Les enrobés du MTQ : relation Les enrobés du MTQ : relation entre leurs caractéristiques, leur entre leurs caractéristiques, leur

mise en œuvre et leur performance mise en œuvre et leur performance sur la routesur la route

Michel Paradis, ing. M.Sc.Michel Paradis, ing. M.Sc.

Transports QuébecTransports Québec

Service des matériaux d’infrastructuresService des matériaux d’infrastructures

Colloque Bitume QuébecColloque Bitume Québec

La mise en œuvre des enrobés bitumineuxLa mise en œuvre des enrobés bitumineux

2525--27 novembre 2008 27 novembre 2008 -- BouchervilleBoucherville

Survol de la présentation

•• Historique et statistiquesHistorique et statistiques

•• Concepts de base de la méthode LCConcepts de base de la méthode LC

•• Essais de laboratoireEssais de laboratoire•• Essais de laboratoireEssais de laboratoire

•• Enrobés de la norme 4202 et leurs usagesEnrobés de la norme 4202 et leurs usages

•• Tableau de sélection des enrobésTableau de sélection des enrobés

•• Les additifs et les nouvelles techniquesLes additifs et les nouvelles techniques

•• ConclusionsConclusions

Historique de la méthode LC

•• 19911991: Études sur la méthode française: Études sur la méthode française

•• 19931993: Études sur la méthode Superpave: Études sur la méthode Superpave

-- Premier enrobé LC (EGPremier enrobé LC (EG--12,5)12,5)-- Premier enrobé LC (EGPremier enrobé LC (EG--12,5)12,5)

•• 19941994--19951995: Mise au point la méthode LC: Mise au point la méthode LC

-- Création des enrobés EGCréation des enrobés EG--10 et EGA10 et EGA--1010

•• 19961996: Enrobés ESG: Enrobés ESG--10 et ESG10 et ESG--1414

•• 19971997: Normalisation de la méthode LC: Normalisation de la méthode LC

Historique de la méthode LC

•• 20042004--20072007: Normalisation du GB: Normalisation du GB--20, du SMA20, du SMA--10, du ESG10, du ESG--5, du EC5, du EC--10, du EC10, du EC--5 et du EGM5 et du EGM--10.10.

•• 20082008: Il n’y a plus de mise à niveau de la norme : Il n’y a plus de mise à niveau de la norme •• 20082008: Il n’y a plus de mise à niveau de la norme : Il n’y a plus de mise à niveau de la norme 4201 et seuls les enrobés de la norme 4202 4201 et seuls les enrobés de la norme 4202 doivent apparaître dans les devis du MTQ. doivent apparaître dans les devis du MTQ.

Quelques statistiques…Quantités d’enrobés selon la norme 4202Quantités d’enrobés selon la norme 4202

20072007

Type d’enrobéType d’enrobéQuantitéQuantité ProportionProportion

(tonnes)(tonnes) (%)(%)

GBGB--2020 244 738244 738 11,3%11,3%GBGB--2020 244 738244 738 11,3%11,3%

ESGESG--1414 158 643158 643 7,3%7,3%

ESGESG--1010 1 267 2591 267 259 58,6%58,6%

EGEG--1010 182 273182 273 8,4%8,4%

EGAEGA--1010 77 25377 253 3,6%3,6%

ECEC--1010 157 333157 333 7,3%7,3%

EGMEGM--1010 23 41323 413 1,1%1,1%

ESGESG--55 51 23551 235 2,4%2,4%

Tonnage 4202: Tonnage 4202: 2 162 228 tonnes2 162 228 tonnes74,54%74,54%

Tonnage total: Tonnage total: 2 900 641 tonnes2 900 641 tonnes

Concepts de baseApproche volumétriqueApproche volumétrique

On fixe le volume de bitume pour chaque enrobé On fixe le volume de bitume pour chaque enrobé (Volume de bitume effectif : V(Volume de bitume effectif : Vbebe))

Formulation en 2 niveauxFormulation en 2 niveaux

Niveau 1 : maniabilitéNiveau 1 : maniabilité

Niveau 2 : orniérageNiveau 2 : orniérage

Niveau 3 : Module complexe, fatigue, retrait Niveau 3 : Module complexe, fatigue, retrait thermique (en développement)thermique (en développement)

Formulation de niveau 1 :Presse à cisaillement giratoire

Pression de 600 kPaPression de 600 kPa

Moule de 150 mmMoule de 150 mm

30 girations30 girationspar minutepar minute 1,25 1,25 00

Formulation de niveau 2 : Essai à l’orniéreur

Essai à l’orniéreurEssai à l’orniéreur•• Pas plus de 10 mm Pas plus de 10 mm

d’ornière;d’ornière;

•• Lectures et exigences à 1000, Lectures et exigences à 1000, •• Lectures et exigences à 1000, Lectures et exigences à 1000, 3000 et 30 000 cycles3000 et 30 000 cycles

•• Charges appliquées : 5 kNCharges appliquées : 5 kN

•• Pression du pneumatique : Pression du pneumatique : 600 kPa600 kPa

•• Température d’essai : 50, 58 Température d’essai : 50, 58 et 60 et 60 °°C.C.

