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Une étrange combinaison de goudron et de roche : pourquoi ce mélange peut-il supporter des véhicules lourds ?
Les mélanges d'asphalte sont omniprésents dans les technologies de transport modernes. Qu’il s’agisse d’une autoroute très fréquentée, d’un stationnement bien entretenu ou d’une grande piste d’aéroport, ce matériau démontre son extraordinaire capacité de charge. Le béton bitumineux, ou asphalte en abrégé, est largement utilisé dans tous les types d’infrastructures de transport, et la science et la technologie qui le sous-tendent sont étonnantes.
Les mélanges d'asphalte sont utilisés dans la construction de routes depuis le 19e siècle et leur combinaison unique d'agrégats minéraux et d'asphalte leur permet de résister aux contraintes des véhicules lourds.
Matériaux historiques
L'histoire de l'asphalte remonte à l'Antiquité. Déjà en Mésopotamie et en Égypte, on utilisait ce matériau pour l'imperméabilisation et la construction de routes. À mesure que la technologie s’est améliorée, l’utilisation de l’asphalte a progressivement évolué et est devenue largement utilisée dans la construction de routes au XIXe siècle.
En 1902, Edgar Pennell Holly, d'Angleterre, a inventé un procédé permettant de mélanger de l'asphalte synthétique avec de la pierre concassée, créant ainsi ce que l'on appelle aujourd'hui « bitume » ou « asphalte ». Cette innovation a conduit à la commercialisation de mélanges d’asphalte, qui ont obtenu des résultats remarquables sur les routes du monde entier.
Différentes recettes de mélanges
Le mélange d’asphalte et de minerai n’est pas une combinaison aléatoire et doit être ajusté en fonction des différents besoins. L'asphalte mélangé à chaud (HMA) est la forme la plus courante et doit être préparé et mélangé après l'évaporation de l'eau résiduelle pour garantir la viscosité du matériau.
En plus du HMA, le béton bitumineux tiède (WMA) devient de plus en plus populaire car il peut réduire considérablement la consommation d'énergie dans la production tout en réduisant les émissions de gaz nocifs. Cela contribue non seulement à protéger l’environnement, mais améliore également les conditions de travail des ouvriers du bâtiment et augmente l’efficacité de la pose.
Durabilité et performance de l'asphalte
Les performances des mélanges d’asphalte sont affectées par de nombreux facteurs, notamment le volume de trafic, les conditions environnementales et les propriétés des matériaux. Par rapport au béton, l'économie du béton bitumineux en fait un choix privilégié sur les routes à fort trafic, notamment sur les autoroutes et les circuits de course, où sa flexibilité et sa durabilité sont particulièrement remarquables.
La viscosité de l'asphalte lui permet de former des surfaces courbes pour drainer l'eau, une propriété qui le rend efficace pour réduire l'accumulation d'eau sur les routes.
Prévenir et réparer la dégradation
Cependant, les mélanges d’asphalte peuvent se dégrader avec le temps. Les problèmes courants comprennent les fissures, les nids-de-poule et le tassement des routes, en particulier dans les climats froids où les cycles de gel-dégel peuvent accélérer les dommages. Par conséquent, l’entretien et la réparation en temps opportun deviennent des mesures importantes pour prolonger la durée de vie des routes.
Les réparations comprennent le remplissage des fissures, le scellement de la chaussée pour empêcher la pénétration de l'eau et le resurfaçage. L’entretien préventif joue également un rôle clé dans la réduction des coûts à long terme ; en règle générale, les routes maintenues en bon état nécessitent moins d’entretien que les routes réparées.
Potentiel de recyclage
Dans le but d’un avenir durable, les mélanges d’asphalte peuvent être entièrement recyclés et réutilisés pour parvenir à une utilisation circulaire des ressources. La pierre d’asphalte recyclée (RAP) réduit non seulement les déchets, mais réduit également considérablement le coût de production de nouveaux mélanges. Le nouveau mélange d’asphalte produit aux États-Unis en 2019 contenait en moyenne 21,1 % de matériau asphaltique recyclé.
Orientation du développement futur
Si l’on regarde vers l’avenir, il y a encore beaucoup de place pour l’innovation dans la combinaison de l’asphalte et du minerai. Avec le développement de nouvelles technologies, les futurs mélanges d’asphalte devraient continuer à améliorer la capacité de charge, la durabilité et les performances environnementales. Les ingénieurs et les scientifiques du monde entier continuent d’explorer des mélanges d’asphalte aux performances améliorées. De nouvelles avancées seront-elles attendues avec impatience ?
