Corrélation des résultats des essais de simulation du...

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    16-Sep-2018
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  • CETEMditerrane

    centre

    dtudes

    techniques

    de lquipement

    Corrlation des rsultats des essais de simulation du vieillissement en laboratoire des bitumes-polymres et des observations faites

    sur les liants vieillis sur site

    Philippe DUMAS

    LRPC dAix-en-Provence

    ERA n25

    PARTICIPANTS :

    Ph. Tijou/N. Boutet (LRPC dAngers), L. Wendling (LRPC dAutun), C. Durand/ D. Sicard (LROP), R. Hiernaux/ D. Vervloet (LRPC de Saint-Quentin), V. Coin (LRPC de Strasbourg), V. Delmotte(LRPC dAix-en-Provence), E. Chailleux/C. De La Roche (LCPC de Nantes)

  • CETEMditerrane

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    de lquipementObjectif de ltude

    Comparer les niveaux de vieillissement de bitumes-polymres obtenus par les mthodes de vieillissement acclr en laboratoire par rapport aux observations faites sur les mmes liants vieillis sur site

    Validation et/ou optimisation des mthodes de vieillissement acclr en laboratoire, en adquation avec les volutions rellement observes sur site pour des enrobs base de bitumes-polymres

  • CETEMditerrane

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    de lquipementchantillonnage

    Diversit des bitumes-polymres tudis : 11 bitumes-polymres diffrents mis en oeuvre :

    CARTE DU RSTCARTE DU RST

    Participation ncessaire de 6 Laboratoires Rgionaux des Ponts et Chausses (Aix-en-Provence, Angers, Autun, Ouest Parisien, Saint-Quentin et Strasbourg)

  • CETEMditerrane

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    de lquipement

    Suivi du vieillissement

    Vieillissement des liants modifis Vieillissement des liants modifis dans les enrobs bitumineuxdans les enrobs bitumineux

    Vieillissement des liants Vieillissement des liants modifis par les mthodes modifis par les mthodes de laboratoire normalisesde laboratoire normalises

    simulation du vieillissement court terme (enrobage)

    - RTFOT 163C (NF EN 12607-1)

    - RTFOT 175C

    simulation du vieillissement long terme (plusieurs annes de service)

    -RTFOT 163C + 20h PAV (NF EN 14769)

    lenrobage

    en place (suivi dans le temps de lvolution des caractristiques du liant extrait de carottes d'enrobs prleves diffrents ges)

    Extraction des liants modifis selon le mode opratoire interne du LRPC dAix-en-

    Provence

  • Mthodes de caractrisation

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    1) Suivi de la consistance :pntrabilit 25C (NF EN 1426)

    temprature de ramollissement bille et anneau (NF EN 1427)

    2) Suivi du degr doxydation par spectroscopie infrarouge :indice carbonyles

    indice sulfoxydes

    3) Suivi du module de rigidit en flexion mesur par un rhomtre flexion de barreau (BBR) :

    Tiso-S : temprature de fissuration froid du bitume

    Tiso-m : temprature limite de fragilit du bitume

    (NF EN 14771)

  • Caractristiques du chantier A

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    Bton Bitumineux Drainant base de bitume lastomre (SBS) mis en uvre sur une chausse fortement circule du Sud de la France :

    formule granulomtrique : 0/10

    teneur en liant : 4,5%

    teneur en vides : 24,3%

    liant origine : pn 41 1/10 mm TBA 56.0 C

  • Suivi de lvolution de la consistance

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    de lquipement

    Pntrabilit 25C (0,1 mm) Temprature bille et anneau (C)

    0

    10

    20

    30

    40

    50

    60

    70

    80

    0

    10

    20

    30

    40

    50

    60

    70

    80Pntrabilit 25C (0,1 mm)Temprature Bille et Anneau (C)

    Origine RTFOT RTFOT RTFOT sortie t = 0 mois t = 7 mois t = 12 mois t = 26 mois163C 175C 163C + 20h centrale

    PAV d'enrobage

  • Suivi de lvolution du degr doxydation

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    de lquipement

    Indice carbonyles (%) Indice sulfoxydes (%)

    -4

    -2

    0

    2

    4

    6

    8

    10

    12

    14

    -4

    -2

    0

    2

    4

    6

    8

    10

    12

    14

    Origine RTFOT163C

    RTFOT175C

    RTFOT163C + 20h

    PAV

    sortiecentrale

    d'enrobage

    t = 0 mois t = 7 mois t = 12 mois t = 26 mois

    Indice Carbonyles IRTF (%)Indice Sulfoxydes IRTF (%)

  • Suivi de lvolution du module de rigidit en

    flexion

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    Tiso S = 300 MPa (C) Tiso m = 0,3 (C)RTFOT sortieRTFOT RTFOT 163C + 20h centrale

    Origine 163C 175C PAV d'enrobage t = 0 mois t = 7 mois t = 12 mois t = 26 mois

    -20

    -18

    -16

    -14

    -12

    -10

    -8

    -6

    -4

    -2

    0

    -20

    -18

    -16

    -14

    -12

    -10

    -8

    -6

    -4

    -2

    0

    Tiso S=300 MPa (C)Tiso m=0,3 (C)

