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LES ENROBÉS BITUMINEUX 1- Définition

Un enrobé bitumineux est un mélange uniforme de granulats enrobés de bitume.

Asphalte: roche calcaire imprégnée de bitume. Expression qui désigne le revêtement des routes. Bitume: composé de carbone et d’hydrogène, d’où le nom d’hydrocarbure. Il peut être d’origine naturel ou provenir de la distillation du pétrole. distillation de diverses substances: charbon, bois, Goudron:  Produit provenant de la distillation tourbe. Il est moins soluble que le bitume.

2-bitume

Dans l’antiquité, le bitume était utilisé pour usage d’étanchéité, sous le nom de « bitume de Judée ». Il avait de multiples emplois:   produits pharmaceutiques - servant notamment à la conservation des momies égyptiennes - et cosmétologiques;  mais surtout, et ce dans tout le bassin méditerranéen, au calfatage des navires.  C'est également grâce au bitume de Judée que Nicéphore Niépce inventera la  photographie à Saint-Loup de Varennes en 1824

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La première route asphaltée au sens d'aujourd'hui fut construite en 1852 en France entre Paris et Perpignan. Dans les années 1870, l'asphalte est utilisé à New York et Washington. En 1888, Toronto met en place un revêtement bitumineux. Au Québec, en 1890, Chambly pave un tronçon de route.

2-1 ORIGINE DU BITUME

Tous les bitumes sont des produits du pétrole brut où ils se trouvent en solution. Ils sont le résultat de l'élimination des huiles servant de solvant par évaporation ou distillation du  pétrole brut. Sachant que de tels processus pourraient se produire dans la nature, au 2

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niveau des couches souterraines, les bitumes proviennent en conséquence de deux sources: naturelle ou industrielle.

A. Origine naturelle: La production mondiale est très faible puisqu’elle ne dépasse pas 200 000 t.

B- Origine industrielle

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2.2- Propriétés physico-chimiques des bitumes

Contrairement au goudron qui est d'origine houillère, le bitume désigne tout mélange d'hydrocarbures extraits du pétrole par fractionnement qui, sous forme pâteuse ou solide est liquéfiable à chaud et adhère sur les supports sur lesquels on l'applique. Il est la forme la plus épaisse et la plus dense du pétrole. Les deux plus grandes réserves connues de  bitume sont celle de d e l’Alberta et de Venezuela. La couleur du bitume varie du brun foncé foncé au noir.

A- Composition chimique Les bitumes sont surtout composés de carbone et d’hydrogène, d’où leur nom d’hydrocarbure. D’autres éléments de moindre importance font aussi partie de leur composition chimique.

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B- Propriétés physico-chimiques des bitumes On reconnaît le bitume routier par ses principales caractéristiques: - sa couleur noire; - son imperméabilité à l'eau; - sa susceptibilité à la température; - son inertie chimique - son pouvoir d'adhésion et de rétention Par précipitation avec du n-heptane, on peut séparer physiquement un bitume en deux constituants:

: produits solides apportant au bitume sa cohésion et sa dureté et B1- les asphal tènes  constitue entre 5 et 20 % du bitume;

B2- les maltènes  :  produit huileux (molécules moins gosses) dans lequel baignent les

asphaltènes.

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Les molécules de maltène peuvent être encore séparées par chromatographie en d'autres hydrocarbures:   saturés (dont les paraffines): Ils sont incolores ou légèrement jaunâtre. Ils affectent la viscosité du bitume,   Les aromatiques  : sont des huiles visqueuses de couleur rouge brun foncé. Ils affectent aussi la viscosité du bitume.   Les aromatiques polarisés (les résines): influencent son adhérence.

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C- types de bitume (ciment asphaltique): Norme 4101

Un bitume est identifié par sa classe de performance PG H-L. PG désigne la classe de performance (Performance grade) H(°C) est la température au-dessus de laquelle il y a risque de déformation irréversible (orniérage). L(°C) est la température au-dessous de laquelle il y a risque de fissuration thermique. Les valeurs H et L  sont déterminées par les essais de cisaillement dynamique et de flexion de poutre vus plus loin. Le MTQ utilise 9 classes de performance.

