Compacit relative et pourcentage de vides Essais raliser

Compacité relative et pourcentage de vides Essais à réaliser Ph. Simonis Ph. Petitjean P. -P. Brichant Laboratoires d'essais indépendants Centre de recherches routières 5 février 2015 Journée wallonne de la route – Moulins de Beez

Compacité relative et pourcentage de vides Essais à réaliser 1. Caractéristique(s) essentielle(s) à déterminer: § compacité relative et/ou pourcentage de vides ? ? ? 2. Faut-il prévoir des essais "de rattrapage"? § § § avantages / inconvénients lesquels? quelles exigences sur les résultats? 2 5/02/15 – Ph. Petitjean & Ph. Simonis (Laboratoires d'essais indépendants) et P. -P. Brichant (Centre de recherches routières)

Compacité relative et pourcentage de vides Essais à réaliser 1. Caractéristique(s) essentielle(s) à déterminer: § compacité relative et/ou pourcentage de vides ? ? ? 2. Faut-il prévoir des essais "de rattrapage"? § § § avantages / inconvénients lesquels? quelles exigences sur les résultats? 3 5/02/15 – Ph. Petitjean & Ph. Simonis (Laboratoires d'essais indépendants) et P. -P. Brichant (Centre de recherches routières)

1. Caractéristique(s) essentielle(s) à déterminer Compacité relative et/ou pourcentage de vides ? ? ? § % de vides 4 5/02/15 – Ph. Petitjean & Ph. Simonis (Laboratoires d'essais indépendants) et P. -P. Brichant (Centre de recherches routières)

1. Caractéristique(s) essentielle(s) à déterminer Compacité relative et/ou pourcentage de vides ? ? ? § Recompactage presse Marschall Compacité relative >< Compactage chantier 5 5/02/15 – Ph. Petitjean & Ph. Simonis (Laboratoires d'essais indépendants) et P. -P. Brichant (Centre de recherches routières)

1. Caractéristique(s) essentielle(s) à déterminer: compacité relative et/ou pourcentage de vides ? ? ? 1. 1 Conséquences d'une compacité relative trop faible et/ou d'un pourcentage de vides "plus" élevé 1. 2 Conséquences d'une compacité relative trop élevée et/ou d'un pourcentage de vides "plus" faible 1. 3 Compacité relative conforme et pourcentage de vides conforme ne vont pas nécessairement de paire 1. 4 Inconvénients de la suppression du contrôle de pourcentages de vides 1. 5 Inconvénients de la suppression du contrôle de la compacité relative 6 5/02/15 – Ph. Petitjean & Ph. Simonis (Laboratoires d'essais indépendants) et P. -P. Brichant (Centre de recherches routières)

1. Caractéristique(s) essentielle(s) à déterminer: compacité relative et/ou pourcentage de vides ? ? ? 1. 1 Conséquences d'une compacité relative trop faible et/ou d'un pourcentage de vides "plus" élevé 1. 2 Conséquences d'une compacité relative trop élevée et/ou d'un pourcentage de vides "plus" faible 1. 3 Compacité relative conforme et pourcentage de vides conforme ne vont pas nécessairement de paire 1. 4 Inconvénients de la suppression du contrôle de pourcentages de vides 1. 5 Inconvénients de la suppression du contrôle de la compacité relative 7 5/02/15 – Ph. Petitjean & Ph. Simonis (Laboratoires d'essais indépendants) et P. -P. Brichant (Centre de recherches routières)

1. Caractéristique(s) essentielle(s) à déterminer: compacité relative et/ou pourcentage de vides ? ? ? 1. 1 Conséquences d'une compacité relative trop faible et/ou d'un pourcentage de vides "plus" élevé § Certaines performances de la couche sont inférieures à ce qui est annoncé dans la note justificative (préétude) sensibilité à l'eau § plumage § § résistance au cycles gel/dégel orniérage par post-compactage § résistance à la fatigue ( fissures de fatigue) § module de rigidité § sollicitation sur fondation et fond de coffre fatigue du revêtement 8 5/02/15 – Ph. Petitjean & Ph. Simonis (Laboratoires d'essais indépendants) et P. -P. Brichant (Centre de recherches routières)

