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" Matière minérale stabilisée et procédé de'préparation de oette matière ".
L'invention concerne le traitement des terres, agré- gats minéraux ou combinaisons de terre et d'agrégats miné- raux et plus particulièrement un procédé qui permet d'utili- ser,dans leur mesure la plus large,la cohésion naturelle et les caractéristiques de cimentation de ces matières en évi- tant la perte de ces propriétés par absorption d'un excès d'eau.
L'invention a aussi pour objet de permettre d'appli-
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quer à la construction, à un bas prix de traitement, des ma- tières considérées jusqutà présent comme inutilisables à cet usage, ce résultat étant obtenu soit par traitement des dites matières telles quelles, soit en les mélangeant comme il sera expliqué plus loin et en les stabilisant ensuite pour les protéger contre la capillarité et/ou la perte de résistance par l'addition de quantités prédéterminées de matière bitu- mineuse ou autre matière susceptible de repousser l'eau.
On sait parfaitement que les terres argileuses ou autres matières contenant des particules finement divisées, lorsqu' elles sont normalement sèches, possèdent un haut degré de co- hésion ou de stabilité dû à l'absorption de pellicules d'eau de grande densité. Cette cohésion est rapidement détruite lorsque la teneur en.humidité augmente par absorption, par suite d'augmentations d'épaisseur des pellicules d'humidité entourant les particules et de leur diminution de densité qui s'ensuit. Lorsque l'épaisseur des pellicules augmente et que la densité de ces pellicules diminue, les particules de terre sont susceptibles de se séparer et les pellicules d'épaisseur augmentée agissent comme un lubrifiant.
Si les pourcentages d'humidité augmentent davantage, l'épaisseur de ces pellicules augmente jusqu'à ce que toute cohésion ait disparu et que la matière prenne des caractéristiques plastiques ou fluides.
On connaît.depuis longtemps,dans la pratique,un procédé d'établissement des surfaces de routes bitumées plastiques consistant à mélanger de l'eau, de la matière bitumineuse et de la terre et à pétrir l'ensemble en une masse homogène. Com- me une matière bitumineuse de grande viscosité ou de point de fusion élevé, telle qu'un asphalte, ne convient pas.,au point de vue mécanique,pour un tel traitement, il était nécessaire d' utiliser des produits bitumineux légers,tels que des huiles brutes, des goudrons huileux et mous pour revêtement de routes
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et on avait l'habitude de se servir de ces produits en quan- titi. assez grande pour qu'ils jouent le rôle d'un agent de liaison.
En raison des pourcentages de matière bitumineuse légère appliqués dans ce traitement et du fait que l'on uti- lisait nécessairement des huiles de basse viscosité pour as- surer une dispersion uniforme dans la masse aux températures atmosphériques, les mélanges résultants étaient plastiques et sujets à une déformation sous l'action des chocs et de forces de traction exercée par les véhicules modernes à pro- pulsion mécanique. Les caractéristiques naturelles de cohé- sion des terrains qui, à l'état seo, peuvent avoir présenté une grande stabilité, étaient détruites par la présence de pellicules épaisses de ces produits bitumineux légers qui re- couvraient les pellicules génératrices de la cohésion absor- bées et agissaient comme un lubrifiant, réduisant ainsi la stabilité du terrain contre les déplacements.
Il a aussi été dtune pratique courante d'utiliser des goudrons, huiles, ou asphaltes à l'état fondu ou émulsionné, mélangés préalablement ou sur place, au traitement d'agré- gats minéraux présentant une stabilité naturelle ou inhérente à leur nature. Si l'on voulait assurer une stabilité inhéren- te à la nature du produit, on devait veiller à la grosseur de grains et à la résistance naturelle au frottement des agré- gats. Dans ces mélanges, les fines particules étaient néces- sairement limitées à de petits pourcentages n'excédant pas ou rarement 15 % et c'était aussi un fait bien connu que les fines matières devaient être dans ces mélanges exemptes de propriétés colloïdales qui auraient détruit la stabilité des dits mélanges en présence de l'humidité.
On devait soigneuse- ment sélectionner et préparer les agrégats minéraux présen- tant ces propriétés requises, ce qui les rendait ohers. Dans de tels mélanges, il fallait nécessairement utiliser assez de
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bitume pour qu'il agisse comme un agent de liaison, ce qui exigeait une épaisseur très sensible de la pellicule, à cau- se des propriétés de non cohésion de l'agrégat. Souvent,on avait recours à une quantité de matière bitumineuse assez grande pour remplir complètement les vides entre les parti- cules minérales. Par conséquent, la stabilité dépendait.,en partie,de la résistance de frottement des particules minéra- les et,en partie,de la viscosité et de la résistance au dé- placement de la pellicule bitumineuse qui, à cause de son épaisseur, était peu dense.
Dans ce type de construction, la stabilité due aux caractéristiques de cohésion des matières plus fines était complètement ignorée et effectivement empê- chée par la présence de pellicules bitumineuses relativement épaisses.
On connaissait aussi le fait que l'on pouvait réduire la capillarité des terrains et obtenir un certain degré de stabilité en mélangeant des émulsions bitumineuses avec ces terrains et ensuite en rendant compacts et séchant ces der- niers. Dans ce procédé,on ne tenait pas compte du contrôle de la quantité de matière bitumineuse par rapport à la gradu- ation de la grosseur de grains et à la dimension des particu- les des terres,ni de la production dans de tels mélanges d'un haut degré de stabilité dû à la très faible épaisseur des pel- licules susceptible de détruire la capillarité et néanmoins de conserver la densité de la pellicule et donnant de la sta- bilité au mélange par le fait des propriétés de cohésion des terres.
Dans ces anciens procédés, le seul objectif était de rendre la matière traitée imperméable à l'eau, aucune consi- dération particulière n'étant appliquée au principe permet- tant de communiquer de la stabilité au mélange.
L'invention a pour objet la création d'un procédé per-
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mettant de rendre résistant à l'humidité des agrégats miné- raux solides contenant des matières de cimentation, ou des mélanges déterminés de ces matières, sans diminuer la stabi- lité due à leurs qualités de cimentation naturelles.
L'invention a aussi pour but l'établissement d'un sys- tème teohnique permettant de déterminer exactement à l'avance la teneur optimum en matière bitumineuse pour obtenir un maxi- mum de résistance à l'absorption ou à la perte de résistance au déplacement, ou ces deux caractéristiques désirables en- semble.
L'invention se rapporte aussi à des méthodes économiques permettant de mélanger les terres avec des matières minérales granuleuses peu coûteuses et de stabiliser ensuite le mélange contre l'absorption et/ou le déplacement, en utilisant la quantité minimum de matière bitumineuse susceptible de donner la stabilité nécessaire déterminée à l'avance et ainsi d'ob- tenir une économie par rapport à la stabilisation du terrain naturel rencontré pendant le travail.
L'invention a encore pour but la réalisation d'un pro- cédé permettant d'associer des matières bitumineuses suscep- tibles de repousser l'eau de manière si intime avec les ter- res que les caractéristiques des matières bitumineuses se modifient complètement de telle sorte que ces matières ne sont plus solubles dans des solvants qui, normalement, les sépare- raient complètement du mélange.
L'invention a aussi pour but de procurer un procédé par lequel on puisse non seulement rendre les terres présentant une faible force de cohésion susceptibles de repousser l'eau, mais aussi augmenter leur fermeté.
Un autre objet de l'invention consiste en un procédé permettant de rendre les sables ou autres matières granuleu- ses, impropres,à l'état naturel,à être stabilisés, stables
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contre l'absorption d'eau et/ou les déplacements, par une in- corporation réglée de matière de cimentation stabilisée selon les principes indiqués.
