II.3 Essais de polissage
II.3.3 Autres essais de polissage
D’autres essais existent suivant un principe voisin recourant toujours à la circulation de roues caoutchoutées sur les surfaces à tester. Ces essais s’appliquent aussi bien aux surfaces routières qu’aux granulats seuls. Des essais voisins sont utilisés en Allemagne, Australie, Russie et Etats-Unis. Par exemple, un essai américain emploie un mouvement de va-et- vient. La machine de polissage utilise un patin de caoutchouc plaqué à l’éprouvette par de l’air comprimé.
En Allemagne, l’université de Munich a développé un appareil pour quantifier l’abrasion subie par la couche de roulement. Ce type d’abrasion est produit par les pneus cloutés qui roulent sur des revêtements en béton utilisées généralement en zone montagneuse. Un échantillon cylindrique de diamètre 15 cm est prélevé. Cet échantillon est mis dans un moule fixé sur une plate-forme, posée sur le sommet d'un arbre, mise en rotation par un moteur électrique à la vitesse de 750 tr/min pour une durée d'oscillation verticale de 25 mn. Au total, treize cycles sont réalisés pendant une durée de 15 000 secondes. L’abrasion est mesurée à l’aide de l’essai SRT à la fin de chaque cycle.
On trouve ensuite les essais suivants :
Penn State Reciprocating Polisher (Etat de Pennsylvanie, Etats-Unis) [42] : cette machine de polissage utilise un patin de caoutchouc plaqué à l’éprouvette par de l’air comprimé. Le patin se déplace d’un mouvement alternatif à l’aide d’un mécanisme bielle-manivelle. Le polissage se fait avec un abrasif qui est envoyé sur l’échantillon à travers le caoutchouc, en présence d’un peu d’eau, ce qui évite la surchauffe du patin et assure un bon renouvellement de l’abrasif. Le polissage se met en oeuvre sur une seule éprouvette plane. Aucun renseignement n’est donné sur ses dimensions. De plus, la machine a été construite pour être utilisée sur des échantillons en laboratoire (aussi bien sur des granulats que des enrobés), mais aussi sur le terrain (chaussées). La mesure des résultats est faite au pendule SRT ; Accelerated Polishing Using a Small Wheel Circular Track (Université de
l’Etat de Caroline du Nord, Etats-Unis) [69] : la machine de polissage se compose de quatre pneumatiques de petit diamètre. Ils peuvent se déplacer les uns indépendamment des autres et ainsi être désaxés. Le fonctionnement se fait à sec, sans abrasif. Le polissage est assuré par des cylindres abrasifs en métal ; ce sont des anneaux qui sont montés autour des pneumatiques. Ils sont ou ne sont pas utilisés suivant le type d’éprouvettes. Le polissage final est obtenu au bout de 8 heures de fonctionnement, cependant, la majorité des expériences s’arrête au bout de 3 heures. Une heure représente 7 200 passages de roue. Les éprouvettes sont planes. Elles peuvent être de tailles différentes mais elles doivent former ensemble une surface plane. L’essai est réalisé sur des éprouvettes de béton ou d’enrobés ; 12 éprouvettes sont placées simultanément sur l’anneau d’essai. On atteint un état limite de polissage évalué au pendule SRT (cas général) ou avec un appareillage spécifique dit « appareil de frottement à vitesse variable de l’Université de l’Etat de Caroline du Nord » ;
Full Scale Wheel Method (Etats-Unis) [13] : la machine de polissage utilisée par l’Etat de Floride se compose d’une roue motrice automobile, appuyée sur l’éprouvette. Cette roue se déplace sur un échantillon fixe. Le polissage se fait en présence d’eau. De l’abrasif est envoyé dans le courant d’eau par de l’air comprimé. L’essai s’effectue en trois phases distinctes, d’une durée totale de 4 heures. L’échantillon est unique. Il peut être de taille variable, mais doit dépasser 305 mm de côté et 102 mm d’épaisseur. L’essai se fait sur des enrobés qui peuvent provenir d’une fabrication en laboratoire mais aussi de prélèvements sur chaussées. Des valeurs de traction fournies pendant et à la fin de l’essai permettent de déterminer l’état du polissage ;
MDOT Machine (Michigan Department Of Transportation Machine, Etats-Unis) [141] : cette machine est développée par le Michigan DOT aux USA depuis 1971. Elle comporte un petit manège d’usure en laboratoire pour mettre les échantillons. Un bras rejoignant au centre un moteur électrique pour appliquer la charge et la rotation est monté au-dessus du plan d’échantillons. Une paire de roues est fixée sur deux côtés extrêmes de ce bras. Chaque roue peut être verticalement chargée avec une force d’environ 2,45 kN. Une cage est construite autour de la piste de l'épreuve pour raison de sécurité. Les pneus lisses de ASTM sont utilisés ;
The Variable Speed Internal Drum Machine (Université de Birmingham, Royaume-Uni) [13] : cette machine est particulière, au sens où elle mesure le polissage des éprouvettes mais aussi l’évolution du pneumatique. Elle comporte un tambour de 1,12 m de diamètre qui tourne à une vitesse maximale de 500 tr/min. A l’intérieur de ce tambour se trouve le pneu. La vitesse peut varier de 0 à 112 km/h. Un angle d’envirage de la roue par rapport à la direction de roulement peut être donné. Quinze éprouvettes sont placées à l’intérieur du tambour. Il peut s’agir de granulats, mais aussi d’enrobés ou de bétons. Cependant, pour bien simuler l’usure sur chaussée, un tambour de 4 m de diamètre serait nécessaire. La mesure du polissage se fait au sein même de l’appareil au moyen d’un système de freinage et de mesures de forces transversales ;
The Flat-Bed Polishing Machine (Université de Birmingham, Royaume-Uni) [13] : la machine de polissage considérée s’inspire de la machine CPA. Elle a été modifiée de façon à polir des pavés. Ils sont montés sur une surface annulaire plane. La procédure suivie lors de l’essai CPA normalisé n’a pas changé ; sauf pour le temps de polissage qui a été ramené à deux fois 24 minutes afin de garder le même état final de polissage qu’avec la roue CPA. Le polissage s’effectue ici sur des pavés. Il semble que des transformations soient nécessaires si l’on souhaite changer le type des surfaces à polir. La mesure du polissage s’effectue avec le pendule SRT ;
L’essai de polissage pour mortier (TRL, Royaume-Uni) : la machine est celle de l’essai CPA. Les matériaux testés sont des mortiers sable/ciment constitués en éprouvettes de la même forme que pour l’essai CPA classique. Le résultat est mesuré également de la même manière que pour l’essai CPA avec l’échelle réduite du pendule SRT. Le résultat s’exprime en PMV (Polished Mortar Value).