1. Caractéristique(s) essentielle(s) à déterminer: compacité relative et/ou pourcentage de vides ? ? ? 1. 1 Conséquences d'une compacité relative trop faible et/ou d'un pourcentage de vides "plus" élevé 1. 2 Conséquences d'une compacité relative trop élevée et/ou d'un pourcentage de vides "plus" faible 1. 3 Compacité relative conforme et pourcentage de vides conforme ne vont pas nécessairement de paire 1. 4 Inconvénients de la suppression du contrôle de pourcentages de vides 1. 5 Inconvénients de la suppression du contrôle de la compacité relative 9 5/02/15 – Ph. Petitjean & Ph. Simonis (Laboratoires d'essais indépendants) et P. -P. Brichant (Centre de recherches routières)

1. Caractéristique(s) essentielle(s) à déterminer: compacité relative et/ou pourcentage de vides ? ? ? 1. 2 Conséquences d'une compacité relative trop élevée et/ou d'un pourcentage de vides "plus" faible § Certaines performances de la couche sont inférieures à ce qui est annoncé dans la note justificative (préétude) § éventuellement orniérage par fluage § glissance (taches grasses, macrotexture , etc. ) orniérage par fluage taches grasses 5/02/15 – Ph. Petitjean & Ph. Simonis (Laboratoires d'essais indépendants) et P. -P. Brichant (Centre de recherches routières) 10

1. Caractéristique(s) essentielle(s) à déterminer: compacité relative et/ou pourcentage de vides ? ? ? 1. 1 Conséquences d'une compacité relative trop faible et/ou d'un pourcentage de vides "plus" élevé 1. 2 Conséquences d'une compacité relative trop élevée et/ou d'un pourcentage de vides "plus" faible 1. 3 Compacité relative conforme et pourcentage de vides conforme ne vont pas nécessairement de paire 1. 4 Inconvénients de la suppression du contrôle de pourcentages de vides 1. 5 Inconvénients de la suppression du contrôle de la compacité relative 11 5/02/15 – Ph. Petitjean & Ph. Simonis (Laboratoires d'essais indépendants) et P. -P. Brichant (Centre de recherches routières)

1. Caractéristique(s) essentielle(s) à déterminer: compacité relative et/ou pourcentage de vides ? ? ? 1. 3 Compacité relative conforme et pourcentage de vides conforme ne vont pas nécessairement de paire Exemple avec carottes de chantier AC-14(20)base 3 -2 Carotte n° Carotte Ech. chantier M. V. A. (kg/m 3) M. V. Réf. Epr. labo recomp. C. R. (%) M. V. M. (kg/m 3) Vides (%) 100 2 373 2 456 96, 6 2 495 4, 9 103 2 449 100, 0 2 491 1, 7 104 2 328 2 445 95, 2 2 499 6, 8 105 2 318 2 442 94, 9 2 492 7, 0 106 2 359 2 456 96, 1 2 497 5, 5 107 2 446 2 441 100, 2 2 501 2, 2 111 2 257 2 458 91, 8 2 498 9, 6 112 2 415 2 454 98, 4 2 491 3, 1 115 2 447 99, 9 2 482 1, 5 Moy. 2 377 2 450 97, 0 2 494 4, 7 C. R. 98 (97) 3 vi 10 C. R. conforme et % de vides conforme ne correspondent pas L'enrobé n'est pas capable de répondre de manière satisfaisante aux 2 spécifications Quid si on ne vérifie que la compacité relative (C. R. )? 5/02/15 – Ph. Petitjean & Ph. Simonis (Laboratoires d'essais indépendants) et P. -P. Brichant (Centre de recherches routières) 12

1. Caractéristique(s) essentielle(s) à déterminer: compacité relative et/ou pourcentage de vides ? ? ? 1. 3 Compacité relative conforme et pourcentage de vides conforme ne vont pas nécessairement de paire § Exemple 1: Problème de fabrication ou ségrégation Enrobé (localement) avec trop de graviers et pas assez de sable et de bitume (Exemple: nids de gravillons dans AC-20 base 3 ou utilisation de gravillons plus rugueux) Le compactage sur chantier est aussi bon (ou aussi mauvais) qu'en labo bonne compacité relative mais pourcentage de vides trop élevé 13 5/02/15 – Ph. Petitjean & Ph. Simonis (Laboratoires d'essais indépendants) et P. -P. Brichant (Centre de recherches routières)

