La sélection et les caractéristiques des liants d accrochage

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Angèle Lefebvre
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1 La sélection et les caractéristiques des liants d accrochage Journée du Bitume 2003 Stéphane Trudeau, ing. Les Industries McAsphalt Ltée

2 Plan de l exposé Introduction Description des émulsions de bitume Le rôle des liants d accrochage La mise en place Sélection des émulsions Situation dans le monde Conclusion

3 Introduction Plusieurs types de liant comme les bitumes et les bitumes fluidifiés peuvent servir d accrochage mais seulement les émulsions bitumineuses sont à la fois performantes, faciles d utilisation et peu coûteuses.

4 Qu est-ce qu une émulsion? Une émulsion est un mélange hétérogène de deux liquides non miscibles dont l un forme des gouttelettes microscopiques en suspension dans l autre. (Le Petit Robert) Des exemples d émulsions : le lait, la mayonnaise, le latex naturel.

5 Qu est-ce qu une émulsion de bitume? L émulsion de bitume est une dispersion de bitume dans l eau dont la formation nécessite l emploi d une énergie mécanique de cisaillement du bitume et d un émulsifiant.

6 Vue à partir d un microscope d une émulsion de bitume

7 Les constituants Bitume : 55 à 70 % B a s e / A c ide Ém ulsifiant Eau Bitu m e Eau : 30 à 45 % Émulsifiant : 0,2 à 3 % Base ou acide selon le type d émulsion : < 1 % Solvant ou fluxant si nécessaire : < 6 %

8 Classes des émulsions Il existe trois grandes classes d émulsions de bitume. Les émulsions anioniques Ces émulsions basiques adhèrent bien aux pierres électropositives comme les calcaires et les basaltes Les émulsions cationiques (C) Ces émulsions acides adhèrent bien à presque tous les types de pierres. Les émulsions à haute flottabilité (HF) Ce sont des émulsions anioniques ayant un résidu bitumineux doté d une viscosité élevée. Il y a un effet de gel.

9 Classification des émulsions La classification des émulsions est basée en bonne partie sur sa rapidité de rupture. RS -> Rapid Setting -> Rupture rapide MS -> Medium Setting -> Rupture modérée SS -> Slow Setting -> Rupture lente

10 Exemples de classification SS-1h SS -> Rupture lente 1 -> Viscosité relativement faible h -> hard asphalt -> Bitume à base dure CRS-2P RS -> Rupture rapide C -> Cationique 2 -> Viscosité relativement élevée P -> Polymère -> 3 % de polymère dans le résidu

11 D autres exemples HFMS-2 MS -> Rupture modérée HF -> High Float -> Émulsion à flottabilité élevée 2 -> Viscosité relativement élevée HF-150S (norme canadienne, désignation particulière) HF -> High Float -> Émulsion à flottabilité élevée Viscosité relativement élevée 150 -> Résidu avec pénétration entre 150 et 250

12 Quelques utilisations des émulsions de bitume Retraitement en place des chaussées Recyclage à froid des enrobés Enrobé à l émulsion, grave émulsion Enduit superficiel, traitement de surface Les enrobés coulés à froid Slurry Seal, Microsurfacing Liant d imprégnation Liant d accrochage

13 Qu est-ce qu un liant d accrochage? Le liant d accrochage est un liant bitumineux mis entre deux couches d enrobés pour les souder entre elles. Un bon liant d accrochage doit faire travailler les différentes couches du revêtement bitumineux ensemble, en bloc. Si ce n est pas le cas, il y aura assurément une dégradation prématurée de la chaussée.

14 Illustration du rôle Le vidéo a été réalisé par la SFERB Sans liant d accrochage les deux couches glissent entre elles et fonctionnent indépendamment. Elles fonctionnent ensemble avec l ajout d un liant.

15 Quels sont les avantages? Lie les couches de pavage entre elles Donne le maximum de capacité à la structure de la chaussée Diminution de la fatigue Protège la couche supérieure contre les phénomènes de pelage, de décollement et de carrelage Assure une bonne performance à long terme

16 La mise en place La mise en place consiste à pulvériser de l émulsion de bitume avec l aide d une répandeuse sur une couche de pavage existant.

