Brevet FR2202981A1 — publié le 19740510

L'invention concerne le revêtement des sols et chaussées, en particulier des sols et chaussées industriels. On connaît déjà , pour le revêtement des routes et voies de circulation, des enrobés à base de matériaux hydrocarbonés, par exemple à base de bitumes. De tels enrobés ne peuvent pas directement être transposés pour la fabrication des revêtements de sols et chaussées industriels, car ces derniers posent aux utilisateurs des problèmes différents, dont certains seront indiqués à titre illustratif. Les sols et chaussées industriels subissent notamment des contraintes élevées créées par la circulation de chariots équipés de roues à bandages en caoutchouc pleins; on sait que de tels bandages équivalent à des pneumatiques classiques gonflés à 25 ou 30 bars, ce qui est très supérieur à la pression de gonflage des pneus des plus gros poids lourds qui est de l'ordre de 6 à 8 bars. Par ailleurs, les sols et chaussées industriels sont soumis à des charges statiques permanentes, créant dans les matériaux hydrocarbonés classiques des déformations importantes par poinçon- nement.Cela est dû au fait que, dans un matériau enrobé hydrocar boné, et en raison de la nature visco-élastique du liant, le module de rigidité de l'enrobé dépend beaucoup du temps dlappaication de charge, et il est d'autant plus faible que le temps d'application de charge est grand. C'est ainsi que, vers 20"C, un bon béton bitumineux présente sous un camion roulant à 60 ou 80 km/h, un module de rigidité de l'ordre de D0 000 bars; sous un stationnement prolongé, ce module tombe au-dessous de 1000 bars. Un module aussi bas, associé à des charges statiques dépassant 8 à 10 bars, entrasse inévitablement des déformations permanentes par poinçonnement de l'enrobé. Enfin, dans les utilisations industrielles, des chutes de produits plus ou moins agressifs peuvent se produire (solvants pétroliers, alcalis, etc.) auxquels les revêtements bitumineux classiques résistent mal. La présente invention a pour objet un nouveau produit destiné au revêtement des sols et chaussées, en particulier des sols et chaussées industriels , qui élimine les inconvénients ci-dessus mentionnés. D'une façon générale, le nouveau produit qui contient un enrobé à base d'au moins un matériau hydrocarboné, de préférence à base de bitume, est caractérisé en ce qu'il comporte en outre un coulis de résine synthétique,incorporé dans ledit enrobé,dont la compacité est adaptée pour que le coulis de résine-remplisse le plus totalement possible les vides dudit enrobé. Dans la présente description,ltexpression "enrobé bitumineux" désignera 11 enrobé à base de matériau hydrocarboné. I1 convient cependant de souligner que ltinvention,bien qu'utilisant de préférence un matériau bitumineux, peut également être mise en oeuvre avec un liant goudronneux. Dans ce cas, le liant peut être également additionné d'un élastomère de synthèse qui confère au mélange une résistance accrue aux produits pétroliers, en particulier au kérosène. A titre d'élastomère , on peut par exemple utiliser le ohlo- rure de polyvinyle ou encore un polystyrène. Le but recherché est atteint avec une addition de 4 à 8 d'élastomère, et en amenant le liant final à une température d'équiviscosité de 600-620C. L'enrobé bitumineux doit posséder une compacité åssez élevée pour conférer à l'enrobé considéré isolément une bonne résistance mécanique, mais il doit présenter aussi un pourcéntage de vides suffisant pour laisser la place à une quantité déterminée de coulis à base de résine. La compacité optimale de l'enrobé bitumineux sera donc choisie dans chaque cas par l'homme de l'art en fonction de ces deux impératifs. Pour aider ce choix, on donnera maintenant des indications ssuybrécises sur les valeurtossi- bles de la compacité. L'expérience a montré que la compacité optimale se situe dans l'intervalle 75-80 environ,ctest-à-dire que l'enrobé en place, compacté, doit présenter entre 20 et 25% environ de vides (en volume). Un tel intervalle de compacité s'obtint notamment lorsque les granulats composant le quelette minéral de l'enrobé satisfont aux caractéristiques granulométriques suivantes:: Dimension du plus gros granulat 16 mm 12,5 mm 8 mm (tamis à mailles carrées) ffi passant au tamis à mailles carrées de 20 mm (AFNOR N044) 100 16 mm (AFNOR N043) 95-100 