Brevet FR2160899A1 — publié le 19730706

La présente invention se rapporte aux matières de confection de routes perfectionnées, et elle concerne, plus particulièrement, une matière de revêtement de routes perfec tionnée. On utilise couramment du gravillon de granite comme matière de revêtement de routes, ce gravillon étant appliqué sur une surface de support au moyen d'un liant, par exemple d'un liant bitumineux. Cependant, le gravillon de granite présente un faible "indice de pierre polie (PSV)'t, ce qui veut dire que les arêtes et sommets aigus du gravillon initial starrondissent sous lteffet du passage sur lui des pneumatiques de véhicules. Les propriétés antidérapantes d'une route qui a été revetue de gravillon de granite stamcindrissent donc graduellement. En outre, les véhicules qui circulent sur une route qui a été revetue de gravillon de granite, maintenu aggloméré par un liant bitumineux > ont tendance à provoquer le retournement dans le liant d'une partie des particules de gravillon. Ce retournement se produit surtout dans le cas de gravillon dont les particules étaient orientées initialement dans le liant de façon telle que leurs arêtes ou sommets aigus soient dirigés vers le haut, sans zone superficielle importante en contact avec la surface de support sous-jacente. Les particules de ce gravillon ont tendance à se retourner de façon que leurs surfaces les plus plates soient dirigées vers le haut. Cela amoindrit de nouveau les propriétés anti-dérapantes de la surface de la route. Pour améliorer les propriétés anti-dérapantes d'une surface de route, il est connu de revêtir cette surface de gravillon de bauxite calcinée, ce gravillon étant lié par un liant approprié. Ce gravillon de bauxite calcinée présente un PSV bien meilleur que le gravillon de granite, mais il présente 11 inconvénient d'être beaucoup plus cher que le gravillon de granite, de sorte qu'on ne peut appliquer cette matière, d'un point de vue économique, qutà des zones choisies de la surface d'une route où les conséquences des dérapages peuvent être beaucoup plus désastreuses qu a l'ordinaire, par exemple à des intersections de routes où passe un trafic important. Cependant, bien que le gravillon de bauxite calcinée ait un meilleur PSV que le gravillon de granite, il présente, en cours d'utilisation, le même inconvénient que le gravillon de granite, consistant en ce que ses particules peuvent se retourner dans un liant bitumineux au point que les arêtes ou sommets aigus qui étaient dirigés initialement vers le haut ne le soient plus et que les surfaces plus lisses du gravillon soient dirigées vers le haut. On peut utiliser, bien entendu, la bauxite calcinée avec un liant à haute résistance, par exemple le liant décrit dans le brevet britannique NO 950 298, qui empêche dans une large mesure le gravillon de se retourner. Cependant, ces liants sont plus coûteux que les liants bitumineux classiques. L'invention a pour objet une matière de confection de routes perfectionnée. Selon l'invention, une matière en particules de confection de routes comprend des particules ayant une forme telle que, lorsqu'une particule repose en équilibre stable ou indifférent sur une surface horizontale, elle présente toujours une arête ou un sommet dirigé vers le haut. Il est préférable que ces particules aient une forme tétraédrique de façon que, mgme si la matière de confection de routes se retourne par suite du trafic de véhicules circulant sur la route, les particules tétraédriques aient une arête ou un sommet dirigé vers le haut. Par conséquent, une matière de confection de routes constituée par des particules tétraédriques peut constituer une bonne surface anti-dérapante, lorsqu'on l'utilise avec un liant bitumineux. Les particules peuvent cependant présenter d'autres formes, par exemple des formes coniques ou pyramidales, mais au moins dans le cas de particules coniques qui reposent, dans certaines positions, sur une surface horizontale en équilibre indifférent, il peut être recommandable d'utiliser les particules avec des liants à haute résistance pour les empêcher de se retourner en cours d'utilisation. Il est préférable que la matière de confection de routes soit entièrement constituée par