Brevet FR2682308A1 — publié le 19930416

La présente invention est relative à la préparation des enrobés bitumineux utilisés pour le revêtement des chaussées. Cette préparation peut s'effectuer dans deux types différents de postes d'enrobage: (a) d'une part, des postes discontinus, où une charge d'agrégats chauds et secs est déversée dans un malaxeur, puis une quantité dosée de bitume chaud est injectée sur ces agrégats, et l'ensemble est malaxé pendant un temps prédéterminé puis évacué du malaxeur; (b) d'autre part, des postes continus, comprenant un tambour rotatif incliné à aubes releveuses divisé en deux zones successives par un diaphragme. Les agrégats, introduits à ltextrémité haute du tambour, sont chauffés et séchés dans la zone amont, et le bitume chaud est injecté juste derrière le diaphragme, la zone aval réalisant le malaxage. I1 est connu que l'addition de fibres permet d'accroître la quantité de bitume qui peut enrober une quantité donnée d'agrégats, et par suite d'améliorer certaines propriétés mécaniques des enrobés. Dans la technique habituelle, on utilise des fibres d'amiante, qui se mélangent sans difficulté avec les agrégats chauds et secs. Les problèmes d'environnement liés à l'amiante ont conduit la Demanderesse à se poser le problème du remplacement des fibres d'amiante par d'autres fibres présentant des propriétés mécaniques voisines, notamment les fibres de verre. Cependant, les essais ont montré qu'au lieu de se mélanger uniformément avec les agrégats, les fibres de verre se rassemblent en grumeaux, ce qui rend impossible l'obtention d'une répartition homogène des fibres dans les enrobés. L'invention a pour but de permettre l'enrobage des agrégats avec du bitume et des fibres de verre. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé d'enrobage d'agrégats avec du bitume et des fibres, notamment des fibres de verre, caractérisé en ce qu'on incorpore les fibres au bitume chaud, puis on injecte le mélange bitume-fibres sur les agrégats, puis on malaxe le tout. Suivant d'autres caractéristiques - on incorpore les fibres au bitume juste avant ladite injection; - on transporte les fibres par voie pneumatique jusqu'au point d'incorporation des fibres dans le bitume, l'air de transport étant éventuellement chauffé; - le procédé étant du type intermittent, on maintient le flux d'air sans fibres au-delà du temps d'injection du bitume, ce flux d'air étant éventuellement maintenu en permanence. L'invention a également pour objet un poste d'enrobage d'agrégats avec du bitume et des fibres, notamment des fibres de verre, destiné à la mise en oeuvre d'un tel procédé. Ce poste, du type comprenant un malaxeur, des moyens de projection d'agrégats dans ce malaxeur, et des moyens de projection de bitume chaud sur les agrégats, est caractérisé en ce que les moyens de projection comprennent une boîte d'incorporation de fibres dans le bitume chaud munie d'une alimentation en bitume et d'une alimentation en fibres. Suivant d'autres caractéristiques - l'alimentation en fibres est reliée à une conduite de transport pneumatique, éventuellement alimentée en air chaud; - l'alimentation en fibres débouche tangentiellement dans la boîte d'incorporation, laquelle est cylindrique et ouverte vers le bas; - l'alimentation en bitume comprend un gicleur central produisant un jet de bitume à peu près en forme de cône coaxial à la boîte; - l'alimentation en bitume comprend une conduite axiale qui débouche sur le sommet d'un déflecteur conique, un espace annulaire libre étant délimité entre la base de ce déflecteur et la paroi cylindrique de la boîte d'incorporation; - le poste d'enrobage étant du type intermittent à deux vis malaxeuses parallèles, ce poste comprend une rangée de boîtes d'incorporation au-dessus de chaque vis; - le poste d'enrobage étant du type continu dans lequel le malaxeur est un tambour rotatif incliné à aubes releveuses divisé en deux zones successives par un diaphragme, la boîte d'incorporation est montée en position fixe à une faible distance en aval du diaphragme. L'invention a encore pour objet un dispositif d'incorporation d'un produit particulaire dans du bitume pouvant équiper un poste d'enrobage tel que défini cidessus. Dans un premier mode de réalisation, convenant plus particulièrement pour un poste d'enrobage discontinu, ce dispositif comprend - une boîte cylindrique ouverte vers le bas; - une