Les joints à copeaux sont l’une des techniques de préservation de la chaussée les plus couramment utilisées. Parfois appelés aussi couches de scellement ou traitements de surface, les sceaux à copeaux sont un liant à base d’asphalte pulvérisé sur une surface de chaussée préparée, suivie immédiatement d’une application de granulats (copeaux). Le roulement place ensuite les copeaux dans le classeur. Après durcissement, la surface est balayée pour éliminer tout agrégat en vrac.

Les joints à copeaux sont utilisés dans diverses applications, notamment les joints à simple puce, les joints à double puce, les joints de cape et les intercalaires à membrane absorbant les contraintes (SAMI).

Les bases du joint à puce

Différents types de liants peuvent être utilisés dans un joint à puce. Le liant peut être appliqué à froid ou à chaud. Les liants appliqués à froid comprennent les émulsions à prise moyenne et à prise rapide modifiées et non modifiées. Les liants appliqués à chaud peuvent être des ciments bitumineux modifiés par des polymères, des mélanges de caoutchouc bitumineux et de caoutchouc polymère / chapelure, ainsi que des ciments bitumineux non modifiés. Le type de liant approprié est sélectionné en fonction de l'état de la chaussée, du climat, des propriétés des agrégats, de la durée de vie utile souhaitée et des considérations de coût.

Un pare-copeaux est conçu pour sceller et protéger une chaussée de l'oxydation et des intempéries en colmatant les petites fissures de la surface de la chaussée et en empêchant l'intrusion d'eau et d'air. Un joint à copeaux peut également être utilisé pour traiter les problèmes de ravelement (perte d'agrégat), corriger les problèmes de purge et de rinçage, améliorer la résistance au dérapage et, d'une manière générale, prolonger la durée de vie de la chaussée. Les joints à copeaux ne conviennent pas à tous les revêtements; la structure existante doit être saine et ne présenter que des défauts de surface mineurs. Ils ne conviennent pas aux surfaces défoncées, défoncées ou gravement affligées.

À des fins de préservation, les sceaux à copeaux doivent être appliqués sur des chaussées relativement en bon état, sans dommage structurel. Une fois que les dommages structurels sont survenus, les traitements d’entretien préventif ne sont plus applicables et des stratégies correctives plus complexes sont nécessaires. Ainsi, la sélection des projets est un facteur critique dans le succès des sceaux à copeaux en tant que technique de conservation.

Lorsqu’un joint en copeaux est appliqué sur une chaussée en bon état, six à huit années de service supplémentaires sont attendues. Pour les chaussées plus en difficulté, on peut s'attendre à moins d'extension de service (quatre à six ans sur les chaussées en bon état et trois à quatre ans pour les chaussées en mauvais état).

Approche historique

De nombreuses agences s'appuient sur l'expérience et le jugement plutôt que sur l'ingénierie pour la conception et la construction de sceaux à puce, considérant ces procédures comme un «art» plutôt que scientifique. Les meilleures pratiques en matière de scellement des copeaux dans la synthèse 342 du NCHRP ont conclu que «… l'expérience du personnel des agences de voirie semble être le principal facteur de réussite du scellement des copeaux».

Avec cette approche, l'utilisation de «meilleures pratiques» est essentielle. Les considérations suivantes sont importantes.

• Les conditions météorologiques pendant la construction ont une influence directe sur les performances. Le temps doit être chaud et sec pour favoriser le durcissement et le durcissement corrects du liant. Surveillez les prévisions météorologiques pour éviter les problèmes météorologiques potentiels et éviter les pertes éventuelles de copeaux.

• Avant de commencer les travaux d'étanchéité, préparez et nettoyez la surface existante. Remplissez les nids-de-poule, nivelez les ornières et colmatez les grandes fissures.

• Le contrôle de la circulation est important. La vitesse de circulation doit être réduite / contrôlée jusqu'à ce que le liant soit fini, que le laminage soit terminé et que le premier balayage se soit produit. Faites particulièrement attention à ne pas rayer et freiner trop fort sur la nouvelle surface.

• Les taux d'application doivent être sélectionnés en fonction des conditions du site. Des taux d'application corrects des liants et des agrégats permettent d'obtenir des joints de copeaux durables. Le taux de liant doit être ajusté si la surface existante est absorbante, altérée ou rincée et doit tenir compte du nombre de véhicules. Trop peu de liant peut entraîner une perte globale; trop de liant peut entraîner des saignements. Les copeaux d'agrégats doivent être incorporés dans le liant à environ 50 à 70% de leur épaisseur après le laminage et le trafic a complètement absorbé les particules d'agrégats. Le taux d'étalement des copeaux doit avoir pour résultat une profondeur de pierre couvrant uniformément la surface existante sans excès d'agrégat. Trop peu d'agrégat entraîne une couverture insuffisante et un suivi de l'asphalte. Trop d'agrégat est une perte d'argent et les copeaux supplémentaires peuvent entraîner le déplacement de l'agrégat.

