Brevet FR2721043A1 — publié le 19951215

La présente invention concerne une nouvelle émulsion de bitume pour la production d'un mélange à froid ou bien de revêtements pour des rues ou des chemins contenant du bitume et un composant de flux ainsi que le cas échéant des agrégats, des agents adhésifs, des agents émulsionnants, des siccatifs, des élastomères, des matières réticulantes et analogues, le composant de flux étant une huile végétale comme l'huile de colza ou bien un dérivé d'huile de colza. De plus, l'invention concerne un mélange à froid ainsi qu'un procédé pour le traitement de surface des rues, des chemins, des remblais et analogues. Pour le traitement de surfaces des rues, chemins, remblais etc,, on utilise depuis longtemps du bitume fluxé. Celui-ci se compose traditionnellement du bitume en tant qu'ingrédient principal et de l'agent appelé de flux. Cest agents de flux ont jusqu'à maintenant toujours été des produits minéraux, comme par exemple de l'essence, du kérosène, du pétrole, du gasoil, du mazout, de divers domaines d'ébullitions, des fractions d'huile à broches et de lubrification et analogues. Ces huiles de flux ci-dessus nommées provenant de produits minéraux présentent l'inconvénient de ne pas être d'une compatibilité optimale avec l'environnement. Les huiles minérales peuvent être entraînées dans le sol par les eaux de pluie, et y avoir une influence néfaste sur la terre et/ou les eaux souterraines. Les huiles minérales de flux produisent, à la mise en place du bitume fluxé, des vapeurs gênantes qui ont une influence néfaste sur l'équipe effectuant les travaux et chargent l'air de matières nocives. De plus, les produits d'huile minérale ayant un point d'inflammation assez bas peuvent poser un risque pour la sécurité. De plus, on sait déjà utiliser pour le bitume chaud, en tant qu'agent de flux, des matières grasses ou huiles animales et/ou végétales parmi lesquelles est également nommée l'huile de colza. L'utilisation de telles huiles pour des émulsions de bitume n'est pas encore connue. 2 2721043 La présente invention a pour but de préparer un bitume fluxé ou bien émulsions correspondantes de bitume présentant une meilleure compatibilité vis-à-vis de l'environnement et permettant d'éviter les inconvénients nommés. L'invention est caractérisée en ce qu'on prévoit 50 à % en poids de bitume et, en tant que composant de flux, 1 à % en poids d'une huile végétale comme l'huile de colza ou un dérivé d'huile de colza comme sa part d'acide gras ou mélange d'acides gras, un produit de transestérification comme l'ester méthylique de l'huile de colza ou bien un dérivé du type résine alkyde de l'huile de colza et cette phase de l'agent liant est émulsionnée dans une phase aqueuse. Selon l'invention, dans la phase de l'agent liant, il y a, par rapport à l'huile de colza ou le dérivé d'huile de colza, de 0,1 à 30% en poids d'une autre huile végétale, en particulier de l'huile de lin et 0,1 à 5% en poids (en se rapportant à la phase de l'agent liant) d'un agent adhésif tel qu'un agent adhésif à base d'amine grasse. La base de bitume utilisable selon l'invention se compose de bitumes de distillation de diverses viscosités ou bien de bitumes modifiés par un polymère. Ces bitumes correspondent à l'état de la technique et doivent être choisis par le spécialiste selon l'utilisation et la disponibilité. On peut par exemple se référer aux normes suivantes: Bitume fluxé B 3507 pout la construction de rues, Bitume de pétrole B 3610 dans des buts de construction de rues, Bitume modifié par un élastomère B 3613 pour la construction de rues. La base d'huile de flux se composait, jusqu'à maintenant selon l'état de la technique, de produits d'huiles minérales, par exemple du white spirit, du kérosène, du pétrole, du gasoil, du mazout, de divers domaines d'ébullition, de fractions d'huile à broches et de lubrification. Une composition typique d'un bitume fluxé en 3 2721043 tant qu'agent liant pour des traitements de surface est par exemple la suivante: bitume pour la construction des routes, pénétration 70 à 200 (1/10 mm)............ 