17 L équipement La répandeuse doit : - être en bon état - avoir une rampe de distribution qui fonctionne bien Il faut que les buses soient bien propres Il faut que les buses soient bien alignées Il faut que la rampe soit à la bonne hauteur - pulvériser l émulsion de façon uniforme

18 Répandeuse ancienne

19 Répandeuse moderne

20 Répandage uniforme

21 Mauvais répandage et manque d uniformité

22 Alignement 1

23 Alignement 2

24 Hauteur 1

25 Hauteur 2

26 Le taux d application Selon Transport Québec, le taux de bitume résiduel devrait être autour de 0,25 kg/m 2. Les éléments à considérer sont : Application sur vieux pavage, nouveau pavage ou surface planée. La texture de la surface Trop de liant n est pas souhaitable

27 Combien de temps faut-il attendre? Il faut attendre que l émulsion devienne noire. Au moment de la pose, elle est brune. La vitesse du mûrissement dépend essentiellement de la météo, du type d émulsion et du taux de pose. Théoriquement, il est possible de paver sur de l émulsion fraîchement posée. Le liant ne saura pas de moins bonne qualité. Le problème se situe au niveau de la mise en place : il y aura de l émulsion un peu partout et il y en manquera aux endroits désirés.

28 Les types d émulsion pouvant servir de liant d accrochage Tous les types d émulsion de bitume à faible viscosité (1 comme SS-1) peuvent servir de liant d accrochage. Les plus fréquemment utilisées sont : SS-1, SS-1h, CSS-1, CSS-1h RS-1, RS-1h, CRS-1, CRS-1h Ces émulsions peuvent être diluées et/ou contenir des polymères.

29 Grille de sélection (partie 1) Types Avantages Problèm es Mûrissem ent adéquat pour des tem pératures chaudes Ém ulsion plus stable : idéale pour l'entreposage Moins susceptible à la poussière Ém ulsion ty p e S S Ém ulsion ty p e R S Mûrissem ent lent pour des te m p é ra tu re s fro ides Mûrissem ent rapide pour Très susceptible à la des tem pératures chaudes poussière Mûrissem ent adéquat pour Ém ulsion m oins stable des tem pératures froides N e peut pas être diluée sur le site

30 Grille de sélection (partie 2) Types Avantages Problèmes Facilité accrue pour obtenir un répandage uniforme de l'émulsion sédimentation Émulsion diluée Émulsion cationique Émulsion base dure Moins susceptible à la poussière Moins sensible aux conditions météo Bonne adhésivité dans presque tous les cas Colle moins les pneus des machineries Émulsion moins stable ; il y a risque de Augmentation du coût de transport

31 Grille de sélection (partie 3) Types Avantages Problèmes Meilleure résistance au cisaillement, tenacité supérieure, liaison plus forte entre les couches Émulsion polymère Émulsion + rupteur Mûrissement adéquat pour des températures très froides (1 à 5 C) Mûrissement rapide pour des températures froides (5 à 15 C) Colle plus les pneus des machineries; une base de bitume plus dure peut éliminer ce problème Coût supplémentaire Nécessite l'utilisation d'une répandeuse à double rampes Coût du rupteur en supplément

32 Situation dans le monde États-Unis (Asphalt Institute et AEMA) : SS-1, SS-1h, CSS-1, CSS-1h Ces émulsions sont très souvent diluées Occasionnellement : MS-1, HFMS-1 (dilués) Europe : CRS-1, CMS-1 (bitume à base très dure) Ces émulsions ne sont pas diluées et elles sont presque toujours cationiques.

33 Situation au Canada Ontario : SS-1, SS-1h (presque toujours dilués) Québec : SS-1, RS-1, CRS-1 Ville de Montréal : SS-1h dilué

34 Conclusion Les liants d accrochage sont indispensables à la chaussée. Chaque émulsion de bitume possède des qualités et défauts. C est pourquoi, il faut bien sélectionner l émulsion en fonction des besoins et de la situation.

35 FIN Je vous remercie de votre attention. Des questions?

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