Brevet FR2043677A1 — publié le 19710219

Les revêtements de chaussées en pavés, béton ou mélanges minéraux bitumineux sont soumis à de fortes contraintes, notamment en surface, sous lteffet du trafic et des intempéries. Pour augmenter leur longévité, il faut les protéger au moyen de couches d'usure, devant être remplacées de temps en temps ; ces couches d'usure, qui doivent être aussi minces que possible pour des raisons d'économie, ont pour mission supplémentaire de conférer à la surface externe de la chaussée la rugosité nécessaire à la bonne tenue de route des véhicules et d'empêcher 11 eau de précipitation de s'infiltrer dans l'infrastructure de la chaussée. Les minces couches d'usure usuelles à base de bitume de composition semblable à du béton, ou les couches formees de mastic et de gravillons enrobés, ne satisfont plus aux contraintes élevées provenant de la forte circulation actuelle. Les couches d'usure bitumineuses connues de la nature du béton possèdent un squelette minéral pauvre en cavités, lié au moyen de bitume coupé. La quantité de liant est calculée de telle façon qu'une fois posée, la couche d'usure présente une proportion volumétrique de cavités de 3 à 8 ou jusqu'a 10 % selon la nature du liant. Ces couches d'usure sont appliquées à chaud à l'aide d'engins appropriés. La composition de ces couches d'usure bétonnées ne permet toutefois ni un collage suffisant entre les divers grains minéraux, ni une adhérence suffisante de la couche au revêtement de chaussée devant être protégé. En raison de la haute teneur en cavités de la couche d'usure, le liant ne forme sur chaque grain minéral qu'un enduit relativement mince, de sorte que chaque grain minéral n'est colle pratiquement que par points aux grains voisins et au revêtement de la chaussée.Cette liaison insuffisante a pour conséquence naturelle une trop faible résis tance à l'usure de la couche bétonnée. Sous 11 effet de la con- trainte exercée par les pneumatiques des véhicules, le grain minéral est facilement arraché~de la couche d'usure, qui subit une abrasion rapide, en particulier aux emplacements de passage des roues et est enlevée en un laps de temps relativement court, mettant ainsi à nu le revêtement de chaussée qu'il s'agit de protéger. L'adhérence défectueuse de la couche d'usure au revêtement de chaussée entraîne par suite de la circulation des écaillages qui ne peuvent pas être évités, même par une pulvérisation préalable de liants sur le revêtement de chaussée devant être muni de la couche d'usure. Le volume relativement grand des pores de la cou che d'usure bétonnée laisse enfin l'eau de précipitation s 'in- filtrer dans la couche et dans le revêtement de chaussée se trouvant au-dessous d'elle3 de sorte qu'il se produit sous l'effet de l'humidité des détériorations importantes. Indépendamment de cette couche d'usure connue en béton d'asphalte, on en utilise une autre, formée de gravillons en grains de grosseur strictement limitée et d'un mastic servant de liant suivant TV bit 6, chiffre 62. Cette couche d'usure est constituée par un enduit de mastic, qui est appliqué sur le revêtement de chaussée devant être protégé et dans lequel sont noyés des gravillons de granulométrie bien définie. D'après TV bit 62.232, le rapport quantitatif entre le mastic et les gravillons est de I : 1. Pour poser cette couche d'usure, on exécute jusqu'à présent les opérations suivantes a) application d'une couche de 7 à 12 mm de mastic liquide chaud sur le revêtement de la chaussée, b) épandage uniforme de gravillons sur la couche de mastic chaude, c) enfoncement des gravillons par cylindrage dans la couche de mastic. La préparation sur le chantier du mastic liquide chaud nécessite l'emploi de chaudières à asphalte coûteuses, tandis que l'application du mastic sur le revêtement de la chaussée au moyen d'outils de surfaçage ou de planage ou encore de caissons tractés entraîne une dépense de main d'oeuvre élevée. La couche mince de mastic qui vient d'être déposée se refroidit très rapidement, de sorte que le procédé connu ne peut être mis en oeuvre qu'à la saison chaude. L'épandage des gravillons, effectué pareillement à la main, n' assure pas leur répartition uniforme, en particulier dans le cas où ceux-ci sont munis, pour améliorer leur adhérence à la couche de mastic, d'un mince revêtement de bitume qui réduit naturellement leur faculté d'épandage. Eu égard au refroidissement rapide de la couche mince de mastic, les gravillons épandus doivent être aussitôt enfoncés par cylindrage. Cette opération nécessite l'emploi de cylindres spéciaux à plusieurs roues en caoutchouc pour garantir un enfoncement aussi régulier que possible des gravillons dans la couche de mastic. Malgré la complication de ce procédé et les frais qu'il entraîne, la couche d'usure connue ne satisfait pas aux exigences de la circulation et devient lisse au bout de peu de temps sous l'effet de la densité du trafic. D'après les observations de l'inventeur, cette insuffisance doit être attribuée, d'une part, à la teneur relativement élevée en mastic qui