NF P 98-251-4 - Août 2004
NF P 98-251-4 - Août 2004
NF P 98-251-4 - Août 2004
NF P 98-251-4
Août 2004
Modifications Par rapport au document remplacé, ce document introduit l’essai DURIEZ aménagé,
soit une deuxième modalité de compactage (modalité 2).
Corrections
Éditée et diffusée par l’Association Française de Normalisation (AFNOR) — 11, avenue Francis de Pressensé — 93571 Saint-Denis La Plaine Cedex
Tél. : + 33 (0)1 41 62 80 00 — Fax : + 33 (0)1 49 17 90 00 — www.afnor.fr
Sommaire
Page
6 Appareillage ....................................................................................................................................... 6
6.1 Appareillage spécifique ........................................................................................................................ 6
6.2 Appareillage non spécifique ................................................................................................................. 6
Bibliographie ..................................................................................................................................................... 12
Annexe A ......................................................................................................................................................... 13
A.1 Répartition des éprouvettes ............................................................................................................... 13
A.2 Conservation des éprouvettes ........................................................................................................... 13
A.3 Essai de compression simple ............................................................................................................ 13
A.4 Expression des résultats .................................................................................................................... 14
A.5 Résultats devant figurer dans le rapport d’essai ................................................................................ 15
NF P 98-251-4 —4—
1 Domaine d’application
Le présent document spécifie une méthode d’essai ayant pour but de déterminer pour deux modalités de com-
pactage le pourcentage de vides et la tenue à l’eau, à 18 °C, d’un mélange hydrocarboné à froid à l’émulsion de
bitume à partir du rapport des résistances à la compression avec et sans immersion des éprouvettes.
La modalité 2 est utilisée principalement pour le calcul des pourcentages de vides. Néanmoins la tenue à l’eau
des éprouvettes compactées selon la modalité 2 peut être mesurée en appliquant les dispositions de l’annexe A.
NOTE Pour la modalité 1 sont déterminés le pourcentage de vides et la tenue à l’eau.
Le présent document s’applique aux mélanges hydrocarbonés à froid à l’émulsion de bitume fabriqués en labora-
toire ou prélevés sur chantier et utilisés dans le domaine des travaux publics, de dimension D inférieure ou égale
à 31,5 mm au sens de la norme EN 13043.
2 Références normatives
Cette norme française comporte par référence datée ou non datée des dispositions d’autres publications. Ces
références normatives sont citées aux endroits appropriés dans le texte et les publications sont énumérées ci-
après. Pour les références datées, les amendements ou révisions ultérieurs de l’une quelconque de ces publica-
tions ne s’appliquent à cette norme française que s’ils y ont été incorporés par amendement ou révision. Pour les
références non datées, la dernière édition de la publication a laquelle il est fait référence s’applique.
NF EN 13043, Granulats pour mélanges hydrocarbonés et pour enduits superficiels utilisés dans la construction
des chaussées, aérodromes et d’autres zones de circulation.
NF P 98-250-1, Essais relatifs aux chaussées — Préparation des mélanges hydrocarbonés — Partie 1 : Fabrica-
tion d’un enrobé en laboratoire.
NF P 98-250-6, Essais relatifs aux chaussées — Préparation des mélanges hydrocarbonés — Partie 6 : Mesure
de la masse volumique apparente d’une éprouvette par pesée hydrostatique.
NF EN 1097-6 Annexe A, Essais pour déterminer les caractéristiques mécaniques et physiques des granulats.
Partie 6 : Détermination de la masse volumique réelle et du coefficient d’absorption d’eau.
3 Symboles et abréviations
i modalité de compactage, i = 1 ou 2.
TL teneur en liant constituée par le rapport, multiplié par 100, de la masse de liant anhydre résiduel à la
masse de granulats secs.
W teneur en eau totale constituée par le rapport, multiplié par 100, de la masse d’eau totale (eau de
l’émulsion + eau d’ajout + eau des granulats) à la masse du mélange granulats + liant anhydre
résiduel.
W J+15(i) teneur en eau moyenne à J+15 des éprouvettes conservées à sec, exprimée en grammes.
M0 masse sèche de l’éprouvette déterminée expérimentalement par séchage à (110 ± 10) °C à masse
constante et pesage, exprimée en grammes.
MJ+1(i) masse de l’éprouvette après démoulage, exprimée en grammes.
MJ+8(i) masse de l’éprouvette après 7 j de maturation, exprimée en grammes.
