Influence of polymer modification on low temperature behaviour of bituminous binders and mixtures

Effects of polymer modification on low-temperature properties of bituminous binders and mixtures were studied. Three bitumens were blended with 6% SBS, SEBS, EVA or EBA. Dense graded asphalt mixtures were prepared using a gyratory compactor. The low-temperature properties of the binders were characterised using dynamic shear rheometer and bending beam rheometer, and the low-temperature cracking of the mixtures evaluated by tensile stress restrained specimen test. The results indicated that low-temperature parameters were greatly dependent on the base bitumen, and in most cases, polymer modification did not show significant benefits as compared to the corresponding base bitumen. The mixture cracking temperature was found to correlate with the limiting temperatures (in bending beam rheometer) of the binders, weakly with Fraass breaking point, but not with parameters obtained using dynamic shear rheometer. Upon isothermal storage at low temperatures, the bitumens displayed physical hardening, and effect of polymer modification was small. However, physical hardening as measured by TSRST (tensile stress restrained specimen test) was not observed for the mixtures studied.RésuméLes effets de l’ajout de polymères sur les propriétés à basses températures ont été étudiés sur des liants bitumineux tel quel ou en enrobés. Trois bitumes ont été mélangés avec 6% SBS, SEBS, EVA ou EBA. Les enrobés denses ont été préparés avec une presse à cisaillement giratoire. Les propriétés à basses températures ont été caractérisées sur les liants à l’aide d’un rhéomètre dynamique à cisaillement et de l’essai de flexion sur barreau (BBR) et sur les enrobés à l’aide d’un essai de retrait empêché (TSRST). Les résultats indiquent que les propriétés à basses températures dépendent essentiellement du bitume de base et que, dans la plupart des cas, l’ajout de polymère n’améliore pas de façon significative ses propriétés. La température de fissuration des enrobés a pu être corrélée avec les températures limites BBR du liant, faiblement avec le point de fragilité Fraass mais pas avec les paramètres obtenus en utilisant le rhéomètre dynamique à cisaillement. Lors d’un stockage à une température basse donnée, les bitumes présentent un durchissement physique qui est peu influencé par les polymères. Néanmoins, ce durcissement physique n’a pas été observé sur les enrobés lors des essais de TSRST.