Brevet FR2470191A1 — publié le 19810529

La présente invention est relative à un revêtement préfabriqué pour surface de route et analogue ainsi qu'à un procédé de fabrication de ce revêtement et à un appareil pour l'application de celui-ci. Les surfaces d'asphalte, ou de bitume, qui consistent en bitume compacté par cylindrage à chaud, pratiquement dans le monde entier, présentent l'inconvénient de se détériorer en raison de leurs conditions générales d'exposition, au frot- tement des roues des véhicules, aux eaux de pluie, aux déri- vés du pétrole et analogues. On a utilisé des éléments préfa- briqués comprenant des briques ou blocs d'asphalte mais ceux- ci néont jamais rencontré un succès réel en raison du fait que ces matériaux posent les mêmes types de problèmes. Un autre inconvénient important de ces revêtements est ce qu'on appelle le "polissage" de la surface du bitume qui se produit dans les sections à trafic intense après envi- ron seulement un cinquième de la durée dtutilisation de la route, et qui a pour résultat la formation de surfaces lisses, glissantes et dangereuses. En plus des inconvénients ci-dessus, les surfaces de bitume exposées aux conditions normales d&utilisation tendent à se fissurer, ce qui est à l'origine d'une pénétration de l'eau et du problème très important du "pompage" de la surface sous-jacente et même du substrat, provoquant des détériora- tions importantes de structure de la route. L'un des buts de l'invention est de résoudre les pro- blèmes posés par les revêtements de la technique antérieure, en particulier dans les sections de route dangereuses ou dans les sections exposées à des conditions très préjudiciables à une surface de bitume, grâce à un revêtement spécial destiné à être appliqué directement sur la surface de la route. Ce re- vêtement déposé sur la surface exposée de la route présente les propriétés voulues pour satisfaire aux conditions auxquel- les la route est soumise, y compris le frottement des roues des véhicules. 2 4 7 0 1 9 1 L'invention a pour objet à cet effet un revêtement préfabriqué pour la protection mécanique et-chimique des sur- faces de roulement telles que les routes et analogues, qui comprend un support en un matériau tissé perméable, qui est rendu imperméable par imprégnation avec une composition de résine et dont la surface supérieure est recouverte d'une cou- che de revêtement résineuse contenant des particules abrasi- ves très dures, c'est-à-dire d'une dureté Mohs d'au moins 7 et de préférence de 9 ou davantage, et adhérant à ces par- ticules, de telle sorte que celles-ci ne peuvent en être ar- rachées même par des forces de frottement élevées, cette cou- che ayant une dureté qui avoisine celle des particules abra- sives elles-mêmes. De préférence les particules abrasives sont consti- tuées par de l'oxyde d'aluminium et/ou du carbure de silicium en grains de dimensions de l'ordre de 0,70 à 0,12 mm et nor- malement entre 0,54 et 0,17 mm. Suivant un mode de réalisation préféré de l'inven- tion, pour fabriquer le revêtement on prend un support per- méable en un matériau tissé, on imprègne ce support avec une - composition résineuse pour le rendre imperméable aux liquides, on polymérise la composition d'imprégnation, on applique sur une surface du support imprégné, une couche de revêtement ayant la même nature chimique que la composition d'imprégna- tion et contenant des particules abrasives très dures et on sèche et polymérise le produit de telle sorte que les parti- cules demeurent fixées à celui-ci même lorsqu'il est soumis à des forces de frottement importantes et que la couche de revêtement ainsi formée présente une dureté qui avoisine cel- le des particules abrasives. Les compositions résineuses d'imprégnation et de re- vêtement doivent être telles que non seulement elles confè- rent à la surface du revêtement une dureté avoisinant celle des particules abrasives, mais qu'également elles assurent au revêtement une certaine souplesse de façon qu'il puisse être emmagasiné sous forme de rouleaux et appliqué ensuite 2 4 7 O 1 9 1 sur une surface de route sans que des fissures se forment dans sa surface exposée. Le support peut être constitué par une toile de co- ton brut tissée avec des brins triples; de densité élevée, et peut en outre comprendre jusqu'à 50 % de la quantité du coton en fibres synthétiques, de préférence de polyester, afin d' augmenter sa résistance à la traction. En utilisation normale, le revêtement qui est de préférence sous la forme d'un rouleau, est appliqué directe- ment sur une surface qui a déjà été recouverte de bitume, en disposant un agent