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Journée technique LAVOC – 17 septembre 2003
Amélioration de l'adhérence par le choix de
la formulation des enrobés
Philippe CHENEVIERE
Ing. dipl. EPFL
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Journée technique LAVOC – 17 septembre 2003
Un objectif commun…
… la sécurité routière
… l’adhérence des chaussées
Un facteur essentiel…
• Problématique
• Définition
• Besoin en adhérence
• Choix de la formulation
• Epilogue
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Journée technique LAVOC – 17 septembre 2003
Un objectif commun…
… la sécurité routière
… l’adhérence des chaussées
Un facteur essentiel…
… humides
• Problématique
• Définition
• Besoin en adhérence
• Choix de la formulation
• Epilogue
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Journée technique LAVOC – 17 septembre 2003
… l’adhérence des chaussées
« La route qui pardonne »
Lionel Patte
… humides
• Problématique
• Définition
• Besoin en adhérence
• Choix de la formulation
• Epilogue
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Le niveau d’adhérence est définie par :
Gamme des longueurs d’onde
Effet sur le contact pneu – chaussée
Macrotexture 0.5 à 50 mm mouillé humide
Microtexture < 0.5 mm humide sec
• Problématique
• Définition
• Besoin en adhérence
• Choix de la formulation
• Epilogue
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Image : Pavement Surface Macrotexture Measurement and Application, TRB 2003 Annual Meeting
Journée technique LAVOC – 17 septembre 2003
Recherche commune franco-suisse en cours :
Suisse
SETRA - Service d’études techniques des Routes et Autoroutes (P. Dupont)
France
LRPC Angers – Laboratoire Régional des Ponts et Chaussées d’Angers (G. Delalande)
LAVOC – Laboratoire des Voies de Cirulation (A.-G. Dumont)
IVT – Institut für Verkehrsplanung, Transporttechnik, Strassen- und Eisenbahnbau (H.-P. Lindenmann)
• Problématique
• Définition
• Besoin en adhérence
• Choix de la formulation
• Epilogue
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Journée technique LAVOC – 17 septembre 2003
Définir et mettre au point des règles permettant d’optimiser la valeur d’adhérence d’un revêtement bitumineux
Fixer des spécifications réalistes
Besoin en adhérence des revêtements de chaussées
Mandat de recherche
Objectifs
• Problématique
• Définition
• Besoin en adhérence
• Choix de la formulation
• Epilogue
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Journée technique LAVOC – 17 septembre 2003
Définir et mettre au point des règles permettant d’optimiser la valeur d’adhérence d’un revêtement bitumineux
Fixer des spécifications réalistes
Besoin en adhérence des revêtements de chaussées
Sortie prévue : début 2004
Mandat de recherche
Objectifs
• Problématique
• Définition
• Besoin en adhérence
• Choix de la formulation
• Epilogue
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• Problématique
• Définition
• Besoin en adhérence
• Choix de la formulation
• Epilogue
Etude SETRA - LRPC
Optimisation du couple formule – granulats en jouant
principalement sur :
Le calibre D et la courbe granulométrique de la formule
Les caractéristiques intrinsèques normalisées des granulats
Objectif
Propositions
Conclusions
Titre Planches expérimentales Granulats – Adhérence
Objectif
Etude LAVOC
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Etude SETRA - LRPC
Objectif
Propositions
Conclusions
Référence : P. Dupont, Y. Ganga, J. Bellanger, G.Delalande; Planches expérimentales « adhérence – granulats » Conclusions, Revue Générale des routes n°788 octobre 2000.
• Problématique
• Définition
• Besoin en adhérence
• Choix de la formulation
• Epilogue
Etude LAVOC
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Etude SETRA - LRPC
Objectif
Propositions
Conclusions
Référence : P. Dupont, Y. Ganga, J. Bellanger, G.Delalande; Planches expérimentales « adhérence – granulats » Conclusions, Revue Générale des routes n°788 octobre 2000.
• Problématique
• Définition
• Besoin en adhérence
• Choix de la formulation
• Epilogue
Etude LAVOC
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Journée technique LAVOC – 17 septembre 2003
Etude SETRA - LRPC
Objectif
Propositions
Conclusions
• Problématique
• Définition
• Besoin en adhérence
• Choix de la formulation
• Epilogue
Etude LAVOC
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Etude SETRA - LRPC
Objectif
Propositions
Conclusions
• Problématique
• Définition
• Besoin en adhérence
• Choix de la formulation
• Epilogue
Etude LAVOC
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Journée technique LAVOC – 17 septembre 2003
Etude SETRA - LRPC
Objectif
Propositions
Conclusions
• Problématique
• Définition
• Besoin en adhérence
• Choix de la formulation
• Epilogue
Etude LAVOC
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Etude SETRA - LRPC
Objectif
Propositions
Conclusions
Incidence du calibre D et de la courbe granulométrique de la formule sur la texture et l’adhérence
Effet des caractéristiques intrinsèques normalisées des granulats sur l’adhérence
expérimentations riches d’enseignements
résultats relativement mitigés
Il existerait une certaine compensation entre la formule et la résistance au polissage des granulats
Un fort CPA ne se concrétise pas forcément par un niveau d’adhérence plus élevé que celui relevé avec un CPA plus faible
• Problématique
• Définition
• Besoin en adhérence
• Choix de la formulation
• Epilogue
Etude LAVOC
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Titre
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• Problématique
• Définition
• Besoin en adhérence
• Choix de la formulation
• Epilogue
Etude LAVOC
Etude SETRA - LRPC
Objectif
Enseignements
Conclusions
Déroulement
Etude de l’incidence de la forme des granulats sur la qualité
antidérapante des chaussées
Objectif Déterminer l’influence de la forme des granulats ( % cubicité
et état des arêtes ) sur la qualité antidérapante des
chaussées.
