cours enrobés

8/20/2019 Cours Enrobés

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Cours ETS : Enrobés Hiver 2015 Said Laldji

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LES ENROBÉS BITUMINEUX

1- DéfinitionUn enrobé bitumineux est un mélange uniforme de granulats enrobés de bitume.

Asphalte: roche calcaire imprégnée de bitume. Expression qui désigne le revêtement desroutes.Bitume: composé de carbone et d’hydrogène, d’où le nom d’hydrocarbure. Il peut êtred’origine naturel ou provenir de la distillation du pétrole.Goudron: Produit provenant de la distillation de diverses substances: charbon, bois,tourbe. Il est moins soluble que le bitume.

2-bitume Dans l’antiquité, le bitume était utilisé pour usage d’étanchéité, sous le nom de « bitumede Judée ». Il avait de multiples emplois:

produits pharmaceutiques - servant notamment à la conservation des momieségyptiennes - et cosmétologiques;

mais surtout, et ce dans tout le bassin méditerranéen, au calfatage des navires. C'est également grâce au bitume de Judée que Nicéphore Niépce inventera la

photographie à Saint-Loup de Varennes en 1824


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La première route asphaltée au sens d'aujourd'hui fut construite en 1852 en France entreParis et Perpignan. Dans les années 1870, l'asphalte est utilisé à New York etWashington. En 1888, Toronto met en place un revêtement bitumineux. Au Québec, en1890, Chambly pave un tronçon de route.

2-1 ORIGINE DU BITUMETous les bitumes sont des produits du pétrole brut où ils se trouvent en solution. Ils sontle résultat de l'élimination des huiles servant de solvant par évaporation ou distillation du pétrole brut. Sachant que de tels processus pourraient se produire dans la nature, au


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niveau des couches souterraines, les bitumes proviennent en conséquence de deuxsources: naturelle ou industrielle.

A. Origine naturelle: La production mondiale est très faible puisqu’elle ne dépasse pas200 000 t.

B- Origine industrielle


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2.2- Propriétés physico-chimiques des bitumesContrairement au goudron qui est d'origine houillère, le bitume désigne tout mélanged'hydrocarbures extraits du pétrole par fractionnement qui, sous forme pâteuse ou solideest liquéfiable à chaud et adhère sur les supports sur lesquels on l'applique. Il est la formela plus épaisse et la plus dense du pétrole. Les deux plus grandes réserves connues de

bitume sont celle de l’Alberta et de Venezuela. La couleur du bitume varie du brun foncéau noir.

A- Composition chimique Les bitumes sont surtout composés de carbone et d’hydrogène, d’où leur nomd’hydrocarbure. D’autres éléments de moindre importance font aussi partie de leurcomposition chimique.


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B- Propriétés physico-chimiques des bitumesOn reconnaît le bitume routier par ses principales caractéristiques:

- sa couleur noire;- son imperméabilité à l'eau;- sa susceptibilité à la température;- son inertie chimique- son pouvoir d'adhésion et de rétention

Par précipitation avec du n-heptane, on peut séparer physiquement un bitume en deuxconstituants:

B1- les asphal tènes : produits solides apportant au bitume sa cohésion et sa dureté etconstitue entre 5 et 20 % du bitume;

B2- les mal tènes : produit huileux (molécules moins gosses) dans lequel baignent lesasphaltènes.


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Les molécules de maltène peuvent être encore séparées par chromatographie en d'autreshydrocarbures:

saturés (dont les paraffines): Ils sont incolores ou légèrement jaunâtre. Ilsaffectent la viscosité du bitume,

Les aromatiques : sont des huiles visqueuses de couleur rouge brun foncé. Ils

affectent aussi la viscosité du bitume. Les aromatiques polarisés (les résines): influencent son adhérence.


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C- types de bitume (ciment asphaltique): Norme 4101

Un bitume est identifié par sa classe de performance PG H-L.PG désigne la classe de performance (Performance grade)H(°C) est la température au-dessus de laquelle il y a risque de déformation irréversible

(orniérage).L(°C) est la température au-dessous de laquelle il y a risque de fissuration thermique.

Les valeurs H et L sont déterminées par les essais de cisaillement dynamique et deflexion de poutre vus plus loin. Le MTQ utilise 9 classes de performance.

