Surveillance de la mise en place des enrobés bitumineux - Décembre 2020 Présenté par : Patrick Légaré

Surveillance de la mise en place
des enrobés bitumineux
Décembre 2020
Présenté par : Patrick Légaré

Introduction du présentateur
    Patrick Légaré

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Remerciements

    J’aimerais remercier mes collègues M.
    Jacques Chénard et M. Martin Henry.

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Programme de la présentation

    Présentation des étapes préalables à
    la surveillance de la mise en place des
    enrobés bitumineux
    Surveillance en chantier de la mise en
    place des enrobés bitumineux

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Introduction de la présentation

    Nous agirons à titre de laboratoire mandataire pour
    le Ministère des Transports du Québec pour la
    validation des formules d’enrobés bitumineux
    (RAESCE).
    Pour la partie traitant de la surveillance de la mise
    en place des enrobés bitumineux, nous agirons
    comme si nous étions le Représentant du
    Surveillant Responsable de l’Assurance-Qualité
    (RSRAQ).

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Étapes préalables à la surveillance de la mise en
place des enrobes bitumineux

    Validation des formules d’enrobé
    bitumineux par l’entrepreneur
    Détermination des facteurs de correction
    Effectuer une visite à la centrale d’enrobage

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Validation des formules d’enrobés bitumineux
par l’entrepreneur
    Validation effectuée selon la norme 4202 du Ministère des Transports du Québec
    Caractérisation des granulats
        Identification des granulats (nature – provenance)
        Appellation des classes granulaires (granulométrie)
        Caractéristiques intrinsèques et de fabrication selon l’usage et/ou selon les spécifications du
        devis (Los Angeles - Micro Deval - Propreté - Affinité granulats bitume – Fragmentation)
    Ententes sur la densité brute des granulats (sur chaque classe granulaire)
    Vérifications des résultats d’essais des matériaux recyclés (GBR)
    Validation des résultats d’essais et des calculs
    Évaluation de la formule d’enrobé bitumineux théorique
    Évaluation de la formule à l’étape de production et élaboration de la formule
    finale

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Identification des granulats
    • Les réserves sont
      distinctes selon la types
      de granulats classe
      granulaire, catégorie et
      provenance (naturels,
      GBR, BPF et BPC)

    • Classe granulaire,
      catégories et
      provenance doivent
      être identifiées

    • Schéma permettant
      l’identification des
      réserves

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Utilisation des GBR/BPF/BPC dans les enrobés
bitumineux
    GBR
      ≤ 10 % de la masse des granulats pour les couches de
      surface d’autoroute (attention aux exigences des plans et
      devis!)
      ≤ 20 % dans les autres cas
    BPF et BPC (D ≤ 10mm)
      ≤ 5 % pour couche de base
      ≤ 3 % pour couche de surface avec DJMA ≤ 10 000
          Non autorisé sur autoroutes

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Appellation des classes granulaires
     • Les classes granulaires sont établies selon la granulométrie des agrégats (LC 21-040)

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Caractéristiques intrinsèques et de fabrication des agrégats

     Caractéristiques recommandées selon l’utilisation des granulats

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Caractéristiques intrinsèques et de fabrication des agrégats

     La caractérisation des agrégats est réalisée selon la norme 4202 du MTQ
     qui réfère à la norme BNQ 2560-114 «Travaux de génie civil – Granulats»

                  Gros Granulats                          Granulats fins

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Caractéristiques intrinsèques et de fabrication des agrégats

     Exigences complémentaires de la norme BNQ 2560-114
     «Travaux de génie civil - Granulats

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Ententes sur la densité brute
     Entente entre l’entrepreneur et le Responsable des Activités d’Encadrement et de Suivi de
     Centrales d’Enrobage (RAESCE) sur la densité brute des classes granulaires (GBR, BPF et BPC
     exclus)

     Prélèvement d’un échantillon représentatif conjointement entre entrepreneur et RAESCE (4
     portions).
          1 portion pour analyses entrepreneur
          1 portion pour analyse au Ministère
          1 portion qui est scellée par le RAESCE (portion témoin pour expertise)
          1 portion conservée pour essais de vérifications

     Essais réalisés et remis au RAESCE: densité apparente, absorption, densité brute et analyse
     granulométrique.

     RAESCE réalise les même essais soit au laboratoire du Ministère ou à un laboratoire mandataire
     et doit s’assurer de recevoir les résultats du laboratoire mandataire dans un délai de 5 jours.

