Brevet FR2549112A1 — publié le 19850118

La présente invention est relative à des mélanges bitumineux, notamment utilisables pour l'entretien routier et, plus en particulier, à des conglomérés bitumineux à appliquer à froid sur les couches de revêtement routier ou analogues pour effectuer des réparations éventuelles, ainsi qu'à un procédé de production desdits conglomérés. Les conglomérés bitumineux à froid pour l'entretien routier sont déjà connus et largement utilisés parce qu'ils présentent l'avantage évident de pouvoir conserver leurs propriétés actives pendant des périodes de plusieurs mois, de sorte qu'ils peuvent, au cours de toutes ces périodes, être utilisés directement, sans aucune manipulation ultérieure. Ils sont constitués, en général, par des mélanges d'agrégats lourds avec des bitumes, sous forme de bitumes de distillation ou bien d'émulsions bitumineuses, avec l'addition d'additifs fluxants ou fluidifiants appropriés qui conservent le bitume pâteux et améliorent l'agglutination des agrégats au liant bitumineux. Ils sont généralement préparés à température ambiante quand les agrégats sont mélangés avec les émulsions bitumineuses, ou en échauffant légèrement les agrégats quand ils sont mélangés avec des bitumes de distillation portés à la température de travail normale (140 OC environ), et on utilise les installations habituelles continues ou intermittentes pour conglomérés à chaud, ou bien, dans le cas du mélange à température ambiante, même les bétonnières communes utilisées dans les chantiers.Ces mélanges, une fois préparés et conservés d'une façon appropriée, restent plastiques et, comme déjà dit, peuvent être utilisés pour des périodes de plusieurs mois. Récemment on a pensé à les ensacher et à les vendre sur le marché comme tels et cela, outre que pour des raisons pratiques d'utilisation finale (facilité de transport, par exemple) pour des raisons technico-économiques aussi, comme l'élimination de déchets et résidus, pour une plus longue durée dans le temps et pour une possibilité meilleure d'em magasinage du produit. Les avantages que ces conglomérés bitumineux connus présentent sont principalement la facilité d'étalage dans les points qui doivent être réparés, même au cours de l'hiver, et leur performance une fois étalés. D'autre part, ils ont un poids très élevé qui se répercute négativement lorsqu'on doit les transporter ou les mettre en oeuvre, ce qui représente donc un inconvénient assez considérable pour les raisons que l'on vient de nommer. La présente invention se propose donc de réaliser un congloméré bitumineux à froid pour l'entretien routier qui offre tous les avantages des conglomérés connus et qui, en outre, a un poids très réduit qui facilite les opérations de transport, de préparation et de mise en oeuvre. Un autre but de la présente invention est celui de réaliser un procédé pour la production dudit congloméré bitumineux. Afin de-réaliser les buts sus-mentionnés, on a constaté qu'il est possible, selon l'invention, d'obtenir des réductions de poids jusqu'à 50% et même davantage, en substituant au moins une partie importante de l'agrégat lourd avec de l'agrégat léger, comme défini ci-dessous, sans que cela entraîne des différences ou des difficultés dans l'emploi et en particulier sans que l'agrégat léger soit exposé à des effritements ou d'autres actions qui puissent endommager la consistance volumétrique et/ou la stabilité du congloméré étalé. Dans la présente description on entend par agrégat léger un matériau connu en lui-même, employé comme agrégat dans l'industrie des constructions ou dans des applications similaires et ayant un poids spécifique en tas qui ne dépasse pas 800 kg/m3, ainsi qu'une structure au moins en partie alvéolaire. Ledit agrégat léger peut être naturel (ponce, lapilli) ou artificiel, notamment argile expansée dont les