LES ENROBES D ASSISESD

LES ENROBES D ASSISESD Graves Bitumes (GB) Enrobés à Module Élevé (EME) Les Enrobés Bitumineux : Formulation, Fabrication, Mise en Place - Montréal 2006 1

TERMINOLOGIE Bétons bitumineux Couche Base Base Épaisseur (cm) 8-15 6-12 France GB - Grave Bitume EME - Enrobe Module Élevé Les enrobés à module élevé : EME classe 2 Qu est-ce que l EME classe 1? Une grave bitume meilleure en module et en résistance à l orniérage (peu d application) Les Enrobés Bitumineux : Formulation, Fabrication, Mise en Place - Montréal 2006 2

EVOLUTIONS DES ENROBES Assimiler une nouveauté, comprendre comment on y est parvenu Connaissance du contexte de développement Recherches conjointes Administration/Entreprises pour s adapter aux évolutions : Développement de produits, méthode, moyen d essai, techniques Normalisation Française depuis 1992 10 normes Européenne prise en compte français ( grades dures) Encouragement de la DR aux innovations Charte Principe de dissociation des fonctions des couches assises = structure : roulement = CDS Les Enrobés Bitumineux : Formulation, Fabrication, Mise en Place - Montréal 2006 3

LES ENROBES D ASSISES D : EVOLUTIONS Teneurs en bitume de + en + élevées Granularité maximale en baisse 31 20 14 10 mm Augmentation de la dureté des bitumes: 50 35 20 10 pen Additifs pour augmenter la dureté Amélioration des performances (et régularité) GB 3 puis GB 4 EME 2 Diminution des épaisseurs Les Enrobés Bitumineux : Formulation, Fabrication, Mise en Place - Montréal 2006 4

EVOLUTIONS DES ENROBAGES D ASSISESD 140 120 100 80 60 40 % bitume Grade Module 20 0 1970 1980 1990 2000 EME Les Enrobés Bitumineux : Formulation, Fabrication, Mise en Place - Montréal 2006 5

DESCRIPTION DES GB Les Enrobés Bitumineux : Formulation, Fabrication, Mise en Place - Montréal 2006 6

FORMULATION MATERIAUX STRUCTURANT Homogénéité, compacité Tenue à l eau Les Enrobés Bitumineux : Formulation, Fabrication, Mise en Place - Montréal 2006 7

FORMULATION MATERIAUX STRUCTURANT Résistance à l Orniérage Module de Rigidité Résistance à l Orniérage Les Enrobés Bitumineux : Formulation, Fabrication, Mise en Place - Montréal 2006 8

PROFIL TYPE D UN GB3 ou 4 Squelette granulaire classique Formule continue 0/20 ou 0/14 Liant bitume pur classe 35/50 ou 20/30 Bitume modifié ou additif pour classe 4(non systématique) Augmentation du dosage en liant Intermédiaire celui des GB2 (4.5%) et EME (6.0%) Soit 5.0 ou 5.5% Matériaux + homogène + compacte (% vides : 7 à 9%) Performances moyennes à élevées Domaine d emploi GB4 : en fondation d autoroute Les Enrobés Bitumineux : Formulation, Fabrication, Mise en Place - Montréal 2006 9

DESCRIPTION DES EME Les Enrobés Bitumineux : Formulation, Fabrication, Mise en Place - Montréal 2006 10

OBJECTIFS DES EME Amélioration des Performances mécaniques Module Comportement en fatigue Forte résistance à l orniérage Optimisation Technique et Economique Épaisseur de plus en plus mince Meilleure réponse à l augmentation des sollicitations du trafic (charges, répartition, croissance,..) Nouvelle structure, notamment en renforcement de structure Réduction des travaux annexes (ex.: passage de canalisation, limite la hauteur de rehausse des rails des sécurité, des ouvrages en bordure ) Economie de matériaux, longévité accrue (moins travaux) Les Enrobés Bitumineux : Formulation, Fabrication, Mise en Place - Montréal 2006 11

DISPOSITIONS POUR PARVENIR AUX OBJECTIFS Même granularité que les enrobés dense à chaud Dimension maxi limité 20, ou mieux 14 mm Liant plus dur (Bitume dur, BmP, Additifs (ex : Déchets câbles) Classe 10/20 pour EME 2 Classe 20/30 pour EME 1 Augmentation du dosage en bitume (EME) Même ordre de grandeur que les enrobés de surface (6 ppc) Les Enrobés Bitumineux : Formulation, Fabrication, Mise en Place - Montréal 2006 12