Le bitume est utilisé surtout pour fabriquer les mélanges préparés en usine et posés àchaud; dans le pavage des routes. Le bitume confère à l'enrobé sa flexibilité et sa capacitéà résister aux dégradations causées par le trafic et le climat.À température de service élevée (été), le bitume doit demeurer suffisamment visqueux oudur afin d'éviter le phénomène d'orniérage. À basse température (hiver), le bitume doitconserver une certaine élasticité pour éviter les fissurations par retrait thermique.Le choix du grade de bitume à employer (PG 52-34 ou autre) est généralement exigé au

devis de pavage.L'ingénieur du Ministère fixe son choix du grade de performance avec l'objectif suivant:"le bitume utilisé doit présenter un comportement adéquat aux températures de service spécifiques au site dans des conditions de charge données".Par exemple un bitume PG52-34 est un bitume routier capable de permettre à l’enrobé desupporter une température maximale de 52 °C avant de se déformer et une températureminimale de – 34 °C avant de se fissurer.Il y a trois éléments qui guident le choix d'un grade de bitume à utiliser:


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- le climat régional- le genre et le volume de trafic qu'aura à subir le pavage,- l'usage auquel est destiné le mélange.

Le territoire du Québec est divisé en trois zones:Zone 1: Île de Montréal, Île Jésus (Laval), MontérégieZone 2: Outaouais, Laurentides-Lanaudière, Mauricie-Bois-Francs, Québec,Chaudière-Appalaches, Estrie, Bas-Saint-Laurent-Gaspésie-Îles-de-la-Madeleine,Saguenay-Lac-Saint-Jean-Chibougamau (sud de la rivière Saguenay), Côte-Nord route138.Zone 3: Abitibi-Témiscamingue-Nord-Du-Québec, Saguenay-Lac-Saint-Jean-Chibougamau, Saguenay-Lac-Saint-Jean-Chibougamau (nord de la rivière Saguenay),Côte-Nord à partir de 10 km du fleuve.

Exemple de choix de bitume utilisé sur nos routes.


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2.3- Autres types de liants bitumineuxDans les chaussées, on emploie habituellement, en plus du bitume, deux autres sortes deliants bitumineux qui servent généralement de liant d’accrochage: les émulsions debitume (émulsions bitumineuses) et les bitumes fluidifiés.

A- Les émulsions bitumineuses (Norme 4105)Les émulsions bitumineuses sont un mélange de bitume et d'eau liés grâce à la présenced'un agent émulsifiant (savon). Lorsqu'elles sont exposées à l'air, l'eau s'évapore et laissele bitume qui durcit et sèche en place. Selon la vitesse de séchage (appelée aussi rupture)de l'émulsion, on trouvera les appellations:

RS (Rapid Setting) pour rupture rapide; MS (Medium " ) pour rupture moyenne;

SS (Slow " ) pour rupture lente.Les émulsions bitumeuses comprennent: les émulsions anioniques(charge des particules solubles dans l’eau est -), les émulsions cationiques (charge des particules solubles dans l’eau est +) identifié par la lettre C et les émulsions à flottabilité

élevée (HF). Les émulsions bitumineuses sont utilisées pour les mélanges bitumineux préparés en usine et posés à froid c'est à dire à la température ambiante. Elles serventaussi pour les mélanges préparés sur place et pour le recyclage de vieux pavage, lesamorces de revêtement, les traitements de surface et les couches de scellement etexclusivement comme liants d’accrochage.


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Selon la norme 4105 du MTQ, la classification des émulsions comprend: – Émulsions anion iques :

à rupture rapide (RS);

à rupture moyenne (MS);

à rupture lente (SS). – Émulsions anioniques àflottabil i téélevée (HF) :

à rupture rapide (HFRS); à rupture moyenne (HFMS);

– Émulsions cationiques : à rupture rapide (CRS); à rupture moyenne (CMS);

à rupture lente (CSS).

