Dr A. Vanelstraete
Centre de recherches routières
Sommaire
Expérience belge en matière de recyclage dans les enrobés et recommandations
Expérience acquise grâce au projet européen Paramix
Expérience belge en matière de recyclage
Situation actuelle Le recyclage va croissant, notamment en raison de l’augmentation des coûts des matériaux neufs des coûts élevés de mise en décharge de la tendance au développement durable
Quelques chiffres: 38% de production (certifiée) d’enrobés contenant
des recyclats % production d’enrobés avec recyclats par type de
mélange:26 %
62 %
0 %
0 %
BB – couche d’usure
BB – sous-couche
SMA
enrobé drainant
Expérience belge en matière de recyclage
Etude préliminaire
Maître Maître d’ouvraged’ouvrage
Etude préalableEtude préalable
EntrepreneurEntrepreneur
Traitement recyclatsTraitement recyclats
Essais sur recyclats Essais sur recyclats avant traitementavant traitement
- Nouveau tas- Tas existant- A concasser
- A vendre
FicheFiched’identificationd’identification
Maître d’ouvrageMaître d’ouvrageControle QControle Q
Expérience belge en matière de recyclage
Etude préalable effectuée par le maître d’ouvrage Etude de l’aspect visuel et de la structure, afin de définir des sections homogènes
Etude de la composition et de la qualité (1 carotte par 1000 m2, avec min. 3 et max. 10) Epaisseur de couche Présence de SAMI/treillis d’armature Teneur en liant Granulométrie Type de pierres Caractéristiques du liant (pen, AB, parfois IR): pen > 10 Détection de goudron: le recyclage de goudron n’est pas autorisé
→ Fiche d’identification pour l’entrepreneur
Expérience belge en matière de recyclage
Etude effectuée par l’entrepreneur avant mise en oeuvre
1 échantillon par 1000 tonnes Détermination de:
teneur en liant granulométrie et pourcentage de fines < 0.063 mm type de pierres caractéristiques du liant (pen, AB)
→ Critères d’homogénéité
CaractéristiqueEcart max. par
rapport à la moyenne
Teneur en liant 1 %
Fraction pierres 10%
Fraction fines (< 0.063) 3 %
Pen et A&B 10
Expérience belge en matière de recyclage
Réglementation actuellePourcentage (%) de bitume provenant des recyclats
Type de recyclats et méthode de recyclage
Sans réchauffage des recyclats
(introduction à froid)
Avec réchauffage des recyclats dans un tambour
parallèle
homogènesnon
homogèneshomogènes
non homogènes
Sous-couches en béton bitumineux
10 10 40 20
Couches d’usure en béton bitumineux
0 0 40 20
Couches d’usure en enrobé drainant ou SMA
DEFENDU
Expérience belge en matière de recyclage
Prescriptions et prestations Les prescriptions pour les enrobés contenant des recyclats sont identiques à celles pour les enrobés qui ne contiennent pas de recyclats: vides Marshall, stabilité, fluage et quotient (prescriptions en fonction
de la catégorie de trafic) p.ex. min. 10000 N de stabilité pour la catégorie de trafic la plus élevée
résistance à l’orniérage (wheel tracking LPC), prescriptions en fonction de la catégorie de trafic
p.ex. 5% d’orniérage à 50° après 30000 cycles pour la catégorie de trafic la plus élevée
Aucun problème pour satisfaire aux prescriptions, même pour les catégories de trafic les plus élevées: orniérage: très bon, même meilleur que pour les enrobés sans
recyclats (bitume dur)
Expérience belge en matière de recyclage
Influence sur les performances Après plus de 8 ans d’expérience en Belgique avec 40% de recyclage dans les couches inférieures: pas d’inconvénients particuliers
Récemment: avec un taux de recyclage élevé (40 %), quelques problèmes d’arrachement si les couches inférieures servent temporairement (en hiver) de couche d’usure
→ Problèmes d’adhésivité?
