Brevet FR2606801A1 — publié le 19880520

i.& 2606801 La présente invention se rapporte à un procede pour regenerer à froid les matériaux constituant les cou'c-,e supérieures des chaussées, en vue de leur reutilisa:i-. en couches de base, de réglage ou d'usure des chaussees. Elle concerne egalement divers liants pour la mise en oeuvre de ce procéde. En vue de la réfection d'une chaussee, il est préférable d'enlever les couches supérieures de celle-ci pour abaisser et/ou régulariser le niveau de la surface, la préparant ainsi à recevoir un nouveau revëeement. il est naturellement interessant de récupérer le Baierau consi- tuant de telles couches superieures., aprés i 'vir fa se et éver.tueilement, concasse. Les matériaux fraises et, eventue'-ement, concasses, ainsi obtenus, sont constitues ar dees a-rea-s- de la matiere d'assise utilisée qui sont enrobes par ie liant vieilli. Ils peuvent être recupers en vue de __:- un certain nombre d'operations avant d'être à nouveau appliqués sur la chaussée. Afin de conférer à ces matériaux fraises leE qualités requises pour leur utilisation dans une couche de la chaussée, on a dejà proposé de leur incorporer des produits qui ont pour point commun la fonction de liant, ceux-ci étant choisis parmi les liants couramment utiiises, à savoir les émulsions de bitume, le bitume fluidifié, le ciment, la chaux, les cendres volantes et le laitier granulé. On peut effectuer une telle opération a froid, comme cela est décrit dans la demande de brevet européen n 182 748, qui décrit un procédé de fraisage à froid de couches superieures du revêtement de chaussées, au cours duquel on incorpore au matériau fraisé une composition liquide en quantité prédeterminée, ladite quantité étant calculée pour obtenir, en une opération, un matériau à 2 2606801 teneur optimale en liquide de compactage, cette composition iiquide pouvant être une composition aqueuse, une compoosi- tion organique ou une composition organique aqueuse renfer- mant, par exemple, des liants organiques ou des émulsions de bitume ou de goudron. On connaît également un autre procédé consistant en une réelle régénération du liant vieilli, applicable dans le cas des liants bitumineux, suivant lequel on incorpore au materiau à régénérer, à chaud, et dans une installation de ra-tement appropriee, des matières d'apport généralement constituées par des fractions légères hydrocarbonées, de facto a compenser les fractions perdues par évaporation - ncOam_-en au cours du vieillissement du matériau - des iantC biLumlneux qui avaient été utilisés. Un tel _ traitemen, bien qu'efficace, présente les inconvénients, d'une -art, d'être coûteux parce qu'il impose le transport des materiaux jusqu'à l'installation de traitement et qu'il neceas'te une dépense d'énergie pour le chauffage du materiau, et d'autre part, d'entraîner des pertes de temps 2 non necgi ea:bes du fait qu'il n'est pas effectué in situ, e, enfin, parce qu'il ne permet pas de corriger simulta- nement la composition du liant et son dosage dans le materiau fini. La présente invention offre la possibilité de 2 récvet des chaussées routières en travaillant in situ et à frcïc, tout en conservant les avantages du procédé connu fonczionnant à chaud, c'est-à-dire, un procédé suivant lequel on ne se contente pas d'assurer une simple re-liaison des agrégats comme c'était le cas dans le premier procédé éevoque ci-dessus, mais on assure une véritable régénération du liant vieilli. Il va également de soi que le procédé de l'invention peut être mis en oeuvre dans une installation de traitement. De plus, conformément à l'invention, on réalise, à froid, une réelle continuité entre le liant existant du matériau de la chaussée ancienne et au moins un liant 3 2606801 d'apport, par l'intermédiaire d'au moins un agent dit compatibilisanrit qui est choisi pour pouvoir assurer une liaison physico-chimique entre liant vieilli et l4ant(=) d'apport, ce(s) dernier(s) constituant l'une des phase5 d'un liant composite de régénération, qui fait également l'obje, de la présente invention, les autres phases étant celle du (ou des) agent(s) compatibilisant dispersante, qui peut être aqueuse. Enfin, l'indépendance des phases de regeneration et d'ajout permet de formuler et de doser le liant de facon à obtenir une composition du matériau dans une formule prédéterminee. Ainsi, dans le cas de l'utilisation de!ia-= hydrocarbonés, on peut corriger, à l'aide de fra-cticns entrant dans la constitution du (ou des) liant(si d'aoocrt- et du (ou des> agent(s) compatibilisant(s), les pertes quantitatives et qualitatives subies au cours du vieillissement du matériau. La rhéologie du liant