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MAI 1984
ÉVALUATION DE GRANULATS UTILISÉS
POUR DES MÉLANGES BITUMINEUX DANS
LA RÉGION # 1 (GAspÉsiE)
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CiUY DALLAIRE, ING.
CHEF DIVISION DES GRANULATS LABORATOIRE CENTRAL MINISTRE DES TRANSPORTS
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1/33Cç6
hUNISTERE DeS TRANSPORTS CENTRE DE DOCUA4ENTATION 200, Rue Dorchester sud, 7g
puébec, (Québec)
Gouvernement ou Québec Ministère des Transports
SOMMAIRE DE RAPPORT ÉTUDE OU RECHERCHE
Direction générale
Recherche et Contrôle
fe de classerrlénr - RU- 85 -04
Titre du rapport
'Evaluation de gros granulats utilisés pour des mélanges:bitumineux dans la région #1 .(Gaspesie).
Auteur du rapport
Guy Dallaire, ing. Rapport d'étape • An Mois Jour
Rapport final al 1 8 , 5 i 0 , 5 10 1 1 N° de dossier But de l'étude ou de la recherche
Présence de bons granulats en Gaspésie fe du contrat .
Etude ou recierche financée par (nom et adresse de l'organisme)
Ministère des Transports laboratoire Central
Guy Dallaire, ing.
Etude ou recherche réalisée par (nom et adresse de l'organisme)
Laboratoire Central:
Renseignements supplémentaires
. ,
•
Resume du rapport
- Pour des revêtements, il y a des granulats de bonne qualité malgré leur absorption (en eau) de moyenne à élevé. . _
- Les granulats sont enrobés d'une quantité excessive de poussière. Pour mettre à • profit les pores, les discontinuités (microlits, micrOfissures) qui caractérisent l'absorption dés agrégats, un lavage de ceux-ci s'impose. Le comportement de l'interface liant-granulat sera ainsi beaucoup amélioré.
- - Limiter la durée de stockage aux intempéries (alternance de séchage, d'humidité,
de chaleur, de froid et de gel.
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PR''S gliç-e-C
Mots-clés
gros granulats . - Gaspésie -
revêtement Ibitumineux.
Diffusion autorisee interdite
Io 3 101. I
. • Diffusion
Signature u direct ur énéral Date
V-1773 (82-02)
433'1st.
r.,,IgNIST-ÊRE Drs CENTRE DE OCA:;tigi:NT.U;3i'4
GUÉ8EC. (QUESEC) 5Zi
ÉVALUATION DE GRANULATS UTILISÉS
POUR DES MÉLANGES BITUMINEUX DANS
LA RÉGION # 1 (GAspÉsIE).
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Qle CA14 -52 G E
MAI 1984
GUY DALLAIRE, ING.
CHEF DIVISION DES GRANULATS
LABORATOIRE CENTRAL
MINISTRE DES TRANSPORTS
TABLE DES MATIERES
Page
LOCALISATION DES SOURCES ECHANTILLONNEES
ANNEXE 1 (lieux de prélèvements) ii
INTRODUCTION iii
PARTIE 1: CHAPITRE GROS GRANULAT
GROS GRANULATS 1
SENSIBILITE A L'EAU
RESISTANCE A L'USURE PAR FROTTEMENT ET RESISTANCE A LA FRIABILITE 3
3.1 Usure par frottement 3
3.2 Résistance à la friabilité 4
CARACTERISTIQUES DE SURFACE 5
4.1 Absorption en eau 5
4.2 Absorption en eau et propreté 6
4.3 Durée d'entreposage 7
CONCLUSION ET RECOMMANDATIONS 8
PAPÏIE 2: CHAPITRE GRANULATS FIiS
6. GRANULATS FINS 13
7. PLASTICITE ET "ARGILOSITE" • • • • • • ********** 13
8. GRANULOMETRIE ET FORME 14
8.1 Caractéristiques géométriques 14
9. ABSORPTION EN EAU 17
10. ESSAI DE FRIABILITE 18
11. CONCLUSION ET RECOMMANDATIONS 20
12. REMERCIEMENTS 20
ANNEXE
Annexe 2: Pétrographie et caractéristiques géométriques des sables utilisés dans la confection des mélanges bitumineux . . 28
TABLE DES MATIERES (suiTE)
TABLEAUX Page
Tableau 1: Gros granulat de gravier 9
Tableau 2: Pierre concassée 11
Tableau 3: Granulat fin (sable et additif) 24
FIGURES
Figure 8: Représentation triangulaire de la granulométrie des dix-sept sables soumis 15
Figure 5: CRIBLURE: Fuseau granulométrique 21
Figure 6: RESIDUS : Fuseau granulométrique 22
Figure 7: Fuseaux de sables 23
APPENDICE
Appendice 3: Description des particules sphériques en verre 37
RÉGION 1 St-Joachim-de-Tourelle e• e
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LOCALISATION DES SOURCES ECITANTILLONNEES
ANNEXEI
Lieux de prélèvements
Bancs de Gravier
Béton Rivière-du-Loup
Pavage Beau Bassin
Pavage Beau Bassin
Pavage Beau Bassin
Construction B.M.L.
Construction B.M.L.
Sylvius Roussel
Pavage des Monts
MIQ
Cté Rivière-du-Loup
Oak Bay, Cté Bonaventure
Gaspé, Cté Gaspé
New Richmond, Cté Bonaventure
St-Honoré, Cté Témiscouata
St-Antonin, Cté Rivière-du-Loup
Ste-Angèle-de-Mérici, Rimouski
Matane, Cté Matane
Ste-Anne-des-Monts, Cté Gaspé Ouest
Pierre Concassée
Carrière Val Brillant
Pavage Mont Sterling
St-Joseph-de-Lepage
Thibault
Val Brillant, Cté Matapédia
Ste-Anne-des-Monts, Cté Gaspé Ouest
St-Joseph-de-Lepage, Cté Rimouski
St-Joachim-de-Tourelle, Gaspé Ouest
Sable
Pavage Mont Sterling, Ste-Anne-des-Monts
Rousseau & Fils, Chandler, Gaspé Est
Beaulieu, St-Antonin, Rivière-du-Loup
Jean-Guy Roy, Lac des Aigles, Rimouski
* Dans les bancs de Gravier ci-haut mentionnés.
