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Enrobés bitumineux (Final) Flashcards

1
Q

qu’est-ce qu’un enrobé?

A
  • Mélange uniforme de granulats (squelette) 95%
    -Enrobés de bitume (colle) 5%
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2
Q

Les propriétés recherchées pour les granulats:

A

› Angularité et rugosité
› Dureté
› Résistance aux chocs et à l’abrasion, etc.
› Absence de matière délétère

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3
Q

Les granulats, ce sont des particules…

A

D’origine minérale ou industrielle
De différentes dimensions
Qui forment le squelette structural

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4
Q

›Granulats :
›Gros granulats :
›Granulats fins :
›Fines:

A

matériaux sans cohésion, formés de
particules 0-125mm
5-125mm
0-5mm
0-80 µm

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5
Q

›Les caractéristiques de texture et de forme des granulats influencent ?

A

› Le lien bitume-granulat
› La maniabilité des enrobés
› La performance des enrobés
› Adhérence pneu-chaussée

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6
Q

Sources de granulats

A

Sablières et gravières
›Carrières
›Matériaux recyclés
›Rejets miniers et sidérurgiques

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7
Q

›Les sablières et gravières sont issus de ?
En général,ils sont classés,
concassés et lavés si nécessaire.

A

› de l’action de l’eau;
› de l’action du vent;
› de l’action des glaciers;
› dépôts fluviatiles, deltaïques, marins et lacustres.
› dépôts fluvio-glaciaires.
› dépôts éoliens.

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8
Q

›Les granulats (Carrière)sont identifiés en fonction de la formation géologique du roc
produits par #dynamitage/concassage et classés par tamisage.

A

› Calcaire et dolomie;
› Gneiss granitique;
› Roches intrusives.

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9
Q

Étapes de production des granulats :

A

› Excavation
› Concassage
› Tamisage
› Mise en réserve
› Transport

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10
Q

Excavation

A

Carrière
› Enlèvement du mort terrain
› Dynamitage généralement requis

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11
Q

Mise en réserve
›Pour garantir des matériaux uniformes et prévenir la ségrégation et
la contamination, de bonnes pratiques de mise en réserve doivent
être observées:

A

› Chutes de faibles hauteurs
› Minimiser les déplacements
› Ne pas déverser en cône unique
› Séparer les piles de réserve
› L’importance de l’échantillonnage

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12
Q

Les granulats sont classés en fonction de leur granulométrie (moyen de mesure):
et leurs caractéristiques:
(Analyse granulométrique: permet de déterminer la proportion des différentes grosseurs de granulats, le plus souvent au moyen detamis normalisés)

A

Granulométrie: Mesure dimensionnelle des grains d’un granulat
›Caractéristiques: les propriétés en fonction nature (intrinsèque) ou processus de fabrication (extrinsèque) ou complémentaire(propreté)

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13
Q

Comprendre pourcentage retenue/passant
Comprendre graphe analyse granulométrique

A
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14
Q

Types de granulométrie (décrire graphe):

A
  1. Uniforme
  2. Gradué
  3. Discontinu
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15
Q

Courbe de masse volumique maximale

A

pente 0.45

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16
Q

Définitions des classes granulaires
› Définit un granulat selon sa plus petite dimension « d », sa plus grande dimension « D » et selon une certaine distribution
› Nomenclature: 0/D ou d/D
› d:
› D:
› Fuseau granulométrique : zone définissant la répartition
des particules
› Exemples: 0-5 mm, 5-10 mm, 0-20 mm, etc.

A

-plus petite dimension, soit entre 1 et 15 % passant
- plus grande dimension, soit entre 85 et 99 % passant

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17
Q

Résistance à l’usure (connnaitre essai)

A

Micro-Deval
Grand coefficient= peu résistant à usure

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18
Q

Résistance aux chocs

A

Los Angeles
Grand coefficient= peu résistant à fragmentation

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19
Q

Formes?:

›La forme des particules a une incidence
sur?

A

*Rondes
*Cubiques
*Plates et allongées
la facilité de mise en place
performance chaussée soumise trafic.

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20
Q

Propreté
›Pour la fabrication des enrobés, les essais importants sont:

A
  • propreté (particules ≤80 microns) (CSA-A23,2-5A)
  • Coefficient de polissage par projection (LC 21-102)
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21
Q

Microtexture :

A

› Micro-aspérité retrouvée à la surface d chaussée
› Influencée par minéralogie et texture cristalline granulats
› Perce film d’eau et assure l’adhérence pneu sur chaussée

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22
Q

Texture des particules
› Plus le contraste de dureté est élevé

A

meilleure est la résistance au polissage du granulat.

