Development of mix design guidelines for high performance RAP-predominant asphalt mixtures

Résumé

L'incorporation de quantité élevée de granulat bitumineux recyclé (GBR) dans les enrobés a toujours été une bonne chose, car elle réduit l'utilisation de matières premières comme le bitume et les granulats. Par conséquent, non seulement les enrobés bitumineux à forte teneur en GBR sont moins chers que ceux qui contiennent une quantité plus faible de matériaux recyclés, mais ils sont également plus respectueux de l'environnement. Cette thèse traite des mélanges bitumineux dans lesquels la quantité d'enrobés recyclés (GBR) l'emporte sur les agrégats vierges. Jusqu'à présent, l'utilisation de jusqu’à 50 % de GBR dans les enrobés a été beaucoup étudiée et des chaussées contenant de 10 % à 50 % de GBR ont été posées dans tous les coins de la planète. Tant qu'il est inférieur à 50 %, le GBR est considéré comme un ajout aux granulats vierges dont la granulométrie doit être conforme aux recommandations de la norme. En revanche, dans cette étude, la granulométrie du GBR n’est pas modifiée, et une quantité minimale de granulats vierges sont ajoutés aux granulats vierges pour corriger la granulométrie. Les concepts de la méthode Bailey sont utilisés pour concevoir différents mélanges d'agrégats avec des structures rigides. Ensuite, des lignes directrices pour la préparation d'enrobés bitumineux à très haute teneur en matériaux recyclés (>50%) sont proposées, et une méthode de formulation basée sur des essais simples correspondant à différents aspects de la performance est développée pour trouver l'enrobé optimal. Étant donné que la méthode proposée est basée sur des essais simples, qui doivent être viables dans tous les laboratoires, il est nécessaire d'étudier plus en détail le comportement et les performances des mélanges et de vérifier l'efficacité de la conception du mélange. Tout d'abord, le comportement des mélanges bitumineux et de leurs liants correspondants a été étudié à l'aide d'essais dynamiques du module complexe, de la modélisation 2S2P1D et de la transformation ShiftHomothétie-Shift in Time-Shift (SHStS). Ensuite, des essais sur les liants ont été réalisés pour trouver le meilleur processus de mélange représentant le liant bitumineux afin de faciliter les études sur l'efficacité du rajeunisseur qui est indispensable dans les mélanges d'enrobés contenant de très grandes quantités de GBR. Enfin, la durée de vie en fatigue, principale préoccupation des mélanges bitumineux à très forte teneur en GBR, a été examinée à l'aide de méthodes classiques et de l'endommagement des milieux viscoélastiques (VECD). Les résultats indiquent la grande efficacité des concepts de la méthode Bailey dans l'amélioration de la résistance à l'orniérage. En outre, la conception du mélange s'est avérée efficace, bien qu'imparfaite, pour classer différents d’enrobés en ce qui concerne la performance en fatigue. Le cadre de la conception du mélange est solide, mais l'évaluation de la fatigue doit s'appuyer sur des tests et des analyses avancés, car il s'agit d'un phénomène complexe. Le VECD est une meilleure approche que l'approche classique pour analyser la résistance à la fatigue des enrobés contenant une très grande quantité de GBR. En ce qui concerne le processus de mélange, il n'existe pas de conditions de mélange uniques qui puissent représenter exactement toutes les propriétés rhéologiques des bitumes extraits et récupérés dans les mélanges à très forte teneur en GBR. De même, le comportement du liant bitumineux n'est pas un indicateur du comportement d'un mélange bitumineux à très forte teneur en matériaux recyclés à toutes les températures et à toutes les fréquences ; il a plus d'impact et, par conséquent, est plus représentatif à des températures élevées et/ou à des fréquences faibles.

Date	3 avr. 2023
langue originale	Anglais américain
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Alan Carter (Directeur(-trice)) & Luis G. Loria-Salazar (Codirecteur(-trice))