Brevet FR3023284A1 — publié le 20160108

Domaine de l'invention La présente invention se rapporte au domaine des revêtements routiers. En particulier, la présente invention concerne une composition de Grave Agglomérée Scellée (GAS) comprenant au moins un liant bitumineux ou végétal et un mélange granulaire comprenant des gravillons et éventuellement des fillers et du sable, le mélange granulaire 6 comportant une forte proportion en éléments grenus, à savoir présentant un diamètre moyen supérieur à 20 mm, voire supérieure à 31,5 mm. L'invention a également trait à un revêtement routier structurellement positionné en tant que couche d'assise. Etat de la technique 12 Les chaussées routières en enrobés sont composées d'une superposition de plusieurs couches sur le sol support à revêtir : une couche de forme revêtue d'une couche d'assise composée classiquement d'une couche de base et d'une couche de fondation, sur laquelle est déposée une couche de surface, également usuellement formée d'une bicouche comprenant une couche de liaison et d'une couche de roulement ou d'une monocouche (couche de roulement seule). 18 En particulier, les couches de fondation et de base formant la couche d'assise doivent assurer les fonctions suivantes : lors de la construction de la chaussée, elles doivent restituer aux couches de surface un support portant, homogène et bien réglé. Elles peuvent occasionnellement servir de couche de roulement provisoire pendant la construction de la chaussée. Enfin, elles assurent la protection thermique de la plateforme sous-jacente et apportent à la chaussée sa résistance mécanique aux charges verticales induites par le trafic. 24 La couche d'assise bitumineuse est généralement constituée en Grave Bitume (GB) ou en Enrobés à Module Elevé (EME). Les GB sont habituellement composées d'un mélange de bitume et d'agrégats concassés dont la granulométrie est le plus souvent continue. Actuellement, les granularités utilisées sont de type 0/10 à 0/14 mm, plus rarement 0/20 mm. Les teneurs en bitume de ces produits dépassent systématiquement 4% (masse de bitume par rapport à la masse des granulats exprimée en 30 pourcentage) pour atteindre 5% pour les GB les plus performantes. Les grades de bitume usuellement employés sont 35/50 ou 20/30. En couche de base ou en couche de fondation, les GB s'appliquent dans une fourchette d'épaisseurs comprise entre 6 et 15 cm. En général, les structures de chaussées construites avec des Grave Bitume en couche d'assises présentent une épaisseur totale comprise entre 8 et 30 cm en fonction du niveau de trafic pour lequel la chaussée sera dimensionnée. L'EME comprend un mélange d'agrégats concassés de même granulométrie que celui composant les GB (diamètre moyen limité à 20 mm ou mieux à 14 mm) avec un bitume plus dur que celui utilisé pour les GB (grade 10/20 ou 15/25 pour EME2, 20/30 pour EME1). Le cas échéant, un grade 35/50 y est accepté, mais dans ce cas, ce dernier est généralement additivé (ex : déchets de câbles). 6 En outre, la teneur en liant des EME est plus élevée que dans les GB (entre 5,2 et 6% en masse par rapport à la masse totale de l'EME). Les formulations EME présentent ainsi un module de rigidité important et une résistance supérieure en fatigue et à l'orniérage que les GB. Les EME permettent ainsi de former une couche de base ou une couche de fondation d'épaisseur plus mince que celle formée avec des GB (de l'ordre de 6 à 15 cm en fonction des hypothèses de trafic) tout en présentant : une bonne tenue à la fatigue, une bonne résistance à 12 l'orniérage, et tout en permettant une réduction des travaux annexes (ex.: passage de canalisation, limite la hauteur de rehausse des rails de sécurité, des ouvrages en bordure, etc). L'évolution des formulations des couches d'assise tend ainsi vers l'utilisation de compositions comprenant des teneurs en bitumes de plus en plus élevées (4 à 5% en masse par rapport à la masse totale des GB et 5,2 à 6,0% en masse par rapport à la masse totale d'EME), avec des bitumes présentant une plus grande dureté (35/50 à 20/30 pour les GB et 15/25 à 10/20 18 pour les EME) et parfois additivés afin d'améliorer les performances mécaniques des formulations. Le squelette granulaire fait inversement état d'une granularité maximale qui tend à diminuer (de 20 mm à 14 mm, voire 10 mm). Les formulations actuelles présentent en outre un module de rigidité de plus en plus grand. Bien que les formulations de couche d'assise selon l'art antérieur soient satisfaisantes, il existe toujours un besoin et une demande pour de nouvelles formulations présentant de bonnes 24 performances mécaniques. En particulier, il existe un besoin de fournir des formulations de couche d'assise présentant une excellente durabilité, une bonne résistance au poinçonnement