Un autre objet encore de l'invention consiste en un procédé permettant de maintenir à un volume sensiblement con- stant en présence d'eau les terres qui, normalement, augmen- tent de volume quand elles passent de l'état sec à l'état de saturation.
Un autre objet consiste aussi en un procédé permettant de traiter un terrain de telle manière que,même après l'ab- sorption d'autant d'eau qu'un terrain du même type non traité, il conserve une fermeté de structure sensiblement plus grande que ce dernier.
L'invention a également pour objet un procédé de traite- ment des terrains ou terres permettant de modifier leur ca- ractère pour pouvoir les pulvériser en poudre fine et les fai- re flotter sur l'eau sans qu'ils s'enfoncent.
L'invention a enfin pour but de créer des procédés pour la préparation efficace et économique des terres et autres matières minérales, applicables'partout où l'on considère com- me importante la résistance au déplacement et/ou comme préju- diciable l'absorption d'humidité, comme dans les pavages des routes, les terrains des aéroports, la construction des bar- rages ou digues, les revêtements des fossés, les constructions en briques séchées à l'air, les puits d'arrêt d'eau, les trai- tements utilisés pour empêcher l'érosion par le vent et l'eau, etc....
D'autres objets de l'invention ressortiront de la des- cription suivante et des exemples donnés à titre indicatif.
Dans toute cette description, on utilise certaines ex- pressions qui n'ont pas de signification généralement appli- quée ou définie dans l'industrie. On en donnera ci-après une
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définition,de telle sorte que l'on puisse les comprendre clai- rement partout où on en fait emploi.
"Terrain ou terre" désigne une matière minérale produi- te par la désagrégation naturelle ou artificielle des roches ou matières rocheuses ou d'autres substances minérales et comprenant des proportions variables de sable, limon et ar- gile.
"Sable" désigne la partie du sol qui passe au crible à 4 mailles par centimètre et présente une dimension de grains plus grande que 0,05 mm. de diamètre.
"Limon" désigne la partie du sol présentant des dimen- sions de grains entre 0,05 et 0,005 mm. de diamètre.
"Argile" désigne la partie du sol présentant des parti- cules de dimensions moindres que 0,005 mm. de diamètre.
"Argile colloïdale" désigne une argile dont le grain présente une dimension plus petite que 0,001 mm. de diamètre.
"Argile apte à la suspension" désigne une argile sépa- rée par un traitement chimique et mécanique dans une expérien- ce qui fait l'objet d'une partie de l'invention et qui est décrite plus loin.
"Agrégat minéral" est utilisé pour désigner des parti- cules de roches, sable, ou substances similaires dont les di- mensions ont plus de 0,074 mm. de diamètre, qu'ils se trou- vent séparés ou combinés avec des terres comme expliqué plus haut.
"Matière minérale" dans le sens appliqué ici indique un mélange d'agrégat minéral avec l'un quelconque des consti- tuants ou tous les constituants que renferme une terre, mélan- gés soit naturellement, soit artificiellement, ou indique la terre seulement.
''Matière bitumineuse" et "Bitume" comprennent tous les produits du pétrole, les asphaltes et les goudrons naturels.
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"Asphalte" sert à désigner un asphalte naturel ou un résidu raffiné du pétrole et présentant à 25 C. une pénétra- tion de 400 au maximum, déterminée par des procédés d'expéri- mentation standards.
"Huiles", sauf dans le cas où elles sont spécifiées au- trement, s'appliquent aux produits de distillation du pétrole plus mous que l'asphalte.
"Stabilité", lorsqu'on emploie cette expression seule, indique la résistance de la matière minérale au déplacement et à l'absorption, sauf si son application est limitée de ma- nière particulière dans le texte à l'un ou l'autre de ces gen- res de stabilisation.
"Emulsion" désigne une dispersion de bitume dans l'eau.
"Emulsion stabilisée" désigne une émulsion contenant des ingrédients qui empêchent l'agglomération du bitume avant qu'il n'ait été mélangé avec la matière minérale.
L'invention concerne l'étude complète et systématique et les analyses de la matière minérale et son traitement par des matières bitumineuses dans les buts spécifiés plus haut.
Elle consiste dans les opérations décrites plus loin,prises ensemble et séparément. Les théories développées dans l'in- vention sont expliquées dans la mesure où on le peut actuel- lement et les applications de ces théories sont démontrées par des exemples typiques.
La matière de base qui intervient dans la constitution de trois composants distincts du terrain, savoir : le sable, le limon et l'argile, peut être la même. Cette matière de base présente une certaine affinité pour l'eau et, quelle que soit la dimension des particules, absorbe à sa surface une pelli- cule d'eau d'épaisseur déterminée.
Lorsque l'argile est saturée d'eau, non seulement les vides qu'elle présente entre ses particules sont remplies
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d'eau, mais l'épaisseur'de la pellicule dteau existant sur les particules atteint une valeur si grande par rapport à la dimension desdites particules que celles-ci ne peuvent plus venir en contact à travers l'eau. La densité de la pellicule épaisse d'eau est si faible qu'aucune force de cohésion ne peut être exercée et qu'en conséquence l'argile devient une masse lubrifiée par de l'eau et sans aptitude appréciable pour résister au déplacement et qu'elle est en fait d'une consis- tance plus ou moins liquide.
Lorsque l'on élimine l'eau par séchage, la pellicule d' humidité diminue d'épaisseur et augmente de densité jusqu'à devenir assez dense pour former virtuellement un solide et ne pas être susceptible d'élimination par la chaleur, même à des températures allant jusqu'à 2600 C. La force d'absorption exercée sur les pellicules atteint, d'après les déterminations, 9.000 à 15.000 atmosphères. Avec des pellicules d'une telle densité il existe une grande force de cohésion dans une argi- le.
Le limon, le sable et d'autres particules plus grossiè- res développent une force de cohésion plus petite même en cas d'absorption de pellicules d'humidité denses, par le fait du plus petit nombre de particules existant dans un volume donné et,par conséquent,du plus petit nombre de points de contact avec la pellicule.
Séchée à l'atmosphère, l'argile forme une masse cimen- tée dure présentant des caractéristiques très semblables à oelles du béton de ciment. Elle présente la propriété de ci- menter ensemble d'autres matières mélangées avec elle et, si on la conserve sèche, elle permet d'obtenir de grandes résis- tances.
Comme le but de la présente invention est d'utiliser l'argile comme principal agent de liaison, la première phase
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de la mise en pratique de l'invention, consiste à déterminer le pourcentage et la dimension des particules de l'argile renfermée dans la matière minérale à stabiliser. De même, il est nécessaire, pour des raisons qui seront comprises plus loin, de déterminer le pourcentage de limon et de sable entre 0,074 et 0,05 mm. de diamètre aussi bien que le pourcentage de matière minérale plus grossière, présentant un diamètre plus grand que 0,074 mm.
Les pourcentages des particules de différentes dimen- sions sont déterminés par des analyses hydrométriques et des analyses au crible, selon les méthodes utilisées normalement dans ce but, comme décrit dans la publication du bureau des routes publiques des Etats-Unis et dans d'autres.
On a trouvé,par des essais à la compression et à la flexion,qu'un minimum d'environ 15 % de particules plus peti- tes que 0,074 mm., renfermant environ 5 % du minimum dtargile, devait généralement exister dans la matière minérale usuelle pour assurer des propriétés de cimentation satisfaisantes.
On a trouvé quelques matières minérales renfermant moins de sable fin, limon et argile qui possèdent la résistance néces- saire après humidification et séchage et aussi après stabili- sation et, par suite, l'invention n'est pas limitée aux mini- ma de pourcentage indiqués. 'Si l'on constate que la matière minérale ne contient pas assez de sable fin, limon et/ou ar- gile, on peut, pour lui donner la résistance nécessaire, lui ajouter de ces constituants ou mélanger la matière minérale avec d'autres matières minérales renfermant les constituants requis.
