Brevet FR2280745A1 — publié le 19760227

La présente invention concerne un procédé pour la fabrication de compositions ou enrobés et enrobé pour revttements routiers. Dans le domaine technique des revetements routiers, le terme enrobé désigne une composition préparée dans un mélangeur et comportant notamment des charges minérales et un liant hydrocarboné, ladite composition étant ensuite répandue sur une surface à revêtir, et compactée de manière à constituer la couche de surface d'un re vertement routier. Le procédé usuel de fabrication d'un enrobé consiste à disposer dans un mélangeur un mélange chauffé de charges auquel on ajoute un liant hydrocarboné tel que le goudron ou le bitume, le tout étant malaxé avant d'entre répandu sur la surface à revêtir et compacté Le terme charges désigne un ensemble de matières de granulométrie diverse telles que par exemple filler de chaux, sable, gravillons de roches ou mMme synthétiques. Dans le cas de revetements routiers devant etre soumis à des sollicitations mécaniques importantes du fait du trafic ou du fait de leur application : enrobés de renforcement, ouvrages d'art, revêtement de rues pavées , les enrobés fabriqués par le procédé usuel présentent des qualités mécaniques insuffisantes.La présente invention a pour but'de conférer aux enrobés pour les rev8- tements routiers de meilleures caractéristiques. Ce but est atteint par le procédé pour la fabrication d'une composition ou enrobé destiné à constituer la couche de surface d'un revêtement routier selon lequel on ajoute à un mélange dosé de charges de granulortiétries différentes une quantité déterminée d'un liant hydrocarbone tel que le goudron ou le bitume et selon lequel, conformient à L'invention, on incorpore au mélange desdites charges, avant d'ajouter le liant, des lanières de matière synthétique dont le pourcentage en poids est inférieur à 10 % du poids total des charges, dont la plus grande dimension est supérieure à la moitié de la taille maximale desdites charges et dont la plus petite dimension est supérieure à 1 mm. Ce but est également atteint par un enrobd pour rev- tement routier destiné à constituer ou constituant la couche de surface d'un revêtement routier comportant des charges minérales de granulométries différentes et un liant hydrocarboné tel que le goudron ou le bitume et qui selon l'invention comporte des lanières de matière synthétique dont le pourcentage en poids est inférieur à 10% du poids total des charges, dont la plus grande dimension est supérieure à la moitié de la taille maximale desdites charges et dont la plus petite dimension est supérieure à 1 mm. Selon une particularité de I'invention, les lanières sont obtenues à partir d'articles formés d'une matière synthétique comprise dans le groupe constitué par le polychlorure de vinyle, le polystyrène et le polyéthylène. L'incorporation de lanières dans un enrobé permet de réaliser un armement de cet enrobé lorsqu'il est répandu et compacté. En effet, après compactage, les lanières se trouvent pincées par les charges, et mQme si la matière constituant les lanières n'est pas compatible avec le liant sur le plan de la miscibi- lité, ce qui est le cas lorsque le liant est le-bitume, l'en- semble des lanières constitue une armature qui confère à l'en- robé répandu et compacté une résistance accrue B.la compression, et surtout à la traction.Lorsque la matière constituant les lanières est compatible avec le liant, ce qui est le cas par exemple du polychlorure de vinyle qui est miscible dans le goudron, l'effet d'armature est accompagné d'une augmentation de la qualité du liant de l'enrobé, augmentation due à la dissolution partielle de la matière constituant les lanières dans le goudron chaud et fluide lors de la fabrication de l'enrobé. Dans ce dernier cas, les qualités mécaniques d'un enrobé au goudron sont améliorées dans des proportions notablement plus grandes que celles dues au seul effet d'armature pour un enrobé au bitume. Les lanières peuvent-être obtenues. à partir d'articles formés en matière synthétique. récupérés après leur mise au rebut. De tels