Enrobés recyclés et caractéristiques des granulats Du laboratoire au chantier

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1 Enrobés recyclés et caractéristiques des granulats Du laboratoire au chantier Laurent De Marco CETE IF Clôture de l opération AGREGA Ifsttar (centre de Nantes) - Mardi 10 décembre 2013

2 PLAN DE LA PRÉSENTATION Contexte de l'étude Formulation en laboratoire des enrobés à forts taux d'agrégats d'enrobés Comparaison des performances mécaniques des enrobés entre le laboratoire et le chantier Comparaison des caractéristiques des granulats à différents instants du cycle de vie Conclusion Enrobés recyclés et caractéristiques des granulats Du laboratoire au chantier 2

3 Contexte Phasage de l'étude : formulation début 2011, chantier en septembre 2011, carottages en octobre 2011 Chantier de travaux neufs de mise à 3x2 voies de la francilienne entre la N4 et autoroute A4 qui présente un trafic élevé T0+ Mise en œuvre des enrobés par une PME Centrale mobile TMS retroflux Structures mises en œuvre Structure théorique Secteur 1 Secteur 2 (entre profils P43 et P59) Couche de roulement BBTM e=2,5 cm BBTM e=2,5 cm BBTM e=2,5 cm Couche de liaison BBSG e=6 cm BBSG e=6 cm BBSG e=6 cm Couche de base sup GB3 e=10 cm GB3 e=10 cm GB4 e=10 cm Couche de base inf GB3 e=10 cm GB3 e=10 cm GB3 e=10 cm Couche de fondation GB4 e=11 cm GB4 e=11 cm GB4 e=11 cm Couche Enrobés recyclés et caractéristiques des granulats Du laboratoire au chantier 3

4 Formulation des enrobés Objectif : suivre l'évolution au fil du temps des performances d'enrobés incorporant des recyclés en lien avec les caractéristiques des granulats Les études ont porté sur trois formules d'enrobés : EB 14 assise 50/70 avec 50% AE cl3 (GB0/14 cl3) EB 14 assise 35/50 avec 50% AE cl4 (GB 0/14 cl4) EB 10 roulement/liaison 50/70 avec 50% AE cl3 (BBSG 0/10 cl3) 4

5 Formulation des enrobés Agrégats d'enrobés Stock d'agrégats homogène. Agrégats d'enrobés concassés et criblés (0/14) Classement des agrégats d'enrobés : TL1, B1 et G1 Absence de polymères et de HAP Coefficients LA =13; MDE=9 et PSV=52, Tamisats cumulés ,01 0, Données entreprise Moyenne (P1 - P4) Tamis (mm) 5

6 Formulation des enrobés Deux types de granulats naturels ont été utilisés : Des granulats rhyolite et cinérite de la carrière de Voutré pour la formulation du BBSG (LA=13 ; MDE=12) Voutré 0/2 Voutré 2/6,3 Voutré 6,3/10 Des granulats calcaires durs du Givetien de la carrière Bocahut site de Glageon pour la formulation des GB (LA=24; MDE=17) Bocahut 0/4 Bocahut 4/6,3 Bocahut 6,3/10 Bocahut 10/14 6

7 Formulation des enrobés Niveau de formulation réalisé Essai réalisé Norme de référence GB 0/14 cl3 50 % AE GB 0/14 cl4 50 % AE BBSG 0/10 cl3 Détermination MVRe NF EN x x x Essai PCG NF EN x x x Essai sensibilité à l eau Essai d orniérage dispositif de grandes dimensions Essai de traction directe (MAER) module de rigidité NF EN méthode B (Duriez) NF EN NF EN NF EN annexe E x x x x x x Essai de fatigue NF EN x x 7

