Définitions
Les techniques coulées à froid comprennent différents produits qu’il est important de distinguer.
Coulis bitumineux
Ce sont des mélanges d’une émulsion de bitume, de granulats minéraux, d’eau et d’additifs spécifiques dans des proportions définies, malaxés et appliqués de façon uniforme sur une surface proprement préparée. Ils sont destinés en priorité à imperméabiliser ou à préparer certains supports avant réalisation d’une couche de roulement. Ils se caractérisent par une granularité n’excédant pas 4 mm. Les matériaux minéraux constituant le squelette peuvent être roulés, concassés ou un mélange des deux.
Le liant est, en général, une émulsion de bitume pur.
La teneur en fines est supérieure ou égale à 12 % et le module de richesse est supérieur ou égal à 4.
Enrobés coulés à froid
Les ECF sont avant tout des enrobés pour couche de surface, destinés à imperméabiliser les supports et à apporter une très bonne adhérence. Ils se caractérisent principalement par :
- l’utilisation exclusive de granulats de roche massive identiques à ceux pour enrobés à chaud pour couche de surface,
- une granularité supérieure ou égale à 6 mm,
- une teneur en fines variant généralement de 6 à 10 %,
- un module de richesse inférieur ou égal à 4,
- l’utilisation fréquente d’une émulsion d’un liant modifié par ajout de polymère. Cet ajout peut être réalisé, soit dans le bitume de base, soit sous forme de latex au cours de la fabrication de l’émulsion,
- la formulation de l’émulsion et le choix des granulats, de façon à obtenir un temps court de rupture et de réouverture au trafic.
Constituants – Formulation
Constituants d’un ECF
Granulats
Ils constituent 85 à 90 % en poids de l’ECF en fonction de la granulométrie et ont une très grande influence sur les performances. Les meilleurs résultats sont obtenus avec des granulats provenant de roches massives 100 % concassées, propres et de bonnes propriétés mécaniques.
Généralement, on utilise des granulométries continues 0/4, 0/6 ou 0/10 recomposées en carrière, avec humidification pour éviter la ségrégation lors du transport.
Les fines jouent un double rôle : diminuer la tendance à la ségrégation et augmenter ou réduire la vitesse de rupture et la vitesse de prise. Elles augmentent le module de l’enrobé résiduel.
Fines spéciales (ciment ou chaux)
On ajoute fréquemment du ciment ou de la chaux pour régler la vitesse de rupture de l’émulsion et pour
pléter la granulométrie, mais en quantité limitée à 1 % en général (parfois 2 %, dans le cas du ciment), pour des raisons économiques évidentes.
Fibres
Certaines formulations comportent des fibres minérales ou organiques. Elles peuvent être utilisées pour faciliter la mise en œuvre des ECF, car elles évitent la ségrégation et les coulures d’émulsion.
Eau d’apport
Elle est nécessaire pour prémouiller les granulats et les fines d’apport afin d’éviter la ségrégation et de faciliter leur enrobage par l’émulsion. Cette eau comporte généralement un tensioactif qui rend l’enrobage encore plus facile, améliore l’adhésivité liant-granulat et régularise la rupture de l’émulsion.
Emulsion
Le plus souvent, afin de mieux répondre aux exigences de cohésion et de durabilité, les émulsions utilisées dans la plupart des formulations d’ECF sont des émulsions cationiques de bitume polymère. La teneur en liant résiduel de l’ECF est généralement comprise entre 5,5 et 9,5 % par rapport au poids des granulats secs. La teneur en bitume des émulsions est de 60 à 65 %. La vitesse de rupture de ces émulsions est contrôlée de façon à rompre le plus vite possible après coulage de l’ECF, tout en maintenant une grande stabilité, indispensable au stockage et au transport. La composition de ces émulsions est établie en fonction de la nature des granulats, du ou des émulsifiants, des objectifs spécifiques (enrobage convenable des granulats, délai de rupture et de remise sous circulation).
Régulateur de rupture
La mise en œuvre des ECF implique de maîtriser, sur le site, la vitesse de rupture du mélange sur la chaussée. On utilise, à cet effet, un «retardateur» dont la fonction est d’augmenter le temps de rupture de l’émulsion d’une valeur suffisante pour autoriser la mise en œuvre. Le retardateur est souvent le ou l’un des émulsifiants utilisés dans la formulation de l’émulsion, en raison de son évidente compatibilité avec les autres constituants.
Domaines et limites d’emploi
Le domaine d’emploi de prédilection est l’entretien, préventif et curatif.
La modulation de la granulométrie, la possibilité d’employer des liants modifiés, l’application en monocouche ou en bicouche permettent d’adapter la technique au trafic et aux supports. Les ECF peuvent être appliqués sur enrobés, y compris drainants, enduits, béton de ciment et pavés après dégarnissage.
Les domaines d’emploi concernent, de manière non limitative :
- l’entretien des chaussées en voirie urbaine et en rase campagne, même soumises à un trafic autoroutier,
- la couche de roulement neuve sur une couche de base en grave-bitume ou en grave-émulsion,
- l’entretien des pistes d’aviation, taxiways, etc.,
- les systèmes d’accrochage des couches bitumineuses,
- le traitement des zones accidentogènes,
- les ECF colorés (photos 13),
- les systèmes anti-remontée de fissures,
- les parkings de grandes surfaces,
- le colmatage des enrobés drainants.
Les avantages des ECF sont :
- leur extrême minceur (c’est la technique d’enrobés la plus mince),
- un bruit de roulement modéré,
- une moindre gêne à l’usager et aux riverains,
- une absence presque totale de rejets de gravillons,
- un bon compromis technico/économique.
Performances
Compte tenu de leurs propriétés, les ECF sont utilisés le plus souvent en entretien pour :
- Imperméabiliser la chaussée et protéger ainsi les couches sous-jacentes des méfaits de l’eau.
- Redonner à la chaussée des caractéristiques de surface compatibles avec la sécurité et le confort des usagers et des riverains.