résistance mécanique d’enrobé avec matériau recyclé

Résistance mécanique d’enrobé Résistance mécanique d’enrobé avec matériau recycléavec matériau recyclé

Laboratoire des Voies de Circulation (LAVOC)Laboratoire des Voies de Circulation (LAVOC)Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL)Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL)

Journée Technique LAVOC -15 septembre 2004Journée Technique LAVOC -15 septembre 2004

Margarita RODRIGUEZMargarita RODRIGUEZ

CADRE DE L’ETUDECADRE DE L’ETUDE

ProjetProjet PARAMIX PARAMIX

(Road Pavement Rehabilitation Techniques Using Enhanced (Road Pavement Rehabilitation Techniques Using Enhanced Asphalt Mixes)Asphalt Mixes)

> lancé en 2001, achevé en 2004> lancé en 2001, achevé en 2004

Programme "Croissance compétitive et durable"

Supporté par l'Union Européenne




11 11 participants de participants de 55 pays européens: pays européens: Construcciones y obras públicas y civiles (COPCISA) Espagne Chalmers University of Technology Suède International Centre for Numerical Methods in EngineeringInternational Centre for Numerical Methods in Engineering EspagneEspagne Gestión de Infraestructuras (GISA)Gestión de Infraestructuras (GISA) EspagneEspagne Wirtgen GMBHWirtgen GMBH AllemagneAllemagne Laboratorio General de Ensayos e Investigaciones (LGAI)Laboratorio General de Ensayos e Investigaciones (LGAI) EspagneEspagne Universidad Politécnica de Cataluña (UPC)Universidad Politécnica de Cataluña (UPC) EspagneEspagne Società Italiana Macchine SpA (SIM)Società Italiana Macchine SpA (SIM) ItalieItalie Productos Asfálticos SA (CEPSA-PROAS)Productos Asfálticos SA (CEPSA-PROAS) EspagneEspagne Swedish National Road Administration (SNRA)Swedish National Road Administration (SNRA) SuèdeSuède Belgian Road Research Center (BRRC)Belgian Road Research Center (BRRC) BelgiqueBelgique


CADRE DE L’ETUDECADRE DE L’ETUDE



BUT DE L’ETUDEBUT DE L’ETUDE


ProjetProjet PARAMIX PARAMIX

>> AméliorerAméliorer les les techniques de recyclagetechniques de recyclage

à chaud en centrale

à froid in situ

> > AugmenterAugmenter l' l'utilisationutilisation de matériaux de matériaux recyclésrecyclés

> > DévelopperDévelopper des des techniques compétitivestechniques compétitives pour la pour la maintenancemaintenance des routes des routes



MATERIAUX UTILISESMATERIAUX UTILISES9 types différents9 types différents d'enrobés bitumineux testés à d'enrobés bitumineux testés à 20°C20°C::


Type d’enrobéType d’enrobé % mat. recyclé % mat. recyclé (RAP)(RAP) Type de liantType de liant % de liant% de liant

SemidenseSemidense(S20)(S20)

3030

B 80/100B 80/100

4,54,5BMEBME

PMBPMB

5050

B 150/200B 150/200

4,54,5BMEBME

PMBPMB

00 B 60/70B 60/70

3,53,5

4,54,5

5,55,5Journée Technique LAVOC -15 septembre 2004Journée Technique LAVOC -15 septembre 2004


GRANULOMETRIEGRANULOMETRIE


0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0.01 0.1 1 10 100

Tamaño tamiz [mm]

% q

ue p

asa

(m

asa

)

Curva límite inferiorCurva límite superiorGranulometria final 0% RAPGranulometria final 30%-50% RAP

0,063 20,50,250,125 4 8 12,5 2520



SPECIFICATIONS POUR BITUMES CONVENTIONNELS ET MODIFIESSPECIFICATIONS POUR BITUMES CONVENTIONNELS ET MODIFIES

PROPRIETESPROPRIETES Norme Norme NLTNLT

B 60/70B 60/70

(0% RAP)(0% RAP)B 80/100B 80/100

(30% RAP)(30% RAP)B 150/200B 150/200

(50% RAP)(50% RAP)

