La vérification des formules de mélanges

Pierre Langlois, ing., M.Ing.

Formation technique 2011

Gestion de la qualité en chaussées souples

30 novembre et 1er décembre 2011

Formules de mélanges (d’enrobés)

Les différentes formules d'enrobés sont principalement caractérisés par :� Leur granulométrie;� Le type de liant et la teneur en liant;� Le type de liant et la teneur en liant;� L'adjonction éventuelle de matériaux particuliers.

Les seuls critères de performance pouvant accompagner une formule d’enrobé sont:� La résistance à l’orniérage;� La susceptibilité hydraulique (tenue à l’eau)

Propriétés recherchées Le module La résistance à la fatigue La résistance à l’orniérageLa résistance au retrait thermiqueLa résistance au retrait thermiqueL’adhérence (texture) La résistance à l’arrachement Le vieillissement La susceptibilité hydraulique (tenue à l’eau)

Propriétés recherchées Les propriétés recherchées sont obtenues

indirectement par:� Les caractéristiques des granulats;� Les caractéristiques du bitume;

La proportion bitume / granulats.� La proportion bitume / granulats.� La granulométrie de l’enrobé;

Dans l’acceptation d’une formule d’enrobé, la granulométrie est l’élément le plus négligé.

Étapes de formulation

Entente sur la densité brute des granulats;Validation des résultats des essais et Validation des résultats des essais et des calculs;Formule théorique et finale;

Entente sur la densité brute des granulats• L’entrepreneur doit s’assurer que les densités brutes des granulats ont fait l’objet d’une entente avec le responsable de l’assurance qualité avant de remettre ses formules d’enrobés.

•La densité brute des granulats joue un rôle important

)()( )( 100

100/100100

100/100 ×

−++−−+

=begbbabbebegb

begbbabbebi VDPDVVD

VDPDVP

•La densité brute des granulats joue un rôle important dans le calcul de diverses caractéristiques des enrobés. Exemple: détermination de la teneur en bitume Pbi .

Validation des résultats des essais et des calculs• L’entrepreneur effectue des prélèvements de l’enrobé sélectionné selon la méthode d’essai LC 26-005, de façon à constituer cinq échantillons en double.

• Le doublé est remis au responsable de l’assurance • Le doublé est remis au responsable de l’assurance qualité du mtq et les deux parties procèdent aux essais.

•Cette validation doit être effectuée pour chacun des laboratoires désignés par l’entrepreneur et par le mtq.

Formules théorique et finale• Après en être arrivé à une entente sur la densité brute et après avoir procédé à la validation des résultats d’essais, l’entrepreneur doit remettre au responsable de l’assurance qualité, au moins trois jours avant la mise en œuvre des enrobés, les formules théorique et finale. Les éléments d’information à fournir sont précisés dans l’article 5.3.4 de la d’information à fournir sont précisés dans l’article 5.3.4 de la norme 4202 du mtq.• L’entrepreneur doit produire une formule théorique par type d’enrobé pour chaque classe de bitume et pour chaque changement dans les sources d’approvisionnement en granulats. Des dispositions particulières sont prévues dans le cas où seule la classe du bitume diffère pour une formule théorique donnée.

Formule de mélange (Enrobé LC)

Vérification de la formule de mélange

Le formulaire V-1306-I du mtq présente les étapes de vérification d’une formule de mélange pour les enrobés formulés les enrobés formulés selon la méthode LC.

Formule de mélange (Marshall)

Vérification de la formule de mélange

Le formulaire du mtq (2007) présente les étapes de vérification d’une formule de mélange pour les enrobés formulés selon la méthode formulés selon la méthode Marshall.

Quelques éléments des composants à vérifier•Seuls les matériaux neufs sont permis dans l'enrobé pour couches de roulement d'autoroutes et dalles de structures;

•Pour la confection des enrobés à chaud, les granularités individuelles doivent respecter les classes granulaires définies à la norme NQ 2560–114;à la norme NQ 2560–114;

• Appellation des classes granulaires;• Vérification de la granulométrie de la classe granulaire; • Nombre minimal de classes granulaires; • Chevauchement des classes granulaires.

Quelques éléments des composants à vérifier• Classe du bitume de la formule;

• Une classe de bitume différente, même dite « supérieure » peut rendre le revêtement moins performant en certaines occasions.

• Affinité bitume-granulats;• Affinité bitume-granulats;• Lorsqu’une clause d’affinité liant-granulat est spécifiée au devis, l’entrepreneur doit faire approuver le bitume qu’il entend utiliser.

• Masse volumique du bitume à 25 °C;• La masse volumique du bitume fait partie du calcul de la détermination de la teneur en bitume Pbi.

Quelques éléments des composants à vérifier•Calcul du combiné granulométrique;• Granulométrie;

• Une granulométrie conforme aux exigences peut conduire à un enrobé exigences peut conduire à un enrobé performant, tout comme à un enrobé peu performant.

Exemples de courbes granulométriques

60

70

80

90

100

Enrobés 0/10mmDimension de grosseur maximale = 14mm

Au-dessus de la zone de restriction.

Granulométrie à éviter

0

10

20

30

40

50

60

0.00

Passant (%

)

Tamis ^ 0.45 (mm)

0,08 0,315 0,630 1,25 2,5 5 10 14

Droite de masse volumique maximale

Meilleure granulométrie

Granulométrie

Une granulométrie d’enrobé passant près ou à l’intérieur de la zone de restriction est à déconseiller. Le risque de contre performance est présent.de contre performance est présent.

Quelques éléments des enrobés à vérifier (méthode LC)• Densité effective du granulat;• Volume de bitume effectif (Vbe);• Pourcentage du bitume initial (Pbi);• Pourcentage du bitume total (Pb);• Vérification du Pbi et Vbe au moyen du logiciel de vérification de la DLC;vérification de la DLC;• Vérifier si la teneur en bitume est conforme par rapport au Vbe;• Vérifier les % de vides à la PCG.

Autres éléments à vérifierLe client doit non seulement vérifier la formule d’enrobé présentée par l’entrepreneur, mais doit s’assurer de la qualité de cette formule. Comment?

La formule fut elle utilisée précédemment? Oui:Oui:

Vérifier la qualité de la mise en place et de la performance du revêtement déjà produit;

Non:Courbe granulométrique;Provenance du bitume et des granulats. La performance des composants sur d’autres travaux.

Avis et conseils

Donner un avis sur l’enrobé qui sera produit est important.� Les conditions de mise en place vont-elles Les conditions de mise en place vont-elles

permettre de produire un enrobé performant?

� L’usage de cet enrobé est il en accord avec la formule?

Avis et conseilsCertains éléments de la formule tels le Vbe, vides, VCB, stabilité, résistance à l’orniérage, granulométrie vous apparaissent douteux?

Ne pas hésiter a demander l’avis d’un confrère;

Mettre en garde le client si requis. Un avis technique peut toujours et devrait accompagner une vérification d’une formule d’enrobé.

« La composition des enrobés influence de façon déterminante la durabilité et les performances des revêtements. A ce jour l'optimisation des formules pour mélanges bitumineux se fait encore par une approche bitumineux se fait encore par une approche trop empirique sur la base d'essais traditionnels qui souvent n'offrent qu'une faible corrélation avec les performances réelles des matériaux. »

Source: Formulation et optimisation des formules d’enrobés – Junod, A., Dumont, A.-G.

Questions?

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