On supposera être en présence d'un agrégat minéral ou d'une matière minérale contenant moins de 15 % de particules d'un diamètre plus petit que 0,074 mm., renfermant moins de 5 % d'argile. Une telle matière présenterait généralement à
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l'état sec une structuré de résistance insuffisante et l'on pourrait lui communiquer des propriétés de cimentation en y incorporant de l'argile avec ou sans sable ou limon pour ob- tenir une quantité de ces constituants égale ou supérieure aux proportions minimum mentionnées ci-dessus.
La présente invention a en vue, parmi ses différentes phases, le traite- ment d'une matière et d'agrégats minéraux de la manière in- diquée, ainsi que le traitement supplémentaire par lequel on obtient la stabilisation du mélange résultant contre la dimi- nution des propriétés de cimentation ainsi obtenues.
On obtient ce résultat en produisant selon l'invention une pellicule bitumineuse réglée et déterminée sur les parti- cules séparées, par exemple en incorporant la quantité déter- minée à l'avance de matières fines humides ou sèches et en- suite en ajoutant la proportion convenable d'émulsion bitu- mineuse comme on l'a décrit; on peut aussi mélanger l'émul- sion bitumineuse à la matière fine et ensuite l'incorporer dans la matière ou les constituants minéraux. Par conséquent, en choisissant une argile pour enrichir des terres sableuses parmi un certain nombre de sources, on devrait s'arrêter à la source qui procure une argile présentant les propriétés de cimentation,exigées et nécessitant le minimum de matière bitumineuse pour la stabilisation.
De plus grandes quantités de matières fines que celles formant le minimum indiqué ci-dessus ne réduisent pas la ré- sistanoe de la structure mais, comme on peut le constater actuellement, la quantité de matière bitumineuse nécessaire pour la stabilisation augmente au fur et à mesure que les di- mensions des particules décroissent et par oonséquent,on peut, par économie, ajouter de l'agrégat minéral à la matière miné- rale à traiter pour réduire les proportions de matières fines à des limites minima approximativement comme on l'a expliqué
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ci-dessus, de telle sorté que l'on obtient une économie sans réduire la résistance de la matière stabilisée au-dessous des limites acceptables déterminées à l'avance.
Les exemples donnés ci-après feront comprendre clairement les méthodes exactes utilisées dans l'exécution de l'invention.
Dans le but de mesurer la résistance de matières stabi- lisées et non stabilisées et de déterminer la stabilité con- tre l'absorption relative obtenue par l'application de diffé- rents traitements de stabilisation, et aussi pour rendre pos- sible la détermination précise de la quantité et de la quali- té optimum de différentes matières de stabilisation, on a dû imaginer certaines méthodes d'expérience qui sont décrites ci-après :
On exécute l'essai de stabilité contre l'absorption de l'humidité sur des échantillons cylindriques traités et non traités, comprimés pour prendre une forme de 5 centimètres de diamètre sur 7 1/2 à 10 cm. de hauteur et séchés pour avoir un poids constant à 60 C.
On place tous ces échantil- lons debout sur un support poreux complètement saturé d'eau et auquel de l'eau arrive continuellement,de telle sorte que lesdits échantillons puissent absorber de l'humidité selon la quantité et la rapidité qu'ils désirent. On enferme ces échantillons dans une enceinte pour empêcher qu'ils perdent de l'humidité pendant leur période d'humidification et,de plus,on recouvre chaque échantillon sur ses côtés et son som- met. Des pesées journalièresexéoutées pendant une période de temps déterminée à l'avance,indiquent la vitesse d'absorp- tion d'eau et la quantité d'eau absorbée.
On exécute l'essai de stabilité à la déformation sur les mêmes échantillons immédiatement après la fin de l'essai relatif à l'absorption d'eau. On place l'échantillon conte- nant toute l'eau absorbée pendant l'essai d'absorption, avec
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l'extrémité la plus humide tournée vers le bas, à l'intéri- eur d'une forme de support cylindrique présentant,au centre de son fond,un orifice circulaire de 6,45 cm2. On applique sur le sommet de l'échantillon une force qui le refoule à travers l'orifice à la vitesse de 1,27 cm. par minute. Après le refoulement de chaque portion d'échantillon de 1,27 cm. de haut, on mesure la valeur de la pression trouvée nécessai- re pour provoquer ce refoulement et on la note comme stabili- té de l'échantillon à ce niveau.
On exécute l'essai de l'argile apte à être mise en sus- pension d'une manière presque identique à celle appliquée pour la dimension de particules, par une analyse hydrométri- que comme celle mentionnée oi-dessus. Néanmoins,au lieu de soumettre l'argile, le mélange d'eau et de silicate de sodium à une forte agitation, on se contente de l'agiter doucement à la main pour l'amener en suspension. A partir de ce moment, on applique la méthode de l'hydromètre pour la détermination du poids de particules en suspension. Toute la matière res- tant en suspension après une heure de repos est considérée comme étant de l'argile apte à être mise en suspension.
Antérieurement à l'invention,il était impossible d'uti- liser scientifiquement la force de cimentation naturelle d' une matière minérale, en raison du fait que oelle-ci, dans certaines conditions de service, absorbe de l'eau et perd sa force de cimentation. Si l'on veut rendre effectives de ma- nière permanente les grandes résistances naturelles, il de- vient nécessaire de modifier les caractéristiques de la par- tie fine de la matière minérale de telle sorte que les sur- faces de ces particules n'aient plus d'affinité pour l'eau.
Ceci doit être exécuté sans réduire les caractéristiques de liaison naturelles de la terre.
Le mélange d'huile aveo de la terre sèche pulvérisée
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ne remplit pas ce but. La terre sèche est constituée de grou- pes de particules liées ensemble si solidement que la pulvé- risation mécanique ne suffit pas pour les séparer en particu- les individuelles. En mélangeant de l'huile avec de la terre sèche, on obtient le résultat de recouvrir à l'extérieur les groupes de particules sans recouvrir effectivement chaque particule. Une grande proportion de la surface de la parti- cule individuelle est ainsi non recouverte et l'humidité peut encore pénétrer dans ces groupes et provoquer la séparation des particules non traitées par suite de l'augmentation d' épaisseur de la pellicule d'eau absorbée.
Même si l'on pou- vait placer de fines pellicules sur ces groupes de particules, on ne pourrait pas atteindre la force de liaison finale qui pourrait être obtenue si les particules étaient libres de se comporter indépendamment et, de développer leur pleine force de cohésion.
La seule manière pratique par laquelle on peut disso- cier une terre en ses particules individuelles consiste à la mélanger avec de l'eau,de telle sorte que l'absorption d'eau sépare de force les particules.
Dans le présent procédé de stabilisation, on suspend dans l'eau une matière bitumineuse finement dispersée et on l'amène, en se servant de l'eau comme véhicule, en associa- tion intime avec les particules de terre séparées. A ce point du traitement, la matière bitumineuse est pratiquement à l' état colloïdal. Les particules de matière susceptible de re- pousser l'eau sont d'une finesse si grande qu'elles restent suspendues dans la phase d'eau pendant toute l'opération de mélange. Les colloïdes bitumineux sont.par conséquent,distri- bués uniformément parmi les particules de terre.
Ayant ainsi effectué l'addition de matières bitumineu- ses susceptibles de repousser l'eau, on laisse nécessairement
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le mélange sécher pour permettre à la stabilisation de se dé- velopper effectivement.
Pendant que la quantité d'eau décroit au cours du sé- chage du mélange, les pellicules existant sur les particules de terre deviennent plus minces et plus denses en raison des forces d'absorption. Comme les pellicules deviennent plus minces, la tension superficielle de ces pellicules augmente assez fortement pour étirer la matière bitumineuse relative- ment visqueuse en pellicules extrêmement fines à la surface des particules.
