Formulation des mélanges hydrocarbonés à chaud S.Ollier/C.Mauduit Cotita Centre Est 3 juin 2010
Rappel normatif Les normes Depuis 1990, 53 normes européennes Toutes publiées en tant que normes françaises NF EN. Au 1er mars 2008, l ensemble des normes NF EN se substituera, pour celles qui traitent du même sujet, aux normes françaises en vigueur (qui seront retirées). 3 types de normes sur les «Mélanges Bitumineux»: 8 normes «produit» : Spécification des matériaux 43 normes «essais» : Méthodes d essais pour mélange hydrocarboné à chaud 2 normes plus directement liées au marquage CE
Les normes LES DOCUMENTS Les normes «produits» NF EN Chaque norme est décomposée en deux parties : Un Avant Propos National (APN) L APN rappelle l obligation de marquage CE et indique les caractéristiques qu'il est proposé de retenir en France. La norme européenne elle-même traduite en français présente. Le domaine d application de la norme Les spécifications des matériaux Les spécifications du mélange L évaluation de la conformité L identification du mélange La norme européenne liste les caractéristiques qu il est possible e de retenir dans la spécification du produit. Contrairement aux anciennes normes françaises, elle ne détermine pas de classe de mélange basée sur des performances.
Les normes LES DOCUMENTS Les normes «produits» NF EN NF EN 13108-3, Enrobés Souples NF EN 13108-4, Hot Rolled Asphalt NF EN 13108-5, Stone Mastic Asphalt Normes NF EN NF EN 13108-1, Enrobés Bitumineux NF EN 13108-2, Bétons Bitumineux Très Minces NF EN 13108-6, Enrobés Coulés Routiers NF EN 13108-7, Enrobés drainants NF EN 13108-8, Agrégats d'enrobés Correspond à la définition des : BBSG, BBME, BBA, BBCS, BBM, EME et GB. BBTM Utilisés dans les pays nordiques, non adaptés au contexte français. Non utilisés en France Non utilisés en France Asphalts coulés BBDr Dénominations françaises aises Agrégats d'enrobés Référence anciennes normes françaises aises NF P 98-130 NF P 98-131 NF P 98-132 NF P 98-136 NF P 98-138 NF P 98-140 NF P 98-141 XP 98-137 NF P 98-145 NF P 98-134 XP 98-135
Les normes LES DOCUMENTS Les normes «essais» NF EN 43 normes décomposées en deux parties : Un Avant Propos National (APN) La norme européenne elle-même traduite en français décrit l essai concerné. principe, appareil, mode opératoire, calcul, répétabilité Il existe une bonne correspondance avec les anciennes normes d essai française
LES DOCUMENTS Les documents d accompagnement existant Guides Le GANE(1994):à réviser(rrn) Le GAN(STBA,2003):en révision Le Guide»variantes»(2003):à réviser(rrn) Les autres documents Fascicule 27 du CCTG:à réviser CCTP,CCAP,BP-types:des exemples en circulation;à adapter au cas par cas;le RST a la compétence. Catalogue des structures-types types de chaussées neuves:à réviser(matériaux) Les documents d accompagnement NOUVEAU Le GUN Guide d utilisation des normes La 98 150-1 Norme mise en oeuvre La note d info
LES DOCUMENTS : LE GUN Document à caractère général Traduit les «anciens» produits selon les normes NF EN Explique les approches empirique et performancielle Fournit les caractéristiques minimales des granulats selon NF EN 13042 et XP P 18 545 Rappelle les spécifications sur agrégats d enrobés
LES DOCUMENTS : LE GUN Appellation et références
LES DOCUMENTS : LE GUN Utilisation classe et type Exemple : BBSG 1 0/10 : béton bitumineux semi grenu de classe 1 et de granularité 0/10 (EB 10 roul 35/50)
LES DOCUMENTS : La 98 150 150-11 : exécution des assises de chaussées, couches de liaison et couches de roulement Constituants Formulation Fabrication Transport Mise en œuvre Contrôle sur chantier
LES DOCUMENTS : La 98 150 150-1 Exemples :
LES DOCUMENTS : La 98 LES DOCUMENTS : La 98 150 150-1 Spécifications :
LES DOCUMENTS : La 98 LES DOCUMENTS : La 98 150 150-1 Spécifications :
LES DOCUMENTS : La NOTE D INFO N 17, décembre 2008 Informe les MO et Moe des changements réglementaires Propose des modalités pratiques et recommandations Rappelle l obligation du marquage CE Précise les contrôles de fabrication dans le cadre d un marché