MJ+15(i) masse de l’éprouvette après 7 j de maturation et 7 j de conservation à sec, exprimée en grammes.
M’J+15(i) masse de l’éprouvette après 7 j de maturation et 7 j de conservation en immersion, exprimée en
grammes.
—5— NF P 98-251-4
MVa(i) masse volumique apparente de l’éprouvette par mesures géométriques, exprimée en grammes par
centimètre cube.
MVa (2) masse volumique apparente moyenne des éprouvettes compactées suivant la modalité 2.
MVA(i) masse volumique apparente de l’éprouvette par pesée hydrostatique, exprimée en grammes par
centimètre cube.
MVA ( 1 ) masse volumique apparente moyenne des éprouvettes compactées suivant la modalité 1, par pesée
hydrostatique, exprimée en grammes par centimètre cube.
MVAg(i) masse volumique apparente des granulats exprimée en grammes par centimètre cube.
MVRg masse volumique réelle des granulats, exprimée en grammes par centimètre cube.
MVR masse volumique réelle du mélange hydrocarboné, exprimée en grammes par centimètre cube.
vgéo(i) pourcentage de vides géométrique.
vhydro(i) pourcentage de vides par pesée hydrostatique.
vMA(i) pourcentage des vides occupés par l’air et le liant, exprimé à partir de MVa(i) ou MVA(i).
vL(i) pourcentage des vides comblés par le liant, exprimé en pourcentages à partir de vgéo(i) ou vhydro(i).
R(i) résistance à la compression à 18 °C, à la vitesse 1 mm/s, 15 j après confection des éprouvettes,
exprimée en mégapascals.
r(i) résistance à la compression à 18 °C, à la vitesse 1 mm/s, 15 j après confection des éprouvettes dont
7 j d’immersion dans l’eau, exprimée en mégapascals.
D dimension d’une fraction granulaire selon la norme EN 13043, exprimée en millimètres.
φ diamètre mesuré des éprouvettes exprimé en centimètres.
h hauteur mesurée des éprouvettes exprimée en centimètres.
4 Termes et définitions
4.1
Teneur en eau des éprouvettes conservées à 18 °C pendant k jours (k = 1, 8 ou 15) dans une ambiance
entre 40 % et 70 % d’humidité relative :
M – M 0
J+k(i)
W J+k(i) = - × 100
----------------------------------- ... (1)
M0
4.2
Teneur en eau des éprouvettes conservées en immersion à 18 °C dans l’eau après maturation :
M′ – M 0
J+15(i)
W′ J+15(i) = ----------------------------------------- × 100 ... (2)
M0
4.3
Tenue à l’eau
rapport r(i)/R(i) entre la résistance à la compression après immersion r(i) et celle après conservation sans immer-
sion R(i) à 18 °C.
NF P 98-251-4 —6—
5 Principe de l’essai
Les éprouvettes nécessaires à la réalisation de l’essai sont fabriquées par compactage statique à double effet
suivant deux modalités.
— modalité 1
Deux éprouvettes sont destinées à la mesure de la masse volumique par pesée hydrostatique MVA(1) pour
calculer le pourcentage de vides vhydro(1). Les autres éprouvettes sont soumises à l’essai de compression
après conservation dans des conditions définies : à l’air pour certaines éprouvettes, en immersion pour
d’autres.
Les éprouvettes sont confectionnées avec une charge de 60 kN ou 120 kN.
— modalité 2
Deux éprouvettes sont destinées à la mesure de la masse volumique apparente géométrique MVa(2) (éven-
tuellement MVA(2)) pour calculer les pourcentages de vides vgéo(2) et éventuellement vhydro(2).
Les éprouvettes sont confectionnées avec une charge de 20 kN ou 40 kN.
6 Appareillage
6.1 Appareillage spécifique
Moules et pistons :
— Mélanges hydrocarbonés de D < 14 mm
Un minimum de 14 moules métalliques cylindriques de diamètre intérieur compris entre [80,0–0,1] mm et
[80,0+0,3] mm et de hauteur minimale 190 mm et des pistons de diamètre extérieur minimal de 79,75 mm et
pouvant coulisser librement par rapport au moule.
— Mélanges hydrocarbonés de D ≥ 14 mm
Un minimum de 12 moules métalliques cylindriques de diamètre intérieur compris entre [120,0–0,1] mm et
[120,0+0,3] mm et de hauteur minimale 270 mm et des pistons de diamètre extérieur minimal de 119,75 mm
et pouvant coulisser librement par rapport au moule.
