Essai de force-ductilité d'un bitume modifié

L’essai de force-ductilité est un essai de laboratoire qui permet de déterminer l’aptitude d’un bitume modifié à résister à la traction, et à évaluer ainsi sa cohésivité. Il s'apparente à l'essai de ductilité, mais les indicateurs mesurés et les résultats obtenus ne sont pas les mêmes.

Moule (en bleu) et éprouvette de liant (en noir) utilisés dans l'essai de force-ductilité

Principe

Le principe consiste à mesurer et représenter la force appliquée sur une éprouvette de forme déterminée que l'on étire à une vitesse et à une température imposées, en fonction de son allongement.

Appareillage

Les appareils utilisés sont les similaires à ceux utilisés pour l’appareil de mesure de la ductilité :

• Un moule en laiton qui permet de couler des éprouvettes de dimensions standardisées de dimensions 30 mm x 20 mm, avec une largeur réduite à 10 mm en son centre.
• Un bain d’eau thermostaté de capacité d’au moins 10 L d’eau, utilisé pour la conservation des éprouvettes sous eau lorsque les essais sont exécutés en série. Les éprouvettes reposent sur une plaque perforée, et leur température doit pouvoir être maintenue à (5,0 ± 0,5) °C.
• Un bain d’eau thermostaté l’appareil de mesure de capacité d’au moins 10 L d’eau. La température doit y être maintenue à (5,0 ± 0,5)°C. L'uniformité de cette température est obtenue par une circulation suffisante de l'eau.
• Un thermomètre de contrôle de la température des bains à 0,1 °C près.
• Un appareil de mesure permettant de mesurer la force appliquée à l’éprouvette ainsi que son allongement.
• Un chronomètre – horloge.
• Un mélange dextrine-glycérine (50/50).

Mode opératoire

Il est similaire à celui de l’essai ayant pour objet de mesurer la ductilité. Habituellement la température d’essai est de 5 °C, mais selon la fragilité du liant testé, elle peut être augmentée par paliers de 5 °C.

Représentation graphique

Les valeurs de la force appliquée en fonction de l’allongement sont reportées sur un graphe et forment une courbe similaire à celle ci-dessous.

Courbe de force-ductilité pour un bitume modifié

Celle-ci permet de mesurer :

• La cohésion : l’énergie totale exercée au cours de l’essai, à savoir l’aire sous la courbe : $T = \int_{0}^{s2} Fs. \mathrm ds$.
• La ténacité : l’énergie dissipée pour étirer le liant au-delà du seuil d’écoulement : $T = \int_{s1}^{s2} Fs. \mathrm ds$.

Normes

• Américaine (ASTM) :

• A.S.T.M. D 113-79 "Standard Method of Test Ductility of Bituminous Matérials",.

• Européenne (CEN) :

• EN 13589 - Bitumes et liants bitumineux. - Détermination des caractéristiques de traction des bitumes modifiés par la méthode de force ductilité (France : indice de classement : T66-038).

Notes et références

Bibliographie

• BitVal - Analysis of Available Data for Validation of Bitumen Tests – FEHRL - 2002 - Analyse faite par un groupement de laboratoires routiers publics européens – Voir pages 18-19.
• Norme EN 13589 - Bitumes et liants bitumineux - Détermination des caractéristiques de traction des bitumes modifiés par la méthode de force ductilité (France : indice de classement : T66-006).