Expérience belge en matière de recyclage
Influence des recyclats sur l’adhérenceEssai Retained Marhall (avant et après immersion durant 48h dans de l’eau à 60°) pour un même mélange avec et sans recyclats
CaractéristiqueBB sans recyclats
BB avec recyclats
Avant:•Stabilité (N)•Fluage (mm)•Quotient (N/mm)
97803.2
3060
138702.9
4870
Après:•Stabilité (N)•Fluage (mm)•Quotient (N/mm)
88803.4
2650
113503.1
3730
Qaprès / Qavant (%) 91 % 82 %
On constate une résistance à l’eau moindre (adhérence réduite)en cas d’utilisation de recyclats
Expérience belge en matière de recyclage
Propositions pour un avenir proche Rendre obligatoire l’utilisation d’agents améliorant l’adhésivité, comme de l’hydroxyde de calcium
Introduction d’exigences pour les essais retained Marshall dans les prescriptions
Appliquer les règles de mélange pour le choix du nouveau bitume comme dans les normes EN Belgique: nouveau 50/70 + recyclats Europe: nouveau bitume + recyclats = 50/70
→ donc nouveau bitume plus mou
Expérience belge en matière de recyclage
Recommandations en matière de PmB Problèmes d’utilisation de recyclats à base de PmB par un tambour parallèle avec préchauffage: collage → mauvaise circulation ou blocage du tambour blocage du ventilateur à cause des vapeurs contenant du
PmB lorsque les recyclats sont chauffés plus fort: trop
d’émanations
Dès lors: mélanger les recyclats contenant du PmB à des recyclats
ne contenant pas de PmB (1/4) introduction à froid
Projet européen PARAMIX “Road Pavement Rehabilitation Techniques Using Enhanced Asphalt
Mixes”
11 partenaires provenant de 5 pays européens
Période: février 2001 – février 2004
Objectifs augmentation du recyclage lors de la fabrication
d’enrobés amélioration des méthodes de conception, de
fabrication et de mise en œuvre d’enrobés à base de matériaux recyclés
tant pour introduction à froid qu’à chaud
Paramix – recyclage à chaudAperçu des mélanges
Type de couche
Type d’enrobé % recyclage
Couche d’usure
SMA 0/1010 % RA
30 % RA
Sous-couche
Béton bitumineux 0/20
30 % RA
50 % RA
Sous-couche
EME 0/2030 % RA
50 % RA
Paramix – recyclage à chaudEtude en laboratoire
Qui: UPC (Espagne)CRRCEPSA-PROAS (Espagne)
Phases: Caractérisation des recyclats Sélection de nouveaux liants Formulation Essais sur les mélanges
→ fabrication et construction de sections expérimentales
Paramix – recyclage à chaudCaractéristiques des recyclats
Caractéristique Recyclage “A” Recyclage “B”
Provenant de Enrobé drainant Béton bitumineux
Recyclé dans SMA (10 et 30 %)Béton bitumineux et
EME (30 et 50%)
% de liant 4.7 4.3
Pen 8 9
A&B 77.5 72.5
PmB oui (type SBS) non
Paramix – recyclage à chaudSélection des liants neufs
Tant des liants ordinaires que des PmB
Etudier l’effet des agents réjuvénants
Choisir le liant neuf de façon à ce que le mélange
de bitume appartienne à la classe 35/50 pour le
béton bitumineux S20 et 50/70 pour les SMA
Sélection sur base d’essais rhéologiques avant
et après vieillissement: parmi 14 liants pour le S20 parmi 6 liants pour le SMA
Paramix – recyclage à chaudSélection des liants neufs
Choix des mélanges:
Enrobé visé % Recyclage Bitume neuf Pen
SMA 0/10
10 %PmB sans renewing agentsPmB avec 10% d’agents réjuvénants
8090
30 %PmB sans renewing agentsPmB avec 10% d’agents réjuvénants
111117
Béton bitumineux
0/20
30 %B70/100
PmB sans d’agents réjuvénants 9083
50 %B150/200
PmB sans d’agents réjuvénants PmB avec 20% d’agents réjuvénants
170155160
EME 0/20 30 % PmB 10/30 23
50 % PmB10/30 23
Paramix – recyclage à chaudFormulation des enrobés à l’aide du logiciel