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Ententes sur la densité brute
     RAESCE s’occupe de vérifier l’écart des densité brutes et acceptation par écrit (V-1306-G)

     Durée maximale de l’entente de densité brute : 3 ans au maximum, dans la mesure où les
     caractéristiques ainsi que la méthode de fabrication demeurent inchangées

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Vérifications des résultats d’essais du GBR

     Vérification selon la fréquence établie à la norme 4202 des valeurs de
     densités brutes et maximales sur le GBR (V-1306-J)

     Les essais réalisés sont:
          Densité maximale (LC 26-045)
          Teneur en bitume (LC 26-100)

     La densité brute des granulats du GBR est
     déterminée mathématiquement

     Les résultats de ces essais doivent figurer
     sur la formule de mélange utilisant ce GBR

     La moyenne des résultats de densité maximale du GBR ne doit pas
     diverger de plus de 0,060 par rapport à la valeur de la formule théorique
          Si c’est le cas, l’entrepreneur doit ajuster la teneur en bitume et les autres
          caractéristiques de la formule pour sa production future

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Validation des résultats d’essais et des calculs
     L’entrepreneur produit l’enrobé qui servira à valider son laboratoire
     en début de saison (printemps)

     Il prélève 5 échantillons en double (peut être fait en présence d’un
     représentant du MTQ)
        Le doublon est transmis au RAESCE pour faire l’analyse comparative
        Les écarts D2 et D5 sont calculés. Il s’agit de l’écart maximal, en valeur
        absolue, entre le résultat moyen du Ministère et le résultat moyen de
        l’entrepreneur.
            D2 pour soit 2 échantillons appariés consécutifs
            D5 pour soit 5 échantillons appariés consécutifs
     S’il y a non-respect des écarts, l’entrepreneur est avisé et la
     situation doit être corrigée avec la collaboration des deux parties.

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Validation des résultats d’essais et des calculs

     Les exigences du tableau 4202-5 doivent
     être respectées:

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Validation des résultats d’essais et des calculs

     En cours de saison, l’entrepreneur peut être appelé à
     vérifier la validité des résultats.
        Lors d’un déplacement d’un laboratoire d’une usine mobile
        S’il y a des doutes concernant la qualité des résultats remis
        par l’entrepreneur
        Les écarts d2 et d5 sont mesurés. Il s’agit de l’écart, en
        valeur absolue, entre la moyenne mobile des résultats du
        Ministère et la moyenne mobile des résultats de
        l’entrepreneur.
           d2 pour les 2 derniers échantillons appariés
           d5 pour les 5 derniers échantillons appariés

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Validation des résultats d’essais et des calculs
     Les exigences du tableau 4202-5 doivent être respectées:
     d2 ≤ D2 et d5 ≤ D5
        Si écarts significatifs rencontrés, les deux partis s’entendent
        pour corriger la situation

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Évaluation de la formule d’enrobé théorique

     L’entrepreneur remet au RAESCE les formules d’enrobés
     datées et signées par le représentant en contrôle de la
     qualité de l’entrepreneur qui doivent contenir:
        Informations sur les granulats
            Classe granulaire (caractéristiques intrinsèques, fabrication et
            complémentaires)
            Type
            Provenance
            Numéro de source
            Granulométrie
            Densité brute
            Densité apparente
            Pourcentage d’absorption
            Pourcentage utilisé de chaque classe

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Informations contenues sur la formule d’enrobé
bitumineux
     Informations sur les GBR (si applicable)
        Granulométrie
        Pourcentage d’utilisation de chaque réserve
        Teneur en bitume
        Densité brute
     Informations sur les BPF et BPC (si applicable)
        Granulométrie
        Pourcentage d’utilisation de chaque réserve et de chaque type de
        bardeau d’asphalte
        Teneur en bitume
        Densité brute
     La classe de performance du bitume
     La masse volumique du bitume à 25 °C (g/cm3)

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Informations contenues sur la formule d’enrobé
bitumineux
     Informations relatives à la formulation réalisée (combiné)
        Granulométrie
        Densité brute
        Densité apparente
        Densité effective du granulat de l’enrobé
        Pourcentage d’absorption en eau
        Total granulométrique (TG)
        Volume de bitume effectif (Vbe)
        Pourcentage de bitume initial relatif au Vbe
        Pourcentage de bitume total avec le facteur de correction
        Le pourcentage de vide moyen à l’essai à la P.C.G.
        La densité maximale
        La tenue à l’eau

