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CÉGEP DE RIMOUSKI ATTESTATION D’ÉTUDES COLLÉGIALES (AEC) EN GÉNIE CIVIL INSPECT

CÉGEP DE RIMOUSKI ATTESTATION D’ÉTUDES COLLÉGIALES (AEC) EN GÉNIE CIVIL INSPECTION ET CONTRÔLE DE QUALITÉ D’OUVRAGES ROUTIERS ET MUNICIPAUX TECHNOLOGIE DES ENROBÉS BITUMINEUX COURS 221-G11-RK GROUPE 0111 RAPPORT DE LABORATOIRE SECTION I – FORMULATION D’UN MÉLANGE DE GRANULAT FROID ET CALCULS EN VUE DE LA PRÉPARATION D’ÉPROUVETTES POUR LA MÉTHODE MARSHALL SECTION II – PRÉPARATION D’ÉPROUVETTES POUR LA MÉTHODE MARSHALL Normes de référence : LC 4201/2000; LC 26-900/2004; LC 26-020/2003 RÉDIGÉ PAR : FRANCIS BÉLAND DONALD PLANTE GUY TREMBLAY PRÉSENTÉ À : SOSTHÈNES ST-CHARLES Date de l’exécution des essais : 4, 11, 18, 25 mai et 1er juin 2006 Date de présentation du rapport : 09 juin 2006 TABLE DES MATIÈRES Section I – Formulation d’un mélange de granulat froid et calculs en vue de la préparation d’éprouvettes pour la méthode Marshall .................................................................................................. 1 Introduction ................................................................................................................................................ 1 Matériaux utilisés ....................................................................................................................................... 1 Données essentielles de base .................................................................................................................. 1 Calculs pour la formulation du mélange de granulat froid ......................................................................... 2  Granulométrie d’un combiné froid ............................................................................................... 2  Choix et proportion des granulats utilisés .................................................................................... 2 Calculs en vue de la préparation d’éprouvettes pour la méthode Marshall .............................................. 2  Teneur théorique en bitume en fonction de la masse d’enrobé (% bitume) ................................ 2  Détermination de la quantité de granulats à utiliser .................................................................... 2  Densité brute du combiné (dBg) ................................................................................................... 3  Pourcentage d’absorption du combiné (%Abs(eau)) ................................................................... 3 Conclusion ................................................................................................................................................. 3 Section II – Préparation d’éprouvettes pour la méthode Marshall......................................................... 4 Introduction ................................................................................................................................................ 4 Matériaux utilisés ....................................................................................................................................... 4 Instruments et appareils utilisés ................................................................................................................ 4 Procédures de l’essai – Manipulations ...................................................................................................... 4 Conclusion ................................................................................................................................................. 5 Annexe A – Présentation de formules de mélange ................................................................................. 6 FORMULATION D’UN MÉLANGE DE GRANULAT FROID ET CALCULS EN VUE DE LA PRÉPARATION D’ÉPROUVETTES POUR LA MÉTHODE MARSHALL 1 Section I – Formulation d’un mélange de granulat froid et calculs en vue de la préparation d’éprouvettes pour la méthode Marshall Introduction La norme LC 4201/2000, intitulée Enrobés à chaud formulés selon le principe de la méthode Marshall, a pour objet de fixer les exigences du Ministère des Transports du Québec en ce qui a trait aux caractéristiques et aux critères d’évaluation des enrobés à chaud formulés selon le principe de la méthode Marshall. Dans le cadre du cours Technologie des enrobés bitumineux, nous devons réaliser les différentes étapes de contrôle de qualité en vue de la production d’un enrobé bitumineux conforme aux caractéristiques d’un enrobé pour couche de surface EB-10S (1996). Même s’il ne s’agit pas d’un essai, l’une des premières étapes consiste à trouver une formule de mélange conforme aux spécifications de la norme, c’est-à-dire, à calculer les proportions avec lesquelles doivent être combinés ses constituants pour obtenir les caractéristiques physiques spécifiques de l’enrobé à produire. Les calculs permettant de déterminer la quantité de granulats et de bitume à préparer en vue de la préparation d’éprouvettes pour la méthode Marshall seront également effectués dans cette première partie du rapport. Matériaux utilisés Les matériaux utilisés sont des granulats qui proviennent des réserves du Laboratoire