lesdites particules, mais l'on peut mélanger une certaine proportion de matière classique en gravillon pour routes de forme aléatoire et de dimensions granulométriques comparables, par exemple jusqu'à 50 % en poids du gravillon de granite mentionné précédemment, avec lesdites particules s'il faut une matière de confection de routes moins coûteuse présentant une plus forte résistance au dérapage que dans le cas où l'on utilisait seulement le gravillon pour routes classique. Ces particules ont un PSV (mesuré conformément à la norme britannique ES NO 812) convenant pour l'utilisation visée de la matière de confection de routes. Dans certains cas, des particules en granite présentant un PSV de 55 peuvent convenir. Cependant, dans le cas d'une surface de route antidérapante située dans certaines zones urbaines, on exige actuellement que la matière de confection de routes utilisée ait un PSV d'au moins 70 et, pour remplir cette condition, ces particules devraient être constituées par une matière plus dure que le granite; par exemple, elles pourraient être constituées par la bauxite calcinée précitée. On peut confectionner ces particules en mélangeant la matière choisie à l'état pulvérulent avec un liant durcissable approprié, par exemple une résine époxy, pour former une bouil J sOU une pute, en formant une couche de cette bouillie ou pâte et en donnant à la couche une forme correspondant à la configuration désirée d'un grand nombre de particules, en laissant le liant durcir et en concassant enfin la couche durcie pour former un grand nombre desdites particules. Par exemple, on peut faire passer la pâte ou bouillie entre des courroies transporteuses opposées dont l'une au moins comporte une surface présentant un dessin approprié. En passant entre les courroies transporteuses, la pâte ou bouillie prend la forme d'une couche dont l'une ou chacune des surfaces est gravée en creux par la surface ou les surfaces comportant un dessin des courroies transporteuses. On laisse alors la couche durcir dans cet état gravé en creux, puis on la brise pour obtenir un grand nombre desdites particules. Cependant, il convient mieux d'utiliser, pour lesdites particules, une matière contenant une phase cristalline présentant une dureté inhérente et aussi une phase vitreuse, par exemple à base de silice, la phase vitreuse formant une liaison vitreuse maintenant la phase cristalline dure présente dans l'agrégat. Cette matière peut être constituée à partir de minéraux en poudre de dureté appropriée, mais contenant peu ou pas du tout de phase vitreuse, par reconstitution pour former lesdites particules en ajoutant d'autres minéraux, par exemple certaines argiles, de façon que l'on puisse produire, par chauffage dans un four approprié, une matière présentant à la fois une phase cristalline dure, responsabile des propriétés anti-dérapantes, en suspension dans une matrice de phase vitreuse jouant le rôle de liant.La phase cristalline dure peut être constituée, par exemple, par des particules de bauxite calcinée, de résidu de spinelle de chrome (qui est le résidu qui subsiste après extraction du chrome de son minerai) ou de boue rouge (qui est le résidu qui subsiste après extraction de l'aluminium de la bauxite), ou des mélanges de ces particules. il est préférable que les particules de la phase cristalline dure aient une dimension ne dépassant pas 300 microns (norme ASTM). La phase vitreuse peut provenir d'une argile appropriée (par exemple d'argile à briques, contenant de 10 à 30 % en poids d'alumine et de 50 à 80 % en poids de silice), ou d'un verre approprié, ou de mélanges d'une telle argile et d'un tel verre. La matière produisant la phase vitreuse peut eAtre présente en une quantité de 10 à 40 % en poids par poids du mélange. Comme autre matière convenant pour fabriquer la matière de confection de routes selon l'invention, il y a lieu de citer un mineral en poudre de dureté appropriée, que l'on peut convertir partiellement en phase vitreuse par chauffage. On chauffe cette matière minérale dans un four à une température à laquelle une partie seulement, par exemple de 10 à 40 ffi en poids du minéral, est convertie en phase vitreuse, le reste du minéral restant en phase cristalline