Brevet FR2291166A1 — publié le 19760611

La présente invention concerne des compositions de revêtements routiers et, plus particulièrement, des compositions de revêtements routiers du type comprenant des agrégats et au moins un liant. La présente invention propose de nouvelles compositions utilisant comme agrégats des granulats légers artificiels. Les granulats légers artificiels sont des composants connus dans le domaine de la constraction puisqu'ils sont utilisés dans la confection de bétons de structure pour ouvrages d'art et dans la fabrication de bétons légers et de parpaings. On a également tenté d'utiliser certains granulats légers artificiels dans le domaine routier avec des résultats très décevants qui n'ont jamais permis un développement des granulats légers artificiels dans ce domaine. Or, la Demanderesse a découvert qu'il était possible de réaliser des compositions de revêtements routiers contenant des granulats légers artificiels et présentant des caractéristiques identiques, voire supérieures, à celles des compositions à base de granulats naturels. De telles compositions présentent, en outre, de nombreux avantages qui apparattront nettement à la lecture de la description qui va suivre. la présente invention concerne une composition de revêtement routier du type comportant des agrégats et au moins un liant, caractérisée en ce qu'une partie au moins des agrégats est constituée par des granulats légers artificiels dont la densité apparente en vrac est supérieure à 600 kg/m3 et le coefficient Los Angeles est inférieur à 15. Parmi les granulats légers artificiels utilisables dans les compositions selon l'invention, il faut citer, tout particulièrement, les argiles expansées, les schistes expansés et les laitiers pelettisés, notamment lorsque ceux-ci présentent une densité apparente en vrac comprise entre 600 et 1 000 kg/m3. De tels matériaux sont, par exemple, des schistes expansés vendus par la Société SUREX à Hulluch (Pas de Calais) sous les noms de - SUREX 650, densité apparente en vrac : 650 kg/m3, coefficient Los Angeles : 13 - SUREX 600, densité apparente en vrac : 600 kg/m3, coefficient Los Angeles : 14,5 des argiles expansées vendues par le COMPTOIR TUILIER DU NORD à Marcq en Baroeul (Nord) sous les noms de - LECA 120, densité apparente en vrac : 980 kg/m3, coefficient Los Angeles : 13 - LECA 100, densité apparente en vrac : 800 kg/m3, coefficient Los Angeles : 13,5 - LECA 80, densité apparente en vrac : 700 kg/m3, coefficient Los Angeles : 14. Dans les compositions selon la présente invention, les granulats légers artificiels utilisés représentent, de préférence, de 20 à 80 ffi en poids des agrégats (gravillons, sable et filler), le reste étant constitué d'agrégats naturels, mais il est possible d'utiliser des compositions comportant 100 ffi d'agrégats légers artificiels, en particulier dans les couches de base et de fondation. Ces agrégats, dans le mode de réalisation préféré des compositions selon la présente invention, représenteront de 30 à 60 % en poids des agrégats et la dimension particulaire des agrégats légers sera, de préférence, supérieure à 3 mm (c'est-à-dire qu'ils sont refusés au tamis 36 module A.F.N.O.R.). Les revêtements routiers obtenus par la mise en oeuvre des compositions selon la présente invention permettent la réalisation de couches de roulement présentant une excellente résistance mécanique pratiquement équivalente à celle des compositions comportant des granulats naturels, mais présentent une résistance au polissage beaucoup plus grande. En effet, de telles compositions présentent la propriété d'avoir une rugosité autorégénérable, à la fois par fractionnement des granulats légers artificiels utilisés lorsqu'ils sont soumis au frottement des pneumatiques et par usure différentielle entre les granulats légers artificiels et les granulats naturels, ce qui assure un maximum de rugosité à une chaussée pendant très longtemps.En particulier, les granulats légers artificiels ont un coefficient Los Angeles relativement faible mais une excellente micro-rugosité et un excellent coefficient de polissage accéléré, on peut donc leur associer des granulats naturels ayant un plus fort coefficient Los Angeles mais, par contre, un mauvais coefficient de polissage accéléré, par exemple des calcaires durs qui sont abondants et bon marché. Les coupositions selon la présente invention sont utilisables dans la construction de structure des chaussées de routes de toute catégorie, mais également dans