Brevet FR2344588A1 — publié le 19771014

L'invention concerne des charges du genre dit "filler" destinées à etre. introduites dans les..masses-à base de bitume ou de goudron utilisées pour le revetement des routes. Les systèmes bitumineux, en particulier ceux utilisés dans la construction des routes, sont constitués de composants grossiers, sable et gravillons et de composants formant le liant. Suivant le type de revêtement, ce sont les composants grossiers qui, par exemple dans le béton fin d'asphalte, assurent les fonctions de portance, de résistance à l'usure, d'adhérence et de stabilisation. Dans d'autres cas, ces fonctions sont assurées, au moins partiellement, comme c'est le cas dans l'asphalte coulé, par les composants qui forment le liant. Les deux types de revetements ci-dessus ont leurs défauts et leurs inconvénients bien déterminés. Ces derniers sont, en particulier, dans le cas du béton fin d'asphalte, l'importance de la proportion d'espaces vides, et par suite la plus faible résistance à l'usure, tandis que dans l'asphalte coulé, on se heurte à la plus grande difficulté de la mise en oeuvre ainsi que la tendance à fluer sous des contraintes de trafic déterminées. Ces propriétés sont commandées dans une mesure décisive par le système formé par la masse, c'est-à-dire, bitume ou goudron et charge. Plus compact doit etre le revêtement que l'on doit fabriquer, plus doit etre élevée la teneur en liant que l'on choisit. Mais en même temps, la charge qui doit etre intégrée dans le liant pour former la masse doit être toutefois dosée plus largement, afin que l'on conserve la stabilité désirée, ce qui s'exprime par une élévation du point de ramollissement de la masse. Naturellement, la déformabilité, et par suite l'aptitude au façonnage de la masse, est défavorablement affectée quand le dosage en charge augmente. Ainsi par exemple, l'asphalte coulé, qui demande un rapport chargebitume élevé, ne peut être mise en oeuvre qu'à une température assez élevée. Des essais ont été faits pour réaliser une charge qui surmonte les défauts indiqués. Ainsi, on a dézà essayé de surmonter ces difficultés par addition d'agents d'adhérence réticulés, d'amiante, ou de charge ayant un important effet de renforcement, comme par exemple la diabase, aux charges en poudre courantes. Les additions d'amiante se présentaient ici au premier plan. L'amiante est toutefois dangereux pour la santé, et ne peut être mis en oeuvre qu'en prenant des mesures techniques de protection onéreuses. L'invention a en conséquence pour but de réaliser une charge ou filler qui présente les propriétés avantageuses des filler contenant de l'amiante, et les dépasse le plus possible, et dont le prix soit favorable, qui soit facile à travailler et inoffensive pour la santé. Conformément à l'invention l'on peut arriver à ce résultat si le filler qui est constitué pour l'essentiel de poudre de grès ou de mélanges de poudres de ce genre, contient 1 à 15 % en poids de perlite gonflée, broyée. Suivant un mode de réalisation de l'invention, une teneur de 2 à 7 % en poids de perlite est suffisante. Il est en outre avantageux que le filler contienne un agent mouillant cationactif, et qu'il contienne en outre jusqu'à 10 % en poids d'hydrate de calcium. I1 peut aussi être avantageux d'ajouter au filler du caoutchouc sous la forme réticulée ou non réticulée. Pour améliorer l'adhérence, des additions pouvant aller jusqu'à 5 % en poids suffiront déjà. Sous la désignation de perlite dans le sens de l'invention, on doit comprendre la roche perlite gonflée, que l'on peut obtenir par chauffage, et que l'on broie ensuite à une grosseur de grain inférieure à 0,09 mm. Ce genre de perlite peut être obtenu dans le commerce sous différentes désignations commerciales. Ses propriétés peuvent être décrites comme suit Analyse chimique Granulométrie en microns SiO2 75,41 % - 0,6 = 1,6 % SiO2 75,41 % - 0,6 = 1,6 % Fe2O3 1,19 % 0,6 - 2,0 = 3,4 % A1203 12,35 % 2,0 - 6,3 = 41,6 % CaO 0,86 % 6,3 - 20 = 49,6 % K20 5,00 % 20 - 63 = 3,8 % MgO 0,21 % Na20 3,75 % Poids du litre 86 g/l. La perlite qui devient suivant l'invention une partie constituant du filler possède un effet de