de génie civil du Cégep de Rimouski. L’analyse granulométrique de ces matériaux a été effectuée lors d’un laboratoire antérieur, selon la norme LC 21-040/2005. Les densités brute, apparente et sss ainsi que le pourcentage d’absorption des granulats ont également été déterminés lors d’un laboratoire antérieur, selon les normes LC 20-065/2005 ou LC 20-066/2005 et LC 20-067/2004. Données essentielles de base La granulométrie, les densités et l’absorption des granulats disponibles : Tamis (mm) 1Sa 2SG 4PGo 6PC 20GC 21PC 22GC 23Po 24ExF 26GN 27CP 33SD 28 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 20 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 14 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 10 100 100 100 61 35 100 26 100 100 100 100 100 5 75 98 30 6 2 18 1 100 100 88 100 100 2,5 31 93 7 1 1 7 1 100 100 71 67 100 1,25 10 80 5 1 1 6 0 88 100 47 47 74 0,630 4 50 5 1 1 4 0 75 95 16 37 45 0,315 2 17 4 1 1 4 0 62 47 7 30 13 0,160 1 4 3 1 1 3 0 45 24 5 19 3 0,080 1,0 1,1 2,4 0,3 0,6 2,0 0,0 33,0 8,2 2,0 9,5 1,0 dbrute 2,607 2,578 2,620 2,613 2,468 2,457 2,585 2,400 2,475 2,472 2,598 2,668 dapparente 2,651 2,736 2,650 2,658 2,498 2,694 2,654 2,675 2,664 2,689 2,642 2,730 dsss 2,330 2,636 2,631 2,629 2,480 2,545 2,611 2,503 2,546 2,553 2,660 2,600 abs% 4,50 2,25 0,54 0,66 0,48 3,59 1,01 2,15 2,86 3,26 1,90 3,80 Les caractéristiques granulométriques du mélange à produire telles que définies dans la norme, pour un enrobé à chaud de classe EB-10S (1996) : Tamis 14mm 10mm 5mm 2,5mm 1,25mm 630µm 315µm 160µm 80µm % passant 100 92-100 50-65 27-50 18-42 12-35 8-26 5-17 4,0-10,0 FORMULATION D’UN MÉLANGE DE GRANULAT FROID ET CALCULS EN VUE DE LA PRÉPARATION D’ÉPROUVETTES POUR LA MÉTHODE MARSHALL 2 Calculs pour la formulation du mélange de granulat froid  Granulométrie d’un combiné froid La granulométrie d’un combiné froid est calculée en multipliant le pourcentage de tamisat de chacun des tamis d’un granulat par la proportion utilisée de ce granulat, et ce, pour chaque granulat, selon la proportion qui lui a été attribuée, et en additionnant ces produits pour chaque tamis, Ainsi, par exemple, le tamisat du combiné1 pour le tamis de 1,25mm est : % 29 %) 100 % 6 ( %) 47 % 42 ( %) 7 % 52 (       ,  Choix et proportion des granulats utilisés Le choix et la proportion des granulats utilisés ont été déterminés par la méthode d’approximation de Newton, à l’aide du logiciel Microsoft Excel et de la fonction «solver», en cherchant à trouver la plus petite sommation des écarts absolus entre la moyenne du fuseau granulométrique de la spécification et la granulométrie d’un mélange, Différentes combinaisons de granulats ont ainsi été considérées afin d’obtenir le combiné ayant la granulométrie la plus conforme aux spécifications de la norme, Finalement, bien que la granulométrie d’une combinaison de quatre granulats pouvaient se rapprocher davantage du centre du fuseau granulométrique de la spécification, trois granulats ont été utilisés pour fabriquer le mélange, question de diminuer les coûts (théoriques) et de faciliter la manipulation : 52% de 21PC, 42% de 27CP et 6% de 24ExF, Calculs en vue de la préparation d’éprouvettes pour la méthode Marshall  Teneur théorique en bitume en fonction de la masse d’enrobé (% bitume) Pour déterminer la teneur théorique de bitume à utiliser avec le combiné trouvé, nous devons utiliser la formule LERO simplifiée : 100 100 TG bitume %   , où TG, le total granulométrique, est la somme des pourcentages passant les 10 plus petits tamis utilisés, quelle que soit la série normalisée, Puisque , 5 , 483 5 , 5 11 18 24 29 38 58 100 100 100 TG            le %. 84 , 5 100 100 5 , 483 bitume %     Détermination de la quantité de granulats à utiliser La norme LC 26-020 indique qu’on peut préparer une fournée de 5000g de granulats pour préparer trois éprouvettes et une prise d’essai en vue d’en déterminer la densité maximale, Puisque cette masse totale est constituée et de la masse du bitume et de la masse des granulats, il nous faut ne considérer que la proportion équivalente à la masse des granulats pour déterminer la quantité de chaque constituant à utiliser : 100% - 5,8% = 94,2%, Ainsi, nous devons préparer une masse de 94,2% x 5000g de granulats, soit : 4710g, Les pourcentages des granulats à utiliser ayant été déterminés, nous pouvons obtenir le combiné froid en mélangeant : 1. 52% de 4710g soit : 2449,2g de 21PC; 2. 42% de 4710g soit : 1978,2g de 27CP; 3. 6% de 4710g soit : 282,6g de 24ExF, 1 Voir la granulométrie du combiné choisi dans l’annexe A. FORMULATION D’UN MÉLANGE DE GRANULAT FROID ET CALCULS EN VUE DE LA PRÉPARATION D’ÉPROUVETTES POUR LA MÉTHODE MARSHALL 3  Densité brute du combiné (dBg) La densité brute d’un mélange de granulats est calculée en utilisant la formule : n n 1 2 1 1 Bg d P ... d P d P 100 d    . Nous obtenons ainsi :     475 , 2 6 598 , 2 42 457 , 2 52 100 dBg 2,515.  Pourcentage d’absorption du combiné (%Abs(eau)) Le pourcentage d’absorption d’un mélange de granulats est calculé ainsi : ) P P ... P P P P ( 100 ) eau ( Abs % n wan 2 2 wa 1 1 wa        , ce qui donne, pour le combiné trouvé : 84 , 2 ) 06 , 0 86 , 2 42 uploads/s3/ rpt-090606.pdf