ÉVALUATION DE GRANULATS UTILISÉS
POUR DES MÉLANGES BITUMINEUX DANS
LA RÉGION #1 (GAspÉsiE).
Le Centre régional de Rimouski a soumis des échantillons
prélevés dans des sources importantes (voir la liste en
annexe I) de la péninsule de la Gaspésie. Ces échantillons
ont été étudiés avec les essais existants dans le but de
fournir le plus de données possibles, lesquelles peuvent
contribuer à expliquer des défauts dans le comportement et
la durée de pavages.
111
PARTIE 1
CHAPITRE GROS GRANULAI
-1-
GROS GRANULATS
Dans le but de caractériser cette fraction, plusieurs essais ont
été effectués (voir tableaux #1 et 2). Nous avons d'abord accentué
nos travaux sur la résistance à la sensibilité à l'eau (qui est dif-
férente de l'absorption en eau) lorsque les granulats sont soumis à
des sollicitations. Les 11 ,-orriétén de résistance au frottement et à
la friabilité sont par la suite évaluées. Finalement l'acuité du
r,roblème des caractéristiques de surfaces des granulats...est -mise en
évidence.
SENSIBILITÉ A L'EAU
En général, les granulats possèdent à différents degrés des défauts
de discontinuités (microlits, microfissures) et des vides. Les
inclusions argileuses, les minéraux phylitteux et autres matériaux
tendres caractérisent la qualité hydrophile des granulats.
La tendance à la saturation des granulats se manifeste dans les
chaussées durant l'hiver. Cette tendance apparaît également au
printemps et à l'automne durant la construction de la route.
Plusieurs des granulats peuvent, sous ces conditions, ne pas garder
leurs propriétés (ou leur nature) sous les actions internes ou
externes,(en d'autres termes sollicitations d'usure et d'altération).
Pour une étude de ces sollicitations en laboratoire, nous avons
utilisé deux essais qui s'effectuent en milieu aqueux et qui enzen-
drent des mécanismes de dégradation: l'essai de durabilité 112,SO4
(BNQ2560-650) et l'essai micro-Deval en présence d'eau (BNQ2560-070).
L'essai de durabilité MgSO 4 est un essai sévère. Pour une perte
basse à cet essai, les agrégats résistent à:
des variations de température
des cycles de mouillage et séchage combinés avec
l'expansion cristalline d'un sulfate présent dans
les fissures, les pores et les plans de discontinuités.
-2-
Suite aux pertes peu élevées à cet essai, les matériaux (soumis)
de la Gaspésie résistent aux sollicitations mécaniques internes
précitées. Face à des mécanismes internes de dégradation ou de
fragmentation, ils constituent des granulats de qualité. Les
pertes sont dans le cas des graviers inférieures à 6. Pour la
pierre concassée la perte varie de 4 à 10.
L'essai micro-Deval en présence d'eau est, tel que mentionné
auparavant, un point de repère pour évaluer l'usure progressive
des granulats sensibles à l'eau. Pour des couches bitumineuses
de surface, l'essai peut informer de la diminution de l'angularité
des granulats (émoussage des arêtes) et du développement des carac-
téristiques de glissance.
Pour cet essai, le granulat est immergé dans l'eau durant 24 heures.
L'eau pénètre par le jeu des minéraux hydrophiles situés dans les
plans de discontinuités, lesquels constituent des zones de faiblesse.
Celles-ci, combinées avec des matériaux tendres et altérables, affai-
blissent la résistance à l'attrition. Le résultat de cet e„,sai infor-
me de la vulnérabilité d'un agrégat à cette sollicitation mécanique
extérieure. Il peut être aussi identifié à un arrachement de très
petites particules à la partie supérieure des granulats. Cette
évaluation correspond à une perte de rugosité d'un revteme-it qui peut
conduire à une chaussée glissante.
Pour les gros granulats de gravier de la Gaspésie (tableau #1) les
valeurs obtenues se situent surtout entre 12 et 16. La spécification
en France pour des routes de circulation intense est de 15. Par ce
choix, on considère dans ce pays, que des granulats répondant à
cette exigence conviennent pour une couche de roulement dont le
trafic supporte moins de 300 poids lourds (charge utile > 5T) par
jour sur la voie la plus circulée. Cette quantité de trafic dépasse
celle des routes de la Gaspésie. On peut donc considérer que les
gros granulats de gravier résistent d'une façon très acceptable à
l'usure progressive en présence d'eau.
-3-
Par contre, la pierre concassée des quatre sources (voir tableau #2)
échantillonnées montre des pertes supérieures (19,3 contre 14,5
valeur moyenne) à l'essai micro-Deval par rapport aux gros granulats
de gravier. De plus en analysant à l'aide de l'essai de valeur au
bleu le tamisat de cet essai, la qualité des fines est de meilleure
qualité (moins argileuse) dans les graviers. Dans ces derniers, la
valeur moyenne est de 0,60 dont 83% (-15) des résultats sont infé-
rieurs à la valeur de 0,75. Dans le cas de la pierre concassée, la
5 valeur moyenne au bleu du tamisat est de 0,90 dont 83% (-) sont des
résultats supérieurs à 0,75.
