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Ecole Supérieure des Travaux Publics Géotechnique Routière : les essais routier

Ecole Supérieure des Travaux Publics Géotechnique Routière : les essais routiers de laboratoire MASTER 1 GENIE CIVIL Dr Makhaly Ba, Enseignant-Chercheur Ingénieur Géotechnicien 2 SOMMAIRE MODULE 1 : Essais sur les sols et matériaux granulaires 1- Analyse granulométrique par tamisage 2- Limites d’Atterberg 3- Valeur au bleu de méthylène des sols 4- Essai de fragmentabilité 5- Essai de dégradabilité 6- Essai Proctor 7- Essai CBR 8- Teneur en carbonates 9- Equivalent de sable 10- Equivalent de sable à 10% de fine 11- Valeur au bleu de méthylène des matériaux granulaires 12- Propreté superficielle 13- Essai Los Angeles 14- Fragmentation dynamique 15- Essai Micro-Deval 16- Essai de friabilité des sables 17- Coefficient d’aplatissement MODULE 2 : Essais sur les liants et mélanges hydrocarbonés 1- Pénétrabilité des bitumes purs 2- Point de ramollissement des bitumes purs 3- Ductilité des bitumes purs 4- Indice de rupture des émulsions 5- Teneur en eau des émulsions 6- Pseudo viscosité des émulsions 7- Essai Marshall 8- Essai Duriez 9- Essai d’Orniérage 10- Presse à cisaillement giratoire 11- Essai de Module de rigidité 12- Essai de fatigue 3 MODULE 1 Essais sur les sols et matériaux granulaires 4 REFERENCE : P 18 – 560 OBJET : L’essai a pour objet de déterminer la répartition des grains d’un matériau, de tailles supérieures à 80µm, suivant leur dimension au moyen d’une série de tamis à mailles carrées. Cet essai s’applique à la description des matériaux en vue de leur classification, à la détermination des classes granulométriques et à la vérification des conditions granulométriques imposées. Il contribue à apprécier les qualités drainantes et la sensibilité à l’eau des matériaux ainsi que leur aptitude au compactage. PRINCIPE L’essai consiste à fractionner un matériau au moyen d’une série de tamis à mailles carrées de dimensions décroissantes. Les masses des différents refus cumulés ou celles des différents passants sont reportées à la masse initiale du matériau, les pourcentages ainsi obtenus sont exploités, soit sous leur forme numérique, soit sous une forme graphique (courbe granulométrique). MODE OPERATOIRE - Prendre deux échantillons, à partir de l'échantillon de laboratoire, l’un de masse mh, pour déterminer la teneur en eau, et l’autre, de masse Mh supérieure à 0.2 D (avec Mh en Kg et D est la plus grande dimension dans le matériau à tamiser en mm) pour réaliser l'essai. - Sécher à l'étuve (à 105°C) le premier échantillon jusqu'à masse constante. Soit ms sa masse sèche. La masse sèche (Ms) de l’échantillon soumis à l'analyse granulométrique est calculée de manière suivante : Ms = (ms/mh) x Mh - Tremper le deuxième échantillon préalablement au lavage, pendant un temps fonction de l’argilosité du matériau. 1- Analyse granulométrique par tamisage 5 - Laver le matériau sur le tamis de maille correspond a la plus petite maille de la colonne utilisée lors du tamisage.Ce tamis doit être protégé par un ou plusieurs tamis de décharge. - Eliminer le tamisât avec les eaux de lavage ( éventuellement récupérer pour d'autre analyses). - Récupérer le refus et le sécher jusqu'a masse constante soit Msl la masse correspondante. Le passant dans les eaux de lavage (Pnl) est calculé comme suit : Pnl = (Ms- Ms1) - Emboîter les tamis en colonne en mode décroissent ( c-à-d le plus grossier en haut et le plus fin en bas) et verser le matériau dans cette colonne et l'agiter manuellement. - Reprendre, un par un, les tamis en adaptant un fond et un couvercle.On agite chaque tamis en donnant à la main des coups réguliers sur la monture. En suite peser le refus cumulé sur ce tamis (Ri). - Verser le tamisât recueilli dans le fond sur le tamis immédiatement inférieur.Une fois on a parcouru tous les tamis, peser le dernier tamisât (Pns). Le tamisât total au dernier tamis est: Pn = Pnl + Pns EXPRESION DES RESULTATS - Calculer, pour chaque tamis, les pourcentages des refus cumulés : 100 x Ri/Ms - Calculer, pour chaque tamis, les pourcentages des tamisâts correspondants : Pi (%) = 100- (100 x Ri/Ms) - Construire la courbe Pi(%) = f(di) en échelle semi-logarithmique . di : ouverture de tamis de rang i Commentaire : - La somme des masses, ∑Ri et Pns , ne doit pas différer de plus de 2% de la masse Ms1. - Un matériau dont la courbe granulométrique est uniforme (serrée) est difficile à compacter. - Un matériau dont la courbe granulométrique étalée discontinue est sujet à la ségrégation. 