conduite d'alimentation en bitume reliée à une source de bitume et débouchant axialement vers le bas dans cette boîte, cette conduite se terminant par un gicleur adapté pour produire un jet de bitume de forme à peu près conique; et - une conduite pneumatique débouchant tangentiellement dans la boîte, cette conduite étant reliée à une source d'air comprimé et étant équipée de moyens d'introduction dosée et sélective dudit produit particulaire. Dans un second mode de réalisation, convenant plus particulièrement pour un poste d'enrobage discontinu, le dispositif d'incorporation comprend - une boîte cylindrique ouverte vers le bas; - une conduite d'alimentation en bitume reliée à une source de bitume et débouchant axialement vers le bas dans cette boîte en regard du sommet d'un cône déflecteur fixé dans la boîte, la base de ce cône délimitant avec la paroi cylindrique de la boîte un espace annulaire libre; et - une conduite pneumatique débouchant tangentiellement dans la boîte, cette conduite étant reliée à une source d'air comprimé et étant équipée de moyens d'introduction dosée et sélective dudit produit particulaire. Des exemples de réalisation de l'invention vont maintenant être décrits en regard des dessins annexés, sur lesquels - la Figure 1 est une vue schématique de dessus d'un poste d'enrobage discontinu conforme à l'invention; - la Figure 2 est une vue prise en coupe suivant la ligne Il-Il de la Figure 1; - la Figure 3 est une vue schématique en coupe longitudinale et verticale d'un poste d'enrobage continu conforme à l'invention; et - la Figure 4 est une vue en coupe axiale, à plus grande échelle, du dispositif d'incorporation des fibres dans le bitume utilisé dans le poste d'enrobage de la Figure 3. On a représenté aux Figures 1 et 2 un poste d'enrobage du type discontinu comportant deux vis malaxeuses 1, 2 qui s'interpénètrent et tournent autour d'axes horizontaux parallèles respectifs 3, 4 à l'intérieur d'un carter 5. Ces vis sont schématisées uniquement par leurs axes sur la Figure 1 pour la clarté du dessin. Le fond du carter 5 forme deux rigoles 6, 7 pour épouser la région inférieure des deux vis, et est muni le long de son axe de symétrie d'un volet d'obturation 8 ayant une section en quart de disque et monté rotatif autour de son axe 9, lequel est parallèle aux axes 3 et 4. Lorsque ce volet se trouve dans sa position de fermeture illustrée en trait plein à la Figure 2, sa surface cylindrique 10 relie à peu près tangentiellement les bords intérieurs des deux rigoles 6 et 7. Des dispositifs 11, 12 d'injection de bitume et de fibres de verre, associés respectivement aux deux vis 1 et 2, sont montés dans le carter 5. Chacun de ces dispositifs comprend - une rampe 13 de projection de bitume liquide chaud s'étendant parallèlement à l'axe 3, 4 respectif et située au voisinage de l'aplomb de cet axe, mais quelque peu décalée vers l'extérieur par rapport à cet aplomb. La rampe 13 comporte à intervalles réguliers des gicleurs 14 dirigés à peu près vers l'axe 3, 4. Les deux rampes 13 sont reliées, a l'extérieur du carter 5, à une conduite 15 d'alimentation en bitume elle-même reliée via une pompe 16 à un réservoir de bitume 17; - une rampe 18 d'amenée de fibres de verre par voie pneumatique. Cette rampe comprend un collecteur horizontal 19 qui longe la paroi latérale correspondante du carter 5, et, pour chaque gicleur 14 de la rampe 13 correspondante, une conduite 20 qui part à angle aigu de ce collecteur et débouche tangentiellement dans une boîte cylindrique 21 coaxiale au gicleur. La boîte 21 est ouverte vers le bas, et son fond supérieur est traversé en son centre par le gicleur, lequel débouche donc à l'intérieur de cette boîte. La conduite 20 débouche près de ce fond supérieur. Les deux collecteurs 19 sont reliés, à l'extérieur du carter 5, à une conduite d'alimentation commune 22 équipée d'un compresseur d'air 23. En aval de celui-ci, une trémie 24 contenant des fibres de verre 25 peut délivrer dans la conduite 22, via un dispositif doseur motorisé 26, par exemple du type à alvéoles, un débit dosé de fibres de verre dans le courant d'air. Le fonctionnement du poste d'enrobage discontinu ainsi décrit est le suivant. Au début d'un cycle, le carter 5 est vide, le volet 8 est dans sa position de fermeture représentée en trait plein à la Figure 2, et la pompe 16, le compresseur 25 et le dispositif doseur 26 sont à l'arrêt. Les