Évaluation en laboratoire de l'influence d'utiliser de forts taux de granulats bitumineux récupérés dans les enrobés à chaud

Bérubé, Marc-André (2024). Évaluation en laboratoire de l'influence d'utiliser de forts taux de granulats bitumineux récupérés dans les enrobés à chaud. Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

La dépendance significative du Canada à son réseau routier pour le transport de marchandises et de personnes met en évidence l'importance cruciale de maintenir ces infrastructures dans les meilleures conditions possible. Cette thèse explore l'utilisation des granulats bitumineux récupérés (GBR) dans la construction et la réhabilitation des chaussées, une approche prometteuse pour optimiser à la fois les coûts et l'empreinte environnementale de ces infrastructures essentielles. Malgré leurs avantages significatifs en termes de réduction des coûts et d'impact écologique, l'incorporation de GBR dans les enrobés à des pourcentages élevés est limitée par un manque de données confirmatives concernant leur comportement à long terme, particulièrement sous les contraintes du climat rigoureux canadien.

Cette recherche doctorale vise à combler cette lacune en développant des enrobés contenant un pourcentage élevé de GBR et en évaluant de manière approfondie leur performance en laboratoire. Le programme expérimental s'articule autour de trois axes principaux : premièrement, une étude détaillée de la caractérisation des GBR pour comprendre leur composition et leurs propriétés physiques; deuxièmement, une analyse de l'impact du type de malaxeur et du temps de malaxage sur les propriétés volumétriques et la performance des enrobés; et troisièmement, une évaluation de la performance des enrobés contenant différents pourcentages de GBR, en se concentrant spécifiquement sur la mobilisation du bitume recyclé et son interaction avec le bitume neuf. Les résultats expérimentaux, présentés dans cette thèse sous forme d'articles scientifiques, ont démontré que, bien que l'incorporation de GBR à des taux élevés présente des défis, en termes d'augmentation de la fragilité et de risques de fissuration précoce, des formulations adéquatement ajustées peuvent significativement améliorer la durabilité des chaussées. Ces découvertes apportent une contribution importante à la littérature existante et ouvrent de nouvelles perspectives pour l'utilisation optimisée des GBR dans l'industrie routière. Elles suggèrent que des adaptations spécifiques aux conditions climatiques canadiennes sont nécessaires pour maximiser les avantages de l'utilisation des GBR tout en minimisant les risques associés.

En conclusion, cette thèse offre des perspectives innovantes sur la formulation et la caractérisation des enrobés à fort taux de GBR, proposant des recommandations pour leur application pratique dans le contexte canadien. Elle propose également des stratégies pour surmonter les limitations actuelles grâce à une meilleure compréhension des interactions entre les matériaux recyclés et neufs, offrant ainsi des opportunités d'amélioration significative de la durabilité et de la performance des chaussées à l'échelle nationale.

Titre traduit

Laboratory evaluation of the influence of using high levels of reclaimed bituminous aggregates in hot-mix asphalt mixes

Résumé traduit

Canada's heavy reliance on its road network for the transportation of goods and people underscores the crucial importance of maintaining these infrastructures in the best possible condition. This thesis explores the use of reclaimed asphalt pavement (RAP) in the construction and rehabilitation of pavements, a promising approach to optimizing both costs and the environmental footprint of these essential infrastructures. Despite their significant potential benefits in terms of cost reduction and environmental footprint, the incorporation of RABs into asphalt mixes at high rates is limited by a lack of confirmatory data on their longterm behavior, especially under the constraints of Canada's northern climate.

This doctoral research aims to fill this gap by developing asphalt mixes containing a high percentage of RAP and thoroughly evaluating their performance in the laboratory. The experimental program is structured around three main areas: first, a detailed study of RAP characterization to understand its composition and physical properties; second, an analysis of the impact of mixer type and mixing time on the volumetric properties and performance of the asphalt mixes; and third, an evaluation of the performance of asphalt mixes containing different percentages of RAP, specifically focusing on the mobilization of recycled bitumen and its interaction with new bitumen. The experimental results, presented in this thesis in the form of scientific articles, have shown that while incorporating RAP at high rates presents challenges, such as increased brittleness and early cracking risks, properly adjusted formulations can significantly improve pavement durability. These findings make an important contribution to the existing literature and open new avenues for the optimized use of RAP in the road industry. They suggest that specific adaptations to Canadian climatic conditions are necessary to maximize the benefits of using RAP while minimizing the associated risks.

In conclusion, this thesis offers innovative insights into the formulation and characterization of asphalt mixes with high RAP content, providing recommendations for their practical application in the Canadian context. It also proposes strategies to overcome current limitations through a better understanding of the interactions between recycled and new materials, thus offering opportunities for significant improvements in the durability and performance of pavements nationwide.

Type de document:	Mémoire ou thèse (Thèse de doctorat électronique)
Renseignements supplémentaires:	"Thèse par articles présentée à l’École de technologie supérieure comme exigence partielle à l’obtention du doctorat en génie". Comprend des références bibliographiques (pages 453-469).
Mots-clés libres:	enrobé bitumineux, granulats bitumineux recyclés, module complexe, viscoélasticité linéaire, fissurations
Directeur de mémoire/thèse:	Directeur de mémoire/thèse Carter, Alan
Codirecteur:	Codirecteur Bilodeau, Kevin
Programme:	Doctorat en génie > Génie
Date de dépôt:	06 mars 2025 20:53
Dernière modification:	06 mars 2025 20:53
URI:	https://espace.etsmtl.ca/id/eprint/3548

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