Les granulats parfaitement sains sont insensibles à l'eau et leur
résistance mécanique externe et interne n'est pas modifiée en milieu
aqueux. Selon les résultats obtenus et en assumant que les éléments
argileux jouent en général un rale nocif dans le comportement des
granulats, nous sommes d'avis que les gros granulats de gravier
résistent d'une façon très satisfaisante à des variations répétées
de teneur en eau (phénomène de fatigue) et à l'usure par attrition.
Par contre, les granulats de pierre concassée montrent une production
de fines (en présence d'eau) plus élevée et de nature plus argileuse.
L'existence possible de ces fines, à la surface de la chaussée,
combinée avec le frottement des pneus ne conduira pas pour la majorité
des routes de la Gaspésie à une perte de microrugosité ou une usure
rapide par polissage. Dans le cas de tracé et de trafic défavorables
(virages, carrefour, vitesses élevées, trafic intense) les granulats
de graviers bien concassés devraient préférablement être choisis
plutôt que ceux de la pierre concassée.
3. RÉSISTANCE A L'USURE PAR FROTTEMENT ET RÉSISTANCE A LA
FRIABILITÉ
3.1 USURE PAR FROTTEMENT
Les propriétés de friction d'un pavage mouillé dépend d'un design
adéquat d'un mélange bitumineuc et de l'utilisation de granulat
de qualité. La teneur en gros granulat est un critère important
-4-
pour caractériser la macrotexture. Celle-ci joue un rôle d'autant
plus important que l'on roule vite (dans ce cas,les accidents sont
les plus graves). Ce macro-relief, combiné avec l'effet des
rayures des pneus assure l'évacuation de l'eau entre les granu-
lats de surface (au-dessus de la matrice) et évite le risque
d'aquaplanage. Il permet de garder le contact avec une chaussée
mouillée grâce aux aspérités de celle-ci. La propriété qui déter-
mine l'aptitude d'un pavage à garder une rugosité grossière est sa
résistance à l'usure par frottement. Le meilleur essai existant
pour mesurer cette propriété est l'essai Dorry. D'autre part,
le sable utilisé dans des conditions hivernales peut être un
élément important pour l'usure d'un pavage. Des "égratignures"
peuvent être remarquées dans les zones d'accélération et de
freinage, carrefours, virages et zones de vitesses élevées. Par
l'essai Dorry, une échelle de valeur de résistance à l'usure par
frottement nous permet de sélectionner ou d'évaluer des granulats
de meilleure viabilité aux sollicitations précitées. L'ensemble
des valeurs obtenues (inférieures à 8) nous indique que les gra-
nulats soumis sont parmi les meilleurs (et disponibles) lesquels
peuvent contribuer,pour la quantité de trafic des routes de la
Gaspésie, à une plus longue durée possible de couche de roulement.
Les gros granulats de gravier montrent une perte moyenne de 3,9%
contre 6,5% (1,7 fois plus élevée) pour la pierre concassée. Ce
qui corrobore une fois de plus une meilleure qualité de granulats
dans les graviers.
3.2 RESISTANCE A LA FRIABILITE
Dans le but de mesurer ce paramètre, nous avons utilisé l'essai
français "Mesure du coefficient de friabilité".
Notre étude a consisté à concasser le gros granulat en éléments
inférieurs à 5 mm et d'éliminer de ce produit les particules
passant le tamis #100. La fraction résultante (5-150) a été
soumise dans un cylindre de micro-Deval à une action de frag-
mentation (et non d'usure par attrition) au moyen de billes
d'acier beaucoup plus grandes (6 à 100 fois) que les particules
-5-
de la prise d'essai. La charge est constituée de (9) billes
de 30 mm, 21 billes de 18 mm et un complément de billes de
10 mm Pour totaliser un poids de 2500 g. Une quantité de 2,5
litres d'eau a été ajoutée aux 500 grammes de matériaux préparés.
Le coefficient de friabilité se traduit par le calcul de la
teneur des particules inférieure à 80 pin. Ces mesures de
fragmentation en particules fines (Passant 80 pin) sont indi-
quées dans les tableaux #1 et #2 à la colonne "Friabilité".
Les valeurs moyennes de 21,1 pour les granulats de graviers et
de 23,2 pour la pierre concassée nous informent d'une bonne
résistance à la frial)ilité. Cette évaluation est basée sur les
résultats suivants:
carrière Sintra à Princeville : 22,5 (grès)
carrière Sintra à St-Jean-Chrysostome: 22,7 (grès)
carrière Gosselin à Thetford Mines : 24,3 (Andésité)
carrière St-Flavien, Cté Lotbinière : 20,4 (Andésité)
carrière Domlin à St-Adolphe, Wolfe : 68,0 (calcaire cristallin)
carrière Hébert à Sherbrooke : 51,0 (schiste à chlorite et séricité)
4. CARACTÉRISTIQUES DE SURFACE
4.1 ABSORPTION EN EAU
Sur le chantier, les granulats contiennent presque toujours de
l'humidité. La quantité d'eati libre dépasse généralement celle
qu'absorbent les granulats. Les conditions d'humidité rencontrées
selon notre climat, sont les suivantes:
L'agrégat contient un excès d'humidité en surface (cette
sursaturation est la caractéristique des fréquentes
périodes pluvieuses des mois ouvrables).
L'agrégat est superficiellement sec ou l'agrégat
n'absorbe pas d'eau (saturation).
L'agrégat est sec mais contient un peu d'humidité
interne. Cet état est observé en été à la surface
des réserves de granulats.
Entièrement sec, si l'on a procédé à un séchage
suffisamment énergique pour la confection de mélanges
bitumineux à chaud.
La valeur de l'abosrption trouvée avec l'essai ASTM C-127
(BNQ2560-067) est un indice de retention et d'avidité en eau.