vis 1 et 2 étant en rotation, une charge d'agrégats appropriée, par exemple de 2 tonnes, est déversée dans le carter 5 par des moyens connus non représentés. La pompe, le compresseur et le dispositif doseur sont mis en marche. Chaque gicleur 14 projette alors un jet de bitume liquide chaud qui, de par la constitution du gicleur, forme sensiblement un cône dont le diamètre, à sa sortie de la boîte 21, est voisin du diamètre intérieur de cette dernière. Simultanément, un courant d'air et de fibres de verre pénètre tangentiellement dans la boîte 21 via la conduite 20 et, en suivant dans celle-ci un trajet hélicoïdal, s'incorpore au bitume projeté. Le mélange bitume-fibres est ainsi projeté sur les agrégats, et les vis 1 et 2 malaxent le tout. Après un temps prédéterminé, la pompe et le dispositif doseur sont arrêtés, puis le volet 8 est basculé de 1800 jusqu'à sa position ouverte représentée en trait mixte à la Figure 2, pour évacuer du carter 5 la charge d'enrobés ainsi préparée. Enfin, le volet 8 est ramené à sa position de fermeture, et un nouveau cycle de préparation d'enrobés peut commencer. Pour éviter toute accumulation de fibres dans les conduites 19, 20 et 22, le courant d' air est maintenu pendant une certaine durée après l'arrêt du dispositif doseur 26. Eventuellement, ce courant d'air est maintenu en permanence, et les fibres y sont simplement introduites pendant les périodes d'injection du bitume. On a constaté que l'on obtenait de cette manière une répartition sensiblement homogène, et en tout cas tout à fait satisfaisante, des fibres de verre dans l'enrobé. Les Figures 3 et 4 montrent l'application de l'invention à un poste d'enrobage du type continu. Un tel poste comprend un tambour 27 de grande dimension, par exemple de 12 mètres de long et de 2,5 mètres de diamètre, ouvert à ses deux extrémités et ayant un axe X-X incliné. Ce tambour est entraîné en rotation à vitesse constante (flèche F1) par des moyens non représentés. Le tambour 27 comporte intérieurement, sur toute sa longueur, des aubages releveurs 28, et, en un point intermédiaire de sa longueur, un diaphragme d'étranglement annulaire 29. Un brûleur fixe 30 d'axe X-X est monté à l'extrémité supérieure du tambour, et une boîte 21A d'injection de bitume et de fibres de verre est montée à poste fixe à une petite distance en aval du diaphragme 29. La boîte 21A, représentée à la Figure 4, a la même constitution générale que la boîte 21 des Figures 1 et 2, et est alimentée en bitume liquide chaud et en fibres de verre par les mêmes moyens 15 à 17 et 22 à 26. Toutefois, la conduite de bitume 13A qui pénètre axialement dans la boîte 21 est dépourvue de gicleurs et débouche en regard du sommet 31 d'un déflecteur conique 32 positionné coaxialement dans la boîte par des tiges supports 33. A son extrémité inférieure, ce cône présente un diamètre inférieur au diamètre intérieur de la boîte 21A, de sorte qu'il existe un espace annulaire libre 34 entre ces deux organes. La conduite 20A d'alimentation pneumatique en fibres de verre débouche tangentiellement dans la boîte 21A à un niveau intermédiaire du cône 32. Cette différence de structure entre les boîtes 21 et 21A s'explique par le fait que dans le poste continu, il est prévu une boîte unique, laquelle est donc de dimension nettement supérieure aux boîtes multiples des Figures 1 et 2. Il est donc préférable de créer positivement un cône de bitume liquide, plutôt que de créer un tel cône au moyen d'un gicleur produisant un jet évasé. En fonctionnement, les agrégats sont introduits en continu dans l'extrémité supérieure du tambour 27 (flèche F2). Pendant leur passage à travers la partie amont du tambour, c'est-à-dire jusqu'au diaphragme 29, ces agrégats sont séchés et chauffés par la flamme 35 du brûleur 30. La boîte 21A injecte sur ces agrégats secs et chauds, à une petite distance après le diaphragme, le mélange bitume-fibres de verre, et le tout est malaxé dans la partie aval du tambour, jusqu'a former un enrobé qui est déversé en continu par son extrémité basse (flèche F3). Bien entendu, dans le cas d'un tel poste continu, l'alimentation de la boîte 21A en bitume et en fibres de verre véhiculées par de l'air s' effectue de manière continue. Le diaphragme 29 a pour fonctions d'une part de densifier les agrégats avant leur enrobage, et d'autre part de protéger de la flamme 25 la boîte 21A et les produits qui en sortent. Il est à noter que l'air de transport des fibres de verre peut être à température ambiante ou chauffé. REVENDICATIONS 1 - Procédé d'enrobage d'agrégats avec du bitume et des fibres, notamment des fibres de verre, caractérisé en ce qu'on incorpore les fibres au bitume chaud, puis on injecte le mélange bitume-fibres sur les agrégats, puis on malaxe le tout. 2 - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'on incorpore les fibres au bitume juste avant ladite injection. 