Dr A. Vanelstraete Centre de recherches routières

1. Performance des enrobés à fort taux de recyclage et recommandations en Belgique Dr A. Vanelstraete Centre de recherches routières

2. Sommaire • Expérience belge en matière de recyclage dans les enrobés et recommandations • Expérience acquise grâce au projet européen Paramix

3. Expérience belge en matière de recyclageSituation actuelle • Le recyclage va croissant, notamment en raison • de l’augmentation des coûts des matériaux neufs • des coûts élevés de mise en décharge • de la tendance au développement durable • Quelques chiffres: • 38% de production (certifiée) d’enrobés contenant des recyclats • % production d’enrobés avec recyclats par type de mélange: BB – couche d’usure BB – sous-couche SMA enrobé drainant

4. Maître d’ouvrage Entrepreneur Fiche d’identification Traitement recyclats Etude préalable - Nouveau tas- Tas existant- A concasser - A vendre Essais sur recyclats avant traitement Controle Q Maître d’ouvrage Expérience belge en matière de recyclageEtude préliminaire

5. Expérience belge en matière de recyclageEtude préalable effectuée par le maître d’ouvrage • Etude de l’aspect visuel et de la structure, afin de définir des sections homogènes • Etude de la composition et de la qualité (1 carotte par 1000 m2, avec min. 3 et max. 10) • Epaisseur de couche • Présence de SAMI/treillis d’armature • Teneur en liant • Granulométrie • Type de pierres • Caractéristiques du liant (pen, AB, parfois IR): pen > 10 • Détection de goudron: le recyclage de goudron n’est pas autorisé → Fiche d’identification pour l’entrepreneur

6. Expérience belge en matière de recyclageEtude effectuée par l’entrepreneur avant mise en oeuvre • 1 échantillon par 1000 tonnes • Détermination de: • teneur en liant • granulométrie et pourcentage de fines < 0.063 mm • type de pierres • caractéristiques du liant (pen, AB) → Critères d’homogénéité

7. Expérience belge en matière de recyclageRéglementation actuelle Pourcentage (%) de bitume provenant des recyclats

8. Expérience belge en matière de recyclagePrescriptions et prestations • Les prescriptions pour les enrobés contenant des recyclats sont identiques à celles pour les enrobés qui ne contiennent pas de recyclats: • vides Marshall, stabilité, fluage et quotient (prescriptions en fonction de la catégorie de trafic) • p.ex. min. 10000 N de stabilité pour la catégorie de trafic la plus élevée • résistance à l’orniérage (wheel tracking LPC), prescriptions en fonction de la catégorie de trafic • p.ex. 5% d’orniérage à 50° après 30000 cycles pour la catégorie de trafic la plus élevée • Aucun problème pour satisfaire aux prescriptions, même pour les catégories de trafic les plus élevées: • orniérage: très bon, même meilleur que pour les enrobés sans recyclats (bitume dur)

9. Expérience belge en matière de recyclageInfluence sur les performances • Après plus de 8 ans d’expérience en Belgique avec 40% de recyclage dans les couches inférieures: pas d’inconvénients particuliers • Récemment: avec un taux de recyclage élevé (40 %), quelques problèmes d’arrachement si les couches inférieures servent temporairement (en hiver) de couche d’usure → Problèmes d’adhésivité?

10. Expérience belge en matière de recyclageInfluence des recyclats sur l’adhérence Essai Retained Marhall (avant et après immersion durant 48h dans de l’eau à 60°) pour un même mélange avec et sans recyclats On constate une résistance à l’eau moindre (adhérence réduite)en cas d’utilisation de recyclats

11. Expérience belge en matière de recyclagePropositions pour un avenir proche • Rendre obligatoire l’utilisation d’agents améliorant l’adhésivité, comme de l’hydroxyde de calcium • Introduction d’exigences pour les essais retained Marshall dans les prescriptions • Appliquer les règles de mélange pour le choix du nouveau bitume comme dans les normes EN • Belgique: nouveau 50/70 + recyclats • Europe: nouveau bitume + recyclats = 50/70 → donc nouveau bitume plus mou

12. Expérience belge en matière de recyclageRecommandations en matière de PmB • Problèmes d’utilisation de recyclats à base de PmB par un tambour parallèle avec préchauffage: • collage → mauvaise circulation ou blocage du tambour • blocage du ventilateur à cause des vapeurs contenant du PmB • lorsque les recyclats sont chauffés plus fort: trop d’émanations • Dès lors: • mélanger les recyclats contenant du PmB à des recyclats ne contenant pas de PmB (1/4) • introduction à froid