dure. Comme minéraux pouvant subir ce traitement, il y a lieu de citer la boue rouge et le granite. Pour confectionner l'une des deux matières de confection de routes mentionnées en dernier lieu, on peut cuire la matière de départ par morceaux de dimension appropriée jusqu a ce que la phase vitreuse soit dans un état ramolli, puis l'on convertit la matière ramollie en de particules de la forme précitée par des procédés connus par la technologie du verre. Par exemple, on peut faire passer la matière ramollie chauffée entre des rouleaux présentant des surfaces comportant des dessins appropriés pour produire des particules de forme tétraédrique. Il est cependant préférable de mettre la matière de départ sous la forme de particules de la forme précitée avant cuisson, de façon que les particules cuites soient prêtes à être utilisées immédiatement comme matière de confection de routes.Si nécessaire, on peut ajouter un liant à la matière de départ pour lui donner une résistance à l'état vert ou cru qui est suffisante pour conserver la forme donnée aux particules. Comme liants résistants appropriés à l'état vert ou cru, il y a lieu de citer l'un quelconque des polymères de poids moléculaire élevé utilisés dans l'industrie des matières céramiques, tels que des amides à longue channe ou des amido-esters à longue channe sous la forme de poudres ou de cires. Un faible pourcentage en poids de liant de ce type convient en général. Il faut effectuer la cuisson de la matière de départ, indépendamment du fait qu'on l'ait mise précédemment sous la forme de particules de la forme précitée ou non, à une température comprise entre 9000C et 1.4000C, selon la température à laquelle existe une phase vitreuse ramollie. Les figures du dessin annexé donné à titre d'exemple non limitatif, feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. La figure 1 est une élévation latérale schématique d'un mode de réalisation d'appareil à produire une matière de confection de routes. La figure 2 est une coupe schématique à échelle agrandie, suivant la ligne II-II de la figure 3, d'une partie de l'appareil représenté sur la figure 1. La figure 3 est une vue en bout de la partie de l'appareil représentée sur la figure 2. La figure 4 est une vue en plan correspondant à la figure 3, la trémie ayant été supprimée. Les figures 5 à 7 (7a et 7b) sont des vues en perspective de particules de confection de routes selon l'invention. L'appareil selon le mode de réalisation représenté sur les figures 1 à 4 comprenddeux trémies de stockage 1 et 2. La trémie 1 contient un minéral concassé, par exemple un résidu de spinelle de chrome, qui est destiné à former une phase cristalline dure de la matière de confection de routes La trémie 2 contient la matière, par exemple une argile à briques ou du verre broyé, qui est destinée à constituer une phase vitreuse dans laquelle la phase cristalline dure est en suspension dans la matière finie de confection de routes. La matière provenant des trémies 1 et 2 peut être déchargée, par des tuyaux de décharge respectifs 3 et 4, dans un mélangeur 5 capable de mélanger les matières provenant des trémies 1 et 2 en un mélange cru ou vert homogène. Ledit mélange est déchargé du mélangeur 51 par un tuyau de décharge 6, dans une trémie 7 qui envoie le mélange cru dans l'intervalle ee pincement compris entre deux rouleaux 8, 9 tournant en sens inverse à la même vitesse, dans les sens indiqués par les flèches respectives A et B. Les rouleaux 8 et 9 sont montés sur des arbres respectifs 10 et 11, ces arbres étant montés rotatifs et horizontalement écartés dans des paliers (non représentés) se trouvant dans des chassies latéraux 12 de l'appareil. Des roues dentées 13, 14 présentant le même nombre de dents sont fixées sur les arbres respectifs 10 et 11 et elles engrènent mutuellement. La roue dentée 13 est entratnée par un pignon denté 15 qui est entraîné, à son tour, par un moteur (non représenté). Chacun des rouleaux 8, 9 comprend une enveloppe métallique 16 présentant la forme d'un cylindre circulaire droit, supportée à partir d'un moyeu 17 par un flasque 18, les moyeux 17 étant clavetés aux arbres 10,11. La surface périphérique extérieure de l'enveloppe 16 comporte un grand