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imDBS.
Voitare N* 1
No a
Ainsi I les diamètres des roues étaient à peu près égaux, les essieux et les bottes exactement pareils, la largeur seule des bandes différait d'une voilure à l'autre.
La première série d'expériences entreprise a eu pour but de rechercher si la proportionnalité des chargements aux largeurs de bande conduisait à des dégradations inférieures ou égales des routes par toutes les voitures , soit après un même nombre de passages, soit après le transport d'un même poids.
Pour cela , on a chargé ces voitures à raison de 100 kilog. par centimètre de largeur débande, et le poids total, véhicule compris, a été réglé ainsi qu'il
suit :
Voiture n^ 1, à jantes de0"',060
n«2 id. 0-,116 n*3 id. 0-,176
2408 kil.
On a choisi , pour exécuter les expériences, la portion de la route départementale no 8 qui est comprise entre les deux chemins de Ter de Versailles et de Saint-Germain. Cette partie, visitée avec M. Baude, ingénieur ordinaire des ponts et chaussées dans l'arrondissement duquel elle se prouvait , a été re« connue, avant les expériences , en bon état d'entretien , sans ornières apparentes, sans portions récemment rechargées, et il n'y avait été fait récemment aucun emploi considérable de matériaux. Elle offrait quelques pierres ou cailloux assez gros à fleur du sol. L'épaisseur de cette chaussée a été trou-
vée par deux sondages deO-,35 environ sur sa plus grande partie, et de 0",65
près du chemin de fer de Versailles.
Trois longueurs de 300 mètres chacune ont été choisies pour chacune des voitures, et afTectées ainsi qu'il suit :
La plus voisine du chemin de fer de Versailles, commençant à la première borne hectométrique, auprès du viaduc, a été assignée à la voiture n» 3, diargée de 6992 kilog., à jantes de 0",17S.
A la suite de ces trois cents mètres » on a laissé un intervalle de 60 mètres pour Taire tourner les voilures.
Au-delà de ces 50 mètres commençait la partie de 300 mètres affectée à la voilure n® 2, chargée de 4594 kilogrammes, sur des jantes de 0*,116.
Un dernier intervalle de 50 met. séparait cette portion de la troisième piste de 300 met. assignée à la voilure n* 1, chargée de 2408 kilog., à jantes de 0«,060. Ces pistes furent choisies sur un des côtés de la chaussée, de façon que Tune des roues fAt au milieu. Cette chaussée ayant 6 mètres de largeur, les roues ont toujours porté sur la partie entretenue.
. Par suite de cette distribution, la portion affectée à la voiture n« 3„à jantes de 0*',176, qui n'est pas bordée d'arbres ni abritée d'aucun côté, était généralement plus sèche que les deux autres. Celle qui était assignée pour la voi«ture n^ 2, à jantes de O^^^Sy était un peu plus abritée que la précédente, mais notablement moins que la troisième piste, donnée à la voiture n» 1, i jantes de 0"',060.
Par conséquent, la voilure à jantes étroites se trouvait, sous ce rapport, dans des circonstances un peu moins favorables que la voiture à jantes moyennes, et celle-ci était de même moins avantageusement placée que la voiture à jantes larges. On sait en effet que, si un certain degré d'humidité favorise l'entretien des roules, quand on fait des emplois de matériaux pour réparations, la sécheresse au contraire diminue beaucoup les dégradations.
Chaque voiture fut mise en mouvement sur sa piste particulière, et les conducteurs reçurent Tordre d'aller et de venir sans cesse sur les mêmes traces i autant qu il serait possible, sans se déranger pour les autres voitures.
Les cantonniers furent avertis de ne faire aucune espèce de réparation pendant toute la durée des expériences.
Le travail fut partagé en deux séances de trois heures le matin et trois heures le soir, dans les intervalles desquelles la circulation sur la route ne fui pas interrompue, de sorte que chaque piste put être également fréquentée par les autres voitures.
Les expériences ont commencé le 22 mars et ont été suivies sans interruption jusqu'au 4 mai. Pendant les quinze premiers jours, le temps a été con-
INFLUENCE DE LA LARGEUR DES JANTES. il
stamment humide et pluvieux, oe qui a acoéléré la marche des dégradations; phis tard ii est devenu très sec.
10. Examen de Niai des pistes. — Pour observer et constater la marche des effets, j'ai suivi attentivement et constaté l'avancement des dégradations, j'ai fait des expériences sur le tirage y et relever des proGIs transversaux de la route.