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23
Q

Rôle bitume dans la performance des enrobés:

A

› Résistance à l’orniérage
› Résistance à la fissuration thermique
› Résistance à la fissuration de fatigue
› Résistance à l’arrachement

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24
Q

› Le bitume provenance?
› Les propriétés du bitume dépendent :

A

–»est un résidu de distillation du pétrole brut.
› opérations de la raffinerie;
› composition et source du pétrole brut.

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25
Le bitume est un composé(...) : influencé par?
viscoélastique › température; › temps de chargement.
26
Comportement visco-élastique › Aux températures intermédiaires, le bitume se comporte › Son comportement est complexe. › Il peut être modélisé par un
-à la fois comme un fluide visqueux et comme un solide élastique. -système ressort et piston montés en parallèle.
27
La viscosité est la caractéristique physique utilisée pour décrire la résistance engendrée par l’écoulement d’un liquide :
viscosité élevée = résistance à l’écoulement élevée (moins fluide).
28
L’élasticité ?
est la caractéristique physique utilisée pour décrire le comportement d’un solide lorsqu’il se déforme sous l’application d’une charge et qu’il retourne à son état original lorsque la charge est retirée.
29
La déformation dépende de ? › Si la contrainte excède la capacité du solide? types de contraintes?
est proportionnelle à la charge. il y a rupture : › Contraintes physiques; › Contraintes causées par le retrait thermique.
30
Le bitume présente un comportement visqueux lorsque ....(2) et exemple.
températures de service sont élevées : › Journées chaudes de l’été; les chargements sont lents ou constants : › Véhicules circulants à basse vitesse; › Intersections; › Arrêts d’autobus.
31
Les déformations permanentes (nom) (sont souvent liées au...
ornières comportement visqueux du bitume. additifs et des caractéristiques des granulats.
32
Le bitume présente un comportement élastique. lorsque... (2)
températures de service sont basses : › Hiver › Climats froids. chargements sont rapides : › Véhicules circulants à haute vitesse.
33
Les fissures de retrait thermique sont souvent liées au...
comportement élastique du bitume contraction baisse température contraintes thermiques excèdent capacité matériau à dissiper en se déformant
34
Vieillissement du bitume cause? conclusion bitume âgé?
mou à l'origine Avec temps oxyde=durcissement=Fissuration -volatilisation de certains composants -oxydation du bitume le rend plus dur et plus fragile › Les revêtements âgés sont donc plus susceptibles à la fissuration
35
Vieillissement survient:
› Au stockage › Lors du malaxage et de la pose › Après la mise en service et avec les années
36
Viellissement au stockage, malaxage,
›peu important ›Les conditions sont favorables à l’oxydation du bitume
37
Le vieillissement en service est fonction de(4) :
›climat (température, ensoleillement) › la teneur en vide de l’enrobé (imperméabilité) › l’épaisseur du film de bitume › la profondeur de l’enrobé dans la chaussée
38
› Le bitume est caractérisé à différent âges › Classifie le bitume en fonction de
(vierge, postfabrication, fin de durée de vie) sa température de performance et de sa résistance aux charges
39
Normes 4101 - Bitumes objectif ? nomenclature?
›L’objectif de la norme est de déterminer les températures de service dans lesquelles le bitume présente comportement adéquat. -PG Hn-L ex: PG 58S-28 -simulation du viellissement
40
(vieillissement court terme) ›Appareil utilisé : (vieillissement moyen terme) ›Appareil utilisé :
Rolling Thin Film Oven Pressure Aging Vessel
41
Caractérisation de la température basse L essai nom et but? › La température basse de caractérisation (Tb) est obtenue...
› Rhéomètre à flexion de poutre (BBR) › Analyse le comportement en flexion d’un liant (vieilli long terme) soumis à une charge constante et à une température froide - en retranchant 10°C à la valeur la plus élevée des 2 (valeur la plus restrictive) (voir exemple diapo)
42
Bitume Essai pour T haute et but? *Module complexe de cisaillement (G*) *Angle de phase du bitume
› Rhéomètre à cisaillement dynamique (DSR et MSCR) ›L’essai caractérise comportement visqueux (iréversible) et élastique du bitume (réversible). › Résistance à la déformation d’un matériau lorsque soumis à des cycles de contraintes de cisaillement › Indicateur des quantités relatives des déformations réversibles et irréversibles