hydrocarboné existant est, selon l'invention, mcdcLfee a froid, ce qui constitue une originalité par rapport aux procédés connus. En outre, l'invention présente l'avantage complémentaire de permettre l'introduction de liants minéraux apportant un module élevé et une forte resistance a la compression. De tels liants minéraux peuvent avantageusement compléter l'action de liants hydrocarbones assurant une souplesse d'assise, cette complémentaritéze étant assurée par une formulation compatibilisant l'action d'un liant hydrocarboné et celle d'un liant minéral au sein d'un même mélange. La présente invention a donc d'abord pour objet un procédé pour régénérer à froid les matériauxconstituant la (ou les> couche(s) supérieure(s) d'une chaussée qui ont été récupérés en vue de leur réutilisation, lesdits matériauxse présentant sous la forme d'agrégats dont certains ou la totalité peuvent être enrobés de liant hydrocarboné vieilli 4 2606801 ou lies par des liants hydrauliques, ledit procédé étant caracterise par le fait qu'on incorpore, à froid, auxdits matériaux, un iiart composite comprenant: - une pbase dispersante, - au moins un ilant d'apcport destiné a apporter audit materiau à regenerer la quantité de liant qui lui fait defaut pour l'obtention du type de chaussée désiré; - au moins un agent compatibilisant capable d'assurer à frcid une liaison physico- chimique entre ledit (ou lesdi-s) liant li'un des aen--s compatibilisants. La n'a=se p=ersanre est notarment une phase aqueuse. Dr -cisiu avantazeusement la composition du liant I com.csive d'anrs la nature et l'état des matériaux à ré--nerer. oar ai!eurs on peut choisir le (ou les) liant(s) d'azpcr- par m4 = ' ians 'hydr-ocarbonés et les liants mLneraux. n utre, on peut calculer la quantité de phase iicuide a -n c r--cr- au ma eriau à régénerer, pour obtenir, en une cperation, un ma.erau régénéré à teneur optimale en licuid e U,omra.tage.Une telle quantité de phase liquide est calcu!ee en doncion ces divers paramètres permettant de definr le mate rau fraisé ou concassé: cette quantité sera notamment fonction de la masse de matériau fraisé ou concassé recueilli, de la courbe granulométrique dudit matériau, de l'angularité des grains constituant ledit matériau, et de l'énergie de compactage admise selon la norme SN 670330a (essai Proctor ou similaire). On peut également, après avoir incorporé le liant composite au matériau à régénérer, réaliser une opération complémentaire de malaxage. Avantageusement, on travaille in situ en opérant de manière connue en soi le fraisage des couches supérieures 2606801 de la chausse, en amenant le liant composite dans la zone de fraisage, et en mélangeant à froid ce liant avec le ma-eriau fraise a reeénérer. Le dosage de la quantite de phase liquide de liant composite nécessaire s'effectue en fonction de la vitesse d'avancement de la machine. La présente invention a également pour objet un liant ccmposite pour la mise en oeuvre du procédé qui vient d'être défini ci-dessus, un tel liant ayant également été défini ci-dessus A titre d'exemple, on propose, selon la présente invention, un liant appliqué à la régénération d'un enrobé biumuneux-, caractérisé par le fait qu'il comprend: - une p-ase dispersante, notamment aqueuse, comportant au mc:-ns- un agent tensioactif choisi parmi les agents tensi o-act.f. ioniques et les agents tensio-actifs non- ign.ques; - au mci-n un-!ant d'apport hydrocarboné choisi parmi es birumes purs et les bitumes spéciaux, fluxés ou _zn; et_ 2 G - au mons un agent compatibilisant hydrocarboné choisi parmi ies huiies et les mélanges de composés hidrocarbones aromatiques lourds et légers. Comme autre exemple, on propose, selon la présente nventlcn-, un liant composite appliqué à la régénération 2 d'une chaussée comportant des matériaux non liés, caractérisé par le fait qu'il comprend une phase dispersante, notamment aqueuse, qui comprend, en solution, au mcins un agent tensio-actif choisi parmi les agents tensio-actifs non-ioniques et les agents tensio-actifs ioniques et assurant une compatibilité de l'action des liants hydrocarbonés et hydrauliques; et au moins un liant d'apport hydrocarboné choisi parmi les bitumes purs et les bitumes spéciaux, fluxés ou non, et au moins un liant d'apport minéral. Les agents tensio-actifs ioniques, que l'on peut ainsi utiliser, sont notamment choisis parmi les sels alcalins des acides résiniques, les sels alcalins de proteines animales, les sels d'ammonium quaternaires et les chlorhy-draes de polyamines grasses. Les agents tensio-actifs non-ioniques, que l'on pneul ainsi utiliser, sont notamment choisis parmi les composes polyoxyéthylénes. La présente