Brevet FR2714682A1 — publié le 19950707

La présente invention concerne un matériau pour les chaussées routières résultant d'un mélange de granulat et de liant hydrocarboné dans lequel on incorpore à chaud ou à froid un flux de fibres au moment de l'épandage. La présente invention concerne également le procédé d'incorporation desdites fibres, ainsi qu'un dispositif installé sur le finisseur ou sur des machines utilisant le même principe. Ce dispositif assure la distribution et le dosage des fibres au sein de l'enrobé. On sait que les matériaux obtenus en utilisant un mélange de granulats et de liant hydrocarboné offrent de nombreux inconvénients, notamment: - une résistance à la traction relativement faible; - un module complexe fortement influencé par la température; - une tendance à se fissurer; - une tendance à s'orniérer en présence d'un trafic important. Devant de tels inconvénients, on a cherché à améliorer les performances des matériaux routiers. Les recherces ont été poursuivies dans deux directions différentes. Suivant la première orientation, on a incorporé dans le liant hydrocarboné différents composés chimiques tels que, par exemple, des élastomères. Cette orientation a permis de réaliser des matériaux performants, mais en général d'un prix de revient relativement élevé. Suivant une deuxième orientation, on a cherché à donner aux matériaux classiques une certaine structure par l'incorporation de fibres de cellulose, de fibres acryliques et finalement de fibres de verre. L'analyse a montré que parmi toutes ces fibres, les fibres de verre offraient une surface spécifique au gramme, supérieure de 50% à celle des fibres acryliques et une surface spécifique double de celle des fibres cellulosiques. De sorte, les fibres de verre permettent d'établir avec l'enrobé la liaison la plus solide. De plus, on a constaté que la fibre de verre constitue une armature tridimensionnelle au sein du matériau et confère ainsi des propriétés mécaniques très importantes caractérisées notamment par un module complexe plus élevé, une résistance améliorée à la traction et une réduction très marquée de l'ornièrage. Jusqu'à présent, l'incorporation des fibres dans la chaîne de fabrication se fait au niveau de la centrale d'enrobage, avant ou après le mélange du granulat avec le liant hydrocarboné. Mais dans tous les cas, il existe un certain décalage dans l'espace et dans le temps entre le moment de la fabrication et celui de l'utilisation de ce produit. Or, on a observé une forte diminution de l'ouvrabilité du produit, s'il n'est pas utilisé immédiatement après sa fabrication. Sa consistance augmente et conduit à une agglomération du produit, ce qui entraîne des difficultés de manipulation et de mise en oeuvre. Si l'on veut maintenir une manipulation plus aisée de ce produit, il est préférable d'utiliser des brins de fibres de petite longueur, ce qui réduit l'avantage procuré par les fibres. La présente invention a précisément pour but de supprimer ces contradictions. En effet, et selon l'invention, les fibres ne sont incorporées qu'au dernier moment, juste avant l'épandage - c'est-à-dire au moment où l'augmentation de la consistance du produit n'entraîne au contraire que des avantages. De sorte que l'on peut utiliser sans aucune gêne des fibres longues allant jusqu'à 80 mm par exemple. Dans ces conditions, il est possible de réaliser des couches de chaussée plus minces offrant une résistance plus élevée à la traction. L'invention a également pour objet un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé. L'invention vise également un enrobé pour matériau de couches de chaussée comprenant un mélange de granulats et de liants hydrocarboné, caractérisé en ce qu'un flux de fibres de verre de longueur comprise entre 20 mm et au moins 80 mm est incorporé au moment de l'épandage. L'invention sera mieux comprise en se reportant aux figures représentant l'installation et le fonctionnement d'un finisseur, dans lesquelles: - la figure 1 situe l'emplacement préféré du dispositif de pulvérisation des fibres sur le finisseur, - la figure 2 décrit le fonctionnement d'un des pistolets de pulvérisateur de fibres, et - la figure 3 fait apparaître de face l'installation de ces pulvérisateurs. La figure 1 présente une vue de profil d'un finisseur. Ce véhicule comporte une trémie d'alimentation 1 située à l'arrière du finisseur et fermée au moyen de deux volets rabattables latéralement 10 et 10' masquant ainsi une chaîne d'entraînement du matériau (non représenté) conduisant à un puits 20 par lequel le produit 9 se déverse sur la vis sans fin 6. On note la présence d'un bras de nivellement 2 susceptible d'abaisser ou de relever la table de répandage par pivotement autour de son point d'attache 3. Le dispositif de pulvérisation de fibres 5 permet de projeter ces fibres sur le matériau 9 provenant par exemple de la centrale d'enrobage. Le produit fini résultant de l'incorporation des fibres dans le matériau 9 est entraîné par la vis sans fin de répartition 6 vers la table 8 mise en mouvement par le vibrateur 4 et le dameur 7. De