la réalisation de trottoirs, de parkings, de sols industriels et commerciaux, de surfaces destinées à recevoir des engins aériens et de sols destinés à recevoir, en général, des circulations de toute nature. C'estpourquoi, il faudra entendre par "composition de revêtement routier" également une composition destinée aux usages du genre cité précédemment. Ces compositions peuvent être de types variés sans pour eela sortir du cadre de l'invention, mais seront de préférence choisies parmi les enrobés, les bétons hydrauliques routiers, les enduits superficiels ou les asphaltes. Les compositions selon la présente invention sont toutefois plus particulièrement des enrobés denses tels que microbétons, bétons goudronneux ou bétons bitumineux, ces derniers constituant le mode de mise en oeuvre préféré de la présente invention. flans ce dernier cas, il peut s'agir de bétons bitumineux normaux ou de bétons bitumineux dits "cloutés". Néanmoins, la présente invention concerne également les compositions pour enrobés seli-denses ou ouverts tels que les enrobés à macrostructure ou le tarmacadai. Les compositions selon la présente invention comprennent également des bétons hydrauliques routiers. On voit que les liants envisagés dans les compositions selon la présente invention sont de nature très variée ; ils peuvent être des liants du type asphalte, des liants du type hydraulique tels que ciment, laitier granulé et chaux ou cendre volante et chaux ou également, en particulier dans le cas des enduits superficiels, des résines synthétiques, mais de préférence le liant est choisi parmi les bitumes ou les -goudrons. Les bitumes ou les goudrons utilisés seront évidenient les Ces que dans les compositions connues déjà utilisées ainsi pour les enrobés denses on peut utiliser un bitume dur classique 60/70. Les compositions selon l'invention sont d'une mise en oeuvre particulièrement aisée. Ainsi, la faible densité des matériaux utilisés diminue le poids de la structure ainsi que le prix de transport et le coût de la manutention. Cet avantage et le gain de poids qui en résulte sont, bien entendu, d'une importance tout particulière lors de la réalisation de chaussées sur des ouvrages d'art tels que des ponts ou lorsque le revêtement est placé sur un plancher (parking à étages par exemple). De plus, les granulats légers artificiels constituent un facteur de sécurité car lorsqu'ils sont arrachés le risque de les voir briser un pare-brise est plus faible et en cas de pluie ils absorbent l'eau se trouvant sur la chaussée sous la pression des pneus et diminuent ainsi les risques d'éclaboussement. Les compositions selon la présente invention présentent, de plus, un faible coefficient de dilatation, ce qui diminue les risques de fissuration. les compositions selon l'invention peuvent également être utilisées pour réaliser les couches de structure internes des chaussées telles que couches de surface, de base ou de fondation. Dans ce cas, outre les avantages énumérés précédemment, les couches ainsi obtenues sont beaucoup plus résistantes au gel que les couches utilisées jusqu'à présent, ce qui constitue une caractéristique très recherchée dans les revêtements routiers actuels. les formulations dans ce cas peuvent être les mêmes que celles citées précédemment, en particulier les compositions d'enrobés de tous types sont utilisables dans la confection des couches de structure interne. I1 est mme particulièrement commode, grace à l'utilisation de granulats légers artificiels, de réaliser des enrobés ouverts ou semi-denses présentant de bonnes propriétés de drainage, ce qui améliore encore les qualités de la chaussée. I1 faut entendre, donc, par "composition de revêtement routier" également des compositions des types cités précédemment. Enfin, il faut mentionner que l'utilisation de granulats légers artificiels dans les compositions selon la présente invention élimine les risques de ressuage par temps chaud du fait de la structure vésiculaire des matériaux. Des exemples, destinés à illustrer la présente invention, vont être décrits ci-après sans qu'évidemment ils puissent être considérés comme limitant la présente invention. Exemple 1 On réalise un enrobé 0/20 SUREX ayant la composition suivante - Agrégat gravillon 10/18 SUREX 650 30 % gravillon 6/10 SUREX 650 10 % gravillon 2/6 porphyre 20 % sable 0/2 porphyre 40 s Bitume 60/70 6,20 % Les résultats obtenus à l'aide de cette composition, lors des essais standards,sont résumés dans le Tableau I. Exemple 2 On