Transcript Hilde Soenen - Eurobitume

Le test MSCR, sommes-nous sur la bonne voie ?
Hilde Soenen – Nynas N.V.
Présentation
Contexte
Etude Nynas
Liants, Conception d'enrobé, Test d'orniérage
MSCRT, le test & les paramètres
Relations tests de liants - tests d'orniérage
Conclusions et recommandations
De Standaard;
18-19 jan. 2014
Contexte de l'étude
Asphalte
Fondation (non) liée
(Sous-)fondation
Sol
Primaire
(déformation
plastique)
Secondaire
(structurel)
Causes :
• Externes : Charge et vitesse du trafic, charge d'essieu, pression des
pneus, climat, température ,…
• Internes : Conception de construction; trop faible résistance à la
déformation de la couche d'asphalte; trop de liant, type et quantité
de matière de remplissage inappropriés, trop d'agrégats arrondis,
compactage insuffisant, bitume inapproprié, …
Caractéristiques des liants
et orniérage
25 mm
?
Caractéristiques du
bitume par rapport
à l’asphalte
Asphalte
Tests empiriques : pénétration, R&K température
Viscosité
Rhéologie :
Paramètre SHRP G*/sin(delta) à 10 rad/s
Viscosité zéro
Viscosité à faible cisaillement
Paramètre SHRP à basse fréquence
Le test MSCR (multiple stress creep-recovery)
Liants
Pen 25 ◦C
(dmm)
R&K
(◦C)
EN grade
1
18
61.3
10/20
2
64
47.4
50/70
3
81
44.9
70/100
4
42
57.7
PMB 25/55-55
5
60
61.5
PMB 45/80-50
6
75
68.0
PMB 45/80-65
7
78
97.5
PMB 40/100-75
8
33
78.1
9
31
92.9
PMB 25/55-75
10
20
95
PMB 10/40-80
Liant
Formulation d'enrobé : AB-4C
% tamisat
Granularité d'enrobé
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
0.01
0.1
mm
1
Type
Agrégat
Porphyre 6.3/10
Agrégat
Porphyre 4/6.3
Agrégat
Porphyre 2/4
Sable
Sable concassé porphyre 0/2
Sable
Sable naturel
Filler
Filler Duras type II
Teneur en bitume (sur agrégats)
% de vide
10
Masse (%)
17%
17.5%
23.5%
21.2%
13.8%
7%
6.2
4%
Le test d'orniérage
Test d'orniérage, (EN 12697-22, large device), 50 ◦C
MSCRT : le Test
(Multiple Stress Creep Recovery Test)
10 cycles à 100Pa : 1s charge puis 9s repos
10 cycles à 3200Pa : 1s charge puis 9s repos
3500
Tension, Pa
3000
2500
2000
1500
1000
500
0
0
50
100
Durée, s
150
200
MSCRT : le Test
Déformation
Bitumes non-modifiés : récupération limitée pendant
les périodes de repos
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
70/100
50/70
10/20
10 cycles à 3200Pa
10 cycles à 100Pa
0
50
100
Durée, s
150
200
MSCRT : le Test
bitumes modifiés : beaucoup plus de récupération
pendant les périodes de repos,
moins de déformation permanente
Déformation totale :
44 pour 70/100
25 pour 50/70
< 11 pour PmB
12
Binder 4
10
Binder 5
Déformation
8
Binder 7
6
4
2
0
0
50
100
Durée, s
150
200
MSCRT : le Test
(Norme ASTM)
R100, %
Récupération moyenne
(pour cycles à 100Pa)
R3200, %
Récupération moyenne
(pour cycles à 3200Pa)
Jnr100, (1/kPa)
Déformation permanente / tension
la moyenne des cycles à 100Pa
Jnr3200 (1/kPa)
Déformation permanente / tension
la moyenne des cycles à 3200Pa
R diff,%
Différence en récupération
Jnr-diff, %
Différence en déformation
permanente
(R100-R3200) * 100 / R100
(Jnr3200-Jnr100) * 100 / Jnr100
Résultats
Profondeur d'ornière %
10
8
6
10/20
4
50/70
70/100
2
0
0
10000
10
20000
30000
40000
nombre de passages
50000
Bit-4
Bit-5
8
profondeur d'ornière %
60000
Bit-6
6
Bit-8
4
Bit-9
Bit-10
2
0
0
10000
20000
30000
40000
Nombre de passages
50000
60000
Résultats
R&K (°C)
100
R2 = 0.57
80
60
40
20
log G*/sin(phase)
10 rad/s
0
2
6
5.5
5
4.5
4
3.5
3
4
6
Profondeur d'ornière %
8
10
R2 = 0.65
0
2
4
6
Profondeur d'ornière %
8
10
Température SHRP
-10 rad/s (°C)
Résultats
120
100
R2 = 0.71
80
60
40
log G*/sin(phase)
0.01 Hz
0
2
4
3.5
3
2.5
2
1.5
1
4
6
Profondeur d'ornière %
8
10
R2 = 0.81
0
2
4
6
Profondeur d'ornière %
8
10
J-nr 3200 (1/kPa)
Résultats
0.8
0.6
R2 = 0.93
0.4
0.2
0
Déformation
accumulée MSCRT %
0
2
30
25
20
15
10
5
0
4
6
Profondeur d'ornière %
8
10
R2 = 0.93
0
2
4
6
Profondeur d'ornière %
8
10
Relations entre les différents tests :
Test
Coefficient de corrélation
avec profondeur d'ornière
R&K (°C)
Paramètre SHRP, 10 rad/s, 50°C
Température SHRP (°C)
Paramètre SHRP, 0.01Hz, 50°C
Déformation accumulée MSCR
MSCR: Jnr 3200
après 50000 cycles *
0,57
0,63
0,71
0,81
0,94
0.94
* sept liants ont été inclus dans les corrélations :
2 non-modifiés et 5 modifiés; (bit-8; dans toutes relations un résultat
divergent est observé, ce bitume n’est pas inclus dans les corrélations)
Conclusions
Les résultats du test MSCR sont encourageants :
•
Test simple et rapide.
•
Une différence évidente entre les bitumes-modifiés et nonmodifiés: Les PmB présentent une récupération visible pendant
les repos et offrent de meilleures prestations.
•
La valeur Jnr, présentée dans la norme, n’ est peut-être pas
nécessaire, la déformation accumulée à la fin du test est
équivalente.
•
La relation entre MSRCT et l'orniérage est linéaire.
•
Le paramètre standard SHRP à 10 rad/s, et R&K, ne semblent
pas tellement appropriés.
Recommandations
•
Quelle température de test ? Et quel niveau de tension ?
•
Le test fonctionne-t-il pour tous les types de bitume ? Aussi
pour des liants modifiés de cire ?
•
Influence du type d'enrobé et du type de test d'orniérage ?
•
Quelle valeur limite ?
CEN/TC336 / WG1 / TG1
Jnr 3200 : déformation permanente / tension
Déformation
2.5
2
1.5
1
0.5
0
100
105
110
115
Durée, s
120
125
130
MSCRT standard prEN16659 est en préparation :
version provisoire, commentaires jusque fév. 2014
version actualisée & disposition formelle ~ Nov. 2014
une deuxième tour test robin est en préparation :
7 bitumes, 60C & 70C, 3 niveaux de stress 100, 3200, 6400Pa
Merci de votre attention
Remerciements:
Marianne De Keyser, Geert Lemoine, Serge Heyrman