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Joëlle Brunelle
il y a 8 ans
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1 Les enrobés avec chaux hydratée : solution au désenrobage? Par : Michel Paradis, ing. M. Sc. Journée bitume - 26 mars 2002 Trois-Rivières

2 1 Problématique 2 Désenrobage Présentation - Définition - Évolution dans le temps - Causes possibles - Solutions envisageables 3 Chaux hydratée - Composition - Fabrication - Effets de la chaux 4 Enrobés avec chaux hydratée

Solutions envisageables 3 Chaux hydratée - Composition

3 Présentation (suite) 5 Essais en laboratoire 6 Planches d essais - Cas de la Côte-Nord - Cas du pont Dubuc (Saguenay) 7 Détermination de la teneur en chaux hydratée dans un enrobé 8 Conclusions

4 Problématique Apparition de désenrobage sur les revêtements souples de la Côte-Nord et du Saguenay. Désenrobage sévère généralisé sur la majorité des projets dans les environs de Baie-Comeau. Plus localisé au Saguenay.

Désenrobage sévère généralisé sur la majorité des

5 Qu est-ce que le désenrobage? Diminution du lien bitume-granulat, le granulat est désenrobé par la présence d'eau et la vapeur d'eau. Enlèvement des fines et du bitume (mastic) pour laisser les gros granulats en relief rendant la surface du revêtement rugueuse.

6 Désenrobage

7 Boulevard Laflèche à Baie Comeau

8 Évolution dans le temps Arrachement des gros granulats en surface; Augmentation de la porosité du revêtement Détérioration progressive du revêtement.

9 Causes possibles du désenrobage Mauvais lien entre bitume-granulat ; Sous-dosage du bitume ou mauvais dosage; Anomalies lors de la mise en place ; Surchauffe ou vieillissement de l enrobé ;

10 Solutions envisageables Ajout de chaux hydratée ; Ajout de produits anti-désenrobage ; Utilisation, en partie, de granulats de natures différentes ; Ajout d amiante dans l enrobé ; Utilisation de bitumes différents.

partie, de granulats de natures différentes ; Ajout d

11 Les granulats granitiques... Granulats granitiques : chargés négativement ; Bitumes : chargés négativement. Les deux charges négatives se repoussent : adhérence plus faible entre granulats et bitumes ; Favorise les problèmes de désenrobage.

13 Chaux hydratée - Composition Synonymes : Hydroxyde de calcium, chaux éteinte, hydrated lime, slaked lime. Mélange complexe, principalement Ca(OH) 2 à 95%. Fine poudre blanche, inodore.

14 Chaux hydratée - Fabrication La chaux vive est produite par la calcination de la pierre calcaire à des températures supérieures à C. Une opération qui nécessite l utilisation de fours rotatifs à hautes performances. La chaux vive est «éteinte ou hydratée» avec de l eau (ajout de 24% d eau)

Une opération qui nécessite l utilisation de fours rotatifs à hautes

15 Chaux hydratée - Fabrication

16 Chaux hydratée - Effets de la chaux Les granulats granitiques sont très acides L acidité affecte le lien bitume-granulats ; La chaux est fortement basique : elle neutralise l acidité des granulats. La chaux augmente supposément le lien entre les deux constituants.

chaux est fortement basique : elle neutralise l acidité des

17 Chaux hydratée - Effets de la chaux Rôle positif concernant : Désenrobage et tenue à l eau ; Résistance à l orniérage et à la fatigue ; Oxydation du bitume ; Vieillissement des enrobés ;

18 Enrobés avec chaux hydratée La chaux hydratée est largement utilisée en Ontario et dans les provinces maritimes ; Résultats concluants : efficace dans plus de 85% des cas de désenrobage ; On ajoute 1.0 à 2.0% de chaux dans l enrobé Le 1 à 2 % est calculé selon le pourcentage de granulats.

efficace dans plus de 85% des cas de désenrobage ; On ajoute 1.0 à 2.

19 Enrobés avec chaux hydratée Deux façons pour incorporer la chaux dans les enrobés bitumineux : 1. À même les piles de réserve de granulats 2. À l usine, dans un silo spécifique pour la chaux

20 À même les piles de réserve Cette méthode est peu recommandée car la chaux n est pas toujours mélangée de façon uniforme. Il faut s assurer de protéger les piles de réserve des intempéries. Difficile de savoir si les quantités nécessaires ont été ajoutées.

Il faut s assurer de protéger les piles de réserve des

21 À même les piles de réserve

22 Ajout à l usine Cette méthode est préférable car elle assure que les quantités de chaux ajoutées dans le mélange sont exactes.

23 Cependant. Ajout à l usine On doit prévoir un silo supplémentaire pour la chaux hydratée; On doit augmenter le temps de malaxage de façon significative; Un peu salissant..!!!!!

