Pour des enrobés qui répondent à des besoins particuliers des villes

Pour des enrobés qui répondent à des besoins particuliers des villes

Yvan Paquin, ing.

Directeur Technique Eurovia Québec

9 décembre 2021

DÉFIS MUNICIPAUX POUR LES CHAUSSÉES

— Principaux cas de sollicitations (trafic) en milieu municipal

Rural à très faible trafic PL Quartier résidentiel urbain Artère comm. avec trafic modéré de PL

Voie bus et arrêt bus

DÉFIS MUNICIPAUX POUR LES CHAUSSÉES

— Multiples états de dégradation

– Défauts en profondeur

≡ Fondations gélives et/ou drainage déficient

– Défauts apparents en surface

≡ Orniérage, fissuration, confort au roulement, sous-dimensionnement

Multiples combinaisons = multiples besoins = multiples possibilités

DIAGNOSTIC DE LA PROBLÉMATIQUE DE LA CHAUSSÉE

— Méthode traditionnelle

– Étude géotechnique : relevé photos/vidéo, forage et carottage

≡ Coûteuse, intrusive, destructive, localisée, à un temps de l’année

≡ Conclusion de l’étude qui converge souvent vers la reconstruction

La reconstruction complète est généralement incompatible avec le budget

SOLUTION DURABLE SELON UN BUDGET … TOUJOURS TROP FAIBLE

— Pour bien investir son $/m²

– Selon le coût initial

≡ La reconstruction est souvent la vraie solution durable à privilégier mais le budget le permet rarement

– Selon son retour sur investissement ($/m²/année)

≡ Déterminer une méthode alternative qui permet d’atténuer la problématique et maximiser le confort au roulement pour le citoyen

Il existe une solution en enrobé qui offre le meilleur compromis entre budget et durabilité

Les enrobés par une approche différente

1

DIAGNOSTIC PAR UNE APPROCHE COMPLÉMENTAIRE

— Méthode alternative (rapide, non- intrusive et non-destructive)

– Auscultation en 1 passage par voie x 2 fois par année (été et mars/avril) + relevé du drainage

≡ Delta IRI (déformation du profil transversal + indice de gélivité par soulèvement

différentiel)

Si le Delta IRI (IRI Hiver – IRI Été) est faible, la chaussée est peu gélive

≡ Relevé d’ornière (déformation du profil transversal) : grand rayon vs petit rayon

La gélivité de la chaussée est le point de départ pour statuer sur la durabilité attendue

SOLUTION DE COMPROMIS EN CAS DE GÉLIVITÉ

— Pour les chaussées à faible trafic

– Faible compromis car on peut privilégier une enrobé plus

« flexible/mou » pouvant mieux supporter les soulèvements différentiels au printemps et le retrait thermique du support d’où le ralentissement de la remontée de fissures

— Pour les chaussées à fort trafic

– On peut privilégier l’aspect structurel et anti-orniérant pour la sécurité mais compromis inévitable sur la remontée de fissures

≡ Prévoir un budget d’entretien hâtif de scellement de fissures pour ralentir la dégradation

L’entretien au bon moment prolonge la durée de vie d’une intervention

ENROBÉ 4202 VS RÉALITÉ MUNICIPALE

— Norme 4202

– ESG-10 vs EC-10, attention aux changements d’usage

– MUN-10

– Bientôt le EG-5 : attention à la tentation de la faible épaisseur ($/m²)

— Bitume Québec

– EM-10

Valider le retour sur investissement en $/T initial vs $/m²/année

ENROBÉ 4202 VS RÉALITÉ MUNICIPALE

— Spécifications de matériaux pour des besoins MTQ

– Sollicitation : trafic lourd et rapide (majoritairement)

≡ Exigences d’orniérage

– Exigences de matériaux avec fuseaux

— Dans un contexte municipal qui s’approche de celui du MTQ, ces spécifications peuvent suffire

— Pour certains besoins municipaux où l’on s’écarte de ce contexte, il faut envisager d’autres performances

