DéveloppementDéveloppementd’enrobés d’enrobés spéciaux · spéciaux 1 Comité Technique...

DéveloppementDéveloppement d’enrobésd’enrobésspéciauxspéciaux

1

Comité Technique Bitume Québec

Congrès annuel Bitume Québec

Hotel Loews le Concorde, Québec

21 Mars 2013

Développement d’Enrobés spéciaux

Comité Technique Bitume Québec:

.Catherine Lavoie, Bitume Québec

.René Dufresne, Bitumar

.Alan Carter, ÉTS.Alan Carter, ÉTS

.Florient Lafage, ACRGTQ

.Frédéric Noël, Gécan International

.Mathieu Meunier, Solmatech

.Jacques Ferland, Béton Provincial

.Pierre Langlois, Consultant

.Marc Proteau, Groupe Eurovia Amériques

Développement d’Enrobés spéciaux

Contenu de la présentation:

.Enrobés spéciaux de surface,

.Enrobe très mince, ETM-10

.Enrobé phonique, EP-10.Enrobé phonique, EP-10

.Enrobé phonique, EP-6

.Enrobés a Module Élevé (structurant),

.EME-14 et EME-10

.Enrobés de surface Municipale

.EM-10

.Tableau synthèse de spécifications

Enrobés spéciaux de surfaceEnrobés spéciaux de surface

4

Enrobés spéciaux de surfaceETM-10, EP-10, EP-6

Résumé de l’approche Technologique:.Enrobés bitumineux de surface a granularité discontinuesgranularité discontinues;

.Application en couche très mince de 25 à 40 mm;

.Enrobés phoniques spécifiquementEnrobés phoniques spécifiquement:

.Optimisation de la granularité vs Vides totaux et communicants;

.Grosseur maximale des granulats (6 mm vs 10 mm);

Enrobés spéciaux de surface, ETM-10, EP-10, EP-6Relation Granularité / Texture de surface / Vides

70

80

90

100

Enrobé bitumineux 0-10 mm, discontinu 2,5-5 mm

50

60

70

80

90

100

Pas

sant

(%

)

Enrobés bitumineux 0-10 mmdense, semi-grenu, grenu et draînant

Notion de Discontinuité

0

10

20

30

40

50

60

70

0.01 0.1 1 10 100

Pas

sant

(%

)

Ouverture de tamis (mm)

Discontinuitée2.5 – 5.0 mm

Hau

teu

r d

u p

alie

r 3

4%

0

10

20

30

40

0.01 0.1 1 10 100

Pas

sant

(%

)

Ouverture de tamis (mm)

Enrobés spéciaux de surface, EP-10Relation Granularité / Texture de surface / Vides

Vbe = 12,5%Teneur en bitume 5,5%Vides visés � 13.0%Vides visés � 13.0%

Enrobés spéciaux de surface, EP-6Relation Granularité / Texture de surface / Vides

202122232425

Optimisation granulométrique EP-6Vides PCG en fonction du passant 2,5 mm

Teneur en bitume 5,75%Vides visés �13.0%

456789

101112131415161718192021

24 26 28 30 32 34 36

Vid

es

PC

G (

%)

Passant au 2,5 mm

25 girations

60 girations

200 girations

50 girations

Enrobés spéciaux de surface, ETM-10, EP-10, EP-6Enrobé très mince, Enrobés phoniques

EP-6

70

80

90

100Dimension de grosseur maximale = 10mm

EP-6

ETM-10

0

10

20

30

40

50

60

Pas

sant

(%)

Tamis ^ 0.45 (mm)

0,08 0,315 0,630 1,25 2,5 4 5 6,3 8 10 14

EP-10

Enrobés spéciaux de surface, EP-10Enrobés phoniques, aspect de surface

Absorption AcoustiquePresentation du tube de KUNDT

Générateur de FréquenceEnrobés EPLogiciel + système

d’acquisition

Bruit moteur:100Hz à 300Hz

Tube Cylindrique

Microphone+ Amplificateur

Son

s gr

aves

Son

s ai

gus

Bruit contact pneu-chaussée:± 1 000Hz

Étude d’absorption acoustique;EP-10 et EP-6 vs ESG-10Tube de Kundt

EP-10Fiche technique

Enrobés spéciaux de surface, ETM-10, EP-10, EP-6Formulation Type

CONSTITUANTS ETM-10 EP-10 EP-6

5 - 10 mm(1a, CPP>0,50)

