Brevet FR2706921A1 — publié le 19941230

MATERIAU GRANULEUX POUR COUCHES DE FORME DE CHAUSSEES ET PROCEDE D'ELABORATION L'invention concerne une technique de réalisation de chaussées en particulier de routes à grande circulation et d'autoroutes. Lorsqu'on crée une route sur un sol nouveau, on procède en différentes étapes, la première consistant à niveler le sol avec des engins tels que bulldozers qui arasent les parties en surplomb et comblent les trous. La deuxième phase consiste à déposer sur le sol ainsi préparé une couche de forme dont la première fonction sera de permettre le déplacement des convois et des engins sur le sol en évitant de le dégrader ou d'embourber les machines. Une telle couche est le plus souvent réalisée avec un sable de qualité bien définie qui malheureusement en général, ne se trouve pas disponible au voisinage du chantier. Bien que le prix d'un tel matériau ne soit pas élevé son transport peut revenir très cher. Le but de l'invention est de permettre d'utiliser pour la réalisation de couches de forme des matériaux en particulier des sables provenant de carrières voisines du chantier auxquels on ajoute des fibres qui leur donnent les propriétés voulues. C'est également un but de l'invention que d'améliorer la participation de la couche de forme à la stabilité de la route et à la tenue de la chaussée dans le temps. Il est connu, en particulier par la demande de brevet WO 91/17311, d'ajouter à du sable fin de granularité définie par le rapport d/D dans lequel d correspond aux particules de petit diamètre et D aux particules de diamètre supérieur, ce sable satisfaisant aux relations d = O et D c= 6 mm, des fibres synthétiques en quantité environ comprise entre 0,2 et 5 pour mille en poids, de préférence entre 0,5 et 1 pour mille. Les fibres synthétiques ont une longueur de 15 à 100 mm et leur diamètre est compris entre 30 et 100 um. Des fibres faites de divers matériaux sont cités, les exemples concernent des fibres de polyacrylonitrile. L'invention, grâce au choix d'un matériau adapté et à l'utilisation d'une méthode nouvelle pour l'incorporation des fibres dans les granulés minéraux fournit un produit de meilleure qualité plus facile à mettre en oeuvre et, tous comptes faits, moins cher. L'invention propose un matériau granuleux destiné à la réalisation de couches de forme de chaussée comportant un mélange à base de granulés minéraux et de fibres minérales, dans lequel les fibres sont des filaments de verre sous forme de faisceaux d'une longueur inférieure à 100 mm et constitués d'au moins 40 filaments chacun d'un diamètre unitaire compris entre 5 et 25 um. De préférence, les faisceaux ont une longueur comprise entre 20 et 30 mm et avantageusement de 25 mm. Selon l'invention, la proportion en poids des faisceaux de filaments dans le mélange est comprise entre 0,01 % et 0,1 %. Ils sont de préférence coupés dans des fils de verre textile dont les filaments ont un diamètre compris entre 10 et 15 uin, tels que il ou 14 um. Les granulés minéraux sont du sable auquel est ajoutée une quantité variable de liant hydraulique. Le matériau granuleux selon l'invention permet la réalisation de couches de forme de chaussées qui présentent par rapport aux matériaux pulvérulents chargés de fibres connus l'avantage de performances au moins équivalentes avec une répartition beaucoup plus régulière des fibres ce qui permet d'en contrôler la proportion. L'invention concerne également un procédé de préparation d'un mélange de granulés minéraux et de fibres de verre destinés à constituer une couche de forme pour chaussées, il comporte les étapes suivantes - dépôt d'une couche de granulés sur un transporteur, - dépôt par gravité sur la couche précédente de faisceaux de filaments qui ont été obtenus par coupe d'au moins une mèche de fils de verre textile, - recouvrement éventuel des faisceaux de filaments par une couche de granulés, - et enfin, mélange des granulés et des faisceaux de filaments. Dans une variante, le procédé de l'invention prévoit que la coupe des faisceaux de filaments soit effectuée immédiatement avant leur dépôt. Par rapport aux procédés connus et en particulier à ceux qui utilisent un moyen pneumatique pour transporter les