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Performances mécaniques des enrobés
drainants Journée technique du LAVOC 2005
Michel PITTET
LAVOC - EPFL
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Structure de la présentation

• Introduction
• Historique de la normalisation SN et EN
• Propriétés et performances visées en Suisse
• Optimisation dun DRA pour SR-RN-VD
• Recherche VSS 1999/280
• Développement dune nouvelle méthode
• Conclusions et perspectives

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Introduction
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• Les enrobés drainants ont été développés à
  partir des années 80
• La Suisse sest rapidement intéressée à cette
  nouvelle technologie prometteuse
• Définition dun cadre technique pour faciliter
  laccès à cette technologie des enrobés drainants
• Normalisation

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Historique de la normalisation SN et EN
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• Norme VSS SN 640 433 juin 1990

• DRA couche de roulement
• Granulats durs
• PSV 50 minimum
• Liants polymères ou avec ajouts
• Vides Marshall en laboratoire minimum 16
• Vides minimum en place 18

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Historique de la normalisation SN et EN
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• Norme VSS SN 640 433a novembre 1996

• DRA couche de roulement
• Granulats durs
• PSV 50 minimum
• Liants polymères ou avec ajouts

• Vides Marshall en laboratoire minimum 22
• Vides communicants minimum 15
• Degré de compactage 98

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Historique de la normalisation SN et EN
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• Norme VSS SN 640 433b janvier 2001

• DRA couche de roulement
• Granulats durs
• PSV 50 minimum
• Liants polymères ou avec ajouts
• Vides Marshall en laboratoire minimum 22
• Vides communicants minimum 15
• Degré de compactage 98

• DRA couche de roulement, couche de base et
  couche drainante
• Compactage Marshall et/ou compactage PCG 40
  girations
• Essai de sensibilité à leau (prEN 12697-12)
• Essai de perte de matériaux CANTABRO (prEN
  12697-17)
• Essai de drainabilité in situ au drainomètre
  dYverdon avec débit minimum fixé

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Historique de la normalisation SN et EN
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• Norme EN 13108-7 VSS SN 640 431-7NA janvier 2005

• PA Porous Asphalt (Asphalte poreux) couche de
  roulement, couche de liaison et couche de
  drainage
• Granulats durs, Résistance à la fragmentation
  LA 20/25 (18/20 SN) (seuil plus élevé
  durcissement de lessai)
• Grains concassés classe C95/1
• (95 entièrement concassés ou semi concassés, 1
  entièrement roulé)
• PSV 50 minimum
• Liants polymères ou liants spéciaux et/ou avec
  ajouts
• Vides Marshall en laboratoire minimum 22 / PA11
  et 20 / PA8
• (Compactage Marshall avec énergie 2x25 coups - SN
  640 431-20 Epreuve-type)
• Essai de sensibilité à leau à 22C (ratio ITSR
  selon EN 12697-12)
• Egouttage du liant selon EN 12697-18 (pas
  dexigences)

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Historique de la normalisation SN et EN
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• Norme EN 13108-7 VSS SN 640 431-7NA janvier 2005

• Exigences pour matériaux posés selon SN 640 430a
• couches de roulement vides moyens 19 à 29
• couches de liaison vides moyens 14 à 22
• Degré de compactage 98
• Essai de perméabilité in situ avec drainomètre
  dYverdon, débit minimum fixé

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Historique de la normalisation SN et EN
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• Norme EN 13108-7 VSS SN 640 431-7NA janvier 2005

Pas dévaluation de performances
mécaniques Essai de sensibilité à leau avec
exigences sur le ratio (rapport de
contraintes) Les enrobé drainants sont pas/peu
susceptibles aux déformations permanentes
(orniérage)
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Propriétés et performances visées en Suisse
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• Bonne drainabilité (bruit, sécurité)
• vides élevés
• Résistance à leau, aux produits de
  déverglaçage, aux chocs thermiques et aux
  rayonnements
• - très bonne adhésivité liant/granulat
• - épaisseur du film de liant élevée
• liant peu sensible au vieillissement
• Performances mécaniques élevées
• - liant performant, performances élastiques
  élevées à hautes et à basses températures,
  susceptibilité thermique faible
• - granulat performant
• - formulation optimisée
• cohésion liant/granulat élevée pour lutter contre
  les fortes sollicitations dues aux contraintes
  tangentielles
• Durabilité
• Dépendante de tous les paramètres et du trafic

