1 Chauss Chauss é é e e à à dur dur é é e de vie e de vie prolong prolong é é e et e et les nouveaux enrob les nouveaux enrob é é s s Laboratoire des chaussées Transports Québec Pierre Langlois, ing. M. Ing.
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
1
ChaussChausséée e àà durduréée de vie e de vie prolongprolongéée et e et
les nouveaux enrobles nouveaux enrobééss
Laboratoire des chausséesTransports Québec
Pierre Langlois, ing. M. Ing.
2
L'expérience acquiseCertaines chaussées ont des durées de vies écourtées malgré une mise en œuvre impeccable:Dégradations conduisant à une intervention majeure de la chaussée:
Fatigue;Orniérage structural;Gonflement et soulèvement au gel.
3
L'expérience acquiseD'autres chaussées sont mieux réussies et vieillissement mieux…
Points communs:Respect des normes:Bon comportement au gelBonne capacité portante de la fondationBonne épaisseur de revêtementBon suivi de la qualité durant les travauxMise en place selon les règles de l’art
Autoroute 30 St-Constant
Autoroute 73 StonehamAutoroute 73 Stoneham(161 mm BB)
Autoroute 30 St-Constant (1993)Autoroute 73 Stoneham (1994)Route 132 Longueuil (1995)Route 155 St-Célestin (1998)
4
Dimensionnement
- Fissures de fatigue- Orniérage
Fissuration transversale
Soulèvementsadmissibles
Structurale- Propriétés en fatigue des enrobés- Modules de déformation- Variation saisonnières- Trafic
Thermique- Bitume- Enrobé
Effet du gel- Climat- Sols et matériaux
Conception des chaussées souples à durée de vie prolongée au Québec
5
Des concepts éprouvésCette présentation traite essentiellement du phénomène de fatigue des revêtements;S'applique seulement en construction;Le concept considère les fondations granulaires comme étant performantes;Utilisation de concepts déjà existant:
Revêtements bitumineux de forte épaisseur; Distribution des contraintes en profondeur;Planage et resurfaçage;
Utilisé aux USA et en Europe.
6
Les objectifs
Structures de chaussées à longue durée de vie
Augmentation de la durée de vie actuelle
Les dégradations se limitent à la couche de surface
Entretiens mineurs (scellement de fissures, etc)Planage et resurfaçage
7
Le pourquoi ?Avantages
Moins d'interventions et d'entretienMoins d'inconvénients pour les usagersCoûts inférieur en entretien
DésavantageCoûts supérieur à la construction
8
Un peu de théorie
tension
compression
9
єt
Déformationen tension (єt) à la basede l’enrobé bitumineux.
La réaction de la chaussée sollicitée
Infrastructure
Fondation et Fondation et soussous--fondationfondation
10
Le mécanisme de déformation d'une chaussée
Flexionrépétée
Conduit aux fissures de fatigue
Déformationrépétée
Conduit àl’orniéragestructural
Enrobés
Fondation et sous fondationFondation et sous fondation
Infrastructure
11
Les effets de la fatigue
Contrainte en tension
Contrainte
Durée de vie (fatigue)
Durée de vie
indéfinie
Contrainte en compression
La fatigue dans le revêtement;Contrainte en tension diminue avec l’épaisseur du revêtement;Faible épaisseur = Contrainte élevée;Contrainte élevée = Durée de vie raccourcie.
12
Les effets de la fatigue
Contrainte en tension
Contrainte
Durée de vie (fatigue)
Durée de vie
indéfinie
Contrainte en compression
La fatigue dans le revêtement;Contrainte en tension diminue avec l’épaisseur du revêtement;Épaisseur élevée = Contrainte plus faible;Contrainte plus faible sous la limite = Durée de vie indéfinie.
13
Les effets de la fatigue
Durée de vie (fatigue)
Contrainte
Teneur en bitume élevée
Faible teneur en bitume
Durée de vie indéfinie
La fatigue dans le revêtement;Teneur en bitume élevée = meilleure résistance en tension;Bitume modifiés = meilleure résistance en tension.