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Vérification de la formule théorique
 Le RAESCE procède à la vérification théorique de la formule
 d’enrobé bitumineux (V-1306-I)
     Une formule est remise pour chaque type d’enrobé
         Si pour une formule déjà soumise, seule la classe de bitume change,
         l’entrepreneur peut utiliser les résultats des essais et les calculs de la formule
         produite.
     Une nouvelle formule d’enrobé bitumineux doit être transmise si un
     changement de source d’approvisionnement survient
     Attention, si requis, le résultat de l’essai à l’orniéreur doit être conforme.
     Si une exigence concernant l’essai d’affinité bitume-granulats est spécifiée
     au devis, le RAESCE doit valider le résultat de l’essai réalisé au Ministère est
     conforme aux exigences.

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Vérification de la formule théorique
 3 conditions pour que la formule
 théorique soit conforme:
     Les exigences de la formule théorique
     doivent être rencontrées
     Les résultats de l’essai de résistance à
     l’orniéreur sont conformes aux exigences
     du tableau 4202-1 (si requis)
     Les résultats de l’essai à la presse à
     cisaillement giratoire (PCG) sont
     conformes aux exigences du tableau
     4202-1

 Le RAESCE donne son autorisation par
 écrit à l’entrepreneur pour qu’il passe
 à l’évaluation à l’étape de production

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Évaluation à l’étape de production et élaboration de
la formule finale
     L’entrepreneur produit sa formule d’enrobé
     bitumineux en continue et il prélève cinq (5)
     échantillons représentatifs de la production.
        Les facteurs D2 et D5 sont calculés.
        La mise en œuvre de l’enrobé ainsi que sa
        compacité sont mesurés sur une planche
        d’essai (LC 26-510)
            L’exigence de compacité et l’épaisseur du
            revêtement doit respecter le tableau 4202-1

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Évaluation à l’étape de production et élaboration de
la formule finale

     La formule d’enrobé est conforme quand:
       Les exigences traitant des formules théoriques et finales
       sont satisfaites
       Les résultats moyens des essais sur les 5 échantillons sont
       conformes aux exigences du tableau 4202-1 de même que
       le résultat moyen des essais de compacité
       L’écart entre la formule théorique soumise et les résultats
       moyens des 5 échantillons respecte les exigences du
       tableau 4202-9.
       La formule finale après l’évaluation à l’étape de production
       respecte les exigences du tableau 4202-7 relativement à la
       formule théorique

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Évaluation à l’étape de production et élaboration de
la formule finale

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Validité des mélanges
     Cette méthode de validation selon la norme 4202
     des mélanges est applicable pour les mélanges
     utilisés au MTQ
     Les résultats de validations MTQ peuvent également
     être recevable dans le cadre de projets municipaux

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Détermination des facteurs de corrections au besoin

      Applications du facteur de correction
           Mode de lecture en rétrodiffusion avec/sans sélection de profondeur
           (back-scatter)
           Couche de base
           Couche de surface
           Enrobé sur une structure
           Le facteur de correction est propre à chaque nucléodensimètre et à
           chaque formule d’enrobé bitumineux

      Procédure réalisée (LC 26-500)
           Déterminer aléatoirement les endroits
           Mesure des densités au nucléodensimètre (in-situ)
           Un carottage est réalisé aux endroits identifiés
           Des essais en laboratoire sont réalisés (densités brutes)
           Il y a comparaison entre les valeurs in-situ et du laboratoire

      Avantages
           Méthode normalisée (préconisée par le producteur de l’appareil)
           L’enrobé bitumineux n’est pas endommagé (VS lecture directe)

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Effectuer une visite de la centrale d’enrobage avant
les travaux
     Peut s’avérer requise lorsque:
        Projets particuliers (rassurer le client et/ou
        surveillant)
        S’assurer que les installations de l’usine sont
        conformes aux attentes contractuelles pour
        desservir les travaux selon le plan de pavage
        préétabli
        Si une problématique observée avant le début
        des travaux, émettre des recommandations de
        modifications

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Surveillance en chantier

     Vérification de l’état du matériel d’épandage
     Vérification du bâchage des camions
     Vérification de l’état de la surface granulaire
     Vérification de l’état de la couche de revêtement
     Mise en place du liant d’accrochage et/ou d’imprégnation
     Vérification du taux de pose de l’enrobé bitumineux
     Vérification de la compacité du revêtement bitumineux
     Vérification de l’homogénéité de pose par thermographie

