La résistance à la fragmentation des granulats s’obtient par l’essai Los Angeles (LA), durant lequel les granulats sont soumis à des chocs de boulets d’acier (fig. 1). Le coefficient Los Angeles correspond au pourcentage de l’échantillon initial passant au tamis de 1,6 mm après fragmentation. La résistance à la fragmentation est donc d’autant plus grande que la valeur du coefficient LA est petite.
Dans cet essai, l’usure est produite par frottement entre les granulats et une charge abrasive dans un cylindre en rotation ; elle se fait soit à sec, soit en présence d’eau. La résistance à l’attrition caractérise la dégradation granulométrique de matériaux mélangés à des billes d’acier (sans effets de choc) dans un tambour en rotation (fig. 2). Elle est évaluée par l’essai Micro-Deval (MDE). Cette propriété est d’autant meilleure que le coefficient Micro-Deval est faible. L’essai Micro-Deval caractérise la résistance à l’usure de granulats suivant la norme NF EN 10 97-1.
La résistance au polissage, très importante pour les couches de roulement, est caractérisée par le « Polished Stone Value » (défini selon la norme NF EN 1097-8) mesuré par passage d’un patin de caoutchouc sur une éprouvette de granulats préalablement soumise à un polissage par contact dynamique avec de l'émeri (fig. 3).
Elle est mesurée d’après la dégradation granulométrique observée en imposant des cycles gel-dégel aux granulats, selon leur aptitude à absorber de l’eau ou leur résistance à la fragmentation.
L’activité des argiles est mesurée au travers des essais « Equivalent de sable » (ES) — d’après la norme NF EN 933-8 — et la Masse de bleu (norme NF EN 933-9)
L’analyse au microscope polarisant distingue généralement les composants suivants :
- schistes noirs et oranges (combustion de faible intensité) : quartz, Feldspaths, mica, argiles et oxydes de fer ;
- schistes rouges et violets (combustion très vive) : quartz, cristobalite, silicates d’aluminium, silico-aluminates de magnésium, oxyde de fer et matière vitreuse.
Cet essai permet de caractériser la résistance au polissage des enrobés ou des granulats. Il utilise la machine allemande Wehner & Schulze qui permet de reproduire l’usure induite par le trafic et de suivre l’évolution du coefficient de frottement. Les essais sur enrobé sont réalisés suivant la norme EN 12697-49 (2012) tandis que les essais sur granulats ne sont pas normalisés.
Le polissage est généré par trois cônes en acier disposés à 120° sur un disque rotatif et recouverts de gomme (fig. 4). Un mélange constitué d’eau et d’abrasif (sable fin) est projeté entre l’échantillon et la gomme des cônes en rotation. La durée de polissage est contrôlée en fixant le nombre de rotations des cônes. Après polissage, l’échantillon est nettoyé et une mesure de frottement est alors réalisée à l’aide d’un disque supportant trois patins de gomme disposés à 120° et lancé à 100 km/h. Le disque est mis en contact avec la surface et le frottement entre les patins et l’échantillon permet de le freiner. Cette courbe de freinage permet de connaitre le coefficient de frottement à différentes vitesses. Généralement, la valeur de frottement à 60 km/h appelée µ60 est relevée. On peut ainsi tracer l’évolution du coefficient de frottement en fonction du nombre de rotations des cônes de polissage (c.-à-d. du trafic), ce qui revient à simuler en laboratoire la durée de vie du matériau.
La spectrométrie infrarouge à transformée de Fourier est une technique de mesure pour l'acquisition de spectres infrarouges. Au lieu d'enregistrer la quantité d'énergie absorbée lorsque la fréquence de lumière infrarouge varie (monochromateur), la lumière infrarouge passe au travers d'un interféromètre. Après avoir traversé l'échantillon, le signal mesuré est un interférogramme. Après que le signal a subi une transformée de Fourier, on obtient un spectre identique à celui obtenu par une spectroscopie infrarouge conventionnelle (dispersive).
La spectrométrie d’émission atomique par plasma à couplage inductif (ICP-AES) est une méthode d'analyse par spectrométrie d'émission atomique dont la source est un plasma généré par couplage inductif. Les raies analysées sont souvent des raies ioniques et pas seulement atomiques.
L’analyse enthalpique différentielle (AED) ou Differential Scanning Calorimetry (DSC en anglais) est une technique d'analyse thermique. Elle mesure les différences des échanges de chaleur entre un échantillon à analyser et une référence.
La diffraction des rayons X révèle les phases cristallisées d’un échantillon mis en place sous forme de poudre.