Voici les résultats de ces observations.
Le 28 mai, après 280 à 290 passages de chaque voiture sur sa piste, par un temps continuellement humide, la pisie de la voiture n« 3, à jantes de 0",175| présentait sur toute son étendue des commencements de désaggrégations , les cailloux brisés étaient désiiaîs, et, dans plusieurs endroits, on voyait le terrain s'ébranler au passage de la voiture.
La piste de la voiture n"" 2, à jantes de 0*^,116, offrait aussi quelques traces très faibles de désaggrégation.
La piste de la voiture n» 1, à jantes de 0",060, ne présentait aucune trace de désaggrégations ni d'ornières sensibles.
Le 2 avril , par un temps pluvieux , la route étant très mouillée, après 472 passages de la voiture n* 3, 500 de la voiture n« 2, et 490 de la voiture n^ 1, les effets étaient dans le même ordre : il y avait des dégradations notables à la piste de la voiture n^ 3, fort peu à celle de la vmture n^ 2, et point à celle de la voilure n^l.
Le 4 avril, par un temps assez beau, la route étant couverte de boue molle, après 641 passages, la piste de la voitiu*e n» 3 présentait, sur toute sa longueur, deux ornières bien marquées, quoique incessamment recouvertes par la boue. Après 610 passages, la piste de la voiture n» 2 présentait aussi la trace de deux ornières, mais elles étaient très peu marquées. La piste de la voiture n^ 1, après 598 passages, ne présentait aucun frayé apparent, et semblait être au même état que la portion de la route laissée libre au public.
Le 6 avril, les effets étaient analogues. Il a été Tait des expériences sur l'intensité- du tirage , sur les trois pistes , après 640 passages sur la piste de la voiture n» 3, à laquelle il était devenu nécessaire d'atteler huit chevaux, après 658 passages sur celle de la voiture n"" 2, et 652 sur celle de la voiture n"" 1.
Le 9 avril , la ronto étant sèche, couverte d'un peu de poussière, par un vent très sec du nord-est, la piste de la voiture n» 3, après 760 passages , présentait deux ornières bien marquées sur toute sa longueur; celle qui était du cêté de raccotenient était la plus profonde, et avait de 0°',04 à 0",08 de profondeur* La piste de la voiture n<» 2, après 764 passages, n'offrait que quelques traces de désaggrégalion et des ornières à peine Visibles. La piste de la voiture n^l, après 652 passages, n'offrait aucune ornière apparente.
12 r EFFETS DESTROCTEURS.
On a commencé, à partir de ce jour, à balayer les ornières avec des l)alafs doux, pour enlever la poussière.
Le 3 avril, la roule a élé visitée avec MM. Devilliers, de Kermengant, Emmery, Saint-Venant, Baude et Dupuit. Il y avait alors 1016 passages de la voi^ ture n"" 1, 1014 de la voiture n"" 2, et 1006 de la voilure n"" 3 ; le temps avait été constamment sec depuis le 8.
La piste de la voiture n» 3 a présenté, comme par le passé, des dégrada* tiens beaucoup plus fortes que les autres; les matériaux qui formaient le fond des ornières étaient complètement désaggrégés sur plusieurs centimètres d'épaisseur.
La piste de la voilure n* 2 oITrait des effets dMlogues, mais beaucoup moins prononcés.
La piste de la voiture n^'l n'a pas présenté de dégradations notables.
Ces résultats étant constatés , on a arrêté la circulation de la voiture n* 3 , et Ton a fait continuer celles des voitures n"" 2 et n® 1, jusqu'à ce qu'elles eussent transporté, chacune sur sa piste, le même poids que la voilure n^ 3 avait fait passer sur la sienne, c'est-à-dire 1006 X 6992^-=? 034000^- environ. Ce qui exigeait que le nombre de passages fût en raison inverse des char* gements ou des largeurs de bandes.
Le 24 avril, la voiture n^ 9 a complété le nombre de 1742 passages, correspondant à 8003 000>^* transportés, nombre un peu plus fort qu'il n'était nécessaire. Sa piste n'offrait d'ornières notables qu'au commencement sur une longueur de SO à 60 mètres ; tout le reste était en bon état, sans désaggrégation apparente, et avec un frayé très peu sensible.
