Essai Proctor normal et Proctor modifié (NM 13.1.023)

Essai Marshall (EN 12697-34 / EN 12697-30)

Essai Marshall

La stabilité Marshall et la valeur d’écoulement Marshall d’un mélange d’asphalte sont étudiées à l’aide de cette méthode d’essai. Dans cette expérience, une éprouvette Marshall est chauffé dans un bain-marie à 60 °C avant d’être placé dans la presse Marshall. À l’aide des plateaux sous pression à une vitesse d’alimentation de 50 mm/min, l’éprouvette est déformée jusqu'à ce que la liaison soit rompue. Au cours de l’essai, la force appliquée et les déformations qui en résultent sont enregistrées. La valeur la plus élevée de la courbe de force est indiquée par la stabilité de Marshall, et la valeur de déformation correspondante est la valeur de flux de Marshall. La rigidité est déterminée par le rapport entre la stabilité et la valeur d’écoulement. Les résultats de ce test permettent d’estimer une bonne teneur en bitume. L’éprouvette Marshall a la forme d’un cylindre et mesure 101,6 mm de diamètre et 63,5 mm de hauteur. Un échantillon d’enrobé frais du chantier est chauffé et versé en vrac dans un cylindre normalisé à température normalisée, puis compacté des deux côtés avec 50 coups de marteau-pilon d’une hauteur de 46 cm à l’aide d’un compacteur Marshall. Peser trois fois détermine la masse volumique du corps. Une fois à l'état sec, puis immergé dans l’eau, et enfin après un peu de drainage. Le volume de l’éprouvette Marshall est ensuite calculée, et la masse volumique spatiale est calculée à partir de celui-ci.

1 - But de l'essai Marshall

Détermination de La teneur en vides et les propriétés mécaniques d’un mélange bitumineux.

L’essai Marshall n’indique pas la résistance d’un revêtement à la déformation; il fournit plutôt une valeur indicative et indique la cohérence d’une production.

2 - Principe de l'essai Marshall 

Des éprouvettes Marshall sont compactés selon les spécifications EN 12697-30: 2004 + A1. La stabilité, le fluage et le quotient de Marshall sont déterminés sur ces éprouvettes à l’aide des procédures établies, et ces valeurs sont incluses dans les données sur la densité apparente dans le rapport.

 

3 - Appareillage de l'essai Marshall 

• Machine d’essai de compression;

• Un dispositif de mesurage du fluage;

• Éditeur graphique;

• Tête d'essai : des mâchoires d'écrasement;

• Bain d'eau thermostat;

• Thermomètre;

• Étuve.

4 - Mode opératoire de l'essai Marshall 

• Préparation des éprouvettes

L’enrobé, mélangé en laboratoire ou obtenu à partir d’une centrale, est utilisé pour fabriquer les éprouvettes d’essai. Étant donné que la quantité de mélange requise pour fabriquer une éprouvette de hauteur spécifiée varie en fonction de la masse volumique réelle du mélange, qui varie entre 1050 g et 1 400 g, un essai de compactage préalable est nécessaire pour établir la quantité de mélange requise pour la hauteur spécifiée. La masse des éprouvettes fabriquées à partir d’un même lot doit être aussi proche que possible de l’égalité. La quantité de mélange de compactage réalisée ne doit pas dépasser la quantité requise pour quatre éprouvettes.

• Méthode d'essai 

Si elle est spécifiée, la quantité de mélange requise pour une éprouvette d’essai doit être conditionnée dans une étuve réglée à une température maximale de 130 °C pendant une durée maximale de 3 h, sans utilisation d’air frais.

Avant de préparer la première éprouvette, chauffer le pied de la dame de compactage et le moule complet.

NOTE: Avant de préparer la première éprouvette, chauffer soigneusement la dame de compactage, y compris le pied, sur une plaque chauffante pendant environ 10 min.

Si les éprouvettes sont créées par lots, la base et le support du moule ne doivent être chauffés qu’avant la préparation de la première éprouvette du lot.

Placer un disque de papier filtre sur le fond du moule de compactage assemblé qui a déjà été chauffé à la température de compactage. À l’aide d’un entonnoir, verser le mélange chauffé dans le moule de compactage en sections et niveler avec une spatule. S’assurer qu’il n’y a pas d’isolement. Après le remplissage, niveler doucement la surface du mélange avec la spatule et couvrir d’un deuxième disque de papier filtre. L’agent de démoulage ne doit pas être appliqué à l’intérieur du moule de compactage.

La procédure de compactage devrait alors commencer dès que possible. En moins de 4 min, le moule doit être rempli et l’éprouvette compactée. Cela nécessite l’utilisation du mécanisme de serrage pour fixer le rehausse au corps du moule et à le socle de compactage. Compacter l’éprouvette en appliquant 50 coups en 55 à 60 s après l’installation de la dame de compactage.