statique, une bonne compacité, tout en étant économique. Le but de la présente invention est ainsi de proposer un nouveau produit : une composition de Grave Agglomérée Scellée (GAS) pour couche d'assise répondant à l'ensemble des critères sus mentionnés et présentant des performances au moins égales à celles des formulations GB ou 30 structurellement comparables à celles des EME décrites ci-dessus. Résumé de l'invention : A cet effet, la présente invention a pour objet une composition GAS pour couche d'assise comprenant au moins un liant hydrocarboné et un mélange granulaire comprenant notamment des graviers, des gravillons et éventuellement des fillers et du sable, caractérisé en ce que ledit 36 mélange granulaire présente la distribution granulométrique suivante, en masse, par rapport à la masse totale du mélange granulaire: de 45 à 90%, de préférence de 50 à 70% du mélange granulaire présentent un diamètre moyen supérieure ou égale à 10 mm, avec au moins 25%, de préférence au moins 30% et idéalement au moins 33% (35-40%) qui présentent un diamètre moyen supérieure ou égal à 20 mm. La Demanderesse a découvert, de manière surprenante, qu'une forte proportion en 6 éléments très grenus (diamètre moyen supérieur ou égal à lOmm, voire à 20 mm), de 45 à 90%, de préférence de 50 à 70% en masse du mélange granulaire, permettait d'obtenir une couche d'assise présentant d'excellentes performances mécaniques, au moins équivalentes à celles d'une GB de classe 4, tout en ne nécessitant à la mise en oeuvre qu'une couche unique de la composition GAS selon l'invention et en étant économique. L'emploi d'un grand nombre d'éléments très grenus permet, de plus, de contrôler le 12 cheminement des fissures de fatigue formées au cours du temps rendant le produit aussi robuste, tout en étant plus économique que les GB et EME utilisés à ce jour. En outre, la composition GAS selon l'invention présente une excellente compacité qui lui permet ainsi de rivaliser sur ce critère avec les EME. Elle assure ainsi un excellent niveau d'imperméabilisation vis-à-vis du sol support. Pour le reste de la description, à moins qu'il n'en soit spécifié autrement, l'indication d'un 18 intervalle de valeurs « de X à Y » ou « entre X et Y », dans la présente invention, s'entend comme incluant les valeurs X et Y. L'invention a également trait à un revêtement routier comprenant la composition GAS susmentionnée. En particulier, ladite composition GAS est une monocouche d'assise présentant une épaisseur de 8 à 20 cm formant à la fois la couche de base et la couche de fondation dudit revêtement. Cette caractéristique permet ainsi l'économie d'une application d'une des deux 24 couches formant usuellement une couche d'assise, voire également celle d'une couche d'accrochage. La composition GAS selon l'invention permet, de par ses caractéristiques, d'assurer une excellente compacité pour une très large gamme d'épaisseurs de 8 à 20 cm et ce, en une seule couche. La composition GAS selon l'invention va ainsi à l'encontre de l'évolution des formulations de 30 couche d'assise utilisées à ce jour. Elle présente, contrairement à ce qu'un homme du métier aurait pu attendre par l'emploi d'une une forte proportion en granulats de diamètre supérieur à 10 mm et supérieur à 20 mm, une composition caractérisée par une excellente souplesse, le rendant facile à mettre en oeuvre, dans une gamme d'épaisseur couvrant l'ensemble des besoins habituels et même au-delà, tout en présentant une bonne résistance mécanique et notamment une résistance au poinçonnement améliorée comparée à celle des mélanges bitumineux classiques. 36 Description des figures La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante accompagnée des dessins en annexe parmi lesquels : - la figure 1 est un graphique représentant la droite de fatigue obtenue sur une composition de GAS via l'essai ITFT (fatigue en compression diamétrale : micro-déformation initiale en pdéfo de 6 12 carottages d'enrobé selon l'invention en fonction du nombre de cycle avant rupture N1), - les figures 2 à 5 montrent une section de carotte suite à un essai de fatigue par traction indirecte après rupture : la figure 2 est un exemple comparatif tandis que les figures 3 à 4 représentent des carottes d'enrobé selon l'invention ; la figure 2 se caractérise par un cheminement à peu près rectiligne de la fissure de fatigue, cette dernière traversant essentiellement du mastic et contournant à peine les granulats, compte tenu de leurs dimensions ; sur les figures 3 à 5 12 représentent des carottes de GAS ; on y remarque au premier coup d'oeil que la rupture se produit via une fissure tortueuse, entravée par les gros éléments, voire même par plusieurs départs de fissures, jusqu'à ce que celle-ci puisse trouver un parcours plus aisé pour traverser le produit. Le phénomène est décrit avec davantage de précision à la suite du texte ; - la figure 6 est un graphique montrant l'influence de la granulométrie des granulats en fonction du nombre de cycles de rupture. 