LA FORMULATION L épreuve de formulation fait l objet d une norme NF EN 13 108-20 (06/06) 4 niveaux d épreuve d œuvre) épreuve (choisis par le maître Niveau 1 : niveau minimum Duriez et PCG Niveau 2 : Duriez et PCG + Orniérage Niveau 3 : Duriez et PCG + Orniérage + module de rigidité Niveau 4 : Duriez et PCG + Orniérage + module de rigidité + essai de fatigue
LA FORMULATION
LA FORMULATION Pour formuler il faut connaître : Les conditions d utilisation le rôle de la couche But de l étude de formulation Vérifier qu avec : une courbe de mélange donnée un % de liant donné On obtienne des caractéristiques conformes aux spécifications des normes produits (Cf p5) ou GUN
Exemple spécifications LA FORMULATION
ESSAIS Préparation du mélange (NF EN 12 697 (NF EN 12 697-35)
ESSAIS PCG (NF EN 12 697 31) PCG Compactage par pétrissage sous une faible pression d un cylindre de mélange hydrocarboné. Le % de vide évolue en fonction de la hauteur de l éprouvette en fonction du nombre de girations
ESSAIS DURIEZ (NF EN 12 697 12) NF P 98-251-1(en attente de révision) DURIEZ Essai de tenue à l eau Compactage statique double effet d éprouvettes cylindriques. Résistance en compression simple de : éprouvettes conservées 7 jours dans l air à 18 C et 50% d hygrométrie R éprouvettes conservées 7 jours dans l eau à 18 C r Tenue à l eau = r/r
ESSAIS COMPACTAGE DE PLAQUES (NF EN 12 697 33)
ESSAIS ORNIERAGE(NF EN 12 697 22) Passage répété d une roue sur une éprouvette parallélépipédique à 60 C. Le pneumatique simule une charge à l essieu de 13 tonnes. On mesure la profondeur de la déformation en fonction du nombre de cycles.
ESSAIS M.A.E.R. (NF EN 12 697 26) Détermination du module Rapport de la contrainte à la déformation relative. Contrainte Déformation
ESSAIS ESSAI DE FATIGUE (Norme NF P 98-261 261-1) 1) Définition La fatigue traduit le fait qu un matériau peut se rompre si on lui applique un grand nombre de fois une sollicitation d amplitude inférieure à celle provoquant sa rupture instantanée (au premier chargement). Expérience de base On soumet une éprouvette de matériau à des sollicitations répétées toutes identiques, jusqu à rupture de l éprouvette. On relève le nombre de cycles correspondant N Excentrique Moteur Capteur force Capteur déplacement Éprouvette Support
ESSAI DE FATIGUE Essai élémentaire : ESSAIS solliciter l éprouvette console trapézoïdale isocèle en imposant en tête une flèche sinusoïdale d amplitude constante ; enregistrer l évolution de l amplitude de la force en tête ; mesurer la durée de vie de l éprouvette F Fo Fo/2 N rupt Nb cycles
ESSAI DE FATIGUE ESSAIS Le phénomène étant très dispersé, on recommence l expérience : à un même niveau de sollicitation pour plusieurs éprouvettes à différents niveaux de sollicitations. log N Rupture au premier chargement log s
ESSAI DE FATIGUE ESSAIS Représentation usuelle Résultats présentés sous la forme : log ε ε 6 log s ou ε = f (log N) ou s = f (log N) 1 b ε = ε N 6 6 10 b 10 6 log N Dispersion sur l essai de fatigue
Quelques éléments complémentaires Étude de formulation valable 5 ans uniquement Une nouvelle étude doit être réalisr alisée e si : - changement des gravillons - changement de grade de bitume - caractéristiques des agrégats L épreuve de formulation doit être réalisée avec les constituants réellement utilisés et le procédé de fabrication ( température)
Quelques éléments complémentaires Les contrôles du marquage CE en centrale, ne dispense pas des contrôles de fabrication avec prélèvement sur chantier. La teneur en bitume est incorporée dans les 100% Si incorporation d agrégats 10% pas de nouvelle étude Pour les agrégats s assurer d un stock homogène
Lecture d une fiche d entreprise Comporte : - étude de formulation - fiche technique des produits : - choix du liant ( péné + TBA ) - nature des agrégats ( sur 5 prélèvements) - liant %, péné,, TBA, - sur granulats ( courbe granulaire, PSV, MDE,LA) - nature des granulats - courbe - PSV,MDE,LA
Lecture d une fiche d entreprise
Lecture d une FTAE