Le bitume est utilisé surtout pour fabriquer les mélanges préparés en usine et posés à chaud; dans le pavage des routes. Le bitume confère à l'enrobé sa flexibilité et sa capacité à résister aux dégradations causées par le trafic et le climat. À température de service élevée (été), le bitume doit demeurer suffisamment visqueux ou dur afin d'éviter le phénomène d'orniérage. À basse température (hiver), le bitume doit conserver une certaine élasticité pour éviter les fissurations par retrait thermique. Le choix du grade de bitume à employer (PG 52-34 ou autre) est généralement exigé au devis de pavage. L'ingénieur du Ministère fixe son choix du grade de performance avec l'objectif suivant: "le bitume utilisé doit présenter un comportement adéquat aux températures de service  spécifiques au site dans des conditions de charge données".

Par exemple un bitume PG52-34 est un bitume routier capable de permettre à l’enrobé de supporter une température maximale de 52 °C avant de se déformer et une température minimale de –  34 °C avant de se fissurer. Il y a trois éléments qui guident le choix d'un grade de bitume à utiliser: 7

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le climat régional le genre et le volume de trafic qu'aura à subir le pavage, l'usage auquel est destiné le mélange.

Le territoire du Québec est divisé en trois zones: Île de Montréal, Île Jésus (Laval), Montérégie Zone 1: Outaouais, Laurentides-Lanaudière, Mauricie-Bois-Francs, Québec, Zone 2: Chaudière-Appalaches, Estrie, Bas-Saint-Laurent-Gaspésie-Îles-de-la-Madeleine, Saguenay-Lac-Saint-Jean-Chibougamau (sud de la rivière Saguenay), Côte-Nord route 138. Abitibi-Témiscamingue-Nord-Du-Québec, Saguenay-Lac-Saint-JeanZone 3: Chibougamau, Saguenay-Lac-Saint-Jean-Chibougamau (nord de la rivière Saguenay), Côte-Nord à partir de 10 km du fleuve.

Exemple de choix de bitume utilisé sur nos routes.

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2.3- Autres types de liants bitumineux

Dans les chaussées, on emploie habituellement, en plus du bitume, deux autres sortes de liants bitumineux qui servent généralement de liant d’accrochage: les émulsions de bitume (émulsions bitumineuses) et les bitumes fluidifiés. A- Les émulsions bitumineuses (Norme 4105) Les émulsions bitumineuses sont un mélange de bitume et d'eau liés grâce à la présence d'un agent émulsifiant (savon). Lorsqu'elles sont exposées à l'air, l'eau s'évapore et laisse le bitume qui durcit et sèche en place. Selon la vitesse de séchage (appelée aussi rupture) de l'émulsion, on trouvera les appellations:  RS (Rapid Setting) pour rupture rapide; MS (Medium " ) pour rupture moyenne;  SS (Slow " ) pour rupture lente.  Les émulsions bitumeuses comprennent: les émulsions anioniques (charge des particules solubles dans l’eau est -), les émulsions cationiques (charge des  particules solubles dans l’eau est +) identifié par la lettre C et les émulsions à flottabilité élevée (HF). Les émulsions bitumineuses sont utilisées pour les mélanges bitumineux  préparés en usine et posés à froid c'est à dire à la température ambiante. Elles servent aussi pour les mélanges préparés sur place et pour le recyclage de vieux pavage, les amorces de revêtement, les traitements de surface et les couches de scellement et exclusivement comme liants d’accrochage.

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Selon la norme 4105 du MTQ, la classification des émulsions comprend:  – Émulsions anion iques :  à rupture rapide (RS);  à rupture moyenne (MS);  à rupture lente (SS).   – Émulsions an ioniqu es àflottabilitéé levé e (H F ) : à rupture rapide (HFRS);   à rupture moyenne (HFMS);  –  Émulsions cati oni ques :    

à rupture rapide (CRS); à rupture moyenne (CMS); à rupture lente (CSS).

