Brevet FR2699198A1 — publié le 19940617

Procédé de préparation d'une grave-émulsion vêtements routiers L'invention concerne un procédé de préparation d'une grave émulsion pour revêtements routiers, dans lequel on mélange des agrégats minéraux et une émulsion aqueuse de bitume. La grave-émulsion est un matériau bien connu en technique routière. Elle est définie dans la norme NF P 98 121 d'août 1992 et décrite dans la recommandation SETRA LCPC de décembre 1974. Il s'agit d'une grave hydrocarbonée destinée aux couches de base et couches de fondations des chaussées à faible et moyen trafic. Elle est obtenue par enrobage à froid avec une émulsion généralement cationique de liant hydrocarboné, le plus souvent du bitume, dont la vitesse de rupture est spécifiquement adaptée à cet usage. La grave-émulsion s oppose aux enrobés à chaud constitués par des mélanges de granulats et de liant bitumineux à l'état fondu, qui doivent être préparés, conservés et utilisés à température élevée, ce qui limite leurs possibilités de transport et leur durée de conservation. Les contraintes techniques et économiques exigent que les enrobés à chaud soient fabriqués et utilisés en grandes quantités, dans un rayon géographique restreint. Au contraire, la grave-émulsion peut être fabriquée par petites quantités à mesure des besoins, ou être stockée avant utilisation. Elle présente donc une grande souplesse d'utilisation qui la rend particulièrement appropriée aux petits chantiers et/ou au reprofilage des chaussées déformées, notamment à des grandes distances des installations de fabrication d'enrobés à chaud. Pour obtenir une bonne compacité du revêtement final, c'est-à-dire un faible taux de vides, la grave-émulsion doit être relativement riche en particules de granulats de taille inférieure à 2 mm (fines et sable fin). Lors de la rupture de l'émulsion, le liant bitumineux tend à enrober préférentiellement ces grains fins, de sorte que les éléments les plus grossiers, notamment la fraction 6/20, ne sont que peu ou pas enrobés et se séparent facilement du liant. Le but de l'invention est de remédier à cet inconvénient, et d'améliorer l'enrobage de la fraction de plus grande taille des granulats, pour une quantité donnée de liant. L'invention vise notamment un procédé du genre défini en introduction, et prévoit qu'on introduit comme constituant additionnel du mélange de la poudre d'asphalte. La poudre d'asphalte est un matériau bien connu, obtenu par broyage de roches calcaires naturellement imprégnées de bitume, qu'on trouve dans certaines régions et notamment dans le département du Gard. Elle est utilisée dans les enrobés à chaud où elle est quelquefois considérée comme améliorant certaines caractéristiques comme la maniabilité et le vieillissement. Cependant, dans cette application connue, le problème d'un bon enrobage des gros grains ne se pose pas. L'amélioration observée à cet égard dans la grave-émulsion est inattendue et surprenante. D'autres caractéristiques, complémentaires ou alternatives, de l'invention sont énoncées ci-après - On mélange d'abord les agrégats et la poudre d'asphalte et on ajoute ensuite l'émulsion. - On ajuste la quantité d'eau dans le mélange en ajoutant de l'eau aux agrégats avant d'introduire l'émulsion. - Le rapport pondéral de la poudre d'asphalte aux agrégats est compris entre 5 % et 30 % environ, et plus particulièrement entre 10% et 15%. - Le poids de bitume apporté par l'émulsion est compris entre 2,4 % et 4,8 % environ du poids des agrégats. - Le poids total de bitume apporté par l'émulsion et par la poudre d'asphalte est compris entre 2,4 % et 4,8 % environ du poids des agrégats. Ces dernières proportions correspondent aux quantités de liant utilisées habituellement dans les graves-émulsions. Le liant provenant de la poudre d'asphalte s'ajoute donc dans un cas au liant traditionnellement introduit sous forme d'émulsion, et remplace partiellement celui-ci dans l'autre cas. