Caractérisation des enrobés recyclés à froid et dimensionnement de la couche de roulement

Abstract

Le Ministère des Transports du Québec (MTQ) utilise depuis plus de dix ans la technique du recyclage à froid des enrobés (RFE) pour la réhabilitation des chaussées à faible débit. Cependant, on ne connaît pas bien les propriétés mécaniques des enrobés recyclés à froid (ERF) et dans le but de développer une approche de conception rationnelle, il a été jugé primordial de déterminer le comportement mécanique de ce matériau. Ce mémoire présente l'ensemble de la démarche qui a été suivie afin de caractériser le matériau en laboratoire et sur le terrain. Ces résultats ont été utilisés pour faire de la conception de chaussées. L'ensemble des investigations préliminaires a permis de définir les conditions de préparation et de cure des échantillons appelés à être soumis aux essais mécaniques. La formulation retenue comportait des ajouts de 1,2 % de bitume et de 0,5 % de ciment. Cependant, en général, les essais ont été effectués avec et sans ciment. Le programme d'essai de caractérisation du comportement mécanique des ERF a consisté en la détermination du module complexe et de la résistance à la fatigue à l'aide d'un essai de tension-compression cyclique et la mesure de la résistance à l'orniérage à l'aide d'un orniéreur de laboratoire. Ces essais ont permis de quantifier l'importance d'ajouter du ciment dans la fabrication des ERF, de déterminer la rigidité d'un ERF comparativement à un enrobé GB-20 et à démontrer les difficultés à bien caractériser son comportement en fatigue et en orniérage. En complément à ces essais de laboratoire, des essais de déflectomètre à la masse tombante (FWD) ont été effectués sur quatre chaussées en ERF. La rigidité obtenue par rétrocalcul après 2 ans de mise en place se rapproche de celle obtenue en laboratoire et continue d'augmenter avec les années. Le logiciel Chaussée 2 du MTQ a été utilisé pour le volet conception. Par le biais d'études de sensibilité, l'influence de certains paramètres de conception sur l'épaisseur de la couche de roulement a été vérifiée. Ces travaux ont permis, dans un premier temps, de déterminer un ERF type qui comportait 15% de vides et 3% d'eau. Les essais de caractérisation mécanique réalisés en laboratoire et sur le terrain ont conduit à retenir un module élastique caractéristique de 1400 MPa pour l'ERF et de 1366 MPa pour l'enrobé fissuré.