80 à 97 % en poids huile de flux ou un mélange de flux, par exemple du kérosène, du gasoil, du mazout...................... ......... 3 à 20 % en poids agent adhésif ou mélange d'agents adhésif à base d'amine grasse du type alkylamidoamine ou imidazoline............ 0,1 à 5 % en poids Selon l'invention, on utilise des huiles de flux à base de matières grasses et d'huiles naturelles, avantageusement d'huiles végétales ou, respectivement, de mélanges d'huiles par exemple, de l'huile de colza ainsi que leurs produits dérivés, par exemple des acides gras et des mélanges d'acides gras ou bien des produits de transestérification des huiles, par exemple, l'ester méthylique de l'huile de colza ou bien des dérivés de résine alkyde. Pour des cas spéciaux, l'utilisation d'huiles ayant une forte teneur en acides gras plusieurs fpos insaturés (par exemple l'acide linoléïque ou linolénique), par exemple de l'huile de bois, de l'huile de chanvre, de l'huile de soja, du tallol ou de l'huile de lin est conseillée, ou bien une association de ces "huiles..DTD: sèches" avec de l'huile de colza. Selon le but de l'utilisation, les préparations selon l'invention seront additionnées d'autres matières, qui font déjà partiellement partie de l'état de la technique. Ce sont des additifs améliorant l'adhérence (amines grasses, composés organiques de silicium), les matières émulsionnantes, des additifs améliorant le fluage, des siccatifs ou autres matières favorisant la réticulation, diverses matières plastiques compatibles avec le bitume, avantageusement des élastomères tels que le caoutchouc naturel, un caoutchouc de styrène-butadiène, le polychloroprène et d'autres. Grâce à ces additifs, on obtient d'une part un meilleur pouvoir 4 2721043 d'adhérence sur la pierre, un meilleur comportement de l'agent liant au froid (diminution de la fragilité du bitume) ainsi que le postdurcissement de la base de bitume fluxé pour l'assouplir. Selon l'état actuel de la technique, les huiles de flux à base d'huiles minérales ne peuvent que par des processus de distillation après le traitement, durcir le liant pour l'état souhaité d'utilisation, ce qui conduit à une charge de l'air par les émissions d'hydrocarbures et doit être évité. Exemple de réalisation selon l'invention: A. Bitume fluxé en tant que liant pour des traitements de surface bitume pour la construction de routes, pénétration 25 à 200 (1/10 mm)............ 75 à 97 % en poids huile de colza (huile de navette) comme composant de flux................ ...... 2 à 25 % en poids agent adhésif ou mélange d'agents adhésifs à base d'amine grasse ou de silicium..DTD: organique................................ 0,1 à 3 % en poids. Ce liant peut également être utilisé en tant qu'émulsion selon l'exemple de réalisation C pour le traitement de surface et pour le mode de construction des routes ou des chemins par badigeonnage. B. Bitume fluxé selon l'Exemple A sous la forme de réalisation modifiée par un polymère bitume pour la construction de routes modifié par un polymère, par exemple à la pénétration de 60 à 150 (1/10 mm)......... 85 à 95 % en poids huile de colza (huile de navette) comme composant de flux........................ 4 à 15 % en poids agent adhésif ou mélange d'agents adhésifs à base d'amine grasse ou de silicium organique................................ 0,1 à 3 % en poids. 2721043 C. Bitume fluxé ou bien émulsion de bitume fluxé en tant que liant pour la production d'un mélange à froid bitume pour la construction de routes pénétration 150 à 250 (1/10 mm)............ 50 à 85 % en poids huile de colza comme composant de flux.... 10 à 40 % en poids huile de lin comme composant de flux....... 0 à 30 % en poids agent adhésif à base d'amine grasse........ 