Chap VI : Retraitement des mat©riaux bitumineux .pour les chauss©es souples. ......

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  • Chap VI : Retraitement des matriaux bitumineux

    Sommaire

    II. Retraitement en place froid

    I. Principaux mcanismes de dgradation des chausses

    III. Retraitement froid en centrale

    IV. Retraitement chaud en centrale

    V. Thermorecyclage

  • I. Principaux mcanismes de dgradation des chausses1) Rappel des sollicitations de la chausse

    Sollicitations mcaniques

    Les effets du trafic peuvent se traduire par diffrents types dedgradation : usure, fluage ou rupture par fatigue. Ils se traduisentpar :

    Les chargements se traduisent par:

    un effort vertical gal au poids exerc sur la roue, un effort horizontal li aux frottements entre le pneumatiqueet le revtement.

    des sollicitations de traction par flexion du matriau pour leschausses paisses des sollicitations de compression par flexion du matriaupour les chausses souples.

  • Contraintes rptes de traction par flexion aux interfaces

    Contraintes rptes de compression verticales sous les charges

    Endommagement par fatigue Fissuration volutive vers la surface (remonte)

    Dformations permanentes (irrversibles) par plastification : ornirage du support

  • Sollicitations climatiques Leau: diminue les facults dadhsivit du bitume (les liaisonsentre bitumes et granulats).

    Lair: contribue lvaporation des solvants et loxydation dubitume.

    La lumire: favorise loxydation du bitume.

    La temprature: influe sur les proprits mcaniques dubitume.

    Les sels de dverglaage: peuvent engendrer de lafissuration due aux chocs thermiques dvelopps par la fusion dela glace.

    Le gel: fragilise le bitume et peut entraner de la fissuration.

  • 2) Type de dgradations

    2-1 Dgradations structurelles

    Elles apparaissent dans le corps de chausse ou dans sonsupport et sont gnralement graves.

    Elles se traduisent par lapparition de diffrentes formes defissuration ou de dformations dornirage selon le type destructure. Elles ncessitent souvent des interventions lourdes derenforcement, voire de reconstruction de la chausse.

    Elle est associe des contraintes de traction excessives souslaction rpte du trafic lourd principalement.

    Fatigue

  • Fissuration longitudinale Fissuration transversale

    Faenage mailles fines (assise souple)

  • Dformations permanentes

    Les ornires grand rayon se produisent principalement sur:

    Ornires grand rayon

    des structures souples sous-dimensionnes (paisseurinsuffisante denrobs bitumineux) des structures ralises sur un sol support de faible portanceou mal drain.

  • 2-2 Dgradations superficielles

    Elles affectent uniquement la couche de roulement et sescaractristiques de surface.

    Se produit essentiellement sur des sitesfortement sollicits par le trafic poids lourdcanalis, vitesse lente et exposs auxtempratures leves en priode chaude.

    Ornirage par fluage des couches bitumineuses

    Elles posent principalement des problmes de scurit, deconfort des usagers et dintgrit de la couche de surface, sansremettre en cause la structure de la chausse.

    Peut tre du un emploi de bitume deconsistance trop faible haute tempratureou trop susceptible aux variations detemprature.

  • Vieillissement par fatigue thermique

    Il se produit par une fissuration typique en toile voluant versun faenage qui autorise les infiltrations deau, ce qui aggrave lesdgradations.

    Fissuration en toile

    Appele fissuration par le haut des enrobs bitumineux desurface, elle est principalement due un phnomne de fatiguethermique des enrobs sous leffet de gradients de temprature.

  • Arrachements divers

    Pelade : elle survient par un arrachement en plaques de la couche de roulement.

    Exemple de pelade

    Elle peut provenir de plusieurs causes : paisseur trop faible, formulation mal adapte au trafic, dfaut de collage au support par suite dun support trop dformable, dosage insuffisant de couche daccrochage.

  • Nids de poule : il sagit de cavits dues des dparts localiss de matriaux.

    Exemple de nid de poule

    Ils peuvent avoir pour origine des dfauts ponctuels de la couche de surface, de portance du support, dinterface et des ruptures par fatigue de la couche de support.

  • Dsenrobage Correspond des dparts de mastic autour des granulats quiconduisent des arrachements volutifs en pelade, sous trafic.

    Peut tre du :

    Exemple de dsenrobage

    une stagnation deau sur la chausse, une adhsivit insuffisante liants/granulats, un vieillissement excessif du liant, laction des sels de dverglaage et des solvants des bitumes,

  • Usure Sous leffet du trafic, les granulats se polissent et les couchesde roulement susent rduction des caractristiquesdadhrence pour les usagers.