PMB-BMEPMB-BME

(BM1)(BM1)

(30% RAP)(30% RAP)(50% RAP)(50% RAP)

PMBPMB

(BM4)(BM4)

(30% RAP)(30% RAP)

PMBPMB

(BM5)(BM5)

(50% RAP)(50% RAP)

minmin maxmax minmin maxmax minmin maxmax minmin maxmax minmin maxmax minmin maxmax

Pénétration à 25ºC [mmPénétration à 25ºC [mm-1-1]] 124124 6060 7070 8080 100100 150150 200200 1515 3030 8080 130130 150150 200200

Pt. de ramollissement A&B Pt. de ramollissement A&B [ºC][ºC] 125125 4848 5757 4545 5353 3838 4545 7070 -- 6060 -- 5555 --

Pt. de fragilité Fraass [ºC]Pt. de fragilité Fraass [ºC] 182182 ---- -8-8 -- -10-10 -- -15-15 -- -4-4 -- -15-15 -- -20-20

Pt. de flamme [ºC] Pt. de flamme [ºC] 127127 235235 -- 235235 -- 220220 -- 235235 -- 220220 -- 200200 --

Recouvrance élastique à Recouvrance élastique à 25ºC [%]25ºC [%] 329329 -- -- -- -- -- -- -- -- 6060 -- 6060 --

LIANTSLIANTS




LIANTSLIANTS


CARACTERISTIQUES REELLES DES BITUMES UTILISESCARACTERISTIQUES REELLES DES BITUMES UTILISES

PROPRIETEPROPRIETE B 80/100B 80/10030% RAP30% RAP

B 150/200B 150/20050% RAP50% RAP

PMB-BMEPMB-BME30% RAP30% RAP

PMB-BMEPMB-BME50% RAP50% RAP

PMBPMB30% RAP30% RAP

PMBPMB50% RAP50% RAP

Pénétration à 25ºC [mmPénétration à 25ºC [mm-1-1]] 9090 170170 2323 2323 8383 155155

Pt. de ramollissement A&B [ºC]Pt. de ramollissement A&B [ºC] 48.648.6 42.542.5 7575 77.977.9 66.166.1 6666

Pt. de fragilité Fraass [ºC]Pt. de fragilité Fraass [ºC] -15-15 -19-19 -17-17 -19-19 -23-23 -21-21

Pt. de flamme [ºC]Pt. de flamme [ºC] 268268 288288 292292 278278 2929 --

Recouvrance élastique à 25ºC Recouvrance élastique à 25ºC [%][%] -- -- 4545 4848 9696 9999



ESSAIS EFFECTUESESSAIS EFFECTUES


Essai statique

Essais dynamiques

> > Flexion 3 points Flexion 3 points (NLT-350/90)(NLT-350/90)

> > Traction directe Traction directe (mis au point à l'UPC)(mis au point à l'UPC)

> > Traction directe Traction directe (mis au point à l'UPC)(mis au point à l'UPC)



FABRICATION DES EPROUVETTESFABRICATION DES EPROUVETTES


Fabrication des éprouvettesFabrication des éprouvettes>> norme espagnole >> norme espagnole NLT-173/84NLT-173/84



PLANS DE SCIAGEPLANS DE SCIAGE


30 cm

30 cm

5 cm

5 cm14 cm

entaille

5 cm

30 cm

30 cm

5 cm

5 cm

28 cm



MONTAGE DES EPROUVETTESMONTAGE DES EPROUVETTES


Flexion 3 points Flexion 3 points (NLT-350/90)(NLT-350/90)





Traction directe (dynamique et statique)Traction directe (dynamique et statique)



APPLICATION DE CHARGE (Flex. 3 pt.)APPLICATION DE CHARGE (Flex. 3 pt.)