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Surveillance en chantier (suite)
     Vérification de la compacité au niveau du joint
     longitudinal et transversal
     Vérification de la différence de hauteur au niveau
     du joint transversal
     Vérification de l’épandage manuel dans les zones
     restreintes
     Prise d’échantillons au chantier

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Vérification de l’état du matériel d’épandage

     Il faut s’assurer
     qu’aucune déficience
     n’est retrouvée au
     niveau de l’équipement
     utilisé pour la mise en
     place des enrobés.
     Vérifications visuelles
     des équipements
     permettant l’épandage
     des enrobés.

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Vérification du bâchage des camions

     Il faut s’assurer que les bâches soient le plus
     hermétique possible sur la benne afin de limiter la
     perte de température lors du transport des
     enrobés.
 Protection adéquate par temps froid   Protection inadéquate par temps froid

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Vérification de l’état de la surface granulaire

     Quelques vérifications visuelles sont réalisées au niveau
     de la fondation supérieure
        Surface compacté et stable ?
        Surface sèche ?
        Ségrégation ?
        Non gelée ?
        Surface plane ?
        (pas d’irrégularité) ?

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Mise en place du liant d’accrochage et/ou d’imprégnation
     Liant d’imprégnation (sur surface granulaire):
          Lorsqu’exigé aux plans et devis
          La pose est recommandée si une pente longitudinale de l’ordre de 5 % et plus est observée.
          Une planche d’essai peut s’avérer nécessaire pour s’assurer que les matériaux granulaires absorbent bien le
          liant d’imprégnation et éviter le surdosage
     Liant d’accrochage:
          Sur les surface verticales (contact avec bordures, trottoirs, parois et joints de construction)
          Entre chacune des couches d’enrobés bitumineux
     Taux d’application (tolérance ± 10%)
          Quantité sur débitmètre/Surface

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Exemple de mise en place du liant d’accrochage

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Vérification du taux de pose de l’enrobé bitumineux
 Le taux de pose permet de calculer l’épaisseur
 moyenne de l’enrobé bitumineux mis en place.

 Quand l’entrepreneur utilise un VTM, pas de
 vérification ponctuelle possible. Le taux de
 pose moyen doit être calculé en fin de journée.

 Le taux de pose est obtenu en divisant le
 tonnage d’enrobé mis en place par la
 superficie (aire de la surface à paver)
      Les dimensions de la zone à paver doivent être
      mesurées
      Unités : kg/m2

 La règle générale au chantier est:
      Épaisseur estimée = Taux de pose / 2.4
      Utiliser: 94,5% de la masse volumique provenant de la
      Dmax de la formule

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Vérification du taux de pose de l’enrobé bitumineux

                                  Épaisseur de pose
     Mesure du taux de pose de l’enrobé - Exemple
     Dans tous les cas, la mesure du taux de pose s’effectue de la façon suivante :
       Exemple de données
       • Quantité d’enrobé posée : 153,2 t
       • Longueur de la bande couverte : 544,1 m
       • Largeur de la bande : 3,1 m
       Conversion des tonnes en kilogrammes
       • 153,2 t × 1 000 kg/t = 153 200 kg
       Calcul de la superficie couverte
       • Superficie = longueur × largeur
       • Superficie = 544,1 m × 3,1 m = 1 686,7 m²
       Calcul du taux de pose
       • Taux de pose = quantité d’enrobé posé /surface couverte
       • Taux de pose = 153 200 kg/ 1 686,7 m2 = 90,8 kg/m²

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Vérification du taux de pose de l’enrobé bitumineux

                             Épaisseur de pose (suite)
     L’expérience du personnel de chantier démontre que des valeurs se situant
     entre 93 % et 96 % d’une masse volumique maximale sont généralement
     observées en chantier lors de l’évaluation de la compacité des enrobés, soit
     une moyenne de 94,5 %.
       Exemple de données :
       • Taux de pose = 90,8 kg/m2
       • Densité maximale de la formule = 2,700
       Transformer la densité maximale de la formule de mélange en masse
       volumique maximale.
       • Masse volumique maximale = 2,700 × 997,044kg/m3 = 2692kg/m3
       Calculer l’épaisseur de l’enrobé selon le taux de pose ainsi que la masse
       volumique issue de 94,5 % de la densité maximale de la formule de mélange.
       • 2692 kg/m3 × 0,945 = 2544kg/m3

