Brevet FR2231813A1 — publié le 19741227

La présente invention concerne de nouveaux revêtements routiers ayant des propriétés différentes suivant les directions dans lesquelles lesdites propriétés sont mesurées; elle concerne également un procédé pour réaliser ces revetements nouveaux. On a proposé divers procédés pour la réalisation de revêtements routiers; un des plus récents consiste à préfabriquer le revêtement par mélange à chaud d'un bitume avec des charges inertes dont la granulométrie continue est comprise entre O mm et 14 mm par exemple puis à étendre à chaud, sur la chaussée convenablement préparée, le mélange ainsi obtenu. Ce procédé qui est le plus utilisé actuellement conduit à l'obtention d'un revêtement ayant, à échelle suffisante, des propriétés isotropes c'est-àdire des propriétés qui sont les mêmes lorsqu'on les mesure suivant l'épaisseur du revêtement ou suivant un axe parallèle à la surface dudit revêtement. Or une analyse détaillée des propriétés souhaitables pour un tel revêtement et des efforts auxquels ledit revêtement sera soumis conduit à la conclusion qu1il peut être souhaitable de disposer d'un revêtement présentant des propriétés mécaniques anisotropes, à savoir une résistance mécanique aussi grande que possible dans le sens de ltépaisseur du revêtement et une certaine déformabilité dans toute direction perpendiculaire. La présente invention concerne un tel revêtement comportant au moins un mastic formant liant et des particules de gravier enrobées caractérisé en ce que par contact étroit entre lesdites particules dans une direction déterminée on assure une résistance maximale du matériau fini à l'écrasement dans ladite direction et que par insertion,entre lesdites particules, dudit mastic on assure une déformabilité du matériau fini dans une direction perpendiculaire. Un tel revêtement possédant une certaine anisotropie dans ses propriétés est spécialement utilisable dans les techniques routières par exemple dans les ouvrages d'art, les routes et les autoroutes. Une autre caractéristique du revêtement selon l'invention est que sa surface est rugueuse du fait qu'elle est formée de particules de gravier, liées les unes aux autres par leur matériau d'enrobage, mais dont les espaces interparticulaires ne sont pas entièrement remplis dudit liant. La présente invention concerne également un procédé de fabrication de revêtements nouveaux; ce procédé est caractérisé en ce que la surface à revêtir est recouverte d'une couche d'un liant mastic d'épaisseur égale à au moins 2 mm, puis que l'on dépose sur ladite couche de liant une couche de gravier enrobé dont les particules ont des dimensions comprises entre 2 mm et 25 mm, l'écart entre les plus petites et les plus grosses particules dudit gravier étant d'au plus 8 mm, et que l'on insère lesdites particules de gravier dans la couche de liant mastic jusqu'à obtenir un tassement des particules sur toute la hauteur de la couche de mastic, la quantité de gravier enrobé utilisée étant telle, qu'après tassement, le mastic remplit les vides intersticiels entre les particules de gravier sur une hauteur comprise entre 50 et 95% de la hauteur totale du revêtement final. Comme liant mastic on peut employer tout liant connu utilisable dans l'industrie routière; on emploiera de préférence un bitume et plus particulièrement un bitume chargé contenant de O à 60% en poids, par rapport au mélange bitume plus charges, d'au moins une charge inerte dont les particules ont des dimensions au plus égales à 100 microns. Une des caractéristiques essentielles de l'invention réside dans le choix de la granulométrie des particules de gravier employées. Dans l'art antérieur on additionnait au liant (bitume) des particules dont les dimensions variaient entre 0 et 14 mm par exemple; pour caractériser autrement ces graviers précédemment employés on peut dire qu'ils présentaient un rapport R = densité apparente x 100 densité réelle ayant une valeur de 85 à 95% après compactage; avoe de tis graviers dont la répartition granulométrique est très large on obtenait des revêtements ayant des propriétés isotropes.Dans la présente invention, au contraire, on utilise des graviers dont les particules ont des dimensions