Brevet FR2158117A1 — publié le 19730615

La présente invention concerne un procédé de protection de revêteménts hydrocarbonés, notamment enrobés denses, béton bitumineux, contre les dégradations dues à 12emploi de sels de dévergla çage, ainsi que le produit mis en oeuvre. le procédé objet de l'invention consiste en la pulvérisation, sur ces revêtements d'un mélange à base d'huiles siccatives, à fin d'imprégnation de la couche superficielle. La circulation routière, hivernale en particulier, est devenue si indispensable à ltéconomie, que l'on cherché divers moyens pour la rendre aussi se que possible, notamment par élimination de la neige et du verglas : le chauffage des ouvrages d'art des routes à trafic particulièrement dense et surtout le déverglaçage aux fondants chimiques, sont particulièrement utilisés. le développement de l'emploi de saumures de C1 Ca - C1 Na etc. a semblé corrélatif à un accroissement des dégradations des chaussées à la suite des cycles : gel et dégel. Divers facteurs interviennent probablement, certains imputables au trafic lui-meme, dtautres comportant un caractère lié à des phénomènes physiques - possibilité d'un choc thermique par abaissement brutal de la température de la chaussée, lors de l'épandage des chlorures, - pénétration de l'eau dans le revêtement par le haut (eau météorique) - par le bas (remontée capillaire), favorisant son éclatement ou sa dégradation lors de la dilatation provoquée par la prise en glace, - pénétration des sels dans le revêtement avec gradient de concentration en sel, décalant vers l'intérieur de celui-ci la zone d'initiation de la glace, - constatation d'une migration du SDnt de froid dans le revêtement avec création d'un gradient de température de sens inverse du précédent. Le procédé, objet de la présente invention, consiste essentiellement dans l'imprégnation par pulvérisation d'un mélange à base huiles siccatives des couches superficielles des revêtements hydrocarbonés, dits noirs, déterminant une imperméabilisation relative. I1 empêche l'eau météorique ou celle de la fonte de neige et de glace de pénétrer dans les pores ouvertes des revêtements en y entrainant éventuellement les sels de déneigement qui auraient été répandus. Il permet cependant à l'eau de migrer sous forme vapeur, contribuant à éviter que le revêtement ne soit gorgé d'eau. Une protection trop imperméable empêcherait l'eau des remontées capillaires d'être évacuée vers l'atmosphère. La perméabilité différée à la vapeur résultant de la mise en oeuvre du procédé objet de l'invention, obvie à cet inconvénient. Une teneur en eau importante du revêtement provoquerait au moment de l'instauration du gel une dilatation sans espace d'air libre amenant une modification de structure de celui-ci, le rendant plus fragile au dégel suivant. L'empêchement apporté à la pénétration du sel évitera la création du gradient de concentration en sel cité plus haut qui favoriserait la création de couches de glace en profondeur, d'où une étanchéité trop importante tendant à favoriser le gonflement des couches superficielles, occasionné par 11 impossibilité pour les pressions hydrodynamiques de stexercer vers les zones plus ouvertes des couches de fondation Des phénomènes semblables sont constatés sur revêtements bétonnés, et des techniques d'imprégnation, notamment au moyen d'huile de lin dissoute dans des solvants pétroliers sont à présent utilisées pour parer aux érosions et écaillages occasionnés par l'épandage hivernal de sel de déverglaçage. Bes-mélanges ainsi mis en oeuvre sont toutefois inaptes à l'emploi proposé, par suite de la présence de solvants pétroliers incompatibles avec les liants hydrocarbonés, favorisant le désenrobage des agrégats, fragilisant le revêtement. les chapes en agrégats liées au bitume ou à l'asphalte comportent souvent des pores ouvertes et sont dotées dtune certaine imper méabilité à l'eau malgré le fait que les matières mises en oeuvre soient imperméables ou hydrophobes. Elles seront d'autant plus vulnérables en hiver qu'elles auront été réalisées tardivement en automne et que le trafic n'aura pu effectuer un compactage total avant l'arrivée des froids. L'objet