B-Bitumes fluidifiés: Norme 4104

Les bitumes fluidifiés sont des produits constitués de bitume et de solvant hydrocarboné d'origine pétrolière. Ils sont à l'état liquide à la température ambiante. Lorsqu'ils sont exposés à l'air, le solvant s'évapore et laisse le bitume comme résidu. Ils se divisent en quatre (4) grandes catégories selon leur vitesse de séchage qui dépend du type de solvant employé.

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Les bitumes fluidifiés sont surtout employés pour les mélanges bitumineux de réparation de pavage. On peut les fabriquer en usine ou sur place. On les pose à froid, c'est à dire à la température ambiante. Ils ont comme avantage de ne pas être affectés par le gel, on peut donc les utiliser en hiver ou en période de gel.

Chacune de ces catégories se subdivise ensuite selon la proportion de solvant employé ou de la viscosité cinématique à 60°C en 5 sous classes.

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3- Formulation des mélanges d’enrobés 3.1 Caractéristiques d’un enrobé La figure illustre le schéma de la relation entre les différents composants d’un enrobé  bitumineux.

où Mmb  : Masse totale du mélange. Mg : Masse des granulats dans le mélange. M b : Masse totale de bitume dans le mélange. M be : Masse de bitume effectif. M ba : Masse de bitume absorbé. Vmb : Volume brute du mélange compacté. Vgb : Volume apparent des granulats (pores compris) VAM : Volume occupé par l’espace entre les granulats dans un enrobé compacté, en incluant les vides interstitiels dans l’enrobé (Vi) et le volume de bitume effectif (Vbe), exprimé en pourcentage par rapport au volume brut de l’enrobé compacté (Vmb) (voir la figure); 13

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Vge : V ba : V be : Vi :

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Volume effectif des granulats (volume solide). Volume de bitume absorbé. Volume de bitume effectif. Volume total occupé par l’air emprisonné entre les granulats enrobés dans un enrobé compacté exprimé en pourcentage du volume brut de l’enrobé compacté (Vmb) (voir la figure);

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3.2- Principes de la méthode Marshall

Avant d’utiliser un enrobé, celui-ci devra satisfaire aux exigences de conformité. Comme  pour le béton, un enrobé doit être soigneusement préparé. Il doit:  Résister aux déformations ou orniérage  Résister à la fissuration par effet de fatigue ou thermique Une des méthodes de dosage la plus utilisée au Canada et aux états-unis est la méthode Marshall. Elle s'applique pour tous les enrobés préparés et posés à chaud à base de  bitume et de granulats ne dépassant pas 28 mm. Au MTQ, cette méthode n’est plus utilisée que pour l’analyse et le contrôle de qualité au chantier. La méthode Marshall consiste à déterminer la teneur optimale en bitume d'un mélange de granulométrie connue. Des éprouvettes (minimum de 3) de forme cylindrique de 10 cm de diamètre et d'environ 6,3 cm de hauteur sont préparées avec différentes teneurs en  bitume avec des matériaux répondant aux exigences du devis de pavage ou du CCDG. A- La variation de la teneur en bitume doit se faire selon la formule:

P bi

TG 120 100

On choisira ensuite des teneurs qui s'écartent de 0,5% de la teneur moyenne  ainsi calculée. La variation de 0,5% permet de couvrir une plage de teneurs de 2,5% ce qui est suffisant. Toutefois, en aucun cas la teneur en bitume soit inférieure à la teneur minimale donnée par la norme.

Exemple: Le total granulométrique d'un granulat est égale à 550.  P bi

550

120

100

6,7

Les teneurs choisies pour réaliser l'essai Marshall seront: 5,7%, 6,2%, 6,7%, 7,2%, 7,7%.

