Summary:
Le projet de recherche a permis de mettre au point une méthode de formulation adaptée aux revêtements peu bruyants. Cette méthode, basée sur la formulation volumique, permet d’optimiser la démarche générale de formulation d’un nouveau produit. Grâce à une grande partie théorique, il est possible de diminuer au maximum les gâchées d’essais, tout en gardant une très bonne corrélation entre la formulation théorique et la fabrication. La méthode s’appuie sur le logiciel PradoWin qui est basé sur la méthode de formulation du CRR en Belgique.
La formulation de revêtements à granulométrie fine et discontinue, tels que les LNA 4 et LNA 8, est très délicate. Un léger changement de la courbe granulométrique peut avoir des conséquences importantes sur les résultats de teneurs en vides et sur le comportement mécanique et acoustique des revêtements. Ce phénomène est d’autant plus présent pour des grains maximaux faibles (LNA 4). L’utilisation du logiciel PradoWin a démontré ces difficultés et a permis de limiter au maximum les gâchées en laboratoire.
Il est recommandé de viser une granulométrie fortement discontinue pour les LNA. Pour les LNA 4 une cassure à 2 mm, et pour les LNA 8 une cassure à 4 mm doit être appliquée. Pour les LNA 4, une teneur en liant (sur enrobé) visée de 6.5 à 6.8% semble donner des résultats concluants. Pour les LNA 8, une teneur en liant (sur enrobé) visée de 6.2 à 6.5% est recommandée.
L’utilisation de matériaux très performants est indispensable. Le LAVOC recommande d’utiliser des granulats adéquats présentant de bonnes caractéristiques mécaniques (granulats durs, CPA élevé). Il est également recommandé d’utiliser uniquement des liants modifiés par des polymères.
L’utilisation de chaux hydratée peut être recommandée pour le LNA 812. Par contre pour le LNA 416 une pesée des intérêts doit être faite, car le recours à cet additif a des conséquences distinctes sur les différentes caractéristiques mécaniques.
L’ajout d’un mélange chaux hydratée – fibres de cellulose n’apporte pas d’améliorations par rapport au comportement mécanique des deux formules testées. Le recours aux fibres de cellulose n’est donc pas nécessaire.
L’utilisation du module de richesse, qui est étroitement lié à la teneur en liant et la granulométrie, pour le choix des formulations s’est avérée concluante. Il est recommandé de viser des valeurs du module comprises entre 3.8 et 4.2. L’ajout de chaux doit être pris en considération et compensé par une diminution de la teneur en filler totale. En première approche, on considéra la surface spécifique équivalente entre la chaux et le filler.
Deux teneurs en vides de 12 et 16% ont été évaluées dans le cadre de ce projet. Une recommandation par rapport à une des deux teneurs en vides n’est pas faite, car celle-ci dépend en premier lieu de l’importance apportée soit au comportement mécanique, soit au comportement acoustique.
Pour mesurer la teneur en vides des revêtements, il est recommandé d’utiliser la méthode de mesure géométrique, plus adaptée aux revêtements à teneur en vides élevée.
Les essais en laboratoire ont permis de détecter une bonne correspondance entre les trois méthodes de compactage usuelles. Les méthodes de compactage suivantes sont recommandées pour fabriquer des éprouvettes :
- Table de compactage : Compactage fort de plaques de 180 x 500 x 35 mm de dimension avec une roue (compactage mixte pneu/rouleau lisse).
- Presse à compactage giratoire : Compactage d’éprouvettes à la PCG avec une hauteur finale visée de 70 mm après 90 girations.
- Compactage Marshall : Compactage d’éprouvettes avec énergies de compactage de 2x40 coups.
Les résultats de l’essai d’orniérage au simulateur de trafic léger sont dépendants de l’épaisseur des plaques testées. Pour une comparaison plus aisée du comportement des LNA par rapport aux enrobés traditionnels ou macro-rugueux, il est recommandé de recourir à des plaques d’une épaisseur de 50 mm.
Les évaluations détaillées des différentes formules testées à l’essai Cantabro ont montré une faible perte de matériaux pour tous les matériaux testés (< 20%). Cet essai ne permet donc pas de distinguer clairement le comportement mécanique des différentes formules.
L’essai acoustique choisi pour cette recherche (tube d’impédance) permet d’effectuer une comparaison relative du comportement acoustique des LNA. Néanmoins, la méthode n’est pas assez sensible pour comparer des formules à caractéristiques proches (teneurs en vides et granulométries identiques) et la corrélation avec les performances acoustiques in situ n’est pas démontrée.
L’homogénéité des matériaux utilisés doit être assurée à tout moment de la fabrication des LNA. Tout particulièrement, les courbes granulométriques des différentes fractions utilisées pour la fabrication doivent être le plus homogène possible. En effet, un léger changement dans les courbes granulométriques peut avoir des conséquences importantes sur les résultats de teneurs en vides et de teneurs en liant et ainsi sur le comportement mécanique et acoustique des revêtements.
L’homogénéité des matériaux a pu être assurée lors des manipulations en laboratoire, néanmoins l’homogénéité dans les centrales doit être évaluée impérativement avant la fabrication d’un tel revêtement. Il est recommandé d’utiliser des fractions 0/2 et 2/4 pour les LNA 4. Finalement, une simple méthodologie d’aide à la décision a été mise au point, permettant de choisir le type de revêtement adapté à une problématique concrète. Ainsi il est possible de choisir certaines caractéristiques des revêtements en fonction des attentes mécaniques et acoustiques que peut avoir un gestionnaire de réseau.
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