Amélioration de l'adhérence par le choix de la formulation des enrobés Journée technique LAVOC – 17 septembre 2003 Amélioration de l'adhérence par le choix de la formulation des enrobés Philippe CHENEVIERE Ing. dipl. EPFL Page 1 / 35

… l’adhérence des chaussées Journée technique LAVOC – 17 septembre 2003 Un objectif commun… Problématique Définition Besoin en adhérence Choix de la formulation Epilogue … la sécurité routière Un facteur essentiel… … l’adhérence des chaussées Page 2 / 35

… l’adhérence des chaussées … humides Journée technique LAVOC – 17 septembre 2003 Un objectif commun… Problématique Définition Besoin en adhérence Choix de la formulation Epilogue … la sécurité routière Un facteur essentiel… … l’adhérence des chaussées … humides Page 3 / 35

 « La route qui pardonne » … l’adhérence des chaussées … humides Journée technique LAVOC – 17 septembre 2003 Problématique Définition Besoin en adhérence Choix de la formulation Epilogue  … l’adhérence des chaussées … humides « La route qui pardonne » Lionel Patte Page 4 / 35

Le niveau d’adhérence est définie par : Journée technique LAVOC – 17 septembre 2003 Le niveau d’adhérence est définie par : Problématique Définition Besoin en adhérence Choix de la formulation Epilogue Image : Pavement Surface Macrotexture Measurement and Application, TRB 2003 Annual Meeting Gamme des longueurs d’onde Effet sur le contact pneu – chaussée Macrotexture 0.5 à 50 mm mouillé  humide Microtexture < 0.5 mm humide  sec Page 5 / 35

Recherche commune franco-suisse en cours : Journée technique LAVOC – 17 septembre 2003 Problématique Définition Besoin en adhérence Choix de la formulation Epilogue Recherche commune franco-suisse en cours : Suisse LAVOC – Laboratoire des Voies de Cirulation (A.-G. Dumont) IVT – Institut für Verkehrsplanung, Transporttechnik, Strassen- und Eisenbahnbau (H.-P. Lindenmann) France SETRA - Service d’études techniques des Routes et Autoroutes (P. Dupont) LRPC Angers – Laboratoire Régional des Ponts et Chaussées d’Angers (G. Delalande) Page 6 / 35

Besoin en adhérence des revêtements de chaussées Journée technique LAVOC – 17 septembre 2003 Problématique Définition Besoin en adhérence Choix de la formulation Epilogue Mandat de recherche Besoin en adhérence des revêtements de chaussées Objectifs Définir et mettre au point des règles permettant d’optimiser la valeur d’adhérence d’un revêtement bitumineux Fixer des spécifications réalistes Page 7 / 35

Besoin en adhérence des revêtements de chaussées Journée technique LAVOC – 17 septembre 2003 Problématique Définition Besoin en adhérence Choix de la formulation Epilogue Mandat de recherche Besoin en adhérence des revêtements de chaussées Objectifs Définir et mettre au point des règles permettant d’optimiser la valeur d’adhérence d’un revêtement bitumineux Fixer des spécifications réalistes Sortie prévue : début 2004 Page 8 / 35

Planches expérimentales Granulats – Adhérence Journée technique LAVOC – 17 septembre 2003 Problématique Définition Besoin en adhérence Choix de la formulation Epilogue Planches expérimentales Granulats – Adhérence Titre Etude SETRA - LRPC Objectif Optimisation du couple formule – granulats en jouant principalement sur : Objectif Propositions Conclusions Etude LAVOC Le calibre D et la courbe granulométrique de la formule Les caractéristiques intrinsèques normalisées des granulats Page 9 / 35

Journée technique LAVOC – 17 septembre 2003 Référence : P. Dupont, Y. Ganga, J. Bellanger, G.Delalande; Planches expérimentales « adhérence – granulats » Conclusions, Revue Générale des routes n°788 octobre 2000. Problématique Définition Besoin en adhérence Choix de la formulation Epilogue Etude SETRA - LRPC Objectif Propositions Conclusions Etude LAVOC Page 10 / 35

Journée technique LAVOC – 17 septembre 2003 Référence : P. Dupont, Y. Ganga, J. Bellanger, G.Delalande; Planches expérimentales « adhérence – granulats » Conclusions, Revue Générale des routes n°788 octobre 2000. Problématique Définition Besoin en adhérence Choix de la formulation Epilogue Etude SETRA - LRPC Objectif Propositions Conclusions Etude LAVOC Page 11 / 35

Journée technique LAVOC – 17 septembre 2003 Problématique Définition Besoin en adhérence Choix de la formulation Epilogue Etude SETRA - LRPC Objectif Propositions Conclusions Etude LAVOC Page 12 / 35

Journée technique LAVOC – 17 septembre 2003 Problématique Définition Besoin en adhérence Choix de la formulation Epilogue Etude SETRA - LRPC Objectif Propositions Conclusions Etude LAVOC Page 13 / 35

