Temperature induced stresses on modified bituminous low-slope roofing systems

In Canada, where the design temperatures are above freezing, the SBS modified bitumen roofing membrane are the most commonly used and are in practice since 1950?s. The modified bituminous roof membrane system is a two-ply system comprising of a base sheet and a cap sheet. Existing literatures on the thermal stresses induced in the modified bitumen systems indicate that these systems have a history of problems such as blistering, rupturing, splitting and slippage, however, with the improvement in the manufacturing process and better system designs, these issues subsided with time. In the recent past, the issue of membrane ridging on low sloped modified bitumen systems was brought to the attention of National Research Council of Canada. Membrane ridging sometimes referred to wrinkling was a common failure mode observed on BUR systems over the past decade, however this seems to be emerging on the two-ply mod-bit systems. However, the question is whether the ridging is the effect of any material or whole system performance. The present paper presents two case studies showing the membrane ridging on two roofs and also discusses a small scale experimental study that was conducted at the National research Council of Canada to understand the thermal induced stresses in modified bituminous roofing systems.Au Canada, o\uf9 les temp\ue9ratures de calcul sont au-dessus du point de cong\ue9lation, les membranes de couverture en bitume modifi\ue9 au SBS sont en usage depuis les ann\ue9es 1950 et sont aujourd?hui les plus couramment utilis\ue9es. La membrane de toiture bitumineuse modifi\ue9e est un syst\ue8me \ue0 deux couches comportant une feuille de base et une feuille de rev\ueatement. La documentation existante portant sur les contraintes thermiques induites dans les syst\ue8mes \ue0 bitume modifi\ue9 indique que ces syst\ue8mes ont des ant\ue9c\ue9dents de probl\ue8mes : cloquage, rupture, s\ue9paration, glissement, etc. Toutefois, gr\ue2ce aux am\ue9liorations apport\ue9es au proc\ue9d\ue9 de fabrication et aux conceptions des syst\ue8mes, ces obstacles se sont aplanis avec le temps. Le probl\ue8me de la formation de rides des membranes sur les syst\ue8mes en bitume modifi\ue9 \ue0 faible pente a \ue9t\ue9 port\ue9 \ue0 l?attention du Conseil national de recherches du Canada (CNRC). La formation de rides, parfois d\ue9sign\ue9e plissement, est un type de d\ue9faillance qui a \ue9t\ue9 fr\ue9quemment observ\ue9 sur les syst\ue8mes \ue0 \ue9tanch\ue9it\ue9 multicouche au cours de la derni\ue8re d\ue9cennie. Or, ce probl\ue8me semble appara\ueetre \ue9galement sur les syst\ue8mes bitumineux modifi\ue9s \ue0 deux couches. La question demeure cependant de d\ue9terminer si la formation de rides est attribuable \ue0 la performance d?un mat\ue9riau en particulier ou du syst\ue8me en entier. Nous pr\ue9sentons dans ce document deux (2) \ue9tudes de cas de formation de rides de la membrane sur deux toitures diff\ue9rentes, et nous traitons en outre d?une \ue9tude exp\ue9rimentale \ue0 petite \ue9chelle ayant \ue9t\ue9 dirig\ue9e au CNRC dans le but de faire la lumi\ue8re sur le probl\ue8me des contraintes thermiques induites dans les syst\ue8mes de couverture bitumineux modifi\ue9s.Peer reviewed: YesNRC publication: Ye