liant entre la surface inférieure du revê- tement et la surface du bitume au moyen d'un rouleau compres- seur lisse ou analogue. La liaison du revêtement au bitume peut être effectuée à froid ou au moyen de résines spéciales (par exemple du guttapercha) et d'une. suspension:d'asphalte, ou avec du goudron chaud tel que celui utilisé habituellement. L'invention a également pour objet un appareil pour ltapplication de ce revêtement sur une surface de route, qui comprend un support pour un rouleau du revêtement, un rouleau compresseur ayant une largeur au moins égale à celle du rou- leau de revêtement disposé sur le support, et adapté pour rou- ler sur la surface de la route au fur et à mesure de son avan- ce sur celle-ci, et des moyens pour appliquer un agent liant sur la route sur la largeur du rouleau compresseur et en avant de celui-ci, de telle sorte que le revêtement passe sous le rouleau compresseur en arrière du point d'application de l'a- gent liant et que le mouvement d'avance de l'appareil et la rotation consécutive du rouleau compresseur déroule en conti- nu le rouleau de revêtement et le comprime sur l'agent liant déposé sur la:surface de la route. Les caractéristiques et avantages de l'invention ap- para tront mieux au cours de la description qui va suivre, d'un mode de réalisation représenté au dessin annexé et donné uniquement à titre d'exemple. Sur ce dessin 2 - La Fig. 1 est une vue schématique, agrandie, d'un revêtement de route suivant l'invention; - la Fig. 2 est une vue schématique d'un appareil pour l'application du revêtement représenté à la Fig. 1 sur une route. En se référant tout d'abord à la Fig. 1, un revête- ment pour revêtir des surfaces de route ou analogue, suivant l'invention, comprend un support 1 en toile de coton brut, N010, qui a été imprégnée d'une composition de résine polyes- ter saturée comprenant un produit d'addition à base dfisocya- nate et des solvants aromatiques. Sur le-support 1 est déposé une couche 2 d'une composition organique-minérale contenant - une résine de même nature chimique que la composition d'impré- gnation afin d'assurer leur compatibilité et leur liaison mu- tuelle, ainsi qu'une charge minérale telle que du quartz, de l'oxyde d'aluminium ou analogue. La couche 2 contient égale- ment une dispersion de particules abrasives très dures cons- tituées d'oxyde d'aluminium et/ou de carbure de silicium (a- yant une dureté Mohs comprise entre 9 et 9,3) dont la dimen- sion de grains peut varier suivant les conditions d'utilisa- tion prévues, La couche 2 avec sa charge est suffisamment compacte pour que la composition organique minérale serve principale- ment d'agent liant mais ne l'est pas assez pour affecter de façon nuisible la souplesse du revêtement. Cette souplesse du revêtement doit être suffisante pour qu'il puisse être courbé avec un rayon d'environ 50 cm sans que se produise aucune fis- sures ou craquelures dans la couche 2. En ce qui concerne la dispersion ou densité de répar- tition des particules abrasives dans la couche 2 et la dimen- sion de leurs grains, il est évident qu'avec des particules plus grandes le frottement entre les pneumatiques des véhicu- les et le revêtement de la route est plus grand et inversement. Une réduction de la densité de répartition des particules rend par ailleurs le revêtement plus souple et réduit le frottement jusqu'à un certain point. Ceci cependant n'est plus exact pour les densités les plus grandes car il a été constaté que le frottement maximum se produit lorsqu'il existe un certain es- pace entre les particules abrasives, ce qui est dû au fait que le caoutchouc des pneumatiques des véhicules pénètre dans une certaine mesure entre les particules pour assurer un en- traînement positif d'une façon un peu.analogue à ltinterac- tion d'une crémaillère avec un pignon. Dans tous les cas les particules ne doivent pas être superposées les unes aux au- tres et il doit en réalité subsister un certain écartement entre les particules individuelles. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, la répartition a été définie en appliquant, avec un débit d' environ 400 gr/m, des particules ayant des dimensions de l'ordre de 0,54 à 0,37 mm, le revêtement étant utilisé dans la zone d'une courbe sur une route parcourue par des camions lourds. En ce qui concerne la nature des compositions utili- sées pour l'imprégnation du support et pour la couche, elles - peuvent être à base de toutes substances appropriées, en par- ticulier des résines époxy-alkyde-phénoliques et acryliques avec des plastifiants. Dans le cas de la composition d'impré- gnation, il est important que le support en toile soit rendu imperméable à lPeau, aux huiles minérales et végétales et aux solutions chimiques afin d'empêcher une pénétration par au- dessous, tandis que dans le cas de la couche supérieure, la composition doit assurer que le produit présente une certaine souplesse, mais retenir les particules abrasives de façon qu' elles ne puissent pas en être arrachées en service, et doit présenter une résistance supplémentaire aux produits chimiques et analogues, y compris aux acides et aux dérivés du pétrole. On donnera ci-dessous un exemple particulier d'un revêtement de route suivant l'invention et de sa fabrication Support ou substrat: Le substrat choisi était une toile de coton brut de densité élevée N0 10 tissée à brins triples. La toile a été imprégnée en la faisant passer en continu dans des cuves d'imprégnation après quoi on l'a séchée dans une étuve. La composition d'imprégnation utilisée était la sui- vante: Composants 1) Résine polyester saturée conte- nant de 69 à 71 % de matière sèche, solvant xylol, densité Gardner Z-Z4, indice maximum d'acidité 7, indice hydroxyle 140-160 (% = 4,24 à 4,84) soluble dans les aromatiques, esters, cétones, glycol, éther et acétates 2) Acétate d'éthyl-glycol ou toluène 3) Acétate d'éthyle 4) Produit d'additif ou diisoxyanate a base de toluène contenant de 7 à 5 % de matière sèche et 25 % d'acétate d'éthyle 1 cuve 2 cuve 53,95 19,42 ,96 18,34 53,95 9,71 17,98 18,34 On remarquera que la première cuve contenait deux fois plus de solvant (composants 2 et 3) que la seconde de telle sorte que son contenu présentait une viscosité qui était la moitié de celle de la seconde cuve. Le séchage et la polymérisation furent effectués dans une étuve suivant un processus non continu, pendant en- viron 90 minutes, en élevant la température de 84 C à 132 C et en l'abaissant ensuite jusqu'à 50 C. Cette phase peut éga- lement être effectuée en continu. Le support ou substrat imprégné et polymérisé présen- tait les caractéristiques suivantes: a) porosité d'environ 2 b) résistance continue après 24 heures d'environ 13,717 kg m/m linéaire. c) excellente résistance A la dégradation par des micro-organismes par exemple (moisissures et fermentations -six mois dans du soja bi-dégradé sans aucune attaque); et d) excellente résistance aux ultra-violets et aux infra-rouges. 247 0 1 9 1 Couche de revêtement La surface d'usure du revêtement a été revêtue par une première application d'une composition organique-minérale en utilisant soit une technique d'application par rouleau à peinture soit une technique de pulvérisation. La composition utilisée était la suivante Poids % 1 Résine polyester satur6e 17 58 (comme dans le cas de la composition d'imprégnation) 2 - Acétate d'éthyl-glycol 3,16 (comme dans le cas de la composition d'imprégnation) - 3 - Acétate dtéthyle 17X58 (comme dans le cas de la composition d'imprégnation) 4 - Quartz (*) 26,31 - Oxyde d'aluminium 3F-AA (*) 8,77 6 - Oxyde de titane (*) 5,84 7 - Noir de carbone colloïdal 0O17 8 - Agent thixotropique (silice pyrogène) 4,35 9 - Produit d'addition à base d'isocyanate (comme décrit) 15,59 (*) dimension des grains 0,07 mmo Alors que la première application était encore col- lante, on a appliqué des particules abrasives d'oxyde d'alu- minium obtenues par électrof-úusion (de 0,54 a 0,37 mm),au moyen d'un jet, sous une pression d'environ 7 kg/cm,avec un débit d'environ 400 gr/m 2, après quoi on a effectué une au- tre application de la composition organique minérale. Le pro- duit ainsi revêtu a été ensuite polymérisé pendant 80 minutes dans une étuve en élevant la température de 90 ?-C à 136 C et en l'abaissant ensuite jusquea 60 C0 Cette polymérisation peut être effectuée soit par lots soit en continu et également à l'air libre, auquel cas elle nécessite environ 24 heures. Z47O191 Suivant les conditions d'utilisation, le débit de distribu- tion des particules peut varier environ de 300 à 600 gr/m2 de façon qu'il subsiste toujours un faible espacement entre les nouvelles particules pour assurer l'effet d'accrochage précité. L'application du nouveau revêtement routier sur une route ou analogue est extrêmement simple et rapide, le temps d'application n'étant pas supérieur à un tiers du temps né- cessaire pour effectuer une opération classique de renouvel- lement de surface de telle sorte que la route peut presque immédiatement être réouverte au trafic. La Fig. 2 illustre un procédé d'application en montrant un petit tracteur 4 qui remorque un appareil constituant également l'objet de l'in- vention. L'appareil suivant l'invention comprend une