0 à 5 % en poids Dans le cas de l'émulsion de bitume de flux, on émulsionne 50 à 70 % de cette phase de l'agent liant dans une phase aqueuse d'une solution de savon anionique (avantageusement à base de tallol) ou bien dans une phase aqueuse d'une solution d'amine grasse cationique (avantageusement à base de suif et propylènediamine). Exemples d'utilisation 1. Production d'un traitement de surface: Selon l'importance du trafic, le climat, l'état de la fondation, la grosseur du gravillon utilisé, et d'autres, on pulvérise 0,8 à 1,5 kg/m2 de quantité efficace d'un agent liant de bitume fluxé selon l'invention à une température de traitement de 130 à 170 C (ou à froid en tant qu'émulsion de bitume) avec un appareil pulvérisateur en rampe, sur la fondation. Ensuite, ce film de l'agent liant d'environ 1 mm d'épaisseur est gravillonné régulièrement et si possible en une couche au moyen d'une gravillonneuse. Des traitements de surface ainsi produits sont, après quelques passages du cylindre, libres pour le trafic (avec limitation de vitesse). Après quelques jours le gravillon en excès est retiré et la route est libre pour un trafic normal. Les avantages importants par rapport au bitume fluxé utilisé jusqu'à maintenant sont les suivants: 6 2721043 - Moins d'émissions de vapeurs d'huile de flux pendant le traitement (équipes de travail!). - Plus grande sécurité dans le traitement en raison du point d'inflammation plus élevé des composants de l'huile de flux selon l'invention. - Très faible possibilité de mauvaise influence sur l'environnement par les hydrocarbures fluides ou respectivement par les composants pouvant être élués par l'eau de pluie, en comparaison avec les agents utilisés jusqu'à maintenant. - Compatibilité optimale, avec le bitume, des huiles de flux selon l'invention et ainsi bonne résistance au vieillissement de l'agent liant. - Indépance des importations par la possibilité d'utilisation de matières premières végétales venant du pays. 2. Production du mélange à froid: Selon la constitution des grains des pierres à utiliser, on mélange 6 à 10 % de l'émulsion de bitume selon l'invention (exemple de réalisation C) dans une installation appropriée de mélange avec les pierres. En phase finale du mélange, on peut ajouter des additifs rompant l'émulsion (par exemple des sels, des alcalis, des acides) pour ainsi arriver à ce que de l'eau claire s'écoule et s'assurer qu'il ne restera pas d'impureté à l'emplacement de mélange par les résidus d'émulsion non rompus. Un mélange à froid ainsi produit peut être stocké pendant longtemps et peut être travaillé à froid et il est avantageusement utilisé, chargé librement sur des camions ou bien emballé en sac dans des buts de réparation (nid de poule, obturation des trous pendant les mois froids de l'année). L'avantage particulier de l'agent liant selon l'invention vis-à-vis des agents traditionnels est sa compatibilité avec l'environnement. Pour l'agent liant traditionnel, par suite de l'effet de l'eau de pluie, des composants minéraux nocifs pour l'environnement, mettant en danger les eaux souterraines, peuvent s'éluer, 7 2721043 dans le cas de la présente invention, l'agent liant est totalement biologiquement décomposable et sans huile nocive pour l'environnement. La possibilité favorable du post- durcissement souhaité de l'agent liant (huiles sèches) sur l'influence de l'oxygène de l'air est un autre avantage important du système selon l'invention. Pour la production du mélange à froid, on peut également utiliser le bitume fluxé tel que décrit dans l'exemple de réalisation o l'on mélange 3 à 10 % en pods de la phase du liant à 90 à 97 % en poids de gravillons. Selon la présente invention, on peut produire, entre autres, les groupes de produits suivants à base de bitume: Bitumes fluxés ainsi qu'émulsions de bitume en tant que liant pour la production de mélanges à froid, pour les traitements de surface, en tant que liant pour le mode de construction en badigeonnage (étanchéification à la bouillie ainsi que couche supérieure mince pouvant être construite à froid), émulsions de bitume pour des procédés de reboisement, émulsions de bitume ainsi que bitume fluxé en tant qu'agent liant pour des procédés de recyclage des matériaux de contruction. Dans ce dernier cas, il se produit la réincorporation du matériau de dissociation de l'asphalte ou bien des produits