Comme la tension superficielle et la densité des pelli- cules absorbées augmente encore, la matière bitumineuse rem- place dans la pellicule absorbée une partie de l'humidité présente, plus volatile. Ces forces d'absorption sont d'une grandeur si considérable que le caractère réel de la matière de revêtement se trouve entièrement modifié.
Une grande partie du revêtement bitumineux est mainte- nue si fermement et avec une telle force que les solvants usuels, tels que le tétrachlorure de carbone, etc..., ne peu- vent plus le dissoudre pour le séparer des surfaces'des par- ticules. Dans quelques terres, on a remarqué qu'une quantité d'asphalte atteignant en poids 6 % de la terre est retenue sans pouvoir être extraite par le tétrachlorure de carbone.
Si l'on veut obtenir ce résultat, il est naturellement nécessaire d'enlever autant d'eau que possible pour assurer une réduction maximum de l'épaisseur totale de la pellicule.
On conçoit facilement par cela que l'efficacité du séchage du mélange présente une grande importance. Par exemple, une terre qui a été mélangée avec de l'asphalte émulsionné et séchée pour donner un poids constant à 26,5 C. absorbe lteau deux fois plus rapidement dans Inexpérience d'absorption que la même terre traitée et séohée pour présenter un poids oon-
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stant à 60 C.
Le tableau 1A montre les résultats d'essais sur la stabilité contre l'absorption et le déplacement d'échantil- lons de terre identiques stabilisés avec la même quantité d'émulsion stabilisée, mais séchés à différentes températures pour présenter un poids constant, avant d'être soumis à l'es- sai d'absorption.
TABLEAU 1A
EMI16.1
<tb> Stabilité <SEP> - <SEP> 30 <SEP> jours
<tb>
<tb> Température <SEP> de <SEP> séchage <SEP> Absorption <SEP> d'eau <SEP> Résistance <SEP> au <SEP> déplacement.
<tb>
Charge <SEP> totale
<tb>
<tb> 26,5 <SEP> C. <SEP> 5,5 <SEP> % <SEP> 908 <SEP> kgs
<tb> 38 <SEP> C. <SEP> 4,5 <SEP> % <SEP> 1910 <SEP> kgs
<tb> 49 <SEP> C. <SEP> 3,5 <SEP> % <SEP> 2950 <SEP> kgs
<tb> 60 <SEP> C. <SEP> 2,6 <SEP> % <SEP> 6360 <SEP> kgs
<tb>
Dans l'établissement de mélanges de terres stabilisés par les méthodes décrites ci-dessus, on a constaté que l'on pouvait obtenir différents degrés d'efficacité de stabilisa- tion en utilisant plusieurs agents de stabilisation et en utilisant des quantités variables de ces stabilisateurs.
Les exemples suivants montrent quelques-unes des caractéris- tiques des mélanges de ce genre obtenus. Après avoir fait les expériences sur la terre, déterminé le mélange convenable et la quantité optimum de matière bitumineuse nécessaire pour la stabilisation, on peut pratiquer les méthodes suivantes de traitement.
Dans les genres de constructions où est exigé le maxi- mum de stabilité, tant contre l'absorption d'eau que contre le déplacement sous l'action de charges, la méthode préférée de stabilisation consiste à admettre de l'eau pour séparer les particules de matière minérale et ajouter une émulsion stabilisée d'efficacité maximum, comme décrit plus loin.
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On peut ajouter l'eau nécessaire, soit totalement, soit par- tiellement, avant l'émulsion stabilisée; on peut aussi s'en servir pour diluer l'émulsion stabilisée et mélanger l'émul- sion stabilisée avec la matière minérale. On doit utiliser assez d'eau pour séparer les particules des matières minéra- les et cette quantité se trouve être généralement approxima- tivement la quantité nécessaire pour donner à la matière mi- nérale une consistance connue comme étant sa limite de plas- ticité. Une certaine partie de l'eau peut déjà être présente dans la matière minérale pour des raisons naturelles et,dans ce oas,il suffit d'ajouter moins d'eau.
Si l'on augmente la quantité d'eau au-delà du minimum nécessaire indiqué, cela n'a pas d'inconvénient et ne peut pas être préjudiciable à la stabilisation, même jusqu'au point de la fluidité réelle du mélange que l'on peut considérer comme une consistance semblable à celle de la boue. Les seuls désavantages de l'ex- cès de quantité d'eau consistent dans l'exigence d'un temps plus long pour le séchage et le plus grand retrait qui pro- vient de la perte de l'excédent d'eau inutile.
On peut utiliser une méthode quelconque' de mélange sus- ceptible de procurer une dispersion uniforme des particules de bitume. On'peut recommander l'utilisation d'un mélangeur mécanique transportable ou fixe avec des ailettes ou des pa- lettes, comme étant la plus efficace et la moins chère. On peut obtenir facilement,sur le marché différents types de tels mélangeurs.
On a montré des exemples typiques de l'action de la stabilisation par l'application d'émulsions stabilisées dans le tableau 1, dans lequel sont indiquées l'absorption et la stabilité contre le déplacement d'échantillons stabilisés et non stabilisés de deux terres très différentes. Les résultats consignés dans ce tableau et dans les suivants ont été obtenus
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par les méthodes d'essai d'absorption et de stabilité décrites plus haut.
TABLEAU 1
TERRE ADOBE
Essais d'absorption
EMI18.1
<tb> Jours <SEP> Non <SEP> traitée <SEP> Traitée
<tb>
<tb> 12,9 <SEP> % <SEP>
<tb> Emulsion <SEP> stabilisée
<tb> % <SEP> d'eau <SEP> % <SEP> d'eau
<tb> absorbée <SEP> absorbée
<tb>
<tb>
<tb> 1 <SEP> 14,0 <SEP> 1,6
<tb> 2 <SEP> 20,5 <SEP> 2,5
<tb> 7 <SEP> 30,0 <SEP> 4,3
<tb>
Essais de stabilité ( 7 jours ) ( 7 jours )
EMI18.2
<tb> Couches <SEP> Charge <SEP> non <SEP> traitée <SEP> Charge <SEP> traitée
<tb> ( <SEP> Kg. <SEP> / <SEP> cm2) <SEP> ( <SEP> Kg. <SEP> / <SEP> cm2)
<tb>
<tb>
<tb> 1ère <SEP> 12,7 <SEP> mm.
<SEP> 0 <SEP> 344
<tb> 2ème <SEP> " <SEP> 0 <SEP> 583
<tb> 3ème <SEP> " <SEP> 0 <SEP> 1320
<tb> 4ème <SEP> " <SEP> 1,125 <SEP> 1758
<tb>
TERRE SABLEUSE Essais d'absorption
EMI18.3
<tb> Jours <SEP> Non <SEP> traitée <SEP> Traitée
<tb>
<tb> 4,2 <SEP> % <SEP>
<tb> Emulsion <SEP> stabilisée
<tb> % <SEP> d'eau <SEP> % <SEP> d'eau
<tb> absorbée <SEP> absorbée
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 1 <SEP> 10,5 <SEP> 0,2
<tb> 3 <SEP> 11,0 <SEP> 0,5
<tb> 5 <SEP> 11,5 <SEP> 0,7
<tb> 7 <SEP> 11,5 <SEP> 0,78
<tb> 13 <SEP> 1,1
<tb>
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Essais de stabilité
EMI19.1
<tb> ( <SEP> 7 <SEP> jours <SEP> ) <SEP> ( <SEP> 7 <SEP> jours <SEP> ) <SEP>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Couches <SEP> Charge <SEP> non <SEP> traitée <SEP> Charge <SEP> traitée
<tb>
<tb>
<tb> (Kg. <SEP> / <SEP> cm2 <SEP> ) <SEP> ( <SEP> Kg.