granules sont à peu près de forme sphéroidale et qui est produite et commercialisée en particulier pour l'isolation, le calorifugeage et d'autres applications. Ce matériau est de préférence employé en granulométries de 2-3 mm environ pour assurer la meilleure résistance à l'abrasion et à la fragmentation, éventuellement associé à un pourcentage inférieur d'agrégat lourd, comme le lest de pierres qui, grâce à sa granulométrie irrégulière contribue à la conservation des caractéristiques du congloméré, assurant la tenue de l'argile expansée sensiblement sphéroidale. On peut alors constater que, selon la présente invention, les agrégats lourds utilisés jusqu'à présent sont substitués, au moins en partie, avec de l'argile expansée dont la granulométrie est comprise entre 2 et 3 mm. Etant donné que l'argile expansée présente un poids spécifique apparent beaucoup plus réduit que celui des agrégats habituels, il est évident que le poids du congloméré bitumineux ainsi obtenu est très inférieur. A titre d'exemple, le poids spécifique apparent de l'argile expansée en tas s'élève à 450 kg/m3 environ contre 1350 kg/m3 environ du lest de pierres normalement employé jusqu'à présent. Un mélange d'agrégats légers constitués par 65 parties en poids d'argile expansée, et de 35 parties en poids de lest de pierres présente un poids spécifique apparent de 610 kg/m3 environ, ce qui implique une réduction de poids supérieure à 50%. Le lest de pierres employé présente, de préférence, une granulométrie comprise entre 4 et 7 mm ou entre 5 et 10 mm. Au lieu de l'argile expansée on peut utiliser de la ponce et des lapilli, comme on l'a déjà dit, et également du verre expansé, mais l'on préfère quand même l'argile expansée pour ses caractéristiques spécifiques plus appropriées à l'emploi comme agrégat pour des oeuvres routières. Aux agrégats formés par le mélange d'argile expansée et lest de pierres, on ajoute un additif fluidifiant ou fluxant et agglutinant, qui doit assurer l'enrobage complet des agrégats de la part du liant bitumineux et la conservation du liant à l'état fluide jusqu'au moment de la mise en oeuvre. Un additif de ce type, qui est particulièrement indiqué dans le cadre de la présente invention, est un composé constitué par des mélanges de bases organiques azotées non ioniques et polaires,-par exemple un produit commercialisé sous le nom de Mexim B ou Mexim E, vendu par la Société Exim S.r.l. Il s'agit d'un agent de pré-traitement permettant l'emploi de l'argile expansée, ainsi que du lest de pierres, à l'état humidifié. Grâce audit additif, déjà à partir de 50 OC environ, on obtient l'enrobage complet des agrégats de la part du liant bitumineux. Selon les dosages, il donne au mélange bitumineux une plasticité et une durée d'emmagasinage plus ou moins élevées. Comme liant bitumineux on peut employer des bitumes de distillation ainsi que des émulsions bitumineuses, ces dernières étant produites en dispersant finement le bitume pur dans de l'eau et en stérilisant la dispersion à l'aide d'un agent émulsionnant. Au mélange ainsi obtenu on additionne habituellement également des charges absorbantes du type traditionnel, comme par exemple du carbonate de chaux, du ciment cru et une charge de remplissage asphaltique. Encore selon la présente invention, afin d'éviter une imbibition excessive du liant bitumineux de la part de l'agrégat léger, et en particulier de l'argile expansée laquelle imbibition, outre à déterminer des augmentations indues des coûts, provoquerait une perte des caractéristiques de légèreté du produit - il est important que la composition comprenne un pourcentage d'eau afin de permettre une humidification préventive des agrégats réduisant ainsi leur porosité au moment du mélange avec le liant. Donc, afin d'obtenir un congloméré bitumineux correspondant aux caractéristiques requises en ce