Brevet FR2077847A1 — publié le 19711105

. La présente invention a pour objet un procédé de fabrication d'un matériau de construction et notamment d'un matériau comprenant des granulats ou des sables traités par des liants hydrauliques, tels que du laitier granulé, ciment, 5 cendres volantes, etc... Pour la construction des couches de fondation et de base des chaussées, on utilise des matériaux traités de manière à obtenir,d'une part, des couches rigidifiées et, d'autre part, une excellente répartition des contraintes sur le sol 10 de fondation pour des épaisseurs plus faibles que dans le cas de matériaux non traités, ainsi qu'une résistance élevée et homogène du corps de chaussée. Mais ces couches ainsi rigidifiées par une meilleure cohésion de leurs composants sont susceptibles de fissurer 15' par retrait thermique dû aux variations de température saisonnières . Or, ces fissures peuvent se propager à la surface de la chaussée, en particulier si la couche de revêtement est de faible épaisseur et permettre des infiltrations d'eau très 20 nuisibles quand le sol de fondation est sensible à l'eau. De plus, les fissures peuvent conduire à plus ou moins long terme à des dégradations importantes de la chaussée. En effet, sous l'effet du trafic de plus en plus important, les fissures s'élargissent et provoquent des crevasses délimitant-des 25 portions de chaussées isolées les unes des autres et donc très sensibles aux efforts engendrés par le passage des véhicules. De ce fait, on a été amené à rechercher des moyens permettant de supprimer ou à défaut de réduire le phénomène de fissuration par retrait thermique dans les couches de 30 chaussées rigidifiées. Pour cela, il convient d'obtenir un écart de température que le matériau peut supporter sans fissuration qui soit le plus grand possible. Pour un matériau donné, si Â est son coefficient de dilatation linéaire 35 sa résistance à la traction 70 05829 2077847 Efc son module d'élasticité en traction et (H) l'écart de température maximum que le matériau peut supporter sans fissurer, on a, pour le matériau étudié, la relation : ' . A. (H)=—r Et Le coefficient de dilatation linéaire A.du matériau étant essentiellement fonction du coefficient de dilatation des granulats, on ne peut agir sur lui. R 10 le rapport _É. Ainsi, il faut parvenir à augmenter le plus possible h E» Jt Mais, comme il n'est pas possible dans les matériaux traités d'augmenter la résistance.à la tracti.on R^. sans augmenter parallèlement le module d'élasticité en traction Et, on a clioisi pour obtenir ^ le plus possible de diminuer Et- 15 Et. ^ . En partant de cette étude, on a essayé-de traiter des mélanges constitués par des granulats et du ciment en introduisant au moment du malaxage des granulats et du ciment, une émulsion de bitume en quantité telle qu'elle représente 20 4 à 6 % du mélange granulats-ciment. Néanmoins, ce procédé de traitement présente de nombreux inconvénients. Un de ces derniers et qui est l'inconvénient majeur, réside dans le fait que 1"émulsion de bitume ne se répartit pas de manière uniforme autour des éléments constitutifs du mélange. En 25 effet, 1'émulsion de bitume introduite au cours du malaxage a tendance à se fixer sur les éléments fins et en particulier sur le ciment. Elle rompt instantanément au contact de ces éléments fins qui sont ainsi recouverts d'une pellicule isolante de bitume, et le liant est alors en partie inhibé. 30 Le mélange granulats-ciment perd ainsi une partie de ses performances mécaniques, en particulier les résistances à la traction et à la compression qui sont diminuées dans des proportions notables. En fait, on s'est aperçu que bien que le module d'élasticité E" soit diminué, le rapport Rt Et 70 05829 3 2077847 n'était pas augmenté. De plus, la quantité d'émulsion de bitume introduite est loin d'être négligeable.. On a également essayé de traiter des, matériaux plus 5 ou moins rigidifiés tels que ceux connus sous la qualification de graves laitiers par une émulsion de bitume. Cela a conduit aux mêmes inconvénients cités précédemment, à savoir, fixation préférentielle du bitume sur les éléments fins de l'activant, en l'occurrence la chaux, ou sur le liant tel que le laitier 10 granulé. Dans ce cas, on est en présence d'éléments recouverts d'une pellicule mince de bitume et imperméable, ce qui n'est plus compatible avec toute réaction d'hydratation. La présente invention a donc pour but de proposer un procédé de fabrication d'un matériau utilisé notamment pour 15 constituer les couches de fondation et de base de chaussées et qui permette non seulement de rigidifier les couches de fondation mais en même temps de supprimer en totalité ou presque le risque de fissuration desdites couches. A cet effet, le procédé consiste à traiter préalable-20 ment par une émulsion de bitume une fraction de granulats avant de la mélanger simultanément avec le reste des granulats et des autres composants du matériau. Des études ont montré que dans un matériau destiné aux couches de fondation et de base des chaussées et' compre-25 nant, par exemple, des granulats de toutes grosseurs et un liant tel qu'un mortier constitué par les granulats fins, par un laitier granulé et par de la chaux grasse, ce sont les liaisons entre les gros granulats et le mortier qui ont tendance à se rompre en premier sous l'action d'une traction. 