nombre de creux tétraédriques 19 qui y sont formés, ces creux étant disposés en une série de rangées parallèles à l'axe de l'enveloppe 16 > comme le montre la figure 3. Les rangées de creux 19 sont réparties circonférentiellement autour de l'enveloppe 16 de manière qu'il existe une région sans creux entre chaque paire de rangées de creux adjacentes. La rotation des deux rouleaux 8 et 9 est telle qutau niveau de l'intervalle de pincement compris entre les rouleaux, une-rangée de creux 19 d'un rouleau soit en face d'une région 20 de l'autre rouleau, comme il ressort de la figure 2. Des trous radiaux 21 traversent l'enveloppe 16 de chaque rouleau 8, 9, chaque trou débouchant au fond de l'un des creux 19. Dans chacun de ces trous 21 coulisse une tige 22. A leurs extrémités intérieures, toute les tiges 22 associées à un rouleau touchent la surface périphérique d'un cylindre de levée creux 23 disposé à l'intérieur du rouleau et fixé à l'un des chaAssis latéraux 12. La surface périphérique du cylindre 23 a une forme telle que, pendant chaque tour d'un rouleau 8, 9, chacune des tiges 22 associées est déplacée radialement vers l'extérieur de façon que son extrémité extérieure pénètre dans le creux 19 qui lui est associé, peu après que ce creux a franchi l'intervalle de pincement des rouleaux. Un collet 24 formé sur chaque tige 22 limite le héplacement radial extérieur des tiges. Le mélange vert ou cru 25 (figure 2) provenant de la trémie 7 descend pour passer dans l'intervalle de pincement compris entre les rouleaux 8, 9, et il est comprimé en particules tétraédriques dans les creux 19 lorsque ceux-ci franchissent l'intervalle de pincement. Lorsque les creux remplis ont franchi l'intervalle de pincement, les tiges 22 qui leur sont associées se 1déplacent radialement vers l'extérieur et éjectent les particules tétraédriques 26 des creux. Les particules 26 sont reçues sur un transporteur sans fin 27 qui les amène à un four 28 où on les cuit. Dans certaines variantes de l'appareil décrit ci-dessus, les creux 19 ont une forme conique ou pyramidale. La figure 5 représente l'une des particules tétraédriques 26 de confection de routes, produites dans l'appareil représenté sur les figures 1 à 4. Sur l'une quelconque de ses quatre faces 29, la particule repose sur un plan horizontal en équilibre stable, l'un de ses sommets 30 étant dirigé vers le haut. La figure 6 représente une particule pyramidale 31 de confection de route, produite dans un appareil semblable à celui qui est représenté sur les figures 1 à 4, sauf que les creux 19 pratiqués dans les rouleaux 8, 9 ont une forme pyramidale. Encore une fois, sur l'une quelconque de ses cinq faces 32, la particule repose sur un plan horizontal, en équilibre stable, l'un de ses sommets 33 étant dirigé vers le haut. Les figures 7a et 7b représentent deux particules coniques 34, 35 de confection de routes, produites dans un appareil semblable à celui qui est représenté sur les figures 1 à 4 > sauf que les creux 19 des rouleaux 8, 9 ont une forme conique. Si la particule conique repose par sa base sur un plan horizontal en équilibre stable (particule 34 figure 7a), son sommet 36 est dirigé vers le haut. Si la particule conique repose latéralement sur un plan horizontal en équilibre indic férent (particule 35, figure 7b), l'arSte 37 de sa base est dirigée vers le haut. Certains modes d'exécution de matières de confection de routes selon l'invention vont eAtre décrites à présent dans les exemples non limitatifs qui suivent. Dans ces exemples, les pourcentages s' entendent en poids. EXEMPLE 1 On mélange un résidu de spinelle de chrome sous la forme de poudre humide à grains fins avec 30 %, basé sur le poids du mélange > d'une argile à briques contenant de 15 à 20 ss d'alumine et 55 à 65 % de silice. Le mélange est suffisamment résistant à l'état vert ou cru pour pouvoir prendre la forme de particules tétraédriques dans l'appareil décrit cidessus, les creux 19 des rouleaux 8, 9 ayant une dimension telle que les particules produites présentent une dimension transversale maximale d'environ 3 mm.On cuit alors les particules façonnées pendant 3 pleures dans le four 28, à la température de 1.3500C. A la fin de cette durée, on laisse les