Elle est dépendante de la porosité, des défauts de discontinuités
(microlits, microfissures) des granulats. Les valeurs obtenues
sont de:
0,92 à 2,88% (moyenne de 1,98) pour les graviers.
0,92 à 1,49% (moyenne de 1,14) pour la pierre concassée.
Tel que mentionné auparavant, les agrégats soumis sont de bonne
qualité et ce malgré leur absorption (en eau) de moyenne à élevée.
4.2 ABSORPTION EN EAU ET PROPRETE
Le pré-requis pour mettre à profit l'introduction du bitume dans
les pores, les vides et les discontinuités de ces agrégats est
la propreté (BNQ2560 -350). Ce pré-requis n'est pas respecté.
Soixante-et-dix pour cent (70%) des sources ne répondent à
l'exigence (assez large) de 1,5% de particules fines inférieure
à 80 pm. La norme AASHTO M80 recommande que ce pourcentage soit
inférieur à 0,5% et considère 1% comme le maximum admissible.
Cette poussière est en quantité très élevée. Le tableau #1
montre des valeurs de 4,6, 4,4, 3,9, 2,7 etc... La moyenne
est de 2,45% de passant 80pm pour le gros granulat de gravier,
ce qui est inacceptable. La même remarque s'applique pour la
pierre concassée, le tableau #2 montre des valeurs de 3,5, 3,1,
1,8 etc... pour une moyenne de 1,8% de fines. Cette poussière
argileuse, dérivée du concassage de schiste, affecte l'adhésion
du liant au granulat, Le comportement de l'interface liant-
granulat est conséquemment réduit. Pour une adhésivité et une
meilleure prénétration du bitume dans les micro et macro reliefs
du granulat, il faudra enlever cette barrière de poussière qui a
définitivement un rôle nocif. Pour ce faire, nous recommandons
qu'il soit spécifié dans les contrats, que le gros granulat
obtenu du tamisage du produit concassé soit lavé. Il est abso-
lument inutile de rechercher une amélioration de l'adhérence de
matériaux souillés par des fines terreuses, argileuses, des mottes
ou autres. Seul, un lavage (et non un dépoussiérage) peut nous
débarrasser de cette "saleté" engendrée surtout par les alternan-
ces de sécheresse, d'humidité, de chaleur, de froid et de gel.
Aussi,le concassage par temps humide, qui est la cause d'impuretés
colloUales (argileuses et humides) justifie cette recommandation
de lavage soigné du gros granulat (précédé ou accompagné d'un
tamisage). Ne nous fions pas à la pluie qui est loin d'être un
moyen efficace, elle ne ferait que créer des concentrations de
fines dispersées ici et là dans une réserve. Donc, la concréti-
sation de fines en surface, de pellicules de colloïdes démontrent
la nécessité absolue, dans la plupart des cas, du lavage du gros
granulat.
4.3 DUREE D'ENTREPOSAGE
Les intempéries (alternances climatiques) démontrent aussi la
nécessité de limiter la durée de stockage de matériaux. Plusieurs
techniciens ont déjà noté une altération de surface de ceux-ci,
laquelle est difficilement décelable par les morens ordinaires
actuels.
5. CONCLUSION ET RECOMMANDATIONS (GROS GRANULATS)
Les gros granulats soumis sont de bonne qualité pour revêtement
bitumineux malgré leur absorption (en eau) de moyenne à élevée.
Ils sont enrobés d'une quantité excessive de poussière et pour
mettre à profit les pores, les vides et les discontinuités qui
caractérisent l'absorptivité des agrégats, un lavage de ceux-ci
s'imposent. Le comportement de l'interface liant-granulat sera
ainsi beaucoup amélioré.
Limiter la durée de stockage aux intempéries (alternance de
séchage, d'humidité, de chaleur, de froid et de gel).
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PARTIE 2
CHAPITRE GRANULATS FINS
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LOCALTSATTM nus SOURCES ECHANTILLONNEES
-13-
6. GRANULATS FINS
Cette fraction représente une partie essentielle dans la fabrication
du béton bitumineux. Elle constitue avec le liant et le filler (ne
pas confondre avec sable fin correcteur) l'ossature de la phase enro-
bante du gros granulat. Plusieurs caractéristiques doivent être
approfondies pour s'assurer d'une contribution significative au
comportement d'un pavage.
7 - PLASTICITÉ ET P ARGI LOS ITÉ"
Des sols comme des marnes argileuses silteuses ou sableuses devien-
nent, par adjonction d'eau, plastiques. Le fait de pouvoir le rouler
en boudin devient une indication de la cohésion de ces sols. Parmi
les sables soumis, nous avons noté des valeurs de l'indice de plasti-
cité voisines ou supérieures à 5 (voir tableau #3). Il y a donc des
fines plastiques. Les valeurs de limite de liquidité supérieures à
15 et celles de l'essai équivalent de sable (35 - 50) en témoignent.
Ces fines plastiques ont la propriété de gonfler et de se ramollir à
l'humidité et de se contracter en période d'assèchement. Elles cons-
tituent donc un élément défavorable à leur utilisation.
Les effets d'aglutimation, la fabrication de mottes d'éléments fins,
l'humidité non essorable de sable fin (module de finesse très bas)
constituent des problèmes à approfondir pour une alimentation homo-
gène. Les sables qui montrent un indice de plasticité supérieur à
5 devront être refusés. Pour confirmer ce refus, un autre point de
repère valable est l'essai de valeur au bleu. Cet essai caractérise
la fraction argileuse d'un sol et est le mieux adapté pour mettre en
évidence la présence d'argile. (Il fournit ainsi une mesure de la
nocivité reliée à la présence de l'eau). En se référant au tableau
#3, les valeurs au bleu supérieures à 0,10 (tamisat no.10) nous
indiquent un indice de plasticité supérieur à 4. Ainsi, une valeur
au bleu supérieure à 0,10 nécessiterait une sédimentation, des essais
de limite de la qualité et de plasticité. Il serait avantageux que
des laboratoires du service des Centres Régionaux réalise cet essai
-14-
au bleu de méthylène lequel est rapide et peu coûteux. Le mode opé-
ratoire et l'appareillage sont très simples.