<SEP> / <SEP> cm2 <SEP> ) <SEP>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 1ère <SEP> 12,7 <SEP> mm <SEP> 176 <SEP> 984
<tb>
<tb>
<tb> 2ème <SEP> " <SEP> 176 <SEP> 1202
<tb>
<tb>
<tb> Sème <SEP> " <SEP> 221 <SEP> , <SEP> 1202
<tb>
<tb> 4ème <SEP> " <SEP> 309 <SEP> 1202
<tb>
Ce tableau indique l'absorption basée sur le poids to- tal des échantillons séchés pour présenter un poids constant à 60 C. avant l'essai d'absorption. La terre adobe est un genre de terre qui n'était pas considéré dans la pratique de la construction des routes comme étant utilisable même pour la plate-forme d'infrastructure adjacente au pavage.
Avec la nouvelle méthode de stabilisation qui fait l'objet de l'in- vention, cette terre est rendue très résistante contre l'ab- sorption d'humidité et acquiert une grande stabilité contre le déplacement en présence de quantités d'eau qui seraient suffisantes pour la transformer en une boue molle et plasti- que lorsqu'elle n'est pas stabilisée.
La matière bitumineuse la plus efficace pour assurer la stabilité tant contre l'absorption que contre le déplacement, est une émulsion stabilisée contenant de l'asphalte présen- tant une pénétration d'environ 55 quand on exécute un essai à 25 C. par.les procédés usuels. Une telle émulsion stabili- sée doit renfermer des constituants qui empêchent la concré- tion des particules d'asphalte pendant le traitement de mé- lange et qui ,en même temps,ne diminuent pas l'efficacité de la pellicule d'asphalte restant sur les particules de matière minérale.
On a remarqué que des émulsions stabilisées renfermant des savons,tels que les oléates ou résinates de potassium et de sodium, étaient relativement inefficaces pour donner les
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propriétés désirées à l'émulsion stabilisée. La présence de tels savons communique des propriétés appréciables de misci- bilité à l'émulsion et, après qu'on l'a incorporée à lama- tière minérale comme décrit ci-dessus, elle procure un cer- tain degré de stabilité.
Une émulsion stabilisée très efficace que la Société demanderesse a découverte consiste en une émulsion faite avec de l'asphalte et de l'eau contenant une petite quantité de matière caustique. Cette émulsion, du genre à dissociation rapide, est rendue propre à l'usage par l'addition, soit avant, soit après refroidissement, de petites quantités de substan- ces de la classe des protéines, telles que la caséine, le lait écrémé séché ou le sang animal. L'efficacité de l'émulsion stabilisée est la plus grande lorsqu'elle renferme la quanti- té la plus petite d'une de ces protéines qui lui communiquent les propriétés nécessaires d'aptitude au mélange.
La substan- ce la plus efficace qui ait été découverte actuellement est le sang animal ajouté à l'émulsion immédiatement après la fa- brication ou ultérieurement, après que l'émulsion a été re- froidie à des températures atmosphériques. On a trouvé que 3/10 % de sang calculés en poids de matière sèche est la quan- tité minimum qui donnerait à l'émulsion les propriétés néces- saires pour le mélange, bien qu'au dessus de 1 % on ait en- core des résultats convenables. Une petite proportion d'un préservatif convenable, c'est-à-dire 1/10 % à 2 %, de préfé- rence 2/10 % à 5/10 % de formaline, à l'état d'une solution à 40 % de formaldéhyde,peut être aussi ajoutée à l'émulsion pour empêcher la décomposition de la protéine.
Il existe évidemment d'autres substances que celles men- tionnées ci-dessus qui peuvent donner des propriétés analogues à une émulsion et l'invention ne se limite pas à l'utilisation d'asphaltes émulsionnés contenant du sang, une autre des pro-
<Desc/Clms Page number 21>
téines Indiquées, ou d'autres substances quelconques qui procurent des propriétés similaires. L'action sur l'efficacité d'une émulsion stabilisée avec différents pourcentages des constituants mentionnés ci-dessus est indiquée dans le tableau 2.
TABLEAU 2
Essai d'absorption
EMI21.1
<tb> Teneur <SEP> de <SEP> Teneur <SEP> de <SEP> Teneur <SEP> de <SEP> Teneur <SEP> de
<tb> l'émulsion <SEP> l'émulsion <SEP> l'émulsion <SEP> l'émulsion
<tb> 3% <SEP> du <SEP> poids <SEP> 1% <SEP> du <SEP> poids <SEP> 1% <SEP> du <SEP> poids <SEP> 1% <SEP> du <SEP> poids
<tb> de <SEP> matière <SEP> de <SEP> matière <SEP> de <SEP> matière <SEP> de <SEP> matière
<tb> sèche <SEP> sèche <SEP> sèche <SEP> sèche
<tb>
<tb>
<tb> Temps <SEP> Pas <SEP> d'é- <SEP> Sang <SEP> Sang <SEP> Lait <SEP> écrémé <SEP> Caséine
<tb> mulsion
<tb>
<tb> % <SEP> d'eau <SEP> % <SEP> d'eau <SEP> % <SEP> d'eau <SEP> % <SEP> d'eau <SEP> % <SEP> d'eau
<tb> absorbée <SEP> absorbée <SEP> absorbée <SEP> absorbée <SEP> absorbée
<tb>
<tb>
<tb> 29 <SEP> jours <SEP> 18.4 <SEP> 2.
<SEP> 6 <SEP> 3.2 <SEP> 3.8 <SEP> 3.3
<tb>
Essais de stabilité
EMI21.2
<tb> Non <SEP> traité <SEP> Traité <SEP> Traité <SEP> Traité <SEP> Traité
<tb>
<tb> Couches <SEP> Charge <SEP> (Kg) <SEP> Charge <SEP> (Kg) <SEP> Charge <SEP> (Kg) <SEP> Charge <SEP> (Kg) <SEP> Charge <SEP> (Kg)
<tb>
<tb>
<tb> 1ère <SEP> 12,7 <SEP> mm <SEP> 0 <SEP> 6.360 <SEP> + <SEP> 3.180 <SEP> 1.818 <SEP> 2.500
<tb> 2ème <SEP> " <SEP> 22,6 <SEP> " <SEP> 6.360 <SEP> 4. <SEP> 080 <SEP> 6.000
<tb> Sème <SEP> " <SEP> " <SEP> " <SEP> " <SEP> 5. <SEP> 900 <SEP> 6.360 <SEP> +
<tb> 4ème <SEP> " <SEP> " <SEP> " <SEP> " <SEP> 6.360 <SEP> 6.360 <SEP> +
<tb>
Le tableau 3 montre l'efficacité relative d'une émul- sion stabilisée renfermant de l'asphalte à 55 de pénétration et d'une émulsion renfermant de l'asphalte à pénétration de 180 et 350 + et identique pour le reste.
<Desc/Clms Page number 22>
TABLEAU 3
Stabilité 30 jours
EMI22.1
<tb> Matière <SEP> bitumineuse <SEP> Contre <SEP> l'absorption <SEP> Contre <SEP> le <SEP> déplacement.
<tb>
<tb>
<tb>
350 <SEP> + <SEP> Pen. <SEP> A.C. <SEP> 3.05 <SEP> % <SEP> 3.410
<tb> 300 <SEP> - <SEP> 350 <SEP> Pen. <SEP> A. <SEP> C. <SEP> 3.20 <SEP> % <SEP> 4. <SEP> 540
<tb> 250 <SEP> - <SEP> 300 <SEP> Pen. <SEP> A.C. <SEP> 2.85 <SEP> % <SEP> 5.230
<tb> 50 <SEP> - <SEP> 60 <SEP> Pen. <SEP> A.C. <SEP> 3.00 <SEP> % <SEP> 6.130
<tb>
Le tableau 4 montre un exemple d'application de l'in- vention à la sélection et à la désignation de matières miné- rales économiques et de mélange de ces matières dans le but d'augmenter sensiblement l'efficacité et l'économie.