NLT-350/90NLT-350/90

N,N,tt

DD

DD00

Mode d’application de la sollicitation:Mode d’application de la sollicitation:D = DD = D00 sin (2 sin (2ft)ft)

D: D: Déplacement à l’instant t (Déplacement à l’instant t (m)m)2 D2 D00: : Amplitude totale de la fonct. dépl. (Amplitude totale de la fonct. dépl. (m)m)f: f: Freq. déplacement imposé (Hz)Freq. déplacement imposé (Hz)t: t: Temps (s)Temps (s)



APPLICATION DE CHARGE (TD dyn.)APPLICATION DE CHARGE (TD dyn.)


Mode d’application de la sollicitation:Mode d’application de la sollicitation:F = FF = F00 sin (2 sin (2ft)+Aft)+A

F: F: Force à l’instant t (N)Force à l’instant t (N)2 F2 F00: : Ampl. totale de la soll. (FAmpl. totale de la soll. (Fmaxmax-F-Fmin min ) (N)) (N)f: f: Freq. Force imposée (Hz)Freq. Force imposée (Hz)t: t: Temps (s)Temps (s)A:A: Constante = FConstante = Fminmin+(F+(Fmaxmax-F-Fmin min )/2)/2

Base mobilede la presse

Base fixede la presse

Eprouvette

Extensomètres

Mouvement du Mouvement du piston en mode piston en mode

dynamiquedynamique

N,N,tt

FFFFmaxmax

FFminmin



APPLICATION DE CHARGE (TD stat.)APPLICATION DE CHARGE (TD stat.)


tt

DD

1 min1 min

0,1 mm0,1 mm

Base mobilede la presse

Base fixede la presse

Eprouvette

Extensomètres

Mouvement du Mouvement du piston en mode piston en mode

statiquestatique

Mode d’application de la sollicitation Mode d’application de la sollicitation (v=0,1mm/min):(v=0,1mm/min):

D = 0,0017 • tD = 0,0017 • t

D: D: Déplacement à l’instant t (mm)Déplacement à l’instant t (mm) t: t: Temps (s)Temps (s)



PLANS DE RUPTUREPLANS DE RUPTURE




RESULTATS (Flexion 3 points)RESULTATS (Flexion 3 points)


y = 0.0023x-0.2092

R2 = 0.7611

y = 0.0011x-0.1746

R2 = 0.9384

y = 0.0005x-0.0901

R2 = 0.4656

y = 0.0016x-0.1781

R2 = 0.7216

y = 0.002x-0.1768

R2 = 0.7388

y = 0.0015x-0.1479

R2 = 0.3008y = 0.0167x-0.3303

R2 = 0.5223

y = 0.0009x-0.1142

R2 = 0.6003

y = 0.0004x-0.0711

R2 = 1

0.00001

0.0001

0.001

0.01

1'000 10'000 100'000 1'000'000

N

Def. ini. [

mm

/mm

]

S20, 30% RAP, B80/100

S20, 30% RAP, B A.M.

S20, 50% RAP, B A.M.

S20, 50% RAP, B150/200

S20, 30% RAP, PMB

S20, 50% RAP, PMB

S20, 0% RAP, B60/70 (3,5%)

S20, 0% RAP, B60/70 (4,5%)

S20, 0% RAP, B60/70 (5,5%)

Lois de fatigue flexion 3 pointsLois de fatigue flexion 3 points



RESULTATS (TD dyn.)RESULTATS (TD dyn.)


TD (crit. 2 tang. horiz.): LEYES DE FATIGA, T=20ºC (Tmáx, E total)

y = 0.0005x-0.1923

R2 = 0.8518

y = 0.0002x-0.1528

R2 = 0.7768

y = 0.0006x-0.2305

R2 = 1

y = 0.0009x-0.25

R2 = 0.6407

y = 0.0006x-0.2548

R2 = 0.9694

y = 0.0005x-0.2247

R2 = 0.9406

y = 0.0027x-0.3794

R2 = 0.8188

y = 0.0006x-0.2174

R2 = 0.9718

0.00001

0.0001

0.001

0.01

10'000 100'000 1'000'000 10'000'000

N

Def. ini [m

m/m

m]

S20, RAP 30%, B 80/100 (4,5%)

S20, RAP 30%, B A.M. (4,5%)

S20, RAP 50%, B A.M. (4,5%)

S20, RAP 50%, B 150/200 (4,5%)

S20, RAP 30%, PMB (4,5%)

S20, RAP 50%, PMB (4,5%)

S20, RAP 0%, B 60/70 (3,5%)

S20, RAP 0%, B 60/70 (4,5%)

S20, RAP 0%, B 60/70 (5,5%)

Lois de fatigue TD dyn.Lois de fatigue TD dyn.