( )( )φωε

ωσ−

=t

tE

sin

sin*

Formulation de niveau 3 : Formulation de niveau 3 : Module complexe et résistance à la fatigue Module complexe et résistance à la fatigue des enrobésdes enrobés

Essai de tensionEssai de tension--compression cyclique sur cylindre.compression cyclique sur cylindre.

Le Le module complexemodule complexeest le rapport entre la contrainte et la déformation pour est le rapport entre la contrainte et la déformation pour un matériau viscoélastique. un matériau viscoélastique. (Méthode LC 26(Méthode LC 26--700)700)

Déformation = 50 Déformation = 50 µεµεFréquences = Fréquences = 0.1, 0.3, 1, 3 et 10 Hz0.1, 0.3, 1, 3 et 10 HzTempératures = Températures = --20, 20, --10, 0, 10, 20, 30, 40, 5010, 0, 10, 20, 30, 40, 50°°CC

Nomenclature des enrobés LC

Enrobés grenus (EG)Enrobés grenus (EG)EGEG--10, EGA10, EGA--10, EGM10, EGM--1010Enrobés semiEnrobés semi--grenus (ESG)grenus (ESG)ESGESG--10, ESG10, ESG--14, ESG14, ESG--55

Norm

e 4202

ESGESG--10, ESG10, ESG--14, ESG14, ESG--55Enrobé de correctionEnrobé de correctionECEC--10, EC10, EC--55Enrobés à matrice de pierreEnrobés à matrice de pierreSMASMA--1010Enrobé pour couche de baseEnrobé pour couche de baseGBGB--2020

Norm

e 4202

ESG-10 vs EG-10ESGESG--1010 EGEG--1010

UsageUsage SurfaceSurface SurfaceSurface

VVbebe 12,2 %12,2 % 12,4%12,4%VVbebe 12,2 %12,2 % 12,4%12,4%

MacrotextureMacrotexture Très bonneTrès bonne ExcellenteExcellente

Diminution du Diminution du BruitBruit

BonBon Très bonTrès bon

Classe de Classe de bitumebitume

TousTous PG 64PG 64--34 ou 34 ou

PG 70PG 70--2828

ESG-10 vs EG-10Enrobé grenu (EG-10) Enrobé semi-grenu (ESG-10)

ESG-10 vs EG-10En résumé…En résumé…•• Le ESGLe ESG--10 est l’enrobé de surface le plus utilisé, 10 est l’enrobé de surface le plus utilisé,

il performe bien sur tous types de route;il performe bien sur tous types de route;•• Le EGLe EG--10 est utilisé sur autoroute, près des zones 10 est utilisé sur autoroute, près des zones •• Le EGLe EG--10 est utilisé sur autoroute, près des zones 10 est utilisé sur autoroute, près des zones

urbaines (diminution du bruit : contact pneuurbaines (diminution du bruit : contact pneu--chaussée) et possède une texture de surface très chaussée) et possède une texture de surface très ouverte;ouverte;

•• Le EGALe EGA--10 est similaire (granulométrie) au 10 est similaire (granulométrie) au EGEG--10 mais avec 1,3% de fibres d’amiante et une 10 mais avec 1,3% de fibres d’amiante et une plus forte teneur en bitume.plus forte teneur en bitume.

Enrobé grenu mince (EGM-10)Usages prévusUsages prévus•• Intervention palliative (Intervention palliative (~5 ans);~5 ans);•• Enrobé pour couche de surface;Enrobé pour couche de surface;CaractéristiquesCaractéristiquesCaractéristiquesCaractéristiques•• Excellente résistance à l’orniérage et forte texture Excellente résistance à l’orniérage et forte texture

de surface;de surface;•• Épaisseur de pose : 30 à 50 mm;Épaisseur de pose : 30 à 50 mm;Points à considérerPoints à considérer•• Corrections à la surface à recouvrir;Corrections à la surface à recouvrir;•• Vérifier la mise en oeuvre (planche d’essai).Vérifier la mise en oeuvre (planche d’essai).

