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Caractérisation des matériaux bitumineux retraités à froid au moyen de la vitesse des ondes de cisaillement

Lecuru, Quentin (2015). Caractérisation des matériaux bitumineux retraités à froid au moyen de la vitesse des ondes de cisaillement. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

L’utilisation de Matériaux Recyclés (MR) dans la réfection des chaussée étant écologiquement et économiquement préférable, de plus en plus de routes seront rénovées avec des enrobés bitumineux (EB) recyclés et notamment, à froid. Cependant, très peu de littérature fait état du comportement de ces matériaux en jeune âge. Une évaluation du comportement de ces EB, dont les caractéristiques en jeune âge peuvent rendre difficile l’analyse par les tests classiques couramment utilisés, est donc importante.

Des techniques non destructives existent, notamment celles utilisant la propagation d’ondes mécaniques. Utilisées pour ausculter les bétons hydrauliques ou bien évaluer le comportement des sols, ces méthodes ont trouvé leur place et ont démontré leur efficacité. Fort de ce constat, ces procédés ont été importés dans le domaine des chaussées et des expériences ont déjà été menées sur des enrobés à chaud.

L’étude se propose de déterminer si la méthode d’analyse d’ondes mécanique de cisaillement générées par des anneaux piézoélectriques peut être utilisée dans l’étude des enrobés bitumineux recyclés à froid de type MR-7 traités à l’émulsion de bitume.

L’eau représentant au moins 10% du volume de l’EB lors de l’élaboration de celui-ci, l’utilisation d’ondes de cisaillement est préconisée. Du fait de l’incompressibilité de l’eau et car les ondes de cisaillement ne se propageront que dans les granulats et le bitumes, cela permettrait de ne caractériser que ces 2 derniers. Enfin, la rapidité de la mesure et l’absence d’un volumineux matériel d’analyse permet de réaliser des tests dès la compaction de l’EB.

La méthode met en évidence un lien fort entre la disparition de l’eau au sein du mélange et l’évolution de la vitesse de propagation de l’onde de cisaillement au sein du matériau. De plus on peut facilement lier la disparition de l’eau à l’évolution de E* au sein du matériau, permettant de caractériser celui-ci grâce à la connaissance de la vitesse de propagation des ondes de cisaillement.

Résumé anglais

More ecological and economic, rehabilitation of pavement with MR will without a doubt be used more and more, and especially cold recycling. However, little information concerning the behaviour of such material in early age exists. A better understanding of the behaviour of these materials, whose characteristics in early age bring complication when running classical tests, is important.

Non-destructive techniques exist, such as those using mechanical wave propagation. Used for concretes or to evaluate the behaviour of soils, these methods have proven their efficiency. Keeping that in mind, these methods have been used in the pavement field and some experiments have already been done on hot mix asphalt.

The aim of this study is to evaluate if a method based on the analysis of mechanical shear wave generated by piezoelectric rings can be used to characterize a Cold In Place Replacement (CIR) material with an asphalt emulsion. The water content of such material is a least 10% before compaction, which recommends the use of shear waves. Indeed, water is incompressible so shear waves will only propagate through bitumen and aggregates, allowing us to characterize these two only. Finally, measurements can be obtained rapidly and do not require heavy and expensive equipment to be run, allowing to start testing samples right after compaction.

The tests show a strong link between water disappearance inside the sample and the evolution of shear wave propagation velocity in the sample. Moreover, water disappearance can be easily related to the evolution of E* in the sample, allowing us to characterize this material using the evolution of the shear wave propagation velocity.

Type de document: Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires: "Mémoire présenté à l'École de technologie supérieure comme exigence partielle à l'obtention de la maîtrise en génie de la construction". Bibliographie : pages 227-231.
Mots-clés libres: Enrobés à froid Contrôle non destructif. Revêtements bitumineux Recyclage. Sols Résistance au cisaillement Essais. Dispositifs piézoélectriques. Chaussées Entretien et réparations. onde de cisaillement, enrobé recyclé à froid, eau, analyse fréquentielle, éléments piézoélectriques
Directeur de mémoire/thèse:
Directeur de mémoire/thèse
Carter, Alan
Co-directeurs de mémoire/thèse:
Co-directeurs de mémoire/thèse
Ethier, Yannic
Programme: Maîtrise en ingénierie > Génie de la construction
Date de dépôt: 25 janv. 2016 20:43
Dernière modification: 25 janv. 2016 20:43
URI: http://espace.etsmtl.ca/id/eprint/1612

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