INVESTIR AVEC L’INTERFACE DE RENFORCEMENT ET ANTI-FISSURES IKO GRID, C’EST ECONOMISER A LONG TERME

INVESTIR AVEC L’INTERFACE DE RENFORCEMENT ET ANTI-FISSURES

IKO GRID, C’EST ECONOMISER A LONG TERME

1.Introduction

Au cours des dernières décennies, l’intensité du trafic routier est en constant accroissement. De plus, les charges de trafic qui s’exercent sur la structure de la route ont augmentées. De ce fait, à l’heure actuelle, des travaux d’entretien intensifs sont nécessaires sur les routes. Les cycles de renouvellement ou de réparation se raccourcissent de plus en plus. Les travaux d’entretien et de renouvellement sur les routes entravent le flux du trafic. C’est la raison pour laquelle un revêtement de route durable devrait être élaboré dans le cadre de la remise en état afin que les futurs travaux d’entretien puissent être minimisés.

2.Présentation de l’IKO Grid

A titre de prévention contre des dégradations ultérieures, des mesures ciblées doivent être prises dans le cadre de la remise en état. Le bitume dans la nouvelle couche de revêtement peut être modifié afin de contrer les futures déformations plastiques. Le recours à un revêtement résistant à l'orniérage est adapté comme mesure de renforcement. Le recours à des éléments de traction (armatures de chaussées) permet de lutter contre les déformations structurelles, les fissures de fatigue ainsi que les réflexions des fissures provenant de l’ancienne couche de revêtement existante.

C’est dans ce cadre qu’intervient la mise en œuvre d’une interface.

Les armatures de chaussées pré-enrobées de bitume IKO Road sont intégrées dans les revêtements bitumineux depuis 1996, en Suisse, Norvège, Allemagne, Hollande,… avec succès pour augmenter leur durabilité. Les grilles IKO Road réduisent les fissures de fatigue ainsi que la formation de fissures thermiques. La grille IKO Road en fibres de carbone, Iko Grid Carbo G 200-200, augmente en plus la valeur structurelle du revêtement bitumineux. La grille IKO Road en fibres de carbone correspond à la valeur structurelle d’une couche d’asphalte de 3 à 4 cm d’épaisseur.

En agglomération, cela permet des variantes intéressantes de réparation. Un revêtement existant ancien peut, par exemple, être raboté sur une profondeur de 3 cm et être remis en état au moyen d’une armature en fibres de carbone ainsi que d’une nouvelle couche de revêtement de 3 cm d’épaisseur. La valeur structurelle de la couche de revêtement ainsi armé, équivaut alors à une couche d’enrobé non armé d’une épaisseur de 6 à 7 cm. Les bordures et les trottoirs ne sont pas affectés lors des travaux de rabotage sur une profondeur de 3 cm. Comme l’ancien niveau existant est conservé après la remise en état, il n’est pas nécessaire de rehausser les équipements routiers (grilles, écoulements,…). Les revêtements à couches minces armés en fibres de carbone sont ainsi des alternatives à la remise en état complète des revêtements bitumineux, et cela à un prix économique.

Le maintien de la structure des Interfaces IKO Road, pour le transport et la manutention, est assuré par un pré-enrobage des fibres avec du bitume. Lors du déroulage et de la mise en place du treillis sur la couche d’enrobé ou d’une interface en membrane bitumineuse épaisse cloutée (SAMI), le maillage est dissout par la chaleur de la nouvelle couche. Les faisceaux de fibres de carbone ou de fibres de verre sont désormais libres de se déplacer. Lors du compactage, la liberté de déplacement des faisceaux de fibres permettent aux gros grains du matériau d’apport de s’imbriquer avec l’ancien revêtement. Les faisceaux de fibres s’adaptent longitudinalement et transversalement aux inégalités du revêtement existant. Grâce à la technique IKO Road «Ouverture des noeuds sous l’influence de la chaleur», on obtient une liaison des couches selon Leutner > 12kN resp. > 15 kN (carotte de 150 mm)