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Optimisation et application dun DRA11 pour
SR-RN-VD
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• Mise au point et application dun enrobé drainant
  au bitume caoutchouc sur lA5 Yverdon-Neuchâtel
  (avant les tunnels de Concise)
• Méthodologie appliquée
• Etude de formulation
• - Choix de granulats très performants, durs, CPA
  élevé (grès de FAMSA-Choëx)
• - Choix dun liant très performant,
  bitume-caoutchouc dont la particularité est de
  former un réseau tridimensionnel de liaisons qui
  donne à ce bitume son caractère élastomère, une
  haute viscosité aux températures élevées et une
  très bonne flexibilité à basse température
  (anti-oxydant et anti-ozonant)
• - Etude de formulation avec 2 courbes
  granulométriques et 4 teneurs en liant
• - Vides géométriques et communicants
• - Sensibilité à leau
• - Essai de perte de matériaux Cantabro à -10C et
  25C
• Vérification des matériaux posés
• - Vides géométriques et communicants
• - Sensibilité à leau
• Essai de perte de matériaux Cantabro à -10C et
  25 (compactage 2x25 et 2x50 coups Marshall, PCG
  à 40 girations)
• Analyse des éprouvettes prélevées in situ
• - Vides géométriques et communicants
• - Perméabilité verticale sur éprouvettes
  prélevées in situ

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Optimisation et application dun DRA11 pour
SR-RN-VD
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Etude de formulation Recette A avec 13 de
sable et 4.8 de filler (VD5)
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Optimisation et application dun DRA11 pour
SR-RN-VD
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Etude de formulation Recette B avec 10 de
sable et 3.5 de filler
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Optimisation et application dun DRA11 pour
SR-RN-VD
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Optimisation et application dun DRA11 pour
SR-RN-VD
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Optimisation et application dun DRA11 pour
SR-RN-VD
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Optimisation et application dun DRA11 pour
SR-RN-VD
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Optimisation et application dun DRA11 pour
SR-RN-VD
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Optimisation et application dun DRA11 pour
SR-RN-VD
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Recherche VSS 1999/280
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Mandat de recherche VSS 1999/280 "Propriétés
mécaniques des enrobés drainants" - 2 instituts
de recherche EMPA et LAVOC - participations des
cantons dAarau, Valais et Vaud (mise à
dispositions de planches, du dossier technique,
mesures in situ, prélèvements de
carottes) Objectif visé Elaboration de
recommandations permettant dobtenir des enrobés
drainants performants, par évaluation des
performances mécaniques
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Recherche VSS 1999/280
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• Programme de la recherche
• Choix de planches de DRA posés sur autoroutes,
  représentatives de bons et mauvais comportements
• AG1 DRA11 - B 50/70 avec poudre de Trinidad
  (Aarau 1999)
• - AG3 DRA11 - Styrelf 13/80 (réfection AG1 en
  2001)
• - VD2 DRA11 - Colflex N (Pertit Montreux 1991)
• - VD3 DRA11 - Practiplast M40DR (Morges 1993)
• - VD4 DRA11 - Styrelf 13/80 (Contournement de
  Lausanne 1997)
• - VD5 DRA11 - Bitume-caoutchouc CTS (Aigle-Bex
  1998)
• - VS6 DRA11 Styrelf 13/80 (Riddes 1999)
• - VD10 DRA bicouche 8/22S - Styrelf 13/80
  (Pertit Montreux)