qui concerne le poids, le coût, l'enrobage de l'agrégat de la part du liant et les modalités d'usage, il est conseillé d'utiliser des compositions dont les éléments composants sont compris dans les limites suivantes Agrégat léger 50 - 100 parties en poids Agrégat lourd 0 - 50 parties en poids Eau 0 - 14 parties en poids Additif fluidifiant ou fluxant et agglutinant 1,5 - 2,5 parties en poids Liant bitumineux 7 - 17 parties en poids Charges absorbantes 2,5 - 4 parties en poids En particulier, lorsqu'on utilise comme liant bitumineux du bitume de distillation, qui est généralement prd- féré, une composition typique de congloméré bitumineux à froid selon l'invention comporte des composants qui interviennent selon les valeurs indiquées dans la colonne 3 du tableau ci-dessous, les valeurs indiquées dans la colonne 4 étant à préférer. MATERIAU MATERIAU PREFERE CHAMP DE VALEURS PREFEREES VARIABILITE (PARTIES EN POIDS) (PARTIES EN POIDS) AGREGAT LEGER ARGILE EXPANSEE: 50 - 100 : 65 (2-3 mm) AGREGAT LOURD LEST DE PIERRES: 0 - 50 : 35 (4-7 mm) EAU EAU 0 - 8 5 ADDITIF MEXIM B 1,5 - 2,5 2 (Fluidifiant ou fluxant et agglu- tinant) BITUME BITUME DE DIS- 7 - 9 8 TILLATION CHARGE ABSORBANTE CIMENT CRU : 2,5 - 3, 5 : 3 Si on emploie comme liant bitumineux une émulsion bitumineuse, la composition typique de congloméré bitumineux à froid se modifie comme indiqué dans le tableau suivant MATERIAUX MATERIAUX CHAMP DE VALEURS PREFEREES PREFERES VARIABILITE (PARTIES EN POIDS) (PARTIES EN POIDS) AGREGAT LEGER ARGILE EXPANSEE de 50 à 100)sur 65 (2-3 mm) )l'agré- )gat to AGREGAT LOURD LEST DE PIERRES de 0 à 50 )tal 35 EAU EAU de 10 à 14 12 ADDITIF MEXIM E de 1,5 à 2,5 2 (Fluidifiant ou fluxant et agglu- tinant) EMULSION BITUMI- ECM ECL 55-60% de 13 à 17 15 NEUSE CHARGE ABSORBANTE CIMENT CRU de 2,5 à 4 3 Pour obtenir un congloméré bitumineux du type décrit ci-dessus, l'invention propose un procédé de fabrication essentiellement caractérisé par une phase préalable d'humidification des agrégats, au moins des agrégats légers, pour les raisons que l'on vient de mentionner, qui comprend les phases essentielles suivantes a) humidification du mélange d'agrégats b) traitement de ce mélange avec l'additif c) enrobage du liant bitumineux sur le mélange ainsi traité d) malaxage du mélange, et e) saturation du même avec des charges absorbantes. Si le liant bitumineux est un bitume de distillation1 les phases sus-mentionnées sont précédées d'une phase de préchauffage du mélange d'agrégats à une température de 50-60 C environ et la phase d'étalage est effectuée en chauffant à 140-160 C environ. Voilà ci-dessous quelques exemples de réalisation donnés à titre de démonstration et ne limitant pas la portée de la présente invention. EXEMPLE 1 - "PRODUCTION DE CONGLOMERE BITUMINEUX AVEC BITUME DE DISTILLATION" Dans un mélangeur normal pour la production de congloméré bitumineux à chaud, on introduit un mélange de 65 parties en poids (-558 en poids) d'argile expansée ayant une granulométrie de 2-3 mm et de 35 parties en poids (29% en poids) de lest de pierres de granulométrie 4-7 mm, mélange qui a été préalablement chauffé à 50-60 OC. On ajoute ensuite 5 parties en poids (4,8 en poids) d'eau et ensuite 2 parties en poids (1,7% en poids) de Mexim B. Par la suite on enduit 8 parties en poids (7% en poids) de bitume chauffé à 140-160 OC et on effectue le malaxage jusqu'à ce que l'agrégat soit complètement enrobé par le liant. A ce moment on ajoute 3 parties en poids (2,5% en poids) de charge absorbante, on mélange et ensuite on déverse du mélangeur le congloméré ainsi obtenu. Ledit congloméré est emmagasiné en tas pour au moins un jour et ensuite ensaché. Le poids spécifique apparent de l'argile expansée utilisée dans cet exemple est de 460 kg/m3 et celui du lest de pierres est de 1350 kg/m3. Le poids spécifique apparent du mélange