100 12,5 mm (AFNOR N 42) - 95-100 10 mm (AFNOR N 41) 75-95 - 100 8 mm (AFNOR N040) 60-80 70-90 95-1OO 5 mm (AFNOR N 38) 27-38 32-43 35-46 2 mm (AFNOR NO 34) 10-20 10-20 10-20 0,5 mm (AFN0R No 28) 5-11 5-11 5-11 0,2 mm (AR{OR NO 24) 2-6 2-6 2-6 0,08mm (AOR N"20) 1-3 1-3 1-3 Ainsi qu on l'a indiqué plus haut, le liant de l'enrobé bitumineux sera de préférence du bitume pur de distillation directe, en particulier choisi dans l'une des trois qualités suivantes,dé- finies par leur pénétration conformément à la Norme AFNOR NF T 66-004: 80 /100 60/70 40/50 La teneur en liant optimale doit résulter d'une étude spécifique selon la nature particulière des granulats utilisés: elle se situe en général dans la fourchette de 3,5 à 5 de liant en poids par rapport aux granulats secs. L'autre composant du nouveau produit selon l'invention est un coulis à base de résine synthétique qui s'incorpore à l'enrobé bitumineux dont la compacité a été choisie dans les limites précédemment indiquées.Le coulis doit répondre à deux critères: a) il doit constituer, en péetrant dans les vides de l'enro- bé, une armature relativement rigide conférant à l'ensemble une résistance mécanique élevée, sans toutefois perdre le caractère de souplesse inhérent aux mélanges bitumineux. L'expérience montre que cette propriété peut être obtenue en respectant les indications qui suivent b) il doit résister aux produits pétroliers, tels que le kérosène. On a trouvé que la répartition du coulis dans la masse de l'enrobé et à sa surface est telle que l'ensemble enrobé + coulis présente un caractère anti-kérosène élevé. Au sens de la présente description, on désigne par coulis de résine synthétique un mélange- de sable fin, de mastic de résine et d'eau. Les proportions des constituants du coulis de résine sont comprises dans les gammes suivantes, en poids: -Sable fin O à 60 -Mastic de résine 40 à 100$ Le sable présente de préférence une granulométrie de 0,2 à 0,4mm. Le mastic de résine est un matériau à base de résine synthétique et de charges pulvérulentes. A titre de résine synthétique, on utilise avantageusement une résine vinylique, c'est-à-dire une résine à base de chlorure de polyvinyle, d'acétate de polyvinyle ou de copolymères de chlorure de vinyle et d'acétate de vinyle, ou encore de copolymères obtenus à partir d'au moins un monomère vinylique et d'au moins un monomère acrylique copolymérisable. Parmi les résines vinyliques donnant satisfaction, on peut citer les résines fabriquées par la Société REDIS, sous les dénominations -"RHODOPAS AD 311", "CHRYSOCIM", "RHODOCIM", et "RHODOCHAPE", sans que cette énumération soit limitative. En plus de la résine synthétique,le mastic contient des charges pulvérulentes constituées essentiellement de ciment et de charges inertes. Le ciment est par exemple celui qui est connu sur le marché sous la dénomination OPA 325. La charge inerte comprend de préférence un rifler calcaire. Parmi les "fillers" calcaires donnant satisfaction, on peut citer celui présentant les caractéristiques suivantes: % refusé au tamis de 0,08 mm (AFNOR N02D) ( 10 % passant au tamis de 0,025 mm (AFNOR N 15) 55 à 75% Elévation du point de ramollissement Bille et Anneau (c. Norme AFNOR NF T 66-008) d'un bitume pur de distillation directe, de pénétration 40/50: 12" à 14"C sur un mélange de 60 % de filler et 40 de ce bitume 40/50. A titre indicatif, la composition pondérale d'un mastic de résine peut être la suivante: - Ciment 45 à 55 % - Filler calcaire 20 à 30 % - Résine 20 à 30 % Total mastic de résine 100% La quantité d'eau doit être ajustée pour devenir un coulis apte à remplir les vides de l'enrobé bitumineux, conformément à l'enseignement fondamental de la présente invention. En général, il convient d'utiliser 16 à 18 en poids d'eau par rapport à l'ensemble constitué par le sable et le mastic de résine. On donnera maintenant des indications sur l'obtention et le mode de mise en oeuvre des nouveaux produits de l'invention. Les enrobés bitumineux sont fabriqués dans un poste d'enrobage à chaud, par des moyens conventionnels pour l'obtention des enrobés. Le coulis est avantageusement préparé dans un appareil malaxeur du type mixer, soit fixe, soit mobile (min monté sur un véhicule du genre dumper, par exemple ). On peut également utiliser une bétonnière. I1 faut prendre la précaution de diluer la suspension