Formation technique 2012

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Paul Corbeil
il y a 6 ans
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1 Essais complémentaires au système SHRP DENT BBR Extentionné Déformations Répétées & Recouvrance au Fluage (MSCR)

2 SOMMAIRE DENT (Double Edge Notched Tension Test) Traduction non-officielle «Essai de tension sur éprouvette à double encoche» Historique Objectif scientifique Planche d essai Résultats Méthode d essai Appareillage Procédure Révision #27 Mesures typiques & résultats Répétabilité & Reproductibilité Futur pour cet essai

3 SOMMAIRE BBR Extentionné Historique Contemporain à DENT Limite lors du programme SHRP Objectif scientifique Méthode d essai Appareillage Procédure Résultats

4 SOMMAIRE MSCR (Multiple Stress Creep Recovery) Traduction non-officielle: «Déformations Répétées & Recouvrance au Fluage» Historique - Programme SHRP Objectifs scientifiques: Amélioration de la mesure de recouvrance élastique Développement d un meilleur critère pour la fatigue Inclusion de la sollicitation (trafic) comme critère Reconnaissance de la contribution des polymères Méthode d essai Appareillage Température d essai Mesures typiques & résultats Futur pour cet essai

5 DENT Historique 2004 Hesp & Al. Queen s U. «AASTHO M320 asphalt binder grading method has shown, on more than one occasion, its inability to predict th low- temperature and fatigue fracture performance in practice» AASTHO ne prédit pas l arrivée des fissures transversales Ces résultats montrent la nécessité d une nouvelle méthode d évaluation de la basse température

6 DENT Historique 2006 Zofka & Marasteanu U of Minnesota (ASTM #JTE100678) Corrélation entre Tension Directe et DENT (ajout d encoches) Essai effectué à la même température que BBR et Tension Directe Préparation des éprouvettes est critique et demande dextérité et expérience

7 DENT Historique - Hesp 2004

8 DENT Historique - Hesp 2004

9 DENT Historique - Hesp 2009 «L essai de Tension Directe a été abandonné à cause de sa mauvaise reproductibilité DENT contourne les difficultés de l essai de Tension DENT contourne les difficultés de l essai de Tension Directe en testant les échantillons dans leur phase ductile, ce qui donne d excellents résultats de reproductibilité».

10 DENT Historique - Hesp 2004

12 Méthode d essai Des paires d éprouvettes sont coulées dans des moules Des encoches forment des ligaments de 5, 10 et 15mm au centre Les éprouvettes sont étirées jusqu à rupture dans un ductilomètre pourvu d une cellule de charge mesurant la force Un logiciel cumule les forces mesurées à intervalle de 0.3 seconde Un tableau Excel fait l intégration de la force par le déplacement La force de rupture à allongement zéro est calculée par méthode graphique (ordonnée à l origine)

13 Moule DENT

14 Résultats DENT

15 Lab No. MTO Enhanced Correlation Program PG64-34 Test 11-A Dent results We βwp Ave CTOD P peak R square Average Std.Dev

16 Le futur: La reproductibilité est un problème! La méthode d essai en est à la révision #27! MTO utilise quand même cet essai dans ses contrats À lire: «Relationship of Asphalt Binder Properties to Cracking in Five Year Old Test Sections» G. Huber(Heritage Group), P. Marks(MTO), A. Brown (OHMPA) & C. Raymond (MTO) - CTAA 2012 Conclusions: DENT n a qu une faible corrélation avec la fissuration BBR Extentionné donne une bonne corrélation avec la fissuration

17 BBR Extentionné Historique: SHRP-A-369 (Avril 1994): Bitumes conventionnels Flexion de poutre de -5ºC à -35ºC Conditionnement de 30 minutes à 96 heures La période choisie pour des raisons pratiques La période de référence était de 2 heures Mêmes planches d essai que DENT

18 BBR Extentionné Objectifs scientifiques: La rigidité du bitume change en fonction du temps de conditionnement L importance de l effet dépend de la méthode de modification Hesp (2009) et Huber (2012) sont d accord: L essai BBR Extentionné est valide et est un meilleur prédicteur de la fissuration par retrait thermique que AASTHO M-320

19 Méthode d essai Identique à l essai actuel de flexion de poutre sauf: 10 poutres du même échantillon sont préparées 5 conditionnées à la température normale (e.g. -24ºC) 5 conditionnées à 10ºC plus chaud (e.g. -14ºC) Les «S» et «m» sont mesurés après 60m, 24h et 72h Chaque résultat est la moyenne de 2 poutres Au total 12 essais de flexion de poutre sont requis Équipement additionnel: Minimum 2 congélateurs capable de -36ºC... Et davantage si plusieurs lots de grades différents en-deçà de 72 heures...