25 Validation en laboratoire - PCG % de chaux Girations 0 % 0,5 % 1,0 % 1,5 % 2,0 % 10 13,5 12,6 13,3 11,3 11,1 80 6,7 5,7 6,5 4,9 4, ,3 3,4 4,2 2,9 2,6 Densité maximale 2,447 2,437 2,432 2,434 2,430 Pour Mélange EB-10S

26 Validation en laboratoire - PCG % de vides ,00% 0,50% 1,00% 1,50% 2,00% Nombre de girations PCG

27 Validation en laboratoire - Orniéreur % de chaux Nbre de cycles 0 % 1,25 % 100 3,1 3, ,6 4, ,7 7, ,3 12, ,2 20,7 Pour Mélange EB-10S

28 Observations Plus le % de chaux dans l enrobé augmente, plus le % de vides à la PCG diminue (tendance) : le mélange se compacte plus rapidement avec ajout de chaux. La chaux ne semble pas avoir un grand impact sur la résistance à l orniérage d un enrobé, les résultats respectent les exigences du MTQ avec et sans chaux.

29 Planches d essais Cas de la Côte-Nord - Boulevard Laflèche Baie Comeau ; Cas du Saguenay - Pont Dubuc Chicoutimi.

30 Cas de la Côte Nord Le boulevard Laflèche de Baie-Comeau Pavé en 2000 ; Signe de désenrobage et d arrachement en 2001.

33 Cas de la Côte Nord Le boulevard Laflèche de Baie-Comeau Planches d essais réalisées en juillet 2001 Environ 100 m sur les deux directions ; 1,5% de chaux ajoutée au mélange ; EB-10S avec PG pour voie Est ; EB-10S avec PG sur voie Ouest ; Taux de pose de 100 kg/m2 (42 mm).

34 Voie direction Est Voie direction Ouest

35 Voie direction Est

36 Texture de l enrobé avec chaux hydratée

37 Cas du Saguenay Le pont Dubuc à Chicoutimi Pavage refait en 1997 ; Orniérage excessif en 2001 ; Un peu de désenrobage ; Planage, réfection des joints et pavage.

38 Cas du Saguenay Le pont Dubuc à Chicoutimi 1991 : couche d usure (40 mm de MB12.5) ; 1995 : correction (27 mm de MB-10) ; 1997 : correction (21 mm de EB-10C) ; 1997 : couche d usure (42 mm de EB-10S) ; 2001 : couche d usure (ESG-10) : 1,5% de chaux

39 Voie direction Nord (avant travaux)

40 Orniérage dans voie direction Nord

41 Joint dans voie direction Nord

42 Voie direction Nord (après travaux)

43 Voie direction Nord (après travaux)

44 Voie direction Sud (après travaux)

45 Détermination de la teneur en chaux d un enrobé Il est difficile d évaluer la teneur en chaux d un enrobé. Développement d une méthode en laboratoire par le secteur Chimie des matériaux du MTQ

ENROBÉ GRANULOMÉTRIE LC 26-350 SOLUTION BITUME - TCE FILTRE PASSANT 315 µm

46 ENROBÉ GRANULOMÉTRIE LC SOLUTION BITUME - TCE FILTRE PASSANT 315 µm CENTRIFUGEAT LAVÉ DOSAGE Ca(OH) 2 ASTM D 3155 (30 g) DOSAGE Ca(OH) 2 ASTM D 3155 (3 g)

47 Teneur en chaux dans les enrobés Calcul de la teneur en chaux hydratée dans un enrobé ou dans la fraction granulaire d'un enrobé Nom de l'échantillon : A B A B A B Masse du résidu sur le filtre (g) = 1,4 1,6 1,5 2 1,9 2 Chaux dans le passant 315 µm (%) = 2,16 2,35 5,17 5,17 8,6 8,8 Chaux dans le centrifugeat (%) = 41,4 40,2 52,7 54,7 46,08 46,3 % Chaux / enrobé = 0,68 0,72 1,59 1,54 1,16 1,07 Moyenne = 0,70 1,57 1,12 % Chaux / fraction granulaire = 0,72 0,76 1,68 1,62 1,22 1,13 Moyenne = 0,74 1,65 1,17 Valeur attendue = 1,0 2,0 1,5 Récupération (%) =

48 Conclusions L ajout de chaux hydratée a un effet tendance sur les vides d un enrobé obtenus en laboratoire (% chaux % vides PCG ) L ajout de chaux hydratée a une influence mineure sur la résistance à l orniérage d un enrobé (en laboratoire) ; La chaux hydratée a une certaine efficacité (degré différent) contre le désenrobage dans les cas de la Côte-Nord et du Saguenay.

49 Conclusions (suite) Cependant, on doit attendre après un cycle gel-dégel pour conclure sur l efficacité de la chaux en chantier ; Travaux de laboratoire en parallèle pour fixer le taux de chaux optimal dans les enrobés ; Recherches en cours sur un essai prédictif pour le désenrobage.

50 Conclusions (suite) Possibilité de connaître la teneur en chaux d un enrobé.

51 Conclusions (suite) On doit prévoir d autres solutions si la chaux ne fonctionne pas : Produit anti-désenrobage ajouté dans le bitume (Redicote) ; Ajout de granulats de compositions différentes (calcaire) ; Ajout d amiante.

52 ???????? Questions??????

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