de résine avec toute l'eau prévue dans la composition. Les épaisseurs et dosages clans le revêtement décrit dans la présente invention, sont, à titre illustratif: - Epaisseur totale 3 à 5 cm - Dosage du coulis au m2 de revêtement 5 à 12 litres En ce qui concerne la mise en oeuvre, l'enrobé bitumineux est de préférence appliqué mécaniquement,avec les machines finisseuses usuelles, équipées de leur système de précompactage ("taper" et/ou Nscreed" vibrant). Que l'application soit mécanique ou manuelle, l'enrobé bitumineux est compacté de façon normale avant l'incorporation du coulis. Le coulis de résine peut être appliqué à la main ou mécauniquement, mais il convient de faire pénétrer le plus totalement possible le coulis dans les vides de l'enrobé bitumineux . On a trouvé à cet égard que les moyens de compactage usuels par rouleaux à jantes métalliques, vibrants ou non, ou les rouleaux à pneumatiques, sont inefficaces dans la plupart des cas pour satisfaire aux besoins de l'invention. Selon l'invention,après application de l'enrobé bitumineux et compactage de ce dernier,on applique le coulis de résine et on soumet l'ensemble à l'action de plaques vibrantes afin d'assurer la pénétration complète du coulis dans l'enrobé. Après un temps de prise au moins égal à 36 heures, on obtient un revêtement présentant des avantages techniques tout à fait remarquables. En premier lieu, le revêtement résiste aux charges statiques permanentes supérieures à 25 bars et présente un caractère anti-kérosène. Grâce à la souplesse des matériaux hydrocarbonés, le revêtement peut être appliqué sans joint et il ne se fissure pas, même avec des déformations modérées du sup pour8. En outre > le revêtement présente un caractère antipoussière. Toutes les propriétés mentionnées rendent le revêtement selon l'invention particulièrement apte à être utilisé pour les sols et chaussées industriels. Des exemples de mise en oeuvre seront maintenant donnés à titre illustratif, mais nullement limitatif. On décrira la réalisation de sols industriels par le procédé de l'invention. L'exemple 1 concerne la fabrication de sols industriels pour charges relativement faibles et l'exemple 2 est relatif à l'obtention de sols pour charges lourdes (charges statiques de 25 bars). Dans les deux cas, la composition des enrobés bitumineux suivant l'inventionétait la suivante (en poids) - Gravillon porphyre 8/12 50 % - Gravillon porphyre 3/8 34% - Sable de concassage porphyre 0/3 8% - Sable de Seine 0/6 8% 100% - Teneur en bitume pur 40/50 par rapport aux granulats secs: 3,8%. La composition du coulis suivant l'invention était la suivante - Sable fin 0,2/0,4 mm (type Fontainebleau) 30 % - Ciment CPA 325 35% - Filler calcaire 17,5 % - Résine"RHODOPAS AD 311rt- 17,5 % 100 % - Eau par rapport aux éléments ci-dessus 20 % EXEMPLE 1 Sur un terrain naturel ,la constitution de la chaussée était la suivante - Couche 'due base en grave-laitier de 25 cm d'épaisseur. - Couche de liaison en béton bitumineux de 5 cm d'épaisseur. - Couche supérieure suivant l'invention,de de 3 om d'épaisseur. Après mise en oeuvre mécanique de l'enrobé bitumineux par la technique conventionnelle, et compactage, on applique le coulis bitumineux, fabriqué dans un malaxeur fixe, au taux ie 10 kg/m2 soit 5,5 l/m2 . On a fait pénètrer le coulis dans l'en- robé en appliquant sur le revêtement deux plaques vibrantes de 40 x 60 cm chacune, travaillant en parallèle. Pour un meilleur fini de surface, le travail a été terminé par le passage d'un petit cylindre vibrant "BOMAG 90" à 2 billes vibrantes. EXEMPLE 2 Sur un terrain naturel la constitution de la chaussée était la suivante - Couche de base en grave-laitier de 32 cm d'épaisseur. - Couche de liaison suivant l'invention,de de 4 cm d'épaisseur. - Couche supérieure suivant l'invention,de 4 de 4 cm d'épaisseur. Après mise en oeuvre mécanique de l'enrobé bitumineux par la technique conventionnelle, et compactage, on applique le coulis bitumineux, fabriqué dans un malaxeur fixe, au taux de 13kg/m2 soit 7 1 /m2. On a fait pénètrer le coulis dans l'enrobé en appliquant sur le revêtement deux plaques vibrantes de 40 x 60 cm chacune, travaillant en parallèle. Pour un meilleur fini de surface, le travail a été terminé par le passage d'un petit cylindre vibrant "BOMAG 90" à 2 billes vibrantes. L'invention n'est pas limitée