d'agrégats est de 611 kg/m3, tandis que celui du mélange deballé est de 595 kg/m3 et celui du mélange entassé de 740 kg/m3. EXEMPLE 2 - "PRODUCTION DE CONGLOMERE BITUMINEUX AVEC EMUL SIONS BITUMINEUSES" Dans un mélangeur on introduit un mélange d'agrégats constitué par 65 parties en poids (518 en poids) d'argile expansée de granulométrie 2-3 mm et 35 parties en poids (27 en poids) de lest de pierres ayant une granulométrie 4-7 mm avec 12 parties en poids (6% en poids) d'eau, et on mélange. On ajoute ensuite 2 parties en poids 11,5 en poids) de Mexim E et aussi 15 parties en poids (12% en poids) d'émulsion bitumineuse et on effectue le malaxage jusqu'à ce que l'agrégat soit complètement enrobé par le liant. A ce moment on ajoute 3 parties en poids (2,5% en poids) de charge absorbante, on mélange. et on déverse du mélangeur le congloméré bitumineux. Ledit congloméré est emmagasiné en tas et ensuite ensaché. Le poids spécifique apparent de l'argile expansée utilisée dans ce deuxième exemple est de 462 kg/m3 et celui du lest de pierres est de 1313 kg/m3. Le. poids spécifique apparent du mélange d'agrégats est de 606 kg/m3, tandis que celui du mélange déballé est de 615 kg/m3 et du mélange entassé de 748 kg/m3. EXEMPLE 3 - "PRODUCTION D'UN CONGLOMERE BITUMINEUX COLORE" On a répété le procédé de l'exemple 1, mais en employant les quantités suivantes : A Argile expansée 49,4% en poids Lest de pierres 26,0% en poids Eau 7,6% en poids Mexim B 2,3% en poids Bitume 7,6% en poids Charge absorbante 1,1% en poids Pigment Rouge Bayer 130F 6,0% en poids Dans ce cas, on a obtenu un congloméré bitumineux de couleur rouge qui permet de réparer terrains, cours et allées de cette couleur et de construction récente qui, jusqu'à maintenant, étaient réparés presque toujours avec des mélanges noirs. De ce qui précède on peut aisément constater que les conglomérés bitumineux selon la présente invention ont les caractéristiques avantageuses suivantes - à volume égal, le poids est au moins la moitié de celui d'un congloméré normal, sans que cela affecte négativement les caractéristiques du produit : de plus, on peut appré cier cette réduction de poids au cours- des différentes phases de préparation, ainsi que lors de la mise en oeuvre; - ils peuvent être conservés longtemps (en plein air et en tas également) et, grâce à leur préparation spéciale, ils ne ressentent pas les influences atmosphériques : en fait, les agrégats sont parfaitement enrobés de la part des liants particuliers utilisés ; - ils sont résistants à l'eau (donc la présence éventuelle d'eaux souterraines ne représente aucun danger) et ils ne contiennent ni ne donnent lieu à des solutions aqueuses nuisibles - la mise en oeuvre ne demande généralement qu'une seule cou che dont l'épaisseur ne dépasse pas 5 cm : pour des couches plus épaisses, il faut des agrégats ayant une granulométrie modifiée d'une manière appropriée ; - la structure du mélange est plastique et donc il n'y a pas de formation de criques - le durcissement se produit avec l'évaporation des additifs appropriés introduits dans le mélange au moment du condi tionnement (ensachement) - le cylindrage est effectué par rouleau à pneus lisses faute de ce dernier, les roues des véhicules en transit peuvent servir, et - la mise en oeuvre peut être effectuée à des températures bien au-dessous de O OC. On doit aussi ajouter que l'emploi d'argile expansée présentant des particules en forme sphéroldale facilite l'évaporation du solvant après la mise en oeuvre du congloméré, ce qui se répercute positivement sur les propriétés du congloméré conforme à la présente invention. Ainsi que cela ressort de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes de mise en oeuvre, de réalisation et d'application qui viennent d'être décrits de façon plus explicite ; elle en embrasse au contraire toutes les variantes qui peuvent venir à l'esprit du technicien en la matière, sans s'écarter du cadre, ni de la portée , de la présente invention. REVENDICATIONS 1.