comprises entre 2 mm et 25 mm mais en employant, pour un revêtement donné, des graviers dont les particules diffèrent entre elles d'au plus 8 mm. C'est ainsi par exemple que le gravier utilisé sera formé avec des particules retenues sur un tamis dont les mailles ont 2 mm x 2 mm et passant à travers un tamis dont les mailles ont 10 mm x 10 mm. Pour de tels graviers le rapport R défini ci-dessus est de l'ordre de 60%; en fait on peut utiliser selon l'invention des graviers pour lesquels ledit rapport est compris entre 50 et 80%. Le gravier utilisé selon l'invention est au préalable enrobé à l'aide d'un liant connu et ce d'une manière également connue. Ce liant peuttre du bitume ou du bitume chargé à condition que ladite charge soit constituée de particules dont les dimensions sont inférieures à 100 microns. Cet enrobage, dont une des fonctions est d'assurer une liaison solide entre les particules de gravier lorsque celles-ci ne sont pas entièrement environnées de liant mastic peut représenter environ 2 à 25% du poids du gravier. Une autre caractéristique importante de l'invention réside dans le procédé utilisé. On dépose, sur une couche de liant mastic une certaine couche de gravier et on tasse celui-ci dans une direction perpendiculaire à la surface du revêtement jusqu a ce que ses particules traversent ledit liant dans toute sa hauteur. De cette façon on doit considérer que suivant une direction perpendiculaire au revêtement les diverses particules de gravier sont pratiquement jointives ce qui confère au revêtement obtenu une très grande résistance à l'écrasement dans cette direction.Au contraire il y a formation, sur au moins une certaine hauteur dudit revêtement, d'une couche dans laquelle une certaine proportion de liant mastic s'est insérée entre les particules de gravier ce qui a pour conséquence que ladite couche présente, dans une direction parallèle à la surface du revêtement, une déformabilité non négligeable. On comprend alors pourquoi le revêtement obtenu a des propriétés anisotropes suivant les directions dans lesquelles on mesure lesdites propriétés. Le revêtement final obtenu peut être plus ou moins épais; son épaisseur minimale peut être de l'ordre de 8 à 10 mm;son épaisseur maximale peut atteindre 6 cm ou plus. Il se présente en fait sous forme de deux couches de texturesdifférentes - la couche inférieure est formée de particules de gravier, très bien tassées dans le sens vertical, mais dont les interstices sont remplis par du liant mastic, - la couche supérieure est formée essentiellement de particules de gravier, enrobées, entre lesquelles subsiste un certain vide. Il a été dit que la couche inférieure représente de 50 à 95% de la hauteur totale du revêtement. I1 est possible de réaliser directement le revêtement selon l'invention sur une infrastructure quelconque; on peut également préparer en usine des plaques dudit revêtement et mettre en place ultérieurement lesdites plaques. L'exemple non limitatif ci-après illustre l'invention. On utilise comme liant un bitume dont la pénétration à 250C est de 25 et dont le point de ramolissement est de 750C; on ajoute à ce bitume une charge minérale constituée de particules calcaires dont la plus grande dimension est inférieure à 100 microns; on utile environ 30% en poids de cette charge par rapport au mélange final bitume plus charge. Par ailleurs on enrobe avec un mélange constitué sensiblement en parties égales de ce meme bitume et de cette même charge un gravier dont les particules ont des dimensions comprises entre 2 et 6 mm; le pourcentage en poids du matériau d'enrobage par rapport au gravier est d'environ 10%. Dans un moule métallique on dépose, à chaud, une couche de liant mastic tel que décrit ci-dessus; l'épaisseur de cette couche est de 4 mm. Après refroidissement on dépose sur cette couche une épaisseur suffisante d gravier enrobé décrit ci-dessus. On compacte l'ensemble à l'aide d'un rouleau de laboratoire dont le poids maximal est de 80 kg; ce compactage a pour effet d'insérer les particules de gravier jusqu'au fond de la couche de liant mastic. On réalise ainsi un revêtement dont la hauteur totale est de 20 mm qui est formé d'une couche inférieure dont l'épaisseur est d'environ 