18 Description détaillée de l'invention La société Demanderesse s'est attachée au développement de nouvelles formulations pour couche d'assise adaptées aux exigences des professionnels de la route, à savoir présentant une grande durabilité, des résistances mécaniques élevées tout en étant économique (matières premières peu onéreuses combinées à une teneur en liant relativement basse). 24 Tel qu'indiqué précédemment, la présente invention porte sur une composition GAS comprenant au moins un liant hydrocarboné et un mélange granulaire comprenant notamment au moins des graviers, des gravillons et éventuellement des fillers et du sable, caractérisé en ce que ledit mélange granulaire présente la distribution granulométrique suivante en masse par rapport à la masse totale du mélange granulaire: de 45 à 90%, de préférence de 50 à 70% du mélange granulaire présentent un diamètre 30 supérieure ou égale à 10 mm, avec au moins 25%, de préférence au moins 30% et idéalement au moins 33%, et en particulier de 35 à 40% qui présentent un diamètre supérieure ou égale à 20 mm ; et donc de 20 à 55%, de préférence de 0 à 45% du mélange granulaire présentent un diamètre inférieur à 10 mm. Ainsi, le mélange granulaire selon l'invention comprend une première fraction granulaire grenue (d/D) où d est supérieur ou égal à 10 mm. Généralement, le diamètre maximum D présente un diamètre inférieur ou égal à 40 mm, voire égal à 31,5 mm. Selon l'invention, une classe granulaire, notée d/D avec d Le bitume pourra notamment être choisi parmi les bitumes présentant un grade de pénétrabilité à 25°C déterminé selon la norme EN 1426 de 10/20, 15/25, 20/30, 40/60, 35/50, 50/70, 70/100 1/10e de mm ou d'un de leurs mélanges. Sont également admis comme bitumes au sens de l'invention les liants d'origine végétale, tel que le Végécol®, commercialisé par la société Colas et décrit dans la demande de brevet FR 6 2 853 647, les liants de synthèse d'origine pétrolière tels que la gamme des liants Bituclair® commercialisée par la société Colas. Par « aqua-liant », on entend....un produit composé d'eau, d'élastomères naturels et de nanoparticu les minérales. Le mélange selon l'invention pourra être mis en oeuvre à chaud ou à froid selon les techniques connues de l'homme du métier. 12 Par exemple, il pourra être préparé à chaud dans une centrale d'enrobage continue ou discontinue. Le procédé peut présenter les étapes suivantes : (i) le chauffage du liant hydrocarboné ou végétal à une température supérieure ou égale à 110°C, de préférence allant de 120 à 170°C, (ii) le pré-dosage des différentes fractions granulaires 0/d, d'/D' et d/D entrant dans la formulation de la composition GAS selon l'invention, par exemple dans des trémies 18 doseuses ; (iii) éventuellement, le séchage et le dépoussiérage des différentes fractions granulaires, par exemple dans des sécheurs constitués d'un tube cylindrique tournant sur lui-même et équipé d'un brûleur au fuel ou au gaz apte à chauffer les fractions granulaires à des températures de l'ordre de 120 à 170°C, de préférence de 150 à 170°C; 24 (iv) le malaxage des fractions granulaires éventuellement séchées avec le liant hydrocarboné chaud, en général dans un malaxeur ou dans un tambour sécheur. La présente invention porte également sur un revêtement routier comprenant le matériau tel que décrit ci-dessous. Sur une surface de coupe de la Grave Agglomérée Scellée, les granulats de la première fraction granulaire peuvent représenter plus de 35% de la surface, de manière préférée plus de 30 40% de la surface et en particulier de 40 à 60% de la surface de coupe. En particulier, la composition GAS est une monocouche d'assise dudit revêtement et présente une épaisseur de 8 à 20 cm formant à la fois la couche de base et la couche de fondation dudit revêtement. En règle générale, pour des enrobés bitumineux classiques la règle d'application entre épaisseur nominale (e) de la couche de base ou de la couche de fondation et le diamètre maximum 36 du mélange D granulaire est la suivante : e mini= 4 * D. En appliquant cette règle, on retrouve : 4 * 10 mm = 4 cm d'épaisseur en tous points pour les enrobés 0/10 mm, 4 * 14 mm = 6 cm d'épaisseur en tous points pour les enrobés 0/14 mm, 4 * 20 mm = 8 cm d'épaisseur en tous points pour les enrobés 0/20 mm. A priori, pour la composition GAS selon l'invention, on devrait avoir : 4*31,5 mm = 12,6 cm 6 d'épaisseur en tous points pour des formules 0/31,5 mm et 16 cm d'épaisseur en tous points pour des formules 0/40 mm, ce qui rendrait l'invention peu enclin