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Modélisation du comportement rhéologique des bitumes polymères : Le modèle autocohérent

HADRZYNSKI, F ; SUCH, C

Résumé :

Le formulateur de bitumes polymères aimerait prévoir les caractéristiques des mélanges à partir des constituants purs. Si des tentatives de prévision ont déjà été menées, elles se sont révélées trop peu adaptées pour interpréter les propriétés macroscopiques de ces liants. Par ailleurs, des modèles d'homogénéisation développés dans le cadre de la mécanique des matériaux composites permettent de décrire les propriétés des mélanges à partir des caractéristiques et des proportions de chaque constituant. Il a semblé intéressant d'appliquer aux mélanges bitumes polymères une des méthodes d'homogénéisation mécanique : le modèle autocohérent. L'étude décrite concerne un bitume 70/100modifié par l'addition d'un copolymère Styrène-Butadiène-Styrène aux teneurs comprises entre 2 et 10%. Les modules complexes des constituants et de leurs mélanges sont obtenus expérimentalement. Le modèle autocohérent est appliqué aux mélanges à partir des phases pures. Puis par fractionnement physique à chaud, on cherchera à isoler d'autres systèmes indépendants. La validité du modèle autocohérent sera testée. Une bonne approximation est obtenue à partir des seules phases centrifugées. Le gel polymère, microscopiquement hétérogène, peut être considéré comme mécaniquement homogène même avec peu d'asphaltènes. On montre également que la distribution des tailles des particules joue un rôle au second ordre sur le comportement mécanique des phases séparées.

Mots clés :

Comportement ; Rhéologie ; Modèle numérique ; Bitume ; Polymère ; Mélange ; Homogène ; Méthode ; Mécanique

Bulletin des Laboratoires des Ponts et Chaussées n°214, 1998, pp 3-18

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