Formulation des mélanges hydrocarbonés à chaud

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1 Formulation des mélanges hydrocarbonés à chaud S.Ollier/C.Mauduit Cotita Centre Est 3 juin 2010

2 Rappel normatif Les normes Depuis 1990, 53 normes européennes Toutes publiées en tant que normes françaises NF EN. Au 1er mars 2008, l ensemble des normes NF EN se substituera, pour celles qui traitent du même sujet, aux normes françaises en vigueur (qui seront retirées). 3 types de normes sur les «Mélanges Bitumineux»: 8 normes «produit» : Spécification des matériaux 43 normes «essais» : Méthodes d essais pour mélange hydrocarboné à chaud 2 normes plus directement liées au marquage CE

3 Les normes LES DOCUMENTS Les normes «produits» NF EN Chaque norme est décomposée en deux parties : Un Avant Propos National (APN) L APN rappelle l obligation de marquage CE et indique les caractéristiques qu'il est proposé de retenir en France. La norme européenne elle-même traduite en français présente. Le domaine d application de la norme Les spécifications des matériaux Les spécifications du mélange L évaluation de la conformité L identification du mélange La norme européenne liste les caractéristiques qu il est possible e de retenir dans la spécification du produit. Contrairement aux anciennes normes françaises, elle ne détermine pas de classe de mélange basée sur des performances.

4 Les normes LES DOCUMENTS Les normes «produits» NF EN NF EN , Enrobés Souples NF EN , Hot Rolled Asphalt NF EN , Stone Mastic Asphalt Normes NF EN NF EN , Enrobés Bitumineux NF EN , Bétons Bitumineux Très Minces NF EN , Enrobés Coulés Routiers NF EN , Enrobés drainants NF EN , Agrégats d'enrobés Correspond à la définition des : BBSG, BBME, BBA, BBCS, BBM, EME et GB. BBTM Utilisés dans les pays nordiques, non adaptés au contexte français. Non utilisés en France Non utilisés en France Asphalts coulés BBDr Dénominations françaises aises Agrégats d'enrobés Référence anciennes normes françaises aises NF P NF P NF P NF P NF P NF P NF P XP NF P NF P XP

5 Les normes LES DOCUMENTS Les normes «essais» NF EN 43 normes décomposées en deux parties : Un Avant Propos National (APN) La norme européenne elle-même traduite en français décrit l essai concerné. principe, appareil, mode opératoire, calcul, répétabilité Il existe une bonne correspondance avec les anciennes normes d essai française

6 LES DOCUMENTS Les documents d accompagnement existant Guides Le GANE(1994):à réviser(rrn) Le GAN(STBA,2003):en révision Le Guide»variantes»(2003):à réviser(rrn) Les autres documents Fascicule 27 du CCTG:à réviser CCTP,CCAP,BP-types:des exemples en circulation;à adapter au cas par cas;le RST a la compétence. Catalogue des structures-types types de chaussées neuves:à réviser(matériaux) Les documents d accompagnement NOUVEAU Le GUN Guide d utilisation des normes La Norme mise en oeuvre La note d info

7 LES DOCUMENTS : LE GUN Document à caractère général Traduit les «anciens» produits selon les normes NF EN Explique les approches empirique et performancielle Fournit les caractéristiques minimales des granulats selon NF EN et XP P Rappelle les spécifications sur agrégats d enrobés

8 LES DOCUMENTS : LE GUN Appellation et références

9 LES DOCUMENTS : LE GUN Utilisation classe et type Exemple : BBSG 1 0/10 : béton bitumineux semi grenu de classe 1 et de granularité 0/10 (EB 10 roul 35/50)

10 LES DOCUMENTS : La : exécution des assises de chaussées, couches de liaison et couches de roulement Constituants Formulation Fabrication Transport Mise en œuvre Contrôle sur chantier

11 LES DOCUMENTS : La Exemples :

12 LES DOCUMENTS : La 98 LES DOCUMENTS : La Spécifications :

13 LES DOCUMENTS : La 98 LES DOCUMENTS : La Spécifications :

14 LES DOCUMENTS : La NOTE D INFO N 17, décembre 2008 Informe les MO et Moe des changements réglementaires Propose des modalités pratiques et recommandations Rappelle l obligation du marquage CE Précise les contrôles de fabrication dans le cadre d un marché

