Brevet FR2374474A1 — publié le 19780713

la présente invention se rapporte à la technique de la forma- tion sur les surfaces routières de moyens de signali6ation tels que bandes séparant deux voies de circulation, bandes marginalesa continues ou interrompues, passages zébrés pour les piétons, zones et emplacements pour le stationnement de véhicules â moteur et autres Plus précisément, l'invention vise la formation de signalisations sur la surface de routes, places et autres lieux utilisables pour la cirú- lation de véhicules, au moyen de matières en forme de rubans préfabriqués, appliqués sur la surface de roulement après formation préalable sur cette dernière d'une sous-couche relativement mince d'une composition essentiellement thermoplastique comprenant du bitumez de l-'asphalte ou matières sem blables. De telles sous-couches sont connues sous la dénomination "primer" (qui dans la description est utilisée par la suite). En fait cette invention se rapporte d'une manière spéciale à la formation, compositions nuise en oeuvre et à l'exploitation rationnelle des propriétés de ce "primer".Cette technique connue a replu de nombreux per:Fectionnements. Voir à ce suJet les brevets français 1 354 568 et 1 57Ô 688. Quant aux moyens destinés à la pose de ces rubans, des solutions sont indiquées aux brevets français 1 240 798, 1 299 959, 1 299 9o0, 1 357 940 et 2 148 061. Ces matières peuvent contenir des éléments rendant la surface supérieure rugueuse pour assurer la bonne adhésion aux roues des véhicules, ainsi qutil ressort par exemple du brevet franQais 2 097 941. I.'obstruction des routes en raison de ltexécution de ce genre de signalisation est cependant assez longue du fait qu'elle comprend le temps nécessaire au développeitent de l'entière opération de pose du "primer" et de ltancrage des rubans sur celui-ci lorsque sa couche stest suffisament durcie. En plus, il s'ajoute å ce temps celui nécessaire à la complète consolidation de la sous-couche "primer" pour empêcher que la matière de signalisation se détache ou se déplace sous l'effet, entre autres de fortes contraintes dues par exemple à des coups de frein et de la force centrifuge pour les vénicules prenant des virages. En examinant le temps d'exécution total, il y a lieu de retenir les trois périodes suivantes: Une première période, allant de l'instant du contact de la compo sita;Dn thermoplastique fluidifiée avec le sol pour former la sous-couche à celui où la matière de signalisation en forme de rubans est appliquée et pressée sur cette sous-couche avec en plus la durée nécessaire jusqu'à ce que la sous-couches coulée et nivelée (par exemple par rasage) atteigne une certaine viscosité. ISne deuxième périodes au cours de laquelle ladite sous-couche s1est consolidée de manière suffisante, y compris la signalisation qu'elle porte pour être capable de résister aux contraintes subies par la circulation des véhicules. Une troisième période, au cours de laquelle la sous-couche a atteint son degré de consolidation définitif. Il a été constaté qu'en pratique il était superflu d'attendre la consolidation complète de la sous-couche avant la réouverture de la route à la circulation ou tout au moins la zone ayant reçue la signaligation en question, car des contraintes d'une intensité persistante ne se présentent statistiquement que très rarement alors qu' un minimum de privation de route est primordiale pour la circulation.Des essais ont amene à constater qu'il y a grand avantage de remplir les condi tions suivantes a) La composition destinée à la formation de la sous-couche doit, à l'instant de son contact avec la surface routière, etre pratiquement liquide et présenter des propriétés hydrophiles pour bien pénétrer dans le sol et se lier à celui-ci tout en imprégnant la surface et en saturant les porosités. b) Le matériau, destiné à constituer le ruban de signalasation doit etre appliqué sur cette sous-couche quand sa composition a atteint une viBcosi- té ne devant pas âtre au-dessous de 103 cP (centipoises) mais atteignant de préférence 104 cP environ. c) La réouverture à la circulation peut s'effectuer avec une sécurité suffisante lorsque le matériau constituant la signalisation s'est anoré au terrain dans une telle