Développement Développementd’enrobés d’enrobés spéciaux spéciaux 1 Comité Technique Bitume Québec Congrès annuel Bitume Québec HotelLoewsle Concorde, Québec 21 Mars 2013
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 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
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
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 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-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
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
Total 1190 Total 1185 Total 1185
Autoroute Fortement DCG 375 ESG-10 50 ESG-10 50
sollicitée, FS ESG-14 60 EME-14 180
Conception 30 ans GB-20 210 320 230 Écas: 149,04 M MG-20 250 MG-20 250 MG-20 250
Indice Gel: 1231 °C.jrs MG-56 550 MG-56 600 MG-56 690
Total 1175 Total 1170 Total 1170
EXEMPLE D’UTILISATION d’EME-14 Comparaison des structures, EME-14 vs GB-20 et DCG
EME-14
-38.5 µdef-38.5 µdef
-35.7 µdef
78.2 µdef71.3 µdef
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
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
Conception 30 ans ESG-14 60 EME-14 70
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%
Conception 30 ans ESG-14 60 EME-14 70
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
Total 1190 Total 1185 Total 1185
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
Indice Gel: 1231 °C.jrs MG-56 650 MG-56 680 MG-56 755
Total 1190 Total 1185 Total 1185
Autoroute Fortement DCG 375 ESG-10 50 ESG-10 50
sollicitée, FS ESG-14 60 EME-14 100
Conception 30 ans GB-20 210 320 150 Écas: 149,04 M MG-20 250 MG-20 250 MG-20 250
Indice Gel: 1231 °C.jrs MG-56 550 MG-56 600 MG-56 690
Total 1175 Total 1170 Total 1170
EXEMPLE D’UTILISATION d’EME-14 Comparaison des structures, EME-14 vs GB-20 et DCG
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;
.Fiches Contrôles internes / Externes
.Fabrication
.Mise en oeuvre
.Autres Planches d’essais début 2013;
.Suivi des planches 2-3 ans
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;
.Fiches Contrôles internes / Externes
.Fabrication
.Mise en oeuvre
.Suivi des planches 2-3 ans