Cement-bitumen treated materials (CBTM) for cold regions: RAP aggregate source and low production temperatures

Résumé

L'augmentation du prix du bitume due à la crise énergétique des dernières années a entraîné le développement de technologies rentables de recyclage des revêtements en enrobé bitumineux. La disponibilité limitée de granulats naturels, l'augmentation des coûts d'élimination des matériaux provenant des chaussées et la sensibilisation politique croissante aux questions environnementales favorisent fortement les techniques de recyclage, telles que le recyclage à froid (cold recycling - CR) et la réutilisation des granulats bitumineux recyclés (GBR). Dans ce contexte, les matériaux traités au ciment et bitume (MTCB) sont prometteurs en termes de fiabilité, de rentabilité et de développement durable. La principale différence entre le MTCB et l’enrobé bitumineux à chaud (hot mix asphalt - HMA) est que l'effet lubrifiant dans le premier cas est donné principalement par l'eau, tandis que dans le second cas il est donné par le bitume chauffé. De plus, la cohésion du MTCB est assurée par l’effet combiné de l'émulsion de bitume (ou de la mousse de bitume) et du ciment comme agents de liaison. Puisque les GBR représentent la composante principale du squelette granulaire du MTCB, une étude portant sur l'effet des différentes sources de GBR quant à l’ouvrabilité et aux propriétés thermomécaniques du MTCB est nécessaire pour éclairer le processus de formulation de ce type de matériaux. Par ailleurs, l'expérience terrain a montré que la mise en oeuvre de MTCB à basse température (pendant les saisons froides) semble changer les propriétés mécaniques de ce matériau à long terme. Par conséquent, l'objectif principal de cette thèse est de comprendre l'effet des sources de GBR et des basses températures de mise en oeuvre sur les propriétés du MTCB. Les résultats ont montré que la source GBR influence effectivement plusieurs propriétés des MTCB. En fait, les caractéristiques du liant du GBR, ainsi que son affinité avec le bitume résiduel de l'émulsion, affectent les propriétés des MTCB lors de la production (maniabilité et compactabilité), et aussi pendant et après la cure, où on a observé une influence sur les propriétés mécaniques dans les domaines de petite et de grande déformation. En outre, les caractéristiques de l'émulsion de bitume influencent le processus de production à basse température. Les résultats ont montré que la production de ces matériaux à 5 °C (malaxage, transport, mise en place, compactage et cure) était possible. De cette manière, le temps disponible pour la production de MTCB au cours de l'année augmente, mais, par contre, une perte de rigidité à long terme de 30% a été observée par rapport aux MTCB produits à 25 °C. Il convient d'en tenir compte lors de la conception des chaussées.

Date	28 sept. 2020
langue originale	Anglais américain
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Daniel Perraton (Directeur(-trice)), Alan Carter (Codirecteur(-trice)) & Andrea Graziani (Codirecteur(-trice))