Ce qui justifie en outre la réalisation de cet essai est que sa
signification a été vérifiée à l'aide d'expériences en laboratoire
(Bull. de liaison No.107, mai, juin 1980, pages 130-137) lesquelles
ont démontré une forte corrélation entre la V.B. et l'indice de
plasticité des sols limoneux ainsi qu'un coefficient d'activité
(Skempton) des argiles <2 pm.
8 . GRANULOMÉTRIE ET FORME
La granulométrie a une importance primordiale car c'est par elle
que l'on peut atteindre la compacité maximale. Par rapport à
d'autres facteurs comme l'angularité, l'état de la surface et la
résistance mécanique des fragments, elle est modifiable dans le
sens que l'on peut la faire varier. Elle apparaît comme étant le
recours le plus fréquent pour corriger des caractéristiques géomé-
triques ou des propriétés mécaniques déficientes. Elle est le para-
mètre le plus important pour ce qui est de la maniabilité et de
stabilité des granulats traités ou non (Tourenq et Denis).
Nous excluons dans le présent document l'analyse des combinaisons
de différentes granulométries pour l'obtention d'une granulométrie
conforme aux spécifications. Les fuseaux des figures 5, 6 et 7
sont fournis à titre d'information.
8.1 CanactéAi4tique3 géoméVtique4
Dans le but d'estimer la forme, l'angularité des grains des
sables, nous avons considéré trois fractions granulométriques:
Retenu 1,25, Passant 1,25 et Retenu 315 et finalement le Pas-
sant 315 pm. A l'aide de ces trois grosseurs, nous avons porté
sur un même diagramme triangulaire, les dix-sept courbes granu-
lométriques. La figure no.8 montre ce mélange ternaire qui a
l'avantage de visualiser chacun des sables soumis (les criblures
et résidus n'apparaissent pas sur cette figure) par un point.
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Pay. Beau-Bassin, New Richmond • Cté Bonaventure
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Cyrius Roussel, Ste-Angèle-de-Mérici Cté Rimouski.
AG-665 10 Jean-Guy Roy, Lac-des-Aigles, Rimouski - .
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7 -
Zone déficitaire en éléments moyens 2,6,7,8,12,13,14,15 ,16,17 (mode de finesse
supérieur à 2,30).
FRACTION GROSSIERE RET. 1,25 Mm.
Représentation triangulaire de la granulométrie des dix-sept sables soumis
Le point (numéroté) est une représentation instantanée de la
granulométrie d'un sable. Comme moyens de mesure de la forme
des grains, nous avons utilisé un microscope binoculaire dont
les observations ont été photographiées. Les photographies de
chacune des trois fractions précitées ont été comparées aux
indices de la charte (fig. no.9) de détermination visuelle et
à la classification du "British standard".
Un travail (voir annexe no.2) de M. Viateur Blanchette, tech-
nicien de notre laboratoire, nous montre avec photos que parmi
six (6) sources de sable dont trois (3) de sables correcteurs:
les grains sont angulaires dans la partie fine 0-315 de
toutes les sources;
les grains sont angulaires dans la totalité des sables
correcteurs (1, 3, 9 de la représentation triangulaire);
chez les sables grossiers (14, 15 et 17 du triangle)
étudiés, il n'y a pas de forme commune (arrondie ou angu-
laire) dans les grains plus gros que 315 pin. En d'autres
termes, pour chacun des trois (3) sables, la même fraction
(retenu 1,25 mm par exemple) montre des formes différentes.
De ces observations, on peut affirmer que les sables correcteurs
, contribuent par leurs grains avec arêtes vives et de surfaces
irrégulières et anguleuses (voir photos 5, 9 et 18) à augmenter
la stabilité d'un mélange et la résistance à la déformation.
Toutefois l'addition de ces sables (ainsi que la criblure) est
défavorable à l'obtention d'une meilleure maniabilité et de
mise en place. Ces défauts peuvent être corrigés en diminuant
le plus possible la proportion des constituants de sables cor-
recteurs, de criblure et de "sable de concassage".
Quant à une évaluation rapide de la forme des sables moyens à
grossiers, la norme française P18564 "Détermination du coeffi-
cient d'écoulement des sables" semble être le moyen le plus
adéquat et le plus simple.
WeISIERE DES 111A,4SPORTS CENTRE DE DO CU MENT AT 10
N
200, Rue Dorchester sud,
7e
Québec, (Québec G1K 52,1
-13-
9. ABSORPTION EN EAU
Pour des granulométries de sable à béton (donc de granulométries
assez identiques) voici les valeurs des absorptions obtenues selon
différentes régions de la province.
Région de l'Abitibi
Région de Québec et Côte Nord
Région de la Chaudière
Région du Bas St-Laurent et de la Gaspésie
No. 8 No. 3-1 No. 3-2 No. 1
Nombre de sources 13 22 21 55
Moyenne 0,60 0,40 0,71 1,64
a 0,22 0,19 0,30 0,33
Ce qui signifie que la fraction 5 à 160 (ou #4 à 11100) des sables à
béton de la Gaspésie absorbent, en moyenne, au moins deux (2) fois
plus d'eau que les régions de l'Abitibi, de Québec, de la Côte Nord
et de la Chaudière. L'analyse pétrographique des constituants expli-
que cette propriété absorbante des sables à béton de la péninsule.