Exercice:

Calculer la teneur en bitume initiale pour le granulat suivant:

Solution:

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B- Confection des éprouvettes de 63.5 ± 3 mm de hauteurPour chaque teneur en bitume ainsi trouvée, il faut ensuite trouver ou mesurer six (6) caractéristiques de l'éprouvette chauffée et compactée (à 60 ºC): stabilité, fluage, masse volumique, volume des vides, volume des vides comblés par le bitume, film (ou feuil) de  bitume effectif. Avant de soumettre les éprouvettes à l’essai il faut d’abord procéder à leur confection conformément à la méthode LC 26-020. Les caractéristiques du bitume et granulats doivent être connues: - Densité brute des granulats dgb - Densité du bitume utilisé d b, - Teneur en bitume P bi - Température de malaxage et de compactage L’essai Marshall permet de mesurer: - la densité brute du mélange dmb; - la stabilité de l'éprouvette en Newtons; - la déformation de l'éprouvette en mm; - la densité maximale du mélange dmm

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3.3- Principes de la méthode du laboratoire des chaussées (LC)

Le principe consiste à fixer la teneur en bitume et à ajuster les vides dans les enrobés en optimisant la granulométrie des enrobés. La méthode est une combinaison de 2 méthodes à savoir la méthode du LCPC (France) et la méthode SUPERPAVE ( Etats-Unis). 17

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La méthode de formulation LC comprend deux niveaux de formulation: 1 et 2. Ni veau 1: Maniabilité à la Presse à cisaillement giratoire (PCG).

Le niveau 1 consiste à déterminer les proportions des différents composants des enrobés  pour obtenir certaines caractéristiques volumétriques en fonction d’une énergie de compactage spécifiée (nombre de girations). Ni veau 2: Essais de résistance à l'orniérage.

Le niveau 2 permet de vérifier la performance de l’enrobé devant les charges lourdes par la mesure de la résistance à l’orniérage en laboratoire. La maniabilité de l’enrobé mesurée à la presse à cisaillement giratoire (PCG) constitue la  base de la méthode LC. Les caractéristiques de la PCG sont:

La préparation de l’enrobé pour la compaction doit se faire conformément à la norme LC26-003. La mesure de la hauteur pour différents niveaux de girations permet de calculer le pourcentage de vides Vi selon les exigences de l’enrobé à formuler.

V i

100 .

h( ng ) h(min) h( ng )

Vi (%): pourcentage de vides interstitiels dans l’enrobé h(ng): hauteur de l’éprouvette à un nombre de girations donné (mm) h(min): hauteur de l’éprouvette à 0% de vides interstitiels (115 mm)

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3.4- Types d’enrobés bitumineux A- Enrobés formulés selon la méthode Marshall La nomenclature des enrobés formulés selon la méthode Marshall (norme 4201) est: EB-20, EB-14, EB-10S, EB-10C, EB-5 et CH-10. Le type EB-20 a la granulométrie la  plus grossière, tandis que le EB 5 a la granulométrie la plus fine.

B- Enrobés formulés selon la méthode LC Depuis 2008 : Il n’y a plus de mise à niveau de la norme 4201 et seuls les enrobés de la norme 4202 doivent apparaître dans les devis du MTQ. Au total on y trouve10 types: GB-20 - couche de base ; ESG-14 - couche unique, de base ou de surface ; ESG-10 - couche de surface ; EG-10 - couche de surface ; EGA-10 - couche de surface ; EC-10 - couche de correction ; SMA-10 - couche de surface ; ESG-5 –  couche anti-remontée de fissure ; 19

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EGM-10 - couche de surface (palliatif); EC-5 - couche de rapiéçage ou de correction.

4-Mise en place

La performance des revêtements bitumineux est fonction de l’état de la surface où sont mises en place les différentes couches d’enrobés. L’état de la surface d’une fondation granulaire peut avoir un impact important sur la performance d’un enrobé. Cette surface doit être stable, sèche, plane et uniforme avec des pentes longitudinales et transversales vers le cours d’eau en rive et vers les puisards. S’assurer de l’absence d’accumulation d’eau (de glace ou neige); Procéder à une vérification de la rigidité (module) des couches granulaires (essai de plaques, déflexion) Les revêtements bitumineux existants doivent être préparés adéquatement avant d’être recouverts. Les nids-de-poule et les fissures doivent être réparés, et la surface nettoyée. Un liant d’accrochage sera ensuite utilisé pour assurer une bonne liaison entre la surface existante et le nouveau revêtement, que ce soit un enrobé de correction ou une nouvelle couche de roulement.