TABLEAU 4
Essais d'absorption Mélange - 70 % de sable et 30 % Terre adobe de terre adobe
EMI22.2
<tb> Traité <SEP> Traité
<tb> 4,1% <SEP> d'émulsion. <SEP> 13,7% <SEP> d'émulsion
<tb> Jours <SEP> Non <SEP> traité <SEP> stabilisée <SEP> Non <SEP> traitée <SEP> stabilisée
<tb>
<tb>
<tb> % <SEP> d'eau <SEP> % <SEP> d'eau <SEP> % <SEP> d'eau <SEP> % <SEP> d'eau
<tb> absorbée <SEP> absorbée <SEP> absorbée <SEP> absorbée
<tb>
<tb>
<tb> 1 <SEP> 11.3 <SEP> 0.4 <SEP> 40.3 <SEP> 0.2
<tb> 4 <SEP> 12.1 <SEP> 0.8 <SEP> 50.2 <SEP> 0.8
<tb> 5 <SEP> 12.3 <SEP> 0. <SEP> 9 <SEP> 52. <SEP> 0 <SEP> 0.9
<tb> 6 <SEP> 12. <SEP> 4 <SEP> 1. <SEP> 0 <SEP> 54. <SEP> 0 <SEP> 1.0
<tb> 7 <SEP> 12.5 <SEP> 1.2 <SEP> 54.
<SEP> 4 <SEP> 1.0
<tb>
Essais de stabilité
EMI22.3
<tb> Non <SEP> traité <SEP> Traité <SEP> Non <SEP> traitée <SEP> Traitée
<tb>
<tb> Couches <SEP> Charge <SEP> (Kg) <SEP> Charge <SEP> (Kg) <SEP> Charge <SEP> (Kg) <SEP> Charge <SEP> (Kg)
<tb>
<tb> lère <SEP> 12,7 <SEP> mm <SEP> 1.045 <SEP> 6.360 <SEP> + <SEP> 113 <SEP> 6.360 <SEP> + <SEP>
<tb> 2ème <SEP> " <SEP> 2.500 <SEP> " <SEP> 91 <SEP> "
<tb> Sème <SEP> " <SEP> 4.550 <SEP> " <SEP> 113 <SEP> "
<tb> 4ème <SEP> " <SEP> 6.360 <SEP> " <SEP> 136 <SEP> "
<tb>
<Desc/Clms Page number 23>
EMI23.1
NOTE : 6.360 kgs forment la limite de l'appareillage utilisé dans ces essais et,pour cette raison,on a mis après la charge un signe + qui indique que la résistance at- teint une valeur trop grande pour être mesurée par cette machine.
Il s'agit.ici d'une terre adobe contenant 92 % de par- ticules plus fines que 0,078 mm. de diamètre et pratiquement fluide à l'état humide. La terre adobe seule était stabilisée avec succès avec 13,7 % d'émulsion stabilisée. On avait pu obtenir du sable à bas prix qui était dans sa totalité d'une grosseur de grains plus grande que 0,074 mm. de diamètre, ne contenait pas de matière de cimentation et était en consé- quence impropre à une stabilisation convenable. On faisait un mélange de 30 % de terre adobe et de 70 % de sable, ce qui donnait 27,6 % de particules d'un diamètre plus petit que 0,074. On stabilisait le mélange avec 4,1 % de la même émul- sion stabilisée, 30 % de celle utilisée pour la terre adobe seule.
Les résultats des essais ont montré une stabilisation parfaite du mélange avec 70 % de réduction dans la quantité d'émulsion stabilisée nécessaire et,par conséquent,une grande économie.
On a découvert que la nature optimum de l'émulsion sta- bilisée au point de vue économique peut être déterminée pour presque toutes les matières minérales par une formule empi- rique basée sur la dimension des particules ( et par suite indirectement sur la grandeur de la surface ), en se servant avec cette formule d'une constante déterminée pour la terre particulière,mais ne variant pas pour différentes graduations de grosseurs de grains d'une même terre.
La formule peut être exprimée sous beaucoup de formes 'sans changer le résultat et l'invention se rapporte à l'uti- lisation d'une formule de ce genre général basée sur les prin-
<Desc/Clms Page number 24>
cipes énumérés et non à la formule spécifique qui suit :
S = K ( 0,05 a plus 0,10 b plus 0,35 c) dans laquelle
S = Pourcentage requis pour l'émulsion stabilisée a = Pourcentage de terre passant à travers un crible
N 200 ( méthode par voie humide ) et de grosseur de grains plus grande que 0,005 mm. b = Pourcentage de terre entre 0,005 mm et 0,001 mm. de grosseur de particules. c = Argile colloïdale d'une grosseur de particules plus petite que 0,001 mm.
K = Une constante pour la terre particulière à traiter ( pour la plupart des terres K = 1 ).
On utilise les formules suivantes pour déterminer la valeur de K dans la formule ci-dessus :
1. Pour de la terre contenant jusqu'à 25 % d'argile :
EMI24.1
y K = X i
2. Pour des terres contenant plus de 25 % et moins de 45 % d'argile :
EMI24.2
Y K = X 0,5
3. Pour des terres contenant plus de 45 % et moins de 75 % d'argile :
EMI24.3
Y K = X oe33 4. Pour des terres contenant plus de 75 % d'argile :
EMI24.4
y K = X 0,35 Dans ces formules : Y = pourcentage en argile apte à la suspension X = pourcentage d'argile à grains de 0,005 mm. ou à grains plus petits dans la terre.
<Desc/Clms Page number 25>
On peut, en plus de la méthode indiquée plus haut pour déterminer la valeur de K pour une terre donnée, exécuter des essais effectifs pour la stabilité et l'absorption d'hu- midité selon différents degrés de traitement. En expérimen- tant des échantillons traités par différentes quantités d' agent de stabilisation constituant une série s'étendant au- delà et en deça de la quantité optimum,on peut déterminer la quantité la plus efficace. On divise alors cette quantité par la quantité donnée par la formule en prenant K = 1 et ce quotient devient alors le K pour la terre particulière.
Lorsque la valeur de K a été déterminée pour une terre donnée, elle s'applique à toutes les grosseurs de grains ou distributions des particules de cette terre.
Le tableau 5 indique les propriétés de trois terres très différentes, la quantité optimum nécessaire au point de vue de l'économie pour l'émulsion stabilisée déterminée par la formule ci-dessus et aussi la quantité optimum déterminée par des expériences par " prélèvements et essais faites en utilisant différentes quantités arbitraires. La stabilité trouvée sur les échantillons a été mesurée sur des spécimens contenant la quantité d'émulsion stabilisée imposée par la formule ..
<Desc/Clms Page number 26>
TABLEAU 5
EMI26.1
<tb> N <SEP> et <SEP> % <SEP> pas- <SEP> % <SEP> passant <SEP> % <SEP> de <SEP> plus <SEP> % <SEP> de <SEP> plus <SEP> Argile <SEP> Optimum <SEP> Optimum <SEP> % <SEP> d'eau <SEP> absorbée <SEP> Stabilité <SEP> en <SEP> Kg.
<tb>
Genre <SEP> de <SEP> sant <SEP> par <SEP> le <SEP> petit <SEP> que <SEP> petit <SEP> que <SEP> apte <SEP> à <SEP> donné <SEP> par <SEP> fourni <SEP> en-? <SEP> jours <SEP> Charge <SEP> totale, <SEP> après
<tb> la <SEP> terre <SEP> par <SEP> un <SEP> crible <SEP> de <SEP> 0,005 <SEP> mm <SEP> 0,001 <SEP> mm <SEP> la <SEP> sus- <SEP> la <SEP> formu- <SEP> par <SEP> 7 <SEP> jours <SEP> d'absorption
<tb> crible <SEP> 200 <SEP> mail- <SEP> et <SEP> plus <SEP> pension <SEP> le <SEP> les <SEP> 1ère <SEP> 12,7 <SEP> mm.