Normalisation :NFP 98-140 (nov. 1999) Classification : Couche de Base ou Fondation 3 Types : 10-14 - 20 mm 2 Classes en fonction du dosage en bitume Classe Module richesse mini TL minimum [ppc] 1 2.5 4.0 2 3.4 5.5 Epaisseur [cm] Moyenne Minimum EME 10 6 à 8 5 EME 14 7 à 13 6 EME 20 9 à 15 8 Les Enrobés Bitumineux : Formulation, Fabrication, Mise en Place - Montréal 2006 13

PRINCIPALES PROPRIETES DES ENROBES D ASSISES D PCG r/r Ornière Module Fatigue type de mélange P.C.G. (teneur envides %) C80 (D 10mm) C100 (D 14mm) C120 (D 20 mm) Rapport r/r - Tenue à l'eau Profondeur d'ornière (60 C-100 mm) * 10.000 cycles (%) ** 30.000 cycles (%) Module de ridigité (15 C-10Hz) en MPa % % % MPa formation Déformation admissible En fatigue (à 1 million de cycles) G.B classe 2 11 0.65 10* 9,000 80.10-6 GB classe 3 10 0.7 10* 9,000 90.10-6 GB classe 4 9 0.7 10** 11,000 100.10-6 EME classe 1 10 0.7 7.5** 14,000 100.10-6 EME classe 2 6 0.75 7.5** 14,000 130.10-6 Les Enrobés Bitumineux : Formulation, Fabrication, Mise en Place - Montréal 2006 14

Nouvelle structure : RRN (catalogue 98) Guide des structures types de chaussées neuves (SETRA/LCPC 1998) RNN Structurant TC6* / PF3** - Durée 30 ans Fiche N 1 FICHE N 3 GB 2 EME 2 BBTM 2.5 cm 2.5 cm BBSG Liaison 6.0 cm 6.0 cm Base 14.0 cm 9.0 cm Fondation 14.0 cm 10.0 cm Épaisseur Totale 36.5 cm 27.5 cm -25% *Trafic 20 millions d essieux équivalent 130 KN, **plate-forme PF 3 soit E=120 MPa Les Enrobés Bitumineux : Formulation, Fabrication, Mise en Place - Montréal 2006 15

Nouvelle structure : autoroute concédée Manuel de conception de SCETAUROUTE R Autoroutier : T0+ / PF3 Comparaison GB 3 EME 2 VTAC 2.5 2.5 BBME 5.0 -(A) Base 11 10 Fondation 13 10 Total 31.5 cm 22.5-28% *Trafic 20 millions d essieux équivalent 130 KN, **plate-forme PF 3 soit E=120 MPa Les Enrobés Bitumineux : Formulation, Fabrication, Mise en Place - Montréal 2006 16

CONCLUSION : DURABILITE DES TECHNIQUES D ASSISESD Lorsque les techniques sont utilisées correctement (qualité du support, de la fabrication et de la mise en œuvre des enrobés), la durabilité des enrobés et des revêtements est bien évaluée par le dimensionnement. Les EME 2 sont utilisés depuis plus de 15 ans, ils constituent un excellent matériau structurant : compromis: dureté /souplesse / non déformabilité / durabilité Les Enrobés Bitumineux : Formulation, Fabrication, Mise en Place - Montréal 2006 17

IMPORTANCE DU COLLAGE DES COUCHES Chaussée: structure multicouche devant fonctionner comme une poutre monolithique pour réduire les contraintes dans les différentes couches et conserver un bon comportement en fatigue Dessin des contraintes: collé/non collé TRACTION COMPRESSION Les Enrobés Bitumineux : Formulation, Fabrication, Mise en Place - Montréal 2006 18

LES MATERIAUX BITUMINEUX Pour couches d assise (grave bitume, EME) Les Enrobés Bitumineux : Formulation, Fabrication, Mise en Place - Montréal 2006 19