       Épaisseur = (90,8 kg/m2 / 2544kg/m3 ) × 1000 mm/m = 35,7 mm

41

Vérification de la compacité du revêtement
bitumineux (LC 26-510)
     Un lot équivaut à 6 résultats de compacité
         Constitué de la quantité d’enrobé posé durant
         la journée pour chacune des formules d’enrobé
         bitumineux
     La compaction exigée est de:
         Chaussée: 93,0 % à 98,0 %
         Structure: 92,0 % à 98,0 %
     Si la compaction est non conforme ?
         Réévaluation par carottage
         Aucun carottage sur les structures (=pénalité)
     Condition de compactage particulière
         Structure: vibration interdite
             Solution = Compaction statique et/ou utilisation
             d’un rouleau en mode oscillant

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Vérification de l’homogénéité de pose par
thermographie
     La thermographie permet de
     s’assurer que la température de
     l’enrobé mise en place en
     homogène
     Les vérifications sont basées sur
     température maximale et
     température minimale sur 3
     points.
     Ces vérifications permettent de
     détecter la présence de
     ségrégation thermique
     longitudinale (Devis du MTQ)
     La thermographie est réalisée
     quand il y a usage d’un véhicule
     de transfert de matériaux (VTM)

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Vérification de l’homogénéité de pose par thermographie

     Les vérification sont effectuées à
     l’aide d’une caméra provenance des
     manufacturiers FLUKE, FLIR et TESTO

     Une formation spécifique est
     nécessaire. La partie théorique est
     donnée par le MTQ et la partie
     pratique est donnée par soit par le
     responsable formateur désigné dans
     chacune des firmes, soit par le MTQ.

     Dorénavant, le logiciel Analyseur
     Thermo du MTQ doit être utilisé
     pour l’analyse des données.

     Une pénalité est appliquée si
     ségrégation thermique longitudinale

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Vérifications au niveau du joint longitudinal

     Les vérifications réalisés sont:
        Position du joint (ne doit pas se
        situer sous le passage des roues)

        Compaction du joint (si au devis)

        Pas de joint longitudinal en fin de journée

        Température (si < 85°C, application d’un
        produit adhésif pour joints longitudinaux)

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Vérification de la différence de hauteur au niveau du joint
transversal (LC 26-600)

         La vérification est réalisé au niveau des irrégularités
         entre 2 points de contact :
             Ne doivent pas être > 5 mm dans 3 m (couche de surface)
             Ne doivent pas être > 6 mm dans 3 m (autres couches

     Joint creux ou dépression du revêtement   Changement de pente longitudinal concave

46

Vérification de la différence de hauteur au niveau du
joint transversal (LC 26-600)

     Si changement de pente convexe longitudinal, extrémité
     libre de 1,5 m de la règle de 3 m ne doit pas excéder:
        5 mm pour route avec vitesse V > 90 km/h
        6 mm pour route avec vitesse 60 km/h < V < 90 km/h
        8 mm pour route avec vitesse V < 60 km/h

47

Vérification de l’épandage manuel dans les zones
restreintes
     Surtout lorsqu’il y a
     présence d’accessoires
     Endroit compacté à la
     plaque vibrante
     S’assurer de l’absence de
     ségrégation

48

Prise d’échantillons au chantier
     Permet d’établir un comparatif entre les
     échantillons récupérés par l’entrepreneur et
     ceux pris au chantier par le laboratoire
     mandaté par le Ministère.

     Prises d’échantillons
         Enrobés bitumineux: dans la paveuse
         lorsque possible (2 boîtes)
          Bitume: à la centrale sur la ligne
         d’alimentation en bitume (2x1L)
         Liant d’accrochage: au robinet
         d’échantillonnage de l’épandeuse (2x1L)

49

Références bibliographiques
     Ministère des Transports du Québec. (2019). Enrobés à
     chaud formulés selon la méthode de formulation du
     Laboratoire des chaussées
     Ministère des Transports du Québec. (2019). Guide
     d’assurance de la qualité – Enrobés à chaud, édition
     2020
     Bureau de normalisation du Québec. (2014).
     BNQ 2560-114/2014 Travaux de génie civil - Granulats

50

Merci
beaucoup
 de votre
attention!