EGMEGM--1010

•• 30 mm;30 mm;

•• Teneur en Teneur en

Enrobé grenu mince (EGM-10)

•• Teneur en Teneur en bitume faible;bitume faible;

•• Texture ouverte;Texture ouverte;

•• Bonne résistance Bonne résistance à l’orniérageà l’orniérage..

ESG-14 vs GB-20

ESGESG--1414 GBGB--2020

UsageUsage Couche uniqueCouche unique

Couche de baseCouche de baseCouche de baseCouche de base

VVbebe 11,4 %11,4 % 10,2%10,2%

ManiabilitéManiabilité ManiableManiable Peu maniablePeu maniable

Épaisseur min.Épaisseur min. 60 mm60 mm 80 mm80 mm

Capacité de Capacité de supportsupport

Très bonneTrès bonne ExcellenteExcellente

ESG-14 vs GB-20

En résumé…En résumé…

•• Le GBLe GB--20 reste le meilleur choix pour une couche 20 reste le meilleur choix pour une couche de base. Possibilité d’utiliser le ESGde base. Possibilité d’utiliser le ESG--14 (temps 14 (temps plus froid) mais diminution de capacité portante et plus froid) mais diminution de capacité portante et plus froid) mais diminution de capacité portante et plus froid) mais diminution de capacité portante et de résistance à l’orniérage;de résistance à l’orniérage;

•• Le ESGLe ESG--14 performe bien en couche unique mais 14 performe bien en couche unique mais il est plus difficile à formuler.il est plus difficile à formuler.

Enrobé à matrice de pierre SMA-10Usages prévusUsages prévus•• Enrobé pour couche de surface;Enrobé pour couche de surface;•• Utilisé surtout sur autoroutes ou routes avec fort Utilisé surtout sur autoroutes ou routes avec fort

volume de circulation et poids lourds;volume de circulation et poids lourds;CaractéristiquesCaractéristiques•• Excellente résistance à l’orniérage et forte texture de Excellente résistance à l’orniérage et forte texture de

surface;surface;•• Épaisseur de pose : 25 à 50 mm;Épaisseur de pose : 25 à 50 mm;Points à considérerPoints à considérer•• Corrections à la surface à recouvrir;Corrections à la surface à recouvrir;•• Vérifier la mise en oeuvre (planche d’essai).Vérifier la mise en oeuvre (planche d’essai).

Enrobé à matrice de pierre SMA-10

Enrobé à matrice de pierreEnrobé à matrice de pierre Enrobé conventionnelEnrobé conventionnel

Enrobé à matrice de pierre SMA-10

Enrobé à matrice de pierre SMA-10 avec bardeau

EC-10 & EC-5Usages prévusUsages prévus•• Enrobés pour couche de correction et pour rapiéçage Enrobés pour couche de correction et pour rapiéçage

manuel (ECmanuel (EC--5);5);•• Ne devrait pas être utilisé systématiquement en couche de Ne devrait pas être utilisé systématiquement en couche de

roulement sur des autoroutes et sur les routes très roulement sur des autoroutes et sur les routes très sollicitées;sollicitées;sollicitées;sollicitées;

CaractéristiquesCaractéristiques•• Très maniable;Très maniable;•• Épaisseur de pose : 20 à 40 mm (ECÉpaisseur de pose : 20 à 40 mm (EC--10)10)Points à considérerPoints à considérer•• EGMEGM--10 plus adapté en couche de surface que le EC10 plus adapté en couche de surface que le EC--10;10;•• En couche de surface : viser le côté pierreux (entre 66 et En couche de surface : viser le côté pierreux (entre 66 et

70% au tamis 5mm).70% au tamis 5mm).