réalise un enrobé 0/20 SUREX ayant la composition suivante - Agrégat gravillon 10/18 SUREX 650 20 % gravillon 6/10 SUREX 650 20 ffi gravillon 2/4 calcaire dur 20 % sable 0/2 calcaire dur 40 % - Bitume 60/70 6,20 % Les résultats obtenus à l'aide de cette composition, lors des essais standards, sont résumés dans le Tableau I. Exemple 3 On réalise un enrobé 0/10 SUREX ayant la composition suivante - Agrégat gravillon 6/10 SUREX 650 40 s gravillon 2/6 porphyre 20 % sable 0/2 porphyre 40 % - bitume 60/70 6,20 % Les résultats obtenus à l'aide de cette composition, lors des essais standards, sont résumés dans le Tableau I. TABLEAU I Exemple 1 Exemple 2 Exemple 3 Surface spécifique (m2/kg) 12,20 12,40 12,30 Module de richesse 2,61 2,60 2,60 Poids spécifique 1,843 1,843 1,843 Coefficient alpha 1,44 1,44 1,44 Essai Marshall Densité apparente 1,456 - 1,464 Densité théorique 1,76 1,76 1,75 Compacité 82,7 - 83,0 Stabilité à 60 C (kg) 590 - 510 Fluage (m/m) 2,5 - 2,2 Essai L.C.P.C. Densité apparente 1,546 1,601 1,541 Compacité 87,8 90,9 87,5 Résistance à 8 jours sans immersion à 18 C - R - (bars) 51,5 49,6 54,5 Résistance à 8 jours après immersion à 18 C - r - (bars) 44,4 39,5 46,0 Rapport r/R 0,865 0,79 0,85 Essai Brésilien Résistance à la traction à 18 C (bars) 14,2 17,2 14,8 Comme on peut le constater, les différentes fornules étudiées conduisent à des caractéristiques mécaniques tout à fait convenables. On constate que les compacités restent assez faibles dans l'ensemble mais ceci s'explique par la porosité élevée des matériaux utilisés. Par ailleurs, il convient de noter que les formules de calcul habituellement utilisées pour fixer le dosage en liant d'un enrobé ne sont plus valables ici, Dans le cas présent, la teneur en bitume a été déterminée par des essais d'enrobage successifs sans tenir compte du module de richesse. Pour les structures rigides, l'utilisation de compositions selon l'invention dans les bétons routiers, gracie à l'excellente rugosité qu'ils confèrent à ces bétons, du fait de la possibilité d'auto-régénération de cette rugosité et gracie à l'usure différentielle qui se produit entre les granulats légers artificiels utilisés et les agrégats naturels, permet d'éliminer le traitement mécanique spécial destiné à accroître la macro-rugosité et la microrugosité des bétons routiers lorsque ceux-ci ne contiennent que des granulats naturels. En effet, si l'on utilise des sables de granulats légers, ces sables offrent, dans les premiers temps d'utilisation, une meilleure micro-rugosité que les sables naturels. Dans un deuxième temps, l'excellente rugosité des gros granulats légers artificiels utilisés est mobilisée et confère un facteur de sécurité routière par rapport aux granulats naturels à faible coefficient de polissage accéléré. En définitive, on voit que les compositions selon la présente invention présentent de nombreuses qualités spécifiques dans leur application à des revgtements destinés à recevoir des circulations de toute nature. REVENDICATIONS i) Composition de revêtement routier du type comportant des agrégats et au moins un liant, caractérisée en ce qu'une partie au moins des agrégats est constituée par des granulats légers artificiels dont la densité apparente en vrac est supérieure à 600 kg/m3 et le coefficient Los Angeles est inférieur à 15. 2) Composition selon la revendication 1, caractérisée en ce que les granulats légers artificiels sont choisis parmi les argiles expansées, les schistes expansés et les laitiers pelettisés. 3) Composition selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que les granulats légers artificiels ont une densité apparente en vrac comprise entre 600 et 1 000 kg/m3. 4) Composition selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les granulats légers artificiels sont choisis parmi le SUREX 650, le SUREX 600, le LECA 120, le LECA 100 et le LECA 80. 5) Composition selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que les granulats légers artificiels représentent entre 20 et 80 % en poids des agrégats. 6) Composition selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que les granulats légers artificiels représentent entre 30 et 60 % en poids des agrégats. 7) Composition selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que les granulats légers artificiels ont des dimensions particulaires supérieures à 3 mm. 8) Composition selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que les granulats naturels de la composition sont des calcaires durs.