aux usages les plus courants (couches d'épaisseur unitaire comprise entre 8 et 12 cm pour chaque couche de base et chaque couche de fondation ou pour une monocouche d'assise de même gamme d'épaisseur sous trafic plus faible). De ce fait, la Demanderesse a découvert que la GAS selon l'invention pouvait s'appliquer non seulement en une seule application sur une épaisseur courante comprise entre 8 et 13cm, y 12 compris pour des formules 0/40mm, mais en sus , en monocouche pouvant atteindre 16 à 20cm, permettant au passage d'économiser la couche d'accrochage normalement nécessaire entre deux applications successives. En effet, pour des GB ou EME 0/14mm, l'épaisseur maximale d'application en configuration monocouche n'excède pas 13cm. Elle atteint 15cm pour les GB ou EME 0/20mm. Dans ce dernier cas, la compacité requise de l'enrobé pose davantage de problèmes pour être atteinte. 18 Dans le cas de la composition GAS objet de la présente invention, il en est autrement, puisque les compacités sont d'autant plus fortes et homogènes que l'épaisseur du monocouche est forte. La composition GAS selon l'invention bouscule ainsi les règles établies en matière de mise en oeuvre en permettant une facilité d'application (une couche au lieu de deux) pour au moins un même niveau de performance mécanique que les GB et que certains EME. 24 En général, la composition GAS sera revêtue d'une couche de liaison, elle-même revêtue d'une couche de roulement, formant la couche de surface du revêtement routier. Le revêtement routier est généralement obtenu par répandage du matériau obtenu à l'issu de l'étape (iv) ou (h) ou (g) ci-dessus; compactage de la composition GAS répandue et refroidissement de celle-ci. Ainsi, la composition GAS selon l'invention présente les avantages suivants : 30 - la valorisation de granulats subnormaux, tels que les ballasts SNCF ou des graviers de Béton Concassé l'emploi d'une forte proportion de granulats grenus de diamètre supérieure à 10 mm, voire 20 mm présentant une grande dureté conférant une grande résistance mécanique à l'enrobé ; en outre la répartition des gros granulats dans le mélange granulaire conditionne significativement le résultat à l'essai de fatigue, inversement à ce que prétend la technique française actuelle des enrobés pour laquelle le liant constitue le vecteur 36 largement prépondérant du résultat final ; enfin, le cheminement des fissures épouse les parois de ces gros granulats sans parvenir le plus souvent à les traverser - le blocage de la fissure de fatigue contre ceux-ci conduit au développement d'une seconde fissure contrainte également à l'évitement conduisant à un retardement de la fissuration et ainsi à une forte résistance en fatigue de l'enrobé selon l'invention ; Ce phénomène significatif compense la faiblesse de la teneur en liant eu égard aux performances équivalentes 6 obtenues sur d'autres mélanges conventionnels bien plus largement dosés en liant bitumineux. - l'emploi d'une faible teneur en liant hydrocarboné, tel qu'un liant bitumineux par rapport aux GB et aux EME ce qui la rend plus économique ; - sans qu'il soit nécessaire d'avoir recours à des bitumes de grade dur, tels que 10/20, 15/25 voire 20/30 ; 12 - tout en présentant d'excellentes performances mécaniques (équivalentes à celles obtenus avec une GB4 ou structurellement proches voire équivalentes un EME2 normalisé : module complexe ou en compression diamétrale qui est supérieur ou égal à 11 000 MPa, de préférence supérieur ou égal à 12 000 MPa ; une résistance à la fatigue à 1 million de cycles avec EPS6 k 100 pdéf, de préférence proche ou supérieure à 1101.idéf, une compacité in situ k 92%, de préférence k 94% et idéalement k 96% et une résistance aux 18 déformations permanentes (orniérage) : 7,5% à 30000 cycles) ; - l'application d'une monocouche de la composition GAS selon l'invention afin de former une couche d'assise monolitique en lieu et placede deux couches individualisées et artificiellement assemblées (couches de base et couche de fondation) comme c'est le cas avec les GB et les EME ; - un compromis entre la maniabilité (évolution du pourcentage du vide), la compacité, 24 l'adhésivité, la rugosité, et surtout la résistance à l'orniérage. Les exemples suivants, non limitatifs, illustrent la présente invention. Dans les exemples suivants, à moins qu'il ne soit indiqué une mesure différente, les valeurs sont exprimées en masse. Exemples Exemple 1 : Exemple de formulation en laboratoire d'une composition GAS selon l'invention Une composition GAS selon l'invention, dont la formulation est illustrée au tableau 1 a été confectionnée à chaud dans un malaxeur thermo régulé. Le bitume a été chauffé à une température de 150 °C, les granulats ont été préaleement pré-dosés dans des bacs et chauffées 6 à 