43
Le module complexe de cisaillement (G*) et l’angle de phase du bitume dépende de?
température et de la fréquence de chargement. › Deux bitumes peuvent avoir même module complexe,mais angles de phase différents. petit angle = plus élastique si même G*
44
bitume (PG Hn-L) sinification du (n) accronyme de L'essai
MSCR ›L’essai consiste à mesurer la déformation obtenue en soumettant le bitume à des périodes de contraintes et de relaxation
45
Résumé BBR et DSR
Fissuration thermique Oniérage essais permet classifier bitume en fonction performance
46
bitume ›L’essai de viscosité Brookfield sert à vérifier
maniabilité du bitume durant la fabrication des enrobés
47
Essais complémentaires bitumes › Point éclair (ASTM D92) › Solubilité dans le trichloroéthylène (ASTM D2042) : Affinité bitume-granulat (LC 25-009)
› temp max sans s’enflammer en présence d’une flamme vive.(L’exigence 230 °C) › impuretés ? et que les modifications avec des substances qui ne bonifient pas à basse température. › vérifie l’adhésion bitume/granulats
48
› La sélection des bitumes doit se faire en tenant compte
de la température de la chaussée.
49
rôle enrobés ?
- L’uni (confort au roulement et sécuritité) - Support structural - Sceller la structure de la chaussée (imperméabilisation)
50
Definition enrobés
Mélange uniforme de granulats (squelette) enrobés de bitume (liant) Enrobé à chaud : *Mélange fabriqué à chaud en centrale où les granulats sont séchés et chauffés et le bitume fluidifié par chauffage
51
composition enrobés
95% masse Granulats Volume: 83 % Granulats,3-7% air, 10-12% bitume
52
Propriétés recherchées enrobés
-abordables : matériaux disponibles coût raisonnable,optimisation -sécuritaires : adhérnece,confort, deformations résistance -durables(Résistance à): orniérage, fissuration (thermique/fatigue), oxydation, eau/désenrobage et arrachement
53
Formulation selon la méthode LC (MTQ) ›Formulation (déf.): Étapes clés
-déterminer les proportions des constituants en fonction des critères de performance de l’enrobé 1)représentation graphique de la granulométrie du combiné 2) sélection granulats et bitume en fonction des besoins 3) Détermination des vides au moyen de la presse à cisaillement giratoire (PCG), afin de valider le pourcentage des vides 4) L’essai orniérage-»déterminer la résistance fluage
54
Pourquoi les exigences sont-elles données en volume?
›A) parce que les densités varient, alors que le Vbe demeure constant ›B) même si les granulats sont poreux, le Vbe demeure constant ›C) Permet de prendre en compte et de calculer les vides
55
Vous savez maintenant qu’il faut: *Suffisamment de bitume pour
être durable
56
Vous savez maintenant qu’il faut: *Suffisamment de stabilité
pour résister aux charges de trafic
57
Vous savez maintenant qu’il faut: *Suffisamment de vides (≈3-7%)
› Pour absorber l’expansion du bitume due aux variations de la température › Pour permettre le compactage de l’enrobé sous les charges de trafic › Pour prévenir l’oxydation excessive du liant
58
Vous savez maintenant qu’il faut: *Suffisamment de maniabilité pour
faciliter la mise en œuvre sans ségrégation
59
Centrale d’enrobage ›Son rôle est 2 types
de fournir un mélange d’enrobé conforme, à l’intérieur des limites de tolérances, aux exigences prescrites (granulométrie, teneur en bitume, etc.). discontinue continue
60
Centrâle discontinue
* Les granulats et le bitume sont mélangés par gâché. * * Constitue près de 90% des usines d’enrobé du Québec. * * Le mélange des constituants se fait dans un malaxeur à fournée (pugmill). ›Avantage: permet de produire une formule différente par batch (flexibilité), précis. ›Désavantage: peu mobile
61
Centrale continue
›Les granulats et le bitume sont mélangés dans le Tambour-sécheur ›Avantages: Grande capacité de production, mobile ›Désavantage: Changement de formulation difficile
62
Composantes communes Centrale enrobages
* Piles de réserves granulats froids * * Trémies pour les granulats froids * * Dispositifs de manutention et de dosage des granulats froids (courroies, balance) * * Collecteurs de poussières pour le dépoussiérage et la récupération des fines (silos pour le filler minéral) * * Réserves bitume * Silos isolés pour l’entreposage desenrobés * Dispositifs de chargement et de pesage des camions
63
Centrale enrobages Les dépoussiéreurs assurent : Types(2)
› Le contrôle/récupération des particules de poussière › L’apport quantités de fines nécessaires au mélange › Dépoussiéreurs à sec › Dépoussiéreurs par voie humide