mesure qu'il puisse résister aux contraintes tangentielles (horizontales-) d'au moins 1,5 ck/cm (en sens perpendiculaire à la direction de la contrainte). Cette résistance est obtenue quand la composition de la sous-couche a atteint une viscosité comprise entre.105 et 106 cP. d) Pour que la signalisation horizontale soit efficiente et stable et puisse résister aux contraintes les plus fortes, son ancrage au sol doit etre tel qu'il ne cède pas à des efforts d'au moins 3 kg/cm. Une réalisation dans de telles conditions exigerait,en appliquant les moyens techniques connus, un temps d'exécution beaucoup plus long avec une entrave en conséquence pour la circulation. En particulier, pour obtenir que la composition thermoplastique soit fortement fluide, il faudrait qu'elle soit appliquée à haute température sur le sol lui aussi devant être fortement chauffé. Il en résulte que la durée des opérations correspondant à la première et aussi à la deuxième période se prolongeraient d'une manière excessive. Suivant l'invention le procédé comporte l'application sur le sol d'une couche mince préliminaire d'un agent essentiellement liquide possédant des propriétés hydrophiles pour pénétrer dans le sol et se lier intimement à la surface de roulement de la chaussée, puis comme seconde phase, la forma tion de la base préliminaire de la sous-couche proprement dite en utilisant une composition d'une viscosité déjà suffisamment élevée et de nature à obte cir une forte augmentation de sa viscosité(Jusouta des valeurs de 1G3 à 10 cF environ) avec un abaissement assez faible de sa température et ceci de préférence, dans un temps très court, cette composition pouvant atteinre une viscosité d'au moins io cP dans un laps de temps de l'ordre de 30 à oO secon des. Selon une forme de réalisation référée de l'invention, il est enten- du comme composition essentiellenent thermoplastique, une composition com- prenant au moins 60% en poids de substances thermoplastiques ayant une température de fusion en accord avec celle d'application de la composition même sur la sur. ace routière. n se référant aux dessins annexés: Sig. 1 est un graphique représentant la variation de la viscosité en ponction de la température d'une composition substantiellement thermoplastique selon l'invention; Fig. 2 est un diagramme ternaire indiquant des fonctions diverses, en particulier les temps de fermeture à la circulation de la zone en cours d'exécution de la signalisation; Fig. 3 montre en vue latérale schématique un appareillage adapté à la rise en oeuvre de l'invention; Fig. 4 fait voir sous un aspect similaire et schématique quelques organes composants de- cet appareillage; Fig. 5 se rapporte en coupe verticale à une élévation d'un dispositif pour la fusion rapide de la composition thermoplastique;; Fig. 6 concerne-la combinaison de divers dispositifs qui, successivement, réalisent les diverses opérations au cours de l'avancement de la machine destiné à la mise en oeuvre du procédé suivant ltinvention; Fig. 7 est une coupe à échelle fortement amplifiée et en reproduction schématique, le matériau en oeuvre dans son ensemble; Fig. o montre les différents composants de la Fig. 7 séparés les uns des autres. Conformément au graphique de la Fig. 1, le procédé suivant l'invention comprend l'utilisation d'un composé thermoplastique aont la viscosité ncP varie en fonction de la température TOC, selon la courbe indiquée par i. Au-dessous de l'échelle des températures (sur l'abcisse) est reprise une seconne échelle indiquant la résistance horizontale en kg/cm correspondant aux viscosités at celles-ci, à leur tour, aux différentes températures. Sur le côté gauche du graphique est reprise l'éc helle des viscosités #cP se référant à la courbe 3. La courbe mixtiligne C se réfère à l'échelle des temps t", reprises sur le côté aroit du graphique pour indiquer les temps néces saires à abaisser la température de la sous-couche, er vue d'obtenir les augmentations respectives de la viscosité, lorsqutelle est appliquée sur une surface de chaussée à la température ambiante (de tordre des 10oc) et préparée comme décrit ci-après. Ce graphique est auto-explicatif. Il démontre l'importance de dis- poser d'une composition thermoplastique ayant