- Congloméré bitumineux à froid, notamment pour l'entretien routier, d-u type comprenant au moins un agrégat, un liant bitumineux, constitué- en particulier par du bitume de distillation ou une émulsion bitumineuse, et au moins un additif fluidifiant ou fluxant et agglutinant, caractérisé en ce que l'agrégat se compose d'un agrégat léger et éventuellement d1un agrégat lourd, et en ce que l'agrégat léger présente - un poids spécifique en tas ne dépassant pas 800 kg/m3, - une structure au moins partiellement alvéolaire, et - un pourcentage en poids, par rapport au poids total de l'agrégat, qui est égal à au moins 50 %. 2.- Congloméré bitumineux selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'agrégat léger est un agrégat naturel, tel que de la ponce ou des lapilli. 3.- Congloméré bitumineux selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'agrégat léger est un agrégat artificiel, notamment de l'argile expansée. 4.- Congloméré bitumineux selon l'une quelconque des revendications 1, 2 ou 3, caractérisé en ce qu'il comprend un pourcentage d'eau dans sa composition. 5.- Congloméré bitumineux selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il présente la composition générale suivante Agrégat léger 50 - 100 parties en poids Agrégat lourd 0 - 50 parties en poids Eau 0 - 14 parties en poids Additif fluidifiant ou fluxant et agglutinant 1,5 - 2,5 parties en poids Liant bitumineux 7 - 17 parties en poids Charge absorbante 2,5 - 4 parties en poids 6.- Congloméré bitumineux selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il présente en particulier la composition suivante Agrégat léger 65 parties en poids Agrégat lourd 35 parties en poids Eau 5 parties en poids Additif fluidifiant ou fluxant et agglutinant 2 parties en poids Bitume de distillation 8 parties en poids Charge absorbante 3 parties en poids 7.- Congloméré bitumineux selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il présente en particulier la composition suivante Agrégat léger 65 parties en poids Agrégat lourd 35 parties en poids Eau 12 parties en poids Additif fluidifiant ou fluxant et agglutinant 2 parties en poids Emulsion bitumineuse 15 parties en poids Charge absorbante 3 parties en poids 8.- Congloméré bitumineux selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que l'agrégat léger est constitué par de l'argile expansée ayant une granulométrie de 2-3 mm. 9.- Congloméré bitumineux selon l'une quelconque des revendications 5 à 8, caractérisé en ce que l'agrégat lourd est constitué par du lest de pierres avec une granulométrie de 4-7 mm ou de 5-10 mm. 10.- Congloméré bitumineux selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que l'on utilise comme additif fluidifiant ou fluxant et agglutinant un mélange de bases organiques azotées non ioniques et polaires. 11.- Procédé pour la production d'un congloméré bitumineux selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'il consiste à a) humidifier un mélange constitué par un agrégat se composant dudit agrégat léger et dudit agrégat lourd, b) traiter ledit mélange avec ledit additif c) enrober ledit liant bitumineux sur le mélange ainsi traité d) malaxer le mélange, et e) saturer ledit mélange avec une charge absorbante. 12.- Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que, dans le cas où le liant est un bitume de distillation, on effectue préalablement un préchauffage du mélange d'agrégats à une température de 50-60 OC environ et en ce que la phase d'enrobage est effectuée à une température de 140160 OC environ. 13.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 11 et 12, caractérisé en ce que l'on prévoit une phase ultérieure a d'emmagasinage en tas et d'ensachement.