Traduire les besoins en spécifications de performance des enrobés

LES ENROBÉS OFFRENT UNE PANOPLIE DE POSSIBILITÉS

— Rigidité de l’enrobé : du plus mou au plus rigide

– Grade de bitume

– Granulométrie

– Vitesse et type de sollicitations

— Texture

— Épaisseur

– Par couche

– En totalité selon la conception

Il faut choisir l’enrobé le mieux adapté et en contexte municipal, plusieurs alternatives existent

BITUME QUÉBEC PROPOSE DES ALTERNATIVES

Des enrobés différents pour répondre à des besoins particuliers

LA RÉSISTANCE À L’ORNIÉRAGE, UN PREMIER INDICATEUR

— EM-10, MUN-10, ESG-10, EC-10…

La rhéologie complémentaire sur les enrobés permet de valider des performances

Rhéologie 101

2

SPÉCIFICATIONS DES EME

— 4 essais

complémentaires

– Tenue à l’eau

– Module

– Retrait thermique empêché

– Résistance en fatigue

Spécifications disponibles depuis 8 ans

COMPORTEMENT RHÉOLOGIQUE

— Module

Complexe/Dynamique (rigidité)

Module de l’enrobé variable selon la température et la fréquence de sollicitation (10°C, 10 Hz)

Température

Source : MTQ

INFLUENCE DES SOLLICITATIONS SUR UN ENROBÉ (VISCOÉLASTICITÉ)

Granulométrie (%bitume) Vitesse de solicitation (fréq.)

Source : MTQ Source : MTQ

100 1000 10000 100000

-20 -10 0 10 20 30 40

Modu le à 10 Hz ( Mp a)

Température (°C)

Module à 10 Hz selon LC 26-700 en fonction de la température

MAX 4202 MTQ MIN 4202 MTQ MAX 4202 Eurovia MAX 4202 Eurovia EME

Flexible

VARIATION DES MODULES COMPARATIVEMENT AUX ENROBÉS 4202

0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000

-20 -10 0 10 20 30 40

Modu le à 10 Hz (M p a)

Température (°C)

Module à 10 Hz selon LC 26-700 en fonction de la température

MAX 4202 MTQ MIN 4202 MTQ MAX 4202 Eurovia MAX 4202 Eurovia EME

Flexible

VARIATION DES MODULES COMPARATIVEMENT AUX ENROBÉS 4202

COMPORTEMENT RHÉOLOGIQUE

— Module

Complexe/Dynamique (rigidité)

— Résistance en fatigue (traction cyclique)

Nombre de cycles @ 10°C, 25 Hz pour la rupture (50% de la force initiale)

COMPORTEMENT RHÉOLOGIQUE

— Module

Complexe/Dynamique (rigidité)

— Résistance en fatigue (traction cyclique)

— Retrait empêché (résistance à la fissuration à basse température)

Rupture sur abaissement de la température @ -10°C/h

RETRAIT THERMIQUE EMPÊCHÉ POUR SE RASSURER

— S’assurer de la performance à basse température

– Valider la contrepartie de l’EME rigide (< - 28°C)

– Effet redouté de l’incorporation du recyclé dans

n’importe quel enrobé : valider la performance même si GBR >= 20% (< -28C ou < -34 ° C)

– Flexibilité absolue à basse température des enrobés flexibles municipaux pour supporter de grandes

déformations et limiter la remontée de fissures ( < -40°C)

Vwxyz

Les Enrobés à Module Élevé (EME)

3

DÉJÀ 9 ANS POUR LES EME

— Le premier EME au Québec date de Novembre 2012

Ville de Brossard, rue De Bourgogne : EME-14

DÉJÀ 9 ANS POUR LES EME

— Résultats probants

Juin 2014 Octobre 2020

EME POUR CONTRER L’ORNIÉRAGE AUX ARRÊTS D’AUTOBUS

— Ornière sévère aux arrêts d’autobus

– Planage-pavage environ 45m X 3,5m X 0,060m

– 22 à 25 T par arrêt bus

Possibilité de réaliser environ 6 à 8 arrêts par jour

EME POUR CONTRER L’ORNIÉRAGE AUX ARRÊTS D’AUTOBUS

Boulevard Henri-Bourassa, Montréal

Les enrobés « flexibles » municipaux en milieu rural

4

CADRE DE SPÉCIFICATIONS DES ENROBÉS FLEXIBLES

— Bitume Québec n’a pas publié de spécifications officielles

— L’encadrement habituel dans l’industrie considère habituellement 3 niveaux de spécifications

