couches non collées - Laboratoire Central des Ponts et Chaussées

Influence des conditions de
fraisage sur la granulométrie
du matériau recyclé
Michel Froumentin
Centre d’Expérimentation Routière (CER) de Rouen
Jean Bauer
LRPC de Rouen
Laboratoire Central des Ponts et Chaussées – 12-13 décembre 2006
Clôture des opérations de recherche « Matériaux recyclés » et « Terrassements »
Introduction
ƒ Document technique du recyclage à froid
ƒ Diamètre maximum du fraisât < 37,5 mm
ƒ Courbe granulométrique continue
ƒ Passant à 25 mm # 90% à 100%
ƒ Courbe granulométrique continue favorise :
ƒ Bon compactage
ƒ Bon enrobage par le liant
ƒ La granulométrie conditionne la mise en œuvre du
mélange et participe aux caractéristiques
mécaniques du matériau recyclé
Influence des conditions de fraisage sur la granulométrie du matériau recyclé – Vincent Gaudefroy
Essais réalisés en site contrôlé
ƒ Expérimentation au CER de Rouen
ƒ 15 planches d’essais
ƒ Répartition en 2 structures
ƒ Structure n°1 (50m*6m) :
ƒ influence de la vitesse de fraisage
ƒ influence de la profondeur de fraisage
ƒ influence du collage des couches
ƒ Structure n°2 (50m*3m) :
ƒ influence de la compacité
Influence des conditions de fraisage sur la granulométrie du matériau recyclé – Vincent Gaudefroy
Définition et courbes types
des structures expérimentales
Influence des conditions de fraisage sur la granulométrie du matériau recyclé – Vincent Gaudefroy
Mise en œuvre de la structure n°1
Vue de la zone d’essais avant la
mise en œuvre
(enrobé de reprofilage)
Mise en œuvre de la grave bitume 0/14
Vue du support avant la mise en œuvre
(couche d’accrochage et sable sec)
Compactage de la grave bitume
Influence des conditions de fraisage sur la granulométrie du matériau recyclé – Vincent Gaudefroy
Facteurs étudiés sur la structure n°1
ƒ Vitesse de fraisage (2 m/min à 12 m/min)
ƒ Collage des couches
ƒ couches collées (émulsion 250 g/m2)
ƒ couches non collées (sable sec #3mm d’épaisseur)
ƒ Profondeur de fraisage (7 cm, 12 cm)
Influence des conditions de fraisage sur la granulométrie du matériau recyclé – Vincent Gaudefroy
Conditions de fraisage de la structure n°1
Modalité
structure
BBM 4cm
+
GB 12 cm
collage
des
couches
Profondeur de fraisage
Vitesse de translation
théorique
(cm)
théorique
(m/min)
4
8
12
2
5
8
4
8
12
2
5
8
non
7
non
12
oui
7
oui
12
réelle
(cm)
6.3
6.1
6.4
11.8
12.3
11.9
7.4
7.1
7.2
12.6
12.6
10.9
réelle
(m/min)
3.6
8.0
12.1
2.40
5.2
7.4
5.3
9.7
11.6
1.6
5.0
5.9
Vitesse
rotation
fraise
(t/min)
n.m.
n.m.
n.m.
104,2
101,5
n.m.
104,5
103,3
102,3
103,3
98,9
93,8
Influence des conditions de fraisage sur la granulométrie du matériau recyclé – Vincent Gaudefroy
Fraisage de la structure et
prélèvement d’échantillons
Fraiseuse Wirtgen W 1000 F
(300cm²/dent)
Prélèvement d’échantillon de fraisât sur la
largeur et la profondeur de fraisage
Poutre de mesure pour contrôler la
profondeur de fraisage atteinte
Mesure de la vitesse de rotation du rotor
Influence des conditions de fraisage sur la granulométrie du matériau recyclé – Vincent Gaudefroy
Fraisât obtenu en fonction
de la vitesse de fraisage
Couches non collées; profondeur 7 cm
Présence d’éléments grossiers
V médium (8.0 m/mn)
Présence de plaques d’enrobés
V max (12.1 m/mn)
Forte influence de la vitesse de fraisage des couches
non collées sur la granulométrie du recyclat
Influence des conditions de fraisage sur la granulométrie du matériau recyclé – Vincent Gaudefroy
Comparaison des courbes
granulométriques à même vitesse
Couches collées; profondeur 7 et 12 cm
Dmax = 30mm
Pas de production
d’éléments fins
Partie sableuse
réduite
Influence des conditions de fraisage sur la granulométrie du matériau recyclé – Vincent Gaudefroy
Influence du collage des couches
% Passants
V mini
120
110
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
Vmin
non collé (3.6 m/mn)
collé (5.3 m/mn)
0 .0 6 3
1
2
Tamis (mm)
4
20
% Passants
Vmoy
Même granulométrie sauf
pour les éléments > 20 mm
non collé (8.0 m/mn)
collé (9.7 m/mn)
% Passants
La dimension des gros éléments dépend
du collage des couches :
D = 31,5 mm pour couches collées
D = 50 mm pour couches non collées
0 .0 6 3
1
2
Tamis (mm)
4
20
V maxi
120
110
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
Même granulométrie
Même dimension des plus gros
éléments : 0/20 mm
V médium
120
110
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
Structure n°1 Prof 7 cm
Vmax
non collé (12.1 m/mn)
collé (11.6 m/mn)
0 .0 6 3
1
2
Tamis (mm)
4
Granulométries très différentes au
dessus de 8 mm