Résultats
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Etude SETRA - LRPC
Objectif
Enseignements
Conclusions
Déroulement
Résultats
12 plaques de dimension 500 x 180 x 50 mm
2 paramètres principaux
2 paramètres pour étude de sensibilité
• Problématique
• Définition
• Besoin en adhérence
• Choix de la formulation
• Epilogue
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Etude LAVOC
Etude SETRA - LRPC
Objectif
Enseignements
Conclusions
Déroulement
Résultats
2 paramètres principaux…
% de cubicité
► 50 % d’éléments cubiques► 80 % d’éléments cubiques
Type de concasseur
► Concasseur à marteaux (arêtes vives)► Concasseur à sole tournante à enclumes (arêtes semi-émoussées)► Concasseur à sole tournante autobroyant (arêtes émoussées)
• Problématique
• Définition
• Besoin en adhérence
• Choix de la formulation
• Epilogue
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Etude LAVOC
Etude SETRA - LRPC
Objectif
Enseignements
Conclusions
Déroulement
Résultats
2 paramètres pour étude de sensibilité…
Origine des granulats
► Carrière d’Arvel (VD) (CPA = 51)► Carrière de Balmholz (BE) (CPA = « 53 »)
Type d’enrobé
► Enrobé AB 11► Enrobé macro-rugueux MR 11
Photo: LRPC d’’Angers
• Problématique
• Définition
• Besoin en adhérence
• Choix de la formulation
• Epilogue
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20°
6
Journée technique LAVOC – 17 septembre 2003
Etude LAVOC
Etude SETRA - LRPC
Objectif
Enseignements
Conclusions
Déroulement
Résultats
LRPC d’Angers – Essais sur la machine GRAP
► Système de polissage des granulats par projection► Essai alternatif à l’essai CPA
Source: Fiche GRAP (LCPC)
Machine CPA mesure SRT coefficient de polissage accéléré des gravillons (CPA)
Machine GRAP mesure SRT résistance au polissage accéléré des gravillons (RPA)
• Problématique
• Définition
• Besoin en adhérence
• Choix de la formulation
• Epilogue
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Etude LAVOC
Etude SETRA - LRPC
Objectif
Enseignements
Conclusions
Déroulement
Résultats
Photo: LRPC d’’Angers
► Découpage des plaques + mise en place• Problématique
• Définition
• Besoin en adhérence
• Choix de la formulation
• Epilogue
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Etude LAVOC
Etude SETRA - LRPC
Objectif
Enseignements
Conclusions
Déroulement
Résultats
Photo: LRPC d’’Angers
► Dispositif de projection
Polissage obtenu après 20 cycles de balayage. Essai effectué jusqu’à 40 cycles
• Problématique
• Définition
• Besoin en adhérence
• Choix de la formulation
• Epilogue
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Etude LAVOC
Etude SETRA - LRPC
Objectif
Enseignements
Conclusions
Déroulement
Résultats
Photo: LRPC d’’Angers
► Mesures SRT (0, 5, 10, 20, 30, 40 cycles)
Microtexture
• Problématique
• Définition
• Besoin en adhérence
• Choix de la formulation
• Epilogue
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Etude LAVOC
Etude SETRA - LRPC
Objectif
Enseignements
Conclusions
Déroulement
Résultats
Photo: LRPC d’’Angers
► Mesures HSv (0, 5, 10, 20, 30, 40 cycles)
Macrotexture
• Problématique
• Définition
• Besoin en adhérence
• Choix de la formulation
• Epilogue
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Etude LAVOC
Etude SETRA - LRPC
Objectif
Enseignements
Conclusions
Déroulement
Résultats
• Problématique
• Définition
• Besoin en adhérence
• Choix de la formulation
• Epilogue
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Effet du taux de cubicité sur la microtexture pour un enrobé AB 11, arêtes vives, granulats Arvel
55
60
65
70
0 10 20 30 40
Nombre de cycles [-]
Va
leu
r S
RT
[-]
cubicité 50%
Fuseau des résultats
Effet du taux de cubicité sur la microtexture pour un enrobé AB 11, arêtes vives, granulats Arvel
55
60
65
70
0 10 20 30 40
Nombre de cycles [-]
Va
leu
r S
RT
[-]
cubicité 50%
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Etude LAVOC
Etude SETRA - LRPC
Objectif
Enseignements
Conclusions
Déroulement
Résultats
Phase « décapage »
• Problématique
• Définition
• Besoin en adhérence
• Choix de la formulation
• Epilogue
Page 26 / 35
Fuseau des résultats
Effet du taux de cubicité sur la microtexture pour un enrobé AB 11, arêtes vives, granulats Arvel