Exemple AC 20 base 3 -8 Carotte Ech. chantier Carotte n° M. V. A. (kg/m 3) M. V. Réf. (kg/m 3) Epr. labo recomp. C. R. (%) M. V. M. (kg/m 3) Vides (%) 2 352 101, 5 2 568 7, 0 Exemple avec carottes de chantier I. 1 2 388 "Extension" théorique I. 1 98 2 305 2 352 98, 0 2 568 10, 2 I. 1 97 2 282 2 352 97, 0 2 568 11, 1 I. 1 96 2 258 2 352 96, 0 2 568 12, 1 C. R. 98 (97) 3 vi 10 Vides relativement importants malgré un compactage intensif. Quid si énergie de compactage moindre? 5/02/15 – Ph. Petitjean & Ph. Simonis (Laboratoires d'essais indépendants) et P. -P. Brichant (Centre de recherches routières) 14

1. Caractéristique(s) essentielle(s) à déterminer: compacité relative et/ou pourcentage de vides ? ? ? 1. 3 Compacité relative conforme et pourcentage de vides conforme ne vont pas nécessairement de paire § Exemple 2: Problème de fabrication Enrobé avec plus de filler de récupération (>< filler composite), plus de sable fin rond et plus de bitume ou utilisation de gravillons plus lisses Enrobé qui se compacte plus facilement pourcentage de vides conforme mais compacité relative trop faible ou compacité relative conforme mais pourcentage de vides trop faible 15 5/02/15 – Ph. Petitjean & Ph. Simonis (Laboratoires d'essais indépendants) et P. -P. Brichant (Centre de recherches routières)

Exemple avec carottes de chantier Carotte n° 2 3 6 7 22 25 31 32 36 Carotte Ech. chantier M. V. A. (kg/m 3) 2 2 2 2 2 388 436 392 465 475 518 519 515 M. V. Réf. (kg/m 3) Epr. labo recomp. 2 2 2 2 2 430 445 382 442 459 453 484 485 459 AC-20 base 3 -2 C. R. (%) 98, 3 99, 6 100, 4 98, 0 100, 2 100, 9 101, 4 102, 3 C. R. 98 (97) M. V. M. (kg/m 3) 2 2 2 2 2 519 500 474 494 509 502 560 545 561 Vides (%) 5, 2 2, 6 3, 3 4, 1 1, 8 1, 1 1, 6 1, 0 1, 8 3 vi 10 % vides non conforme / C. R. conforme "Normalement" compacté mais pas assez de vides 16 5/02/15 – Ph. Petitjean & Ph. Simonis (Laboratoires d'essais indépendants) et P. -P. Brichant (Centre de recherches routières)

Exemple Si la couche n'est vérifiée que sur base de la C. R. , un atelier de compactage classique aura tendance à surcompacter le mélange risque d'orniérage par fluage, taches grasses, macrotexture insuffisante, résistance à la glissance insuffisante, projections d'eau, etc. Carotte n° Carotte Ech. chantier M. V. A. M. V. Réf. (kg/m 3) Epr. labo recomp. C. R. (%) 22 2 465 2 459 100, 2 M. V. M. (kg/m 3) Vides (%) 2 509 1, 8 Si la couche n'est vérifiée que sur base du % de vides, celle-ci peut être considérée comme acceptable pour une C. R. de l'ordre de 91, 8 %!!! risque d'orniérage par post-compactage, plumage, fissures de fatigue, etc. Exemple théorique 22 10% de vides 2 257 2 459 91, 8 2 509 10, 0 17 5/02/15 – Ph. Petitjean & Ph. Simonis (Laboratoires d'essais indépendants) et P. -P. Brichant (Centre de recherches routières)

1. Caractéristique(s) essentielle(s) à déterminer: compacité relative et/ou pourcentage de vides ? ? ? 1. 1 Conséquences d'une compacité relative trop faible et/ou d'un pourcentage de vides "plus" élevé 1. 2 Conséquences d'une compacité relative trop élevée et/ou d'un pourcentage de vides "plus" faible 1. 3 Compacité relative conforme et pourcentage de vides conforme ne vont pas nécessairement de paire 1. 4 Inconvénients de la suppression du contrôle de pourcentages de vides 1. 5 Inconvénients de la suppression du contrôle de la compacité relative 18 5/02/15 – Ph. Petitjean & Ph. Simonis (Laboratoires d'essais indépendants) et P. -P. Brichant (Centre de recherches routières)