articles sont par exemple des bouteilles en polychlorure de vinyle (P.V.C.) utilisées pour le conditionnement de liquides tels que l'eau, le vin, l'huile, le vinaigre , ou les récipients en polystyrène utilisés pour le conditionnement de produits tels que crèmes, desserts préparés, ou les bouteilles en polyéthylène utilisées pour le conditionnement du lait. On a déjà proposé, en particulier dans la demande de brevet français n0 2 102,089 de récupérer des articles formés en résine synthétique en vue de leur réutilisation dans le domaine de la fabrication de revetements routiers. Selon cette technique connue, des fragments obtenus par broyage d'articles en résine synthétique: ou des boulettes obtenues par laaulage" de résine synthétique sont utilisés comme substituants à une fraction des charges minérales ou agrégats dans ure composition pour revetement routier, le pourcentage en poids des agrégats minéraux substitués pouvant atteindre 75 X du poids total des agrégats.Or, les articles en résine svn- thétique présentent, lorsqutils sont récupérés après leur mise au rebut, de nombreuses impuretés : étiquettes, colle, capsules, restes de contenus, cendres, poussières , et ces impuretés, lorsqu'elles sont en trop grande quantité, sont la cause de nombreux inconvénients lors de la fabrication d'enrobés.En particulier, il peut se produire une floculation du liant et la fonnattnas conglomérats, ce qui, d'une part, rend le répandage de l'enrobé difficile, et, d'autre part, conduit å l'obtention d'enrobés non homogènes et de qualité irreguliere. Ces inconvénients peuvent entre évités soit en utilisant une quantité relativement faible d'articles récupérés tels quels, -soit en nettoyant les articles récupérés ; mais le nettoyage des articles récupérés, si l'on excepte les impératifs de la lutte contre la pollution, conduit à un prix de revient de la matière récupérée supérieur à celui de la matière fabriquée. L'objet de l'invention n'est pas de substituer à une fraction importante des charges minérales dans un enrobé des fragments d'articles formés en résine synthétique, mais d'incorporer à un enrobé comportant un mélange dosé de charges et de liant, des lanières procurant un effet d'armature à l'enrobé et dont le pourcentage en poids est inférieur à 10% du poids des charges. in effet, au-delà de ce pourcentage la fabrication de l'enrobé revient difficile, et de ce fait, on peut utiliser des lanières obtenues à partir d'articles récupérés tels quels, c'est-à~dire sans aucune opération de nettoyage. L'invention va maintenant être décrite de façon plus détaillée en se référant aux figures annexées qui illustrent - figure 1 une vue schématique en coupe d'une partie d'un revêtement routier dont la couche de surface est constituée par un enrobé conforme à l'invention, - figure 2 un détail de la figure 1, - figures 3 à 8 des courbes traduisant les résultats d'essais effectués sur des enrobés conformes à l'invention. Le mode de fabrication usuel d'un enrobé est le suivant on dispose dans un mélangeur à une température de 1200 à 1600 C, un ensemble de charges dosées selon leur granulométrie et leur nature, telles que filler de chaux et gravillons de tailles diverses, on ajoute une quantité déterminée d'un liant hydrocarboné fluide tel que le goudron ou le bitume chaud et on malaxe le tout de manière à ce que le liant enrobe les charges. L'enrobé est ensuite répandu sur une surface à rvtir et compacté de manière à constituer la couche de surface d'un revêtement routier. Conformément à l'invention, on incorpore à l'ensemble dosé de charges, des lanières de matière synthétique, avant d'ajouter le liant, -Les lanières peuvent être incorporées à partir d'une urémie par exemple située à coté de la trémie à filler. Le pourcentage en poids des lanières incorporées n'excède pas 10 % du poids total des charges, et bien que l'on observe un ramollissement des lanières, les lanières se répartissent de façon satisfaisante dans le mélange de charges, et n'ont tendance, ni à s'agglomérer, ni à se désagréger.Comme le pourcentage en poids de lanières incorporées est