4.1- Condition climatique

Les conditions climatiques de température ambiante et de vent ont une grande influence sur la température des enrobés et par le fait même sur le taux de compactage. L’influence relative des conditions climatiques dépend principalement du type de mélange, de l’épaisseur posée, de la température initiale des enrobés, de l’intensité du vent ( taux de refroidissement ) et de la température ambiante lors de la mise en oeuvre. À partir de ces facteurs, le ministère des Transports du Québec a élaboré une carte avec des dates butoir.

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4.2-Préparation des surfaces à recouvrir

La fondation granulaire doit être suffisamment compactée, stable et la surface doit être exempte d’accumulations d’eau, sans granulats détachés, unie et résistante aux déformations provoquées par le passage des camions transportant les enrobés vers le finisseur. En général, un taux de compactage équivalent à 98 % de la masse volumique de référence « Proctor modifié ( PM ) » est requis pour la couche finale. L’utilisation d’un liant d’imprégnation est recommandée afin de faciliter l’obtention de ces conditions optimales. Un essai de déflection de poutre ( déflectomètre ) peut être effectué en faisant circuler un camion chargé afin de localiser et de corriger les zones faibles et de valider la rigidité globale de la fondation granulaire.

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4.3- Équipement

D’autres équipements peuvent être utilisés.

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4.3- Taux de pose

La réalisation d’un épandage en continu permet d’atteindre l’uniformité et la qualité requises pour un revêtement. Deux méthodes peuvent être utilisées afin de déterminer la vitesse de pose des enrobés soit : • un calcul en fonction de la production journalière de la centrale d’enrobage ; • un calcul en fonction de la vitesse d’avancement du finisseur.

Première méthode : selon la production journalière de la centrale d’enrobage

Vitesse d’épandage = ( mètres/minute ) PC = Production de la centrale d’enrobés disponibles durant tout le quart de travail, incluant les quantités disponibles dans les silos d’entreposage ( tonnes ). DE = Durée de l’épandage durant le quart de travail ( heures ). É = Épaisseur d’enrobés à compacter ( mm ). MV = Masse volumique des enrobés compactés ( tonnes/m3 ). L = Largeur d’épandage des finisseurs ( mètres ). Le tableau présente des valeurs de vitesse d’épandage obtenues avec une largeur d’application de 3,7 m et une masse volumique après compactage de 2,4 tonnes/m3.

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Deuxième méthode : selon la vitesse d’avancement du finisseur 

Livraison = Livraison des enrobés (tonnes/heure) V = Vitesse d’avancement du finisseur (mètres/minute) L = Largeur d’épandage (mètre) É = Épaisseur des enrobés à compacter (mm) MV = Masse volumique des enrobés compactés (tonnes/m3) Le tableau 6.2 présente les valeurs de tonnage d’enrobés obtenues avec une largeur d’application de 3,7 m et une densité de compactage de 2,4 tonnes/m3.

4.4-Échantillonnage L’échantillonnage d’un enrobé a pour but: - Vérifier sa conformité aux normes avant son utilisation - Contrôler sa qualité en cours de production de l’ouvrage - Vérifier la qualité de l’ouvrage final On a recours généralement à trois méthodes d’échantillonnage: 26

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1- L’échantillonnage dans la benne d’un camion ou d’un finisseur: Il est composé de quatre prélèvements faits en des points précis, au moyen d’un instrument approprié. Le choix du camion est fait de façon aléatoire. 2- Échantillonnage sur la route avant compactage: l’échantillon est prélevé sur une  plaque placée sur la surface à recouvrir avant le passage du finisseur. Le choix de l’endroit est déterminé de façon aléatoire. 3- Échantillonnage sur la route après compactage: Il est effectué au moyen d’une méthode de prélèvement permettant de conserver intacte la portion de revêtement  prélevée. Le choix de l’endroit est déterminé de façon aléatoire. La masse des prélèvements doit être d’au moins le double de la masse requise indiquée au tableau 1 pour les essais conventionnels.

