Laboratoire indépendant expert en géotechnique et travaux routiers

Les matériaux de chaussée

Préambule

Les matériaux de chaussée sont constitués d’un mélange de granulats et d’un liant, hydraulique ou hydrocarboné (à l’exception de la GNT). Ces produits de caractéristiques notablement différentes selon le liant utilisé rentrent dans la constitution des chaussées souples, rigides ou semi-rigides, mixtes ou inverses. Des normes européennes encadres les caractéristiques de ces produits. Les études de formulation visent à optimiser les performances mesurées par des essais normalisés. Les objectifs de compactage en laboratoire sont corrélés à l’expérience du chantier (essai Proctor pour les graves hydrauliques, PCG pour les matériaux hydrocarbonés). Les normes produits désignent des classes de performances dans lesquelles s’incrivent les formulations étudiées.

Les matériaux de chaussée peuvent être classés en 4 grandes familles :

  • les graves non traitée (GNT)
  • les matériaux traités aux liants hydrauliques (MTLH)
  • les matériaux traités aux liants hydrocarbonés (MTB)
  • les bétons de ciment (BC)

Ces matériaux ont en commun les points suivants :

  • les caractéristiques des granulats utilisés répondent à des critères (dureté, forme, propreté…) en   adéquation avec la position dans la structure d’assise et les sollicitions dues au trafic,
  • les liants utilisés doivent satisfaire les normes en vigueur (à défaut avoir fait l’objet d’un avis technique),
  • leur formulation doit respecter une méthodologie d’étude, normalisée,
  • l’étude de leurs performances mécaniques permet leur classification suivant les critères définis par la   norme de leur famille.
Grave Non Traitée

Les graves non traitées

Les graves non traitées répondent à la norme européenne NF EN 13285.La déclinaison française conserve la distinction entre les graves de type «A», obtenues en une seule fraction granulaire, et la classe de type «B» appelée aussi GRH (Grave Recomposée Humidifiée) élaborée à partir d’au moins deux fractions granulaires distinctes dans les proportions définies, mélangée et humidifiée en centrale. Dans ce cas la maîtrise de la granulométrie et de la teneur en eau est un atout majeur pour l’obtention de la densité optimale (OPM).

Les matériaux traités aux liants hydrauliques

Les méthodologies d’études des graves et sables traités aux liants hydrauliques sont décrites dans les normes NF P 98-114-1 à 3.
L’étude de laboratoire a pour but de déterminer :

  • les proportions de chaque constituant en référence à une courbe granulométrique incluse dans le fuseau de spécification
  • le dosage en liant hydraulique
  • la densité optimale (essai Proctor Modifié)
  • le délai de maniabilité
  • les performances mécaniques (Rt, E) à différents âges
  • la résistance à la fatigue*
  • la sensibilité aux écarts de composition ou de densité*

* ces essais ne sont généralement pas effectués pour des études de formulation dites « classiques ».

Les matériaux traités aux liants hydrauliques sont caractérisés par une résistance en traction, un module élastique et un comportement à la fatique (sollicitations de faible amplitude mais répétées).
Les spécifications des mélanges granulaires traités aboutissant à la classification d’après la résistance à la traction et le module élastique à une classe de performances (T1 à T5) sont définies par les normes NF EN 14 227-1 à 5 (suivant le liant utilisé).

Essai de traction directe
Essai de traction indirecte

Les matériaux traités aux liants hydrauliques

Les matériaux bitumineux jouent un rôle essentiel dans la construction et le renforcement des chaussées, et sont pratiquement les seuls matériaux utilisés pour leur entretien.
Les caractéristiques qui leurs sont demandées dépendent de leur utilisation :- en couche de roulement : BBSG, BBME, BBM, BBTM, BBDr pour tous trafics, BBA pour trafic aéroportuaire, BBCS pour chaussée souple à faible trafic, et AC (Asphalte coulé) – en couche de liaison : BBSG, BBME, BBM, pour tous trafics, BBA pour trafic aéroportuaire, BBCS pour chaussée souple à faible trafic, et AC (Asphalte coulé)- en couche d’assise : GB, EME, pour tous trafics.
Les spécifications sont décrites dans les normes européennes NF EN 13 108-1 (BBSG, BBM, BBME, GB, EME, BBCS, BBA), NF EN 13108-2(BBTM), et NF EN 13 108-6 (AC).
Les caractéristiques des granulats doivent être conformes à la norme NF EN 13043 et aux dispositions complémentaires de la norme expérimentale XP P 18-545. Le liant bitumineux doit être conforme à l’une des normes NF EN 12591 (bitumes purs) , NF EN 13924 (bitumes durs), NF EN 14023 (bitumes modifiés).

Essai Duriez

L’épreuve de formulation est réalisée en laboratoire (NF P 98-150-1).
Le niveau de formulation (0 à 4) qui décrit le degré d’investigation dépend de la position de l’enrobé dans la chaussée (roulement, liaison ou assise).
Les essais réalisés dans le cas d’une formulation d’enrobé sont :
<ul>
<li>la courbe granulométrique (niveau 0)</li>
<li>l’essai de tenue à l’eau (essai LCPC Duriez)  (niveau 2)</li>
<li>l’essai de compactage dynamique à la Presse à Cisaillement Giratoire (PCG) (niveau 2)</li>
<li>l’essai d’orniérage (niveau 2)</li>
<li>l’essai de module (niveau 3)</li>
<li>l’essai de fatigue (niveau 4)</li>
</ul>
La compacité in situ à partir de l’essai PCG peut être estimée de manière relativement simple dans la majorité des cas. Cependant, la relation doit parfois être modulée par l’expérience de l’ingénieur formulateur. Les normes d’essais correspondantes sont de la famille des normes <strong>EN 12697</strong>.

AGGERIS réalise :

  • la caractérisation des granulats
  • les études de formulation des graves et sables traités aux liants hydrauliques
  • les études de formulation des enrobés, d’assise et de roulement
  • les fiches techniques produit (FTP)

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