fibres et pour les introduire dans des granulés minéraux, le procédé de l'invention présente l'avantage d'éviter toute dispersion des fibres ailleurs que dans les granulés. On limite ainsi la pollution et les pertes. L'invention propose également un dispositif pour la préparation d'un mélange de granulés minéraux et de fibres de verre textile destiné à constituer une couche de forme pour chaussées qui comporte notamment une machine de coupe de fils continus disposée au voisinage d'un convoyeur, un système de distribution des fils coupés sur le convoyeur qui transporte notamment les granulés minéraux ainsi, qu'éventuellement en aval du distributeur de fils coupés, un distributeur de granulés minéraux qui couvrent les fils coupes. Ce dispositif permet la mise en oeuvre simple du procédé de l'invention au voisinage immédiat du chantier mobile de construction de chaussées La figure unique et la description qui vont suivre permettront de comprendre le fonctionnement de l'invention. Le mélange entre le matériau granuleux ou pulvérulent et les fibres est effectué de la manière suivante Lorsqu'on construit une route, on choisit à son voisinage un site sur lequel tous les matériaux à mettre en oeuvre lors de la construction seront préparés. C'est là par exemple qu'en général se trouve la centrale. En permanence, des camions transportent les matériaux préparés du site d'élaboration jusque sur le chantier mobile qui suit, lui, l'avancement des travaux sur la route en construction. Le dispositif de l'invention se trouve installé sur ce site d'élaboration des matériaux. Sur la figure on a représenté la première partie du dispositif, là où commence le processus d'élaboration du produit de l'invention. Sur la figure, on voit deux trémies 1, 2 contenant les matériaux pulvérulents ou granulés à mettre en oeuvre, par exemple d'une part un sable tout-venant issu d'une carrière voisine du site et un sable correcteur. En-dessous des trémies, et conduisant de l'une à l'autre, on a installé une bande transporteuse 3. La trémie 1 dépose sur le convoyeur une certaine épaisseur du matériau, tel que du sable tout venant. Ce sable passe alors en 4 sous une machine 5 à couper les fils de verre. Celle-ci est alimentée en mèches de fil 6 à partir de 12 bobines telles que 7 dévidées par l'intérieur. La machine 5 comporte en général plusieurs rouleaux 8 dont un au moins équipé de couteaux 9 qui coupent l'ensemble des mèches 6 en tronçons de longueur définie 10. Chaque mèche comporte un nombre de fils très grands, en général plus de 400, 1200 par exemple. Pour réaliser la coupe des fils on utilise avantageusement les machines habituelles pour couper les fils de verre textile. Le brevet européen EP-B-0040145 propose par exemple une machine destinée à couper des fils en tronçons d'une longueur prédéterminée et qui comporte un tambour rotatif dont la surface est lisse et un second tambour équipé de lames disposées perpendiculairement à sa périphérie, les lames étant fixées par leurs seules extrémités et leurs bases opposées à leur tranchant restant entièrement libres tandis que des organes assurent la compression du fil. Lors des essais, les tronçons de mèches une fois coupés se désolidarisaient en autant de faisceaux que la mèche comportait de fils. Les faisceaux une fois coupés, avec une longueur de 25 mm, étaient donc des segments de fils avec chacun le même nombre de filaments. C'est pour rendre plus rapide la coupe des fils que ceux-ci ont été associés avant constitution de bobines en mèches qui comportent 80 fils par exemple. Ce sont ces mèches qui sont dévidées de bobines telles que 7 et introduites dans la machine coupeuse-doseuse 5. La masse d'un fil textile par unité de longueur s'évalue en tex. Ici chaque fil était de 25 tex et chaque mèche de 2400 tex. Le diamètre des filaments était de 11 Film. C'est-à-dire que chaque fil comportait 48 filaments. L'ensimage des filaments était choisi de manière à favoriser non seulement la liaison entre les filaments, mais aussi le glissement des fils les uns par rapport aux autres, à les protéger de diverses agressions et à éviter l'électricité statique. Les faisceaux de filaments 10 sont déposés de préférence sur toute la largeur du sable