150... °C avant d'être introduits avec le bitume chauffé dans un le malaxeur pendant 5... minutes. L'enrobé 14 a ensuite été pesé dans un moule cylindrique de dimensions appropriés avant d'être compacté à l'aide de la presse à cisaillement giratoire Composés Pourcentage en poids Ballast SNCF recyclés 20-40 mm 34 Gravillons roche massive concassée 24 10/14 mm Sable roche massive concassée 8,4 0/4 mm A.E 30 Bitume de grade 50/70 3,6 Tableau 1 - Le mode de compactage du cylindre de l'exemple 1 a été réalisé à l'aide d'une 12 presse à cisaillement giratoire, avec un moule de 160mm de diamètre, et une hauteur, correspondante à une teneur en vides égale à 0, de 150mmm :une fois placé, foisonné et à la température d'essai (130 °C à 160 °C environ) dans le moule cylindrique, - il a été appliqué, sur le sommet du moule, une pression verticale de 0,6 MPa ; en même temps, le moule est incliné d'un angle faible de l'ordre de 1° (externe) ou 0,82° (interne) et 18 soumis à un mouvement circulaire. Ces différentes actions exercent un compactage par pétrissage. Exemple 2 : Le mode de compactage des plaques de composition GAS de l'exemple 1 dans le moule a été effectué selon une méthode d'essai interne à l'aide d'un bac de compactage muni de 24 pneumatiques. Des plaques de composition GAS ont été confectionnées aux dimensions suivantes : 180mm de largeur, 600 mm de longueur et 150 mm de hauteur .Le compactage a été arrêté dès lors que la masse volumique visée a été atteinte. A) Evaluation du comportement de l'enrobé - Essai Duriez ou sensibilité à l'eau: pourcentage de vide/compacité (EN 1269712) Principe essai Duriez : le mélange est compacté dans un moule cylindrique par une 6 pression statique à double effet. Une partie des éprouvettes est conservée sans immersion à température (18 °C) et hygrométrie contrôlées, l'aire partie est conservée immergée. Chaque groupe d'éprouvettes est écrasé en compression simple. Interprétation essai Duriez : le rapport de la résistance après immersion à la résistance à sec donne la tenue à l'eau du mélange. La résistance à sec est une approche des caractéristiques mécaniques, et la compacité constitue un indicateur complémentaire à l'essai de compactage à la 12 PCG. - Essai de compactage à la PCG (EN 12697-31) Principe de l'essai PCG : le mélange est contenu dans un moule cylindrique délimité par les pastilles et conservé à une température constante pendant toute la durée de l'essai ; le but étant de déterminer le pourcentage de vides d"une éprouvette par un nombre de girations donné. Interprétation essai PCG : à l'issue du compactage et après refroidissement des corps 18 d'épreuve, nous procédons à un sciage vertical central, afin d'évaluer de visu, l'harmonisation des gros éléments et de constater la nature des effets de bord et l'homogénéité du compactage. B) Carottage de l'enrobé obtenu à l'exemple 2 selon l'invention Afin de déterminer le comportement en Module et en fatigue, de la composition GAS de l'exemple 1 à grande granularité incorporant du Ballast de récupération SNCF et des A.E, un 24 carottage a été effectué de sorte à obtenir des éprouvettes de 50mm d'épaisseur et 100 mm de diamètre. Le carottage des éprouvettes a été effectué dans la partie centrale et latérale des plaques, afin d'avoir une bonne répartition des matériaux pour chaque corps d'épreuve, de minimiser l'effet du gradient de densité, et aussi, d'éviter leur fragilisation due aux effets de bords. 12 carottes ont ainsi été réalisées. 30 Les résultats sont regroupés dans le tableau 3 ci-dessous. Le pourcentage de vide (géométrique et aussi hydrostatique) permet de faire un premier ordonnancement des carottes. Comme on peut le constater, toutes les éprouvettes carottées -puis sciées-, ont des valeurs de vides assez proches, de l'ordre de 2,5 à 4,9%; de fait, aucune n'a été écartée par ce critère. Par conséquent, la COMPOSITION GAS selon l'invention présente un pourcentage de vide 36 qui oscille entre 2,5 et 5% (niveau similaire à celui des EME2) et montre ainsi que le matériau selon l'invention présente une excellente compacité eu égard à sa granularité. Ceci démontre qu'il est très compact et apte à assurer un bon niveau d'imperméabilisation vis-à-vis du sol support sur lequel il est mis en oeuvre. - Module de rigidité (NF EN 12697_26 annexe C) 6 Le module de rigidité est calculé selon la norme NF EN 12697-26 annexe C. Eprouvette Module Charge %vide Compacité d'élasticité s.s.s. (%) E (MPa 14710 1650 3.5 96,50 3 14046 700 2.5 97,50 1 13997 1500 2.8 97,20 11 13456 800 4.9 95,10 4 13021 1450 2.4 97,60 9 12998 850 3.4 96,60 8 12993 1350 4.9 95,10 6 12499 1000 4.3 95,70 2 12429 1200 4.3 95,70 12358 950 3.3 96,70 12 12232 1150 4.8 95,20 7 12036 1050 4.2 95,80 Tableau 2 Cet essai montre que la composition GAS selon