62 – 72 % 72 – 82 %

4 - 6,3 mm 66 – 76 %

FORMULATION TYPE

(Source 1a, CPP>0,50)

0 – 2,5 mm(1)

24 - 30 % 14 - 20 % 20 - 26 %

Filler d’ajout 4 - 8 % 4 - 8 % 4 - 8 %

Bitume PG 70-28 5,25 – 5,75 % 5,25 – 5,50 % 5,25 – 5,75 %

Prix unitaire usine, $/tBitume PG 70-28, 800 $/t

± 90.00 ±90.00 ± 95.00

Prix unitaire au M²Matériaux

± 7.40(35 mm)

± 7.10(35 mm)

± 6.50(30 mm)

Enrobés spéciaux de surface, EP-6Production du calibre 4-6,3 mm

Suggestion de procédés de production:

.Tamisage de 0- 5 mm sec (en ligne de préférence) ou avec tamiseur portatif

haute fréquence 7’ X 20’, 2 ponts:

.0-2.5 mm, 2.5- 4 mm et 4- 6.3 mm;

.% de récupération de: 30-40 % pour 0-2.5 mm.% de récupération de: 30-40 % pour 0-2.5 mm

20-30 % pour 4-6.3 mm

.Production horaire de la fraction 4-6.3 mm de 20-35 t/h;

.Surcoûts de tamisage de 5-6 $/t;

.Prix de revient ± 15-20 $/t;

.Récupération de la fraction 2.5- 4 mm pour abrasif

.Ex. Projet de Mise en œuvre de 10 000 m² de EP-6:

.10 000 m² X 70 kg/m² (30 mm) = 700 tonnes

.70% de 4-6.3 mm = 500 tonnes �� 20 heures de tamisage

Enrobés spéciaux de surfaceETM-10, EP-10 et EP-6

Travaux a faire:

.Planches d’essais début 2013 (2-3 sections);

.Mesures d’efficacité de réduction du bruit;

.Banque de données d’études de formulations;.Banque de données d’études de formulations;

.Fiches techniques a valider;

.Fiches Contrôles internes / Externes

.Fabrication

.Mise en oeuvre

.Suivi des planches 2-3 ans

Enrobés a module élevé - EMEEnrobés a module élevé - EME

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Enrobés à modules élevés (structurants)EME-14, EME-10

Résumé de l’approche Technologique:.Enrobés bitumineux de base et liaison haute performance, Norme NF EN 13108-1;

.Application en couche d’épaisseur de 50 à 90 mm, EME-14;

.Application en couche d’épaisseur de 40 à 70 mm, EME-10;.Application en couche d’épaisseur de 40 à 70 mm, EME-10;

.Performances Mécaniques:

.Module de rigidité a 10°C de l’ordre de 14 000 Mpa (2 à 3 fois plus

élevé qu’une GB-20 a base de bitume PG 58-28);

.Résistance à la fissuration par retrait thermique jusqu’à -28°°°°C;

.Résistance en fatigue (déformations répétées 1 million de cycles) > 130 µdéformation;

.Résistance exceptionnel a l’orniérage;

Dimensionnement de chaussée, approche mécanisteComportement sous charge d’une structure flexible

– Modélisation de charge (jumelage de roues)

Mars 2010 - page 19

EPF

En

E2

E1 h1

h2

hn

ν1

νn

ν2

Développement Enrobés a Module Élevés EME au QuébecUtilisation de liant haute performance, PG 88-28

Pénétration à 25°C: 50/100 mm

EME-14 Bitume PG 88-28, optimisation granulaire Module résilient, traction indirecte