renforcement de la masse étonnamment important Par suite, il suffit de l'ajouter, dans les faibles proportions indiquées, aux roches en poudres habituelles, à la pierre calcaire en poudre par exemple. Un autre effet surprenant de la perlite réside en ce qu'elle n'affecte pas défavorablement la mise en oeuvre des revêtements de chaussées fabriqués avec ces filler, comme c'est le cas en particulier quand ils contiennent de l'amiante, mais au contraire facilite cette mise en oeuvre. I1 est facile de se rendre compte que si le renforcement de la masse est plus grand, la stabilité à la déformation et les propriétés d'usage du revêtement de la chaussée doivent aussi augmenter. I1 en résulte toutefois obligatoirement que les conditions de mise en oeuvre deviennent plus sévères. En particulier, on doit choisir une température de mise en oeuvre plus élevée afin que la viscosité ne prenne pas une valeur dépassant l'aptitude au façonnage. I1 est en conséquence surprenant que le filler contenant de la perlite suivant l'invention donne à la masse des propriétés qui normalement s '.excluent réiproquement On a été conduit à admettre que la perlite absorbe le liant, tel que le bitume, goudron, asphalte ou autre, aux basses températures, en produisant un effet important de renforcement, et le remet en liberté, partiellement, aux températures plus hautes. Pour examiner ces phénomènes en comparaison avec d'autres fillers courants, on a mis au point des méthodes de mesure, dont les résultats sont utilisés dans la suite comme temps d'écoulement, et temps d'expansion. Le "temps d'écoulement" doit être considéré comme lamesure de la viscosité de la masse dans le domaine des températures de mise en oeuvre, et représente aussi, en conséquence, une mesure de la facilité de mise en oeuvre de la masse de revêtement de chaussée. On le détermine comme suit : on remplit avec la masse un cadre de moulage carré dont les dimensions sont 23 x 23 mm, hauteur 20 mm, de façon que la masse soit exempte de bulles incluses. Le moule contenant la masse, chauffé à 200C est ensuite fixé sur une plaque de verre dégraissée, que l'on pose ensuite avec une inclinaison de 600, dans une étuve à 1100C. On mesure en minutes le temps qui est nécessaire à la masse qui s'écoule pour atteindre une marque distante de 30 cm. Le "temps d'expansion" doit être considéré comme la mesure de- la résistance et de la capacité de charge d'un revêtement de routez I1 représente une valeur obtenue par une méthode accélérée de ce qu'on appelle la mesure d'expansion, ou une mesure de la viscosité à la température d'usage du revêtement. On le détermine comme suit : on remplit sans bulles, un moule capable d'éclater, cylindrique, dont les dimensions sont 5 x 5 cm, avec la masse et chauffe ce moule cylindrique à la température d'essai. On l'amène ensuite entre deux plaques de serrage de l'appareil d'écrasement à piston connu (sans charge), et le soumet ensuite à une charge de 175 g/cm.Les premiers 20/10 mm sont considérés comme uniformisation de 1 surface. Qu mesure ensuite la durée du parcours d'aPlatissement jusque zoo/10 ma. Les données sur les points de ramollissement, contenus dans la description ont été déterminés suivant la norme allemande Dix 1995 (anneau et bille). Pour préparer les mélanges de masse, on a mélangé les parties constituantes du filler avec du bitume 80 portant la désignation commerciale Mexphalt (point de ramollissement 500C), chauffé à 1300C. La masse a été ensuite maintenue pendant environ 45 minutes à 1500C et plusieurs fois mélangée à fond. On a ensuite laissé baisser la température, jusqu'à ce que le mélange coule seulement difficilement. Le rapport filler-bitume se monte dans tous les cas à 65 C 35 parties en poids. Ceci correspond à une teneur en bitume de 6,5 % en poids et une teneur en filler de 12 % en poids que l'on utilise habituellement dans la préparation du bétin fin d'asphalte. On confronte, dans le tableau 1, les valeurs technologiques de différents filler, en comparaison avec les filler de 1 'in- vention. Pour que les chiffres de temps d'écoulement et de temps d'expansion soient comparables, on a ajusté les masses au même point