  • II. Retraitement en place froid

    1) Principe

    FRAISER

    FRAGMENTER

    MALAXAGE

    APPLICATION

    COMPACTAGE

    LIANT BITUMINEUX

    EMULSION

    MOUSSE DE BITUME

    Elle est gnralement prpare en usine et livre sur le chantier mulsion de bitume:

    Les paisseurs traites habituelles sont comprises entre 5 12cm pour des enrobs et infrieures 25 cm pour des matriauxgranulaires. (vaporation de leau)

  • Mousse de bitume Elle est produite sur place par un dispositif intgr au malaxeur. Le processus consiste injecter une petite quantit d'eau(environ 2 3%) et dair dans le bitume chaud une tempraturedenviron 170 C.

    Les paisseurs traites habituelles peuvent aller jusqu' 15 cmpour des enrobs et 30 cm pour des matriaux granulaires.

    Processus de fabrication de la mousse de bitume

  • 2) Matriels

    Train de machines spares

  • Fraisage et malaxage + Rpandage

    Malaxage + Rpandage

  • Fragmentation + malaxage et une machine de rpandage

    Fraisage +

    Malaxage Rpandage

    Addition granulats

    Compactage

    Addition fluide

  • Machine unique : fragmentation + malaxage + mise en oeuvre

  • AVANTAGES

    3) Avantages et limites dutilisation

    conomie matriaux nouveaux

    Rduction nergtique (pas de chauffage ni schage commecela est ncessaire pour un recyclage en centrale dans unmlange bitumineux chaud)

    Rduction des transports

    Limitation travaux annexes (ajustement des seuils,rehaussement des trottoirs, accs)

    Rtablissement circulation rapide

    Cot

  • LIMITES dUTILISATION

    Caractristiques inadapts des matriaux (Pavs, blocs,gotextiles)

    Faible portance du support

    Condition climatique (temprature trop basse, prcipitationsfrquentes)

    Caractristiques infrieures celles obtenues avec lesmlanges bitumineux chauds : en gnral, quand on utilise desmlanges recycls froid, il faut multiplier l'paisseur par 2,5pour raliser la mme capacit portante.

    + avec l'mulsion, le besoin dvacuation de l'eau rsiduellelimite l'paisseur maximum des couches retraites l'mulsionde bitume.

    Limitent l'utilisation de la technique des routes faible trafic.

  • III. Retraitement chaud en centrale

    FRAISAGE = Rcupration des enrobs

    STOCKAGE / CONCASSAGE

    MELANGE FRAISATS-GRANULATS VIERGES

    SCHAGE

    CHAUFFAGE

    MISE EN OEUVRE

    RECYCLAGE A FORT TAUX 20% RECYCLAGE A FAIBLE TAUX 20%

    1) Principe

    Liant

  • Le liant de rgnration est : soit un bitume classique lorsque le liant des matriaux recycler est peu vieilli et/ou le taux de recyclage est faible, soit un liant spcifique dans le cas contraire.

    Le vieil enrob est ajout de l'enrob neuf, dans desquantits allant de 20 80 %, voir 100 % (sans matriau neuf,centrales hollandaises).

    Avec les enrobs de recyclage produits chaud en centrale, onaboutit la mme capacit portante quun enrob classique(contrairement au recyclage froid).

    Attention la pollution par danciens goudrons : rutilisation dematriaux pollus par du goudron est interdite car dgagementsde HAP (Halognures Polycycliques Aromatiques) cancrignes.

  • 2) Matriels

    Centrale denrobs classiques + quipements parallles pourle recylage.

    On distingue:

    2- Les centrales discontinues avec un tambour de chauffagespar aussi appel tambour parallle (addition chaude),

    1- Les centrales sans tambour de chauffage spar (additionfroide),

    3- Les tambours-mlangeurs.

  • 1 : granulats recycls froid ajout directement aux matriauxvierges surchauffs (jusqu' 275 C) limite le taux de recyclage(

  • 2 : granulats recycls chauffs dans un tambour en parallle forts taux de recyclage possible (jusqu 80%)

    Schage et prchauffage des recyclats d'enrobs 130C.Puis mlangs aux granulats neufs lgrement surchauffs temprature finale denviron 160C.

  • 3 : En gnral, recyclats d'enrobs ajouts au milieu dutambour, en dehors de l'influence de llment rchauffeur, pourempcher de brler le bitume contenu dans le granulat derecyclats d'enrobs.Taux de recyclage maxi : 50%.

    Tambour scheur-enrobeur : chauffage du recyclats d'enrobs en mme temps que les granulats : ajout avec les granulats (1) ou au milieu du tambour

    de schage (2).

  • 3) Bilan technique

    conomie de 5% 12% + Protection environnement Bonne homognit Mise en uvre classique Pas de vieillissement marqu du liant imputable au processus

    de fabrication

    Bonne macrorugosit

    Lemploi en couche de roulement est possible sauf dans le casdutilisation de fraisats tout-venant.