granulaires

    Comportement des enrobs

  • NQ 2560-114 - Granulats

    Dfinitions

    Dsignation des classes granulaires

    Classification

    (caractristiques intrinsques et de fabrication)(caractristiques intrinsques et de fabrication)

    fondation, sous-fondation, couche de roulement et accotement

    coussin, enrobage, couche anticontaminante et couche filtrante

    bton de ciment

    enrobs chaud

    abrasifs

  • Caractristiques des granulats

    Par leur nature minralogique, leurs caractristiques mcaniques et leurs caractristiques gomtriques, les granulats influencent le comportement des matriaux de chausses

    Le type dexploitation a une influence sur certaines Le type dexploitation a une influence sur certaines caractristiques des granulats

    Tous les types de roches ne peuvent pas tre utiliss pour fabriquer des granulats pour matriaux de chausses.

  • Caractristiques des granulats

    Caractristiques intrinsques:

    caractristiques lies la nature mme du matriau constituant le granulat, telles que :

    rsistance lusurersistance lusure rsistance lusurersistance lusure

    rsistance aux chocsrsistance aux chocs sensibilit aux agents atmosphriquessensibilit aux agents atmosphriques

    effet direct de la ptrographie des granulats

  • Caractristiques intrinsques

    Rsistance lusure:

    dtermine laide de lessai micro-Deval (LC 21-070 et LC 21-101)

    les granulats riches en minraux argileux ou en minraux daltration sont sensibles cet essaiminraux daltration sont sensibles cet essai

    la production et la mise en uvre impliquent des manipulations qui font en sorte que les granulats susent par frottement rciproque

  • Caractristiques intrinsques

    Rsistance aux chocs:

    dtermine laide de lessai Los Angeles (LC 21 -400) et de lessai de friabilit (LC 21-080)

    les roches grains grossiers rsistent peu aux chocs

    les roches grains fins rsistent bien aux chocs les roches grains fins rsistent bien aux chocs

    la production et la mise en uvre impliquent que les granulats sont sujets se fragmenter suite aux chocs mutuels

  • Catgories de gros granulats

    Catgories

    Caractristiquesintrinsques

    Mthodesd'essai

    1 2 3 4 5 6

    Micro-Deval (MD) LC 21-070 15 20 25 30 35 40

    Los Angeles (LA) LC-21-400 35 45 50 50 50 50

    MD + LA 40 55 70 75 80 85

  • Catgories de gros granulats

    Catgories

    Caractristiquesde fabrication

    Mthodesd'essai

    a b c d e

    Fragmentation (%) LC 21-100 100 75 60 60 50

    Pour les particules plates et allonges, lessai est ralis sur la fraction retenue sur le tamis de 10 mm

    Fragmentation (%) LC 21-100 100 75 60 60 50

    Particules plates (%) LC-21-265 25 25 25 30 s. o.

    Particules allonges (%)

    LC 21-265 40 40 45 50 s. o.

  • Catgories de granulats fins

    Catgories

    Caractristiquesintrinsques

    Mthodesd'essai

    1 2 3

    Micro-Deval, % LC 21-101 30 35 35

    Friabilit, % LC 21-080 40 40 s. o.

  • Catgorie des granulats selon lusage

    Gros granulats Granulats fins

    Enrob 4 d 2

    Caractristiques intrinsques et de fabrication:

    Enrob 4 d 2

    Fondation 5 e - -

    Coussin, enrobage 6 - - -

    Sous-fondation 6 - - -

  • Caractristiques des granulats

    Sensibilit aux agents atmosphriques:

    Les granulats peu rsistants aux cycles de gel-dgel, ainsi quaux cycles de mouillage-schage se dgradent en service

    Les granulats ayant une forte porosit et un taux Les granulats ayant une forte porosit et un taux dabsorption lev rsistent peu aux agents atmosphriques