La voiture n» 1 avait alors eflectué 1903 passages sans avoir produit aucune trace de désaggrégation.
Le 4 mai , la voilure n» 1 avait terminé 3107 passages, correspondant à un transport de 7482000^*; sa piste ne présentait aucune trace d'ornières ni de frayé.
A ces observations suivies des effets apparents j'ai joint les résultats du relèvement des profils transversaux (1) exécutés après 1066 passages environ de la voilure n® 3, à jantes de 0",175 sur sa piste , et après 1742 passages de la voilure n» 2, à jantes deO"',llB. Quant à la voilure n® 1, à jantes de0",06, comme elle n'avait produit aucune ornière, la forme delà surface supérieure de la route n'avait pas été altérée; il n'y avait aucune différence à constater par les profils.
(1) La mnltiplicité des profils, et le nombre de planches que ces profils exigent , ne me permettent pas de les publier. Les minâtes ont été adressées à M. le ministre des travaux publics et à l'Académie des sciences.
L*examen des dessins où sont représentés les dix profils sur chaque piste des voilures n® 2 et no 3, exécutés aux époques indiquées, a montré que, «malgré la sécheresse survenue après 6S0 passages de la voiture n^ 3, les dégradations ont continué de marcher dans le même serfs, et de s'accroître de manière à former des ornières très notables; tandis qu'après 1742 passages, cor- *"• respondant au transport de 8 003 OOO''- par la voiture n® 2, les profils ne manirostaicnt des ornières un peu notables que vers l'origine de la piste, et à peu près nulles vers le milieu et la (in.
11. Expériences sur Pintensiié du tirage. — Des expériences sur l'intensité du tirage onf été exécutées à diverses époques de la circulation des voitures, et les résultats en sont coosignéâ^ dans le tableau suivant.
Je conserve dans les calculs dés ré^ltats des expériences l'usage de la va-
^ur de la constante A =^, correspondante à la loi de Coulomb sur l'influence du diamètre des roues, quoique, dans le cas des sols humides et des ornières boueuses, cette loi puisse cesser d'être aus^i voisine de la vérité que pour celui des routes solides et dures, pour lesquelles elle a éié vérifiée et admise comme sufSsamment exacte. Le motif qui m'y détermine, c'est qu'elle fourniL un moyen simpFc et facile de comparer les effets et toutes les circonstances du tirage des véhicules à roues de divers diamètres , et conduit à des résultats assea^^approchés pour les applications , tandis que les lois^ plus rigoureuses peut-être, d'après lesquelles la résistance varierait en raison inverse d'une puissance du rayon inférieur à l'unité, et comprise entre -, g et 1, sont d'un emploi difficile pour le calcul, et surtout parce
qu'il est fort délicat de choisir l'exposant du rayon.
Au surplus, et pour éviter toute incertitude relative à ces lois, Je donne , dans une colonne particulière, le rap[)ort de l'effort de traction exercé par les ckevaux, parallèlement au plan de la roule, à la charge totale; ce qui suffit pour la discussion des résultats des expériences sur la dégradation des routes*
EXPÉRIENCES tur le* dégradatiom produite» par de* etit» le* t^argement* étant proportim»
le$ roues ani le même diamètre et de$ largeurs inégales , largeurs des jantes.
IHBRB 3 toun I roaleCte
Dpteur.
EFFORT
Qicroé
parallèlement
•H plan
Alaroate
RAPPQftT
da tirage
iU charge totale
Moyenne
Moyenne
BFFORT
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le frottement deaearieoz
«tftUTAWX
roolement
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la rente
YALBUR
da ooeffidenC
DONItiSS ET FORMUJLBS
eroployéea.
DynamMoétre I oomptenr de
eookîi.
Dynamomètre à compteur.
FE:«a495,5N.
pf«|)ff=,472. ^=:0«,038.
OBfnTÂTIOlIt.
Dynamomètre à stylet de SOOkll.
Dynamomètre à compteur.
Sur la partie libre de la roolOy'tréa moainée,aTec bone épaine, en partie désaggrégée par le -dégel
Sur la pieté de la voiture no 1, après 6S1 passages.
Sur la piste de la Toiture no s, après 658 passages
Sur la piste de la voiture no 8, après 640 passages.
Sur la parâe laissée libre aupuUie, trèssécbe
Idem*
Sur sa piste très sécfae, après 1014 passages.