4.4-Joints transversaux et longitudinaux A- Joints longitudinaux

Problématique  Faible compacité sur le joint  Ségrégation (température et/ou granulats)  Conduit à des défauts du revêtement →Fissures longitudinales →Vieillissement accéléré →Arrachement →Dommages causés par l'eau 27

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Joint défectueux  Compacité de l'ordre de 4 à 10 % plus faible que le revêtement adjacent Joints bien réalisés  Compacité minimale de 1 à 2% plus faible que celle du revêtement adjacent (Recommandé) Solution Le nombre de joints longitudinaux doit être réduit au minimum lors de la planification de mise en œuvre des enrobés, surtout pour la couche de surface. Voici les recommandations à suivre :  Maximiser le déplacement des finisseurs pour limiter le nombre de joints et joints hors des sentiers de roues  utiliser un finisseur de grande largeur ou plusieurs finisseurs travaillant en échelons ;  éviter d’effectuer les joints longitudinaux dans l’axe des pistes de roues des couches de base et de surface ;  Utilisation adéquate des finisseurs pour assurer une mise en place adéquate de l'enrobé sur les bords des bandes  Utilisation d'une technique appropriée pour assurer un bon collage entre deux  bandes (chaud à froid)  Utiliser une méthode de compactage adéquate   prévoir une distance optimale entre deux finisseurs afin que le joint longitudinal soit encore chaud ( minimum de 85 °C ) lorsque le finisseur adjacent complète la  bande ; Finisseur pleine largeur

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Finisseur en échelon

Chevauchement des bandes de 25-50 mm à la mise en place  Les rebords des bandes doivent être le plus rectiligne possible

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Souvent, les joints se dégradent rapidement parce que l'adhésion est mauvaise  Chauffage infrarouge ?  Liant d'accrochage (Recommandé) 

Compactage sur la bande chaude (mode vibration) à 150mm du joint.

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Deuxième passe sur la bande chaude (mode vibration) en chevauchant 150mm sur la bande froide

B- Joints transversaux Il existe trois types de joints transversaux : • les joints de départ de travaux ; • les joints d’arrêt de travaux correspondant au joint de fin de journée ou causé par un arrêt prolongé du finisseur ; • les joints de fin de travaux. Les joints transversaux de départ et de fin de travaux La technique à privilégier consiste à effectuer une engravure dans le revêtement existant ( figure6.40 ).

La pente maximale admissible est fonction de la vitesse des véhicules et varie de 0,3 %  pour le trafic routier jusqu’à 0,6 % pour le trafic urbain.

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Lors de la réalisation d’un joint de départ, le régleur doit :  chauffer la table ;  alimenter la chambre d’épandage et attendre quelques minutes pour réchauffer la  bande froide ;  régler l’angle d’incidence de la table du finisseur correspondant à l’épaisseur à épandre ;  avancer le finisseur en vérifiant l’épaisseur d’enrobés.

Les joints transversaux d’arrêt de travaux

Les principales techniques utilisées pour la construction de joints transversaux d’arrêt sont celles du biseau, de la latte ou du fraisage à froid.

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4.5- Phases de compactage

Les buts visés par le compactage d’un enrobé sont : de densifier le matériau au pourcentage de vides optimal afin d’obtenir  l’ensemble des propriétés mécaniques désirées du mélange bitumineux et d’assurer la durabilité du revêtement; de sceller la surface en la rendant uniforme afin d’assurer un bon uni avec des  caractéristiques d’adhérence compatible avec la sécurité des usagers de la route. Lorsqu’un enrobé mis en place à chaud est compacté correctement, le bitume et la fraction fine du mélange forment une matrice dans laquelle les gros granulats sont maintenus. Pour un enrobé traditionnel, le compactage adéquat se traduit par :  un resserrement de la matrice granulaire de façon qu’il y ait contact entre les granulats; 33

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

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un pourcentage de vides d’environ 5 %, rendant le mélange à la fois stable et plus imperméable à l’air et à l’eau.

Il existe fondamentalement deux types de rouleaux : les rouleaux statiques et les rouleaux dynamiques ou vibrants.