chaudière à goudron 5 montée sur des roues 6 et comportant une rampe 7 de distribution de goudron chaud qui, en service, applique une couche de goudron chaud sur la surface de la route au fur et à mesure de l'avance du tracteur 4. Immédiatement derrière la cuve 5 le tracteur remor- que un rouleau compresseur lisse 8 monté rotatif dans un bâti 9 comportant un support 10 pour un rouleau ou bobine Il du matériau de revêtement représenté à la Fig. 1. Le matériau de revêtement a une largeur qui est égale à la moitié de celle de la route dont la surface doit être refaite. Comme on-le voit-à la Fig. 2, l'extrémité libre du rouleau de revêtement passe devant le bâti 9 et sous le rouleau compresseur 8 o il se trouve pressé contre la surface de la route. Derrière le rouleau compresseur, le revêtement est déjà lié à la route. En cours d'opération l'avance du tracteur 4 et celle du rouleau compres- seur 8 provoquent le déroulement du revêtement enroulé 11, et sa compression, par le rouleau compresseur contre la sur- face de la route tandis qu'une couche de goudron est interpo- sée entre cette surface de la route et le revêtement, à une température d'environ 180 CC qui ramollit légèrement le reve- tement de sorte qu'il compense toutes les variations du profil de la route et est parfaitement incorporé à celle-ci. L'action de compression et de cylindrage -du rouleau 8 est suffisante pour assurer une fixation à peu près immédiate du revêtement et réaliser ainsi une nouvelle surface, lisse et extrêmement résistante. La route peut être immédiatement ré- ouverte au trafic. La couche de goudron interposée entre le revêtement et la route en cours de remise en état peut avoir toute épais- seur comprise entre 1 mm et environ 5 mm, selon l'état de la route, et constitue une sorte de coussin qui protège le revê- tement contre la pénétration des gravillons ou analogues. Une épaisseur de 1 à 1,5 mm est normalement suffisante et cette épaisseur doit être comparée aux 50 mm nécessaires avec les techniques classiques de mise en état des routes. Le nouveau procédé de remise en état des routes sui- vant l'invention qui utilise le nouveau revêtement ou feuille, pré-fabriqué de manière appropriée procure les avantages sui- vants: a) il évite le problème du dérapage sur les surfa- ces anciennes qui présentent l'inconvénient du "polissage" pendant le reste de leur vie utile; b) le nouveau revêtement obture complètement toute fissure de la route dont la surface est refaite, empêchant ainsi une pénétration de l'eau et le phénomène consécutif de "pompage"; c) la surface exposée du revêtement est de telle na- ture qu'elle supprime complètement l'effet des intempéries sur la surface du bitume, que celui-ci soit neuf ou ancien d) en raison de son imperméabilité le revêtement sui- vant l'invention supprime l'action des dérivés du pétrole, du gas oil des moteurs diésel, des détergents et analogues; e) du fait qu'il est possible de mélanger des colo- rants à la résine de la couche 2 (Fig.l) le nouveau revêtement peut être utilisé pour réaliser des surfaces colorées; f) il est également possible de peindre préalablement le revêtement routier avec toutes marques de signalisation désirées pour le trafic, telles que des lignes blanches ou jaunes, des marques indiquant des traversées de piétons ou analogues. Ceci supprime la nécessité d'envoyer ensuite du personnel pour peindre les marques de signalisation sur les sections de routes dont la surface a été refaite; g) l'application du nouveau revêtement laisse prati- quement inchangé le niveau de la surface de la route (le re- vêtement ayant une épaisseur d'environ 1,2 à 1,4 mm, alors qu'un revêtement routier classique bien réalisé a 3 à 5 cm ou plus); h) le procédé d'application est environ trois fois plus rapide et beaucoup plus simple que les techniques clas- siques de remise en état des surfaces et permet de ré-ouvrir immédiatement la route au trafic; i) le nouveau matériau de revêtement peut être uti- lisé pour protéger et rendre étanches les zones de jonction, aux entrées des ponts et autres ouvrages analogues. Ceci est très souhaitable du fait que cela évite toute pénétration des eaux de pluie, j) les frais de transport sont considérablement ré- duits du fait que l'encombrement du matériau nécessaire pour refaire la surface de la route est plusieurs fois réduit. De plus la réduction de poids est très importante lorsqu'on re- fait les surfaces d'ouvrages tels que les ponts qui ne sont alors pas surchargés; k) le prix du revêtement et de son application est comparable à celui d'une nouvelle surface classique bien réa- lisée et sa