30 II s'avère donc que si on désire conserver la résistance à la traction Rt, mais diminuer le module d'élasticité du matériau, il est indispensable de créer entre ces gros granulats et le mortier des liaisons par l'intermédiaire d'un liant susceptible de se déformer avant la rupture. 35 Le procédé selon l'invention consiste donc à 70 05829 4 2077847 prétraiter une fraction des granulats par un dosage en émulsion de bitume, puis à mélanger cettre fraction prétraitée simultanément avec le reste des granulats et les autres constituants du matériau. 5 Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, 1'émulsion de bitume est fixée sur les granulats de diamètres supérieurs à 6 mm, c'est-à-dire de façon générale sur les granulats de diamètres compris entre 6 et 20 mm, et avec un dosage tel qu'elle laisse sur les granulats traités une pel-10 licule de bitume la plus adhésive possible et un pourcentage de bitume résiduel de 1 à 3 % en poids par rapport au poids de la fraction de granulat traitée. Cette opération de traitement peut avoir lieu dans un malaxeur de poste d'enrobage ou par tout autre moyen per-15 mettant de répartir uniformément 1'émulsion de façon homogène sur les granulats*. On laisse ensuite'les granulats enrobés dans cet état jusqu'à ce que la phase aqueuse de 1'émulsion de bitume soit évacuée ; après quoi, le matériau est fabriqué en 20 centrale de façon traditionnelle par mélange des granulats traités avec le mortier défini précédemment. De nombreux essais ont montré que le bitume fixé uniformément sur les granulats permet parfaitement la mise en solution partielle du laitier granulé et de la chaux, les réactions d'hydratation et de recristallisation qui en découlent et par suite, la prise 25 du matériau réalisé. Avec un choix convenable de 1'émulsion de bitume, on réalise des granulats enrobés susceptibles d'être stockés sans craindre une prise en masse desdits granulats entre eux, et susceptibles de former, à n'importe quel moment, avec les autres constituants du matériau, c'est-30 à-dire, les granulats de diamètres inférieurs à 6 mm, le laitier granulé, la chaux grasse, et l'eau, un corps qui présente une grande élasticité avant la rupture. Des expériences faites au laboratoire sur un matériau réalisé selon la présente invention et dans lequel une fraction 70 05829 2077847 5 des granulats avait été traitée par un dosage voisin de 1 % en poids d1émulsion de bitume à 60 % de titume, ont montré que ledit matériau présentait une résistance à la traction diminuée de 10 % par rapport à celle d'un matériau traditionnelle tandis que le module d'élasticité E^ était divisé par deux, le coefficient de dilatation linéaire restant inchangé. De ce fait, on a augmenté le rapport £ d'un minimum de aient le matériau sans se fissurer, il est égal à 50° alors que celui d'un matériau traditionnel est compris entre 25 et 30°. Quant à l'écart de température (H) que peut subir bad original 70 05829 2077847 REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication d'un matériau de construction du type dans lequel une émulsion de bitume est ajoutée au mélange de granulats et des autres composants du.matériau, ledit procédé étant caractérisé en ce qu'une fraction des granulats est préalablement traitée par 1'émulsion de bitume avant d'être mélangée simultanément au reste des granulats et aux autres composants du matériau. 2. Procédé de fabrication d'un matériau de construction selon la revendication 1, caractérisé en ce que 1'émulsion de bitume est fixée sur les granulats de dimensions supérieures à 4 mm. 3. Procédé de fabrication d'un matériau de construction selon la revendication 1, caractérisé en ce que le rapport entre le poids de bitume résiduel fixé sur les granulats et le poids de granulats traités est compris entre 1 et 3 1 4. Procédé de fabrication d'un matériau selon l'une des revendications 1 et 2 caractérisé en ce que les granulats traités sont introduits dans le mélange quand la phase aqueuse de 1'émulsion de bitume est évacuée.