Les pistons comportent des rainures de 1 mm à 2 mm de profondeur et de 2 mm à 3 mm de large suivant quatre
génératrices à 90° pour évacuer l’eau pendant le compactage.
1) Sur certains modèles de presse, des entretoises placées entre la partie inférieure du moule et l’épaulement
du piston sont nécessaires lors du remplissage du moule pour que, après les avoir retirées au moment du
compactage, celui-ci puisse être à double effet.
—7— NF P 98-251-4
D < 14 mm D ≥ 14 mm
Modalité 2 2 éprouvettes
NOTE Si la modalité 2 donne lieu à un essai de tenue à l’eau, le nombre d’éprouvettes de la modalité 2 est celui de la
modalité 1.
Modalité 1 Modalité 2
Mélanges de D < 14 mm 60 kN ± 1 % 20 kN ± 1 %
Mélanges de D ≥ 14 mm 120 kN ± 1 % 40 kN ± 1 %
La charge doit être atteinte entre 5 s et 60 s maximum et maintenue entre 300 s et 305 s. Au bout de ce temps,
la mise en charge est interrompue.
Les éprouvettes sont démoulées entre 12 h et 24 h après confection soit le jour J+1.
8 Mode opératoire
8.1 Modalité 1
Vérification des éprouvettes
Après démoulage, des 10 ou 12 éprouvettes compactées à 60 kN ou120 kN, celles-ci sont numérotées et pesées
à 1 g près après essuyage rapide, soit MJ+1(1).
2) Si la capacité du malaxeur est insuffisante, il est admis de procéder au malaxage en deux fois dans des
conditions de répétabilité (même technicien, même matériel, faible intervalle de temps).
NF P 98-251-4 —8—
4 × M
J+8(1)
MVa (1) = ---------------------------------- ... (3)
πφ 2 h
Si la MVa(1) d’une éprouvette s’éloigne de la moyenne de ± 2 %, celle-ci est rejetée. Si la MVa(1) de plus de deux
éprouvettes s’en éloigne, la série complète est rejetée.
Pour deux lots d’éprouvettes destinés à la détermination de la tenue à l’eau, l’un conservé à sec, l’autre conservé
dans l’eau, les températures moyennes mesurées à proximité des éprouvettes ne doivent pas différer de plus
de 1 °C pendant les deux heures qui précèdent l’essai de compression simple.
NOTE Pour respecter l’écart, il est possible de conditionner les éprouvettes en immersion dans un sac étanche placé
dans l’enceinte de conservation ou les éprouvettes sèches placées dans un sac dans le bain.
Pour chaque éprouvette, le délai entre la sortie du dispositif de maintien en température et le début de l’écrase-
ment est inférieur à 2 min.
La vitesse du plateau de la presse est réglée à 1 mm/s. La résistance à la compression simple est déterminée à
partir de la charge maximale à la rupture de l’éprouvette d’essai.
8.2 Modalité 2
Après démoulage, les 2 (ou plus) éprouvettes (voir chapitre 1 et annexe B) sont numérotées et pesées à 1 g près
après essuyage rapide, soit MJ+1(2).
4 × M
---------------------------
J+8(2)
-
πφ 2 h
MVa (2) = ---------------------------------- ... (4)
1 + W J+8(2)
M – M 0
J+1(1)
W J+1(1) = -------------------------------------- × 100 ... (5)
M0
M – M 0
J+8(1)
W J+8(1) = -------------------------------------- × 100 ... (6)
M0
NF P 98-251-4 — 10 —
M – M 0
J+15(1)
W J+15(1) = ----------------------------------------- × 100 ... (7)
M0
M′ – M 0
J+15(1)
W′ J+15(1) = ------------------------------------------ × 100 ... (8)
M0
MVA (1)
v hydro(1) = 100 × 1 – ------------------
- ... (9)
MVR
— masse volumique apparente moyenne du granulat dans l’éprouvette
TL
MVAg (1) = MVA (1) × 1 – ---------------------------- ... (10)
( 100 + TL )
MVRg – MVAg
(1)
v MA(1) = ---------------------------------------------------- × 100 ... (11)
MVRg
v – v hydro(1)
MA(1)
v L(1) = ------------------------------------------------ × 100 ... (12)
v MA(1)
9.2 Modalité 2
9.2.1 Calcul des teneurs en eau
— teneur en eau au démoulage
M – M 0
J+1(2)
W J+1(2) = -------------------------------------- × 100 ... (13)
M0
M – M 0
J+8(2)
W J+8(2) = -------------------------------------- × 100 ... (14)
M0
— 11 — NF P 98-251-4
1 – MVa
(2)
v géo(2) = 100 × --------------------------------- ... (15)
MVR
10 Rapport d’essai
Le rapport d’essai doit faire référence au présent document et indiquer :
— l’identification de la formule,
— le mode de préparation du mélange hydrocarboné (en particulier le type de malaxeur), le délai séparant la fin
du malaxage et le début du compactage des éprouvettes,
— les résultats des deux modalités de compactage,
Modalité 1
• la teneur en eau W,
• la masse volumique apparente moyenne par mesure géométrique MVa (1) ;
• la masse volumique apparente moyenne par pesée hydrostatique MVA (1) ;
• la masse volumique réelle du mélange hydrocarboné MVR ;
• le pourcentage de vides moyen vhydro(1) ;
• la résistance moyenne à la compression R(1) ;
• la résistance moyenne à la compression r(1) ;
• le rapport r(1) / R(1) ;
• outre les résultats précédents, le rapport d’essai peut comporter l’identification des constituants et la masse
volumique réelle des granulats MVRg, ainsi que les teneurs en eau WJ+1(1), WJ+8(1), WJ+15(1), W’J+15(1) et
les pourcentages de vides moyens v MA(1) et v L(1) .