Ceux-ci, tel que décrit dans l'annexe 2, sont composés de grains de
calcaire, de grès, de pélite de schiste alors que la nature des
grains de sable des trois autres régions est surtout composée de
quartz et de feldspath.
Selon une estimation sommaire, les sables soumis comme constituant
principal et de V.B. inférieures à 0,08, ont des valeurs en absorp-
tion très voisines à celles des bétons de ciment. Voici un exemple:
les sables de Pavage Beau Bassin, New Richmond, pour béton
bitumineux ont une absorption en eau de 1,42 (moyenne de 2)
et des V.B. de 0,07 et 0,08 alors que les sables à béton de
ciment de plusieurs sources de la municipalité montrent une
valeur de 1,45 (moyenne de 30 données).
Pour des sables dont la V.B. est supérieure à 0,10 et une teneur
de fines (<80 pm) supérieure à 3%, la comparaison avec l'absorption
de sable artificiel "témoin" dont la granulométrie identique est
confectionnée avec des billes de verre (disponibles sur le marché)
-18-
serait très utile. En assumant que ces billes de verre (voir
photo no.19) n'absorbent que l'eau sise entre les particules de
l'agrégat, la valeur d'ADSORPTION de l'eau (donc des vides des
pores, des microfissures) des grains du sable pourrait être calcu-
lée comparativement à la méthode actuelle, la quantité d'eau absor-
bée par les fines argileuse (l'hydrophilie) serait excluse dans
les calculs du bitume absorbé par les grains.
Une approche comme celle-ci 'impose car nous avons noté que le fait
de faire passer le passant 200 d'un sable à béton de 3,7% à 9,7%
(nos.13 et 14 du triangle) produit une absorption deux fois plus
élevée (0,89 à 1,83%). La V.B. des sables 13 et 14 est de 0,16 et
leur module de finesse est de 2,31. La moyenne des modules de fi-
nesse du sable à béton était de 2,86. La quantité d'eau absorbée
par les éléments argileux des fines (détectées par la valeur au
bleu) devrait donc être enlevée lors des calculs de bitume absorbé
par le granulat fin.
Dans une autre idée, les sables "absorbants" de la Gaspésie peuvent
créer des problèmes de "conservation d'eau" lors des opérations
de transport, manutention, et stockage. Ces problèmes de retention
d'eau et d'humidité non essorables vont nécessiter, lors du proces-
sus de séchage, une augmentation de consommation de combustible.
Malheureusement, les moyens pour réduire le coût de séchage sont
peu nombreux. Le stockage sous abris (incluant le bachage) semble
assez coûteux et difficile, mais peut être envisagé.
10. ESSAI DE FRIABILITÉ
Nous avons soumis les sables (constituants principaux) à cet essai
dont la description est faite au paragraphe 3.2. Il constitue un
essai d'écrasement en présence d'eau.
La dimension et la forme des grains peuvent intervenir dans la
résistance à la fragmentation. Les sables argileux et arêtes vives
résistent moins bien que les sables à grains ronds. La différence
est surtout marquée que si les sables comportent un grand pourcen-
tage d'aiguilles ou de plaquettes. Les coefficients obtenus varient
de 20 à 26. En comparant ces résultats aux valeurs de références
indiquées au paragraphe 3.2, les sables soumis offrent une ,très
bonne résistance à la friabilité. Cette évaluation s'applique aussi
aux criblures des carrières de Val Brillant et de St-Joseph-de-
Lepage.
-20-
CONCLUSION ET RECOMMANDATIONS (GRANULATS FINS)
Le laboratoire du Centre Régional de Rimouski doit s'équiper pour
la réalisation de l'essai de Valeur au Beau (BNQ-2560-255).
Le granulat fin est un granulat de bonne qualité même s'il absorbe
deux fois plus d'eau que celui des régions 3-1, 3-2 et 8.
L'utilisation de franulométrie identique mais confectionnée avec
des billes de verre (voir coordonnées dans l'annexe no.3) pourrait
préciser davantage l'eau entre les grains. Par comparaison et
déduction, les absorptions d'eau et de bitume par le granulat fin
pourraient être également mieux déterminées.
REMERCIEMENTS
Les travaux de cette étude ont été réalisés avec la collaboration
de madame J. Laplante, messieurs G. Lauzier, G. Moreau, V. Blanchette,
G. Genest, M. Brais et R. Hawey. Leur contribution a été très
appréciée.
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CRIBLURE: FUSEAU GRANULOMÉTRIQUE CARRIÉRES DE VAL -BRILLANT ***** (1):7ZAU 11._0!',17TrUE FIGURE N015 ET DE ST - JOSEPH -DE - LEPAGE
FUSEAU GRANULOMÉTRIQUE RESIDUS: BÉTON RIVI'ÈRE - DU- LOUP
• • • PAVAGE BEAU -BASSIN - GASPÉ GRANULOMETRIE BML ST -ANTONIN - RIV. - DU - LOUP MTQ STE -ANNE -DES MONTS - CASPÉ OUEST TAMISAT DE PIERRE CONCASSÉE
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à faire pour des V.B. sup(.rielires à 0,10).
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GRANULAT FIN (SABLE ET ADDITIF)
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Beton Riv.-du-Loup Riv. Trois-Pistoles Cté Riv.-du-Lou.
