Formulation et évaluation des méthodes de mise en oeuvre et d'essai en laboratoire sur l'endommagement et le recouvrement mécanique des bases granulaires traitées au ciment

Résumé

Dans son ensemble, le réseau routier mondial souffre de sous-financement et ses besoins complexes ont poussé l’Association Canadienne du Ciment (ACC) à mettre de l’avant une technique économique, durable, polyvalente et performante, qui consiste à traiter au ciment les bases granulaires de chaussées revêtues ou non. Par contre, les bases granulaires traitées au ciment (BTC) subissent du retrait lors de la cure, qui résulte en fissuration. La remontée de ces fissures dans la chaussée mène à des problématiques de durabilité et de performance, ce qui limite l’utilisation actuelle des BTC. Une nouvelle approche contre-intuitive à cette problématique consiste à volontairement endommager le matériau à jeune âge, afin d’induire une microfissuration uniforme (préfissuration) qui permet de répartir ce retrait sur une multitude de petites fissures à sévérité réduite. Ainsi, un recouvrement mécanique des fissures peut être anticipé. Depuis cette découverte, quelques projets s’y sont intéressés, mais les résultats ou la mise en oeuvre sont mal documentés, incomplets ou inaccessibles. Ce projet de maitrise vise à approfondir la technique de préfissuration des BTC, en développant une méthode d’évaluation de l’endommagement en laboratoire pour comprendre son influence sur les propriétés mécaniques. Pour ce faire, le projet a été divisé en 3 phases. La phase de formulation a permis de mesurer des propriétés mécaniques (compression, tension, CBR et module) et rhéologiques (masse volumique, vides), sur des mélanges contenant entre 3 % et 5 % de ciment GU (par rapport à la masse granulaire de MG 20 avec sable), auxquels on ajoute 5,2 % d’eau. Étant donné qu’il n’existe pas de normalisation et très peu de méthodes d’essai sur les BTC, une deuxième phase a porté sur l’évaluation des procédés généraux. Ainsi, les différentes techniques de malaxage, de compaction et d’endommagement des BTC ont été étudiées, en plus des différentes méthodes d’évaluation de l’hydratation, du retrait, de la fissuration et de la microfissuration. Les différents essais de la phase d’évaluation ont permis une meilleure compréhension du matériau et une sélection judicieuse des méthodes, elements essentiels pour entamer la phase d’expérimentation de l’endommagement en laboratoire. Ainsi, la troisième phase a permis de montrer l’évolution des propriétés mécaniques (module, coefficient de Poisson, résistance en compression) des BTC non endommagées dans le temps (1 jour à 28 jours). Également, des critères et trois niveaux d’endommagement à 24 heures de cure ont été définis et évalués pour mesurer l’impact sur les propriétés mécaniques. Finalement, le recouvrement mécanique a été mesuré en laboratoire par les mêmes essais, jusqu’à 28 jours après l’endommagement. Les résultats ont montré qu’il y a un niveau d’endommagement optimal à jeune-âge en laboratoire pour un recouvrement mécanique complet, qui surpasse même les propriétés non endommagées.

Date	7 sept. 2018
langue originale	Français
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Alan Carter (Directeur(-trice)) & Michel Vaillancourt (Codirecteur(-trice))