B-Bitumes fluidifiés: Norme 4104

Les bitumes fluidifiés sont des produits constitués de bitume et de solvant hydrocarbonéd'origine pétrolière. Ils sont à l'état liquide à la température ambiante. Lorsqu'ils sontexposés à l'air, le solvant s'évapore et laisse le bitume comme résidu.Ils se divisent en quatre (4) grandes catégories selon leur vitesse de séchage qui dépenddu type de solvant employé.


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Les bitumes fluidifiés sont surtout employés pour les mélanges bitumineux de réparationde pavage. On peut les fabriquer en usine ou sur place. On les pose à froid, c'est à dire àla température ambiante.Ils ont comme avantage de ne pas être affectés par le gel, on peut donc les utiliser enhiver ou en période de gel.

Chacune de ces catégories se subdivise ensuite selon la proportion de solvant employé oude la viscosité cinématique à 60°C en 5 sous classes.


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3- Formulation des mélanges d’enrobés

3.1 Caractéristiques d’un enrobé La figure illustre le schéma de la relation entre les différents composants d’un enrobé bitumineux.

oùMmb : Masse totale du mélange.Mg : Masse des granulats dans le mélange.M b : Masse totale de bitume dans le mélange.

M be : Masse de bitume effectif.M ba : Masse de bitume absorbé.Vmb : Volume brute du mélange compacté.Vgb : Volume apparent des granulats (pores compris)VAM : Volume occupé par l’espace entre les granulats dans un enrobé compacté, en

incluant les vides interstitiels dans l’enrobé (Vi) et le volume de bitumeeffectif (Vbe), exprimé en pourcentage par rapport au volume brut del’enrobé compacté (Vmb) (voir la figure);


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Vge : Volume effectif des granulats (volume solide).V ba : Volume de bitume absorbé.V be : Volume de bitume effectif.Vi : Volume total occupé par l’air emprisonné entre les granulats enrobés dans un

enrobé compacté exprimé en pourcentage du volume brut de l’enrobé

compacté (Vmb) (voir la figure);


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3.2- Principes de la méthode MarshallAvant d’utiliser un enrobé, celui-ci devra satisfaire aux exigences de conformité. Comme pour le béton, un enrobé doit être soigneusement préparé. Il doit:

Résister aux déformations ou orniérage

Résister à la fissuration par effet de fatigue ou thermiqueUne des méthodes de dosage la plus utilisée au Canada et aux états-unis est la méthodeMarshall. Elle s'applique pour tous les enrobés préparés et posés à chaud à base de bitume et de granulats ne dépassant pas 28 mm.Au MTQ, cette méthode n’est plus utilisée que pour l’analyse et le contrôle de qualitéau chantier.La méthode Marshall consiste à déterminer la teneur optimale en bitume d'un mélange degranulométrie connue. Des éprouvettes (minimum de 3) de forme cylindrique de 10 cmde diamètre et d'environ 6,3 cm de hauteur sont préparées avec différentes teneurs en bitume avec des matériaux répondant aux exigences du devis de pavage ou du CCDG.A- La variation de la teneur en bitume doit se faire selon la formule:

On choisira ensuite des teneurs qui s'écartent de 0,5% de la teneur moyenne ainsicalculée. La variation de 0,5% permet de couvrir une plage de teneurs de 2,5% ce quiest suffisant. Toutefois, en aucun cas la teneur en bitume soit inférieure à la teneurminimale donnée par la norme.

Exemple: Le total granulométrique d'un granulat est égale à 550.

7,6100

120550bi P

Les teneurs choisies pour réaliser l'essai Marshall seront: 5,7%, 6,2%, 6,7%, 7,2%, 7,7%.

Exercice: Calculer la teneur en bitume initiale pour le granulat suivant:

Solution:

100

120TGP bi


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B- Confection des éprouvettes de 63.5 ± 3 mm de hauteur- Pour chaque teneur en bitume ainsi trouvée, il faut ensuite trouver ou mesurer six (6)caractéristiques de l'éprouvette chauffée et compactée (à 60 ºC): stabilité, fluage, massevolumique, volume des vides, volume des vides comblés par le bitume, film (ou feuil) de bitume effectif.