sorte que le produit fini est réparti latéralement par la vis sans fin et il est mis en contact étroit avec le sol et nivelé grâce à la table 8. La figure 2 expose schématiquement l'opération d'incorporation d'un flux de fibres coupées 11 dans l'enrobé 9. Ce flux de portions de fibres est obtenu au moyen d'un pistolet 5 en soi connu, à partir d'une bobine 15 de fibres de verre disposée au-dessus du pistolet. Les fibres sont tronçonnées à la longueur voulue entre les cylindres 13 et elles sont projetées vers l'avant. Ultérieurement, ce produit reste entraîné par la vis sans fin de répartition 6. Le pistolet 5 se règle de façon à donner à la portion de fibre la longueur souhaitée pour obtenir les propriétés mécaniques recherchées. On utilise fréquemment des morceaux de fibre offrant une longueur comprise entre 20 mm et 80 mm. De plus, la vitesse du débit permet d'ajuster le pourcentage de fibres à incorporer dans l'enrobé. Ce pourcentage est généralement compris entre 0,3% et 0,5% du poids du matériau. La figure 3 est une vue de face du dispositif de pulvérisation de flux 11 de fibres. On note que tous les pistolets tels que 5, 5', 5", etc. sont montés sur un arbre commun 17. L'arbre d'entraînement peut être mû hydrauliquement, mécaniquement ou électriquement. Chaque pistolet peut être déclenché électromécaniquement de façon indépendante. On peut donc introduire des fibres de façon différenciée dans le profil en travers. En résumé, le dispositif décrit en référence aux figures 1 à 3 permet désormais d'introduire les fibres dans des conditions très satisfaisantes au niveau du finisseur et non plus au niveau de la centrale d'enrobage. I1 permet également de restaurer les chaussées anciennes en leur donnant des performances mécaniques accrues. En augmentant la quantité de fibres injectées et/ou la longueur de celles-ci, on peut obtenir des couches de matériau offrant des propriétés mécaniques améliorées. En effet, jusqu a présent, la longueur des fibres incorporées et leur pourcentage étaient limitées par la diminution d'ouvrabilité du produit fini qui rendait incertain le transport du produit fini depuis la centrale d'enrobage jusqu'au lieu d'épandage. Le procédé ci-dessus permet d'augmenter la longueur des fibres incorporées et leur pourcentage puisque le produit fini est obtenu sur place, sur le lieu d'épandage, et n'est plus soumis aux aléas du transport. Ce nouveau procédé permet donc de fabriquer un nouveau produit fini incorporant des fibres plus longues de 20 mm à 80 mm ou de traiter des matériaux sur place. Ces produits offrent des propriétés mécaniques améliorées et des liaisons plus solides avec le liant hydrocarboné. On peut ainsi augmenter de façon très importante les performances de fatigue de résistance à la traction, et de résistance à l'orniérage tout en diminuant la susceptibilité thermique du matériau. De plus, le dispositif décrit est extrêment simple et peut être facilement monté sur tous les finisseurs, tant au niveau du puits qu'au niveau de la vis sans fin. Ce même dispositif peut être utilisé sur des machines de recyclage, de thermoreprofilage et de retraitement utilisé pour la régénération de couches de chaussée. Pour obtenir les résultats les plus performants, il y a lieu cependant d'adapter le pourcentage de liant bitumeux et la granulométrie à ce nouveau type de produits. Revendications 1.- Procédé permettant d'améliorer à chaud et à froid les qualités spécifiques des matériaux routiers à fibres incorporées, caractérisé en ce que l'on effectue dans un premier temps le mélange de granulats et de liant hydrocarboné dans une centrale d'enrobage et en ce que l'on incorpore le flux de fibres coupées dans l'enrobé ultérieurement au moment de l'épandage. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le flux des fibres coupées est produit directement dans le finisseur utilisé pour l'épandage du produit final. 3.- Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le flux de fibres coupées est produit directement dans la chaîne de retraitement de la chaussée. 4.- Dispositif de mise en oeuvre du procédé des revendications 1, 2 et 3, caractérisé en ce que le flux de fibres (11) est produit par plusieurs pistolets (5) fixés dans la machine d'épandage. 5.- Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que tous les pistolets sont montés sur une seul arbre d'entraînement (17) supporté par le finisseur. 6.- Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le matériau (9) ayant absorbé le flux de fibres (11) est directement entraîné par la vis sans fin (6) vers le dameur (7) et la table vibrante. 7.- Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le flux de fibres (11) est dirigé vers la base de l'enrobé (9). 8.- Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le flux de fibres (11) est dirigé vers le puits (20) du finisseur. 9.- Enrobé pour matériau de couches de chaussée comprenant un mélange de granulats et de liants hydrocarboné, caractérisé en ce qu'un flux de fibres de verre de longueur comprise entre 20 mm et au moins 80 mm est incorporé au moment de l'épandage.