1. Caractéristique(s) essentielle(s) à déterminer: compacité relative et/ou pourcentage de vides ? ? ? 1. 4 Inconvénients de la suppression du contrôle de pourcentages de vides § Exemple: On ne mesure plus que la compacité relative Un enrobé qui se compacte mal au labo et mal sur chantier Bonne compacité relative La compacité relative ne mesure que le "degré de compactage" par rapport à un compactage "standard" (de labo). Elle rend compte uniquement de la qualité de mise en œuvre. La compacté relative ne tient pas compte de non conformité dans les composants, dans la fabrication, de ségrégation ou d'écoulement, voire de pertinence insuffisante de l'étude. La procédure actuelle (uniquement compacité relative) n'est pas adéquate. 19 5/02/15 – Ph. Petitjean & Ph. Simonis (Laboratoires d'essais indépendants) et P. -P. Brichant (Centre de recherches routières)

1. 4 Inconvénients de la suppression du contrôle de pourcentages de vides Quid si on ne vérifie que la C. R. ? Possibilité de fabriquer des enrobés qui satisfont aux critères actuels ("sévères") de la C. R. tout en mettant de côté les caractéristiques mécaniques (orniérage, stabilité, fluage, etc. ) de l'enrobé. Quid si plus de sable rond dans le fraisat? Quid si fourniture dans une carrière où les gravillons sont plus lisses? Quid si utilisation de plus de fillers de récupération et moins de fillers d'apport composites? 20 5/02/15 – Ph. Petitjean & Ph. Simonis (Laboratoires d'essais indépendants) et P. -P. Brichant (Centre de recherches routières)

1. Caractéristique(s) essentielle(s) à déterminer: compacité relative et/ou pourcentage de vides ? ? ? Pourquoi pas teneur en liant et granulo en centrale plutôt que % vides à posteriori? 21 5/02/15 – Ph. Petitjean & Ph. Simonis (Laboratoires d'essais indépendants) et P. -P. Brichant (Centre de recherches routières)

1. Caractéristique(s) essentielle(s) à déterminer: compacité relative et/ou pourcentage de vides ? ? ? 1. 1 Conséquences d'une compacité relative trop faible et/ou d'un pourcentage de vides "plus" élevé 1. 2 Conséquences d'une compacité relative trop élevée et/ou d'un pourcentage de vides "plus" faible 1. 3 Compacité relative conforme et pourcentage de vides conforme ne vont pas nécessairement de paire 1. 4 Inconvénients de la suppression du contrôle de pourcentages de vides 1. 5 Inconvénients de la suppression du contrôle de la compacité relative 22 5/02/15 – Ph. Petitjean & Ph. Simonis (Laboratoires d'essais indépendants) et P. -P. Brichant (Centre de recherches routières)

1. Caractéristique(s) essentielle(s) à déterminer: compacité relative et/ou pourcentage de vides ? ? ? 1. 5 Inconvénients de la suppression du contrôle de la compacité relative § Exemple: On ne mesure plus que le pourcentage de vides On pourrait fabriquer des enrobés dont la composition permet d'obtenir une matrice fermée malgré un compactage faible proportion filler de récupération (si filler composite à l'étude) proportion sables ronds quantité de liant etc. pour être sûr d'obtenir un pourcentage de vides conforme en utilisant moins de compacteurs et en effectuant moins de passes avec les compacteurs ( compacité relative qu'on ne mesure pas) 5/02/15 – Ph. Petitjean & Ph. Simonis (Laboratoires d'essais indépendants) et P. -P. Brichant (Centre de recherches routières) 23

1. Caractéristique(s) essentielle(s) à déterminer: compacité relative et/ou pourcentage de vides ? ? ? CONCLUSION 1 Compacité relative et pourcentage de vides 24 5/02/15 – Ph. Petitjean & Ph. Simonis (Laboratoires d'essais indépendants) et P. -P. Brichant (Centre de recherches routières)

Compacité relative et pourcentage de vides Essais à réaliser 1. Caractéristique(s) essentielle(s) à déterminer: § compacité relative et/ou pourcentage de vides ? ? ? Compacité relative et pourcentage de vides 2. Faut-il prévoir des essais "de rattrapage"? § § § avantages / inconvénients lesquels? quelles exigences sur les résultats? 25 5/02/15 – Ph. Petitjean & Ph. Simonis (Laboratoires d'essais indépendants) et P. -P. Brichant (Centre de recherches routières)

Compacité relative et pourcentage de vides Essais à réaliser 2. Faut-il prévoir des essais "de rattrapage"? 26 5/02/15 – Ph. Petitjean & Ph. Simonis (Laboratoires d'essais indépendants) et P. -P. Brichant (Centre de recherches routières)