relativement faible, la quantité d'impuretés présentes éventuellement sur les lanières est suffisamment petite pour que l'on obtienne, après avoir ajouté le liant, un enrobé d'une homogénéité semblable à celle d'un enrobé classique ne com portant pas de lanières. Pbur la fabrication, le répandage et le compactage, la mise en oeuvre du procédé selon l'invention ne né cessite donc que l'adjonction d'une trémie supplémentaire pour l'alimentation du mélangeur en lanières. On voit, figure 1, un enrobé I, qui après répandage et compactage sur une surface à revêtir 2, constitue la couche de surface 3 d'un revetement routier. Les lanières 4 sont réparties uniformément dans l'enrobé et sont en contact de charges et gravillons 5 qui les pincent (figure 2). Dans leur majorité, les lanières sont orientées dans des directions de faible inclinaison par rapport à l'horizontale, et grâce au pincement par les charges ou gravillons 5, les lanières 4 constituent une armature de l'enrobé qui confère à ce dernier, une résistance à la compression et à la traction accrues.L'éffet d'armature est obtenu pour des lanières dont les dimensions ne sont pas trop faibles, c'est-à-dire dont la plus faible (largeur) n'est pas inférieure à 1 mm, et de préférence à 2 inti, et dont la plus grande dimension n'est pas inférieure à 0,5 D, de pé- férence 0,8 D, D étant la taille maximale des charges ou gravillons 5. L'épaisseur des lanièresest imposée lorsqu'elles sont obtenues å partir d'articles formai tels cue btei11es et récipients ,et et de l'orne deinm. Les lanières peuvent outre obtenues à partir d'articles formés, par exemple bouteilles et récipients, en polychlorure de vinyle, polystyrène et polyéthylène par tout moyen connu. On peut, par exemple, briser les articles en polychlorure de vinyle et-poly- styrène par projection à grande vitesse contre une surface et tamiser les débris, ou découper les articles à l'aide de dispositifs à peignes comportant deux roues dentées tournant en sens opposés. Le découpage par dispositif à peignes permet d'obtenir directement des lanières de dimensions voulues. Les figures 3 à 8 illustrent les résultats d'essais effectués sur des enrobés fabriqués conformément à l'invention. Une premiers série d'essais a été effectuée avec des enrobés au bitume dont la composition est la suivante charges - 40 parties en poids de gravillons d'andésite de granulométrie 6-10 mn - 23 parties en poids de gravillons d'andésite de granulométrie 4-6 mm - 35 parties en poids de gravillons d'andésite de granulométrie 0-2 mm - 2 parties en poids de filler de chaux - 6 parties en poids de bitume - lanières de polychlorure de vinyle, obtenues à partir de bouteilles et récipients récupérés, et ayant une largeur comprise entre 3 et 10 mm, en moyenne 5 mm et une longueur comprise entre 20 et 100 mm, en moyenne 40 mm. On a mesuré la résistance à la compression R et la résistance à la traction Rt maximales au-delà desquelles l'enrobé se désagrège pour des valeurs différentes du pourcentage du poids de lanières incorporées par rapport au poids total des charges. Les courbes A et B des figures 3 et 4 représentent les variations de Rc et N pour deux bitumes de pénétrations différentes, respectivement 78 et 94. La pénétration est mesurée de façon classique, 1 pont de pénétration correspondant à l'enfoncement d'une aiguille standard dans le bitume de 1/100e de mm pendant 5 secondes à 250 C. On constate, pour un poids de lanières égal à 3 % du poids total des charges, une augmentation moyenne de 40 X de la résistance à la traction et de 30 % de la résistance à la compression par rapport à l'enrobé classique ne comportant pas de lanières. On constate de même une augmentation du rapport RC qui passe de 0,28 RC pour l'enrobé au bitume sans lanières à des valeurs com- prises entre 0,30 et 0,35 selon le poids de lanières incorporées, l'incorporation de lanièrespxxure aot àl'enrdi une meilleure stabilité dimensionnelle. Il apparaît que pour des poids de lanières incorporées dépassant 10 % du poids des charges, on n'observe pas de résultats nettement meilleurs que ceux