une haute température de soli dification et laquelle présente une petite différence de température entre sa condition de consistance pâteuse adaptée à permettre la pose et l'épandage sur le sol et celle de sa solidification substantielle. Les résultats à obtenir peuvent être prélevés du graphique de la Fig. 2 où Us désigne la température de la surface de roulement, Tp la température de la composition thermoplastique à l'instant de son premier contact avec cette surface et Ta celle de la couche compatible avec la réouverture à la circulation. La différence critique Ta - Ts est indiquée sur l1échelle oblique de droite. La zone de ce diagramme ternaire est subdivisée en plusieurs zones identifiées par les valeurs et les gammes des temps t nécessaires pour atteindre le durcissement désiré de la sous-couche "primer". La préparation préliminaire du terrain est schématiquement indiquée par l'appareillage des Fig. 7 et 8 qui sera décrit ultérieurement. Cette préparation présuppose l'utilisaticn d'une premitre composition de viscosité relativement basse, comprise entre 100 et 1000 cP, incluant des radicaux hydrophiles et, de ce fait, en mesure de pénétrer rapidement dans l'aire de la chaussée essentiellement poreuse et aussi humide et, au fait, pratiquement mouillée (aussi par absorption d'eau en provenance du sous-sol), lesdits ra- dicaux s'enchaînant avec les dipôles de l'eau.Cette préparation du terrain permet l'application successive de la composition thermoplastique, meme si celle-ci est substantiellement hydrophobe et a une température de consolidation relativement basse, mais d'au moins 30 C.L'agent hydrophile mouillant, essentiellement liquide, peut omprendre une solution de résines epoxidiques ou de résines epoxyuréthaniques et leurs mélanges, en solvants et/ou plastifiants compatibles. Par ailleurs, pour la formation de la sous-couche "primer" il peut etre utilisé des compositions ne requérant pas d'agents mouillants additionnels. Ci-après quelques exemples de compositions adaptées à la mise en oeuvre de l'invention, avec les composants indiqués en parties de poids: Exemple 1: La composition de cet exemple est du type "monocomposant". Poids (du type connu dans le commerce sous le nom "Spoxy grade" avec fusion à 115 C) 20 Résine styrène-butadiène, ou autre caoutchouc synthétique, par exemple 'Pliolite S 6 F" (Goodyear) 5 Partie fractionnée de goudron, pour résines epoxidiques telles que Epoxy Tar, WHÂ 2" 5 Résine coumaronique (telle que "Cumar P 25") 10 Résine colophane phénolique (telle que "Vinsolj 60 Bitume oxydé 100 Bitume 40/50 100 Cette composition est avantageusement coulée et épandue sur une surface de roulement préalablement humectée par un arrosage avec une composition liquide à deux composants, indiqués par "A" et "B", tels que:: "A" Résine epoxidique (telle que Àraldite G 7 250") 260 Epoxy Tar" 100 "B" Catalyseur pour résine epoxidique (tel que "Ankamine XT") 65 "Eposy Tar" 115 Accélérateur pour résmne époxidique (tel que "D M 0 30") 20 Acide crésylique 100 Exemple 2: Cet exemple concerne une composition fusible incluant des composés mouillants polyamidiques et susceptibles de donner des résultats du type indiqué par la courbe de viscosité dans le graphique de la Fig. 1 dans l'intervalle de temps 10" à 20" du diagramme ternaire de la Fig. 2.Ces résines polyamidiques telles que celles produites par la Compagnie Schering, peuvent etre utilisées dans la composition suivante: "Versamid 940" 65 "Tersamid 100" 5 La composition fusible comprend: Copolymère vinyle-éthylène acétate (tel que "Elvax 240" - DuPont) 20 Ester de colophane (tel que Foral 85" Hercules) 10 Bitume oxydé 100 3itume 40/50 100 Exemple 3: Cet exemple se réfère à une composition à deux composants pour la formation de la sous-couche "primer" et comprennent principalement les composants thermoplastiques intégrés par des additifs adaptés à assurer une réticulation (humectation) relativement lente, associée à un durcissement avantageusement rapide de la partie thermoplastique de la composition meme. Dans ce cas, les deux composés sont indiqués par "A" et "B". "A" Poix (Epoxy grade") aveo un point de fusion de 1150C 20 Résine styrène-butadiène à haut contenu de styrène (telle que 'tPliolite