64
Centrale enrobages Silos isolés ›Les centrales sont munies d’au moins un silo isolé afin..? *Entreposage maximale de ›Les silos sont munis de . Leur capacité d’entreposage
-d’entreposer temporairement le mélange lors de l’attente prolongée entre deux camions. - 24 heures -système antiségrégation -porte à la base pour chargement rapide camions -›Varie de 100 à 250 tonnes
65
Mise en place Le planage sert à
enlever la surface dégradée, tout en corrigeant le profil de chaussée.
66
Transport des enrobés ›Le transport des enrobés bitumineux doit être adapté pour que ›Il faut estimer :
-l’alimentation en enrobé ≈ taux de pose au chantier › nombre de camion/type des camion (tonnage) ›capacité de production de la centrale ›temps d’attente (centrale, trafic, etc.) ›La distance de transport et vitesse moyenne
67
Mise en place enrobés Finisseur ›Le finisseur est composé d’un tracteur muni d’une table vibrante qui but...? clé pour réussite??
-distribue et précompacte l’enrobé -But: placer l’enrobé selon l’épaisseur et la largeur requis -homogénéité et constance
68
Compactage ›Il est important de bien densifier l’enrobé afin de?(4): ›Un optimum doit être atteint pour conserver suffisamment de vides pour (%)?
› Éviter / limiter le post compactage › Augmenter la résistance cisaillement et limiter risques orniérage › Améliorer imperméabilité › Limiter oxydation bitume -l’expansion du bitume lors des journées chaudes ou sous les charges de trafic. › 2 à 7 % de vides interstitiels
69
Vérification de la compacité de l’enrobé test?
entre 92 et 97%masse volumique maximale -carottage
70
Joints utilité
fin journée/pour reprises des travaux
71
Dégradation des enrobés Fissures transversales(3):
› Retrait thermique › Fragilisation du bitume › Réflexion des joints du revêtement rigide sous-jacent
72
›Fissures latérales
› Manque de support latéral › Discontinuité dans la structure (élargissement)
73
Fissures longitudinales (pistes de roues)(3)
› Trafic lourd (chaussée sous-dimensionnée) › Capacité structurale insuffisante chaussée › Drainage inadéquat
74
Fissures de centre(2):
› Infrastructure gélive et soulèvements différentiels › Joints longitudinaux mal exécutés
75
›Fissures polygonales(4)
› Infrastructure gélive › Capacité structurale insuffisante de la chaussée › Retrait thermique et vieillissement de la chaussée › Drainage inadéquat
76
›Carrelage fiss(4)
› Épaisseur de revêtement insuffisante › Fondation faible › Trafic lourd ou intense › Vieillissement de la chaussée
77
Lézardes fiss(4)
› Infrastructure gélive › Tassements différentiels › Remblai instable › Drainage inadéquat
78
› Orniérage à faible rayon(3)
› Couche d’enrobé à stabilité insuffisante › Sollicitations élevées par le trafic lourd › Compactage inadéquat lors de la mise en place
79
› Orniérage à grand rayon(9)
› Sollicitations élevées par le trafic › Capacité structurale insuffisante chaussée › Manque de compactage couches de gravier › Drainage inadéquat › Affaissements › Remblai instable › Tassements différentiels › Manque de support latéral › Présence de matériaux non conformes dans la structure
80
› Soulèvements différentiels(3)
› Infrastructure gélive, phénomène hivernal répétitif › Matériaux susceptibles à l’humidité, phénomène permanent › Drainage inadéquat
81
› Ondulations à ondes courtes(3)
› Couche d’enrobé à stabilité insuffisante › Sollicitations tangentielles élevées par le trafic lourd (pentes abruptes et intersections) › Mauvaise qualité de mise en place du revêtement
82
Désenrobage et arrachement (5)
› Usure par trafic intense › Sous-dosage du bitume ou mauvais enrobage › Utilisation de granulats hydrophiles ou bitumophobes › Compactage insuffisant › Surchauffe ou vieillissement de l’enrobé (oxydation + durcissement)
83
Ressuage(3)
› Surdosage du bitume › Températures élevées du revêtement et sollicitation du trafic › Excès liant d’accrochage
84
Pelade(3)
› Mauvaise adhérence de la couche de surface › Épaisseur insuffisante de la couche de surface › Sollicitations élevées par le trafic
85
Nids-de-poule(3)
› Faiblesse ponctuelle de la fondation › Épaisseur insuffisante du revêtement › Sollicitations élevées par le trafic lourd
86
›Obstruction au drainage
› Obstruction des ponceaux et des fossé par la végétation ou l’accumulation de sédiment › Pente et profondeur du fossé trop faibles › Absence de fossés et d’égout pluviaux

Matériaux (7 decks)

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