obtenus et représentés sur les courbes A et B, mais par contre, on rencontre les incon vénients déjà-mentionnés dus à l'incorporation d'une grande quantité de lanières. On a également mesuré les résistances à la compression. et et à la traction Rt, comme précédemment, pour des valeurs différentes de la température de l'enrobé. Ces mesures ont été effectuées sur un enrobé au bitume de même composition que précédemment, comportant un poids de lanières en polychlorure de vinyle égal à 3% du poids des charges et avec un bitume de pénétration 78. Les variations de R --et R t en fonction de la température sont représentées respectivement par les courbes C et D de la figure 5. A titre de comparaison, on a représenté par les courbes c et d les variations respectives de R c et R mesurées sur-un enrobé au bitume de même composition, mais t ne comportant pas de lanières.On constate que les augmentations de R et Rt mesurées sur un enrobé comportant des lanières par c t rapport à un enrobé n'en comportant pas, sont sensiblement constantes dans toute la gamme de température d'utilisation de l'enrobé. I1 résulte de ce qui précède que l'incorporation des lanières dans un enrobé au bitume réalise une armature de enrobé et lui confère une meilleure déformabilité et résistance à la fatigue, bien que la matière constituant les lanières ne soit pas miscible au bitume. Une seconde série d'essais analogues à ceux de la première série a été effectuée sur des enrobés au goudron dont la composition est la suivante charges - 40 parties en poids de gravillons d'andésite de granulométrie 6-10 = - 23 parties en poids de gravillons d'andésite de granulométrie 4-6 mm - 35 parties en poids de gravillons d'andésite de granulométrie 0-2 mm - 2 parties en poids de filler de chaux - 6 parties en poids de goudron - lanières de polychlorure de vinyle, obtenues à partir de bouteilles et récipients récupérés, et ayant une largeur comprise entre 3 et 10 mm, en moyenne 5mm et une longueur comprise entre 20 et 100 mm, en moyenne 40 mm. On a mesuré la résistance à la compression R et la ré c sistance à la traction R t maximales au-delà desquelles l'enrobé se désagrège pour des valeurs différentes du pourcentage du poids de lanières incorporées par rapport au poids total des charges. Les courbes E et F des figures 6 et 7 représentent les variations de R et Rt pour deux goudrons de températures d'équiviscosité c t (E.V.T.) différentes, respectivement 500 E.V.T. et 590 E.V.T. Par rapport à un enrobé au goudron sans lanières, on constate, -pour un poids de lanières incorporées égal à 3 % du poids total des charges, une augmentation moyenne de 100 % de R c une augmentation moyenne de 140% de R t et une augmentation du R rapport t qui passe de 0,28 à une valeur comprise entre 0,30 et R 0,35. c L'augmentation importante des valeurs de R et R est c t due d'une part, à l'effet d'armature des lanières, d'autre part, à l'amélioration des propriétés élastiques de l'enrobé due à la dissolution d'une partie du polychlorure de vinyle dans le goudron.La quantité de matière dissoute dépend du temps de malaxage avec le goudron chaud et fluide et du temps de transport avant répandage dé I'enrobb, I1 ut noter que la quantité dissoute de la matière constituant une partie ou la totalité des lanières ne doit pas être trop importante pour ne pa-s compromettre la fonction d'armature que les lanières doivent rem R plir. En effet, l'augmentation ou rapport t, qui conduit à une R meilleure stabilité dimensionnelle de c l'enrobé est uniquement dQ à cet effet d'armature. De même que pour les enrobés au bitume, il n'est pas souhaitable que le poids de lanières incorporées dans l'enrobé soit supérieur à 10 % du poids des charges. On a également mesuré les résistances à la compression R et à la traction Rt, comme précédemment, pour des valeurs dif c t férentes de-la température de l'enrobé. Ces mesures ont été effectuées sur un enrobé au goudron de même composition que précédemment, comportant un poids de lanières égal à 3 % du poids total des charges et avec un goudron des 50 C E.V.T.. Les variations de Rc