Les rouleaux statiques

Les rouleaux à vibrations verticales Les rouleaux à vibrations verticales (figure 5-4) à un ou deux cylindres d’acier sont munis de masses rotatives à l’intérieur des cylindres. Ces masses en mouvement transmettent des vibrations aux cylindres, produisant ainsi une force dynamique qui, s’ajoutant à la masse de l’appareil, augmente la capacité de compactage.

Un compactage inadéquat est souvent le résultat d’une mauvaise méthode de travail. Une méthode ou une séquence de cylindrage bien conçue assure un compactage conforme et uniforme. Avant de procéder au cylindrage, et quel que soit le type de rouleau, il est important d’y aller par étapes : 1. Déterminer le nombre de passes requises pour couvrir complètement la surface du revêtement. 2. Établir le nombre de fois que cette première étape doit être répétée. 34

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3. S’assurer que le mélange est cylindré à une température convenable. 4. Fixer la vitesse du rouleau. Afin de déterminer le nombre de passes requises pour compacter complètement la surface du revêtement, le rapport est calculé entre la largeur du rouleau (en tenant compte d’un chevauchement nécessaire de 150 mm) et la pleine largeur du revêtement. Ainsi, la largeur du revêtement divisée par la largeur du rouleau moins 150 mm donne le nombre de passes. Il est important de procéder au cylindrage initial sur toute la largeur du revêtement dès que l’enrobé est répandu, avant qu’il n’ait eu le temps de refroidir. Le cylindrage débute  par le côté le plus bas de la chaussée. À cet endroit, le rouleau ne doit pas déborder de  plus de 50 mm de la bordure extérieure du revêtement. Le nombre de passes supplémentaires pour obtenir le degré de compacité exigé est ensuite établi. Pour ce faire, l’utilisation d’un nucléodensimètre est essentielle.

On estime en pratique qu’une période de temps de compactage inférieure à 10 minutes est insuffisante pour atteindre les objectifs de compacité et qu’une période minimale de compactage de 20 minutes est réaliste et souhaitable. Les périodes limites de compactage des enrobés bitumineux ont été établies à l’aide du logiciel MultiCool4 en considérant une température d’enrobé à la livraison de 160ºC en posant l’hypothèse que la température de la surface est égale à celle de l’air. La circulation doit être autorisée seulement lorsque la température de la masse de l’enrobé est inférieure à 45°C. Une température plus élevée peut conduire à la formation d’ornières de fluage ou à du post-compactage causé par les véhicules lourds.

Les facteurs influençant le compactage Formulation : • Dimension des granulats • Teneur en bitume • Type de bitume (polymères, etc.) • Forme et angularité des granulats • Ratio épaisseur et dimension des granulats • Température • Ambiante (vent, soleil, etc.) • Température de l’enrobé livré Que faire si la compacité n’est pas atteinte? 35

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1. plus de passes 2. Augmenter l’amplitude (mode vibration) 3. Augmenter la pression des pneus 4. Augmenter la masse des ateliers 5. Rapprocher les rouleaux du finisseur 6. Réduire la vitesse des rouleaux

5-Recyclage

La rareté croissante de granulats de bonne qualité, la crise énergétique, l'inflation des salaires et des coûts de transport, la hausse du niveau des chaussées au dessus du niveau désiré et acceptable, les exigences environnementales font que le recours au recyclage est devenu presqu’indispensable. Il y a deux modes de recyclage du vieux pavage: le recyclage en chantier   et le recyclage en centrale. Les deux méthodes passent, bien sur, par la récupération du vieux enrobés dont le processus suit plusieurs étapes

A: Ré cupé ration par pl anage (r abotage)  Ce procédé consiste à raboter la surface du pavage en enlevant l'épaisseur suffisante pour corriger le profil et éliminer les imperfections et permettre la pose d'une nouvelle couche d'enrobé.

B - Ré cupé r ation par ar rach age et concassage 

Cette méthode consiste à arracher l'épaisseur complète du revêtement. Cette méthode récupère involontairement une partie des matériaux de la fondation. C- Ré cupé ration par scarification 

Ce procédé consiste à chauffer le revêtement jusqu'à ce qu'il devienne malléable pour ensuite l’enlever.