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Recherche VSS 1999/280
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La méthodologie comprend - Relevés des
dégradations in situ - Analyse des
matériaux Essais sur - Carottes prélevées -
Mélanges reconstitués en laboratoire AG1, AG4,
VD4, VD5 - Mélanges optimisés AG1, AG5, AG6, VD9
(VD5 complément étude A5)
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Recherche VSS 1999/280
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• Type dessais
• - Compactibilité PCG 40 girations, Marshall à
  énergie 2x25 et 2x50 coups
• Traction indirecte à 5C (compression
  diamétrale)
• Sensibilité à leau ITSR à 25 C
• CAST (module sur épr. cylindriques) à sec et
  après immersion
• - Module (éprouvettes trapézoïdales)
• Cantabro à -10C et à 25 C à sec et sensibilité
  à leau
• Cantabro freeze and thaw (10 cycles gel-dégel
  avec saumure)
• Traction directe à basses températures

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Recherche VSS 1999/280
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Présentation de quelques résultats concernant
lessai de perte de matériaux Cantabro AG1
DRA11 au liant B 50/70 poudre de Trinidad VD9
DRA 11 au bitume-caoutchouc CTS (recette VD5
optimisée en relation avec le mandat SR-RN-VD
Yverdon-Neuchâtel)
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Recherche VSS 1999/280
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Recherche VSS 1999/280
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Recherche VSS 1999/280
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Lessai de perte de matériaux Cantabro est-il
pertinent ? Oui Les faiblesses du DRA11 Aarau
auraient certainement été mises en
évidence Néanmoins - Réserves liées à la
dispersion très importante de lessai - Biais
possible lié à la dureté du granulat utilisé -
Essai dans tambour LA génère des chocs importants
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Développement dune nouvelle méthode
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Existe-t-il une alternative ? Peut-être Un essai
avec une usure moins sévère des échantillons
testés Une usure de type attrition plutôt que
de type chocs Essai Micro Deval modifié
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Développement dune nouvelle méthode
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Développement dune nouvelle méthode
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Cylindre micro Deval et accessoires
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Développement dune nouvelle méthode
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Cylindre micro Deval modifié
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Développement dune nouvelle méthode
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Développement dune nouvelle méthode
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Développement dune nouvelle méthode
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Résultats - Test avec billes usure
relativement faible - Test avec plaque (principe
LA) usure significative Eléments positifs -
Sensibilité bonne, performance du liant démontrée
- Incidence faible de la dureté du granulat -
Répétabilité très bonne, dispersion faible, écart
type 0.4 pour recette performante et 2.5 pour
recette médiocre. Cantabro respectivement 8 pour
recette performante et 10 pour recette médiocre
(à 25 C) - Test simultané de 4 éprouvettes -
Température de 25C (ambiante) recommandée car
mise en évidence des caractéristiques du liant (à
-10C incidence des granulats fracturés lors du
compactage et de la compacité) - Seuil à 12000
tours (2 h) bon compromis, éventuellement
24000 tours
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Développement dune nouvelle méthode
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• Elément discutable
• - Adhérence des particules fines avec liant très
  adhésif mais ne remet pas en question le
  classement qualitatif
• Eléments en suspend
• - Mesures intermédiaires à 4000 et 8000 tours
  avec suppression possible des particules
• - Autres températures dessais ? 5C ? -10C
• - Géométrie de plaques différentes
• - Essai avec eau

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Conclusions
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Les résultats obtenus lors de ces différentes
études et recherches montrent que lessai
Cantabro et/ou prochainement Micro Deval modifié
apportent une aide significative dans le choix
dune recette d "Asphalte poreux " performante.
Dautres essais qui sont actuellement évalués
dans le cadre de la recherche VSS 1999/280
devraient être sélectionnés en complément.
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Conclusions
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Les "Asphaltes poreux", de par leurs qualités en
matières dabsorption des eaux de ruissellement
par temps de pluie et en matière acoustique par
réduction du bruit, sont plébiscités par les
usagers et riverains
Les performances, la durabilité des PA doivent
être mieux maîtrisées, des essais pertinents
peuvent apporter une aide significative pour
effectuer le meilleur choix La technologie des
"Asphaltes poreux" doit continuer doccuper la
place quelle mérite, dans un réseau routier
moderne
Michel PITTET
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Merci pour votre attention
Michel PITTET
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