est de l'ordre de 50 4 et) d'autre part, à la liaison défectueuse, due au procédé de pose, entre les grains de gravillons et la couche de mastic.La teneur élevée en mastic dépasse notablement le volume des cavités de la fraction granulométrique des gravillons, ce qui a pour conséquence que les gravillons sont enfoncés peu à peu entièrement dans la couche de mastic par les véhicules circulant sur la chaussée. La liaison insuffisante des gravillons dans la couche de mastic provient de ce que la couche de mastic qui vient d'être déposée forme en surface, par suite de son refroidissement rapide, une pellicule ductile de faible pouvoir collant, qui enrobe les gravillons épandus lors du cylindrage et n'y adhère que de façon précaire. Les gravillons insuffisamment liés sont arrachés en grande quantité de la couche de mastic par les pneumatiques des véhicules et projetés sur les côtés. I1 en résulte que la surface de la couche d'usure devient très rapidemert lisse. La couche de mastic perd en même temps la cohésion interne que lui confèrent les gravillons, de sorte qu'elle est déplacée par les pneumatiques des véhicules sous l'effet d'une déformation plastique, notamment par temps chaud, ou qu'elle stenroule par collage sur les pneumatiques et est arrachée du revêtement de la chaussée. L'invention a pour but d'éliminer les inconvénients précités affectant la couche d'usure formée d'une couche de mastic et de gravillons enrobés en grains de grosseur étroitement limitée, et de simplifier en même temps le procédé d'application de la couche. Le procédé conforme à l'invention consiste à appliquer sur le soubassement une couche d'épaisseur comprise entre 10 et 20 mm environ, qui est formée d'un mélange homogène chaud de gravillons en grains dont les différences de grosseur sont étroitement limitées et d'un mastic dont la teneur est inférieure au volume des cavités dans les gravillons. L'invention repose sur la découverte faite par l'inventeur que le gros volume des cavités des grains de gravillons de grosseur étroitement limitée laisse s'écouler sur la chaussée se trouvant au-dessous- une fraction du mastic enrobant les gravillons dans le mélange chaud, cette fraction formant sur la chaussée une couche cohérente, dans laquelle sont noyés les gravillons qui viennent reposer ainsi par le bas sur la chaussée et ressortir partiellement vers le haut de la surface externe de la couche de mastic.Par le procédé de l'invention, il se forme une couche d'usure à surface externe anti-dérapante, dont la couche de mastic recouvre hermétiquement tout le revêtement de la chaussée auquel elle adhère fortement, et dont les gravillons trouvent d'emblée une assise solide sur le revêtement de la chaussée.Il est exclu de ce fait que la couche d'usure devienne lisse. En raison de l'opération de mélange à chaud, qui confère également aux gravillons la température élevée du mélange, il se produit un humectage total des gravillons par le mastic et cet humectage ne subit aucun préjudice lors de l'application, grâce à la température élevée des gravillons. Il se produit de cette manière entre les gravillons et la couche de mastic une liaison optimale, qui résiste aux contraintes les plus dures de la circulation, comme l'a prouvé l'expérience. La consommation de mastic coûteux est en outre notablement moindre que pour la couche d'usure connue7 étant donné que son volume est toujours inférieur à celui des cavités de la fraction des grains de gravillons. Dans une forme de réalisation avantageuse de l'invention, le produit mélangé à chaud se compose en poids de plus de 65 % de gravillons en grains de grosseur étroitement limitée, de préférence en grains usuels du commerce de 2/5 mm, 5/8 mm, 8/12mm ou 12/18 mm et au maximum de 35 % de mastic contenant au moins 22 t de bitume chaud. Un tel mélange permet aux gravillons de ressortir suffisamment de la surface externe de la couche de mastic, c'est-à-dire d'environ un tiers à la moitié de leur hauteur, et assure une liaison énergique dans la couche de mastic des gravillons enrobés, qui ne peuvent plus être arrachés par les pneumatiques des véhicules.La proportion indiquée de bitume chaud dans le mastic garantit l'écoulement de celui-ci sur les gravillons même par temps froid et la formation de la couche de mastic sur le revêtement de la chaussée. Selon une autre caractéristique de l'invention, la faculté d'écoulement du mastic pendant l'application peut être adaptée dans une large mesure aux températures régnantes, par addition d'agents épaississeurs à base de caoutchouc, de matières plastiques, de fibres, ou d'autres substances minérales stabilisantes en grains fins, par exemple d'argile, d'ardoise broyée etc. Grâce à sa consistance, le mélange chaud peut être amené sur le chantier dans des camions normaux. Pour éviter la ségrégation, en particulier sur de longs trajets de transport, on peut additionner au mélange les agents stabilisants précités. - Cette consistance permet d'autre part l'application de la couche d'usure en une seule opération à l'aide des engins normaux