et Rt en fonction de la température sont représentées par les courbes G et H de la figure 8. A titre de comparaison, on a représenté par les courbes g et h les variations de Rc et Rt mesurées sur un - enrobé au goudron de iEme composition, mais ne comportant pas de lanières.On constate que, par rapport à l'enrobé ne comportant pas de lanières, l'enrobé avec lanières présente quelle que soit sa température, de meilleures résistances à la compression et à la traction. I1 résulte de ce qui précède que l'incorporation de lanières dans un enrobé au goudron s'avère particulièrement avantageuse. Les enrobés fabriqués conformément à l'invention ou conformes à l'invention du fait de leur bonne résistance à la traction et stabilité dimensionnelle, sont utilisables pour tout revêtement routier et sont particulièrement adaptés pour revêtir des surfaces déformables (ouvrages d'art) ou de structure irrégulière (pavés) ou de qualités mécaniques faibles (enrobés de renforcement). Le terme lanière.-utilisé dans la description qui précède désigne tout élément de forme générale allongée n'ayant pas nécessairement une forme rectangulaire parfaite, et qui est caractérisé par trois dimensions : épaisseur, largeur moyenne et longueur moyenne. L'épaisseur est faible et varie de quelques dixièmes de millimètres à ? millimètres environ, ce qui est le cas des articles d'emballage courant en matière thermoplastique. La largeur moyenne peut varier dewl à plusieurs millimètres et peut même atteindre 2 à 3 centimètres dans le cas d'enrobés de grosse granulométrie. La longueur moyenne doit être supérieure à 0,5 D, D étant la taille maximale des gravillons et ne dépasse guère 10 centimètres m8me dans le cas d'enrobés de grosse granulométrie. Pour les enrobés courants dont les charges ont une granulométrie 0-10 mm ou 0-14 m, une longueur moyenne comprise entre 2 et 4 cme5t convenable. En brisant des articles formés en matière thermoplastique notamment par des dispositifs à grand rendement fonctionnant par percussion, on n'obtient que rarement des fragments de forme rectangulaire et le terme lanière recouvre tous les fragments plats de forme polygonale allongée dont les dimensions sont conformes à celles qui viennent d'8tre indiquées en particulier en ce qui concerne leur longueur minimale, et qui alors procure, après pincement par les gravillons, un renforcement de l'enrobé lorsqu'il s'est durci après refroidissement. REVENDICATIONS 1 - Procédé pour la fabrication d'une composition ou enrobé destiné à constituer la couche de surface d'un revêtement routier selon lequel on ajoute à un mélange dosé de charges de granulométries différentes une quantité déterminée d'un liant hydrocarboné tel que le goudron ou le bitume, caractérisé en ce que l'on incorpore au mélange desdites charges, avant d'ajouter le liant, des lanières de matière thermoplastique dont le pourcentage en poids est inférieur à 10 % du poids total des charges, dont la longueur moyenne est supérieure à la moitié de la taille maximale desdites charges et dont la largeur moyenne est supérieure à 1 mm, de manière que lesdites lanières forment-une armature de l'enrobé. 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on incorpore des lanières obtenus à partir d'articles formés d'une matière comprise dans le groupe constitué par le polychlorure de vinyle, le polystyrène et le polyéthylène. 3 - Composition ou enrobé destiné à constituer ou constituant la couche de surface d'un revetement routier, comportant des charges minérales de granulométries différentes et un liant hydrocarboné tel que le goudron ou le bitume, caractérisé en ce qu'il comporte des lanières de matière thermoplastique dont le pourcentage est poids est inférieur à 10 % du poids total des charges, dont la longueur moyenne est supérieure à la moitié de la taille maximale des dites charges et dont la largeur moyenne est supérieure à 1 mm. 4 - Composition ou enrobé selon la revendication 3, caractérisé en ce que les lanières sont d'au moins une des matières du groupe constitué par le polychlorure de vinyle, le polystyrène et le polyéthylène.