AG-209-83 SABLE
0-9,5mm 4,75% 2,57 2,53 1,67% 1,83% 0,16 0,26 5,4
0 22 1/111117111
2,8 8,7 2,32 18,9% 0,08 - 133 Beau Bassin Gaspé
AG-210-83 SABLE
0-9,5mm 5,15% 2,58 2,54 1,48% 1,83% 0,17 0,25 2,1 1,4)2,88,4 2,30 MOI 21,7% 0,12 43 141 Beau Bassin Gaspé
AG-224-83 SABLE
0-4 75mm 4 70% 2 61 2 65 1 29% 1 01% 0,12 0,26 3,0 11/11111/11 2,86 111111 20 2% 0,12 33 104 B.M.L. St-Antonin Cté Riv.-du-Loup
: 4: 4111 - 1111111 - 11/1111 I 0: 010 111111111111 157 - N.P - 007_ 45 . --
Sylvius Roussel Ste-Andle-de-Néricl Cté Rimouski
AG-665-83 SABLE
0-19,5mm 10,86% 2,58 2,60 2,05% 1,83% 0,10 0 26 2,3 1,41428,7 2 89 i - 0 07 43 _ Lac-AMes Cté Rimouski
AG-486-83 SABLE ADDI 5,68% 2,53 - 2,25% 0,09 0,16 1,9 0,68,98,7 1,46 - N.P. - 0,08 - é-1-1-1ungèlleol-idel■trici Cté Rimouski
AG-206-83 SABLE
0-6 3mm 6 82% 2 61 2 62 1 48% 1 42% 0 08 0,17 /1111111111 2,94 - N.P. - 0,08 130 Pav. Beau Bassin New Richmond Cté Bonaventure
AG-20 - SABLE - mm I/1/1/1 2 62 2 64 1 48% 1 42% 0 07 11111111111 2 , 88 - _ 53 8
NeRieggogassin Cté Bonaventure
AG-215-83 SABLE 9,25% 2,34 2,56 4,47% 1,63% 0,12 0,24 M10,4 5,94,7 305 111111 26,2% 0,08 44 150 Pay. des Monts Matane
AG-216-8 SABLE TAMISE -. H 111111111111.11.11111/11111111111/1 21111111 3 03 111111111111/ 0 07 47 atane
Pay. des Monts
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AG-227-83 SABLE ADDI. 7,19% ___ 2,65 0,81% 0,06 0,08 1,70,25,65,5 1.14 - N.P - , 0.09 44 Bealieu St-Antonin
AG-287-83 SABLE FILLER 6,05% 2,59 2,61 1,76% 2,04% - 0,17 2,2 2,0l812,3 1,20 27,18,9 _ 0.08 31 Rousseau & Fils
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AG-219-83 SABLE 2,95% 2,61 2,63 1,49% 1,63% 0,04 0,16 2,6 0,75,2 3,7 2 , 97 _ N.P 19,8% 0,07 47 122 MTQ Ste-Anne-
des-Monts
AG-286-83 SABLE BRUT 16,59% 2,58 2,62 2,05% 1,42% 0,05 --"" 1 21,0 3,24 __. N. p _ .. 55 183
Rousseau & Fils ,
AG-220-83 SABLE ADDI. 2,89% - , 2,66, - 1,42% 0,10 0,20 4,2 1,5 252924,4 0,55 240, 7,4 , ____ 39 ,
Pavillon Mont Sterling
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1111. INN CARACTERISTIQUES DE GRANULATS EMPLOYE DANS LE aBITMliq griFueftNerix "" TABLEAU 3 (suite)
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B.M.L. St-Antonin Cté Riv.-du-Loup
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L-BRILLANT AP-126-83 CRIBLURE 5,11% 2,66 2,66 0,96% 1,21% 0,29 0,47 3,5 2,71.0,4 7,4 185 3,6 22,7 0,12 43 116
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Fig.. 9 — Charte de -détermination visuelle de 1.1 angularité des particules sel on KRUNI3 T. I N LEES - et la BRITISH• Standard 812 • (TOUREN") ET DENT S)
1 2)
angulaire subangulaire subarrondie arrondie bien arrondie
FORME DES PARTICULES
On utilisera les termes cubique, allongée ou aplatie pour décrire des particules de forme géométrique imparfaite.
FIGURE 12
Particules de forme caractéristique:
cubique
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allongée
DIFFERZ;TE ANGULARITE DE PARTICULES
On utilisera les termes angulaire, subangulaire, subarrandie, arrondie, bien arrondie pour décrire llangularité des particules.
FIGURE 12
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SUB. ANGULAIRE )( ANGU1A1RE
Fig.. 9 — Chartes de détermination visuelle de 1. 1 angu1.arité' des particules selon KRUMBEIN, LEES et la .BRITISW Standard 812 (TOURE110 ET DENIS).
-33-
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AG-220-83 TRIANGLE # 1 PHOTO ir4 4 X 13
A G-210-83 TRIANGLE # 14 PHOTO 7 .1i 2 X 25
A G-220-83 TRIANGLE 1 PHOTO 5 X 25
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X 25
AG-223-83 TRIANGLE # 9 PHOTO # 9
X 40
AG-228-83 TRIANGLE # 15 PHOTO # 12
X 40
17 X 10 X 10
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A G-287-83 TRIANGLE # 3 pHopo # 16
X 25 X 25
A G-287-83 TRIANGLE # 3 PHOTO # 17
AG-286-83 TRIANGLE # 17 PHOTO # 14
17 X 40 X 40
A G-286-83 TRIANGLE # PHOTO # 15
AG-287-83 TRIANGLE # 3 PHOTO # 18
-35 -
PASSANT 160 pin RETENU 80 lan PHOTO # 19 .
BILLES DE VERBE
X80
-37-
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• 14 sur--
APPENDICE 13
DISCRIPTIOK DES PARTICULES
SPHEP,IQUES EN VERRE
(RE: PHOTO 1/19)
H SERIES (HIGH DENSITY) SE RIES (CROWN BARIUM) P SERIES (SODA LIME)
Te.5 --Kr Digo ouon f
g oss FOR INDUSTRIAL AND SCIENTIFIC APPLICATIONS
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V SERIES BEADS
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Potters Technical Quality Class Beads are custom forn -iulated, usine speciey selected.,
materials, to provide certain properties, such as high Ceeree of roundnes, 1n1 size —
gradations, minimum contamination and elimination of broken part ices.