• L’état des copeaux est important. Un agrégat propre est nécessaire; le liquide n'adhère pas aux agrégats trop poussiéreux ou trop humides. Les copeaux doivent être écrasés et durables pour assurer un scellement durable. L’épandeur de copeaux doit suivre le distributeur de liant aussi étroitement que possible. Les copeaux doivent être répartis sur le liant immédiatement après son application. La procédure de roulement est essentielle pour incorporer les puces dans le liquide et favoriser une bonne liaison. Les copeaux doivent être enroulés immédiatement après l’épandage avec un rouleau pneumatique.

• Une barre de pulvérisation de distributeur correctement ajustée est essentielle à une application uniforme. Ajustez la hauteur de la barre de pulvérisation ainsi que la taille et les angles des buses pour assurer une répartition uniforme. Des traînées grasses et des saignements peuvent se développer lorsque le liant est appliqué trop fortement. Les copeaux peuvent être perdus dans les zones maigres.

• Un balayage léger avec une pression minimale vers le bas est nécessaire pour éliminer les agrégats en vrac sans déloger ou rouler les copeaux incorporés. Le timing est important. Si l'opération de balayage commence avant que le liant ne soit mis, cela détachera l'agrégat de couverture.

Approche technique

En raison de l’importance des sceaux à puce en tant que technique de conservation, beaucoup de travail a récemment été fait pour passer à une approche technique plus technique. Des progrès ont été réalisés dans les matériaux, les procédures de conception et d’essai et les équipements d’application. Les améliorations des matériaux comprennent l’utilisation d’émulsions modifiées par des polymères, des spécifications plus strictes concernant l’utilisation de puces à taille unique, l’utilisation de fibres, d’additifs pour chapelure, etc. Des équipements informatiques ont été développés pour faciliter l’application uniforme des matériaux et le progrès.

De plus, des recherches importantes ont été effectuées. L'un des efforts, dirigé par Scott Shuler de l'Université d'État du Colorado, a abouti à plusieurs recommandations et avancées potentielles. Ce travail a été effectué dans le cadre du projet NCHRP 14-17 et est présenté dans le rapport 680 du NCHRP, «Manuel pour les scellés à copeaux à base d'émulsion pour la préservation de la chaussée».

Cinq produits visant à améliorer la conception et la construction des joints à copeaux ont été identifiés dans cette recherche. C'étaient:

• Test de balayage modifié et teneur en humidité critique Un test de laboratoire simulant le balayage rotatif a été mis au point. Le test détermine le moment pour le balai et l'ouverture au trafic en contrôlant la teneur en humidité qui correspond à l'adhérence nécessaire à la rétention de la puce.

• Test de consistance sur le terrain Ce test utilise un viscosimètre à coupelle de Wagner, un appareil utilisé pour mesurer la consistance des peintures, afin de mesurer la consistance des émulsions.

• Texture de la chaussée Une corrélation a été développée entre le test de correction de sable et le mètre de CT (texture circulaire). La mesure de texture résultante peut être utilisée pour ajuster les vitesses de pulvérisation en émulsion pendant la construction.

• Récupération des résidus et propriétés souhaitables La méthode de récupération des résidus d’émulsion en boîte agitée (SCERR) est recommandée pour obtenir des résidus afin de mesurer les propriétés physiques de l’émulsion.

• Mesure de l'intégration des agrégats sur le terrain Deux méthodes d'intégration de la puce ont été développées. Le volume constant est simple à réaliser, mais perd de la précision avec un taux d’intégration supérieur à 50%. La méthode du diamètre constant peut être utilisée pour estimer l’intégration jusqu’à 80%.

En outre, cinq procédures de test standardisées ont été rédigées pour examen et des recommandations ont été proposées pour une étude supplémentaire.

Conclusion

Traditionnellement, les joints à copeaux fournissaient un traitement de surface rapide, fiable et économique qui isolait l'eau, améliorait la tenue de route et préservait la chaussée pendant des années. Les récents progrès technologiques dans les procédures de test et de conception, les matériaux et les équipements ont considérablement réduit la dépendance à l'expérience et au jugement associés aux sceaux à puce du passé. Le joint à copeaux d’aujourd’hui peut être placé de manière fiable sur une variété de trottoirs dans une grande variété de conditions.

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