Modalité 2
• la masse volumique apparente moyenne par mesure géométrique MVa (2) ;
• la masse volumique réelle MVR ;
• le pourcentage de vides moyen vgéo(2) ;
• outre les résultats précédents le rapport d’essai peut comporter l’identification des constituants, la masse
volumique réelle des granulats, les teneurs en eau WJ+1(2), WJ+8(2) et les pourcentages de vides moyens
vMA(2) et vL(2).
— les détails opératoires non prévus dans le présent document et les incidents éventuels susceptibles d’avoir
influencé les résultats.
NF P 98-251-4 — 12 —
Bibliographie
[1] Essai de compression simple sur enrobés hydrocarbonés, essai DURIEZ LPC. Méthode d’essai n° 14
(Novembre 85). Ministère de l’Urbanisme, du Logement et des Transports — Laboratoire Central des Ponts
et Chaussées.
— 13 — NF P 98-251-4
Annexe A
L’annexe A décrit les conditions d’essai, dans le cas de la modalité de compactage 2, pour la détermination de la
tenue à l’eau. Le nombre d’éprouvettes confectionnées est celui de la modalité 1.
La masse volumique apparente géométrique moyenne MVa (2) est déterminée à partir de l’ensemble des éprou-
vettes fabriquées (10 pour D ≥ 14 mm et 12 pour D < 14 mm).
Le pourcentage de vides géométriques v2 est déterminé à partir des valeurs de MVa(2) calculées sur l’ensemble
des éprouvettes.
La teneur en eau prise en compte est la moyenne des teneurs en eau W J+15(2) des éprouvettes conservées à
sec. La teneur en eau de chaque éprouvette est déterminée après écrasement.
Au jour J+15, les éprouvettes sont soumises à l’essai de compression, qu’elles aient été conservées avec ou sans
immersion. Pour chaque éprouvette, le délai entre la sortie du dispositif de maintien en température et le début de
l’écrasement est inférieur à 2 min.
La vitesse du plateau de la presse est réglée à 1 mm/s ± 0,1 mm/s. La résistance à la compression simple est
déterminée à partir de la charge maximale à la rupture de l’éprouvette d’essai.
Résistance en compression
La résistance à la compression simple à une température donnée, avec ou sans immersion, est le rapport de la
charge maximale à la section circulaire des éprouvettes. Il est exprimé en mégapascals et représente la moyenne
de six ou cinq mesures suivant la dimension D du mélange hydrocarboné soumis à l’essai.
On établit également le rapport de la résistance moyenne avec immersion r(2) à la résistance moyenne sans
immersion R(2) ; il est exprimé avec deux chiffres significatifs.
M – M 0
J+1(2)
W J+1(2) = -------------------------------------- × 100 ... (16)
M0
M – M 0
J+8(2)
W J+8(2) = -------------------------------------- × 100 ... (17)
M0
M – M 0
J+15(2)
W J+15(2) = ----------------------------------------- × 100 ... (18)
M0
M′ – M 0
J+15(2)
W′ J+15(2) = ------------------------------------------ × 100 ... (19)
M0
MVRg – MVAg
(2)
v MA(2) = ---------------------------------------------------- × 100 ... (22)
MVRg
— 15 — NF P 98-251-4