transporté par la bande 3. Après dépôt des fibres, les matériaux passent sous la trémie 2 où une quantité de sable, par exemple d'un sable correcteur en quantité minimum est déposée. On évite en recouvrant ainsi immédiatement les fibres que la dispersion soit perturbée. A la sortie du convoyeur à bande 3, les matériaux tombent dans un mélangeur non représenté où une homogénéïsation de la répartition des fibres dans le sable est obtenue, c'est également dans ce mélangeur qu'est effectué l'ajout de liant hydraulique dans une proportion de 3 % et l'ajustement à une valeur finale de 10 à 12 % d'humidité. Un convoyeur, par exemple à godets, reprend les matériaux qui sont alors stockés dans une trémie sous laquelle les camions sont chargés. Transportés sur le chantier mobile, ils seront alors déposés sur le sol préalablement nivelé. Selon la taille du chantier et selon la compétence de la main d'oeuvre disponible, il peut être intéressant de disposer sur le chantier de faisceaux de filaments déjà coupés qu'il suffit alors d'introduire à débit constant avant de les mélanger aux granulés. L'avantage de couper les mèches de fils de verre textile directement sur le chantier est de garantir une proportion précise de faisceaux de filaments dans le mélange granuleux. Les machines à couper les mèches les entraînent en effet à une vitesse définie (la vitesse tangentielle des rouleaux) et la quantité de faisceaux introduite pendant un temps donné est toujours la même. Il suffit que le débit des granulés soit constant - comme c'est le cas en général - pour que le pourcentage de faisceaux de filaments reste stable. Il est également possible d'asservir la vitesse de rotation des rouleaux de la machine de coupe au débit du convoyeur de manière là aussi à garantir la stabilité du pourcentage de faisceaux. REVENDICATIONS 1. Matériau granuleux destiné à la réalisation de couches de forme de chaussée comportant un mélange à base de granulés minéraux et de fibres minérales, caractérisé en ce que les fibres sont des filaments de verre sous forme de faisceaux d'une longueur inférieure à 100 mm et constitués d'au moins 40 filaments chacun d'un diamètre unitaire compris entre 5 et 25 um. 2. Matériau selon la revendication 1, caractérisé en ce que les faisceaux ont une longueur comprise entre 20 et 30 mm et de préférence de 25 mm. 3. Matériau selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la proportion en poids des faisceaux de filaments dans le mélange est comprise entre 0,01 % et 0,1 %. 4. Matériau selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les faisceaux sont coupés dans des fils de verre textile dont les filaments ont un diamètre compris entre 10 et 15 um et de préférence de 11 ou de 14 um. 5. Matériau selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les granulés minéraux sont du sable auquel est ajoutée une quantité variable de liant hydraulique. 6. Procédé pour réaliser le mélange de granulés minéraux et de fibres minérales selon la revendication 1, caractérisé par les étapes suivantes - dépôt d'une couche de granulés sur un transporteur, - dépôt par gravité sur la couche de granulés de faisceaux de filaments d'une longueur inférieure à 100 mm et constitués d'au moins 40 filaments chacun d'un diamètre unitaire compris entre 5 et 25 wn obtenus par coupe d'au moins une mèche de fils de verre, - recouvrement éventuel des faisceaux de filaments par une couche de granulés, - et enfin, mélange des granulés et des faisceaux de filaments. 7. Procédé de préparation d'un mélange de granulés minéraux et de fibres minérales selon la revendication 6, caractérisé en ce que la coupe des faisceaux de filaments est effectuée immédiatement avant leur dépôt. 8. Dispositif pour la préparation d'un mélange de granulés minéraux et de fibres de verre textile destinés à constituer une couche de forme pour chaussées, caractérisé en ce qu' il comporte notamment une machine de coupe de fils continus disposée au voisinage d'un convoyeur, un système de distribution des fils coupés sur le convoyeur qui transporte notamment les granulés minéraux ainsi qu'éventuellement, en aval du distributeur de fils coupés, un distributeur de granulés minéraux qui couvrent les fils coupés.