l'invention présente un module complexe ou en compression diamétrale qui est supérieur ou égal à 12 036 MPa, soit positionné en partie supérieure de la classe GB 4 et à la limite de celui d'un EME 2. Par ailleurs, les écarts entre les 12 valeurs sont plutôt faibles et dans la limite de répétabilité des essais de module. - Essai de fatigue en compression diamétrale :ITFT (NF EN 12 697-24 annexe E) L'essai de fatigue par traction indirecte, réalisé selon l'annexe E de la norme EN 12697-24, à 10°C, est utilisé pour classer les mélanges biturrineux selon leur résistance à la fatigue, en estimant la durée de vie du mélange sous contrainte constante, jusqu'à la rupture du corps 18 d'épreuve . La charge imposée pendant l'essai ITFT pour chaque éprouvette est choisie arbitrairement à partir des résultats du module de rigidité, classés dans le tableau 2. Les résultats des trois premiers essais nous permettent un réajustement des charges consignées au départ, afin d'améliorer la répétabilité des essais de fatigue. Une première répartition des éprouvettes a été réalisée en les classant dans un ordre décroissant selon les modules (tableau 2). Les contraintes d'application ont été réparties de façons alternées (haute, faible, haute, faible...), afin d'avoir une distribution centrée. Les résultats d'essai de fatigue par traction indirecte sont regroupés dans le tableau 3 Éprouvettes Diamètre (mm) Hauteur (mm) Contrainte Déformation Nombre Déf. Nombre de cycle Energétique de totale initialeEo) de résiliante (uE0) chargement (11 cycles (kPa) de charge- ment Nf 1 100 52.2 1650 235 6000 178 5000 8 100 50.3 1350 209 18000 158 12000 100 50.3 1650 198 9000 153 8000 6 100 50.4 1000 126 86000 107 60500 2 100 49.7 1200 163 15500 125 11500 9 100 50.0 800 94 823000 82 624500 12 100 50.7 1650 251 5500 185 4500 100 51.5 900 134 306500 111 245500 7 100 50.9 900 129 97000 103 63500 3 100 50.1 850 96 414500 80 333000 4 100 50.0 1450 189 26500 147 21500 11 100 50.5 1050 114 88500 101 64000 6 Tableau 3 Les valeurs de déformation et de nombre de cycles de chargement, regroupées dans le tableau 3 permettent de représenter la déformation initiale en fonction du cycle de rupture , illustrées sur la figure1. La valeur du nombre de cycle de rupture Nf suit la loi suivante : Nf = 10k * (1/E0)n avec Nf : nombre du cycle à la rupture. 12 co : déformation initiale en (pdef). K et n : constantes calculées à partir de la pente et la droite à l'origine de la courbe. En se référant à la figure 1, on constate que les déformations obtenues pour les douze éprouvettes forment trois zones. Une zone à haute déformation (cycles très courts), une zone à faible déformation (cycles très longs), et une zone de transition (cycles moyens). 18 Ainsi, la composition GAS selon l'invention, à forte proportion en Ballast 0/40, a un comportement élasto-plastique, où : - à haute contrainte, la déformation initiale est importante ; l'éprouvette est dans un domaine plastique. - pour les faibles contraintes, la déformation est très petite ; l'éprouvette est dans un domaine élastique. La distribution des résultats unitaires d'essai (chaque point du graphique) fait ainsi apparaitre un comportement caractéristique au mélange GAS : trois nuages de points bien distincts sont matérialisés et correspondent à des variations de comportement du matériau. Ce constat est 6 surprenant, car pour l'ensemble des matériaux enrobés usuels, la distribution des points le long de la droite de fatigue est continue. Tel n'est pas le cas avec la GAS. Par ailleurs, un intervalle de confiance a été déterminé afin de donner un champ d'acceptabilité de l'essai. Pour cela, un classement d'éprouvettes selon les trois zones de déformation (plastique, élastique, transition) a été réalisé, puis les moyennes des déformations initiales ont été établies 12 comme indiquées sur les tableaux 4 et 5 suivants : Eprouvette Diam- Hauteur (mm) Contrainte Déforma- Nombre Moyenne Nombre Déf ètre de tion de sur de cycle initiale (mm) chargem- initiale cycles déforma- de rupture corres- pondant totale ent (kPa) totale de tion corrigé (11Eo) charge- initiale ment totale (Nf) 12 100 50.7 1650 251 5500 211 10177 240 1 100 52.2 1650 235 6000 236 8 100 50.3 1350 209 18000 187 100 50.3 1650 198 9000 217 2 100 49.7 1200 163 15500 193 11 100 50.5 1050 114 88500 123 133972 134 7 100 50.9 900 129 97000 132 6 100 50.4 1000 126 86000 135 3 100 50.1 850 96 414500 108 249328 97 9 100 50.0 800 94 823000 84 100 51.5 900 134 306500 103 Tableau 4 Eprouvette Dia- Hau- Contrainte Déforma- tion initiale totale (11E0) Nombre Définition Moyen- Déf mètr teur de charge- de résiliante ne sur rési- e (mm) ment (kPa) cycles à 100 déform liante (mm) de cycles ation corrigé charge- (11E0) rési- e ment liante (Nf) 12 100 50.7 1650 251 5500 184,6 160 