3. Liaison des couches des revêtements bitumineux armés

Une armature fonctionne seulement si celle-ci se trouve dans une matrice garantissant une parfaite liaison des couches. Les forces de traction provenant de l’armature sont introduites dans les couches d’enrobés placées au-dessus et en-dessous par l’intermédiaire de la liaison des couches. Les différentes directives européennes et les normes de construction de route exigent une force de cisaillement > 12 kN resp. > 15 kN (méthode Leutner, carotte de Ø 150 mm)

Par contre, avec les armatures de chaussées pré-bitumées IKO Road, il n’existe aucune couche intermédiaire. Les faisceaux de fibres s’ouvrent sous l’effet de la chaleur lors de la pose. Par conséquent, la pose dans les virages des routes est possible. La structure de la grille est à nouveau dissoute lors de la mise en place de la couche supérieure d’enrobé à une température avoisinant les 130 - 150°C. Les faisceaux en fibres de carbone ou en fibres de verre sans possibilité de déplacement cèdent sous la pression des grains du revêtement supérieur. Pendant le compactage, les gros grains pénètrent entre les faisceaux mobiles des fibres des grilles IKO Road et s’imbriquent sans entrave dans la géométrie du support. Les faisceaux de fibres de l’armature IKO Road sont également mobiles dans le sens longitudinal. Ils s’adaptent au support en fonction des inégalités.

Anciennement, avec les treillis d’enrobés traditionnels, la structure fixe de la grille empêche la pénétration des gros grains du revêtement supérieur. En conséquence, les treillis traditionnels ont tendance à former des ondulations lors de la pose du revêtement. Avec les treillis traditionnels, la liaison des couches exigée est atteinte seulement si un enduit superficiel SAMI supplémentaire est appliqué sur le treillis. Les gravillons pré-enrobés (4 à 8 mm) du SAMI garantissent la liaison des composants et de ce fait la liaison mécanique des couches.

Les treillis de renforcement traditionnels forment des ondulations.

Ils sont compliqués à mettre en œuvre.

4. Couche d’accrochage sous l’armature de chaussées

La quantité de la couche d'accrochage varie en fonction de la rugosité du fond et du type d’émulsion, 250 - 300 g/m² d’émulsion à 60% de bitume. La valeur maximale de 300 g/m² ne doit pas être dépassée pour une grille d’armature pré-enrobée de bitume. Le renfort ne peut être posé que sur une émulsion sèche (claquage). Si la grille est posée sur des endroits ombragés ou lors de fraîches journées d'automne, le problème du ramollissement de l'émulsion adhésive ne se pose pas.

Les fibres de carbone et les fibres de verre conviennent pour la fabrication de renforcements de chaussées. Les deux fibres présentent une résistance importante à la rupture et ont par conséquence un effet d’armature élevé. Lors du fraisage, les fibres se cassent en brins d’une longueur de 1cm à 8cm maximum. Le fonctionnement de la raboteuse n’est donc pas altéré.

L’enrobé peut ainsi revenir dans le circuit de recyclage.

Les armatures en fibres de carbone, tout comme les armatures en fibres de verre, sont utilisées dans la couche d'enrobé pour réduire la fissuration. Les deux types d'armature accroissent la longévité. La couche de fibres de carbone sert également à améliorer la qualité de la structure.

5. Action du climat

En Belgique, le Centre de recherches routières CRR a testé différentes armatures pour enrobé. Une nouvelle couche de 7 cm d’épaisseur est posée sur une ancienne couche de revêtement fissurée (la fissure est simulée par fraisage). Différentes armatures de chaussées ont été incorporées entre l’ancienne et la nouvelle couche d’asphalte. L’ouverture de la fissure sous l’action des fluctuations de température a été simulée par un liquide alternativement congelé et décongelé. Les résultats montrent qu’il est possible d’éviter une réflexion des fissures avec les grilles IKO Road, Iko Grid Carbo G 200-200 et Iko Grid Glass GV 120-200 incorporés à la liaison des couches.

