Optimisation de la composition des enrobés bitumineuxvis-à-vis de l’adhérence et son maintien dans le temps

ECEC SURFSURF

Clôture de l’opération ECOSURF Ifsttar (centre de Nantes) – Lundi 2 juin 2014

Christelle HERVOUET (CEREMA – DTER Ouest)Smail HAMLAT (CEREMA – DTER Ouest)Ferhat HAMMOUM (MAST/MIT-IFSTTAR)

• Présentation du sujet

• Démarche expérimentale

• Essais préliminaires de caractérisation des matériaux

PLAN DE LA PRÉSENTATION

2Optimisation de la formulation des enrobés vis-à-v is de l’adhérence et de sa durabilité dans le temps

• Essais préliminaires de caractérisation des matériaux

• Exploitation du plan d’expériences

• Comparaison des deux méthodes d’essais

• Conclusions et perspectives

• OBJECTIFS

� Identification des paramètres de surface influents surl’adhérence et sa durabilité dans le temps

� Modélisation de l’évolution du frottement des enrobés pourcouche de roulement

• D

PRÉSENTATION DU SUJET

3

• DÉMARCHE

• VALORISATION

Outil d’aide à la décision pour la conception et l’entretien des couches de roulement

Choix des paramètres de

l’étude

Mise en place d’un plan

d’expériences

Proposition d’un modèle

prédictif

Optimisation de la formulation des enrobés vis-à-v is de l’adhérence et de sa durabilité dans le temps

• CHOIX DES PARAMÈTRES DE L’ÉTUDE

� PARAMÈTRES ÉTUDIÉS

PRÉSENTATION DU SUJET

4

� FORMULATION

� Courbes granulométriques de références� Recompositions identiques pour les deux liants� Module de richesse constant

Optimisation de la formulation des enrobés vis-à-v is de l’adhérence et de sa durabilité dans le temps

• DÉMARCHE DE SUIVI DES CORPS D’ÉPREUVES

� Mesures de PMT sur les plaques d’enrobés� Mesures des pourcentages de vides dans les plaques� Carottage des plaques � Numérisation de la surface des éprouvettes après carottage

DÉMARCHE EXPÉRIMENTALE

5

� Numérisation de la surface des éprouvettes après carottage� Mesure de texture� Essai WS (méthode française ou européenne) � Numérisation de la surface des éprouvettes après polissage� Mesure de texture après polissage

• OBJECTIF DU SUIVI

Comparer les états avant et après polissage

Optimisation de la formulation des enrobés vis-à-v is de l’adhérence et de sa durabilité dans le temps

• DESCRIPTION DES DEUX MÉTHODES D’ESSAIS W&S

Méthode française

• Mesure initiale

• Mesure à différents stades de polissage (visualisation de la phase de décapage du

liant et suivi de la cinétique de polissage)

DÉMARCHE EXPÉRIMENTALE

6

liant et suivi de la cinétique de polissage)

Méthode européenne EN 12697-49Méthode européenne EN 12697-49• Mesure initiale

• Mesure après sablage (décapage et création de microtexture)

• Mesure à 90 000 et 180 000 cycles de polissage

Changement de la solution de silice après chaque essai

Mesure initiale et finale sur la plaque de verre

Optimisation de la formulation des enrobés vis-à-v is de l’adhérence et de sa durabilité dans le temps

• SABLAGE DES ÉPROUVETTES

DÉMARCHE EXPÉRIMENTALE

7

� Corindon de granulométrie 0,5/1 mm� Distance de 70 mm entre la buse et la surface

� Angle entre la direction de l’air et la surface de 75°� Pression de 6,0 bars� 120 secondes d’exposition

Optimisation de la formulation des enrobés vis-à-v is de l’adhérence et de sa durabilité dans le temps

• CARACTÉRISATION DES GRANULATS

� PROPRIÉTÉS INTRINSÈQUES

ESSAIS PRÉLIMINAIRES

Calcaire Diorite Porphyre

Los Angeles 22 12 16

Micro Deval 14 10 21

PSV 37 52 70

8

PSV 37 52 70

0.000

0.100

0.200

0.300

0.400

0.500

0.600

0.700

0 20000 40000 60000 80000 100000 120000 140000 160000 180000

Coe

ffici

ent d

e fr

otte

men

t

Nombres de passages de cônes

Calcaire (PSV 37) Diorite (PSV 52) Porphyre (PSV 70)

� RÉSISTANCE AU POLISSAGE AVEC LA MACHINE W&S

Optimisation de la formulation des enrobés vis-à-v is de l’adhérence et de sa durabilité dans le temps

• CARACTÉRISATION DES TEXTURES DES ENROBÉS

� MESURES DE PMT SUR LES PLAQUES D’ENROBÉS

CARACTÉRISATION DES ÉCHANTILLONS

y = 0,163x - 0,0131.01.21.41.61.82.0

Mes

ure

moy

enne

de

PM

T

(en

mm

)

BBTM 0/10 BBTM 0/6 BBTM 0/4BBTM 0/10 BBTM 0/6 BBTM 0/4

Moyenne 1,61 0,99 0,62

Ecart type 0,176 0,079 0,052

9Optimisation de la formulation des enrobés vis-à-v is de l’adhérence et de sa durabilité dans le temps

y = 0,163x - 0,013

R² = 0,93

0.00.20.40.60.81.0

0 2 4 6 8 10

Mes

ure

moy

enne

de

PM

T

(en

mm

)

Granularité des enrobés

Augmentation des valeurs PMT en fonction de la granularité des enrobés

Ecart type 0,176 0,079 0,052

11 % 8 % 8 %

Cohérent avec les fait que les passants à 6,3 mm sont plus dispersés(10% de variation)

Les valeurs PMT des BBTM 0/10 sont plus dispersées

• DÉROULEMENT DE LA CAMPAGNE D’ESSAIS

� ESSAIS WS SANS SABLAGE : MÉTHODE FRANÇAISE

� Éprouvettes avec liant modifié (tirage aléatoire)Nettoyage des cônes de polissage et essai WS sur granulats

Changement du jeu de patins de mesure

� Éprouvettes avec liant pur (tirage aléatoire)

CARACTÉRISATION DES ÉCHANTILLONS

10

� Éprouvettes avec liant pur (tirage aléatoire)Nettoyage des cônes de polissage et essai WS sur granulats

Changement du jeu de patins de mesure

� ESSAIS WS AVEC SABLAGE : MÉTHODE EUROPÉENNE

� Éprouvettes avec liant modifié (tirage aléatoire)Nettoyage des cônes de polissage et essai WS sur granulats

Changement du jeu de patins de mesure

� Éprouvettes avec liant pur (tirage aléatoire)Nettoyage des cônes de polissage et essai WS sur granulats

Changement du jeu de patins de mesure

Optimisation de la formulation des enrobés vis-à-v is de l’adhérence et de sa durabilité dans le temps

EXPLOITATION DU PLAN D ’EXPÉRIENCES

• LES RÉSULTATS SERONT DISPONIBLES DANS LE RAPPORT DE

THÈSE. LA SOUTENANCE EST PRÉVUE LE 6 OCTOBRE 2014 À

L’IFSTTAR NANTES.

11Optimisation de la formulation des enrobés vis-à-v is de l’adhérence et de sa durabilité dans le temps

MERCI DE VOTRE ATTENTION

12

MERCI DE VOTRE ATTENTION

Optimisation de la formulation des enrobés vis-à-v is de l’adhérence et de sa durabilité dans le temps