8 Comparaison des performances mécaniques des enrobés entre le laboratoire et le chantier Module de rigidité mesuré sur éprouvettes prélevées in-situ f(x) = 0,001x + 86,455 R² = 0,716 Compacité f(x) = 0,0002x + 87,8666 R² = 0, f(x) = 0,001x + 79, R² = 0, Module de rigidité à 15 C et 10 Hz (MPa) GB3 base inf Linéaire (GB3 base inf) GB3 base sup Linéaire (GB3 base sup) GB 4 base sup Linéaire (GB 4 base sup) 8

9 Comparaison des performances mécaniques des enrobés entre le laboratoire et le chantier Comparaison des modules de rigidité mesurés sur mélange formulé en laboratoire et sur carottes prélevées sur chantier Essai réalisé sur la GB 0/14 cl4 Module de rigidité (MPa) Pourcentage de vides Laboratoire 06/11 Carotte n 1 Chantier 10/11 Carotte n 2 Carotte n 3 Carotte n 4 Carotte n 5 Moyenne Écart-type ,7 4,8 6,1 7,1 5,3 3,8 5,4 1,3 Les moyennes des valeurs chantiers sont du même ordre de grandeur que la valeur obtenue en laboratoire Le pourcentage de vides obtenu sur chantier est inférieur à celui obtenu en laboratoire 9

10 Comparaison des caractéristiques des granulats à différents instants du cycle de vie Granulométrie Essai réalisé sur la GB 0/14 cl4 (50% AE) Origine Teneur en liant Teneur en fines Passant à 2 mm Passant à 6,3mm Passant à 10 mm Prescriptions 4,6 +/-0,3 7,8 +/ /-3 57+/ /-4 Chantier (09/11) 4,39 9,5 27,5 56,0 86,25 Carotte (10/11) 4,75 8,3 28,0 55,1 91,1 10

11 Comparaison des caractéristiques des granulats à différents instants du cycle de vie Granulométrie Essai réalisé sur la GB 0/14 cl3 (50% AE) Origine Teneur en liant Teneur en fines Passant à 2 mm Passant à 6,3mm Passant à 10 mm Prescriptions 4,5 +/-0,3 8,1 +/ / / /-4 Chantier (09/11) 4,41 10, Carotte Base supérieure (10/11) Carotte Base inférieure (10/11) 4,44 11,0 32,8 60,5 87,7 4,4 10,1 31,8 61,2 88,4 11

12 Comparaison des caractéristiques des granulats à différents instants du cycle de vie Granulométrie Essai réalisé sur la BBSG 0/10 cl3 (50% AE) Origine Teneur en liant Teneur en fines Passant à 2 mm Passant à 6,3mm Passant à 10 mm Prescriptions 5,25 +/-0,3 7 +/-1 33,3 +/ / /-4 Chantier (09/11) 4,88 8,0 32, ,5 Carotte (10/11) 4,93 8,4 34,2 62,9 93,8 12

13 Comparaison des caractéristiques des granulats à différents instants du cycle de vie Coefficients Los Angeles et Micro Deval Essais réalisés sur les carottes désenrobées LA mél ange = % granulat 1 x LA granulat % granulat n x LA granulat n MDE mél ange = % granulat 1 x MDE granulat % granulat n x MDE granulat n GB 0/14 cl4 50 %AE GB 0/14 cl3 50 %AE* BBSG 0/10 cl3 50 %AE Coefficient LA (essai) Coefficient LA (calculé) Coefficient MDE (essai) Coefficient MDE (calculé)

14 Ces travaux ont montré que : Conclusion les performances mécaniques en laboratoire des enrobés à forts taux d agrégats d enrobés sont conformes aux prescriptions ; les performances mécaniques (module de rigidité) des enrobés fabriqués en laboratoire et celles des enrobés fabriqués en centrale d enrobage industrielle sont comparables ; la granularité des mélanges varie peu au cours du temps. la vérification de la loi des mélanges est difficile à mettre en évidence compte tenu de l incertitude sur le mélange localement (proportion agrégats d enrobés et granulats naturels) et de l incertitude de mesure des coefficients LA et du MDE ; 14