Comme la masse qui tombe se rétablit après l’impact, elle ne doit pas être conservée. Le nombre de coups peut varier en fonction des objectifs de l’essai de compactage pour l’éprouvette en question.

Renverser le corps du moule. Abaisser le compactage du moule à l’aide de la came excentrique du mécanisme de serrage jusqu’à ce qu’il se trouve horizontalement sur l’embase du moule. Ensuite, compacter l’éprouvette avec 50 coups supplémentaires de la même manière. Dans les 4 min, terminer l’opération de compactage.

Inverser le moule deux fois de plus pour un compactage supplémentaire (par exemple, pour la masse volumique au refus) et continuer le compactage comme auparavant. Dans les 7 min, la procédure de compactage doit être effectuée. Retirer les disques de papier filtre du tube à essai et étiquetez-le.

Note : le nombre de résultats de chaque côté peut être modifié pour d’autres utilisations.

Placer le moule de compactage contenant l’éprouvette chaude sur l’un des tétons cylindriques du plateau, de telle sorte que l’éprouvette soit supportée directement par le téton. Laisser refroidir l’éprouvette à une température d’environ 40 °C à l’air libre ou, si nécessaire, avec un ventilateur, avant de la retirer du moule à l’aide d’un dispositif d’extrusion.

NOTE : Si les résultats doivent être obtenus rapidement, l’éprouvette peut être refroidi à l’eau.

Si vous utilisez le refroidissement à l’eau, conserver l’éprouvette dans le moule afin qu’il n’entre pas en contact avec l’eau. L’eau ne doit entrer en contact qu’avec le moule. Placer l’éprouvette sur un support après qu’elle a été retirée et laisser-la refroidir à une température de 18 à 28 °C.

Les éprouvettes compactés doivent être retirés du moule et refroidis à l’air pour éliminer toute possibilité de distorsion. Après le démoulage, attendre 4 h avant de reprendre le test. Dans les 32 h suivant le démoulage, tous les tests doivent être effectués.

Déterminer la masse volumique apparente de chaque éprouvette conformément à la EN 12697-30: 2004 + A1.

Mesurer la hauteur de chaque éprouvette conformément à la EN 12697-29, ou calculer le volume en fonction du masse volumique apparente mesurée.

Immerger les éprouvettes cylindriques dans un bain d’eau pendant au moins 40 min mais pas plus de 60 min sur leur surface plane. Maintenir une température de l’eau du bain de (60 ±1) °C.

 

• Procédure d’essai

Nettoyer soigneusement les tiges de guidage et les surfaces intérieures des têtes d’essai. Lubrifier les tiges de guidage afin que la tête d’essai supérieure puisse glisser dessus sans coller.

Préchauffer la tête d’essai pendant au moins 30 min au bain-marie ou 1 h dans un étuve à (60 ± 1) °C.

Cette opération doit être effectuée au début de l’essai d’un lot de douze éprouvettes au plus. La tête d’essai doit être chauffée dans une étuve approprié ou dans un bain-marie maintenu à la température d’essai prescrite s’il y a un délai de plus de 3 min entre les essais de chaque éprouvette. Le temps de réchauffage doit être inférieur au temps en question, avec un temps de réchauffage au bain-marie de 30 min et un temps de réchauffage d’étuve double.

Retirer l’éprouvette à essai du bain-marie et la placer au milieu de la tête d’essai, sur le côté, en maintenant un bon contact entre les surfaces  de l’éprouvette à essai et de la tête d’essai. Placer l’ensemble au centre de la machine de test.

La tête d’essai doit être nettoyée au besoin avant que chaque éprouvette ne soit soumise à l’essai. Le nettoyage avec un solvant approprié et écologique est autorisé, tout comme l’utilisation d’un spray de silicone pour empêcher les éprouvettes d’adhérer à la tête d’essai.

En dehors de la phase transitoire, appliquer la charge sur l’éprouvette pour obtenir une vitesse de déformation constante de (50 ± 2) mm/min. Continuer à appliquer cette charge jusqu'à ce que le dispositif de mesure de charge affiche un signal maximal. Noter la charge donnée. Cette composante de l'essai doit être effectuée dans les 40 s suivant le retrait de l'éprouvette du bain-marie.

Mesurer également la distance à ± 5 mm entre la jonction de la tangente avec la ligne de base A et le point ou la charge maximale est atteinte, M.

Tester au moins quatre éprouvettes pour la stabilité et le fluage.

5 - Expression des résultats

Ce n’est que si la hauteur de l’échantillon est égale aux 63,5 mm requis que la charge maximale obtenue indique la valeur de stabilité du mélange.