Avant de soumettre les éprouvettes à l’essai il faut d’abord procéder à leur confectionconformément à la méthode LC 26-020.Les caractéristiques du bitume et granulats doivent être connues:

- Densité brute des granulats dgb-

Densité du bitume utilisé d b,- Teneur en bitume P bi - Température de malaxage et de compactage

L’essai Marshall permet de mesurer: - la densité brute du mélange dmb;- la stabilité de l'éprouvette en Newtons;- la déformation de l'éprouvette en mm;

- la densité maximale du mélange dmm


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3.3- Principes de la méthode du laboratoire des chaussées (LC)Le principe consiste à fixer la teneur en bitume et à ajuster les vides dans les enrobés enoptimisant la granulométrie des enrobés.La méthode est une combinaison de 2 méthodes à savoir la méthode du LCPC (France) etla méthode SUPERPAVE ( Etats-Unis).


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La méthode de formulation LC comprend deux niveaux de formulation: 1 et 2.

Niveau 1: Maniabilité à la Presse à cisaillement giratoire (PCG).Le niveau 1 consiste à déterminer les proportions des différents composants des enrobés pour obtenir certaines caractéristiques volumétriques en fonction d’une énergie de

compactage spécifiée (nombre de girations).Niveau 2: Essais de résistance à l'orniérage.Le niveau 2 permet de vérifier la performance de l’enrobé devant les charges lourdes parla mesure de la résistance à l’orniérage en laboratoire.

La maniabilité de l’enrobé mesurée à la presse à cisaillement giratoire (PCG) constitue la base de la méthode LC. Les caractéristiques de la PCG sont:

La préparation de l’enrobé pour la compaction doit se faire conformément à la normeLC26-003. La mesure de la hauteur pour différents niveaux de girations permet de

calculer le pourcentage de vides Vi selon les exigences de l’enrobé à formuler.

Vi (%): pourcentage de vides interstitiels dans l’enrobé h(ng): hauteur de l’éprouvette à un nombre de girations donné (mm)h(min): hauteur de l’éprouvette à 0% de vides interstitiels (115 mm)

)(

(min))(.100

ng

ng

ih

hhV


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3.4- Types d’enrobés bitumineux A- Enrobés formulés selon la méthode Marshall La nomenclature des enrobés formulés selon la méthode Marshall (norme 4201) est:EB-20, EB-14, EB-10S, EB-10C, EB-5 et CH-10. Le type EB-20 a la granulométrie la plus grossière, tandis que le EB 5 a la granulométrie la plus fine.

B- Enrobés formulés selon la méthode LC Depuis 2008 : Il n’y a plus de mise à niveau de la norme 4201 et seuls les enrobés de lanorme 4202 doivent apparaître dans les devis du MTQ. Au total on y trouve10 types:

GB-20 - couche de base ;

ESG-14 - couche unique, de base ou de surface ;ESG-10 - couche de surface ;EG-10 - couche de surface ;EGA-10 - couche de surface ;EC-10 - couche de correction ;SMA-10 - couche de surface ;ESG-5 – couche anti-remontée de fissure ;


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EGM-10 - couche de surface (palliatif);EC-5 - couche de rapiéçage ou de correction.

4-Mise en placeLa performance des revêtements bitumineux est fonction de l’état de la surface où sontmises en place les différentes couches d’enrobés. L’état de la surface d’une fondationgranulaire peut avoir un impact important sur la performance d’un enrobé.

Cette surface doit être stable, sèche, plane et uniforme avec des pentes longitudinales ettransversales vers le cours d’eau en rive et vers les puisards. S’assurer de l’absenced’accumulation d’eau (de glace ou neige); Procéder à une vérification de la rigidité(module) des couches granulaires (essai de plaques, déflexion) Les revêtements bitumineux existants doivent être préparés adéquatement avant d’êtrerecouverts. Les nids-de-poule et les fissures doivent être réparés, et la surface nettoyée.Un liant d’accrochage sera ensuite utilisé pour assurer une bonne liaison entre la surfaceexistante et le nouveau revêtement, que ce soit un enrobé de correction ou une nouvellecouche de roulement.

4.1- Condition climatique

Les conditions climatiques de température ambiante et de vent ont une grande influencesur la température des enrobés et par le fait même sur le taux de compactage.L’influence relative des conditions climatiques dépend principalement du type demélange, de l’épaisseur posée, de la température initiale des enrobés, de l’intensité duvent ( taux de refroidissement ) et de la température ambiante lors de la mise en oeuvre.À partir de ces facteurs, le ministère des Transports du Québec a élaboré une carte avecdes dates butoir.