13. Projet européen PARAMIX “Road Pavement Rehabilitation Techniques Using Enhanced Asphalt Mixes” • 11 partenaires provenant de 5 pays européens • Période: février 2001 – février 2004 • Objectifs • augmentation du recyclage lors de la fabrication d’enrobés • amélioration des méthodes de conception, de fabrication et de mise en œuvre d’enrobés à base de matériaux recyclés • tant pour introduction à froid qu’à chaud

14. Paramix – recyclage à chaudAperçu des mélanges

15. Paramix – recyclage à chaudEtude en laboratoire • Qui: UPC (Espagne) CRR CEPSA-PROAS (Espagne) • Phases: • Caractérisation des recyclats • Sélection de nouveaux liants • Formulation • Essais sur les mélanges → fabrication et construction de sections expérimentales

16. Paramix – recyclage à chaudCaractéristiques des recyclats

17. Paramix – recyclage à chaudSélection des liants neufs • Tant des liants ordinaires que des PmB • Etudier l’effet des agents réjuvénants • Choisir le liant neuf de façon à ce que le mélange de bitume appartienne à la classe 35/50 pour le béton bitumineux S20 et 50/70 pour les SMA • Sélection sur base d’essais rhéologiques avant et après vieillissement: • parmi 14 liants pour le S20 • parmi 6 liants pour le SMA

18. Paramix – recyclage à chaudSélection des liants neufs Choix des mélanges:

19. Paramix – recyclage à chaudFormulation des enrobés à l’aide du logiciel PradoWin • Formulation analytique selon la procédure CRR et le logiciel PradoWin (formulation en volume) • Introduction des caractéristiques des nouveaux matériaux et recyclats • Détermination de la granulométrie • Fixation de la teneur en liant et estimation du pourcentage de vides • «Mise au point» à l’aide de quelques essais • Selon les spécifications espagnoles • Afin de pouvoir comparer: • Pour différents % de recyclage: même granulométrie • Par type de mélange: même teneur en liant

20. Paramix – recyclage à chaudFormulations % de passant SMA avec 30% RA tamis (mm)

21. Principe: p = 600 kPa Paramix – recyclage à chaudCompactabilité à l’aide du compacteur giratoire

22. Paramix – recyclage à chaudCompactabilité Un bon compactage (comparable à celui des mélanges sans matériaux recyclés) est possible pour les mélanges à fort taux de recyclage vides (%) 1. S20-30%, B80-100 2. S20-30%, Pmb 3. S20-50%, B150-2004. S20-50%, Pmb sans agents réj. 5. S20-50%, Pmb avec agents réj. Nombre de girations

23. Paramix – recyclage à chaudRésistance à l’orniérage Selon prEN12697-22« large device »à 50°

24. Paramix – recyclage à chaudRésistance à l’orniérage Profondeur d’ornière (%) 1. S20-30%, B80-100 2. S20-30%, Pmb 3. S20-50%, B150-2004. S20-50%, Pmb sans agents réj.. 5. S20-50%, Pmb avec agents réj.. Nombre de cycles Très bonne résistance à l’orniérage.Meilleure classe d’après prEN12697-22: moins de 5% de profondeur d’ornière après 30000 cycles

25. Paramix – recyclage à chaudRésistance à la fissuration par fatigue Essai de flexion 3 points

26. 0,01 30% B80/100 30% PmB10/30 ALLONGEMENT INITIAL 0,001 50% PmB10/30 50% B150/200 30% PmB 0,0001 50% PmB 0% B60/70 0,00001 1.000 10.000 100.000 1.000.000 NOMBRE DE CYCLES Paramix – recyclage à chaudRésistance à la fissuration par fatigue Number of cycles Bonne résistance à la fissuration par fatigue, sauf pour les EME à base de bitumes durs

27. Paramix – recyclage à chaudExpériences acquises par rapport à la fabrication • Pour la fabrication avec recyclats type « A » contenant du SBS: adaptations au tambour sécheur dans la chambre de chauffe, afin d’éviter que le liant ne colle ou ne brûle • recyclats à 110°C • Granulats à 200°C • Mélange: 150 – 180°C (en fonction du liant)

28. Paramix – recyclage à chaudExpériences acquisesen matière de mise en oeuvre Exécution réussie de toutes les sections expérimentales, sauf les SMA avec 10% recyclats (le mélange est trop froid pour être compacté)

29. Conclusions • Tant ces expériences que d’autres prouvent que de forts taux de recyclage sont possibles sans perte de performances, à condition d’observer les points suivants: • détermination et suivi des caractéristiques des recyclats • système/réglementation pour garantir la qualité, l’homogénéité et la constance, tant pour l’entrepreneur que le maître d’ouvrage • dispositions pour garantir l’adhésivité