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Évaluation de l'évolution des performances et du comportement des enrobés coulés à froid notamment avec matériaux recyclés

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Garfa, Arbia (2018). Évaluation de l'évolution des performances et du comportement des enrobés coulés à froid notamment avec matériaux recyclés. Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

La dégradation des infrastructures routières est étroitement liée aux aléas climatiques, au traffic et à la composition de la structure des chaussées même. Le manque d’entretien accélère l’évolution des dégradations, ce qui peut imposer parfois le recours à des techniques de réhabilitation coûteuses pour restaurer les propriétés et les performances initiales de la chaussée. Il est donc important de maintenir un réseau routier sécuritaire avec un bon service pour les usagers. Plusieurs techniques d’entretien existent partout dans le monde. Les enrobes coulés à froid, connus sous le nom d’ECF font partie de ces techniques utilisées. Les ECF sont des matériaux bitumineux minces à froid pour couche de surface destinée à apporter de l’adhérence et à imperméabiliser les supports qui répondent aux exigences du développement durable.

Cependant, bien que l’ECF soit considéré comme une solution pour les entretiens routiers, certains aspects concernant ses performances et son évolution dans le temps restent peu maitrisés. La recherche sur les formulations des ECF avec des granulats bitumineux recycles (GBR) est au coeur de l’actualité. La variabilité de ses composants ainsi que la possibilité d’intégrer des GBR constituent dans leur ensemble une complexité dans la compréhension du comportement des ECF. C’est dans ce contexte que s’inscrit cette thèse qui a pour objectif d’étudier et évaluer le comportement des ECF vierges et recyclés vis-à-vis des solicitations mécaniques et thermiques.

Cette thèse a été orientée selon trois principaux axes. La première partie concerne l’amélioration de la formulation des ECF vierges et recyclés. La deuxième partie a été consacrée à l’étude, en laboratoire et in situ, de l’évolution dans le temps du comportement mécanique et comportement thermique des ECF sans et avec GBR. Le troisième volet a permis la réalisation d’une étude environnementale de la technique des ECF. Les travaux présentés ici ont démontré la possibilité de fabriquer des ECF avec GBR, mais avec la nécessité d’adapter formulation, surtout pour obtenir une bonne cohésion. Il est également démontré que le vieillissement thermique affecte les ECF et change leur rigidité et leur résistance à l’orniérage, ce qui a un effet sur leur apport structurel lors d’un dimensionnement de chaussée. L’avantage environnemental des ECF a également été confirmé au cours de cette thèse. Enfin, ce travail a abouti à la réalisation d’un chantier experimental avec des ECF recyclés qui a répondu à toutes les exigences attendues.

Résumé traduit

The harsh climatic condition, the high level of vehicular traffic and the composition of the pavement structure itself is closely linked to the pavement degradation. The lack of proper maintenance can results in the need to use costly rehabilitated technique to bring back the pavements to their initial properties. Hence the importance to maintain the road network to a proper level of service.

There are several maintenance techniques available such as microsurfacing, crack sealing, slurry sealing, fog sealing, etc. The microsurfacing is the application of very thin layer of cold mix asphaltic materials which is environmental friendly.

Although the microsurfacing is considered as one of the best methods for pavement preservation, many aspects of their performance, such as their rutting resistance, mix and binder aging and stiffness, are not yet well understood. Also, the possibility of incorporating recycled asphalt pavement (RAP) into the microsurfacing mix design is one of the other challenges which the researcher are faced in the evaluation of microsurfacing materials.

The main objective of this thesis is to evaluate the rutting resistance, aging and stiffness of the microsurfacing mixes with and without RAP. This also included the evaluation of the extracted binder from both the microsurfacing mixes with and without RAP. This thesis was oriented along three main axis. The first part covers the mix design of microsurfacing with and without RAP. The second part covers the evolution of the mechanical performance thru time. of microsurfacing with and without RAP. The third section shows a life cycle analysis that was performed to evaluate the benefits of using RAP in microsurfacing.

The results have shown that it’s possible to make microsurfacing with RAP if the mix design is adapted. It is also shown that thermal ageing affects the microsurfacing rigidity and rutting resistance, which has an impact on their benefit from a pavement design standpoint. The environmental aspects of microsurfacing mixes are evaluated in this thesis as well. Finally, the field performance of microsurfacing mixes with RAP is evaluated in this Ph.D. thesis

Type de document: Mémoire ou thèse (Thèse de doctorat électronique)
Renseignements supplémentaires: "Thèse présentée à l'École de technologie supérieure comme exigence partielle à l'obtention du doctorat en génie". Comprend des références bibliographiques (pages 324-335).
Mots-clés libres: enrobés coulés à froid, granulats bitumineux recyclés, dégradation des chaussées, vieillissement, comportement mécanique, analyse cycle de vie
Directeur de mémoire/thèse:
Directeur de mémoire/thèse
Carter, Alan
Codirecteur:
Codirecteur
Dony, Anne
Programme: Doctorat en génie > Génie
Date de dépôt: 01 nov. 2018 17:45
Dernière modification: 01 nov. 2018 17:45
URI: http://espace.etsmtl.ca/id/eprint/2118

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