utilisés pour les revêtements routiers à base de matériaux bitumineux. La couche d'usure relativement mince peut être appliquée sous une épaisseur très exactement uniforme sans aucun travail manuel onéreux. Le cylindrage de la couche d'usure déposée peut être effectué à l'aide de rouleaux appropriés de tous types. La La dépense en engins et de main d'oeuvre pour la pose de la couche d'usure est par conséquent notablement plus fai sable que par le procédé connu ; aucun travail manuel n1 est néces - saire. En raison de sa teneur élevée en gravillons chauf fés à la température d'application pendant le mélange avec le mastic, le produit mélangé chaud possède une chaleur totale telle que la pose est beaucoup moins tributaire de la température am biante que la pose de la couche de mastic connue. La description qui va suivre en regard du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien compren dre comment l'invention peut être réalisée. La figure 1 représente en coupe transversale la couche d'usure immédiatement après son application sur le revête rnent de chaussée devant être protégé. La La figure 2 représente en coupe transversale comme la figure 1 la couche d'usure terminée. - Le mélange chaud appliqué sur- le revêtement de chaussée 1 devant etre protégé se compose de gravillons 2 en grains de grosseur étroitement limitée et de mastic 3 ; conformé ment à la figure 1, ce mélange est caractérisé en ce qu'en raison Meoson faible dosage, inférieur au volume des cavités des gravi lons, le au mastic enveloppe d'une couche épaisse les gravillons. Immédiatement après l'application du mélange sur le revêtement de chaussée, le mastic commence à s'écouler lente ment des gravillons et se rassemble peu à peu sur le revêtement de la chaussée (figure 2) en une couche cohérente de mastic 4, qui laisse les gravillons 2 ressortir de sa surface externe, du fait que le volume de-mastic est plus petit que celui des cavités des gravillons. Ces derniers se déposent ainsi directement sur le revêtement 1 de la chaussée avec une mince pellicule de mastic constituant une couche intermédiaire. Ce processus lent est rendu possible par les cavités relativement grandes se trouvant dans des mélanges de gravillons en grains de grosseur étroitement limitée, et peut se poursuivre grâce à la chaleur contenue dans les gravillons, si bien que la formation de la couche de mastic est assurée, même par temps -froid. A la demande, ce processus peut être ralenti, par exemple par temps chaud, au moyen des additions sus-mentlonnés) d'une part pour évier une ségrégation indésirable du mélange pendant son transport sur le chantier et, d'autre part, pour assurer après la pose l'écoulement du mastic sur les gravillons. Grâce à l'opération de mélange à chaud préliminaire, les gravillons 2 sont liés de façon optimale dans la couche de mastic 4 ; il en est de même de la liaison entre la couche de mastic et le revêtement de chaussée 1 devant être protégé. Sur la partie des gravillons ressortant de la couche de mastic, il subsiste une pellicule mince et ininterrompue de mastic qui protège dans une large mesure les gravillons. Par le procédé conforme à l'invention et les phénomènes auxquels il donne lieu, on obtient en fin de compte une couche d'usure possédant une résistance à l'abrasion élevée, une rugosité superficielle durable et optimale, ainsi qu'une excellente liaison des gravillons dans la couche de mastic et une adhérence parfaite de cette couche sur le revêtement de chaussée devant être protégé. Il va de soi que des modifications peuvent être apportées au mode de réalisation qui vient d'être décrit, notamment par substitution de moyens techniques équivalents sans que l'on sorte pour cela.du cadre de la présente invention. REVEl4DiCATIONS 1. Procédé pour l'exécution de la couche d'usure d'un revêtement de chaussée, formée d'une couche de mastic adhérente au soubassement et de gravillons enrobés, en grains de grosseur étroitement limitée, ressortant partiellement de la surface externe de la couche, procédé caractérisé en ce que sur le soubassement est appliqué 5 en une couche d'épaisseur comprise entre 10 et 20 mm environ, un mélange homogène chaud de gravillons et a'un mastic dont la teneur est inférieure au volume des cavités dans les gravillons. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé par l'utilisation d'un mélange chaud se composant en poids de plus de 65 % de gravillons, de préférence en grains usuels du commerce de 2/5 mm, 5/8 mm > 8/12 mm ou 12/18 mm et d'un maximum de 35 % de mastic contenant au moins 22 % de bitume chaud. 3. Procédé suivant les revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'au mélange chaud sont additionnes des agents épaississeurs à base de caoutchouc de maticres plastiques de fibres, ou d'autres substances minérales stabilisantes en grains fins, par exemple de l'argile, de l'ardoise broyée ou similaires. 4. Procédé suivant la revenuication ls caractérisé en ce que le mélange chaud est appliqué à l'aide d'engins utilisés pour des matériaux de construction bitumineux.