RESULTATS (TD stat.)RESULTATS (TD stat.)


EE ( (máxmáx))

máxmáx

Contrainte max.Contrainte max.



RESULTATS (TD stat.)RESULTATS (TD stat.)


EE ( (máxmáx))

máxmáx

EE (tan) (tan)

Déformations de rupture statiqueDéformations de rupture statique>> 2 critères distincts>> 2 critères distincts



MODULE DYNAMIQUE INITIAL MODULE DYNAMIQUE INITIAL |E*||E*|


6'050

14'000 13'875

10'775

7'750

9'2438'583

5'050

2'575

5'938

13'014 13'628

7'242

5'4266'756 6'956

4'8543'594

0

2'000

4'000

6'000

8'000

10'000

12'000

14'000

|E*|in

i [M

Pa]

30% RAP, B

80/ 100 (4

,5%)

30% RAP, B

A.M. (4

,5%)

50% RAP, B

A.M. (4

,5%)

50% RAP, B

150/ 200 (4

,5%)

30% RAP, P

MB (4,5%

)

50% RAP, P

MB (4,5%

)

0% RAP, B

60/ 70 (3

,5%)

0% RAP, B

60/ 70 (4

,5%)

0% RAP, B

60/ 70 (5

,5%)

Flexion 3 pts.

TD



CONCLUSIONSCONCLUSIONS


Il n'existe pas de différences significatives entre les mélanges à faible contenu de matériau recyclé et ceux à plus

fort contenu de matériau recyclé

!!!! granulométriegranulométrie et et liantsliants sélectionnés convenablement sélectionnés convenablement !!!!

Les essais en laboratoire montrent que:

la la quantitéquantité de matériau recyclé utilisé dans les de matériau recyclé utilisé dans les mélanges à chaud mélanges à chaud peut être augmentéepeut être augmentée sans affecter sans affecter les performancesles performances de ces mélanges de ces mélanges



MAIS ATTENTION…MAIS ATTENTION…


Il est important de disposer de données fiables concernant les matériaux de base composant le mélange

Avant toute chose, il faut tenir compte des points suivants:

!!!! pas forcément évidentpas forcément évident pour des matériaux recyclés pour des matériaux recyclés !!!!

Il est absolument nécessaire de procéder à une homogénéisation méticuleuse et complète du matériau

recyclé

!!!! porter une porter une attention particulièreattention particulière aux mélanges à aux mélanges à fort fort tauxtaux de matériaux recyclés de matériaux recyclés !!!!







Grading curve (milling A) before binder extraction

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0.01 0.1 1 10 100

Sieve [mm]

% p

ass

ing (

mass

)

% pass. BRRC (1)% pass. BRRC (2)% pass. CEPSA% pass. UPC

0,063 20,50,250,125 4 8 12,5 2520





Grading curve (milling A) after binder extraction

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0.01 0.1 1 10 100

Sieve [mm]

% p

ass

ing (

mass

)

% pass. BRRC% pass. CEPSA (1)% pass. CEPSA (2)% pass. UPC

0,063 20,50,250,125 4 8 12,5 2520

5

19

26

30

9 8

0

5

10

15

20

25

30

Pen. [1

0-1

mm

]

BRRCBRRC

CEPSACEPSA

Pen. binder [10-1mm] (mat. A, mat. B)

Pen. mat. A

Pen. mat. B





83

66 63.477.5

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

Tem

p. R

&B [

°C]

BRRCBRRC

CEPSA

Temp. R&B binder [°C] (mat. A, mat. B)

Temp. R&B, mat. A

Temp. R&B, mat. B





FINFIN


Merci pour votre Merci pour votre attention !attention !



résistance mécanique d’enrobé avec matériau recyclé

Documents