    Des exigences sont spcifies pour les matriaux qui sont exposs aux agents atmosphriques, tels que:

    les pierres denrochement et de revtement

  • Comportement des matriaux granulaires

    Couche de fondation:

    forte capacit de support

    rsistante aux dformations

    permable permable

    Couche de sous-fondation:

    permable

    loigne le front de gel des sols dinfrastructures

  • Caractristiques des granulats

    Caractristiques physiques:

    granulomtriegranulomtrie formeforme formeforme texturetexture propretpropret

  • Granulomtrie des matriaux granulaires

    Influence plusieurs proprits des matriaux:

    compactagecompactage permabilitpermabilit permabilitpermabilit capillaritcapillarit susceptibilit au gelsusceptibilit au gel

  • Granulomtrie des matriaux granulaires

    Compactage:

    un matriau uniforme se compacte difficilementun matriau uniforme se compacte difficilement un matriau tal se compacte bienun matriau tal se compacte bien un manque de particules fines implique une un manque de particules fines implique une

    diminution de la cohsiondiminution de la cohsion une trop grande quantits de particules fines cause de une trop grande quantits de particules fines cause de une trop grande quantits de particules fines cause de une trop grande quantits de particules fines cause de

    linstabilit surtout quand la teneur en eau est levelinstabilit surtout quand la teneur en eau est leve

    Par la granulomtrie et le compactage, on Par la granulomtrie et le compactage, on sassure de la capacit de support des sassure de la capacit de support des diffrentes couchesdiffrentes couches

  • Granulomtrie des matriaux granulaires

    Permabilit: la permabilit diminue quand le pourcentage de la permabilit diminue quand le pourcentage de

    particules fines augmenteparticules fines augmente la permabilit dun matriau uniforme est plus leve la permabilit dun matriau uniforme est plus leve

    que celle dun matriau talque celle dun matriau tal la prsence de particules argileuses entraine une la prsence de particules argileuses entraine une la prsence de particules argileuses entraine une la prsence de particules argileuses entraine une

    diminution de la permabilit (valeur au bleu)diminution de la permabilit (valeur au bleu) laugmentation de la compacit diminue la laugmentation de la compacit diminue la

    permabilit du matriaupermabilit du matriau

    Dans un matriau satur, les pressions Dans un matriau satur, les pressions interstitielles sont mieux dissipes quand le interstitielles sont mieux dissipes quand le matriau est permablematriau est permable

  • Caractristiques physiques

    Forme des particules:

    rondes, cubiques, plates et allongesrondes, cubiques, plates et allonges les particules rondes sont plus faciles mettre en les particules rondes sont plus faciles mettre en

    place que les particules cubiques et les particules place que les particules cubiques et les particules plates et allongesplates et allonges

    les matriaux contenant des particules rondes sont les matriaux contenant des particules rondes sont susceptibles aux dformationssusceptibles aux dformations

    les particules plates et allonges sont propices se les particules plates et allonges sont propices se fracturer, ce qui modifie la granulomtrie initialefracturer, ce qui modifie la granulomtrie initiale

    La forme des particules a des incidences sur La forme des particules a des incidences sur la capacit de support des matriauxla capacit de support des matriaux

  • Caractristiques physiques

    Texture des particules:

    non fractures (lisses), fractures (rugueuses)non fractures (lisses), fractures (rugueuses) les particules fractures prsentent des faces plus les particules fractures prsentent des faces plus

    rugueuses et des artes vives augmentant le rugueuses et des artes vives augmentant le frottement entre les particulesfrottement entre les particulesfrottement entre les particulesfrottement entre les particules

    La texture des particules a des incidences La texture des particules a des incidences sur la capacit de support des matriauxsur la capacit de support des matriaux

  • Comportement des enrobs

    Comportement attendu des enrobs:

    haut niveau dadhrence, scuritaire pour les usagershaut niveau dadhrence, scuritaire pour les usagers

    supporter les charges induites par le trafic supporter les charges induites par le trafic

    rsistants lorniragersistants lornirage

    possder un bon uni de surfacepossder un bon uni de surface

  • Adhrence des enrobs

    Adhrence:

    les caractristiques superficielles de lenrob de surface et la nature des granulats qui le composent influence ladhrence;

    linfluence respective de la macrotexture et de la linfluence respective de la macrotexture et de la microtexture du revtement ne sont pas dissociables; elles sont complmentaires;

    volutive en fonction de lusure des granulats;

    lessai CPP mesure la capacit des granulats conserver une bonne microtexture sous leffet du trafic

