Jean-Luc FORT

Responsable du Service Entretien et Exploitation de la Routes

Le 27 novembre 2014

CONSEIL GÉNÉRAL DE LA VIENNEJOURNÉE D'INFORMATION

COUCHES D'ACCROCHAGE

EMULSION À RUPTURE RAPIDE

� Remerciements à Sylvain NGUYEN du Laboratoire Régional des Ponts et Chaussées d’Angers, CEREMA qui a préparé cette présentation pour une formation aux personnels techniques de la Direction des Routes en 2011.

INTRODUCTION

� Dans les années 70 : bitume très cher

� L'absence de couche d’accrochage a conduit à une dégradation rapide des enrobés de surface sous climat chaud (sud) et froid (est) => réparations coûteuses

� Phénomène de fatigue accéléré de la structure vérifiépar une modélisation selon la méthode du guide technique de conception et dimensionnement des structures de chaussées de 1994

INTRODUCTION

� Modélisation pour une chaussée TC5.20

� PF3 + 20 GNT + 13 GB3 + 6 BBSG (fiche 26 du catalogue 1998)

� Interface GB / BBSG décollée : durée de service divisée par 3,8

INTRODUCTION

Les diverses couches d’une chaussée doivent fonctionner comme un ensemble monolithique

Ainsi, chaque couche ne se déforme pas uniquement en fonction de ses caractéristiques mais aussi en fonctions des caractéristiques des couches auxquelles elle est collée

Les conditions aux interfaces des couches sont très importantes. Le dimensionnement optimal de la chaussée implique un collage effectif et pérenne des couches entre elles (matériaux traités/non traités et traités/traités)

INTRODUCTION

INTRODUCTION

� Dans les années 90, apparition de couches minces, augmentation du trafic PL : efforts de cisaillements plus conséquents

� Rôle encore plus important de la couche d'accrochage (adhésivité et cohésion)

� Les couches d’accrochage ont pour principal avantage d’améliorer la longévité d’une chaussée, en évitant les cisaillements entre les couches

INTRODUCTION

� Couche d'accrochage : technique très employée àtravers le monde

� Liant utilisé: émulsions cationiques principalement (sauf aux USA = liant pur identique à celui des enrobés voire émulsion anionique)

� International : quantités minimales varient de 120 à 400 g de liant résiduel par m² pour l’accrochage d’un enrobé bitumineux traditionnel

� En France : liant de pénétrabilité 35-50, 70-100 ou 160-220.

SPÉCIFICATIONS

Performance de la couche d'accrochage dépend notamment de :� Le comportement de montée en cohésion et de prise

� la viscosité

� la solidité de liaison

� l’adhésion aux pneus (« décollement »)

La capacité d’adhésion dépend du dosage du liant dans l’émulsion, de la dureté du bitume et de l’utilisation éventuelle de polymères.

La couche d’accrochage doit être sélectionnée en fonction du type de liant résiduel requis pour le revêtement à coller (ex : liant modifié si BBTM au liant modifié)

SPÉCIFICATIONS

Le type d’émulsion varie en fonction de l’épaisseur de la couche de revêtement.

A titre indicatif, plus une couche de revêtement est fine, plus le liant résiduel de la couche d'accrochage doit être cohésif (ex : par ajout de polymères)

Produits répandus en plus de l'émulsion de bitume� Tensio actif pour améliorer la répartition du film de liant sur le support

� Rupteur pour accélérer la rupture de l'émulsion dans les cas où les conditions sont défavorables (température au sol inférieure à 10 °C, humidité élevée, peu d’ensoleillement, etc.)

SPÉCIFICATIONSRépandage mécanique pour un meilleur contrôle des paramètres et une mise en œuvre continue et régulière

Nécessité d'une rupture rapide pour éviter de coller aux pneumatiques

� Rupture de 5 à 20 mn pour les plus rapides, en fonction de la formulation

Finisseur à rampe intégrée (pour les BBUM à l'origine)� émulsion répandue quelques centimètres avant la table du

finisseur, pas de collage aux pneumatiques

Vitesse de rupture sensible aux conditions météo : modification de la teneur en eau

EMULSION À RUPTURE RAPIDE

� Présentation :

Les émulsions cationiques sont encadrées par la norme NF EN 13808 de septembre 2005 : « cadre de spécifications pour les émulsions cationiques de liants bitumineux ».

Le comportement à la rupture est déterminé par la méthode des fines minérales : NF EN 13075-1.

Indice de rupture : « nombre sans dimension correspondant à la quantité de fines de référence, en grammes, nécessaire pour coaguler 10 g d’émulsion de bitume ».

� Des fines de référence sont ajoutées à une vitesse constante àune quantité prescrite d’émulsion sous agitation.

� Lorsque l’émulsion est complètement rompue, la quantité de fines ajoutée est déterminée par pesée,

� Indice de rupture :

Masse de fines ajoutée (g) x 100

Masse d’émulsion

INDICE DE RUPTURE – PRINCIPE DE L’ESSAI

VITESSE DE RUPTURE

� La norme NF EN 13808 propose des classes de performance des émulsions de 0 à 9, dont l’indice de rupture est un élément : tableau 3 de la norme.

� Pour avoir une notion de rapidité de la rupture, il faut se référer àl’avant propos national de cette norme : Tableau NA.1.

� Rupture rapide (=ECR) :

Indice de rupture < 80 (classe 2),

Ou 50-100 (classe 3),

Ou 70-130 (classe 4).

SPÉCIFICATIONS

� Travaux préparatoires à la mise en place de la couche d'accrochage : cf norme NF P 98150-1 relative à l'exécution des assises de chaussées, couches de liaison et couches de roulement

� Elimination des plaques de ressuage

� Elimination de la signalisation horizontale (résine) si couche mince

� Si fraisage, élimination des plaques ponctuelles non fraisées (éviter feuilletage)

� Balayage (poussières, souillures, feuilles, etc.)

SPÉCIFICATIONS

� Dosage minimal en liant résiduel du CCTP « enrobés à chaud » 2010 : 300 g/m²

� Dosages à adapter à l'état du support, léger gravillonnage possible en protection (ex : 3 L/m²)

� Exemples � sur un BBMa très ouvert : plutôt 400 g/m²

� sur un BBSG ressuant : plutôt 300 g/m²

� pour un BBTM sous fort trafic (>350 PL/j/sens) : 400 g/m², bitume modifié

SPÉCIFICATIONS

� Dosage minimal en liant résiduel : tableau 3 de la norme NF P 98150-1 :

SPÉCIFICATIONS

�Couche d’accrochage nécessaire pour une mise en œuvre d’un tapis d’enrobé, pas forcément pour une reprofilage = travail en fatigue dans un cas, et pas dans l’autre !