par la description qui précède, car on peut lui apporter diverses variantes sans pour autant sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1. Nouveau produit destiné au revêtement des sols et chaussées, en particulier industriels, ledit produit contenant un enrobé à base d'au moins un matériau hydrocarboné, de préférence un enrobé bitumineux dont la compacité se situe entre 75 et 80% environ, ce qui signifie que enrobé en place, compacté, présente entre 20 et 25* environ de vides (en volume), et étant ca ractérisé en ce qu'il comporte en outre un coulis de résine synthétique, incorporé dans ledit enrobé, la compacité de ce dernier étant adaptée pour que le coulis remplisse le plus totalement possible les vides dudit enrobé à l'état compacté, ledit coulis de résine synthétique étant un mélange de O à 60 % en poids de sable fin présentant une granulométrie de 0,2 à 0,4 mm, de 40 à 100% en poids de mastic de résine et d'eau, ledit mastic de résine comportant du ciment à raison de 45 à 55% en poids, de 20 à 50* en poids de charges pulvérulentes inertes et de 20 à 30% en poids d'une résine synthétique, de préférence une résine vinylique telle qu'une résine à base de chlorure de polyvinyle, d'acétate de polyvinyle ou de copolymères de chlorure de vinyle et d'acétate de vinyle. 2. Produit selon la revendication 1, caractérisé en ce que les granulats composant le squelette minéral de 1 'enrobé présentent les caractéristiques granulométriques suivantes Dimension du plus gros granulat (tamis à mailles carrées) 16 mm 12,5 mm 8 mm % passant au tamis à mailles carrées de :: 20 mm (AFNOR N 44) 100 16 mm (AFNOR N 43) 95-100 100 l2,5mm (AFNOR N 42) - 95-100 10 mm (AFNOR N 41) 75-95 - 100 8 mm (AFNOR N 40) 60-80 70-90 95-100 5 mm (AFNOR N 38) 27-38 32-43 35-46 2 mm (AFNOR N 34) 10-20 10-20 10-20 0,5 mm (AFNOR N 28) 5-11 5-11 5-11 O2mm(AFlEOR N 24) 2-6 2-6 2-6 0,08 mm (AFNOR N 20) 1-3 1-3 1-3 3.Produit selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le liant de l'enrobé bitumineux est un bitume pur de distillation directe, en particulier choisi parmi les qua lités 80/100, 60/70 et 40/50 définies par leur pénétration conformément à la norme AFNOR NF T 66-004. 4. Produit selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la teneur du liant dans l'enrobé se situe entre 3,5 et 5% environ en poids par rapport aux granulats secs. 5. Produit selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que la résine est un copolymère d'au moins un monomère vinylique et d'au moins un monomère acrylique copo lymrlsable. 6. Produit selon la revendication 1, caractérisé en ce que le ciment est du ciment OPA 325. 7. Produit selon la revendication 1, caractérisé en ce que la charge pulvérulente inerte est un "filler" calcaire. 8. Produit selon la revendication 7, caractérisé an ce que le "filler" calcaire présente les caractéristiques suivantes % refusé au tamis de 0,08 mm (AFNOR N at) 10 % % passant au tamis de 0,025 mm (AFNOR N 15) 55 à 75 % Elévation du point de ramolissement Bille et Anneau (Cf. Norme AFNOR EF T 66-008) d'un bitume pur de distil lation directe, de pénétration 40/50: 120 à 140C sur un mélange de 60 % de filler et 4(P de ce bitume 40/50. 9o Produit selon la revendication 1, caractérisé en ce que la quantité d'eau du coulis de résine est comprise entre 16 et 12$ an poids environ par rapport à l'ensemble sable-mastic de résine. 10. Application du produit selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 à la fabrication de revêtements pour sols et chaussées. 11. Procédé pour l'obtention de revietements pour sols et chaussées, caractérisé en ce qu'on applique et compacte par des moyens connus un enrobé tel que défini à l'une quelconque des revendications 1 à 4 après quoi on applique le coulis de résine synthétique tel que défini à l'une quelconque des revendications 1 à 9, on soumet l'ensemble à l'action de plaques vibrantes jusqu'à pénétration aussi complète que possible du coulis dans l'enrobé et on laisse effectuer la prise de l'ensemble. 12. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'on utilise environ 5 à 12 litres de coulis par m2 de rev8- tement. 13. Revêtements pour sols et chaussées, en particulier industriels, obtenus par le procédé selon l'une des revendications 11 ou 12, l'épaisseur totale desdits revetementss pouvant aller de 3 à 5 cm environ.