Module de rigidité mesuré selon la norme EN 12697-2 6sur les éprouvettes avec 4,0 % et 4,4 % de bitume V ersus la température

Demande d'essais n° 12-0214

y = 30156.2005e-0.0528x

R2 = 0.8997

10000090000

50000

80000

30000

70000

40000

60000

20000EME 0-14 mm avec

y = 26827.8963e-0.0556x

R2 = 0.9794

1000

10000

5 10 15 20 25

Température (°C)

Mod

ule

de ri

gidi

té (

MP

a)

2000

3000

4000

5000

6000700080009000

200004,0% de PG 88-28

EME 0-14 mm avec

4,4% de PG 88-28

EME-14Bitume PG 88-28, optimisation granulaire

Module Complexe , Traction-compression, LC 26-700, Temp. Réf. 14,4°C

EME-14Bitume PG 88-28, optimisation granulaire

Résistance en Fatigue , essai traction-compression

Méthode ÉTS, Traction-compression

10°C, 10Hz, Nf50%y = 331.7164x-0.0712

R² = 0.9340

Déf

orm

atio

n (s

ans

unité

)

DROITES DE FATIGUE EME-14

130 µdef

Pente

Droite typique EME, Méthode LCPCTraction par flexion

10°C, 25 Hz, Nf50% y = 2,058.6861x-0.2000

R² = 1.0000

10100000 1000000 10000000

Déf

orm

atio

n (s

ans

unité

)

Nombre de cycles

EME-14 Bitume PG 88-28, optimisation granulaire

Résistance au retrait thermique, Essai TSRST

EME-14Planche d’essai Novembre 2012

SCHÉMA DES PLANCHES DE RÉFÉRENCE EME - EBHPVERSION: 31 Octobre 2012

RUE BOURGNOGNE, BROSSARD

> 50 MÈTRES 50 @ 100 MÈTRES 50 @ 100 MÈTRES

ENROBÉS BITUMES PLANCHE DE RÉFÉRENCE PLANCHE EME PLANCHE EBHP ÉPAISSEUR

ESG-10 PG 64-28 4 CM

ESG-14 PG 58-28 6 CM

FONDATION GRANULAIRE, COUCHE DÉCOHÉSIONNÉE ± 2? CM

SOUS FONDATION GRANULAIRE RÉSIDUELLE ± ?? CM

NOTES: Tronçon Rues sans trafic poids lourds

Réhabilitation majeure

Instrumentation: Jauges de déformation et température

Grade du bitume de l 'enrobé EBHP-14, PG 88-28

Grade du bitume de l'enrobé EME-14 PG 88-28

EBHP-14 EME-14, Bitume 88-28

EME-14

EBHP-14

EME-14, planche d’essai rue Bourgogne, BrossardNovembre 2012

Instrumentations RDC-ÉTSS

EME-14, planche d’essai rue Bourgogne, BrossardNovembre 2012

Exemple de dimensionnement de chaussée avec EME-14Cas 12, fortement sollicitée

EXEMPLE D’UTILISATION d’EME-14 Comparaison des structures, EME-14 vs GB-20 et DCG

COMPARAISON STRUCTURE FLEXIBLE AVEC EME-14 VS GB-20 ET D.C.G BÉTON

TRONÇONS ROUTIERS

ANALYSÉS Aux limites inférieures des spécifications

Matériaux Épaisseur Matériaux Épaisseur Enrobé Matériaux Épaisseur Enrobé

mm mm total, mm mm total, mm

Boulevard Industriel DCG 270 ESG-10 50 ESG-10 50

Conception 30 ans ESG-14 60 EME-14 115

STRUCTURES UTILISANT GB-20 STRUCTURES UTILISANT EME-14

Logiciel Chaussée II Logiciel Alizé1.3

STRUCTURES RIGIDES BÉTON

Logiciel Winpass

Écas: 18,57 M GB-20 125 235 165 Indice Gel: 1231 °C.jrs MG-20 250 MG-20 250 MG-20 250

