Résumé
La mesure de la densité de l'asphalte selon la méthode d'essai ASTM D70-09 nécessite l'utilisation d'un pycnomètre en verre et des conditions d'analyse très fastidieuses. En s'inspirant de cette méthode ASTM, la densité de l'asphalte est mesurée à l'aide d'un AccuPyc II TEC et de gobelets en aluminium jetables de 3,3 cm3. Les résultats de densité de quatre échantillons d'asphalte différents obtenus à l'aide de l'AccuPyc sont comparés aux résultats obtenus par un tiers à l'aide de la méthode ASTM du pycnomètre à verre. Les résultats des deux méthodes varient de 0,003 % à 0,026 %.
Introduction
La densité de l'asphalte est utilisée dans le calcul pour déterminer la qualité et la quantité d'asphalte nécessaire au revêtement des routes. La qualité et l'uniformité du mélange déterminent si une route sera revêtue de manière uniforme et si l'épaisseur de la chaussée en différents points sera également uniforme.
La densité de l'asphalte est actuellement déterminée à l'aide d'un pycnomètre en verre, conformément à la méthode d'essai D70-09 de l'ASTM. Le pycnomètre doit être nettoyé à fond et ne présenter aucun défaut ou faiblesse. À l'aide d'une balance analytique et d'un bain-marie, la densité de l'eau est d'abord obtenue à l'aide du pycnomètre. L'échantillon d'asphalte est ensuite chauffé jusqu'à ce qu'il soit suffisamment visqueux pour être versé. Le pycnomètre en verre est rempli aux trois quarts et pesé, puis rempli d'eau et pesé. Le calcul final décrit dans la méthode ASTM permet à l'analyste de déterminer la densité de l'asphalte à 25 °C. Si le pycnomètre est endommagé, par exemple s'il se brise, il faut recommencer toute la procédure en utilisant un nouveau pycnomètre.
L'objectif de cette note d'application est d'obtenir les mêmes valeurs de densité pour quatre (4) échantillons d'asphalte, l'échantillon A, l'échantillon B, l'échantillon C et l'échantillon D, en utilisant l'AccuPyc II TEC et des gobelets d'échantillonnage jetables, une méthode beaucoup plus propre et plus facile. Pour des raisons de qualité scientifique, un laboratoire tiers a retenu les valeurs de densité réelles recueillies à l'aide de la méthode du pycnomètre ASTM jusqu'à ce que le projet soit achevé.
Expérimental
Matériaux
- AccuPyc II TEC avec coupelles d'échantillonnage jetables en aluminium de 3,3 cm3 et azote gazeux
- Balance analytique
- Four de laboratoire
- Pipettes en plastique à usage unique
Procédure
Pour chaque échantillon, douze (12) gobelets en aluminium jetables de 3,3 cm3 sont étiquetés. Les onze premiers gobelets sont étiquetés séquentiellement de 1 à 11 et le douzième gobelet est étiqueté "cal cup". Le "cal cup" est le gobelet qui sera utilisé pour calibrer l'AccuPyc. Sa masse et son volume sont utilisés pour corriger le volume des onze autres gobelets utilisés le jour de l'analyse et dans les mêmes conditions.
Une fois les douze coupes étiquetées, elles sont placées dans un four de laboratoire préchauffé à une température d'au moins 163 °C pendant au moins 30 minutes. Il s'agit de l'étape de conditionnement. Les gobelets sont ensuite retirés du four, refroidis à température ambiante et pesés, y compris le gobelet "cal". Les coupes 1 à 11 sont ensuite remises dans le four jusqu'à ce que l'asphalte soit prêt à être échantillonné. Le "cal cup" est apporté à l'AccuPyc et utilisé pour l'étalonnage.
Le récipient en vrac contenant l'échantillon d'asphalte est placé dans le four à 163 °C NLT pendant environ une heure ou jusqu'à ce que l'asphalte soit suffisamment mou pour être aspiré dans une pipette en plastique jetable. Une fois que l'asphalte est prêt, de petites quantités aliquotes sont placées dans les godets 1 à 11 à l'aide des pipettes jetables. Chaque gobelet est rempli entre la moitié et les trois quarts, en veillant à ne pas mettre d'asphalte sur le côté du gobelet. Une fois les gobelets remplis, les gobelets contenant les aliquotes d'asphalte sont replacés dans le four pendant environ une heure afin d'éliminer les poches d'air qui ont pu se former. Les gobelets sont ensuite retirés du four, laissés refroidir à température ambiante et le poids final est mesuré.
L'AccuPyc est installé dans les conditions suivantes :
- Gaz : azote
- Nombre de purges : 2
- Pression de remplissage de la purge : 19.500
- Nombre de cycles : 99
- Pression de remplissage du cycle : 19.500
- Taux d'équilibrage : 0.0050
- Réglage de la température Peltier : 25.0°C
Le "Cal Cup" est ensuite placé dans l'AccuPyc et la procédure standard utilisée pour calibrer le volume est appliquée. Une bille d'acier de 2,5 cm de diamètre et d'un volume de 1,7671 cm3 est utilisée comme étalon de calibrage. Une fois l'étalonnage terminé, un fichier d'échantillon intitulé "étalon de contrôle" est créé à l'aide des mêmes paramètres que ceux utilisés pour les aliquotes d'asphalte. La bille d'acier est ensuite analysée en tant qu'échantillon pour vérifier le volume mesuré. Chaque aliquote d'asphalte est analysée et les fichiers de données créés sont étiquetés avec le numéro d'identification de l'échantillon et le numéro de la coupelle.
Une fois toutes les données collectées, le volume de chaque coupelle aliquote est corrigé en prenant la différence de poids entre la coupelle aliquote vide et la "coupelle cal", puis en la divisant par 2,7 g/cc (densité de l'aluminium). Le poids de l'échantillon est ensuite divisé par le volume corrigé de la coupelle pour calculer la densité de l'échantillon.
Résultats
Les résultats pour chaque échantillon d'asphalte soumis sont présentés dans le tableau suivant.
Conclusion
La mesure précise de la densité de l'asphalte est cruciale pour la qualité des routes pavées. Il est possible d'obtenir des valeurs précises de la densité de l'asphalte en utilisant un AccuPyc II TEC et des gobelets en aluminium jetables de 3,3 cm3. Les résultats moyens de 11 échantillons d'essai concordent avec les résultats recueillis par un laboratoire tiers utilisant la méthode du pycnomètre à verre décrite dans la méthode d'essai D70-09 de l'ASTM sur le même lot d'asphalte.