ESG-5 – Chaussée à durée de vie prolongée

Enrobé à moduleEnrobé à module

30 à 60 mm SMA30 à 60 mm SMA--10, EG10, EG--10, ESG10, ESG--1010

}100 mm100 mmàà

ZoneZonede compressionde compression

GBGB--2020

Effort maximum en tensionEffort maximum en tension

Fondation granulaire ou stabiliséeFondation granulaire ou stabilisée

Enrobé Enrobé ESGESG--55 résistant à larésistant à lafatigue 75 à 100mmfatigue 75 à 100mm

Enrobé à moduleEnrobé à moduleélevé etélevé et résistantrésistant ààl'orniérage. Épaisseurl'orniérage. Épaisseurselon le besoinselon le besoin

} àà150 mm150 mm

de compressionde compressionélevéeélevée

Le choix des enrobés et usages

ModificationModification dudu pourcentagepourcentage dede RAPRAP::augmenteraugmenter dede 1515 àà 2020%%

PProjetrojet dede rechercherecherche pourpour évaluerévaluer lesles propriétéspropriétés mécaniquesmécaniques dede

Les enrobés avec recyclés

l’enrobél’enrobé comportantcomportant diversdivers pourcentagepourcentage dede RAPRAP::

�� 0%, 15%, 20%, 25% et 30%;0%, 15%, 20%, 25% et 30%;

•• Essais sur l’enrobé: densité max, PCG, orniéreur, retrait Essais sur l’enrobé: densité max, PCG, orniéreur, retrait thermique;thermique;

•• Essais sur le bitume récupéré: Tb, Te, FTIR et pénétration.Essais sur le bitume récupéré: Tb, Te, FTIR et pénétration.

Critères d’utilisation du bardeauCritèresCritères Enrobés de surfaceEnrobés de surface Enrobés de baseEnrobés de base

% autorisé dans % autorisé dans l’enrobél’enrobé

≤ 3,0 %≤ 3,0 % ≤ 5,0 %≤ 5,0 %

Dimension du bardeauDimension du bardeau ≤ 10 mm≤ 10 mm ≤ 10 mm≤ 10 mmDimension du bardeauDimension du bardeau ≤ 10 mm≤ 10 mm ≤ 10 mm≤ 10 mm

Ajustement de la teneur Ajustement de la teneur en bitume par rapport à en bitume par rapport à

la teneur initialela teneur initiale≤ 0,24 % (*)≤ 0,24 % (*) ≤ 0,40 % (*)≤ 0,40 % (*)

Conditions de Conditions de circulationcirculation

DJMA < 10DJMA < 10 000000Non autorisé sur les Non autorisé sur les

autoroutesautoroutesAucune restrictionAucune restriction

(*) Pour chaque 1% de bardeau ajouté dans l’enrobé, il est permis de diminuer la teneur en bitume d’ajout de 0,08%. Ceci correspond à une mobilisation du bitume du bardeau égale à 40%, sur la base d’une teneur en bitume de 20% pour le bardeau.

Les enrobés tièdesAvantages environnementauxAvantages environnementaux

•• Diminution des température de malaxage et de Diminution des température de malaxage et de compactage;compactage;

•• Moins de fumées pour les travailleursMoins de fumées pour les travailleurs•• Moins de fumées pour les travailleursMoins de fumées pour les travailleurs

Avantages économiquesAvantages économiques

•• Demande moinsDemande moins d’énergie pour chauffer les d’énergie pour chauffer les constituants.constituants.

15 000 tonnes d’enrobés tièdes posés en 2008.15 000 tonnes d’enrobés tièdes posés en 2008.

Les enrobés tièdes (Rtes 122 et 155)

Conclusions

•• La norme 4202 (enrobés formulés à la PCG) est La norme 4202 (enrobés formulés à la PCG) est complète et réponds à tous les besoins du MTQ;complète et réponds à tous les besoins du MTQ;

•• La norme 4201 est archivée et sera utilisée La norme 4201 est archivée et sera utilisée seulement pour les contrats en parachèvement;seulement pour les contrats en parachèvement;

•• Le tableau «Le tableau « Critères de sélection des enrobésCritères de sélection des enrobés » se » se veut un bon résumé pour les usages, les veut un bon résumé pour les usages, les performances, la mise en œuvre et les épaisseurs performances, la mise en œuvre et les épaisseurs de poses pour chaque types d’enrobés;de poses pour chaque types d’enrobés;

•• Le pourcentage permis d’enrobés recyclés dans Le pourcentage permis d’enrobés recyclés dans les nouveaux enrobés est passé de 15 à 20% en les nouveaux enrobés est passé de 15 à 20% en 2008;2008;

Conclusions (fin)

•• Les bardeaux d’asphalte (usage libre en respectant Les bardeaux d’asphalte (usage libre en respectant les critères d’utilisation) et les enrobés tièdes les critères d’utilisation) et les enrobés tièdes (projets expérimentaux) peuvent être utilisés sur le (projets expérimentaux) peuvent être utilisés sur le réseau routier du MTQ, en assurant un suivi de réseau routier du MTQ, en assurant un suivi de comportement.comportement.

Questions?Questions?