de la protection recherchée a été d'imprégner les pores ouvertes et les microfissures au moyen d'un produit susceptible de pénétrer rapidement sans rémanence superficielle néfaste au frottement, qui forme une barrière imperméable au sel de déverglaçage tout en conservant au revêtement une possibilité d'échange d'eau avec l'atmosphère. La similitude constatée par rapport au béton et les différences de compatibilité relevées plus haut, ont orienté les recherches sur un procédé et des produits compatibles avec les propriétés des revêtements en cause. On a donc choisi des huiles siccatives (notamment huiles de lin) et on a adopté comme solvant l'eau qui servira ainsi de diluant. Pour réaliser cette technique, il faut une huile siccative compatible avec l'eau. Deux techniques sont connues a) par addition d'émulsionnants et de tensioactifs, on pourra obtenir une huile siccative (par exemple huile de lin) émulsionnable. Pour la mise en oeuvre du procédé, objet de l'invention, il faut cependant dans le choix des produits en question prendre garde que ces derniers ne permettent pas une remise en émulsion après épandage, par exemple en cas de pluie survenant avant le début de polymérisation. b) par modification des huiles siccatives à l'acide fumarique ou à l'anhydride malique suivi d'une neutralisation, par exemple avec des amines, on obtiendra des huiles solubles dans l'eau. Ces deux types d'huiles siccatives ont été mis au point pour offrir à l'entrepreneur de béton des produits de cure formant membrane à appliquer sur un béton venant d'être coulé afin d'éviter une déperdition trop rapide de son eau de constitution et de permettre une hydratation optimale du ciment. Ces deux types de produits sont donc pourvus d'une grande rapidité de séchage pour former un film dans les délais les plus brefs. L'aptitude à la pénétration des produits de cure formant membrane cités ci-dessus n'est en rien une condition de leur efficacité alors que dans l'imprégnation recherchée en l'occurrence, et donc dans les produits à employer, ce point est essentiel. On a donc corrigé certaines despropriétés des produits référencés, par utilisation de constituants ne favorisant pas la formation rapide du feuil et contribuant à donner une courbe d'augmentation de la viscosité à pente plus lente. a) Pour l'huile de lin émulsionnable, les tensioactifs suggérés dans les techniques connues, par exemple : le 4 méthoxy, 4 méthyl penxanol 2 ou le 2 amino, 2 méthyl propanol, sont remplacés par des produits tel que le diéthanol amine, dont la solubilité dans l'eau est meilleure et la volatibilité est plus faible, tout en permettant une rupture d'émulsion facile lors de l'épandage. b) Dans l'élaboration de l'huile soluble pour produit de cure, les amines de neutralisation ont une vitesse d'évaporation rapide, c'est-à-dire à température d'ébullition inférieure à 100go, ce qui explique la préconisation de produits du type triéthyl amine ou diéthyl amine. On a donc été amené à choisir des amines à évaporation plus lente, tel que le diméthyl éthanol amine, par exemple. Il est à noter que les produits employés n'excluent en rien le choix d'autres matières ayant la même incidence sur l'évolution de la courbe de viscosité. les conditions de réalisation de la mise en oeuvre du procédé, objet de l'invention supposent d'autre part une adaptation des doses de produits actifs (huile siccative) par rapport à la surface des pores ouvertes des revêtements à traiter ainsi qu'à leur état immédiat d' ouverture. Un revêtement dont la surface serait largement imprégnée d'eau à la suite de chute de pluie serait moins apte à une pénétration importante que le même revêtement après une période de sécheresse. Il faudra donc tenir compte en particulier de la proportion d'eau existante sur ce revêtement. Il est de ce fait nécessaire d'effectuer avant tout épandage, des mesures de l'aptitude à la pénétration d'un solvant témoin et de connaitre de manière suffisamment précise le pourcentage d'ouverture du revêtement. La dilution la plus favorable sera également variable en fonction de la température d'application de par ses incidences sur la viscosité de produit