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4.2-Préparation des surfaces à recouvrirLa fondation granulaire doit être suffisamment compactée, stable et la surface doit êtreexempte d’accumulations d’eau, sans granulats détachés, unie et résistante auxdéformations provoquées par le passage des camions transportant les enrobés vers lefinisseur. En général, un taux de compactage équivalent à 98 % de la masse volumique deréférence « Proctor modifié ( PM ) » est requis pour la couche finale. L’utilisation d’unliant d’imprégnation est recommandée afin de faciliter l’obtention de ces conditionsoptimales.

Un essai de déflection de poutre ( déflectomètre ) peut être effectué en faisant circuler uncamion chargé afin de localiser et de corriger les zones faibles et de valider la rigiditéglobale de la fondation granulaire.


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4.3- Équipement

D’autres équipements peuvent être utilisés.


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4.3- Taux de poseLa réalisation d’un épandage en continu permet d’atteindre l’uniformité et la qualitérequises pour un revêtement. Deux méthodes peuvent être utilisées afin de déterminer la

vitesse de pose des enrobés soit :• un calcul en fonction de la production journalière de la centrale d’enrobage ; • un calcul en fonction de la vitesse d’avancement du finisseur.

Première méthode : selon la production journalière de la centrale d’enrobage

Vitesse d’épandage = ( mètres/minute ) PC = Production de la centrale d’enrobés disponibles durant tout le quart de travail,incluantles quantités disponibles dans les silos d’entreposage ( tonnes ). DE = Durée de l’épandage durant le quart de travail ( heures ).É = Épaisseur d’enrobés à compacter ( mm ). MV = Masse volumique des enrobés compactés ( tonnes/m3 ).L = Largeur d’épandage des finisseurs ( mètres ). Le tableau présente des valeurs de vitesse d’épandage obtenues avec une largeurd’application de 3,7 m et une masse volumique après compactage de 2,4 tonnes/m3.


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Deuxième méthode : selon la vitesse d’avancement du finisseur

Livraison = Livraison des enrobés (tonnes/heure)V = Vitesse d’avancement du finisseur (mètres/minute)L = Largeur d’épandage (mètre) É = Épaisseur des enrobés à compacter (mm)MV = Masse volumique des enrobés compactés (tonnes/m3)Le tableau 6.2 présente les valeurs de tonnage d’enrobés obtenues avec une largeurd’application de 3,7 m et une densité de compactage de 2,4 tonnes/m3.

4.4-Échantillonnage L’échantillonnage d’un enrobé a pour but:

- Vérifier sa conformité aux normes avant son utilisation- Contrôler sa qualité en cours de production de l’ouvrage -

Vérifier la qualité de l’ouvrage final On a recours généralement à trois méthodes d’échantillonnage:


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1- L’échantillonnage dans la benne d’un camion ou d’un finisseur: Il est composé dequatre prélèvements faits en des points précis, au moyen d’un instrument approprié. Lechoix du camion est fait de façon aléatoire.

2- Échantillonnage sur la route avant compactage: l’échantillon est prélevé sur une

plaque placée sur la surface à recouvrir avant le passage du finisseur. Le choix del’endroit est déterminé de façon aléatoire.

3- Échantillonnage sur la route après compactage: Il est effectué au moyen d’uneméthode de prélèvement permettant de conserver intacte la portion de revêtement prélevée. Le choix de l’endroit est déterminé de façon aléatoire. La masse des prélèvements doit être d’au moins le double de la masse requise indiquéeau tableau 1 pour les essais conventionnels.

