Etude des comportements rhéologique et mécanique de liants routiers purs ou modifies par un polymère
Institution:
Lyon, INSADisciplines:
Directors:
Abstract EN:
This study deals with the mechanical and rheological behaviors of neat and polymer-modified bitumens. The viscoelastic properties of several pure bitumens are studied as a function of the temperature and the frequency. The results show that the time temperature superimposition principle (TTSP) is not available for asphaltenic and/or waxy bitumens. Moreover, the modification of the bitumen by polyethylene or styrene-b-butadiene copolymers leads to a heterogeneous material. For the polymer contents below 6%, the dispersed phase is a polymer-rich phase. The viscoelastic properties of the binder at high temperature are improved due to the polymer addition. On the other band, the bitumen matrix controls the stiffness of the binder at low temperature. The study of the fracture properties at - 20°C show neat and polymer-modified bitumens are brittle materials. Nevertheless, the polymer addition contributes to improve the binder toughness.
Abstract FR:
Le travail réalisé a pour objectif d'étudier les comportements rhéologique et mécanique de bitumes purs ou modifiés par un polymère. Les propriétés viscoélastiques de différents bitumes sont étudiées en fonction de la température et de la fréquence. TI ressort que les bitumes paraffiniques et/ou asphalténiques ne respectent pas le principe d'équivalence temps-température sur lequel reposent de nombreux modèles décrivant le comportement rhéologique des bitumes. Par ailleurs, la modification par des copolymères du polyéthylène ou styrène-b-butadiène induit une séparation de phase au sein du matériau. Pour les teneurs étudiées (jusqu'à 6% de polymère), la phase dispersée est riche en polymère. Les propriétés viscoélastiques des mélanges à haute température sont améliorées par la présence de polymère par rapport au bitume de base. En revanche, à basse température, la rigidité et l'amortissement du liant sont gouvernés par la matrice bitume. L'étude des propriétés mécaniques à la rupture à -20°C révèle que les liants routiers sont fragiles. Toutefois, l'addition de polymère contribue à renforcer le matériau et ceci d'autant plus que sa teneur est élevée.