Matriaux 2018 C 3 12 Surfaces et procds

Matériaux 2018 C 3. 12 Surfaces et procédés avancés Caractérisation expérimentale du collage des couches d'enrobés bitumineux par un essai de cisaillement Ciryle SOMÉ, Arnaud FEESER Cerema île de France Laboratoire Eco. Matériaux, 120 rue de Paris, Sourdun Cerema Est, Laboratoire Régional de Strasbourg 11 rue Jean Mantelin, Strasbourg 15 janvier 2022 1

Plan de la présentation 1. Contexte et problématique 2. Étude expérimentale 3. Résultats 4. Perspectives 15 janvier 2022 2

1. Contexte et problématique Structure d’une chaussée ez Semi-rigide u es o é l l s co e c a Mixte rf s nte sa glis Inte Outils de dimensionnement Rigide (béton) Bitumineuse épaisse Souple st Inverse Critères Hypothèses : q Multicouches infinies élastiques Et/ou linéaires q 15 janvier 2022 interfaces collées ou glissantes q …. 3

1. Contexte et problématique Sollicitations thermomécaniques z q Gradient positif + charge au centre z q Gradient négatif + charge au bord Objectifs : • • Evaluer les résistances à la rupture à l'interface Etudier l’influence de quelques paramètres de formulation sur la qualité de collage 15 janvier 2022 4

2. Étude expérimentale Caractérisation des matériaux Propriétés conventionnelles des bitumes Pénétrabiliut é (× 0. 1 mm) TBA (°C) Fraass (°C) Bit 0% RAP 27 56. 6 -5°C Bit 20%RAP Bit 40%RAP 24 23 58. 8 59. 4 -5°C -6°C Emulsion de bitume Émulsion cationique de la société Probinord Composition du mélange Constituants Filler 0/4 4/6 6/10 Bitume Pourcentage 3. 3% 38. 5% 11. 4% 41. 6 5. 4% BBSG 0/10 pour couche de roulement et liaison t. R 1 s Émulsion à rupture rapide 15 janvier 2022 5

2. Étude expérimentale Caractérisation des matériaux 100000 1000 |E*| (Pa) |E*| (MPa) 10000 10 1 0, 01 100 BBSG 0/10 10 1 E-07 1 E-05 1 E-03 1 E-01 1 E+03 1 E+05 1 E+07 0, 001 0, 0001 1 E-07 1 E-05 Bitume extrait 1 E-03 1 E-01 1 E+03 1 E+05 Fréquence équivalente (Hz) 1 E+07 Fréquence équivalente (Hz) 15 janvier 2022 6

2. Étude expérimentale Confection des éprouvettes PMT =1. 3 0. 1 Compactage de la couche Mesure de PMT Répandage de l’émulsion Plaque d’enrobé bitumineux Emulsion après rupture Plaque après démoulage Etat de surface du BBSG Profilomètre 15 janvier 2022 7

2. Étude expérimentale Traction directe Cisaillement Leutner max (MPa) 20 18 s Po 16 tr Kmax 10 0. 7 max 8 Phase initiale Force (KN) 12 e ur t up 14 6 4 ESBT (J) 2 0 0 2 4 6 Déplacement (mm) 8 10 15 janvier 2022 8

3. Résultats & interprétation mparaison des méthodes d’essais : Cisaillement et traction directe D= 100 mm 3, 0 Shear energy par area (KN/m) Shear stress τmax (MPa) 3, 5 D= 150 mm 2, 5 2, 0 1, 5 1, 0 0, 5 0, 0 No emulsion (H/C) Emulsion (H/H) Type d’interface a No emulsion (Hot/Hot) 1. 37 No emulsion (Hot/Cold) 1. 28 With emulsion 1. 29 5 4, 5 4 3, 5 3 2, 5 2 1, 5 1 0, 5 0 D=100 mm No emulsion (H/C) Emulsion (H/H) 15 janvier 2022 9

3. Résultats & interprétation Influence de la nature de l’interface • • Collage sans émulsion : collage sur couche froide Collage sans émulsion : collage sur couche chaude Collage avec émulsion sur couche froide monobloc 3, 0 Shear test Tensile test Stress (MPa) 2, 5 2, 0 1, 5 1, 0 0, 5 0, 0 No emulsion (H/C) Emulsion (H/H) No interface 15 janvier 2022 10

3. Résultats & interprétation Plan d’expérience Dosage kg /m² 500 50 mm/mi n te 250 0 ra 5 mm/ming d in oa 20°C 0. 5 mm/mi Temperature n -10°C L 15 janvier 2022 11

3. Résultats & interprétation Degree of significance (tmax) 50 tmax (MPa) 20 10 Model tu en re t-T em pe. . . n 5 4 3 2 ra co nt io n ul s Em ng ra te -T e m pe m ul si o tu re Lo ad i in g ra te -E pe ra nt m Te ad Lo Em ul si on co in g en t 0 ad Experiment 6 30 Lo -10°C 5°C 20°C 7 40 ra te Degree of significance mean tmax value 0 g/m² 250 g/m² 500 g/m² 4, 5 4 3, 5 3 2, 5 2 1, 5 1 0, 5 0 8 60 Sensitivity of parameters 0. 5 mm/min 50 mm/min Sensitivity of tmax to the parameters Analyse de variance 5 1 0 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 Test number Tous les paramètres ont un effet significatif à l’exception de l’interaction vitesse de chargement - Température 15 janvier 2022 12

4. Perspectives q Tests sur d’autres types de collage : o Interface enrobé - sol o Interface enrobé - béton q Effet de la macrotexture o Surface lisse o Surface plus rugueuse q Prise en compte du comportement effectif des interfaces dans les outils de dimensionnement 15 janvier 2022 13

Merci de votre attention 15 janvier 2022 14