particules tétraédriques refroidir, puis l'on soumet des échantillons représentatifs au processus d'essai du PSV présenté dans la norme britannique B.S.S. Nb 812. On note un PSV moyen compris entre 90 et 95. On soumet d'autres échantillons représentatifs des particules au processus d'essai de l'indice d'abrasion d'agrégat (AAV) présenté dans la norme britannique B.S.S. Nb 812.On note un AAV moyen d'environ 7, une valeur inférieure à 10 étant nécessaire pour que les particules de confection de routes soient satisfaisantes, EXEMPLE 2 On recommence les opérations de l'exemple 1, sauf que l'on remplace le résidu de spinelle de chrome par la même proportion de particules de boue rouge, sous la forme de poudre humide à grains fins. On cuit les particules sous forme de grain dans le four pendant 3 heures à la température de 1.1000C. Le produit cuit présente à peu près le même PSV et le même AAV que le produit de l'exemple 1. EXEMPLES 3 et 4 On recommence les opérations des exemples 1 et 2 > sauf que l'on remplace l'argile par 35 % de verre concassé. Les particules de confection de routes tétraédriques finies présentent pratiquement le même PSV et le mAme AAV que les particules des exemples 1 et 2. La matière de confection de route selon l'invention convient particulièrement pour être utilisée comme matière de revêtement de route anti-dérapante, les particules ayant,de préférence, une granulométrie leur permettant de passer à travers un tamis de 2,812 mm et d'eAtre refusées par un tamis de 1,204 mm. On peut appliquer cette matière à une surface de route, par exemple une surface en béton, en une couche de liant (par exemple du bitume ou du goudron modifié aux époxydes) pour obtenir une couche d'une épaisseur d'environ 3 à 4 mm, les arêtes ou les sommets desdites particules dépassant du liant vers le haut. A d'autres fins de confection de routes, on peut préférer des particules de dimensions différentes. REVENDICATIONS 1.- Matière en particules de confection de routes, caractérisée en ce pu'elle comprend des particules ayant une forme telle que, lorsqu'une particule repose en équilibre stable ou indifférent sur une surface horizontale, elle présente toujours une arête ou un sommet dirigé vers le haut. 2.- Matière selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdites particules ont une forme tétraédrique. 3.- ratière selon la revendication 1, caractérisée en ce que les particules ont une forme conique ou pyrimidale. 4.- Matière selon l'une quelconque des revendications i à 3, caractérisée en ce qu'une proportion d'au moirs 50 % en poids de la matière est constituée par lesdites particules. 5.- Matière selon ltune quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que les particules contiennent une phase cristalline- présentant une dureté inhérente, en suspension dans une matrice de phase vitreuse. 6.- Matière selon la revendication 5, caractérisée en ce que la phase vitreuse des particules est à base de silice 7. - Matière selon la revendication 6, caractérisée en ce que la phase vitreuse des particules est formée au moins en partie à partir de verre. 8.- Matière selon la revendication 6 ou 7, caractérisée en ce que la phase vitreuse des particules est formée au moins en partie à partir d'une argile cuite contenant 10 à 30 % en poids d'alumine et 50 à 80 % en poids de silice. 9.- Matière selon la revendication 5 ou 6, caractérisée en ce que la phase cristalline dure des particules est constituée par des particules de résidu de spinelle-de chrome, de boue rouge, de bauxite calcinée ou de leurs mélanges. 10.- Matière selon la revendication 5, caractérisée en ce que les particules contiennent une phase cristalline dure et une phase vitreuse, produites toutes deux à partir de la même matière de départ. 11.- Matière selon la revendication 10, caractérisée en ce que ladite matière est de la boue rouge. 12.- Matière selon la revendication 10, caractérisée en ce que ladite matière est le granite. 13. - Matière selon l'une quelconque des revendications 5 à 12, caractérisée en ce que la phase vitreuse comprend de 10 à 40 % en poids des particules. 14.- Matières selon l'une quelconque des revendications 5 à 13, caractérisée en ce que la phase cristalline dure est constituée par des particules dont la dimension ne dépasse pas 300 microns (norme ASTM). 