S 6 F") 5 "Epoxy Tar" 10 Bitume oxydé 20 Bitume 12 20 Résine hydrocarbonique (telle que Eskorez 1102" Esso) 10 Résine epoxidique (telle que Epon 828" Shell 15 "3" "Versamid 100" 10 "Versamid 140" 10 Bitume oxydé 30 Bitume 40/50 40 '13poxy Tar" 10 Les composants "A" et "B" sont utilisés à parties égales. les compositions telles que celles indiquées ci-dessus peuvent être avantageusement utilisées pour former des signalisations sur la surface de routes à l'aide d'une machine du type représenté aux Fig. 3 et 4 pour l'application d'un matériau de signalisation préfabriqué en forme de ruban. Cette machine comprend un véhicule de pose 10 et un véhicule d'alimentation et de service 12. Comme représenté à la Fig. 4, le véhicule de pose 10 comprend un volant de direction 14 actionné par le conducteur assis sur un siège 1 Pour compenser les mouvements relatifs entre les deux véhicules 10 et 12, les tubulures sont munies de lyres 36 ainsi que de bras oscillants 38 qui sont disposés le long du parcours du ruban 32. L'unité de fusion 28 est de préférence réalisé comme représenté à la Fig. 5. Elle comporte une pluralité de lames 40 à double paroi, ayant des arêtes coupantes orientées vers le haut et sont renfermées dans un recipient 42. Les blocs de matière fus i- ble sont placés sur ces lames et poussés vers le bas par un presseur 44 ac- tionné par un cylindre hydraulique 46. Ces lames sont chauffées au moyen de tubulures 48 et d'une pompe 50.L'huile est chauffée par une chaudière tubu laire 52 au moyen d'un bruleur 54 alimenté de préférence en gaz liquide.Le même brûleur chauffe aussi un récipient 56 dans lequel la composition fondue est recueillie, emmagasinée et maintenue en circulation à travers les conduites 58 au moyen d'une pompe 60. Les composants essentiels du véhicule (ou de plusieurs véhicules s'il y a lieu ) sont oar exemple disposés comme représenté à la Fig. 6. La machine avance à une vitesse V donnée sur la surface routière 3, nettoyée préalablement (par exemple, à l'aide de brosses tournantes non représentées) et préchauffée (par exemple, au moyen de flamnes émises par les bruleurs non représentés). Le procédé requiert l'utilisation d'une série de moyens, tels que: uil arroseur 110 alimenté parue pompe 112 pour l'obtention d'un arrosage 22 destiné à former la couche mince 116 du composé hydrophile mouillant. A cet arrosage 22 succède le distributeur 118 du composé fondu fourni par le disro- sitif de coulée 20 pour former la couche "primer" 122.A l'arrière de ces derniers dispositifs est placé l'ensemble 128 qui comprend les rouleaux presseurs 130 et 132 du ruban 32 sur la couche "primer". l'autres arroseurs (non représentésç peuvent être ajoutés entre les dispositifs 118 et 130 pour asperger sur la -couche 124 d'autres produits susceptibles d'améliorer l'adhésion et le plaquage du ruban 32 sur cette couche. Les intervalles D1 et 2 sont choisis en fonction aé la vitesse V pour assurer les temps nécessaires à l'imprégnation préalable de la surface S de la part de l'agent mouillant et respectivement pour obtenir que la couche "primer" 122 ait atteint une consistance ou viscosité appropriée à llap- plication du ruban de signalisation 32. L'intervalle suivant )3 correspond à Ia distance nécessaire pour obtenir que la signalisation ainsi formée atteigne la condition nécessaire à la réouverture de la circulation. Les Figi 7 et 8 montrent la combinaison des différentes couches et leurs interactions. La surface routière S laquelle est généralement formée par un conglomérat de pierres concassées et de bitu- me ou asphalte, présente inévitablement des cavités 140, des bosses 142 et des poches 144 (schématiquement représentés à la Fig. 8), l'eau du sol ou l'humidité superficielle étant retenue inévitablement dans ces cavités 140 et surtout dans les poches 144. La couche liquide 116 ayant des propriétés mouillantes et hydrophiles pénètre entièrement dans les cavités et les porosités de la surface S. L'application oui suit de la couche "primer" 122, laquelle est pressée et râclée par exemple à l'aide de lames de rasage comprises dans le dispositif 118, même si de nature hydrophobe ou hydrorépulsive est par ailleurs de composition compatible avec celle de la couche préparatoire 