MG-56 670 MG-56 700 MG-56 770

Total 1190 Total 1185 Total 1185

Autoroute Moyennement DCG 290 ESG-10 50 ESG-10 50sollicitée, MS ESG-14 60 EME-14 130

Conception 30 ans GB-20 145 255 180 Écas: 30,69 M MG-20 250 MG-20 250 MG-20 250

Indice Gel: 1231 °C.jrs MG-56 650 MG-56 680 MG-56 755


Autoroute Fortement DCG 375 ESG-10 50 ESG-10 50

sollicitée, FS ESG-14 60 EME-14 180





EME-14

-38.5 µdef-38.5 µdef

-35.7 µdef

78.2 µdef71.3 µdef

Dimensionnement de chaussée avec EME-14Cas 12, fortement sollicitée


COMPARAISON STRUCTURE FLEXIBLE AVEC EME-14 VS GB-20 ET D.C.G BÉTON

Pente de la droite de fatigue b= -0.0712

TRONÇONS ROUTIERS

ANALYSÉS

Matériaux Épaisseur Matériaux Épaisseur Enrobé Matériaux Épaisseur Enrobé

mm mm total, mm mm total, mm

Boulevard Industriel DCG 270 ESG-10 50 ESG-10 50


Logiciel Winpass Logiciel Chaussée II Logiciel Alizé1.3

STRUCTURES UTILISANT EME-14

STRUCTURES RIGIDES BÉTON STRUCTURES UTILISANT GB-20

Réduction d’épaisseur de 40-50%


Écas: 18,57 M GB-20 125 235 120 Indice Gel: 1231 °C.jrs MG-20 250 MG-20 250 MG-20 250

MG-56 670 MG-56 700 MG-56 770


Autoroute Moyennement DCG 290 ESG-10 50 ESG-10 50

sollicitée, MS ESG-14 60 EME-14 80

Conception 30 ans GB-20 145 255 130

Écas: 30,69 M MG-20 250 MG-20 250 MG-20 250



Autoroute Fortement DCG 375 ESG-10 50 ESG-10 50

sollicitée, FS ESG-14 60 EME-14 100





EME-14 10 cm

-75.8 µdef-75.8 µdef

-35.7 µdef

102.2 µdef71.3 µdef

Enrobés a Module élevésEME-14 et EME-10

Travaux a faire:

.Étude de la résistance en fatigue, Premières applications / a valorisée par une approche de dimensionnement mécanistique, Logiciel OPECC de l’ÉTS ou Alizé LCPC;

.Retrait thermique TSRTS, approche maîtrisée

.Module complexe Traction-compression, approche maîtrisée

.Étude EME-10 en cours a 4.8% de bitume;

.Publication d’un Bulletin technique « Les enrobés à modules élevés EME »

.Fiches techniques a valider;


.Fabrication

.Mise en oeuvre

.Autres Planches d’essais début 2013;


Enrobé Municipale – EM-10Enrobé Municipale – EM-10

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Enrobés Municipale EM-10

Résumé de l’approche Technologique:.Enrobés bitumineux a granularité dense et a texture fermée;

.Application en couche d’épaisseur de 40 à 60 mm;

.Réduction de la ségrégation et facile de réparation;.Réduction de la ségrégation et facile de réparation;

.Teneur en bitume et en fines élevée;

Enrobés Municipale EM-10

Travaux a faire:

.Planches d’essais début 2013;

.Fiche technique a valider;.Fiche technique a valider;


.Fabrication

.Mise en oeuvre


Tableau Synthèse de SpécificationsTableau Synthèse de Spécifications

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Tableau Synthèse, Enrobés spéciauxCaractéristiques d’utilisation et composantes

Tableau Synthèse, Enrobés spéciauxFuseau granulométrique

Tableau Synthèse, Enrobés spéciauxVides PCG et résistance a l’orniérage

Tableau Synthèse, Enrobés spéciauxTenue a l’eau et performances rhéologiques

Merci de votre attentionMerci de votre attention

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