  • Caractristiques des revtements

    Coefficient de polissage par projection (CPP):

    Reprsente un indice de la microtexture

    Exigence: CPP 0,45

    Exigence pour lle de Montral: CPP 0,50 Exigence pour lle de Montral: CPP 0,50

    Norme 4202: frquence des essais en fonction de la valeur du CPP des granulats

    CPP Frquence

    de 0,45 et 0,46 1 essai / 1 an

    de 0,47 et 0,48 1 essai / 2 ans

    de 0,49 et plus 1 essai / 3 ans

  • Comportement des enrobs

    Les caractristiques des granulats qui influencent le mlange sont:

    la granulomtriela granulomtrie la formela forme la texturela texture la texturela texture la propretla propret

    Les granulats doivent former un squelette Les granulats doivent former un squelette minral fort pour permettre lenrob de minral fort pour permettre lenrob de supporter les charges et de rsister supporter les charges et de rsister lorniragelornirage

  • Comportement des enrobs

    Granulomtrie:

    la granulomtrie contrle les vides dans le mlangela granulomtrie contrle les vides dans le mlange

    une granulomtrie se situant dun ct ou de lautre une granulomtrie se situant dun ct ou de lautre de la courbe de densit maximale et respectant la de la courbe de densit maximale et respectant la zone de restriction produit un mlange stablezone de restriction produit un mlange stable

    une granulomtrie se situant auune granulomtrie se situant au--dessus de la courbe dessus de la courbe produit un enrob plus fin daspect plus lisse et produit un enrob plus fin daspect plus lisse et rsistant la fissurationrsistant la fissuration

    une granulomtrie se situant auune granulomtrie se situant au--dessous de la courbe dessous de la courbe produit un enrob plus grenu daspect rugueux et produit un enrob plus grenu daspect rugueux et moins rsistant la fissurationmoins rsistant la fissuration

  • Comportement des enrobs

    Forme et texture des granulats:

    un contenu lev en granulats cubiques, fracturs et un contenu lev en granulats cubiques, fracturs et avec une texture de surface rugueuse offre un avec une texture de surface rugueuse offre un meilleur support que des granulats arrondis et lissesmeilleur support que des granulats arrondis et lisses

    les particules plates et allonges de catgorie 1 et 2 les particules plates et allonges de catgorie 1 et 2 les particules plates et allonges de catgorie 1 et 2 les particules plates et allonges de catgorie 1 et 2 sont tolressont tolres

    des granulats fins fracturs, prsentant des artes des granulats fins fracturs, prsentant des artes vives et une bonne texture de surface contribuent la vives et une bonne texture de surface contribuent la rsistance lornirage de lenrob rsistance lornirage de lenrob

  • Comportement des enrobs

    Propret des granulats:

    le maintien de la stabilit dun enrob implique que les le maintien de la stabilit dun enrob implique que les granulats soient propresgranulats soient propres

    la prsence de particules fines adhrant aux gros la prsence de particules fines adhrant aux gros granulats entraine un lien bitumegranulats entraine un lien bitume--granulats dficient, granulats dficient, ce qui peut conduire du dsenrobagece qui peut conduire du dsenrobage

  • Gros granulats pour enrobs

    Caractristiquescomplmentaires

    Mthodesd'essai

    Couche de base,

    couche de correction,

    et chape d'tanchit

    Couche unique

    et couche de surface

    d'tanchit

    Propret (

  • Granulats fins pour enrobs

    Caractristiquescomplmentaires

    Mthodesd'essai

    Couche de base,

    couche de correction,

    et chape d'tanchit

    Couche unique

    et couche de

    surface

    Teneur en mottes Teneur en mottes d'argile, %

    CSA-A23.2-3A 2,0 2,0

    Coefficient d'coulement

    LC 21-075 80 80

    Teneur en particules infrieures 5m, %

    NQ 2501-025 4 4

    Le coefficient dcoulement est exig lorsque des granulats fins de catgorie 1 sont demands