Les additifs dits « de compactage », ont été développés par CECA, pour toutes les applications à froid où l’on rencontre une étape de compactage après la déposition du mélange à froid sur la chaussée.
La fabrication de mélanges à froid, c’est à dire par malaxage de granulats, d’eau et d’émulsion de bitume, permet la réalisation de couches de base et de roulement pour les trafics faibles à moyens, que ce soit en entretien ou en construction neuve.
Pour les couches de base, on pense à la technique de la grave-émulsion et pour les couches de roulement on pense à l’ECF (Enrobés Coulés à Froid) compacté ou à l’enrobé à froid fabriqué en centrale.
Dans toutes ces techniques existantes ou émergeantes, l’étape finale de compactage joue un rôle très important dans la définition de la cohésion : malgré le bon choix de la pénétrabilité du bitume par exemple, un compactage mal réalisé conduira à une porosité trop élevée, à une élimination d’eau faible et par conséquence à une mauvaise cohésion.
Les paramètres actuellement disponibles en usine d’émulsion permettent de contrôler de manière optimale la réactivité de l’émulsion sur les matériaux et donc la qualité de l’enrobage ainsi que de l’eau de rupture.
Cependant, le contrôle de l’aval du procédé, en particulier le compactage, n’existe actuellement que par l’intermédiaire de paramètres physiques tels que la pénétrabilité du liant, la granulométrie des granulats ou le matériel de mise en œuvre.
Les deux premiers paramètres ont aussi une incidence sur le comportement mécanique au long terme de la couche déposée, et jouer sur ces paramètres pour faciliter l’étape de compactage peut entraîner d’autres problèmes. Quelques manifestations possibles pouvant être l’orniérage, le ressuage, le pelage. Il apparaît de plus que le matériel de compactage manque d’efficacité sur les produits à froid.
Globalement, il résulte de ce qui vient d’être exposé que les produits à l’émulsion manquent de cohésion au jeune âge.
Solution proposée :
CECA propose une nouvelle solution, venant en complément des outils déjà utilisés par les industriels de la route, pour améliorer l’efficacité du compactage. La solution présentée ici ne perturbe pas le procédé utilisé préalablement par le routier, mis à part la nécessité d’ajouter des additifs.
On constatera une amélioration de la fluidité de l’enrobé à froid, une amélioration du drainage de l’eau au compactage et une diminution de la teneur en vide, ce qui conduit à une meilleure cohésion au jeune âge.
Conseils d’utilisation :
Il s’agit d’ajouter des additifs fabriqués par CECA, pour la plupart liquides, dans le savon servant à la fabrication de l’émulsion ou dans l’émulsion après sa fabrication. Fait important, ces additifs n’ont qu’une très faible influence sur la réactivité de l’émulsion.
Pour tester l’effet des additifs, il n’est donc pas nécessaire de modifier la formule de l’émulsion utilisée habituellement, que ce soit par la nature ou la quantité de l’émulsifiant, par la nature ou la quantité de l’acide.
Pour additiver la phase émulsifiante, il suffit de rajouter l’additif après les étapes normales de fabrication du savon, donc après l’introduction de l’acide, de l’émulsifiant et de l’eau. Un brassage supplémentaire est nécessaire pour bien le disperser. Il n’est pas nécessaire de modifier la température du savon. Les étapes suivantes de la fabrication de l’émulsion restent identiques.
On peut également ajouter l’additif dans l’émulsion après sa fabrication. Dans ce cas, la solubilisation de l’additif sous agitation ou recirculation en canard est d’autant plus rapide que la température de l’émulsion est élevée.
Dans tous les cas, on ne constate pas de problème de moussage spécifiquement lié à l’ajout de l’additif.
L’utilisation de l’émulsion additivée ne doit entraîner que de faibles modifications de la teneur en eau d’ajout sur les matériaux car la réactivité de l’émulsion est peu changée. Nous proposons une gamme de plusieurs additifs car l’effet de l’additif dépend beaucoup de la nature du granulat et un peu de celle de l’émulsifiant.
Exemples d’utilisation :
Au laboratoire, à l’aide d’une presse à cisaillement giratoire, l’effet des additifs Stabiram CM 506® et 508® à 2 kg/t est visible sur un enrobé à froid, aussi bien sur le départ de l’eau de rupture que sur la porosité finale obtenue.
Formule :
émulsion de bitume Elf 70/100 à 65%
Emulsifiant CECA Stabiram® CM 406® à 8 kg/t en milieu acide phosphorique
Granulats : microdiorite 0/10
Teneur en eau d’ajout : 5%.
Quantité d’eau drainée après 120 girations
Additif dans le savon Additif en post-addition
Stabiram CM 506® : 52% 51%
Stabiram CM 508® : 60% 56%
Référence sans additif : 50% 50%
L’additif Stabiram CM 508® est le mieux adapté à ce granulat. Il est légèrement plus efficace lorsqu’il est utilisé dans le savon. U
n chantier a été réalisé avec l’additif Stabiram CM 510® ajouté dans l’émulsion en post-addition, la mise en œuvre étant faite au finisseur. Une comparaison a été effectuée avec l’émulsion sans additif. On constate une amélioration de la fluidité de l’enrobé, en particulier sous la table du finisseur. Un carrotage a eu lieu 1 semaine après le chantier, les éprouvettes ont été séchées et passées au banc gamma.
Formule :
émulsion de bitume Elf 20/30 et 300/400 à 60%
Emulsifiant CECA Stabiram CM 406® à 6 kg/t en milieu acide chlorhydrique
Granulats : Cornéenne 0/6
Teneur en eau d’ajout : 6%
Section sans additif, porosité moyennée sur 5 mesures : 19,3%
Section avec additif, porosité moyennée sur 5 mesures : 16,6%
Additifs Bitume