  • Caractristiques du chantier B

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    Bton Bitumineux Trs Mince base de bitume plastomre (EVA) mis en uvre sur une chausse fortement circule de lIle-de-France :

    formule granulomtrique : 0/6

    paisseur de la couche : 2-2,5 cm

    teneur en liant : 6,1%

    teneur en vides : 12,7%

    liant origine : pn 58 1/10 mm TBA 53.0 C

  • Suivi de lvolution de la consistance

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    de lquipement

    Pntrabilit 25C (0,1 mm) Temprature bille et anneau (C)

    0

    10

    20

    30

    40

    50

    60

    70

    0

    10

    20

    30

    40

    50

    60

    70Pntrabilit 25C (0,1 mm)Temprature Bille et Anneau (C)

    Origine RTFOT 163C RTFOT 163C + sortie centrale t = 5 mois t= 14 mois t = 25 mois20h PAV d'enrobage

  • Suivi de lvolution du degr doxydation

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    Indice carbonyles (%) Indice sulfoxydes (%)

    0

    1

    2

    3

    4

    5

    6

    7

    8

    9

    10

    0

    1

    2

    3

    4

    5

    6

    7

    8

    9

    10Indice Carbonyles IRTF (%)Indice Sulfoxydes IRTF (%)

    Origine RTFOT 163C RTFOT 163C + sortie centrale t = 5 mois t= 14 mois t = 25 mois20h PAV d'enrobage

  • Suivi de lvolution du module de rigidit en

    flexion

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    dtudes

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    de lquipement

    Tiso S = 300 MPa (C) Tiso m = 0,3 (C)RTFOT 163C + sortie centraleOrigine RTFOT 163C 20h PAV d'enrobage t = 5 mois t= 14 mois t = 25 mois

    Tiso S=300 MPa (C)

    Tiso m=0,3 (C)

    -23

    -21

    -19

    -17

    -15

    -13

    -11

    -9

    -7

    -5

    -3

    -1

    -23

    -21

    -19

    -17

    -15

    -13

    -11

    -9

    -7

    -5

    -3

    -1

  • Caractristiques du chantier C

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    Bton Bitumineux Trs Mince base de bitume lastomre rticul chimiquement (SB) mis en uvre sur une chausse fortement circule du Centre de la France :

    formule granulomtrique : 0/6

    paisseur de la couche : 2-2,5 cm

    teneur en liant : 6,0%

    liant origine : pn 51 1/10 mm TBA 59.8 C

  • Suivi de lvolution de la consistance

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    dtudes

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    de lquipement

    Pntrabilit 25C (0,1 mm) Temprature bille et anneau (C)

    0

    10

    20

    30

    40

    50

    60

    70

    80

    0

    10

    20

    30

    40

    50

    60

    70

    80Pntrabilit 25C (0,1 mm)

    Temprature Bille et Anneau (C)

    Origine RTFOT 163C RTFOT 175C RTFOT 163C Sortie centrale t = 0 mois t = 12 mois t = 27 mois+ 20h PAV d'enrobage

  • CETEMditerrane

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    Rsum

    Liant B / Chantier BLiant B / Chantier BLiant C / Chantier CLiant C / Chantier CLiant A / Chantier ALiant A / Chantier A

    RTFOT 163C

    RTFOT 175C

    < sortie centrale denrobage sortie centrale denrobage sortie centrale denrobage (uniquement pour les caractristiques de consistance)

    sortie centrale denrobage > sortie centrale denrobage /

    RTFOT 163C + 20h PAV

    Pn rsiduelle : 46.3 %

    TBA : 15.2 C

    12 mois in situ

    Pn rsiduelle : 47.1 %

    TBA : 10.4 C

    27 mois in situ

    Pn rsiduelle : 39.7 %

    TBA : 7.4 C

    5 mois in situ

    Site de 25 27 mois

    Vitesse daccroissement de la TBA : 0.29 C TBA/mois

    Vitesse daccroissement de la TBA : 0.21 C TBA/mois

    Vitesse daccroissement de la TBA : 0.19 C TBA/mois

    Exprimentation A08 Bitumes purs sur 31 mois : VTBA/mois varie de 0.15 0.22 C TBA/mois

  • CETEMditerrane

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    dtudes

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    de lquipement

    Ncessit dadapter la temprature de lessai de simulation du vieillissement RTFOT pour obtenir une volution similaire celle due lenrobage en centrale

    BmP-SBS (mlanges physiques) RTFOT 175C

    BmP-SB (mlanges chimiques) RTFOT 163C

    Raidissement du liant aprs RTFOT + 20h de PAV quivalent celui obtenu aprs un deux ans de vieillissement sur site

    Conclusions de ltudeen ltat actuel des investigations (1)

  • Conclusions de ltudeen ltat actuel des investigations (2)

    CETEMditerrane

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    dtudes

    techniques

    de lquipement

    volution des indicateurs chimiques du vieillissement oxydatif :

    Teneur en carbonyles des liants vieillis par les essais normaliss en laboratoire celle des liants vieillis sur site

    Teneur en sulfoydes d