15 LA FORMULATION L épreuve de formulation fait l objet d une norme NF EN (06/06) 4 niveaux d épreuve d œuvre) épreuve (choisis par le maître Niveau 1 : niveau minimum Duriez et PCG Niveau 2 : Duriez et PCG + Orniérage Niveau 3 : Duriez et PCG + Orniérage + module de rigidité Niveau 4 : Duriez et PCG + Orniérage + module de rigidité + essai de fatigue

16 LA FORMULATION

17 LA FORMULATION Pour formuler il faut connaître : Les conditions d utilisation le rôle de la couche But de l étude de formulation Vérifier qu avec : une courbe de mélange donnée un % de liant donné On obtienne des caractéristiques conformes aux spécifications des normes produits (Cf p5) ou GUN

18 Exemple spécifications LA FORMULATION

19 ESSAIS Préparation du mélange (NF EN (NF EN )

20 ESSAIS PCG (NF EN ) PCG Compactage par pétrissage sous une faible pression d un cylindre de mélange hydrocarboné. Le % de vide évolue en fonction de la hauteur de l éprouvette en fonction du nombre de girations

21 ESSAIS DURIEZ (NF EN ) NF P (en attente de révision) DURIEZ Essai de tenue à l eau Compactage statique double effet d éprouvettes cylindriques. Résistance en compression simple de : éprouvettes conservées 7 jours dans l air à 18 C et 50% d hygrométrie R éprouvettes conservées 7 jours dans l eau à 18 C r Tenue à l eau = r/r

22 ESSAIS COMPACTAGE DE PLAQUES (NF EN )

23 ESSAIS ORNIERAGE(NF EN ) Passage répété d une roue sur une éprouvette parallélépipédique à 60 C. Le pneumatique simule une charge à l essieu de 13 tonnes. On mesure la profondeur de la déformation en fonction du nombre de cycles.

24 ESSAIS M.A.E.R. (NF EN ) Détermination du module Rapport de la contrainte à la déformation relative. Contrainte Déformation

25 ESSAIS ESSAI DE FATIGUE (Norme NF P ) 1) Définition La fatigue traduit le fait qu un matériau peut se rompre si on lui applique un grand nombre de fois une sollicitation d amplitude inférieure à celle provoquant sa rupture instantanée (au premier chargement). Expérience de base On soumet une éprouvette de matériau à des sollicitations répétées toutes identiques, jusqu à rupture de l éprouvette. On relève le nombre de cycles correspondant N Excentrique Moteur Capteur force Capteur déplacement Éprouvette Support

26 ESSAI DE FATIGUE Essai élémentaire : ESSAIS solliciter l éprouvette console trapézoïdale isocèle en imposant en tête une flèche sinusoïdale d amplitude constante ; enregistrer l évolution de l amplitude de la force en tête ; mesurer la durée de vie de l éprouvette F Fo Fo/2 N rupt Nb cycles

27 ESSAI DE FATIGUE ESSAIS Le phénomène étant très dispersé, on recommence l expérience : à un même niveau de sollicitation pour plusieurs éprouvettes à différents niveaux de sollicitations. log N Rupture au premier chargement log s

28 ESSAI DE FATIGUE ESSAIS Représentation usuelle Résultats présentés sous la forme : log ε ε 6 log s ou ε = f (log N) ou s = f (log N) 1 b ε = ε N b 10 6 log N Dispersion sur l essai de fatigue

29 Quelques éléments complémentaires Étude de formulation valable 5 ans uniquement Une nouvelle étude doit être réalisr alisée e si : - changement des gravillons - changement de grade de bitume - caractéristiques des agrégats L épreuve de formulation doit être réalisée avec les constituants réellement utilisés et le procédé de fabrication ( température)

30 Quelques éléments complémentaires Les contrôles du marquage CE en centrale, ne dispense pas des contrôles de fabrication avec prélèvement sur chantier. La teneur en bitume est incorporée dans les 100% Si incorporation d agrégats 10% pas de nouvelle étude Pour les agrégats s assurer d un stock homogène

31 Lecture d une fiche d entreprise Comporte : - étude de formulation - fiche technique des produits : - choix du liant ( péné + TBA ) - nature des agrégats ( sur 5 prélèvements) - liant %, péné,, TBA, - sur granulats ( courbe granulaire, PSV, MDE,LA) - nature des granulats - courbe - PSV,MDE,LA

32 Lecture d une fiche d entreprise

33 Lecture d une FTAE

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