<tb> de <SEP> 200 <SEP> les <SEP> gros- <SEP> grand <SEP> que <SEP> expér.
<tb> mailles <SEP> seur <SEP> 0,005 <SEP> 0,
001 <SEP> mm
<tb> mm <SEP> retenue <SEP> Non <SEP> stabi- <SEP> Stabi- <SEP> Non <SEP> stabi- <SEP> Stabilisé(
<tb> lise <SEP> lisé <SEP> lisée
<tb> ------- <SEP> ------- <SEP> ---------- <SEP> --------- <SEP> --------- <SEP> -------- <SEP> --------- <SEP> ------------------ <SEP> ------ <SEP> ---------- <SEP> ---------.
<tb>
Terre
<tb> adobe <SEP> 84,0 <SEP> 31,0 <SEP> 22,0 <SEP> 31,0 <SEP> 18,0 <SEP> 14,9 <SEP> 15,0 <SEP> 30,0 <SEP> 4,3 <SEP> 0,0 <SEP> 6. <SEP> 680
<tb> Argile
<tb> sableuse <SEP> 35,0 <SEP> 22,0 <SEP> 5,0 <SEP> 8,0 <SEP> 13,0 <SEP> 4,4 <SEP> 4,0 <SEP> 11,5 <SEP> 1,1 <SEP> 3.400 <SEP> 1.910
<tb> Terre <SEP> @
<tb> adobe <SEP> 90,0 <SEP> 39,0 <SEP> 21,0 <SEP> 30,0 <SEP> 11,0 <SEP> 9,4 <SEP> 9,0 <SEP> 18,0 <SEP> 1,2 <SEP> 113 <SEP> 6.360
<tb>
NOTE : La puissance maximum de la machine utilisée pour cet essai était 6.360 kgs, de telle sorte que la résistance la plus grande n'a pas été déterminée.
<Desc/Clms Page number 27>
EMI27.1
Tous les exemples/et formules ci-dessus ont été basés sur l'application, d'une émulsion stabilisée renfermant 55 % d'asphalte.
Si l'on augmente ou diminue la teneur en asphal- te dans l'émulsion stabilisée, on augmentera ou on diminuera la quantité d'émulsion stabilisée qui doit être utilisée, de manière à assurer la teneur en bitume utilisée dans les ex- emples précédents et nécessitée par la formule. La teneur effective en asphalte du pourcentage de stabilisateur néoes- saire, déterminé par les formules ou-indiqué dans les exem- ples, serait donc 55 % des pourcentages ainsi déterminés ou indiqués. La formule donnant le pourcentage de stabilisateur nécessaire peut alors s'écrire, pour l'asphalte, selon l'é- quation suivante :
S' = K ( 0,0275 a plus 0,055 b plus 0,1925 c ) dans laquelle SI est le pourcentage d'asphalte nécessaire.
Si l'on désire obtenir la stabilité contre l'absorption sans maximum de stabilisation contre le .déplacement, on peut se servir d'une matière bitumineuse non émulsionnée de viscosi- té relativement basse aveo les méthodes d'incorporation dé- crites plus haut. En exécutant un mélange efficace en présen- ce d'eau dans la matière minérale, on peut disperser une tel- le matière bitumineuse uniformément en particules de très petites dimensions et créer une fine pellicule sur les par- ticules minérales par absorption. Dans cette forme d'exéou- tion du traitement, le bitume est en réalité émulsionné sur place. La viscosité de la matière bitumineuse qui peut être utilisée variera avec la température à laquelle a lieu le mélange.
De faibles viscosités sont nécessaires si l'on ef- fectue le mélange à de basses températures et l'on peut uti- liser de plus fortes viscosités si l'on effectue le mélange dans l'eau chaude ou si on le chauffe au moment où on l'exé-
<Desc/Clms Page number 28>
cute. On devrait utiliser la plus forte viscosité de matière bitumineuse qui permette une dispersion convenable. Le ta- bleau 6 montre la stabilité type contre l'absorption et le déplacement résultant de cette méthode et fournit des compa- raisons avec la stabilité obtenue par l'utilisation de la même matière bitumineuse mélangée avec de la terre sèche et aussi la stabilité comparative obtenue avec une émulsion sta- bilisée renfermant de l'asphalte.
TABLEAU 6
EMI28.1
<tb> Huile <SEP> et <SEP> eau <SEP> Huile <SEP> sèche
<tb> Pourcentage
<tb> d'huile <SEP> Stabilité <SEP> Absorption <SEP> Stabilité <SEP> Absorption
<tb>
<tb>
<tb> 0 <SEP> 0 <SEP> 18,5 <SEP> 0 <SEP> 18,5
<tb> 2 <SEP> 22,7 <SEP> 18,8 <SEP> 0 <SEP> 30,0
<tb> 4 <SEP> 448 <SEP> 4,7 <SEP> Pas <SEP> expérimenté <SEP> Pas <SEP> expérimenté
<tb> 6 <SEP> 4.300 <SEP> 1,8 <SEP> 22,7 <SEP> 10,8
<tb> 8 <SEP> 4. <SEP> 750 <SEP> 1,65 <SEP> " <SEP> 9,2
<tb> 10 <SEP> 4. <SEP> 300 <SEP> 1,5 <SEP> 1.885 <SEP> 1,55
<tb>
On a constaté que la stabilité optimum au point de vue de l'économie contre l'absorption exige fréquemment plus de matière bitumineuse que n'en exige la stabilisation pour as- surer la résistance optimum au point de vue économique con- tre le déplacement.
Ceci est illustré dans le tableau 7 dans lequel 9 % d'émulsion stabilisée ont donné une stabilisation convenable contre le déplacement,tandis que 27 % de la même émulsion étaient nécessaires pour obtenir une stabilisation adéquate contre l'absorption. Ce tableau montre aussi la con- statation du fait qu'il existe un point optimum déterminé pour la stabilisation contre le déplacement et que, au-delà de ce point optimum, une augmentation des quantités d'émul- sion stabilisée donne naissance à une rapide décroissance de la stabilité contre le déplacement. Ce tableau montre la sta- bilité maximum de 5450 kgs contre le déplacement pour la troisième couche de 12,17 mm. avec 9 % d'émulsion stabilisée.
<Desc/Clms Page number 29>
Des augmentations de l'émulsion stabilisée jusqu'à 45 % don- nent lieu à une réduction jusqu'à 1590 kgs de cette stabilité contre le déplacement dans cette couche. Au-dessus de 18 % d'émulsion stabilisée,l'action de l'épaisseur supplémentaire de la pellicule bitumineuse résultante détruit les propriétés naturelles de cimentation de la terre soumise à l'essai.
TABLEAU 7
Stabilité en charge totale - Kgs.
EMI29.1
<tb>
% <SEP> d'émulsion <SEP> % <SEP> dteau <SEP> 1ère <SEP> couche <SEP> 2ème <SEP> couche <SEP> Sème <SEP> couche
<tb> stabilisée <SEP> absorbée <SEP> 12,7 <SEP> mm. <SEP> 12,7 <SEP> mm. <SEP> 12,7 <SEP> mm.