invention porte également sur le liant résultant de la combinaison, par mélange à froid, du liant composite tel que défini cidessus et du (ou des) liant(s) du mnateriau traité ayant été régénéré(s) par ledit liant composite. Pour mieux faire comprendre l'objet de la présente inventic., on décrira, dans les exemples qui suivent, des mcdes ce realisazion particuliers de liants composites de reéeneration selon l'invention, ainsi que leur mise en ceuvre pcur la réfection de chaussées. Dans ces exemples ies Dzurcentages sont donnés en poids. E:.L--BE _: Rea-rération d'un ancien enrobé bitumineux 2e liant composite de régénération est formulé conme sui: - 50 à 60% d'un bitume conforme à la norme T 65-001; - 5 à 15% d'un mélange d'huiles aromatiques lourdes et iógères d'origine pétrolière; -!1 à 2% de chlorhydrate de polyamine aliphatique; et, - 44 a 23% d'eau. Il est introduit dans une proportion de 1 à 3% du poids du matériau fraisé, le chlorhydrate de polyamine aliphatique étant dissous sous forme ionique dans l'eau qui constitue une phase continue, et chacun des deux autres constituants, à savoir le bitume et le mélange des huiles aromatiques, étant dispersé dans la phase continue, de façon à constituer des phases distinctes. Après dispersion de ces deux phases hydrocarbonées, les fractions compatibilisantes viendront fluxer le bitume vieilli existant, tandis que les 7 2606801 aromatiques lourds assureront un pontage entre ce liant ainsi régéntré et le liant d'apport, en phase continue apres rupture. EXEMPLE 2: PReéneration d'une chaussée comportant une grande proportion de matériaux non lies et peu anguleux. Le liant composite de régénération est formulé comme suit: - 30 à 40% d'un bitume conforme à la norme T 65-001 en dispersion dans la phase continue; - 50 à 30% de ciment dispersé dans l'eau; - 0,5 a 2% d'un sel d'ammonium quaternaire dissous dans l'eau; et, - 20,5 à 28% d'eau constituant la phase continue avec le sei d'ammnonium quaternaire. Le sei d'ammonium quaternaire assure la compatibilité de l'action des liants hydrocarbonés et du liant hydraulique. La proportion des divers constituants de ce liant est ajustee en fonction des éléments suivants - Nature du matériau à traiter; - Pourcentage de l'eau de refroidissement préalablement introduite, au niveau du rotor de fraisage, par une rampe distincte, ce pourcentage étant calculé de façon a obtenir une teneur en eau optimale pour le compactage; - Proportion respective de cette eau d'ajout et du pourcentage de ciment permettant d'assurer la prise de ce dernier. 8 2606801 EXEMPLE 3: Réneration d'une chaussée comnprta7t une grande proportion de materiaux on!ie e- des materiaux ies par un!'art hyroc.ar.c_ vieilli. Le liant comDosize de regenération est formulé comme suit: - 25 à 35% d'un bitume conforme à la norme T 65-001 en phase dispersée; - 3 à 5% d'un mélange d'huiles aromatiques lourdes ez légères, d'origine pétroliere, en phase dispersée; - 0,5 à 2% d'un mélange de chlorhydrate de polyamine grasse et d'un surfactif non-ionique polyox-éthyléné dissous dans l'eau; 50 à 30% de ciment disperse dans l'eau; et, - 21,5 à 28% d'eau. Les deux phases, bitume el huiles aromazicues, sont, comme dans l'exemple 1, dispersees dans la phase aqueuse indépendamment l'une de l'autre et se ccm.crtent de la même maniere que dans cet exemp3e, vs-a-vls du liant hydrocarboné vieilli. Le melange des surfacifs ayan, vis- à-vis des actions des deux liants, hvdrocarbone e- minera:, le même rôle que l'ammonium quaternaire de l'exem Oe-n 2, tandis que la même relation existe entre la prise du ciment et le dosage en eau d'ajout de fraisage Qg- 2606801 EXEMPLE 4:éeneérration d'un enrobé bitumineux ancien Le liant composite de régeseénération, ajoute en proportion de 1 a 3% du poids de matériau fraisé, est formule comme suit: - 50 à 65% d'un mélange constitué de 90 à 98% d'un bitume conforme a la Norme T 65-001 et de 2 à 10% d'un mélange d'huiles aromatiques lourdes et légères d'origine pétrolière, ce mélange constituant une phase dispersée; -! à 2% d'un mélange de surfactifs ioniques: sel alcalin d'acide résinique et de protéine animale en milieu aqueux; et, - 49 à 33% d'eau. O REVENDICATIONS I - Procéde pour régernrer a froid les materiaux constituant ia ou les) ccuche(s) supérieure(s> d'une chaussée qui ont éte récupérés en vue de leur réutilisation, lesdits matéeriaux se pré-sentant sous la forme d'agrégats dont certains ou la totalité peuvent être enrobés de liant hydrocarboné vieilli ou lies par des liants hydrauliques, caractérisé par le fait qu'on incorpore, à froid, auxdits matériaux, un liant composite comprenant: - une phase dispersante; - au moins un liant d'apport, destiné à apporter audit materiau a regenerer la quantité de liant oui lui fait défaut po. 