These special characteristics provide the controls ner.reasary for p - r:cise results in a witie range
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and electrochemical °per - ahans and many °liners. Tne potential uses are limited onlyby
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Te.chnical Quality Class Beads are availabie in three P Series Soda Li 1'às),
Series (Crown Barium alass). and H Serie& (Hioh Der.siy glass;. Fetterr' Service
Croup providés complete analyiical and applications ser -vices Io help you
pi oblems, meet process objectives, and prepare spezifkalions and proce: s .
( V Series beads are manufactured only from custom formulations of Cr?wn.5'..riurri olass, a
- tough material which is used, among olher applicat;ons. for shot peening
he.avy particles are required. The beads are sized wn accuracy q0";;wiihin
-. s;z- 6) and are specialiy processed Io minimize conta-Jrniriation and assure that t'nere are
virtualiy no broken particles. The beads are white or oryst.a) clear in calor an:: are f: from
visible surface films, contamination or grayness. Srzes available range-from 16 mm Io 1 mm
(U.S. Sieve 18). Special size gradations, colors and at..:stom opalines are also readiiy available.
P Series beads are manufactured from specially se:ectee soda.lirne plass; they car be produceci
to custom formulations if required.-They are speciay processed for maximum rounciness by
an exclusive Potiers' lec'r.nique and can be °rade° tc s.ira-ranoe accuracies as hiah as 98`;:- •
belv..eeri reasonable screen incren -ie.ms. 7 ne beads or crystal clear in calor and are
free from surface films, visible contamination or ara They are available in stock size
range.s from 1190-707 microns (U.S. Sieves 16-2E? Io 105 microns and liner (U.S. Sieve 140).
Specia: si2e Gradations and custom coalings are frep•_ , antry produced to provide the sphericai
material suited to a customer's specific needs.
H Series beads are manufactured from a special ierrnulation b provide a hioh refractive index
of approxirnately 1.9. H Series beads are used for nizin intensity retroreflection or vvhere
material of nicher densily is required. Si2es. ranoc.r: - from 841 microns to 74 microns, are
graded with high accuracy. Manufacturing proces.ses minimize contamination and assure that
there are virlually no broken partiales. The beads C7E- v..hite in color and are lead-free. Special
size gradations and custom coatings are available
Tc, assure our customers that Technical Quality Gzss Beacis meel or exceed specifications.
Potiers' fully Staffed Quality Control Laboratories use specialized laboratory test equipment
to check.every batch of beads for accuracy of size g7adation, c)eanliness, clarity, composition
and coating uniformity (should il apply). Beads are tested in maximum 2,000 lb. lots. Loi
samples and lest results are retained and are ava;:al..-:e on request. In addition to our normal
lot control procedures, where specifications are e.)t•er.. -:ely critical. Potiers' quality control
personnel %vil' coordinate with receiving inspec..1;cr. acti...ities Io assure mutual accuracy.
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— H SERIES BEADS
(HIGH DENSITY)
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APPLICATIONS LIMITED ONLY BY YOUR IMAGINATION
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DESIGNATION
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V-430 V-390 V-350 V-320 V-280
V-240 V-220
V-1607 • V-160
V-130
V-110 - - V-380 .V370
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Fi;tration
11.1..:;rnic Fuel fc.. purposes
P SERIES /- sceze - s
Cnrorriatocrechy
C;e.ininc, of ccnc......:its or tubing
1:F.-core:ion
0 Frro :estirig
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DESIGNATION
P-047 P-0337•-
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- P:0230
P-020
P-0140 P-0120 P-010
P-008 P.0080 P-007 P-0050 P-006
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Hydrau!ic fluid ng
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Fachin rne.cf:a in :.....31iation stacks
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Point-of-purchase disp!ays
Printing -
Special coHzatIon projects
Refiectorized and rflarkers
Release mediums
Scientific apparalus
Sintering
Strike surl'aces and match beads
Tirne•acce!eration devices _
Tumbling ad v;tratory cle.aning
_
DESIGNATION
H-0337 H 0730 H-017 H-012
H 005 H 003 H-002 .
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H SERI
SIEVES
20- 30 30- 40 40- CO 50- 70 _
140,-230 • minus 170 - minus 230
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.. 297-210-
- 105- 74 -- E8 & finer 74 & fine.r
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RANGE M1LLIMETE,
18.2 -15.6 15.4 -14.6 14.5 -13.6 13.5 -12.6 12.5 -11.6
11.5 -10.6 10.5 - 9.6 9.5 -8.6 8.5 - 7.6 7.5 - 6.6
6.5 - 5.6 5.66- 4.01 4.76- 4.01
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- 30 - 40 .0232 - .0165 .590
40 - - 60 .0365 - .0098 .420
50 - 70 .0117 - .0083 :297
60 - 80 .0098 - . 0070 • .250
AB 50 - 80 .0117 - .0070 . 2 97 -
AC il
60 - 100 .0098 - .0059 _250
AD 70 - 140 .0083 - .0041 .210
80 - 120 .0070 - .0049 .177
Hj 100 - 140 .0059 - . 0041 .149
AE 100 - 170 .0059,- .0035 .149
100 - 200 .0059 - .0029 .14.9_
120 _- 1-70 .0049 - .0035 .125
140 - 200 .0041 - .0035 .105
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Y70 - 250 .0055 - .0024 .08 /
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- .250 42.0 - 250 1
- .210 297 - -230
- .177 250 - 177 -- i
- .177 297 - 177 111 ______
- .149 /250 - 349 111 -
- .105 210 - 105 111
7 .125 177 - 125 , 1
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- .074 105 - 7 1 . F
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AL 200 . - 400 0029 -,.001 - 5 .074
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