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée ci-après, et du dessin annexé, sur lequel la figure unique représente un exemple de courbe de distribution granulométrique d'une poudre d'asphalte utilisable dans le procédé selon l'invention. On a préparé trois graves-émulsions repérées N" 1, N" 2 et N 3 en utilisant les constituants suivants granulats : grave 0/20 calcaire dont la distribution granulométrique est comprise dans le fuseau défini par la recommandation précitée; émulsion : Actiger S à 60% de liant, commercialisée par la Société GERLAND; poudre d'asphalte à 8% de liant. Le tableau 1 donne pour les trois mélanges les quantités relatives de ces constituants et les quantités de liant correspondantes, en pourcentages pondéraux rapportés à l'ensemble granulats + poudre d'asphalte. Le mélange N" 1 correspond à une formule classique de grave-émulsion. TABLEAU 1 Constituants Liant Mélange N" 1 Granulats 100 Émulsion 6 3,6 Liant total 3,6 Mélange N 2 Granulats 85 Poudre d'asphalte 15 1,2 Émulsion 6 2,4 Liant total 3,6 Mélange N" 3 Granulats 85 Poudre d'asphalte 15 1,2 Émulsion 6 3,6 Liant total 4,8 Dans les mélanges N" 2 et N" 3, on a remplacé 15% des granulats par de la poudre d'asphalte.Dans le premier cas, la quantité d'émulsion est réduite par rapport au mélange N" 1 pour conserver un rapport liant/(granulats + poudre d'asphalte) égal à 3,6%. Dans le second cas, la quantité d'émulsion est la même que dans le mélange N" 1, ce qui conduit à une proportion de liant total plus élevée. La poudre d'asphalte est mélangée aux granulats avant addition de l'émulsion de façon à éviter une rupture prématurée de celle-ci. Cependant, l'émulsion peut être introduite avant la poudre d'asphalte lorsque sa stabilité est suffisante. Le tableau 2 donne les caractéristiques des trois mélanges déterminées selon les essais définis par la norme française P 98.251.4. TABLEAU 2 Mélange Rc(MPa) R'c(MPa) R'c/Rc Cbvpacité % Vides (air) (immersion) Imbibition N" 1 2,1 1,02 0,48 3,6 91 9 N" 2 3,34 1,7 0,51 3 92 8 N" 2 4,4 2,7 0,63 2,8 93 7 On constate une amélioration sensible par rapport à la formule classique en conservant la même teneur en liant (mélange N" 2) et une amélioration encore plus grande lorsque le liant provenant de la poudre d'asphalte s'ajoute à une quantité inchangée provenant de l'émulsion (mélange N" 3). On peut également constater visuellement que les grains de granulats les plus gros sont mal enrobés dans le mélange N" 1 et correctement enrobés dans les mélanges N" 2 et N" 3. Les performances du mélange N" 2 s'améliorent dans le temps, ce qui peut être dû à un mélange progressif du liant bitumineux provenant de la poudre d'asphalte avec celui provenant de l'émulsion. Ce type de mélange, dans lequel la quantité d'émulsion rapportée au total du mélange est réduite par rapport à une grave-émulsion classique, convient donc plus particulièrement à la réalisation de revêtements qui ne sont pas soumis immédiatement à leur charge maximale. Il est d'ailleurs connu d'une façon générale que les graves-émulsions n'atteignent leurs caractéristiques optimales qu'après un délai de mûrissement. La poudre d'asphalte utilisée dans les mélanges N" 2 et N" 3, commercialisée par la Société Française des Asphaltes, est extraite sur le site de Saint-Jean de Maruejols (Gard). Elle contient 52,21% de fines, sa distribution granulométrique au-dessus de 0,08 mm étant donnée par la figure unique, représentant en abscisses le pourcentage des refus cumulés, Revendications 1. Procédé de préparation d'une grave émulsion pour revêtements routiers, dans lequel on mélange des agrégats minéraux et une émulsion aqueuse de bitume, caractérisé en ce qu'on introduit comme constituant additionnel du mélange de la poudre d'asphalte. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on mélange d'abord les agrégats et la poudre d'asphalte et qu'on ajoute ensuite l'émulsion. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'on ajuste la quantité d'eau dans le mélange en ajoutant de l'eau aux agrégats avant d'introduire l'émulsion. 4. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le rapport pondéral de la poudre d'asphalte aux agrégats est compris entre 5 % et 30 % environ. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit rapport est compris entre 10 % et 15 %. 6. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'émulsion est cationique. 7. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le poids de bitume apporté par l'émul- sion est compris entre 2,4 % et 4,8 % environ du poids des agrégats. 8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le poids total de bitume apporté par l'émul- sion et par la poudre d'asphalte est compris entre 2,4 % et 4,8 % environ du poids des agrégats.