14
La solution
Effort maximum en tension
Fondation granulaire ou stabilisée
Enrobé ESG-5 résistant à lafatigue 75 à 100mm
Enrobé à moduleélevé et résistant àl'orniérage. Épaisseurselon le besoin
30 à 60 mm SMA-10, (EG-10, ESG-10)
}100 mmà
150 mm
Zonede compression
élevée
GB-20
15
Le choix du bitume
Fondation granulaire ou stabilisée
Température
Pro
fon
deu
r
Changement de température
Bitume haute performance
"H" identique au bitume de surface
"L" une classe au-dessus du bitume de surface
"H" selon la température (profondeur)
"L" une classe au-dessus du bitume de surface
16
Le choix du bitume (exemple zone 2)
Fondation granulaire ou stabilisée
Température
Pro
fon
deu
r
Changement de température
PG 64- 34
PG 64-28 ou 58-34
PG 58 - 28
17
Tamis (mm)5 10 140.080 2.5
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110
% P
assa
nt
Tamis (µm)0.45
SMASMA--1010
ESGESG--55
GBGB--2020
Exemples de granulométries des nouveaux enrobés
18
L'enrobé anti-fatigue
Revêtement de base résistant à la fatigue
Blocage des granulats100% fracturésTeneur élevée en fines
BitumeTeneur en bitume élevéPolymèresAddition possible de fibres minérales
Teneur en videsCompacité minimale de 93%
ESG-5
19
ESG-5Enrobé semi grenu 5 mm;Formulé à la presse à cisaillement giratoire;Enrobé antifissure;Enrobé couche de base(Chaussée à durée de vie prolongée)
20
ESG-5
21
L'enrobé anti-fatigueCaractéristiques de l’enrobé ESG-5
Tamis 10 mm = 100%Tamis 5 mm = 85-100%Tamis 2,5mm = 50-70%Tamis 80 um = 4-12%Vbe = 16,0%Vides à 6 girations = ≥ 11%Vides à 50 girations = 4-7%Vides à 75 girations = ≥ 2%
22
L'enrobé anti-fatigue
23
L'enrobé anti-fatigue
24
La couche intermédiaireRevêtement intermédiaire résistant à l’orniérage
Blocage des granulats100% fracturésGros granulats en contact
BitumePolymères si requis
Teneur en videsCompacité minimale de 93%
GB-20
25
La couche intermédiaireType d’enrobé pour couche intermédiaire
GB-20 (similaire àl’enrobé EB-20, mais formulé à la presse àcisaillement giratoire selon la méthode LC).
26
GB-20
27
La couche intermédiaire
28
La couche intermédiaireCaractéristiques de l’enrobé GB-20
Tamis 28 mm = 100 %Tamis 20 mm = 95-100 %Tamis 14 mm = 67-90 %Tamis 10 mm = 52-75 %Tamis 5 mm = 35-50%Tamis 80 um = 4-8%Vbe = 10,2%Vides à 10 girations = ≥ 11%Vides à 120 girations = 4-7%Vides à 75 girations = ≥ 2%
29
La couche de surfaceRevêtement supérieur résistant à l’orniérage
Blocage des granulats100% fracturésGros granulats en contact
BitumeValeur H élevéePolymèresFibres
Teneur en videsCompacité minimale de 93%
SurfaceAdaptéerenouvelable
30
La couche de surfaceTypes d’enrobés de surface
SMA-10 (Nouveau)EG-10EGA-10ESG-10
31
La couche de surfaceCaractéristiques de l’enrobé SMA-10
Tamis 14 mm = 100 %Tamis 10 mm = 90-100 %Tamis 5 mm = 25-35 %Tamis 2,5 mm = 18-28 %Tamis 80 um = 8-11%Vbe = 14,8%Vides à 10 girations = ≥ 11%Vides à 60 girations = 4-7%Vides à 75 girations = ≥ 2%
32
La couche de surface
MTQ
33
La couche de surface
34
La durabilitéPrévention de la dégradation de la chaussée:
Choix judicieux des composantes:Classes des bitume utilisés;Granulats performants fonction des types d’enrobés;
Liant d’accrochage et d’imprégnation;Essai de résistance à l’orniérage;Essai d’adhésivité bitume/granulat;Assurer un contrôle de qualité serré des travaux de construction.