Compacité relative et pourcentage de vides Essais à réaliser 2. Faut-il prévoir des essais "de rattrapage"? § D'un point de vue "philosophique" + coller aux performances nécessaires - préétude déjà "performantielle" § Principe: = Des tolérances sont laissées pour tenir compte du fait qu'il ne s'agit pas d'une fabrication 100 % industrielle. Refaire une étude complète: a. Délai de réalisation des essais b. Coût de réalisation des essais c. Toutes les caractéristiques "relevantes" ne sont pas testées; d'autres sont traitées alors qu'elles ne sont pas "relevantes" d. Validité des exigences sur les performances? 27 5/02/15 – Ph. Petitjean & Ph. Simonis (Laboratoires d'essais indépendants) et P. -P. Brichant (Centre de recherches routières)

Caractéristiques importantes et exigences à différents niveaux dans le revêtement bitumineux c. Toutes les caractéristiques "relevantes" ne sont pas testées; d'autres sont traitées alors qu'elles ne sont pas "relevantes" Orniérage, arrachement, nids de poule, glissance, etc. COUCHE DE ROULEMENT COUCHES DE LIAISON SUPERIEURES 1. Résistance à la déformation permanente (orniérage) 2. Sensibilité à l'eau 3. Résistance au plumage 4. Résistance aux cycles gel/dégel 5. Résistance à la glissance Orniérage, manque de rigidité, nids de poule, etc. COUCHES DE LIAISON INFERIEURES 1. Résistance à la déformation permanente (orniérage) 2. Module de rigidité 3. Sensibilité à l'eau 4. Résistance aux cycles gel/dégel Fatigue, manque de rigidité 1. Résistance à la fatigue 2. Module de rigidité 5/02/15 – Ph. Petitjean & Ph. Simonis (Laboratoires d'essais indépendants) et P. -P. Brichant (Centre de recherches routières) 28

c. Toutes les caractéristiques "relevantes" ne sont pas testées; d'autres sont traitées alors qu'elles ne sont pas "relevantes" § Exemples 1. Résistance à l'orniérage non "relevante" pour les couches du revêtement bitumineux situées "en profondeur" 2. Résistance à la fatigue et rigidité non testées pour les couches de revêtement bitumineux situées "en profondeur" 29 5/02/15 – Ph. Petitjean & Ph. Simonis (Laboratoires d'essais indépendants) et P. -P. Brichant (Centre de recherches routières)

2. Faut-il prévoir des essais "de rattrapage"? d. Validité des exigences sur les performances? NON Essais performantiels "de préétude" et exigences "d'études" "transférés" en essais et exigences "de contrôle de chantier" sans vérifier les conséquences de ce "transfert" Sensibilité à l'eau sur des carottes prélevées sur chantier Essai d'orniérage sur carottes 30 5/02/15 – Ph. Petitjean & Ph. Simonis (Laboratoires d'essais indépendants) et P. -P. Brichant (Centre de recherches routières)

d. Validité des exigences sur les performances? NON § Sensibilité à l'eau sur des carottes prélevées sur chantier 31 5/02/15 – Ph. Petitjean & Ph. Simonis (Laboratoires d'essais indépendants) et P. -P. Brichant (Centre de recherches routières)

d. Validité des exigences sur les performances? NON § Sensibilité à l'eau Exigences trop basses car correspondant à des exigences sur des carottes d'étude délibérément très peu compactées Exigences "lâches" car essais peu "précis" 32 5/02/15 – Ph. Petitjean & Ph. Simonis (Laboratoires d'essais indépendants) et P. -P. Brichant (Centre de recherches routières)

d. Validité des exigences sur les performances? NON § Essai d'orniérage sur carottes 33 5/02/15 – Ph. Petitjean & Ph. Simonis (Laboratoires d'essais indépendants) et P. -P. Brichant (Centre de recherches routières)

d. Validité des exigences sur les performances? NON § Orniérage Caractère discriminatoire? ? ? - notamment (? ) exigences correspondant à des essais sur plaques de labo (bitume peu veilli) et non à des essais sur des carottes de chantier (bitume plus veilli, effet du plâtre, etc. )? 34 5/02/15 – Ph. Petitjean & Ph. Simonis (Laboratoires d'essais indépendants) et P. -P. Brichant (Centre de recherches routières)

2. Faut-il prévoir des essais "de rattrapage"? CONCLUSION 2 NON, pas d'essai de "rattrapage" 35 5/02/15 – Ph. Petitjean & Ph. Simonis (Laboratoires d'essais indépendants) et P. -P. Brichant (Centre de recherches routières)