6 Courbe granulométrique 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0,001 0,01 0,1 1 10 100 diamétre(mm) passants cumulés(%) CAILLOUX GRAVIERS SABLES GROS FINS LIMONS AR GIL ES Exemple de courbe granulométrique 7 REFERENCE NF P 94-051 OBJET L’essai a pour objet la détermination des deux limites d’Atterberg ( limite de liquidité à la coupelle et la limite de plasticité au rouleau). L’indice de plasticité est la différence entre ces deux limites. L’essai s’effectue sur le mortier (éléments inférieurs à 0.4 mm), permet d’apprécier le caractère argileux ou plastique du matériau et contribue à sa classification ( LCPC et RTR). PRINCIPE L’essai se réalise en deux phases : - recherche de la limite de liquidité (Wl) : c’est la recherche de la teneur en eau pour laquelle une rainure pratiquée dans le matériau placé dans la coupelle se ferme( sur une longueur de 1 cm) après 25 chocs normalisés. - Recherche de la limite de plasticité (Wp) : c’est la recherche de la teneur en eau pour laquelle un rouleau de 3mm, confectionné à la main, se fissure. MODE OPERATOIRE Préparation de la prise d’essai : - Prendre un échantillon du matériau de masse m égale à 0.2D environ (m en Kg et D est la dimension des plus gros éléments de sol en mm). - Mettre cet échantillon à imbiber dans un récipient d'eau pendant au moins 24h. ..Une fois est imbibe, le matériau est tamisé par voie humide au tamis de 0.4mm. L’eau de lavage et le tamisât sont recueillis dans un bac. 2- Limites d’Atterberg 8 - Apres une durée de décantation , l' eau claire est siphonnée sans entraîner de particules solides. L’eau excédentaire est évaporée a une température ne dépassant pas 50°C. Détermination de la limite de liquidité (Wl) : - Avant de procéder à l'essai, s'assurer d'abord que la hauteur de la chute de la coupelle est de 10mm. Faire des réglages s'il est nécessaire. - Malaxer une quantité de 300g environ du tamisât obtenu à 0.4mm, afin d'obtenir une pâte homogène et presque fluide. - Répartir avec la spatule, dans la coupelle propre et sèche, une masse environ 70g de pâte. Cette pâte étalée en plusieurs couches afin d'éviter d'emprisonner des bulles d'air. Puis partager cette pâte en deux avec l'outil a rainuré. - Soumettre la coupelle a une série de chocs à la cadence de 2 coups par seconde jusqu’à la fermeture des deux lèvres de la rainure sur une longueur de 1 cm. Noter le nombre de chocs (N) correspondant. Si N est inférieur à 15, on recommence en séchant le matériau. - Prélever dans la coupelle, à l'aide d'une spatule, environ 5g de pâte, de chaque cote des lèvres de la rainure et au voisinage de l'endroit où elles se sont refermées pour déterminer la teneur en eau (W). - Effectuer l'opération complète au moins quatre fois sur la même pâte, mais avec une teneur en eau différente a chaque fois. Les nombres de chocs de la série d'essais doivent encadrer 25. Détermination de la limite de plasticité : - Former une boulette à partir de la pâte précédente. Puis la rouler, à la main, sur une plaque lisse de façon à obtenir un rouleau qui est aminci progressivement jusqu'a ce qu'il atteigne 3 mm de diamètre. La limite de plasticité est obtenue lorsque, simultanément, le rouleau se fissure et que son diamètre atteint 3 mm. Si aucune fissure n'apparaît, malaxer tout en séchant légèrement la pâte et en suite reformer un nouveau rouleau. - Prélever, une fois les fissures apparues, la partie centrale du rouleau pour déterminer la teneur en eau. - Effectuer un deuxième essai. 9 EXPRESSION DES RESULTATS - Tracer la droite moyenne W = f(N) dans une échelle semi-logarithmique. La limite de liquidité (Wl) est la teneur en eau qui corresponde à 25 chocs. - La limite de plasticité (Wp) est la moyenne arithmétique des teneurs en eau obtenues à partir de deux essais. - L’indice de plasticité est la différence entre les valeurs des limites de liquidité et de plasticité. IP = Wl - Wp Commentaire : - Cet essai est significatif pour les matériaux de plasticité appréciable. - Plus l'IP est grand, plus le caractère argileux du matériau est fort et il faudra une grande variation de teneur en eau pour modifier son état. - On distingue généralement les seuils suivants: IP < 5 matériau non plastique 5 < IP < 15 matériau peu plastique 15 < IP < 40 matériau plastique IP > 40 matériau très plastique - Pour apprécier davantage la consistance et uploads/s3/ geotech-routiere-m1.pdf