à appliquer. L'application pourra se réaliser, soit immédiatement après compactage sur enrobés éventuellement encore chauds, soit ultérieurement, mais de préférence avant ouverture au trafic de la voie traitée. A titre d'exemple non limitatif, sont indiquées ci-après, deux compositions à base d'huile de lin. a) huile de lin émulsionnable dans 96 kg d'huile de lin cuite avec incorporation de catalyseurs d'oxydation, on dissout 3 kg d'acool gras de suif à température convenable (environ 60-700C) jusqu'à dilution parfaite. On y incorporera après refroidissement la solution obtenue par dilution de 10g d'acide dipicolinique dans 1 kg de diéthanol amine. b) huile de lin soluble On fera réagir 60 kg d'huile de lin crue avec 7,8 kg d'acide fumarique en portant progressivement le mélange à 250/270OC sous atmosphère inerte et sous agitation constante jusqu'à stabilisation du PH. Après refroidissement, à 80oC environ, on ajoutera 13,6 kg de diméthyl éthanol dissous au préalable dans un volume égal de Butyl Cellosolve. Une fois cette dissolution obtenue, on ajoutera lentement 18 kg d'eau contenant les catalyseurs, 12 g de cobalt, 6 g de manganèse dispersables dans l'eau. les deux types de produits ci-dessus auront besoin d'être dilués par addition d'eau du robinet, préalablement à la pulvérisation, de façon à ce qu ils contiennent au moment de l'emploi entre 30 et 50 % de l'huile siccative de base (dans l'huile émulsionnable 96 % - dans l'huile soluble 60 %). La proportion d'eau varie en fonction de la viscositiouhaitée et sera réduite en cas d'humidité importante des revêtements. le dosage à pulvériser sera établi en fonction du pourcentage d'ouverture ramené valeur revêtement sec, de façon à apporter de 80 à 150 g au m2 de huile siccative de base. Dans le cas de l'emploi d'une huile émulsionnable, il conviendra de mettre en oeuvre un matériel d'épandage comportant une agitation permanente (hydraulique ou mécanique), destiné à maintenir l'homogénéité de l'émulsion. -REVENDICATI0N8- 1. Procédé de protection de revêtements hydrocarbonés contre les dégradations dues à l'emploi de sels de déverglaçage, caractérisé en ce qu'il consiste dans l'imprégnation, par pulvérisation d'un mélange à base d'huiles siccatives, des couches superficielles de ces revêtements hydrocarbonés, dits noirs. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dosage à pulvériser est établi de manière à apporter de 80 à 150 g au m2 d'huile siccative de base, cette valeur étant mesurée préalablement. 3. Produit mis en oeuvre dans l'application du procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il est constitué par un mélange d'huiles siccatives telles que les huiles de lin et d'un solvant, tel que l'eau qui sert ainsi de diluant. 4. Produit selon la revendication 3, caractérisé en ce que pour obtenir une composition à base d'huile de lin émulsionnable,on dissout jusqu'à dilution parfaite et à température convenable, environ 60 à 70OC, dans 96 kg d'huile de lin cuite avec incorporation de catalyseurs d'oxydation, 3 kg d'alcool gras de suif, et on y incorpore après refroidissement la solution obtenue par dilution de 10 g d'acide dipicolinique dans 1 kg de diéthanol amine, cette composition étant diluée, par la suite, dans de l'eau du robinet, de façon que le produit contienne avant sa pulvérisation entre 30 et 50 % de l'huile siccative de base. 5. Produit selon la revendication 3, caractérisé en ce que pour obtenir une composition à base d'huile de lin soluble, on fait réagir 60 kg d'huile de lin crue avec 7,8 kg d'acide fumarique en portant progressivement le mélange à 250/270oC sous atmosphère inerte et sous agitation constante jusqu'à stabilisation du PH, on ajoute après refroidissement, à 80oC environ, 13,6 kg de diméthyl éthanol dissous au préalable dans un volume égal de Butyl Cellosolve, et une fois cette dissolution obtenue, on ajoute lentement 18 kg d'eau contenant les catalyseurs, 12 g de cobalt, 6 g de manganèse dispersables dans l'eau, cette composition étant diluée, par la suite, dans de liteau de robinet, de façon que le produit contienne avant sa pulvérisation entre 30 et 50 ffi de l'huile siccative de base.