de fraisage ainsi que d'autres matériaux de construction de recyclage, avec ou sans addition de ciment. D'autres produits sont des bitumes fluxés dans des buts d'imprégnation, par exemple en tant qu'agents d'injection pour l'assainissement des murs et bitumes de flux pour travaux de scellement, par exemple pour le scellement des crevasses et des joints dans les rues. 8 2721043 REVENDICATIONS 1. Emulsion de bitume pour la production d'un mélange à froid ou de revêtements pour des rues ou chemins ayant une teneur en bitume et un composant de flux ainsi que le cas échéant des agrégats, des agents adhésifs, des agents émulsionnants, des siccatifs, des élastomères, des matières provoquant la réticulation et analogues, le composant de flux étant une huile végétale telle que l'huile de colza ou bien un dérivé d'huile de colza, caractérisée en ce qu'on prévoit à 99 % en poids de bitume et, en tant que composant de flux, 1 à 50 % en poids d'huile végétale telle que l'huile de colza ou un dérivé d'huile de colza comme sa part d'acide gras ou un mélange d'acides gras, un produit de transestérification tel que l'ester méthylique de l'huile de colza ou bien un dérivé de résine alkyde de l'huile de colza, et cette phase de l'agent liant est émulsionnée dans une phase aqueuse. 2. Emulsion de bitume selon la revendication 1, caractérisée en ce que dans la phase de l'agent liant, par rapport à l'huile de colza ou au dérivé d'huile de colza, on prévoit 0,1 à 30 % en poids d'une autre huile végétale, en particulier de l'huile de lin, et 0,1 à 5 % en poids (en se rapportant à la phase de l'agent liant) d'un adhésif tel qu'un adhésif à base d'amine grasse. 3. Emulsion de bitume selon la revendication 1, en tant que liant pour le traitement de surface et pour le mode de construction en badigeonnage de rues, chemins, remblais ou analogues, caractérisée en ce que la phase de l'agent liant contient les composants suivants: bitume pour la construction de routes....... 75 à 97 % en poids huile de colza ou dérivé d'huile de colza... 2 à 25 % en poids et le cas échéant agent adhésif ou bien mélange d'agent adhésif à base d'amine ou à base de silicium organique............. 2 à 25 % en poids 9 2721043 et pour l'émulsion de bitume, on émulsionne 50 à 70 % en poids de cette phase de liant dans une phase aqueuse d'une solution d'un savon anionique ou bien dans une phase aqueuse d'une solution d'amine grasse cacionique. 4. Emulsion de bitume selon la revendication 3, caractérisée en ce que dans la phase de l'agent liant, en tant que bitume de construction de routes, sont contenus un bitume pour construction de routes modifié par un polymère à raison de 85 à 95 % en poids et de l'huile de colza ou bien un dérivé d'huile de colza en quantité de 4 à 15 % en poids. 5. Emulsion de bitume selon la revendication 1 en tant qu'agent liant pour un mélange à froid caractérisée en ce que la phase de l'agent liant se compose du mélange suivant: bitume pour la construction de routes... 50 à 85 % en poids huile de colza ou son dérivé............ 10 à 40 % en poids ainsi que le cas échéant, huile de lin.. 0,1 à 30 % en poids et agent adhésif à base d'amine grasse.. 0,1 à 5 % en poids pour l'émulsion de bitume, on émulsionne 50 à 70 % en poids de cette phase de l'agent liant dans une phase aqueuse d'une solution d'un savon anionique ou dans une phase aqueuse d'une solution d'amine grasse cationique. 6. Mélange à froid caractérisé en ce que la phase de l'agent liant selon la revendication 5 est mélangée en une quantité de 3 à 10 % en poids à 97 à 94 % en poids de gravillons, le cas échéant avec des additifs rompant l'émulsion tels que des sels, des alcalis ou des acides. 7. Procédé pour le traitement de surface des rues, chemins, remblais et analogues caractérisé en ce que l'émulsion de bitume selon l'une quelconque des revendications précédentes est pulvérisée en une quantité de 0,8 à 1,5 kg de l'agent liant efficace par m2 de surface sur la fondation, ensuite des gravillons sont appliqués et le cas échéant sont cylindrés et l'excès est retiré.