de ramollissement vanneau et bille). Les chiffres contenus dans le tableau 1 permettent de se rendre compte de ce qu'une masse établie avec le filler suivant l'invention présente une stabilité fortement améliorée à la température d'usage, et en même temps une meilleure aptitude au façonnage aux températures dé mise en oeuvre par rapport aux filler connus. Si on compare avec les filler contenant de l'amiante, il apparaît nettement que l'effet renforçateur de la Perlite seule est quatre fois plus élevé, les chiffres de la durée d'écoulement et du temps d'expansion étant en même temps plus favorables. Tableau 1 Valeurs technologiques du filler Composition du filler Point de ramol- Temps Temps en % en poids lissement d'écoule- d'expan anneau et bille ment sion C Min. Min. Pierre calcaire en poudre 64 10 40 90 % pierre calcaire en poudre 10 % amiante SV 69 11 50 80 % pierre calcaire en poudre 20 % amiante SV 77 23 85 70 % pierre calcaire en poudre 30 % amiante SV 90 76 115 97.5 % pierre calcaire en poudre 2,5 % Perlite 69 11 65 95 % pierre calcaire en poudre 5 % Perlite 78 17 215 92,5 % pierre calcaire en poudre 7,5 % Perlite 92 35 1080 47 % pierre calcaire en poudre 30 % Diabase en poudre 3 % amiante 82 63 100 46 % pierre calcaire en poudre 50 % Diabase en poudre 4 % Perlite 78 14 125 On a pu aussi observer la meilleure aptitude au serrage par la préparation de corps de Marshall.Quand on a utilisé le filer suivant l'invention, on a obtenu la densité presque finale, reconnaissable au son du corps, après 5 à 11 coups frappés déjà, pendant qu'avec des filler spéciaux contenant de l'asphalte, cette densité presque finale n'a été obtenue qu'au bout de 30 à 40 coups. Ces résultats se confirment aussi grâce à la meilleure aptitude au serrage constatée dans les masses de construction de routes, dans des essais en grand. La fabrication de la charge ou filler suivant l'invention peut se faire dans les mélangeurs courants destinés aux matières sèches. On aura ici avantages à introduire d'abord les roches en poudre telles que la pierre à chaux, la diabase, le fichiste, pulvérisés, et à ajouter ensuite la perlite. On pourra faire appels comme autres additions, aux agents mouillants cationactifs, à l'hydrate de calcium, et, pour des domaines d'utilisation spéciaux, aussi en caoutchouc, sous la forme réticulée ou non. Pour le mélange avec la perlite, on a avantage à ne pas utiliser des outils mélangeurs dont l'action de cisaillement est importante. Les propriétés avantageuses du filler suivant l'invention sur les composants de la masse et sur le mélange utilisé sur une route sont aussi valables quand on ajoute la perlite en quantité convenable aux mélanges de béton d'asphalte fin déjà fini. Toutefois cette solution est onéreuse au point de vue de la technique du mélange. On peut obtenir avec le filler suivant l'invention, des revêtements de routes en béton d'asphalte fin où la proportion d'espaces vides peut descendre jusqu'en-dessous de 1 %, et qui alors correspondent pratiquement à ceux d'asphalte coulé, bien que l'on conserve l'avantage de la facilité de mise en oeuvre du béton d'asphalte. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation ci-dessus décrit et représenté, à partir duquel on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. R E V E N D I C A T I O N S 10) Charge ou filler pour masses contenant du bitume et/ou du goudron, en particulier pour revêtements utilisés dans la construction des routes, constitués essentiellement de roches ou mélanges de roches pulvérisées, charge caractérisée en ce qu'elle contient 1 à 15 % en poids de perlite gonflée, broyée. 20) Charge suivant la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle contient de 2 à 7 % en poids de perlite 30) Charge suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce qu'elle contient un agent mouillant cationactif. 40) Charge suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'elle contient une proportion pouvant aller jusqu'à 10 % en poids d'hydrate de calcium. 50) Charge suivant l'une quelconque des revendications I à 4, caractérisée en ce qu'elle contient du caoutchouc sous la forme réticulée ou non réticuléé.