Sur ta piste de la Toiture no I, un peu bumlde, après 1466 passages. •
SurlupbtedelaToilure no 1, après 1416 passages.
Sur la piste de ta Toiture no 8, très sèche, après 1066 passages.
12. Examen des résultais contenus dans le tableau précédent. — Lorsque ces expériences ont été commencées , vers la fin de mars, il avait pin depuis assez long-temps , la route était couverte de boue épaisse, le sol était attendri par riiumidité de Thiver, et le tirage y était considérable. \ Après 660 passages environ de chacune des voitures sur sa piste , le tirage sur la piste de la voiluVe n"" 1, à jantes deO^'jOe, chargée de 2408^-, était à peu près la même que sur la partie de la route laissée libre; il était augmenté
de 7- environ sur la piste de kr voiture n^ 2, à jantes de 0",11S, chargée de
4594*-, et de ,— sur celle de la voiture n« 3, à jantes de 0",175, chargée de
6992^. Au moment où ces expériences ont été fstftias , la route était couyAliâ* de boue épaisse, et il avait plu presque tous les jours depuis l'origine des expériences.
Le temps étant devenu sec, et Uh vent du nord-est ayant desséché la route et les pistes, le tirage a été observé sur la partie libre de la route, et a donné pour la constante A la valeur moyenne 0,0107, relative, comme on Ta vu, à des routes très sèches et très Termes. Sur la piste de la voiture Jjtf 2, après 1014 passages offrant quelques traces de désaggrégation, on a eu la moyenne A =0,013S, ce qui correspond à Tétat d'une route en empierrement couverte d'un peu de débris de matériaux. Et sur la piste de la voiture n"" 3, après 1066 passages on a eu A = 0,0272, ce qui , dans un temps très sec, indique un état considérable de désaggrégation de matériaux. Quant à la piste op 1, elle ne présentait aucune difTérence avec la partie delà route laissée libre*
Le temps ayant continué à être habituellement sec, les dégradations ont marché lentement, et, après 1486 passages de la voiture n* isur sa piste, l'expérience du tirage, un jour où elle était un peu humide, a donne A =0,0176) ce qui correspond, comme on l'a vu , à une roule humide en bo/i état;^et sur la piste de la voiture n* 2, après 1426 passages, on a trouvé A=0,(K|ft), ce qui indique déjà une roule un peu Tatiguée.
On voilpar ce résumé que le tirage s'est accru sur la piste n® 3 avec le nombre des passages beaucoup plus rapidement que sur les deux autres pistes, et qu'il a aussi augmenté, mais dans un rapport beaucoup nKiindre, sur4l^piste de la voiture n<» 2 , et qu'enfin, sur la piste de la voiture n» 1, il est resté stationnaire, et n'a varié qu'en raison de Tétat d'humidité do la routa* .
L'observation directe de l'état des pistes'^ le relèvemenl\les profits transversaux et la mesure du tirage des voitures, s'accordent donc pour montrer qu'après le transport d'un môme poids de matières la voilure n^ 3, à jantes de O'^^nS , chargée de 6992 kilogrammes , avait produit beauetup plus de
INFLUENCl^ DES LARGEURS DE JANTES. 17
dégradations que les deux autres voitures ; que la voiture n» 2 , à jantes de 0% 11 5, chargée de 4594 kilogrammes , en avait produit plus que la voiture nû 1, à jantes de 0",06, chargée de 2408 kilogrammes, et que celle-ci n'avait produit aucune ornière ni frayé apparent.
13. Conséquences de ces expériences. — Il semble donc naturel de conclure de cette série d'expériences faites sur des voitui;es exactement semblables sous tous les rapports , excepté sous celui de la largeur des jantes et du chargement, qui était proportionnel à cette largeur, que la proportionnalité des chargements aux largeurs de jantes, adn&se comme base des tarifs^ est plus défavorable qu^Mtile aux routes.
Cela confirme compl^lunent 'la conclusion que nous avons tirée précédemment des expériences sur la variation du tirage en fonction de la largeur des jantes.
«UR LIS DtSlADÀTIOm VmODUITIS PAR DBS V0ITCRB8 CHARaÉlS DR PMM É6AUX
Wl DR8 RARNn DR ROURS RCAQALRg.
14. But et moyens employés. — Quoiqu'il soit évident qu'à chargements égaux les roues à jantes étroites dégradent plus les routes que les roues à jantes larges, il n'était cependant pas sans utilité de chercher à reconnaître, pour certaines routes, dans quelle proportion cet eflTet destructeur se produit.