PradoWin Formulation analytique selon la procédure CRR et le
logiciel PradoWin (formulation en volume) Introduction des caractéristiques des nouveaux matériaux et
recyclats Détermination de la granulométrie Fixation de la teneur en liant et estimation du pourcentage de
vides «Mise au point» à l’aide de quelques essais
Selon les spécifications espagnoles Afin de pouvoir comparer:
Pour différents % de recyclage: même granulométrie Par type de mélange: même teneur en liant
Paramix – recyclage à chaudFormulations
SMA S20 EME
% recyclage 10 % 30 % 30 % 50 % 30 % 50 %
% liant(sur 100% de granulats)
5.7 5.5 4.5 4.5 5.2 5.2
vides Marshall (%) 7.7 9.3 5.2 4.7 4.3 4.0
Spécif.: > 4 Spécif.: 4 - 6 Spécif.: 4 - 6
100
80
60
40
20
00 .01 0 .1 1 10
P radoW inM arsha ll
% de passant
tamis (mm)
SMA avec 30% RA
Paramix – recyclage à chaudCompactabilité à l’aide du compacteur giratoire
p = 600 kPa
Principe:
1.5
2
2.5
1 10 100 1000
Paramix – recyclage à chaudCompactabilité
Un bon compactage (comparable à celui des mélanges sans matériaux recyclés) est possible pour les mélanges à fort taux de recyclage
1
2
3
4
5
vides (%)
Nombre de girations
1. S20-30%, B80-1002. S20-30%, Pmb3. S20-50%, B150-2004. S20-50%, Pmb sans agents réj.5. S20-50%, Pmb avec agents réj.
Paramix – recyclage à chaudRésistance à l’orniérage
Selon prEN12697-22« large device »à 50°
1
23
4
5
Paramix – recyclage à chaudRésistance à l’orniérage
Très bonne résistance à l’orniérage.Meilleure classe d’après prEN12697-22: moins de 5% de profondeur d’ornière après 30000 cycles
Profondeur d’ornière (%)
Nombre de cycles
1. S20-30%, B80-1002. S20-30%, Pmb3. S20-50%, B150-2004. S20-50%, Pmb sans agents réj..5. S20-50%, Pmb avec agents réj..
Paramix – recyclage à chaudRésistance à la fissuration par fatigue
Essai de flexion 3 points
Paramix – recyclage à chaudRésistance à la fissuration par fatigue
Bonne résistance à la fissuration par fatigue, sauf pour les EME à base de bitumes durs
Number of cycles
0,00001
0,0001
0,001
0,01
1.000 10.000 100.000 1.000.000
NOMBRE DE CYCLES
AL
LO
NG
EM
EN
T IN
ITIA
L
30% B80/100
30% PmB10/30
50% PmB10/30
50% B150/200
30% PmB
50% PmB
0% B60/70
Paramix – recyclage à chaudExpériences acquises par rapport à la fabrication
Pour la fabrication avec recyclats type « A » contenant du SBS: adaptations au tambour sécheur dans la chambre de chauffe, afin d’éviter que le liant ne colle ou ne brûle
recyclats à 110°C Granulats à 200°C Mélange: 150 – 180°C (en fonction du liant)
Paramix – recyclage à chaudExpériences acquisesen matière de mise en oeuvre
Exécution réussie de toutes les sections expérimentales, sauf les SMA Exécution réussie de toutes les sections expérimentales, sauf les SMA avec 10% recyclats (le mélange est trop froid pour être compacté)avec 10% recyclats (le mélange est trop froid pour être compacté)
Type d’enrobé
% rec.
CoucheLongueur
(m)
SMA 0/1010 3 cm 310
30 3 cm 310
BB 0/20
30 10 cm 465
5015 cm
2 couches410
EME 0/20 30
15 cm2 couches
2 X 300
5015 cm
2 couches2 x 280
Couche d’usure de réf.
nihil 5 cm > 1 km
Sous-couche de réf.
nihil 5 en 10 cm > 1 km
Conclusions
Tant ces expériences que d’autres prouvent que de forts taux de recyclage sont possibles sans perte de performances, à condition d’observer les points suivants:
détermination et suivi des caractéristiques des recyclats
système/réglementation pour garantir la qualité, l’homogénéité et la constance, tant pour l’entrepreneur que le maître d’ouvrage
dispositions pour garantir l’adhésivité
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