Journée technique LAVOC – 17 septembre 2003 Problématique Définition Besoin en adhérence Choix de la formulation Epilogue Etude SETRA - LRPC Objectif Propositions Conclusions Etude LAVOC Page 14 / 35

 expérimentations riches d’enseignements Journée technique LAVOC – 17 septembre 2003 Incidence du calibre D et de la courbe granulométrique de la formule sur la texture et l’adhérence Problématique Définition Besoin en adhérence Choix de la formulation Epilogue  expérimentations riches d’enseignements Effet des caractéristiques intrinsèques normalisées des granulats sur l’adhérence Etude SETRA - LRPC Objectif Propositions  résultats relativement mitigés Conclusions Etude LAVOC  Il existerait une certaine compensation entre la formule et la résistance au polissage des granulats  Un fort CPA ne se concrétise pas forcément par un niveau d’adhérence plus élevé que celui relevé avec un CPA plus faible Page 15 / 35

Journée technique LAVOC – 17 septembre 2003 Problématique Définition Besoin en adhérence Choix de la formulation Epilogue Etude de l’incidence de la forme des granulats sur la qualité antidérapante des chaussées Titre Etude SETRA - LRPC Etude LAVOC Objectif Déterminer l’influence de la forme des granulats ( % cubicité et état des arêtes ) sur la qualité antidérapante des chaussées. Déroulement Objectif Résultats Enseignements Conclusions Page 16 / 35

12 plaques de dimension 500 x 180 x 50 mm Journée technique LAVOC – 17 septembre 2003 Problématique Définition Besoin en adhérence Choix de la formulation Epilogue Etude SETRA - LRPC 12 plaques de dimension 500 x 180 x 50 mm Etude LAVOC Objectif Déroulement Résultats Enseignements 2 paramètres principaux Conclusions 2 paramètres pour étude de sensibilité Page 17 / 35

2 paramètres principaux… Journée technique LAVOC – 17 septembre 2003 2 paramètres principaux… Problématique Définition Besoin en adhérence Choix de la formulation Epilogue % de cubicité ► 50 % d’éléments cubiques ► 80 % d’éléments cubiques Type de concasseur ► Concasseur à marteaux (arêtes vives) ► Concasseur à sole tournante à enclumes (arêtes semi-émoussées) ► Concasseur à sole tournante autobroyant (arêtes émoussées) Etude SETRA - LRPC Etude LAVOC Objectif Déroulement Résultats Enseignements Conclusions Page 18 / 35

2 paramètres pour étude de sensibilité… Journée technique LAVOC – 17 septembre 2003 2 paramètres pour étude de sensibilité… Origine des granulats ► Carrière d’Arvel (VD) (CPA = 51) ► Carrière de Balmholz (BE) (CPA = « 53 ») Type d’enrobé ► Enrobé AB 11 ► Enrobé macro-rugueux MR 11 Problématique Définition Besoin en adhérence Choix de la formulation Epilogue Etude SETRA - LRPC Etude LAVOC Objectif Déroulement Résultats Enseignements Conclusions Photo: LRPC d’’Angers Page 19 / 35

LRPC d’Angers – Essais sur la machine GRAP Journée technique LAVOC – 17 septembre 2003 LRPC d’Angers – Essais sur la machine GRAP Problématique Définition Besoin en adhérence Choix de la formulation Epilogue ► Système de polissage des granulats par projection ► Essai alternatif à l’essai CPA Machine CPA  mesure SRT  coefficient de polissage accéléré des gravillons (CPA) 20° 6 Etude SETRA - LRPC Machine GRAP  mesure SRT  résistance au polissage accéléré des gravillons (RPA) Etude LAVOC Objectif Déroulement Résultats Enseignements Conclusions Source: Fiche GRAP (LCPC) Page 20 / 35

► Découpage des plaques + mise en place Journée technique LAVOC – 17 septembre 2003 ► Découpage des plaques + mise en place Problématique Définition Besoin en adhérence Choix de la formulation Epilogue Etude SETRA - LRPC Etude LAVOC Objectif Déroulement Résultats Enseignements Conclusions Photo: LRPC d’’Angers Page 21 / 35

► Dispositif de projection Journée technique LAVOC – 17 septembre 2003 ► Dispositif de projection Problématique Définition Besoin en adhérence Choix de la formulation Epilogue Polissage obtenu après 20 cycles de balayage. Essai effectué jusqu’à 40 cycles Etude SETRA - LRPC Etude LAVOC Objectif Déroulement Résultats Enseignements Conclusions Photo: LRPC d’’Angers Page 22 / 35

Microtexture ► Mesures SRT (0, 5, 10, 20, 30, 40 cycles) Journée technique LAVOC – 17 septembre 2003 Microtexture Problématique Définition Besoin en adhérence Choix de la formulation Epilogue ► Mesures SRT (0, 5, 10, 20, 30, 40 cycles) Etude SETRA - LRPC Etude LAVOC Objectif Déroulement Résultats Enseignements Conclusions Photo: LRPC d’’Angers Page 23 / 35

