Comparaison des formulations d'enrobés à chaud pour couches de roulement des chaussées très circulées utilisées en France et en Algérie du point de vue sécurité (glissance) et orniérage

CHAPITRE 4
MÉTHODOLOGIES DES ÉTUDES DE FORMULATIONS

MVA

V : VOLUME DU VIDE

4.1 Généralités

La chronologie d'un travail de formulation d'enrobé suit les étapes suivantes :

sélection et identification des constituants

Mise au point du mélange qui n'est pas imposé seulement elle doit correspondre à des performances.

Epreuve de formulation.

Une étude de formulation permet de connaître le dosage des différents composants de granulats et de liant tout en assurant les performances permettant d'avoir un compromis entre la maniabilité (évolution du pourcentage du vide), la compacité, l'adhésivité, la rugosité, et surtout la résistance à l'orniérage.

Composition d'un enrobé bitumineux :

Granulats : (environ 90% en poids) composés de plusieurs fractions en pourcentages variables : Les fines < 80 um

Les sables (0/2, 2/4, 4/6)

Les cailloux (6/10, 10/14)

Bitumes : (5 à 6% en poids)

Vides : (de 2 à 20% selon les matériaux)

4.2 Méthodologie de formulation en Algérie

Le seul type de béton bitumineux utilisé est le BBSG 0/14, les fraction granulaires sont choisies parmi les suivantes : 0/3, 3/8, 8/15, les caractéristiques des granulats sont représentés comme suit :

Fuseau granulométrique :

Passant Tamis (mm)

	BB 0/14
20	/
14	94-100
10	72-84
6.3	50-66
2	28-40
0.08	7-10

Tableau 7 Courbe granulométrique BBSG 0/14

Recommandations sur l'utilisation des bitumes et des enrobés en béton bitumineux à chaud .CTTP Février 2004.

Caractéristiques mécaniques des granulats

Caractéristiques des sables et des fines. Proportion de chacune des fractions. Courbe granulométrique du mélange.

Détermination de la teneur en bitume :

On appelle teneur en bitume la masse de liant sur la masse des granulats secs exprimé en pourcentage, pour cela on utilise la formule suivante :

Teneur en liant = K . á . (Ó)^1/5

Ó : surface spécifique conventionnelle.

Ó : 0.25G + 2.3S + 12s + 135f en m²/kg

G : proportion pondérale des éléments supérieurs à 6.3 mm.

S : proportion pondérale des éléments compris entre 6.3 et 0.315

s : proportion pondérale des éléments compris entre 0.315 et 0.08

f : proportion pondérale des éléments inférieurs à 0.08 mm

K : module de richesse qui caractérise l'épaisseur moyenne du film autour des granulats.

á : coefficient destiné à tenir compte de la masse volumique des granulats (MVRg), si celle-ci diffère de 2.65 t/m3 , on utilise la formule suivante :

á = 2.65/MVRg (voir paragraphe 2.4.9)

Le dosage en liant est calculé avec les quatre modules de richesse, on aura donc quatre formulations :

Type d'enrobé		Module de richesse (K)
0 / 14	3.45	3.6 3.75	3.90

Tableau 8 : Les valeurs usuelles du module de richesse

Recommandations sur l'utilisation des bitumes et des enrobés en béton bitumineux à

chaud .CTTP Février 2004.

On constate que le formulateur ayant la composition granulaire du mélange établit quatre formulations correspondant aux modules de richesse cités ci-dessus.

On calcule après les caractéristiques mécaniques des enrobés pour les quatre formulations par deux essais :

Duriez :

Résistance en compression à l'air, R.

Résistance en compression à l'eau, r^'.

Rapport immersion/compression (r^' / R).

Marshall :

Stabilité Marshall : résistance à l'écrasement diamétral entre mâchoires à une température de 60°C .

Fluage Marshall : déplacement au moment de la rupture.

La compacité et le pourcentage des vides.

Calcul des masses volumiques :

> Masse volumique réelle des granulats MVRg (NF EN 1097-6) :

Calculé par la méthode du pycnomètre sur sables et granulats de D = 31,5 mm lavés à 0,063 et destinés aux mélanges bitumineux, cette méthode est résumée comme suit :

On lave d'abord la prise d'essai à 0,063 mm.

On fait sécher la prise d'essai en étuve.

On pèse le pycnomètre avec son bouchon (M1).

On pèse l'ensemble pycnomètre + bouchon + prise d'essai (M2).

On rempli le pycnomètre d'eau à 22°C jusqu'à 3CM environ sous le col. Il faut éliminer les bulles d'air, on replace le bouchon et on ajoute de l'eau jusqu'à 20 mm environ du repère.

Le pycnomètre est placé après dans un bain à 22°C au moins pendant 12 heures. On complète le niveau d'eau jusqu'au repère et on pèse (M3).

La masse volumique de granulats pré séchés sera calculée par la formule suivante : MVRg = (M2_M1)/[V_(M3_M2)/ ñ_w] en Mg/m³

Avec : V : volume du pycnomètre prédéterminé selon la norme.

ñ_w : 0,9978 Mg/m³

On prend une moyenne de deux déterminations, avec une tolérance de 0,1 % lors des pesées. > Les masses volumiques apparentes (MVA) et réelle (MVR) :

MVR VOLUME DES GRANULATS

Figure 8 : modèle de la masse volumique apparente et réelle.

Compacité % = 100 -- V %.

MVA = masse (kg) / volume (m 3)

MVR : la masse volumique réelle correspond à la masse volumique qu'aurait l'enrobé sans vides peut être déterminé à partir des masses volumiques des composants, par le formule suivante : MVR =100/[( % G1/ñ1)+ ( % G2/ñ2)+ ...+( Pb/Db)]

% Gi : pourcentages de fractions granulaires.

% Pb : pourcentage en poids du bitume.

ñi : masses volumiques des granulats.

Db est la masse volumique du bitume.

Pourcentage des vides % = 100 _ MVA / MVR

Ces paramètres sont calculés pour les quatre formules, on choisira celle qui correspond le mieux aux spécifications des normes Marshall et Duriez.