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7.1-1: Recyclage en chantier

L’enrobé qui est remanié sur place avec ou sans ajout de nouveau matériau est un enrobé recyclé en chantier à chaud ou à froid. Il peut se faire sur une faible épaisseur (4 cm). Il est possible de recycler le vieux pavage sur place à l'aide d'un tambour malaxeur  portatif dans lequel on introduit le vieux pavage en morceaux ou concassé. Cette méthode convient pour le rapiéçage de petites surfaces.

La pulvo-stabilisation consiste à décohésionner le pavage, à le malaxer avec le granulat sous-jacent dans une seule opération. On injecte un agent liant et on obtient une fondation renforcée avec les matériaux présents sur place.

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7.1-2: Recyclage en centrale  Méthode de la surchauffe

La méthode de la surchauffe consiste à surchauffer les nouveaux granulats et à incorporer le vieux revêtement froid au niveau de la trémie doseuse. Elle s'utilise dans les usines conventionnelles. Cette méthode permet un maximum de 50% de recyclé dans le nouveau mélange.  Méthode directe

La méthode directe consiste à introduire le vieux mélange directement dans le tambour sécheur malaxeur (TSM) et y est chauffé lentement. Si nécessaire, des ajouts de bitume, de granulats ou d'agents rajeunissants sont faits. Elle s'utilise seulement dans les usines à TSM de type Boeing. Cette méthode permet d'utiliser jusqu'à 100% de recyclé dans le nouveau mélange.  Méthode mixte

La méthode mixte combine les deux méthodes précédentes: le transfert de chaleur par les granulats, par la flamme du brûleur et les gaz de combustion et l'introduction du mélange dans le TSM. La quantité de recyclé maximale permise est de 70%.  Procédé à froid 

Le procédé de fabrication en centrale à froid peut être réalisé en utilisant un bitume liquide ou une émulsion bitumineuse dans une usine de type continu. Le mélange ne nécessite pas l'emploi d'un TSM. L’analyse du vieux béton bitumineux sert à déterminer le type et la quantité de bitume, ainsi que la granulométrie des nouveaux granulats à rajouter. Elle comprend les essais 38

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suivants: densité maximale du vieux revêtement, extraction et granulométrie, récupération du bitume, pénétration et viscosité du bitume récupéré. La densité brute du granulat du mélange à recycler est trouvée par la formule suivante:

d  gb

(100  P bi ) 100  P br .d b d mm

dgb : densité brute du granulat à recycler P br  : teneur en bitume du mélange à recycler d'après extraction; maximale du mélange à recycler; d b : densité du bitume (1,020 approx.)

dmm  : densité

Avec le résultat de densité brute dgb, il faut utiliser les formules de calculs de la norme BNQ 2300-900 pour calculer le bitume absorbé et toutes les autres caractéristiques. Après extraction et récupération du bitume à recycler, des essais de pénétration et de viscosité sont effectués afin de déterminer le type et la quantité de bitume neuf à rajouter dans le nouveau mélange pour obtenir la teneur et la pénétration désirées. Les formules suivantes seront utilisées: P baj = P bi - (R . P br ) P baj : teneur en bitume d'ajout; P bi : teneur désirée; R : proportion de recyclé dans le mélange; P br  : teneur en bitume du mélange recyclé trouvé par extraction.

Exemple de calcul des proportions avec présence de granulat bitumineux Dosage au chantier (formule) = 6 % de bitume Granulat bitumineux recyclé = 30 %. Teneur en bitume du granulat bitumineux recyclé = 5,20 % Calcul la quantité de bitume à rajouter pour un échantillon d’enrobé de 1000 g. P baj = P bi - (R . P br ) P baj : teneur en bitume d'ajout; P bi : teneur désirée; R : proportion de recyclé dans le mélange; P br  : teneur en bitume du mélange recyclé trouvé par extraction. Bitume d’ajout: P baj = P bi - (R . P br ) Pbaj = 6 –  (0,3.5.2) = 4.44% Pour 1000 g on aura besoin de 44,4 g de bitume sachant que le granulat bitumineux recyclé contient 5,2% .30%.1000 = 15,6 g. 6% de 1000 g = 60 g = 44,4 + 15,6 g 39