GRAVE BITUME (GB) NFP 98 138 Domaine d emploi: Routes tout trafic, en couches d assise Support de portance suffisante pour le compactage Structure bitumineuse souple ou épaisse Épaisseur : 8 à 14 cm (0/14); 10 à 16 cm (0/20) Formulations: Granulats conformes aux spécifications des normes enrobés (D ou E) Liant : bitume pur 35/50 ou 50/70 : dosage 4,2 à 5,2 % Courbe 0/14 ; 0/20 continue parfois discontinue, sableuse (30%), fines 7 à 8% Essais de laboratoire (méthode Fr: PCG, Duriez, orniérage, module, fatigue) 3 classes : GB 2, 3, 4 selon r/r (0,65 ou 0,7), orniérage 10% à 60 C (10 ou 30000 cycles), module 9 ou 11 000 MPa, fatigue 90 ou 100 μdef. Les Enrobés Bitumineux : Formulation, Fabrication, Mise en Place - Montréal 2006 20

GRAVE BITUME suite REALISATION Mise en Oeuvre Mode compactage pneu (P2) + lisse généralement vibrant (V2 ou 3) Usage de trémie mobile sur grands chantiers Conditions météo température. PERFORMANCES Selon classe Amélioration de l uni : application poutre; laser, GPS Imperméabilité médiocre à correcte (teneur en vides 8 à 11%, généralement 6 à 8%) INCONVENIENTS Pas de spécificité Les Enrobés Bitumineux : Formulation, Fabrication, Mise en Place - Montréal 2006 21

ENROBES A MODULE ELEVE EME- NFP 98 140 DOMAINE D EMPLOI Routes plutôt à fort trafic Support de portance suffisante pour le compactage Structure bitumineuse épaisse Renforcement Réfection voie lourde Voie dédiée Épaisseur : 6 à 8 cm (0/10); 7 à 13 cm (0/14); 9 à 15 cm (0/20) Les Enrobés Bitumineux : Formulation, Fabrication, Mise en Place - Montréal 2006 22

FORMULATIONS EME suite Granulats conformes aux spécifications des normes enrobés (D ou E) Liant : bitume dur 10/20 ou 15/25 : dosage 5,5 à 6,0 % (classe 2) Courbe 0/14 ; 0/20 continue parfois discontinue, sableuse (30%), fines 7 à 8% Essais de laboratoire (méthode Fr : PCG, Duriez, orniérage, module, fatigue) 2 classes : EME 1, 2, selon le dosage en liant orniérage 7,5% à 60 C à 30000 cycles, module 14 000 MPa, fatigue 100 ou 130 μdef Seule la classe 2 est utilisée Les Enrobés Bitumineux : Formulation, Fabrication, Mise en Place - Montréal 2006 23

ENROBES A MODULE ELEVE suite REALISATION Mise en Oeuvre Mode compactage pneu (P2) + lisse généralement vibrant (V2 ou 3) Usage de trémie mobile sur grands chantiers Conditions météo température. PERFORMANCES Selon classe Excellent compromis, réduction d épaisseurs, moins de décaissement Compatible avec toute technique d entretien? (recyclage d un liant dur?) bonne imperméabilité (teneur en vides 3 à 5%) INCONVENIENTS Sensible aux effets thermiques (fissuration de retrait si liant trop dur, évolution?) Texture très fermée, nécessite une couche de roulement adaptée (BBTM, BBME) Support de bonne portance Respect impératif des épaisseurs Coefficient de calage moins avantageux que GB: 1,0 soit 30% inf. Les Enrobés Bitumineux : Formulation, Fabrication, Mise en Place - Montréal 2006 24

RECYCLAGE EN CENTRALE DES ENROBES Traitement en centrale d enrobage à chaud, généralement équipée d un dispositif d introduction des agrégats avec correction par apports de granulats neufs et de bitume ou de régénérant. RECYCLAGE A FAIBLE TAUX 10 à 20% centrales traditionnelles Vérification de la formulation (peu de modification des propriétés) Incitation forte de Instances Nationales à pratiquer ce recyclage RECYCLAGE A FORT TAUX > 20%... 50% Étude spécifique pour le recyclage Lot homogène (chantier mobile) matériel spécifique : TSE recycleur, double tambour GB, BB épais, mais aussi BBDr NORMES Françaises aises et Européennes SUR LES AGREGATS (matériaux à recycler), précisant leur caractérisation (type d essai) et leur classement en vue de réutilisation (taux conseillés dans annexe informative). Les Enrobés Bitumineux : Formulation, Fabrication, Mise en Place - Montréal 2006 25