Béton de sable compacté au rouleau (BSCR) comme revêtement des chaussées Expérimentation et Statistique

Abstract

تتطلب المباني اليوم استخدامًا عقلاني وذكيًا للمواد، التي يجب أن تحترم البيئة، وكذا الأفكار المبتكرة. على مدى السنوات القليلة الماضية، دفع التطور السريع للبنية التحتية للطرق ونقص موارد الحصى إلى تطوير واقتراح مواد بديلة جديدة لبناء الطرق.نظرًا لأن هذه المواد الجديدة تعتمد أساسًا على الرمل، فقد تم مؤخرًا تطوير تقنية مبتكرة، الا وهي الخرسانة الرملية المضغوطة. تهدف الدراسة الحالية في المقام الأول إلى التحقيق في آثار الخصائص الفيزيائية والطبيعة المعدنية للرمل على السلوك الميكانيكي والفيزيائي لهذه الخرسانة الجديدة ذات الأساس الرملي المضغوط.في هذا العمل سوف ندرس تأثير الخصائص الفيزيائية والطبيعة المعدنية للرمل على السلوك الميكانيكي والفيزيائي لنظام. لهذا الغرض، كان من المناسب اختيار تصميم التجربة (تصميم الخليط) بثلاثة عوامل المتمثلة في ثلاثة أنواع مختلفة من الرمل، أي الرمل الجيري والرمل الغريني ورمل الصحراء. بالإضافة إلى ذلك، تقرر اختيار قوة الانضغاط والشد، والمعامل الديناميكي للمرونة، وامتصاص الماء في 28 يومًا، كاستجابات.بعد ذلك، تم إجراء تحليل هيكلي مجهري باستخدام تقنيات المسح المجهري الإلكتروني (MEB) وتقنيات حيود الأشعة السينية (DRX). أظهرت النتائج المتحصل عليها أن الخليط يعطي أفضل ميكانيكي وهذا راجع إلى تحسين الانضغاط الحبيبي والتجانس الجيد للخرسانة الرملية المضغوطة المتحصلعليها. أعطت الاختبارات الميكانيكية التي تم إجراؤها لتوصيف المزيج الخرساني لـ BSCR نتائج مرضية تمامًا، مما يؤكد صحة استخدام هذه المادة في هياكل الرصف. علاوة على ذلك، تشهد هذه النتائج على المتانة التقنية العلمية لاستخدام الخرسانة الرملية المضغوطة التي تحتوي على رمال الصحراءكمواد فعالة لبناء الطرق.

Les constructions nécessitent aujourd'hui un déploiement intelligent de matériaux respectueux de l'environnement et des idées innovantes.Ainsi, le développement des infrastructures routières et le manque de ressources en gravier ont conduit à proposer de nouveaux matériaux alternatifs dans la construction des routes, basés uniquement sur l'utilisation de sable, à savoir le béton de sable compacté au rouleau (BSCR). Dans le présent travail on va étudier l’effet des caractéristiques physiques et de la nature minéralogique du sable sur le comportement mécanique et physique du BSCR. À cet effet,la modélisation par plans d’expériences (plans de mélange) est sélectionnée avec trois différents sables (calcaire CS, Alluvionnaire AS, de dune DS) comme des facteurs. La résistance à la compression et à la traction, le module d’élasticité dynamique et l'absorption d'eau à 28 jours sont sélectionnées comme des réponses. De plus, une analyse microstructurale à l’aide du MEB et du DRX a été effectuée.Les résultats ont montré que l’introduction du [DS (45% ±10%), CS (45% ± 10%) et AS (10% ±10%)] dans le BSCR révèle des meilleures performances mécanique et physique. Ceci est dû à l’amélioration de la compacité granulaire provoquant une bonne homogénéisation du BSCR. Les tests mécaniques effectués pour caractériser le mélange de béton de BSCR ont donné des résultats satisfaisants, ce qui valide l’utilisation de ce matériau dans les structures de chaussées. Ces résultats attestent de la viabilité technico-scientifique de l’utilisation du BSCR contenant un sable de désert (de dune) en tant que matériaux de construction des routes.

It is widely admitted that constructions today require a parsimonious and intelligent use of materials, which must be respectful of the environment, in addition to innovative ideas. Over the past few years, the rapid development of road infrastructure and the lack of gravel resources have pushed practitioners in the field to develop and propose new alternative materials for road construction. As these novel materials are essentially based on sand, an innovative technique, i.e. the roller-compacted sand concrete technique, has lately been developed. The present study aims primarily to investigate the effects of the physical characteristics and the mineralogical nature of sand on the mechanical and physical behavior of this new roller-compacted sand-based concrete. For this purpose, it was deemed appropriate to choose the design-of-experiment (mixture design) modeling with three factors that are represented by three different types of sand, i.e. calcareous sand (CS), alluvial sand (AS), and desert sand (DS). In addition, it was decided to select the compressive and tensile strength, dynamic modulus of elasticity, and water absorption at 28 days, as responses. Next, a microstructural analysis was carried out using the scanning electron microscopy (SEM) and X-ray diffraction (XRD) techniques. The results obtained showed that the introduction of the mixture [DS (45% ±10%), CS (45% ± 10%) et AS (10% ±10%)] into the roller-compacted sand concrete gives it the best mechanical and physical performance. It turned out that this is due to the improvement of the granular compactness and to the good homogenization of the roller-compacted sand-based concrete obtained. On the other hand, some mechanical tests were carried out in order to characterize the mixture of the roller-compacted sand-based concrete and the results obtained proved to be quite satisfactory. These findings allowed validating the useof this material in road structures. Moreover, these results attest to the technical-scientific durability of using the roller-compacted sand concrete incorporating desert sand (DS) as an efficient material for road construction.