15.- Procédé de fabrication d'une matière de confection de routes selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'on forme un mélange vert ou cru de matière minérale cristalline dure avec une seconde matière minérale pouvant passer en phase vitreuse lorsqu'elle est chauffée à une température comprise entre 900 et 1.4000C, on façonne le mélange cru ou vert en particules de la forme désirée, et l'on cuit ces particules à une température comprise entre 9000 et 1.400 C. 16.- Procédé selon la revendication 15, caractérisé en ce que la seconde matière minérale comprend ou est constituée par une argile contenant de 10 à 30 ffi en poids d'alumine et de 50 à 80 % en poids de silice. 17.- Procédé de fabrication d'une matière de confection de routes selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'on forme un mélange cru ou vert de matière minérale cristalline dure avec du verre concassé, on façonne le mélange cru ou vert en particules présentant ladite forme, et l'on cuit ces particules à une température comprise entre 9000 et 1.4000C. 18.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 15 à 17, caractérisé en ce que la matière cristalline dure représente de 60 à 90 % en poids du mélange cru ou vert. 19.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 15 à 18, caractérisé en ce que la matière cristalline dure est constituée par des particules de résidu de spinelle de chrome, de boue rouge, de bauxide calcinée ou de leurs mélanges. 20.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 15 à 19, caractérisé en ce que la matière cristalline dure contenue dans le mélange cru ou vert se présente sous la forme de particules dont la dimension ne dépasse pas 300 microns (norme ASTM). 21.- Procédé de fabrication d'une matière de confection de routes selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'on forme un mélange cru ou vert de matière minérale cristalline avec une seconde matière minérale pouvant passer en phase vitreuse lorsqu'elle est chauffée à une température comprise entre 9000 et 1.400"C, et l'on cuit le mélange cru ou vert à une température comprise entre 9000 et 1.400 C, et l'on façonne la matière cuite, alors qu'elle est à l'état ramolli, en particules présentant ladite forme. 22.- Procédé selon la revendication 21 > caractérisé en ce que la seconde matière minérale est une argile contenant de 10 à 30 % en poids d'alumine et de 50 à 80 ss en poids de silice. 23.- Procédé de fabrication d'une matière de confection de routes selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'on forme un mélange cru ou vert de matière cristalline dure avec du verre concassé, on cuit le mélange cru ou vert à une température comprise entre 900" et 1.400 C, et l'on façonne la matière cuite, pendant qu'elle est à l'état ramolli, en particules présentant ladite forme. 24.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 21 à 23, caractérisé en ce que la matière cristalline dure constitue de 60 à 90 % en poids du mélange cru ou vert. 25.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 21 à 24, caractérisé en ce que la matière cristalline dure est constituée par des particules de résidu de spinelle de chrome, de boue rouge ou de bauxite calcinée, ou de leurs mélanges. 26.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 21 à 25, caractérisé en ce que la matière cristalline dure contenue dans le mélange cru ou vert se présente sous la forme de particules dont la dimension ne dépasse pas 300 microns (norme ASTM). 27.- Procédé de fabrication dhzne matière de confection de routes selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'on mélange une matière minérale pulvérulente avec un liant durcissable pour former une bouillie ou une pâte, on façonne la bouillie ou pâte en particule présentant ladite forme, et on laisse durcir le liant. 28.- Procédé selon la revendication 27, caractérisé en ce que la matière minérale utilisée est du granite, un résidu de spinelle de chrome, de la boue rouge, de la bauxite calcinée, ou leurs mélanges. 29.- Procédé selon la revendication 27 ou 28, caractérisé en ce que le liant utilisé est une résine époxy.