15 mm et d'une couche supérieure dont l'épaisseur est d'environ 5 mm. Après démoulage on a testé la plaque de revêtement obtenu à l'aide d'un appareil de simulation de traffic mis au point par le Laboratoire Central des Ponts et Chaussées. Le reêtementobtenuaétédéposé sur une plaque métallique reposant sur trois appuis; on déplace à la surface du revêtement mis en place sur ladite plaque une roue pesante selon un mouvement de va-et-vient.Sous l-'influence du passage de ladite roue la plaque métallique présente, en certains points, une déflexion atteignant 3 mm. Grâce au test décrit ci-dessus ont peut évaluer - l'orniérage du revêtement qui consiste à déterminer au bout de combien de cycles de la roue, il se produit une déformation permanente (ornière) du revêtement. - la résistance à la fissuration du revêtement qui consiste à déterminer au bout de combien de cycles il apparaît des fissures dans ledit revêtement. Lorsque l'on utilise des revêtements classiques, il a été trouvé que ce test très sévère, ne supportait qu'environ 2000 cycles; avec de tels revêtements les gains que l'on peut espérer sur l'une des propriétés (résistance à l'orniérage par exemple) sont compensés par des pertes que l'on observe sur l'autre propriété. Dans le cas du revêtement selon l'invention, il a été constate au contraire que ledit revêtement pouvait supporter sans orniérage ni fissuration plus de 300 000 cycles. R E V E N D I C A T I O N S R E V E N D I C A T I O N S 1. Nouveaux revêtements, utilisables comme revêtements routiers ou revêtements d'ouvrages d'art, comportant au moins un mastic formant liant et des particules de gravier enrobées caractérisesen ce que par contact étroit entre lesdites particules dans une direction déterminée on assure une résistance maximale, desdits revêtements, à l'écrasement dans ladite direction et que par insertion, entre au moins une partie desdites particules, du liant mastic, on assure une déformabilité du produit fini dans une direction perpendiculaire. 2. Nouveaux revêtements selon la revendication 1 dans lesquels les particules de gravier ont des dimensions comprises entre 2 mm et 25 mm, l'écart des dimensions entre les petites et les grosses particules dudit gravier étant d'au plus 8 mm. 3. Nouveaux revêtements selon l'une des revendications précédentes caractérisés en ce que le mastic formant liant est un bitume contenant de O à 60% en poids d'au moins une charge pulvérulente dont les particules ont des dimensions inférieures à 100 microns. 4. Nouveaux revêtements selon l'une des revendications précédentes caractérisés en ce qu'ils sont formés d'une couche inférieure dans laquelle l'espace intersticiel entre les particules de gravier est occupé par le liant mastic et d'une couche supérieure dans laquelle l'espace intersticiel entre les particules de gravier est exempt de liant mastic, la couche inférieure représentant 50 à 95% de la hauteur totale du revêtement. 5. Procédé de fabrication de revêtements nouveaux caractérisé en ce que la surface à revêtir est recouverte d'une couche d'un liant mastic d'épaisseur égale à au moins 2 mm, puis que l'on dépose sur ladite couche de liant une couche de gravier enrobé dont les particules ont des dimensions comprises entre 2 mm et 25 mm, l'écart entre les plus petites et les plus grosses particules dudit gravier étant d'au plus 8 mm, et que l'on insère lesdites particules de gravier dans la couche de liant mastic jusqu'à obtenir un tassement des particules sur toute la hauteur de la couche de mastic, la quantité de gravier enrobé utilisée étant telle, qu'après tassement, le mastic remplit les vides intersticids entre les particules de gravier sur une hauteur comprise entre 50 et 95X de la hauteur totale du revêtement final. 6. Procédé selon la revendication 5 caractérisé en ce que le liant mastic est un bitume contenant de O à 60% en poids d'au moins une charge pulvérulente dont les particules ont des dimensions inférieures à 100 microns. 7. Procédé selon l'une des revendications 5 et 6 caractérisé en ce que l'enrobage des particules de gravier est réalisé à l'aide d'un bitume pouvant contenir une charge pulvérulente dont les particules ont des dimensions inférieures à 100 microns.