<tb>
<tb>
<tb>
0. <SEP> 0 <SEP> 34.6 <SEP> 0 <SEP> 11,35 <SEP> 11,35
<tb> 9. <SEP> 0 <SEP> 6. <SEP> 9 <SEP> 2.230 <SEP> 4. <SEP> 500 <SEP> 5. <SEP> 450
<tb> 18.0 <SEP> 4.2 <SEP> 2.360 <SEP> 4.675 <SEP> 5. <SEP> 450
<tb> 27.0 <SEP> 3.2 <SEP> 2.000 <SEP> 3.090 <SEP> 3.320
<tb> 36.0 <SEP> 2.7 <SEP> 1.360 <SEP> 2.040 <SEP> 2.270
<tb> 45. <SEP> 0 <SEP> 2.2 <SEP> 910 <SEP> 1.360 <SEP> 1. <SEP> 590
<tb>
La terre traitée présente une plus grande stabilité con- tre le déplacement que la terre non traitée,même si elle n'a pas été effectivement stabilisée contre l'absorption.
Dans les expériences actuelles,on a trouvé qu'une terre non trai- tée présentait une stabilité dans la couche inférieure de 12,7 mm. seulement de 113 kilogs aveo une teneur en humidité présente de 22,3 %, tandis qu'un échantillon traité de la mê- me terre présente une stabilité de 4.140 kgs dans la couche inférieure de 12,7 mm. avec une même teneur en humidité.
On a établi,dans ce qui précède,qu'une partie de la pel- licule absorbée existant sur les particules de faibles dimen- sions de matière minérale subit effectivement un déplacement sous l'action de la pellicule bitumineuse en stabilisation.
Ceci a été clairement démontré dans des expériences dans les- quelles des spécimens traités et non traités ont été séchés à 60 C. et ensuite séchés à 110 C., soit 10 au-dessus du point d'ébullition de l'eau. Entre 60 C et 110 C., l'échan-
<Desc/Clms Page number 30>
tillon non traité présentait une perte en teneur d'humidité de 1,85 %, tandis que l'échantillon traité ne présentait qu' une perte de 0,71 %. Ceci montre que 1,14 % de la pellicule dense d'humidité ont été remplacés par la pellicule bitumi- neuse.
On a indiqué que l'un des objets de l'invention était de réduire la perte de matière minérale stabilisée lorsqu' elle a à subir l'action de l'érosion par le vent et le sable.
Une expérience positive a été faite dans laquelle des briques séchées au soleil fabriquées avec la même terre étaient les unes non traitées et les autres stabilisées par l'addition de 10,7 % d'émulsion stabilisée. Les briques stabilisées et non stabilisées étaient placées dans un tunnel de ventilation, perpendiculairement à la direction du courant d'air qui avait une vitesse de 80 kms à l'heure et qui amenait un afflux con- tinu de grains de sable. L'expérience fut prolongée pendant 15 minutes pendant lesquelles la brique adobe non stabilisée perdait un poids moyen de 42,7 grammes par 9,29 dm2 de sur- face, tandis que la brique stabilisée ne perdait que 5,25 grammes par 9,29 dm2 de surface.
On constatait,pour la même brique adobe non traitée, en plus de cette stabilisation contre 1''érosion due au vent, une absorption de 21,9 % en huit jours, tandis que la brique stabilisée ne présentait qu'une absorption de 1,6 % dans la même période d'exposition à une pellicule continue d'humidité.
Dans la construction des pavages, des barrages et au- tres ouvrages dans lesquels la surface est soumise à une pré- sence presque continue d'humidité libre, il est'désirable d' assurer dans la surface exposée de l'ouvrage le maximum de résistance à l'absorption et pour assurer la résistance de structure nécessaire dans le reste de l'ouvrage, il est dé- sirable d'obtenir le maximum de résistance contre le déplace-
<Desc/Clms Page number 31>
ment. On obtient ce résultat selon l'invention en stabilisant la surface exposée à l'humidité à un degré qui assurera le maximum de résistance à l'absorption, et en traitant le reste de l'ouvrage de manière à le stabiliser jusqu'au point de la stabilité maximum contre le déplacement.
Dans la construction des pavages par exemple, on utili- se assez de stabilisateur dans la couche inférieure du pavage pour résister à un degré maximum à l'absorption de l'humidité provenant de la plate-forme d'infrastructure. Comme on peut s'en rendre compte par le tableau 7, cette couche inférieure ne présente pas la stabilité maximum contre le déplacement.
Néanmoins, la couche supérieure du pavage est stabilisée pour fournir le maximum de résistance contre le déplacement et cette partie du pavage est établie avec une épaisseur assez grande pour résister aux efforts imposés par la circulation.
De même, dans la construction des barrages, la surface du barrage en contact aveo l'eau est stabilisée jusqu'à la résistance maximum contre l'absorption, et le reste de l'ou- vrage est stabilisé jusqu'à la résistance maximum contre le déplacement. On profite ainsi avec la plus grande économie possible des avantages des deux fonctions de la stabilisation qui vient d'être décrite. La couche stabilisée contre l'ab- sorption protège oontre l'absorption les parties de l'ouvrage qui sont stabilisées pour le maximum de résistance au dépla- cement.
Les méthodes de construction qui doivent être appli- quées pour mettre en pratique l'invention ne diffèrent pas sensiblement des méthodes pratiques de construction le plus souvent utilisée$dans d'autres genres de travaux. Le mélange de matières selon les principes des théories précédentes peut être facilement exécuté par des méthodes manuelles ou par l' un des appareils mécaniques de mélange utilisés dans d'autres
<Desc/Clms Page number 32>
genres de construction. On réalise l'incorporation de l'eau et de la matière bitumineuse en se servant de trucks à ré- servoirs ou d'autres appareils pouvant être trouvés dans le commerce et actuellement utilisés dans d'autres genres de constructions pour l'épandage des liquides.
On exécute sou- vent le mélange à la main,mais on peut aussi l'obtenir avec des appareils à palettes ou une installation de mélange pour la construction des routes ou pour les chantiers dont de nom- breux spécimens sont utilisés tous les jours et le genre de l'appareillage employé ne fait pas partie de l'invention.
On a trouvé que la méthode la plus économique pour en- richir la couche inférieure du pavage pour augmenter sa sta- bilité contre l'absorption consiste à utiliser un genre d'ap- pareillage de mélange qui, pendant l'exécution du mélange, élève la matière minérale au-dessus de la surface d'infra- structure, en même temps qu'il comporte une barre arroseuse pour appliquer la matière bitumineuse sur l'infrastructure avant que le mélange ne soit renvoyé du mélangeur à la dite infrastructure.
Le mélange stabilisé est généralement rendu compact en partie par le retrait dû au séchage et en partie par l'uti- lisation de rouleaux du genre courant, de rouleaux de damage ou d'un autre appareillage similaire. Il n'est pas absolu- ment essentiel de se servir d'un rouleau par le fait que, pendant le séchage d'un mélange stabilisé du genre décrit, le retrait dû à la diminutior d'épaisseur de la pellicule pen- dant ledit séchage engendra une compacité plus grande que celle que l'on peut obtenir par un moyen artificiel.
Si les mélanges stabilisés sont étendus humides et ne sont pas rendus compacts de manière continue par des rouleaux ou d'autres machines, un retrait considérable prend générale- ment naissance, laissant à la surface des crevasses ouvertes.
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Après que la matière stabilisée a été complètement déshydra- tée, on peut obturer ces crevasses en ajoutant de la matière stabilisée, en détachant une partie de la surface déjà sta- bilisée et en l'introduisant dans les crevasses ouvertes, ou on peut aussi fermer les crevasses pendant la construction ultérieure d'une surface de parement ou de résistance à l' usure.
Les surfaces stabilisées qui doivent supporter le pas- sage de véhicules sont, de préférence, reoouvertes d'une sur- face résistant à l'usure pour présenter une résistance sup- plémentaire à l'absorption. La constitution de telles surfa- ces ne fait pas partie de l'invention et celles-ci peuvent être obtenues par une méthode quelconque, depuis le traite- ment superficiel habituel par des matières bitumineuses jus- qu'à la construction de pavages en matière bitumineuses lour- de ou en béton de ciment.