4.4-Joints transversaux et longitudinauxA- Joints longitudinaux

Problématique

Faible compacité sur le joint

Ségrégation (température et/ou granulats) Conduit à des défauts du revêtement

→Fissures longitudinales →Vieillissement accéléré →Arrachement →Dommages causés par l'eau


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Joint défectueux Compacité de l'ordre de 4 à 10 % plus faible que le revêtement adjacent

Joints bien réalisés Compacité minimale de 1 à 2% plus faible que celle du revêtement adjacent

(Recommandé) Solution Le nombre de joints longitudinaux doit être réduit au minimum lors de la planification demise en œuvre des enrobés, surtout pour la couche de surface. Voici les recommandationsà suivre :

Maximiser le déplacement des finisseurs pour limiter le nombre de joints et joints

hors des sentiers de roues utiliser un finisseur de grande largeur ou plusieurs finisseurs travaillant en

échelons ;

éviter d’effectuer les joints longitudinaux dans l’axe des pistes de rouesdes couches de base et de surface ;

Utilisation adéquate des finisseurs pour assurer une mise en place adéquate del'enrobé sur les bords des bandes

Utilisation d'une technique appropriée pour assurer un bon collage entre deux bandes (chaud à froid)

Utiliser une méthode de compactage adéquate

prévoir une distance optimale entre deux finisseurs afin que le joint longitudinalsoit encore chaud ( minimum de 85 °C ) lorsque le finisseur adjacent complète la bande ;

Finisseur pleine largeur


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Finisseur en échelon

Chevauchement des bandes de 25-50 mm à la mise en place Les rebords des bandes doivent être le plus rectiligne possible


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Souvent, les joints se dégradent rapidement parce que l'adhésion est mauvaise Chauffage infrarouge ? Liant d'accrochage (Recommandé)

Compactage sur la bande chaude (mode vibration) à 150mm du joint.


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Deuxième passe sur la bande chaude (mode vibration) en chevauchant 150mm surla bande froide

B- Joints transversauxIl existe trois types de joints transversaux :• les joints de départ de travaux ; • les joints d’arrêt de travaux correspondant au joint de fin de journée ou causé par unarrêt prolongé du finisseur ;• les joints de fin de travaux. Les joints transversaux de départ et de fin de travaux La technique à privilégier consiste à effectuer une engravure dans le revêtement existant (figure6.40 ).

La pente maximale admissible est fonction de la vitesse des véhicules et varie de 0,3 % pour le trafic routier jusqu’à 0,6 % pour le trafic urbain.


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Lors de la réalisation d’un joint de départ, le régleur doit : chauffer la table ; alimenter la chambre d’épandage et attendre quelques minutes pour réchauffer la

bande froide ;

régler l’angle d’incidence de la table du finisseur correspondant à l’épaisseur àépandre ;

avancer le finisseur en vérifiant l’épaisseur d’enrobés.

Les joints transversaux d’arrêt de travaux Les principales techniques utilisées pour la construction de joints transversaux d’arrêtsont celles du biseau, de la latte ou du fraisage à froid.


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4.5- Phases de compactageLes buts visés par le compactage d’un enrobé sont :

de densifier le matériau au pourcentage de vides optimal afin d’obtenirl’ensemble des propriétés mécaniques désirées du mélange bitumineux etd’assurer la durabilité du revêtement;

de sceller la surface en la rendant uniforme afin d’assurer un bon uni avec des

caractéristiques d’adhérence compatible avec la sécurité des usagers de la route. Lorsqu’un enrobé mis en place à chaud est compacté correctement, le bitume et lafraction fine du mélange forment une matrice dans laquelle les gros granulats sontmaintenus.Pour un enrobé traditionnel, le compactage adéquat se traduit par :

un resserrement de la matrice granulaire de façon qu’il y ait contact entre les

granulats;


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un pourcentage de vides d’environ 5 %, rendant le mélange à la fois stable et plusimperméable à l’air et à l’eau.

Il existe fondamentalement deux types de rouleaux : les rouleaux statiques et les rouleauxdynamiques ou vibrants.

Les rouleaux statiques

Les rouleaux à vibrations verticales Les rouleaux à vibrations verticales (figure 5-4) à un ou deux cylindres d’acier sontmunis de masses rotatives à l’intérieur des cylindres. Ces masses en mouvementtransmettent des vibrations aux cylindres, produisant ainsi une force dynamique qui,s’ajoutant à la masse de l’appareil, augmente la capacité de compactage.

