Formulation des enrobés, du laboratoire au chantier, vers l’Europe. Thème de recherche: formulation des enrobés Effets des facteurs de formulation Effets des facteurs de formulation sur la fatigue et le module sur la fatigue et le module Dates : 29 Dates : 29 - - 30 septembre 2005 30 septembre 2005 Le plan pluriannuel François TRAVERS LCPC Nantes
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Effets des facteurs de formulation sur la fatigue et le …media.lcpc.fr/ext/pdf/sem/2005_ch15_25.pdf · facteurs de formulation, résultats de module et de fatigue, ... Béton bitumineux
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Formulation des enrobés, du laboratoire au chantier, vers l’Europe.
Thème de recherche: formulation des enrobés
Effets des facteurs de formulation Effets des facteurs de formulation sur la fatigue et le modulesur la fatigue et le module
Dates : 29Dates : 29--30 septembre 200530 septembre 2005
Le plan pluriannuel
François TRAVERSLCPC Nantes
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Le plan pluriannuelLe plan pluriannuel
1- Les paramètres expliqués � résultats des essais.
2- Les paramètres explicatifs ou indépendants pris en compte � facteurs de formulation.
3- La structure du plan d’expérience.
4- L’analyse statistique réalisée.
5- Le caractère prédictif des régressions.
Un exemple de plan complet ayant mis en évidence la relation facteurs de formulation, résultats de module et de fatigue, utilisable comme aide à la formulation
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Les paramLes paramèètres expliqutres expliquéés s (d(déépendants)pendants)
� Déformation à 106 cycles : ε6
� Amplitude du module complexe
10 Hz 15°C
25 Hz 10°C
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ParamParamèètres explicatifs tres explicatifs (ind(indéépendants)pendants)
� Teneur pondérale en bitume (*)
� Énergie de compactage (*)
� Nature de la courbe granulométrique (*)
� Classe du bitume : «péné»
� Nature des granulats
� Granularité (D)
� Température d’essais
� Conditions de conservation (sec ou eau)(*) facteurs du plan principal
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Les invariantsLes invariants
Pour le plan principal :
� Nature du bitume (Shell Berre semi soufflé 50/70)
� Nature granulats ( La Noubleau)
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La structure globale du plan La structure globale du plan dd’’expexpéériencesriences
Factoriel incomplet :
� Greffes locales pour études spécifiques:� Température
� Influence de D
� Pénétrabilité du bitume
� Nombre variable de niveaux suivant la nature des paramètres
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Nombre de modalitNombre de modalitéés tests testééeses
Béton bitumineux 0/14 semi-grenu Noubleau
Compactage/température
Faible 0, 10, 30 0 1 0 1 1
Moyen -10, 0, 5, 10, 30 1 3 1 13 1
Fort 0, 10, 30 1 1 0 1 1
Béton bitumineux mince A 0/14 discontinu 2/6 Noubleau
Faible 10 0 0 0 1 1
Moyen 10 1 0 1 1 1
Fort 10 1 0 1 0 0
Béton bitumineux mince B 0/14 discontinu 4/6 Noubleau
Faible 10 0 0 1 1 1
Moyen 10 0 0 0 1 1
Béton bitumineux drainant Noubleau
Faible 0/14 10 0 1 0 0 0
Fort 0/20 10 1 0 0 0 0
Liant % 3.60 4.20 4.80 5.40 5.70
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Les rLes réésultats obtenussultats obtenus
Dans le plan complet, pour un même bitume (Shell Berre 50/70):
-variation extrême du pourcentage de vides 12,8 à 1,5
- prédiction absolue valable pour un bitume donné proche de celui testé,
- mais utilisable en relatif pour n’importe quelle formulation !
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Informations Informations àà retenirretenir
En pratique:
- une augmentation de 1 % de bitume conduit à une augmentation de 25*10-6 sur ε6 (et inversement),
- pour les fortes teneurs en vides (10-12%), une diminution de 2 à 3 points de teneur en vides, augmente l’ ε6 de 6*10-6
- pour les faibles teneurs en vide (≅ 5%), une diminution de 2 à 3 points de teneur en vides , augmente l’ ε6 de 18*10-6
- expression en TL2: plus la teneur en liant est faible , plus la performance en fatigue est sensible à une variation de teneur en liant
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Les rLes réégressions retenues en gressions retenues en fatigue fatigue (suite)(suite)
� Les régressions suivantes donnent :
- l’estimation de la pente de droites de fatigue P = - 0,18 en coordonnée logarithmique, avec ε en ordonné.
intervalle de confiance correspondant à ±0,02
- l’estimation de la dispersion résiduelle (ln)
σy/x = 1,576 – 9400 ε6
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Projection 3D fatigue 10Projection 3D fatigue 10°°C 25 HzC 25 Hz
Variation % vides
Teneur en liant %
Ε6 en Mdef
Influence de la TL bitume et énergie compactagesur la résistance en fatigue
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Application des formulesApplication des formules
Estimer par intervalle les valeurs prédites par ce modèle d’ε6 d’un BBSG 0/14 dosé à 6% d’un bitume 50/70. Les granulats sont de masse volumique 2,65 d’origine Gneiss. L’épaisseur est 6 cm.
On corrige tout d’abord TL= 6 * (2,65/2,85) = 5,58%On mesure ou on estime le ∆C par rapport aux indications PCG la valeur à 80 girations servant de référence. La valeur attendue sur le chantier correspond à 60 girations:
Effet “péné”Le plan n’a pas permis de mettre en évidence un effet pénétrabilité, c’est lié au fait qu’après fabrication, on a trouvé peu de différence de pénérésiduelle.
Effet températureL’essai de fatigue est fortement dépendant de la température. Cette dépendance est d’autant moins sensible que formule est faiblement dosée en bitume.
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PerspectivesPerspectives
� Actualisation avec matériaux du moment
� Effets température et fréquence à approfondir� Pertinence des essais, appréhendée pour partie
dans la suite et dans les résultats thème endommagement par fatigue.