A cet erfet , on a fait circuler sur la route départementale n<> 8 les trois voitures ci-dessus avec des chargements égaux de 6S16 kilogrammes, véhicule compris. La voiture n* 3, à roues de 1"',438 de diamètre, de C,175 de largeur de bande, a été conduite sur une piste de 200 mètres, commençant à 300 mètres au delà de la borne hectométrique placée après le viaduc du chemin de fgr de Versailles, en allant vers celui de Saint-Germain. La voiture nù 2, à roues de 1*',453 de diamètre sur 0"',115 de largeur de bande, a eu pour piste une longueur de 200 mètres , commençant à 800 mètres du même viadvc. IjSl voiture n^ 1, à roues de 1*,449 de diamètre sur 0",060 de largeur de bande, a été menée sur une piste de 200 mètres, commençant à S50 mètres du même viaduc.
On doit faire remarquer que , dans cette série d'expériences , on n'a pas employé la partie de la route qui correspondait à la piste de la voiture n<»3, dans la première série, et qui avait été fort d^radée, et que les voitures, au lieu d*ëtre dirigées sur la portion droite de la chaussée, ont été conduites au milieu, de manière à ne point passer dans les anciennes traces qui auraient 2' Partie. 3
pu rester du passage de la voiture n^2. On sait, de plus, que la dernière partie de cette portion de route n'avait aucune trace d'ornière ni de frayé. La route ayant été visitée avec soin, les trois pistes assignées aux voitures ont paru, aussi exactement qu'on pouvait le désirer, au même état.
15. Arrosage des pistes. —Pour mettre ces trois pistes continuellement au même degré d'humidité, et accélérer en même temps la marche des dégradations, on a arrosé les pistes, à Tendroit où passaient les roues, au moyen de deux tonneaux, qui versaient^ pendant les six heures de travail , un volume d'eau de A^^fiOO à 6>*^900 pa^ jotfir. La longueur des trois pistes étant ensemble de 600 mètres, et l'eau étant versée sur les traces des roues sur une laideur de 0*,60 environ de chaque c6té, ceMirrosi|e répandait par jour, sur les parties fréquentées par les roues, un volume d'eau de 6^,12 à 8*^,2 par mètre carré, ou 0*',064 à 0^,082 d'épaisseur d'eau , qui peut paraître trop considérable; mais il faut observer que le temps était chaud et très sec, que cette opération se faisait pendant les reprises du travail, et seulement sur quelques parties d'une rouie très sèche, qui absorbait l'eau si rapidement , qu'au commencement de chaque séance elle conservait beaucoup mo^ps d*bumidilé.
16. Examen de Pétai de la route. — Les expériences ont commencé le 17 juin, et ont continué sans interruption. Pendant quelques jours, la voiture n« 1, à jantes de 0*^,060, n'a pas marqué ses ornières, quoiqu'elle produisit beaucoup de boue; la voiture n» 2, à jantes de 0»,11S, indiquait mieux les siennes , ainsi que la voiture n<» 3 , à jantes de 0*,176. Mais quand le nombre de passages est devenu plus considérable, les ornières de la voiture n<> 1 sont devenues beaucoup plus profondes que les autres.
17. Mesure du tirage. — Au fur et à mesure de l'augmentation du nombre des passages, on a Ikit, à diverses époqiies, des expériences sur l'intensité du tirage, les résultats sont consignés dans le tableau suivant.
EXPÉRIENCES sur les dégradations produites par des toiu
les chargm
DtoCHÀTIOll
elétat de la roate.
Torroai
employée.
Roate
S J départemen.
de
GoarbeToie
àBezons,
trèa sèche,
conrerte
de poussière.
^ Même route.
Toiture
poTt»corp6
d*artitteiie.
Voiture
porte-corps
d*artiUerie.
-ii les rouei ont le même diamètre et des largeurs inégales y ait égaux.
«OMBRE
EFFORT
RAPPORT
EFFORT
nësisTincB
VALEUR
de tours
exercé
employé
an
dn
la roulette du
paraliélement
au plan de la route.
dn tirage
à la ebarire
à yaincre
le frottement
roulement
rar la rottte.
coefficient
DONNÉES ET FORMULES
employées.
OBSCftTATIOllS.
ompteur.
totale.
des esBîcnz
Dynamomètre à compteur.