Un compactage inadéquat est souvent le résultat d’une mauvaise méthode de travail. Uneméthode ou une séquence de cylindrage bien conçue assure un compactage conforme etuniforme.Avant de procéder au cylindrage, et quel que soit le type de rouleau, il est important d’yaller par étapes :1. Déterminer le nombre de passes requises pour couvrir complètement la surface durevêtement.2. Établir le nombre de fois que cette première étape doit être répétée.


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3. S’assurer que le mélange est cylindré à une température convenable. 4. Fixer la vitesse du rouleau.Afin de déterminer le nombre de passes requises pour compacter complètement la surfacedu revêtement, le rapport est calculé entre la largeur du rouleau (en tenant compte d’unchevauchement nécessaire de 150 mm) et la pleine largeur du revêtement. Ainsi, la

largeur du revêtement divisée par la largeur du rouleau moins 150 mm donne lenombre de passes.Il est important de procéder au cylindrage initial sur toute la largeur du revêtement dèsque l’enrobé est répandu, avant qu’il n’ait eu le temps de refroidir. Le cylindrage débute par le côté le plus bas de la chaussée. À cet endroit, le rouleau ne doit pas déborder de plus de 50 mm de la bordure extérieure du revêtement. Le nombre de passessupplémentaires pour obtenir le degré de compacité exigé est ensuite établi. Pour ce faire,l’utilisation d’un nucléodensimètre est essentielle.

On estime en pratique qu’une période de temps de compactage inférieure à 10 minutes estinsuffisante pour atteindre les objectifs de compacité et qu’une période minimale decompactage de 20 minutes est réaliste et souhaitable. Les périodes limites de compactagedes enrobés bitumineux ont été établies à l’aide du logiciel MultiCool4 en considérantune température d’enrobé à la livraison de 160ºC en posant l’hypothèse que latempérature de la surface est égale à celle de l’air. La circulation doit être autorisée seulement lorsque la température de la masse del’enrobé est inférieure à 45°C. Une température plus élevée peut conduire à la formationd’ornières de fluage ou à du post-compactage causé par les véhicules lourds.

Les facteurs influençant le compactage Formulation :• Dimension des granulats • Teneur en bitume • Type de bitume (polymères, etc.) • Forme et angularité des granulats • Ratio épaisseur et dimension des granulats • Température • Ambiante (vent, soleil, etc.) • Température de l’enrobé livré Que faire si la compacité n’est pas atteinte?


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1. plus de passes2. Augmenter l’amplitude (mode vibration) 3. Augmenter la pression des pneus4. Augmenter la masse des ateliers5. Rapprocher les rouleaux du finisseur

6. Réduire la vitesse des rouleaux

5-Recyclage La rareté croissante de granulats de bonne qualité, la crise énergétique, l'inflation des

salaires et des coûts de transport, la hausse du niveau des chaussées au dessus du niveaudésiré et acceptable, les exigences environnementales font que le recours au recyclage estdevenu presqu’indispensable. Il y a deux modes de recyclage du vieux pavage: le recyclage en chantier et le recyclageen centrale. Les deux méthodes passent, bien sur, par la récupération du vieux enrobésdont le processus suit plusieurs étapes

A: Récupération par planage (rabotage) Ce procédé consiste à raboter la surface du pavage en enlevant l'épaisseur suffisante pourcorriger le profil et éliminer les imperfections et permettre la pose d'une nouvelle couched'enrobé.

B - Récupération par ar rachage et concassage Cette méthode consiste à arracher l'épaisseur complète du revêtement. Cette méthoderécupère involontairement une partie des matériaux de la fondation.

C- Récupération par scari f ication Ce procédé consiste à chauffer le revêtement jusqu'à ce qu'il devienne malléable pourensuite l’enlever.


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7.1-1: Recyclage en chantier L’enrobé qui est remanié sur place avec ou sans ajout de nouveau matériau est un enrobérecyclé en chantier à chaud ou à froid. Il peut se faire sur une faible épaisseur (4 cm).

Il est possible de recycler le vieux pavage sur place à l'aide d'un tambour malaxeur portatif dans lequel on introduit le vieux pavage en morceaux ou concassé. Cette méthodeconvient pour le rapiéçage de petites surfaces.

La pulvo-stabilisation consiste à décohésionner le pavage, à le malaxer avec le granulatsous-jacent dans une seule opération. On injecte un agent liant et on obtient une fondationrenforcée avec les matériaux présents sur place.