179 1 100 52.2 1650 235 6000 177,9 177 8 100 50.3 1350 209 18000 158,3 145 100 50.3 1650 198 9000 1520,6 164 2 100 49.7 1200 163 15500 124,5 149 11 100 50.5 1050 114 88500 101,0 104 110 7 100 50.9 900 129 97000 103,0 108 6 100 50.4 1000 126 86000 106,5 110 3 100 50.1 850 96 414500 79,7 91 83 9 100 50.0 800 94 823000 82,0 74 100 51.5 900 134 306500 111,4 88 Tableau 5 A l'aide de l'équation ci-dessus, les déformations corrigées ont été calculées, et une nouvelle moyenne ainsi que le cycle de rupture correspondant ont été déterminés par zone. Enfin, l'écart type entre chacune des moyennes a été calculé. Le nombre de cycles à la rupture suit la loi Nf = 10k * (1/c0)n. nous avons alors déterminé n 6 et k en recherchant la pente et l'ordonnée à l'origine de la courbe. - ITFT Totale 11£ Nf 134 91 453 113 200 000 - ITFT résiliante 11£ Nf 130 345 288 108 100 000 n = -4,70 k = 9,15 E+14 R2=0,8 n = -5,55 k = 1,90 E+16 R2=0,87 Ainsi, la déformation initiale totale acceptée à 200 000 cycles de la COMPOSITION GAS de l'exemple 1 selon l'invention est de 113±9 pdéf. En se référant aux figures 2 à 5, le comportement de la COMPOSITION GAS selon l'invention va être décrit. La figure 2 représente le comportement usuel d'un enrobé de granulométrie 0/14 mm à l'essai de fatigue en compression diamétrale. Comme on peut le constater, le mastic (sable + filler + bitume) est proéminant dans la transmission de la fissure de fatigue. Les granulats sont trop « petits » pour s'opposer efficacement à la transmission des efforts de traction dans l'échantillon. La figure 3 montre le comportement à l'essai de fatigue en compression diamétrale de la carotte 4 selon l'invention. Inversement au mélange précédent, la densité de graviers et gravillons t ballasts de la COMPOSITION GAS de l'exemple 1 est telle que la fissure de fatigue « peine » à trouver son cheminement. Elle est donc contrainte, soit d'éviter les plus gros granulats qui sont plus durs, soit à tenter de les contourner/traverser. Dans un tel cas, la résistance en fatigue de la COMPOSITION GAS dépend en partie de la distribution et de la dureté des gros granulats qui la composent. La figure 4 montre également le comportement à l'essai de fatigue en compression diamétrale de la carotte 7 selon l'invention. Dans le cas présent, une première fissure s'est développée depuis le bas de l'éprouvette, puis a été entravée par un gros granulat (au final expulsé en fin d'essai). Une seconde fissure est apparue au sein de l'éprouvette, mais n'a pas pu cheminer jusqu'à son sommet, entravée par un gros élément. La figure 5 montre le comportement à l'essai de fatigue en compression diamétrale de la carotte 2 selon l'invention. Dans le cas présent, on constate une triple fissure. La principale à droite a buté contre un premier granulat (de taille intermédiaire proche de 10mm) sans pouvoir se développer. Une amorce de fissure a été recrée à partir du bas de l'éprouvette, mais s'est perdue dans un gros granulat plus résistant que le précédent. Le premier granulat, de moindre qualité intrinsèque, a fini par céder. La troisième fissure au centre est une fissure liée au champ de contraintes variables entre la fissure 1 et la fissure 2. Par conséquent, les figures 3 à 5 montrent que les granulats de gros diamètre, en particulier supérieur à 20 mm empêchent la ou les fissures de se propager rapidement, ce qui permet un meilleur contrôle ou maîtrise de la fissuration. Ainsi, la durée de vie de la composition GAS selon l'invention est améliorée par rapport à un enrobé classique à un dosage en bitume du niveau de celui de l'invention (figure 2). - Granulomorphie L'influence du ballast sur le comportement des corps d'épreuve pendant l'essai de fatigue par traction indirecte a également été déterminé. A l'aide du logiciel ImageJ, il a été déterminé, pour chaque surface de rupture des éprouvettes susmentionnées, la proportion relative d'éléments minéraux de dimension supérieure ou égale à /Omm et d'éléments plus fins, dont le mastic (sable + filler + bitume) se trouvant sur le plan de rupture. Ensuite le pourcentage du ballast en fonction du cycle de rupture a été représenté. Il a ainsi été trouvé que les carottes présentent différents taux de gros granulats (3 carottes comprennent entre 20 et 25 % en poids de gros granulats > 20mm, 3 carottes comprennent entre 25 et 35 % en poids de gros granulats > 20mm et 2 carottes comprennent entre 40 et 45 % en poids de gros granulats > 20mm). En se référant à la figure 6, on remarque que plus le nombre de gros granulats est grand et plus le nombre de cycles de rupture est élevé. On constate en outre, les trois zones de déformation précédemment définies. Dans chaque zone, le pourcentage de granulats ayant influencé la rupture (figure 6) pour chaque éprouvette reste