La dimension des gros éléments
dépend du collage des couches :
D = 31,5 mm pour couches collées
D = 150 mm pour couches non collées
20
Influence des conditions de fraisage sur la granulométrie du matériau recyclé – Vincent Gaudefroy
Influence du collage des couches
% Passants
V mini
120
110
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
Vmin
non collé (2.4 m/mn)
collé (1.6 m/mn)
0 .0 6 3
1
2
Tamis (mm)
4
% Passants
120
110
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
Vmoy
non collé (5.3 m/mn)
collé (5.0 m/mn)
0 .0 6 3
1
2
Tamis (mm)
4
% Passants
Vmax
non collé (7.5 m/mn)
collé (5.9 m/mn)
0 .0 6 3
1
2
Tamis (mm)
4
Même granulométrie sauf pour les
éléments < 10 mm
La dimension des gros éléments est
différenciée :
D = 31,5 mm pour couches collées
D = 50 mm pour couches non collées
20
V maxi
120
110
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
Mouture plus fine (+5% de passant de 5 à 20
mm) dans le cas de couches collées
Même dimension des gros éléments
(D = 20 mm)
20
V médium
Structure n°1 Prof 12 cm
Même granulométrie sauf pour les
éléments < 10 mm
La dimension des gros éléments est
différenciée :
D = 31,5 mm pour couches collées
D = 80 mm pour couches non collées
20
Influence des conditions de fraisage sur la granulométrie du matériau recyclé – Vincent Gaudefroy
Influence de la vitesse de translation sur la
dimension des plus gros éléments du fraisât
Influence de la vitesse sur le D
160
140
Dimension D (mm)
120
100
7 cm - non collé
12 cm - non collé
80
7 cm - collé
12 cm - collé
2.4
60
6.0
40
20
11.6
5.0
0
0
2
4
6
8
10
12
14
Vitesse de translation (m/mn)
Influence des conditions de fraisage sur la granulométrie du matériau recyclé – Vincent Gaudefroy
Rapports et vitesses maximales
pour D ≤ 30 mm
Vitesse maximales pour avoir un D = 30 mm
14.0
Rapport = 2.3
11.6
12.0
Une machine pourra translater
2,5 fois plus vite
avec des couches collées
Vitesse (m/mn)
10.0
Rapport = 2.5
8.0
non collé
6.0
collé
6.0
5.0
4.0
2.4
2.0
0.0
7 cm
12 cm
Influence des conditions de fraisage sur la granulométrie du matériau recyclé – Vincent Gaudefroy
Conditions de fraisage de la structure n°2
Influence des conditions de fraisage sur la granulométrie du matériau recyclé – Vincent Gaudefroy
Influence de la compacité sur les
courbes granulométriques
Structure n°2 – vitesse 8m/min – BBSG –Prof 6 cm
Compacité élevée reliée
granulométrie grossière
(8-20 mm)
Influence des conditions de fraisage sur la granulométrie du matériau recyclé – Vincent Gaudefroy
Conclusions de l’étude
ƒ Influence de la vitesse de fraisage sur la granulométrie du
matériau recyclé,
ƒ Le fraisage conduit à une courbe granulométrie assez creuse,
ƒ Couches non collées : apparition d’éléments de tailles
importantes,
ƒ Couches collées : courbes granulométriques insensibles si
vitesse de fraisage > 8m/min,
ƒ Pour limiter la taille des éléments à 30mm, les vitesses
admissibles sont :
ƒ Couches non collées:5 m/min (prof 7cm) et 2,4 m/min (prof 12cm)
ƒ Couches collées : 6 m/min (prof 7cm) et 11,6 m/min (prof 12cm)
Influence des conditions de fraisage sur la granulométrie du matériau recyclé – Vincent Gaudefroy
Bibliographie
ƒ Comité technique AIPCR C7/8 Chaussées routières, 2003 –
Guide de retraitement en place à froid à l’émulsion ou à la
mousse de bitume.
ƒ Comité français pour les techniques routières – Guide
techniques SETRA, 2003 - Retraitement en place à froid des
anciennes chaussées.
ƒ Comité français pour les techniques routières – Guide
techniques SETRA, 2004 - Retraitement des chaussées et
recyclage des matériaux bitumineux de chaussées.
ƒ Influence des conditions de fraisage sur la granulométrie du
matériau recyclé, M. Froumentin, RGRA n°852, Octobre 2006.
Influence des conditions de fraisage sur la granulométrie du matériau recyclé – Vincent Gaudefroy
Caractéristiques de la structure n°1
Material Thickness Compactor Passes Speed Compacity Coating
(cm)
(km/h)
(%)
VT1
Hamm DV
BBM
4.4
4
3.54
8.42
(0.61)
VT2
GB
10.7
(0.54)
Albaret
VA12DV
16
3.86
89.8
(1.31)
4
3.64
-
16
3.80
92.1
(0.65)
NO
VT1
BBM
3.0
(0.64)
Hamm DV
8.42
VT2
GB
11.2
(0.54)
Albaret
VA12DV
YES
Influence des conditions de fraisage sur la granulométrie du matériau recyclé – Vincent Gaudefroy
Comparaison des finesses de mouture entre
modalités couches collées et non collées
Structure n°1 Prof de fraisage 7 cm
Fenêtre d’incertitude ±2,5%
Influence de la vitesse de fraisage
sur la finesse de mouture
Influence des conditions de fraisage sur la granulométrie du matériau recyclé – Vincent Gaudefroy