'cbtention du type de chaussée désiré; - au mcins un azencompatibiisant capable d'assurer à frc-d une iiaiscn physico- chimique entre ledit (ou es,-' ian(s) d'appor-t e-t ledit liant vieilli, en moc:fiant au bescin ia rheclogie du liant hydrocarboné exiseant a L'aide de fractions contenues dans au moins l'un des asenzs comp aibiLisants. 2 - Procéde sei n la revendication 1, caractérisé par le fai' que la phase disoersante est une phase aqueuse. 3 - Procede selon l'une des revendications 1 et 2, caractérise par le fait qu'on choisit la composition du liant composite d'apres la nature et l'état des matériaux à régénérer. 4 - Procéde selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que l'on choisit le (ou les) liant(s) d'apport parmi les liants hydrocarbonés et les liants minéraux. 5 - Procédé selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 4, caractérisé par le fait que l'on calcule la quantité de phase liquide à incorporer au matériau à régénérer pour obtenir, en une opération, un matériau régénéré à teneur optimale en liquide de compactage. 6 - Procédé selon l'une quelconque des revendi- il11 2606801 cations 1 à 4, caracterisé par le fait qu'on travaille inr. situ en opérant de manière connue en soi le fraisage des couches supérieures du revêtement de chaussees, en amenant le liant composite dans la zone de fraisage, et en mélangeant a froid ce liant avec le matériau fraisé a régénérer. 7 - Procédé selon la revendication 6, caractériseé par le fait qu'on dose la quantité de phase liquide de liant composite en fonction de la vitesse d'avancement de la machine 8 - Liant composite pour la mise en oeuvre du procédé tel que défini à l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait qu'il comprend:. - une phase dispersante, notamment aqueuse; - au moins un liant d'apportdestiné a appoorter audit !5 matériau à regenerer la quantité de liant qui lui fait défaut pour l'obtention du type de chaussée desire; au moins un agent compatibilisant caoable d'assurer à froid une liaison physicc-chimique entre ledit (ou lesdits) liant(s) d'appcrt et ledit liant viili, en modifiant au besoin la rhéologie du lian- hydrocarbone existant à l'aide de fractions contenues dans au moins l'un des agents compatibilisants. 9 - Liant composite selon la revendication 8, applique à la régénération d'un enrobé bitumineux, caractérisé par le fait qu'il comprend: - une phase dispersante, notamment aqueuse, comportant au moins un agent tensioactif choisi parmi les agents tensio-actifs ioniques et les agents tensio-actifs non- ioniques; - au moins un liant d'apport hydrocarboné choisi parmi les bitumes purs et les bitumes spéciaux, fluxés ou non; et - - au moins un agent compatibilisant hydrocarboné choisi parmi les huiles et les mélanges de composés hydrocarbonés aromatiques lourds et légers. hydrocarbonés aromatiques lourds et légers. 12 2606801 - Liant composite selon la revendication 8, applique a la régénération d'une chaussée comportant des mazeriaux non liés, caractérise par le fait qu'il comprend une phase dispersante, notamment aqueuse, qui comprend, en sclutio.n au moins un agent tensio-actif choisi parmi les agents tensio-actifs non-ioniques et les agents tensio- actifs ioniques et assurant une compatibilité de l'action des liants hydrocarbonés et hydrauliques; et au moins un liant d'apport hydrocarboné choisi parmi les bitumes purs et les bitumes spéciaux, fluxés ou non, et au moins un liant d'apport minéral. 1l - Liant composite selon l'une des revendi- ca-icns 9 et 10, caractérisé par le fait que les agents tensi ---act--fs ioniques sont choisis parmi les sels alcalins des acides resiniques, les sels alcalins de protéines anismaes, les sels d'ammonium quaternaires et les cocr.zdrates de polyamines grasses. 12 - Liant composite selon l'une des revendaiaticns 9 et 10, caractérisé par le fait-que les agent-s tensio-actifs non-ioniques sont choisis parmi les com-cses pclyoxyethylénés. 13 - Liant composite selon la revendication 10, caracterisé Far le fait que les liants d'apport minéraux sont choisis parmi les ciments, dispersés en phase dismersante, notamment aqueuse. 14 - Utilisation des matériaux régénérés par le procédé tel que défini à l'une des revendications 1 à 7, pour la préparation de couches de base, de réglage ou d'usure de chaussées. 15 - Liant résultant de la combinaison, par mélange à froid, du liant composite tel que défini à l'une des revendications 8 à 13 et du (ou des) liant(s> du matériau traité ayant été régénéré(s) par ledit liant composite.