proche : - Pour 20000 cycles entre 20 et 25 %. - Pour 100000 cycles entre 25 et 35 %. - Pour 700000 cycles entre 40 et 45 %. On y constate que plus le pourcentage de gros éléments est important au droit de la surface de rupture et plus celle-ci est en mesure de supporter un nombre important de cycles de chargement. Le cycle de rupture dépend fortement du taux de liant déposé sur la surface rompue ainsi que la répartition des gros éléments. Pour une faible contrainte, et pour un taux de liant faible, la déformation sera donc faible, d'autre part le cycle de rupture sera très grand. Inversement pour les hautes contraintes. La déformation initiale totale pour chaque éprouvette est bien liée à la répartition granulaire et à la quantité du liant déposé sur le ballast. Plus la quantité du liant est élevée plus la déformation sera élevée plus l'endurance sera faible. Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec un mode de réalisation particulier, il est bien évident qu'elle n'y est nullement limitée et qu'elle comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci entrent dans le cadre de l'invention. REVENDICATIONS1. Composition Grave Agglomérée Scellée (GAS) comprenant au moins un liant hydrocarboné et un mélange granulaire, caractérisée en ce que ledit mélange granulaire présente la distribution granulométrique suivante en masse par rapport à la masse totale du mélange granulaire: de 45 à 90%, du mélange granulaire présentent un diamètre moyen supérieure ou égale à 10 mm, avec au moins 25%, qui présentent un diamètre moyen supérieure ou égal à 20 mm 2. Composition GAS selon la revendication 1, dans lequel moins de 25% (borne comprise), de préférence de 6 à 15%, en masse du mélange granulaire présente un diamètre moyen inférieure ou égale à 4 mm. 3. Composition GAS selon l'une des revendications 1 à 2, dans lequel le mélange granulaire présentant un diamètre supérieur ou égale à 10 mm présente un coefficient d'aplatissement faible de l'ordre de 0 à 20%, de préférence inférieure à 15% mesurée selon la norme NF EN EN 9333/A1 sur les grilles à fentes 16, 20, 25 et 31,5mm. 4. Composition GAS selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le teneur en vide en volume par rapport au volume total de la composition pour chaussée d'assise est inférieur ou égale à 10%, de préférence de 2 à 9% et idéalement de 4 à 8% mesurée selon la norme NF EN 12697 à 120 girations à la presse à cisaillement giratoire (PCG). 5. Composition GAS selon l'une des revendications précédentes, laquelle le liant hydrocarboné est choisi parmi un liant bitumineux, un liant végétal, un aqua liant ou un de leurs mélanges et représente en masse par rapport à la masse totale de la composition pour couche d'assise moins de 4,5%, de préférence de 3 à 4% et idéalement de 3 à 3,7%. 6. Composition GAS selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le liant hydrocarboné présente un grade de pénétrabilité à 25°C déterminé selon la norme EN 1426 de 10/20, 15/25, 20/30, 40/60, 35/50, 50/70, 70/100 1/10e de mm ou un de leurs mélanges. 7. Composition GAS selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le mélange granulaire comprend des granulats recyclés. 8. Composition GAS selon la revendication 7, dans lequel au moins une partie du mélange granulaire présentant un diamètre supérieure ou égale à 10 mm sont des granulats recyclés. 9. Composition GAS selon l'une des revendications 7 ou 8, dans lequel, le mélange granulaire présentant un diamètre moyen inférieur ou égal à 10 mm comprend 0 à 40% en masse par rapport à la masse totale de cette fraction, d'agrégats d'enrobés, le complément étant du sable de diamètre moyen 0/2 mm ou 0/4 mm ou un de leurs mélanges. 302 32 84 22 10. Composition GAS selon l'une des revendications 7 à 9, dans lequel de 20 à 35% en masse du mélange granulaire par rapport à la masse totale du mélange granulaire sont des agrégats d'enrobés (AE). 11. Revêtement routier comprenant la composition GAS selon l'une des revendications 1 à 10. 12. Revêtement routier selon la revendication 11, dans lequel ladite composition GAS est une monocouche d'assise présentant une épaisseur de 8 à 20 cm formant à la fois la couche de base et la couche de fondation dudit revêtement. 13. Revêtement routier selon l'une des revendications 11 à 12, dans lequel ladite composition GAS est revêtue d'une couche de liaison, elle-même revêtue d'une couche de roulement, formant la couche de surface du revêtement routier. 14. Revêtement routier selon l'une des revendications 11 à 13, dans lequel sur une surface de coupe de ladite composition GAS, les granulats de la première fraction granulaire représentent plus de 35% de la surface, de manière préférée plus de 40% de la surface et en particulier de 40 à 60% de la surface de coupe.