3 - Procédé suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'on transporte les fibres par voie pneumatique jusqu'au point d'incorporation des fibres dans le bitume, l'air de transport étant éventuellement chauffé. 4 - Procédé suivant la revendication 3, du type intermittent, caractérisé en ce qu'on maintient le flux d'air sans fibres au-delà du temps d'injection du bitume, ce flux d'air étant éventuellement maintenu en permanence. 5 - Poste d'enrobage d'agrégats avec du bitume et des fibres, notamment des fibres de verre, du type comprenant un malaxeur (5), des moyens d'introduction d'agrégats dans ce malaxeur, et des moyens de projection de bitume chaud sur les agrégats, caractérisé en ce que les moyens de projection comprennent une boîte (21; 21A) d'incorporation de fibres dans le bitume chaud munie d'une alimentation (13; 13A) en bitume et d'une alimentation (20; 20A) en fibres. 6 - Poste d'enrobage suivant la revendication 5, caractérisé en ce que l'alimentation en fibres (20; 20A) est reliée à une conduite (22) de transport pneumatique, éventuellement alimentée en air chaud. 7 - Poste d'enrobage suivant la revendication 6, caractérisé en ce que l'alimentation en fibres (20; 20A) débouche tangentiellement dans la boîte d'incorpora tion (21; 21A), laquelle est cylindrique et ouverte vers le bas. 8 - Poste d'enrobage suivant la revendication 7, caractérisé en ce que l'alimentation en bitume (13) comprend un gicleur central (14) produisant un jet de bitume à peu près en forme de cône coaxial à la boîte. 9 - Poste d'enrobage suivant la revendication 7, caractérisé en ce que l'alimentation en bitume (13A) comprend une conduite axiale qui débouche sur le sommet d'un déflecteur conique (32), un espace annulaire libre (34) étant délimité entre la base de ce déflecteur et la paroi cylindrique de la boîte d'incorporation (21A). 10 - Poste d'enrobage suivant l'une quelconque des revendications 5 à 9, du type intermittent à deux vis malaxeuses parallèles (1, 2), caractérisé en ce qu T il comprend une rangée de boîtes d'incorporation (21) audessus de chaque vis. 11 - Poste d'enrobage suivant l'une quelconque des revendications 5 à 9, du type continu dans lequel le malaxeur est un tambour rotatif incliné (27) à aubes releveuses (28) divisé en deux zones successives par un diaphragme (29), caractérisé en ce que la boîte d'incorporation (21A) est montée en position fixe à une faible distance en aval du diaphragme. 12 - Poste d'enrobage suivant l'une quelconque des revendications 5 à 11, caractérisé en ce que la boîte d'incorporation de fibres dans le bitume chaud comprend - une boîte cylindrique (21) ouverte vers le bas; - une conduite (13) d'alimentation en bitume reliée à une source de bitume (17) et débouchant axialement vers le bas dans cette boîte, cette conduite se terminant par un gicleur (14) adapté pour produire un jet de bitume de forme à peu près conique; et - une conduite pneumatique (20) débouchant tangentiellement dans la boîte, cette conduite étant reliée à une source d'air comprimé (23) et étant équipée de moyens (24 à 26) d'introduction dosée et sélective dudit produit particulaire (25). 13 - Poste d'enrobage suivant l'une quelconque des revendications 5 à 11, caractérisé en ce que la boîte d'incorporation de fibres dans le bitume chaud comprend - une boîte cylindrique (21A) ouverte vers le bas; - une conduite (13A) d'alimentation en bitume reliée à une source de bitume (17) et débouchant axialement vers le bas dans cette boîte en regard du sommet d'un cône déflecteur (32) fixé dans la boîte, la base de ce cône délimitant avec la paroi cylindrique de la boîte un espace annulaire libre (34); et - une conduite pneumatique (20A) débouchant tangentiellement dans la boîte, cette conduite étant reliée à une source d'air comprimé (23) et étant équipée de moyens (24 à 26) d'introduction dosée et sélective dudit produit particulaire (25).