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7.1-2: Recyclage en centrale

Méthode de la surchauffe La méthode de la surchauffe consiste à surchauffer les nouveaux granulats et à incorporerle vieux revêtement froid au niveau de la trémie doseuse. Elle s'utilise dans les usinesconventionnelles.Cette méthode permet un maximum de 50% de recyclé dans le nouveau mélange.

Méthode directe La méthode directe consiste à introduire le vieux mélange directement dans le tamboursécheur malaxeur (TSM) et y est chauffé lentement. Si nécessaire, des ajouts de bitume,de granulats ou d'agents rajeunissants sont faits. Elle s'utilise seulement dans les usines àTSM de type Boeing.Cette méthode permet d'utiliser jusqu'à 100% de recyclé dans le nouveau mélange.

Méthode mixte La méthode mixte combine les deux méthodes précédentes: le transfert de chaleur par lesgranulats, par la flamme du brûleur et les gaz de combustion et l'introduction du mélange

dans le TSM. La quantité de recyclé maximale permise est de 70%. Procédé à froid Le procédé de fabrication en centrale à froid peut être réalisé en utilisant un bitumeliquide ou une émulsion bitumineuse dans une usine de type continu. Le mélange nenécessite pas l'emploi d'un TSM.L’analyse du vieux béton bitumineux sert à déterminer le type et la quantité de bitume,ainsi que la granulométrie des nouveaux granulats à rajouter. Elle comprend les essais


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suivants: densité maximale du vieux revêtement, extraction et granulométrie,récupération du bitume, pénétration et viscosité du bitume récupéré.

La densité brute du granulat du mélange à recycler est trouvée par la formule suivante:

dgb : densité brute du granulat à recyclerP br : teneur en bitume du mélange à recycler d'après extraction; dmm : densitémaximale du mélange à recycler;d b : densité du bitume (1,020 approx.)

Avec le résultat de densité brute dgb, il faut utiliser les formules de calculs de la norme

BNQ 2300-900 pour calculer le bitume absorbé et toutes les autres caractéristiques.Après extraction et récupération du bitume à recycler, des essais de pénétration et deviscosité sont effectués afin de déterminer le type et la quantité de bitume neuf à rajouterdans le nouveau mélange pour obtenir la teneur et la pénétration désirées. Les formulessuivantes seront utilisées:

P baj = P bi - (R . P br )

P baj : teneur en bitume d'ajout;P bi : teneur désirée;R : proportion de recyclé dans le

mélange;P br : teneur en bitume du mélange recyclé trouvé par extraction.

Exemple de calcul des proportions avec présence de granulat bitumineuxDosage au chantier (formule) = 6 % de bitumeGranulat bitumineux recyclé = 30 %.Teneur en bitume du granulat bitumineux recyclé = 5,20 %Calcul la quantité de bitume à rajouter pour un échantillon d’enrobé de 1000 g.

P baj = P bi - (R . P br )P baj : teneur en bitume d'ajout;P bi : teneur désirée;R : proportion de recyclé dans le mélange;P br : teneur en bitume du mélange recyclé trouvé par extraction.Bitume d’ajout: P baj = P bi - (R . P br )Pbaj = 6 – (0,3.5.2) = 4.44%Pour 1000 g on aura besoin de 44,4 g de bitume sachant que le granulat bitumineuxrecyclé contient 5,2% .30%.1000 = 15,6 g.6% de 1000 g = 60 g = 44,4 + 15,6 g

bbr

mm

bi

gb

d P d

P d

.100

)100(


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RéférenceMichel Paradis, ing. M.Sc : «Les enrobés du MTQ : relation entre leurs caractéristiques,leur mise en oeoeuvre et leur performance sur la route», Colloque Bitume QuébecLa mise en oeoeuvre des enrobés bitumineux 25-27 novembre 2008 – Boucherville

Pierre T. Dorchies, ing. M.Sc: «Tout ce que vous avez toujours voulu savoir sur le bitumeet vou s n’avez jamais osé demandé», Journée Bitume Québec 2003.

Guide technique sur la mise en place des enrobés bitumineux, MTQ, Édition 2009

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