Macrotexture ► Mesures HSv (0, 5, 10, 20, 30, 40 cycles) Journée technique LAVOC – 17 septembre 2003 Macrotexture Problématique Définition Besoin en adhérence Choix de la formulation Epilogue ► Mesures HSv (0, 5, 10, 20, 30, 40 cycles) Etude SETRA - LRPC Etude LAVOC Objectif Déroulement Résultats Enseignements Conclusions Photo: LRPC d’’Angers Page 24 / 35

Journée technique LAVOC – 17 septembre 2003 Problématique Définition Besoin en adhérence Choix de la formulation Epilogue Etude SETRA - LRPC Etude LAVOC Objectif Déroulement Résultats Enseignements Conclusions Fuseau des résultats Page 25 / 35

Journée technique LAVOC – 17 septembre 2003 Problématique Définition Besoin en adhérence Choix de la formulation Epilogue Phase « décapage » Etude SETRA - LRPC Etude LAVOC Objectif Déroulement Résultats Enseignements Conclusions Fuseau des résultats Page 26 / 35

Journée technique LAVOC – 17 septembre 2003 Problématique Définition Besoin en adhérence Choix de la formulation Epilogue Phase « polissage » Etude SETRA - LRPC Etude LAVOC Objectif Déroulement Résultats Enseignements Conclusions Fuseau des résultats Page 27 / 35

Journée technique LAVOC – 17 septembre 2003 Problématique Définition Besoin en adhérence Choix de la formulation Epilogue Phase « usure » Etude SETRA - LRPC Etude LAVOC Objectif Déroulement Résultats Enseignements Conclusions Fuseau des résultats Page 28 / 35

Journée technique LAVOC – 17 septembre 2003 Problématique Définition Besoin en adhérence Choix de la formulation Epilogue Etude SETRA - LRPC Etude LAVOC Objectif Déroulement Résultats Enseignements Conclusions Fuseau des résultats Page 29 / 35

Journée technique LAVOC – 17 septembre 2003 Problématique Définition Besoin en adhérence Choix de la formulation Epilogue Etude SETRA - LRPC Etude LAVOC Objectif Déroulement Résultats Enseignements Conclusions Fuseau des résultats Page 30 / 35

Journée technique LAVOC – 17 septembre 2003 Problématique Définition Besoin en adhérence Choix de la formulation Epilogue Etude SETRA - LRPC Etude LAVOC Objectif Déroulement Résultats Enseignements Conclusions Page 31 / 35

Journée technique LAVOC – 17 septembre 2003 Problématique Définition Besoin en adhérence Choix de la formulation Epilogue Etude SETRA - LRPC Etude LAVOC Objectif Déroulement Résultats Enseignements Conclusions Page 32 / 35

Journée technique LAVOC – 17 septembre 2003 Problématique Définition Besoin en adhérence Choix de la formulation Epilogue Etude SETRA - LRPC Etude LAVOC Objectif Déroulement Résultats Enseignements Conclusions Type enrobé AB 11 AB 11 AB 11 AB 11 AB 11 AB 11 AB 11 AB 11 MR 11 MR 11 MR 11 MR 11 État arêtes vives vives vives vives émou. émou. émou. s-ém. vives vives émou. émou. % cubicité 50 % 50 % 80 % 80 % 50 % 50 % 80 % 50 % 50 % 80 % 50 % 80 % Granulats Arvel Balm. Arvel Balm. Arvel Balm. Arvel Arvel Arvel Arvel Arvel Arvel Page 33 / 35

 Apport d’éléments de réponses surtout en matière de microtexture Journée technique LAVOC – 17 septembre 2003 Problématique Définition Besoin en adhérence Choix de la formulation Epilogue  Apport d’éléments de réponses surtout en matière de microtexture  L’effet produit par l’influence simultanée « taux de cubicité – état des arêtes » peut être nul ou marqué suivant la formulation choisie Etude SETRA - LRPC Etude LAVOC Objectif  Il semblerait qu’il existe parfois une certaine compensation entre la forme et le niveau de CPA (si même gamme de grandeur) Déroulement Résultats Enseignements  Un meilleur CPA sera en règle générale toujours bénéfique pour la microtexture si tous les autres facteurs de la formulation sont identiques Conclusions Page 34 / 35

Journée technique LAVOC – 17 septembre 2003 Problématique Définition Besoin en adhérence Choix de la formulation Epilogue  Le besoin en adhérence varie suivant les conditions de site et de trafic  Un bon choix de formulation permet de répondre dans une certaine mesure à ce besoin selon les matériaux à disposition  Les granulats de carrière doivent être valorisés en fonction de leurs propriétés et leur domaine d’utilisation Page 35 / 35