20 BBR Extentionné Résultats: BBR Extentionné est un meilleur prédicteur de la fissuration Températures limites mesurées par BBR Extentionné sont de 2 à 6ºC plus élevées que par AASTHO M 320 Hesp associe la différence entre M 320 et BBR Extentionné à la méthode de formulation du bitume Huber mentionne que les données disponibles ne permettent pas de dégager une cause pour la différence de vieillissement des bitumes

21 BBR Extentionné Proposition au MTO: Au lieu de PG58-34 BBR Extentionné: Zone PG58-40

22 MSCR (Multiple Stress Creep Recovery) Traduction non-officielle: Recouvrance au fluage après déformations répétées Historique - Programme SHRP Objectifs scientifiques: Amélioration de la mesure de recouvrance élastique Inclusion de la sollicitation (trafic) comme critère Développement d un meilleur critère pour la fatigue Reconnaissance de la contribution des polymères Méthode d essai Appareillage Mesures typiques & résultats Normes selon niveau et type de sollicitation

23 MSCR (Recouvrance au fluage après déformations répétées) Programme SHRP: Depuis début de SHRP, la spécification pour température haute = T climat + 0, 1 ou 2 échelons pour la sollicitation «Grade Bumping» MSCR est une amélioration technique du système SHRP permettant une meilleure caractérisation des propriétés haute température Nouvel Essai - AASTHO TP70 Nouveau critère: «Jnr» au lieu du RTFO G*/sin δ Nouvelle nomenclature des grades PG (MP-19)

24 MSCR (Recouvrance au fluage après déformations répétées) Objectifs scientifiques: Reconnaissance de la contribution des polymères Inclusion de la sollicitation (trafic) comme critère Amélioration de la mesure de recouvrance élastique Développement d un meilleur critère pour la fatigue

25 MSCR (Recouvrance au fluage après déformations répétées) Méthode d essai Appareillage: Rhéomètre de cisaillement dynamique (DSR) Logiciel d exécution automatique Essai: Bitume après vieillissement au four rotatif (RTFO) Contrainte faible intensité - 10 cycles de cisaillement: 1 seconde à 0.10 kpa, 9 secondes de relaxation Contrainte forte intensité - 10 cycles de cisaillement : 1 seconde à 3.20 kpa, 9 secondes de relaxation

26 MSCR (Recouvrance au fluage après déformations répétées)

27 MSCR (Recouvrance au fluage après déformations répétées)

28 MSCR (Recouvrance au fluage après déformations répétées) Complaisance non recouvrable: J = Ű nr / 3.2 [kpa -1 ] Recouvrance élastique: R 3.2 = Σ(ɣ r /ɣ p ) /10 [%]

29 MSCR (Recouvrance au fluage après déformations répétées)

31 MSCR (Recouvrance au fluage après déformations répétées) Niveaux de sévérité: «S» J nr3.2 <4.0 [Régulier] «H» J nr3.2 <2.0 [Lourd] «V» J nr3.2 <1.0 [Très Lourd] «E» J nr3.2 <0.5 [Extrême]

32 MSCR (Recouvrance au fluage après déformations répétées)

33 MSCR (Recouvrance au fluage après déformations répétées) Mesures typiques & résultats

34 MSCR (Recouvrance au fluage après déformations répétées) Mesures typiques & résultats

35 MSCR (Recouvrance au fluage après déformations répétées) Conclusion: MSCR ajoute la dimension de sollicitation au système PG MSCR mesure la recouvrance élastique plutôt que la recouvrance élastomérique L essai requiert les mêmes rhéomètres déjà utilisés pour la certification des bitumes PG Un logiciel additionnel est nécessaire et déjà disponible chez les fournisseurs de rhéomètres Le futur: Remplacement de l essai de la recouvrance élastique par ductilomètre (T-301) par le MSCR TP-70 Déjà en 2013, le MTQ exigera les résultats MSCR pour accumuler des données appropriées pour notre région

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