L'utilisation de géosynthétiques dans les revêtements d'asphalte a été largement acceptée depuis leur introduction il y a plus de 50 ans. Des produits de différents types ont été utilisés pour renforcer l'asphalte ou pour fournir une couche intermédiaire relativement imperméable, améliorant ainsi les performances à long terme du revêtement.
En général, la fissuration réfléchissante du béton bitumineux est causée par des effets environnementaux, en particulier par la température et des charges répétées. Ces fissures peuvent être divisées en quatre types de base: les fissures réfléchissantes, les fissures latérales, les fissures longitudinales et les fissures en mosaïque.
History
E. Beck décrit les premières tentatives des ingénieurs des transports pour améliorer les propriétés de surface des revêtements en posant des textiles tissés entre des couches individuelles d'asphalte liquide, qui ont eu lieu en Caroline du Sud (États-Unis) dans les années 1930.
Dans les années 1950, des grilles métalliques offrant une protection prometteuse contre la propagation des fissures et le suivi des roues ont été développées. Cependant, ces produits étaient difficiles à installer en raison de leur structure très rigide. SF Brown et M. Brunton ont prouvé que le processus de broyage et de recyclage ultérieur est très compliqué.
Un développement majeur a eu lieu dans les années 1960 avec l'introduction des géotextiles. Ces matériaux étaient résistants à l'eau et aux réactions chimiques dans la structure d'asphalte. Il a été prouvé que les géotextiles non tissés apportent une valeur ajoutée sous forme de soulagement des contraintes et d'imperméabilité à l'eau; la plupart des études de recherche ont conclu qu'ils sont incapables d'empêcher la propagation des fissures.
La première utilisation de géogrilles capables de résoudre ce problème remonte au début des années 1980. La géogrille rigide biaxiale en polypropylène à structure ouverte développée au Royaume-Uni a été testée de manière intensive dans de nombreuses applications in situ ainsi que par l'Université de Nottingham.
Les résultats ont montré que les géogrilles sont capables de réduire les déformations jusqu'à 70% et de ralentir considérablement la propagation des fissures réfléchissantes. Une autre innovation populaire dans ce domaine a été l'introduction de fibres de verre comme composant principal de la grille de renforcement.
Les fibres de verre confèrent à la grille une rigidité élevée et une faible déformation, ainsi qu'une excellente résistance à un allongement supplémentaire. Ce dernier, en particulier, est important pour le transfert de charge causé par les changements de température dans la chaussée. De plus, les fibres de verre facilitent le broyage et le recyclage.
Fonction de renforcement de la géogrille
La couche intermédiaire de géogrille devrait réduire la contrainte longitudinale dans la chaussée causée par la charge du transport et les changements de température. La fonction de renforcement de la géogrille est assurée par deux aspects majeurs.
Le premier est donné par les propriétés des nervures de renfort limitant la propagation de la fissure, le second est donné par la déformation de la grille, qui absorbe l'énergie au fond de fissure, empêchant ainsi la fissure de se développer vers l'extérieur.
Chaque fois qu'une fissure commence à se développer dans des chaussées avec géogrilles, les nervures de la géogrille transfèrent les forces de traction correspondant au mouvement ou à l'ouverture de la surface de la fissure. Grâce à cela, la géogrille est capable d'empêcher la propagation et la croissance de la fissure.
Dès que le processus est arrêté, le déplacement de cisaillement vertical de la surface de la fissure sera empêché ou le déplacement de cisaillement vertical réduit de la surface de la fissure sera réduit en raison de l'emboîtement des agrégats dans le mélange d'asphalte, ce qui prolongera la durée de vie de la chaussée.
En général, la géogrille peut être considérée comme une couche visqueuse après son installation. Lorsque la fissure s'étend de la couche de recouvrement à la couche de renforcement, la géogrille absorbera l'énergie aux extrémités de la fissure. L'effet absorbant perturbera la distribution d'énergie dans la fissure, ralentissant ainsi la croissance de la fissure.
Géogrille en fibre de verre
Grille de verre ADFORS® a été fabriqué et continuellement amélioré par Saint-Gobain ADFORS depuis 1984. Il est composé de fibres de verre enduites d'un polymère élastomère spécial offrant une excellente protection et une adhérence accrue aux couches d'asphalte pour le collage final. Par conséquent, il a le module d'élasticité élevé requis à faible allongement et il est relativement bon marché par rapport à d'autres technologies.
Grille de verre ADFORS peut être appliqué de différentes manières selon les besoins de l'investisseur. Généralement, il est installé sur une surface plane à l'aide d'une couche d'adhérence avant l'application de la couche d'asphalte et le compactage.