Le système d’essai a été modélisé selon la méthode des éléments finis à l’aide du programme Lusas. La modélisation sur le système non armé confirme que les contraintes dans la couche d’enrobé peuvent monter jusqu’à 46.8 N/mm2. L’enrobé ne peut toutefois absorber qu’une contrainte maximale de 3.5 N/mm2. Par conséquent, dans la couche de revêtement non armée la fissure se réfléchit jusqu’à la surface. La modélisation sur le système armé révèle qu’un léger décollement se produit sur le bord de la fissure. Il est ainsi possible d’introduire les forces dans l’armature. Dans le modèle armé, les contraintes dans la couche de roulement étaient inférieures à 3.5 N/mm2. Il est par conséquent possible de bloquer la réflexion des fissures. La modélisation montre que la réduction des contraintes dans la nouvelle couche d’enrobé a pu être réduite de 25 à 40 % à une température d’essai de - 10 ºC grâce à l’armature en fibres de carbone.

6. Pose de l’Interface IKO Grid

Grâce à son pré-enrobage de bitume et de ses nœuds libre, l’interface IKO Grid se pose avec une machine spécialement conçue pour la pose mécanique par THERMO-SOUDAGE, ce qui permet de poser l’IKO Grid dans ses courbes sans déformation.

Il n’est plus nécessaire d’utiliser des fixations métalliques, qui empêchaient le fraisage de l’interface.

7. En Résumé

Le système de renforcement IKO Grid pour revêtement bitumineux

Il est constitué dans le deux sens de fibres de Carbone ou de fibres de verre pré-enrobées de bitume pour des renforts ponctuels ou en pleine surface en revêtement bitumineux.

- Augmente la capacité de charge

- Absorbe les efforts moyennant un faible allongement

- Minimise la formation de fissures et empêche les fissures de réflexion

- Réduit les fissures de fatigue et thermiques

- Réduit la consommation d’émulsion grâce à son pré-enrobage de bitume

- Est fixé directement sur l’émulsion par thermo-soudage sans attaches mécaniques

- Dissolution de la structure du treillis fibres de verre ou fibres de carbone sous l’action de la chaleur

- Ouverture de ses faisceaux fibreux lors de la pose de l’enrobé (nœuds libres)

- Utilisation locale pour des fissures existantes, joints d’étampage ou surface complète

- Mise en œuvre de l’enrobé immédiatement après pose de l’interface IKO Grid

- Résistance obtenue sans la pose d’une couche SAMI-OB

- Pose efficace grâce à la machine de déroulement mécanique, même dans les courbes grâce à sa pose par thermo soudage

- Effet optimal dès la pose de l’enrobé d’une épaisseur théorique de 2cm

- Pas de problème de fraisage, peut être utilisé en recyclage

8. Extrait du Qualiroute 2018

M. 4.

M. 4.4. INTERFACES BITUMINEUSES AVEC GEOGRILLES EN MATERIAUX

SYNTHETIQUES (Fibres de verre ou fibres de carbone)

C. 27.1. GEOGRILLE SYNTHETIQUE POUR INTERFACES ANTI-FISSURES POUR REVETEMENTS BITUMINEUX

C. 27.1.1. DESCRIPTION

Les géo grilles pour interface anti-fissures sont des structures planes, constituées d’un réseau perpendiculaire et régulier d’éléments résistant à la rupture (fibres de verre ou fibres de carbone), et destinées à être utilisées comme interface anti-fissures dans les revêtements bitumineux

C.27.1.3.2 GEOGRILLES PREENROBEES DE BITUME POLYMERE

Ces géo grilles sont pré-enrobées en usine d’un bitume polymère. Dans ce cas, la quantité de liant enrobant les fibres de verre et/ou de carbone peut varier entre 250 et 350 g/m². En complément, du sable est également saupoudré en usine sur ce bitume.

Une fine feuille de polyéthylène destinée à permettre un déroulage aisé de la géo grille pré-enrobée adhère à celle-ci. Cette feuille de PE est chauffée et fondue par la machine spécialement conçue pour poser mécaniquement la géo grille. Cette feuille a une épaisseur comprise entre 5 et 10 microns.

Pour tous renseignements, projets, cahiers des charges: Frédéric Les 0479/07.37.40