35
Le désenrobage et arrachementAdhésivité du bitume/granulat;
Méthode LC 25-009
PG 58-28 PG 64-34
36
Des fissures apparaîtrontLa chaussée vieillira!
Fissuration par retrait thermique;Sera toujours présente;Fonction:
Du climat et de la classe de bitume;De la masse d'enrobé (épaisseur, largeur);
Peut être colmatées efficacement.
37
Le planage et le resurfaçageL’enrobé de surface vieillira !
Entretien de la chaussée
Planage de la couche de roulement;Réparations des fissures de retrait thermique;Liant d’accrochage;Resurfaçage avec un enrobé adapté et à une épaisseur fonction du niveau de circulation;Contrôle sévère de la qualité.
38
4- Recouvrement bitumineux
1- planage
3- Rapiéçage
2 - Liant d’accrochage
600 à 1000 mm
Les réparations des fissures transversales avant resurfaçage
Planage
Nettoyage de la surface (Balayage, jet d’air)
Liant d’accrochage
Rapiéçage (respecter les épaisseurs de pose des enrobés)
Recouvrement bitumineux
39
Le coût ?L'ajout de l'enrobé anti-fissures devrait engendrer un coût supplémentaire à la construction d'approximativement 10,00$ à 12,00$/ m2.En considérant une diminution d'épaisseur de la couche intermédiaire, le coût peut être ramenéentre 6,00$ et 8,00 $/ m2
La durée de vie prolongée de la structure de chaussée permettra une économie sur l'entretien du revêtement qui compensera largement cette dépense supplémentaire.
40
Se rappeler:• S'applique en construction seulement;
• Ne règle pas les problèmes de fondations, dont:
• Le soulèvement au gel;
• Le tassement et le soulèvement;
• Il reste des travaux de laboratoire a effectuer;
• Mais:
• Peut contribuer à diminuer "légèrement" le phénomène de retrait thermique;
• Avec un " bon design", peut empêcher le phénomène de fissuration par fatigue des revêtements bitumineux;
• Augmenter la durée de vie des chaussées;
• Réaliser des économies à long terme.
41
≥ 11,0≥ 11,0≥ 11,0% vides à Ni
4,0 – 7,04,0 – 7,04,0 – 7,0% vides à Nd
6,0-11,04,0-12,04,0-8,080
25-3585-10035-505
18-2850-702,5
14,813,510,2Vbe
90-10010052-7510
≥ 2,0≥ 2,0≥ 2,0% vides à Nf
10, 60, 2006, 50, 7510, 120, 200Ni, Nd, Nf
10067-9014
95-10020
10028
% passantTamis
223Nombre de classes granulaires (min)
SMA-10ESG-5GB-20Enrobés
Caractéristiques des nouveaux enrobés
42
La mise en place
43
∆T° important et zone non compactée pendant l’attente
79°C 69°C
126°C
105°C
75.0
145.0 °C
80
100
120
140
FLIR Systems
92,3%
89,4%
Arrière de la table à l’arrêt
∆T°~ 35°C
La mise en place
44
La mise en place
45
La mise en place
46
GB-20
Système de préhension de la DLC
SMA-10
Collet de serrage(clé dynamométrique)
47
La mise en placeLa mise en place des matériaux dont les enrobés doit être impeccable pour obtenir la performance souhaitée.Le futur en regard de la mise en place:
Mesure de l’adhésion entre les couches d’enrobés Thermographie infrarougeVéhicule de transfert
48
Des questions?
?
Related Documents