– Module maximal entre -10°C et +10°C

– Retrait empêché < -40°C

– Résistance minimale à l’orniérage

Plusieurs spécifications circulent, assurez-vous d’avoir les plus adaptées et à jour

CAS TYPIQUE DE CHAUSSÉE RURALE DÉGRADÉE

— Faible densité de population

— Faible trafic,

majoritairement de véhicules légers

— Faible épaisseur d’enrobés (damier)

— Chaussée cahoteuse au printemps

— Multiples réparations locales en entretien pour maintien sécuritaire du trafic

Durabilité d’un recouvrement avec enrobé classique ?

LA GÉLIVITÉ : PROBLÉMATIQUE QUANTIFIABLE

Un seuil de Delta IRI > 1 est un indicateur de gélivité

-0,5 0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0

6+ 800

6+ 700 6+ 600

6+ 500

6+ 400

6+ 300 6+ 200

6+ 100

6+ 000 5+ 900

5+ 800

5+ 700 5+ 600

5+ 50 0

5+ 400 5+ 300

5+ 200

5+ 100 5+ 000

4+ 900

4+ 800 4+ 700

4+ 600

4+ 500 4+ 400

4+ 300

4+ 200

4+ 100 4+ 000

3+ 900

3+ 800 3+ 700

3+ 600

3+ 500 3+ 400

3+ 300

3+ 200 3+ 100

3+ 000

2+ 90 0 2+ 80 0

2+ 700

D el ta IRI 100 m (m /k m )

Rang XYZ, dir. Sud, Différence d'IRI entre les relevé estival 2016 et hivernal 2017

LA GÉLIVITÉ TRADUITE EN SOULÈVEMENT DIFFÉRENTIEL

Un matériau rigide se fissure sous la forte distorsion du profil au printemps + perte de portance

30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130

6+500 6+520 6+540 6+560 6+580 6+600

Él é va ti on (cm )

Profil longitudinal, Rang XYZ, dir. Sud, relevés estival 2016 et hivernal 2017

2017-04-12 2016-09-14

UNE TECHNIQUE INTERVENTION RAPIDE DEPUIS 15 ANS

Technique palliative simple, économique et avec faible gène aux usagers

Correction 25mm moyen + Surface 50mm

Support typique : vieil enrobé en damier

DES ENROBÉS DURABLES MALGRÉ LES CYCLES DE DÉFORMATIONS

Avant travaux en 2012 État en 2021 après 9 ans

DES ENROBÉS DURABLES MALGRÉ LES CYCLES DE DÉFORMATIONS

Avant travaux en 2014 État en 2021 après 7 ans

LES CONDITIONS DE SUCCÈS DES ENROBÉS FLEXIBLES

— Solution efficace pour fondations gélives sans avoir à reconstruire la chaussée

— Quelques conditions à respecter

– Drainage corrigé

– Couche de correction obligatoire (sauf sous conditions exceptionnellement favorables)

– Faible trafic de poids lourds (analyse à faire)

– Pose idéalement en dehors de la période de canicule d’été

– Circulation linéaire, pas de braquage dans les premiers jours

Conclusion

5

EN CONCLUSION

— Le gélivité de la chaussé implique un compromis de durabilité : remontée de fissures plus ou moins rapide selon la rigidité de l’enrobé et l’épaisseur

— Pour les usages qui se rapprochent des boulevards urbains (sans bus), les enrobés 4202 sont généralement adéquats

— Pour des usages aux extrêmes, pensez aux EME ou enrobés « flexibles »

– Les EME sont des alternatives à privilégier plutôt que le BCR ou dalle de béton. En recouvrement sur support fissuré, remontée de fissures à anticiper

– Les enrobés flexibles répondent à un besoin en milieu rural – Dimensionnement : Chaussée 2 ne peut pas être considéré

— Eurovia (l’industrie?) est ouverte au développement d’autres enrobés

adaptés à d’autres usages municipaux

Merci de votre attention