55
60
65
70
0 10 20 30 40
Nombre de cycles [-]
Va
leu
r S
RT
[-]
cubicité 50%
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Etude LAVOC
Etude SETRA - LRPC
Objectif
Enseignements
Conclusions
Déroulement
Résultats
Phase « polissage »
• Problématique
• Définition
• Besoin en adhérence
• Choix de la formulation
• Epilogue
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Fuseau des résultats
Effet du taux de cubicité sur la microtexture pour un enrobé AB 11, arêtes vives, granulats Arvel
55
60
65
70
0 10 20 30 40
Nombre de cycles [-]
Va
leu
r S
RT
[-]
cubicité 50%
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Etude LAVOC
Etude SETRA - LRPC
Objectif
Enseignements
Conclusions
Déroulement
Résultats
Phase « usure »
• Problématique
• Définition
• Besoin en adhérence
• Choix de la formulation
• Epilogue
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Fuseau des résultats
Journée technique LAVOC – 17 septembre 2003
Etude LAVOC
Etude SETRA - LRPC
Objectif
Enseignements
Conclusions
Déroulement
Résultats
Effet du taux de cubicité sur la microtexture pour un enrobé AB 11, arêtes vives, granulats Arvel
55
60
65
70
0 10 20 30 40
Nombre de cycles [-]
Va
leu
r S
RT
[-]
cubicité 50% cubicité 80%
• Problématique
• Définition
• Besoin en adhérence
• Choix de la formulation
• Epilogue
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Fuseau des résultats
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Etude LAVOC
Etude SETRA - LRPC
Objectif
Enseignements
Conclusions
Déroulement
Résultats
Effet du taux de cubicité sur la microtexture pour un enrobé AB 11, arêtes émoussées, granulats Arvel
55
60
65
70
0 10 20 30 40
Nombre de cycles [-]
Va
leu
r S
RT
[-]
cubicité 50% cubicité 80%
• Problématique
• Définition
• Besoin en adhérence
• Choix de la formulation
• Epilogue
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Fuseau des résultats
Journée technique LAVOC – 17 septembre 2003
Etude LAVOC
Etude SETRA - LRPC
Objectif
Enseignements
Conclusions
Déroulement
Résultats
• Problématique
• Définition
• Besoin en adhérence
• Choix de la formulation
• Epilogue
Page 31 / 35
Journée technique LAVOC – 17 septembre 2003
Etude LAVOC
Etude SETRA - LRPC
Objectif
Enseignements
Conclusions
Déroulement
Résultats
• Problématique
• Définition
• Besoin en adhérence
• Choix de la formulation
• Epilogue
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Journée technique LAVOC – 17 septembre 2003
Etude LAVOC
Etude SETRA - LRPC
Objectif
Enseignements
Conclusions
Déroulement
Résultats
• Problématique
• Définition
• Besoin en adhérence
• Choix de la formulation
• Epilogue Type enrobé
État arêtes
% cubicité
Granulats
vives vives vives vives
AB 11 AB 11 AB 11 AB 11 AB 11 AB 11 AB 11 AB 11 MR 11 MR 11 MR 11 MR 11
50 % 50 % 80 % 80 %
émou. émou. émou.
50 % 50 %80 %
Arvel Arvel Arvel Arvel ArvelBalm. Balm.Balm.
s-ém.
50 %
émou.émou.vives vives
Arvel Arvel Arvel Arvel
50 % 80 % 50 % 80 %
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Journée technique LAVOC – 17 septembre 2003
Etude LAVOC
Etude SETRA - LRPC
Objectif
Enseignements
Conclusions
Déroulement
Résultats
L’effet produit par l’influence simultanée « taux de cubicité – état des arêtes » peut être nul ou marqué suivant la formulation choisie
Il semblerait qu’il existe parfois une certaine compensation entre la forme et le niveau de CPA (si même gamme de grandeur)
Un meilleur CPA sera en règle générale toujours bénéfique pour la microtexture si tous les autres facteurs de la formulation sont identiques
• Problématique
• Définition
• Besoin en adhérence
• Choix de la formulation
• Epilogue
Apport d’éléments de réponses surtout en matière de microtexture
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Journée technique LAVOC – 17 septembre 2003
• Problématique
• Définition
• Besoin en adhérence
• Choix de la formulation
• Epilogue
Le besoin en adhérence varie suivant les conditions de site et de trafic
Un bon choix de formulation permet de répondre dans une certaine mesure à ce besoin selon les matériaux à disposition
Les granulats de carrière doivent être valorisés en fonction de leurs propriétés et leur domaine d’utilisation