durée de service est au moins le double de cette dernière.; On comprend enfin bien entendu que les surfaces sur lesquelles on peut appliquer le nouveau revêtement ne sont pas limitées aux surfaces des routes ni même aux surfaces bitumées. Ce revêtement peut par exemple, du fait qu'il présente d'ex- cellentes propriétés, être utilisé pour refaire des sols d'u- sine, o sont utilisés des produits chimiques très agressifs vis à vis des surfaces habituellement employées. R EVEN DIC A T JION S 1 - Revêtement préfabriqué pour la protection méca- nique et chimique des surfaces de roulement telles que les routes ou analogues,. caractérisé en ce qu'il comprend un sup=- port 1 en un matériau tissé perméable qui est rendu imperméa- ble par imprégnation avec une composition de résine et compor-a te sur sa surface supérieure une couche de revêtement 2 ré- sineuse contenant des particules abrasives 3 et adhérant à ces particules de telle'sorte que ces particules 3 ne peuvent pas être arrachées même par des forces de frottement élevées, cette couche 2 ayant une dureté qui avoisine celle des parti- cules abrasives elles-mêmes. 2 - Matériau de revêtement suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les particules abrasives 3 sont constituées par de l'oxyde d'aluminium et/ou du carbure de silicium dont les grains ont des dimensions comprises entre environ 0,70 et 0,12 mm et de préférence entre 0,54 et 0,17 mm. 3 - Matériau de revêtement suivant lîune des revendi- cations 1 et 2, caractérisé en ce qu'il présente une souples- se telle qu'aucune fissure ne se forme dans la couche de re- vêtement 2 lorsqu'on incurve le revêtement avec un rayon de courbure d'environ 50 cm. 4 - Matériau de revêtement suivant l'une des revendi- cations 1 à 3, caractérisé en ce que la couche de revêtement 2 contient une charge organique, la résine constituant cette couche étant de même nature chimique que la composition rési- neuse d'imprégnation. - Procédé de fabrication d'un revêtement préfabri- qué pour la protection mécanique et chimique des surfaces de roulement telles que les routes ou analogues, caractérisé en ce queon prend un support 1 en un matériau tissé perméable, on imprègne le support avec une composition résineuse 2 pour le rendre imperméable aux liquides, on polymérise la composi- tion d'imprégnation, on applique sur-une face du support im- prégné 1, une couche de revêtement 2 ayant la même nature chi- mique que la composition d'imprégnation et contenant des particules abrasives 3.très dures, puis on sèche et polymé- rise le produit de sorte que les particules restent fixées au matériau même sous l'action de forces de frottement im- portantes et que la couche de revêtement ainsi formée pré- sente une dureté qui avoisine celle des particules abrasives 3 elles-mêmes. 6 - Procédé suivant la revendication 5, caractérisé en ce que pour appliquer la couche de revêtement 2 on appli- que une composition résineuse, on étale les particules abra- sives 3 sur la couche de composition résineuse avant la po- lymérisation de celle-ci et on effectue une seconde et der- nière application externe de la même composition. 7 - Procédé suivant l'une des revendications 6 et 7, caractérisé en ce que les particules abrasives sont réparties avec un débit de 300 à 600 gr/m de préférence d'environ 400 gr/m 8 - Procédé suivant l'une des revendications 6 et 7, caractérisé en ce que les particules abrasives sont appli- quées au moyen d'un pistolet. 9 - Procédé suivant l'une des revendications 5 à 8, caractérisé en ce que les particules abrasives sont consti- tuées par de l'oxyde d'aluminium et/ou du carbure de silicium ayant des dimensions de grains comprises entre 0,70 et 0,12mm * et de préférence entre 0,54 et 0,17 mm. - Appareil pour appliquer un revêtement de sur- face de route ou analogue suivant la revendication 1, carac- térisé en ce qu'il comprend un support 10 pour un rouleau 11 du matériau de revêtement, un rouleau compresseur 8 ayant une largeur au moins égale à celle du rouleau de revêtement dis- posé sur le support 10 et adapté pour rouler sur la surface de ce matériau au fur et à mesure qu'il avance, et des moyens , 6, 7 pour appliquer un agent liant sur la route sur la largeur du rouleau compresseur et devant ce dernier de telle sorte que le matériau de revêtement 11 passe sous le rouleau compresseur 8 derrière le point d'application de l'agent liant, 24?0191 et que l'avance de l'appareil et la rotation consécutive du rouleau compresseur déroulent en continu le rouleau de revê- tement et le compriment au dessus de l'agent liant sur la surface de la route à refaire.