116, pénètre dans cette derniers à la suite du contact de leurs faces 150 et 152 (Fig. o), formant une couche intermédiaire 154, comme indiqué à la Fig. 7 Cette interpénétration assure la liaison intime de la couche "primer" 122 avec le terrain et qui s'intensifie davantage lors du durcissement complet de la couche "primer" pour atteindre finalement ainsi les effets et les avantages escon-iptés par l'invention. R E V R N D I C A ç I 0 r S 1) Procédé destiné à former des bandes ou autres moyens de signalisation sur des surfaces routières par l'application sur ladite surface de matériaux en forme de rubans préfabriqués sur une sous-couche dite "primer" constituée par une composition essentiellement thermoplastique, caractérisé en ce qu'il comprend l'application préalable sur ladite surface d'une couche mince d1un agent mouillant hydrophile, la formation sur cette surface ainsi préparée d'une couche d'une composition essentiellement thermoplastique chauffée et se trouvant à l'état tout au moins pateux, compatible avec ledit agent mouillant et capable de se solidifier progressivement jusqu 'à atteindre rapidement une viscosité de 103 à 104 cP environ, suivie de l'application par pression du matériau de signalisation préfabriqué sur ladite couche, la composition thermoplastique étant susceptible de durcir ultérieurement jusqu'à atteindre une viscosité d'au moins 105 cP dans un laps de temps compris entre 30 et 60 secondes. 2) Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la couche "primer" est de composition à pouvoir résister à des efforts horizontaux d'au moins 1,5 kg/cm lorsqu'elle a atteint la viscosité de 105 cP et d'au moins 3kgZcm après durcissement complet. 3) Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la composition de formation de la couche "primer" comprend des matières bitumeuses. 4) Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la composition de formation de la couche "primer" comprend au moins 60% en poids -d'une ou plusieurs substances thermoplastiques et est appliquée sur le terrain préparé à une température proche de la température moyenne de fusion de ces substances. 5) Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'application préalable de la couche mince mouillantes'eftectue en utilisant des substances liquides comprenant des radicaux hydrophiles adaptés à se lier avec les dipôles de 1'eau éventuellement présente sur et/ou dans les porosités de la surface routière. 6) Procédé suivant la-revendication 5, caractérisé en ce que ledit agent liquide hydrophile comprend des radicaux hydroxy et/ou epoxy et/ou isocyaniques. 7) Appareillage réalisant le procédé suivant l'ensemble des revendications précédexntes pour la formation de moyens de signalisation routière horizontale, caractérisé en ce qu'il comprend un ou une série de véhicules (10, 12) comportant, en succession et dans le sens d'avancement, des moyens (20) pour couler la composition thermoplastique à l'état fluidifie sur la surface routière ainsi que pour la presser et étendre sur ladite surface en vue de former la sous-couohe "primer" (122) et des moyens (128) pour af pliquer et presser sur cette dernière le matériau de signalisation (32) en forme de ruban, les distances (D1, D2, D3) entre les premiers et derniers moyens étant telles qu'en fonotion de la vitesse d'avanoement (V) il soit obtenu que la composition de la sous-couche ait atteint une viscosité d'au moins 103 cP. 8) Appareillage suivant la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comprend, dans une position plus avancée par rapport aux moyens de coulée de la composition thermoplastique, des moyens pour épandre sur ladite surface routière un agent liquide mouillant et hydrophile. 9) Appareillage suivant l'une ou l'autre des revendications 7 et 8, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de fusion pour fondre des blocs de composition thermoplastique solide, alimentant les moyens de coulée avec cette composition. 10) Appareillage suivant la revendication 9, caractérisé en ce que les moyens de fusion comprennent une série de lames orientées vers le haut convenablement chauffées et disposées au-dessous d'un presseur refoulant de haut vers le bas lesdits blocs contre et entre ces lames.