Grâce à son support adhésif activé par pression éliminant le besoin de couche de liaison, l'installation est très uniforme, lisse, propre et résistante aux dommages causés par les véhicules de construction. Le chargement en laboratoire des carrés avec ADFORS GlasGrid a démontré que les échantillons renforcés étaient 2 à 3 fois plus résistants à la déformation que les échantillons non renforcés et les fissures ne se sont pas propagées à travers les couches au-dessus de la géogrille.
GlasGrid adhère entièrement à la couche d'asphalte supérieure et maintient les deux couches ensemble pendant le test. Ces produits de renforcement d'asphalte ont été utilisés dans de nombreux projets au Royaume-Uni et aux États-Unis, où ils ont réussi à réduire les effets de la fissuration réfléchissante à condition qu'ils soient correctement installés.
En d'autres termes, ils n'ont pas éliminé la formation de fissures, mais ont réduit leur nombre et ils ont également pu les maintenir à une micro-fissure et à une taille de fissure des cheveux plus longtemps. ADFORS GlasGrid est utilisé et amélioré depuis plus de 30 ans et pendant cette période, il a été utilisé avec succès pour lutter contre les fissures réfléchissantes dans les chaussées en asphalte partout dans le monde.
Grille de verre ADFORS a déjà été utilisé et documenté dans plus de 200 projets aéroportuaires à travers le monde. Le projet décrit ci-dessous au Canada est particulièrement intéressant du point de vue de l'histoire et des propriétés à long terme du produit.
L'aéroport Centralia, Exeter, Ontario, Canada
L'aéroport de Centralia, en Ontario, sur le site du Huron Industrial Park, est une ancienne base d'entraînement de la Seconde Guerre mondiale maintenant utilisée pour les avions légers. En 1966, l'aéroport a été remis à l'administration civile et en 1992, il a été décidé de réhabiliter la surface de l'aéroport.
Les couches superficielles existantes étaient extrêmement oxydées et endommagées par des fissures parasites. En raison d'un climat très humide causé par la proximité des Grands Lacs et des changements fréquents de température, où la température moyenne la plus élevée était de 27 ° C en juillet et la plus basse était de -10 ° C en janvier, la surface présentait des éléments thermiques, mosaïques, longitudinaux et fissures latérales.
Deux solutions ont été envisagées - utiliser des couches d'asphalte plus épaisses ou utiliser des couches d'asphalte plus minces en combinaison avec GlasGrid. En raison du coût élevé de la première option et de la présomption que les fissures se propageront à travers la structure en raison des changements de température, la solution avec grille de renforcement a été choisie.
La surface endommagée existante se composait d'une couche de béton bitumineux de 80 mm avec une couche de WWF (toile métallique soudée), d'une couche de liant de 50 mm, d'une couche de béton de 180 mm et d'une couche de base de 300 mm. La piste 16/34 avait une couche de béton bitumineux de 80 mm sur une couche de base de 300 mm. Cette surface a été recouverte d'une couche de base de 50 mm (pas la piste), GlasGrid a été installé, et par la suite, une couche de roulement de 45 mm a été appliquée. Au total, la superficie de plus de 60,000 XNUMXm2 était couvert.
Une inspection effectuée en 2007 a révélé que même après treize ans de service, les surfaces renforcées présentaient un minimum de fissures. Brad Pryde, l'ingénieur du projet, a commenté le projet: «Nous avons appliqué GlasGrid 8501 à la couche de base de l'aéroport de Centralia dans le but d'empêcher la propagation de fissures réfléchissantes car il y avait des craintes que les fissures dans la fondation se propagent à la couche de roulement. . Après 13 ans de conditions météorologiques au Canada, les fissures réfléchissantes sont minimisées et nous sommes très satisfaits de la performance de GlasGrid dans cette application.
Le projet a démontré la capacité d'ADFORS GlasGrid à limiter les effets de la fissuration réfléchissante dans les superpositions. Un examen supplémentaire effectué en 2012 a conclu que les fissures qui se sont propagées à la couche d'usure sont limitées ou qu'elles se trouvent à des endroits où de sérieuses fissures dans la plate-forme ont été trouvées avant l'application.
Résumé
Des grilles de renforcement en fibre de verre sont utilisées pour limiter la propagation des fissures réfléchissantes dans les revêtements d'asphalte depuis plus de 30 ans. Aujourd'hui, plus de 200 aéroports où ces éléments de renfort ont été utilisés pour la reconstruction des pistes, des voies de circulation et des aires de trafic sont documentés.
Des tests in situ en laboratoire, ainsi que des applications réelles, ont démontré qu'ADFORS GlasGrid est capable de limiter la propagation des fissures réfléchissantes 2 à 3 fois si elles sont correctement conçues et appliquées. Cela conduit à une durée de vie prolongée de la chaussée et à une réduction des coûts de réparation et d'entretien. Pour les chaussées d'aérodrome standard, cet avantage peut réduire les coûts du cycle de vie des revêtements d'asphalte jusqu'à 20-30%
