Brevet FR2731240A1 — publié le 19960906

La présente invention a pour objet un procédé et un dispositif destiné à l'amélioration des performances mécaniques des liants hydrocarbonés utilisés en construction routière. Le dispositif d'amélioration du liant peut être installé sur le circuit du liant de la centrale d'enrobage. Les liants hydrocarbonés sont utilisés en construction routière à deux fins : l'enrobage des granulats et les enduits superficiels. Le procédé s'applique de façon préférentielle à ltenrobage. L'enrobage consiste à mélanger dans un malaxeur généralement à chaud (à une température de l'ordre de 1500c) des granulats et un liant hydrocarboné. Les liants hydrocarbonés présentent l'avantage d'être à la fois souples et imperméables. Cependant, ils ont plusieurs inconvénients: Les liants sont susceptibles thermiquement, c'est à dire qu'ils sont liquides aux fortes températures et fragiles aux basses températures. Ceci provoque des problèmes d'orniérage dans les enrobés par temps chaud et des problèmes de fissuration par temps froid. Ils manquent également de cohésion et ne procurent pas des performances en traction élevées aux matériaux qui ont été traités par eux, il en résulte des problèmes de fissuration des matériaux enrobés extrêmement préjudiciable à la bonne tenue de la chaussée. Depuis plusieurs années on a recherché à minimiser ces inconvénients. Une première voie a consisté à améliorer les performances des liants hydrocarbonés en les modifiants par l'ajout de polymères, cette solution est bonne mais d'un coût élevé. Une deuxième voie consiste a utiliser des fibres comme renforcement du liant. Les fibres peuvent être des fibres organiques, synthétiques, minérales ou de verre. Il y a deux types de fibres: les fibres courtes inférieures à 5 mm) et les fibres plus longues pouvant aller jusqu'à 50mm. Les fibres quand elles sont de courte longueur sont introduites en général dans la centrale d'enrobage au niveau du malaxeur et plus rarement dans le liant d'enrobage. Ce type de fibres agit essentiellement sur la susceptibilité thermique du matériau et sur le mortier de l'enrobé (fraction granulométrique inférieure à 6 mm). Elles permettent en augmentant la teneur en bitume d'augmenter ainsi la résistance en fatigue, par contre leur rôle anti- fissures est réduit. Les fibres de longueur plus importante sont introduites soit dans la centrale d'enrobage, soit dans le finisseur. Cette longueur plus importante permet d'armer l'enrobé ainsi traité et lui confère une résistance accrue en matière d'anti-fissuration. Par contre le mode d'introduction ne permet pas d'augmenter de façon sensible la teneur en bitume. Parmi les fibres longues utilisées se sont les fibres de verre qui présentent le plus d'intérêt. Ce type de fibre procure un effet anti-fissure marqué et diminue la susceptibilité thermique des matériaux. Cependant, les calculs montrent que l'effet obtenu est inférieur à ce qu il devrait être et que la résistance en traction du matériau est très nettement inférieure au résultat théorique. Ce phénomène s'explique par le fait que les fibres longues ne sont pas complètement enrobées de liant et que leur efficacité se trouve ainsi diminuée. De plus les fibres longues quand elles sont mélangées au niveau du malaxeur de la centrale ou au niveau du finisseur réduisent la porosité des enrobés drainants Le procédé et le dispositif ont pour objet de remédier à ces deux derniers inconvénients. Le procédé objet de l'invention consiste à mélanger d'abord des fibres d'une grande longueur avec le liant hydrocarboné avant l'enrobage et avant son introduction dans le malaxeur. I1 peut être utilisé dans les centrales de type discontinu ou dans les centrales de type continu Ce procédé permet ainsi d'enrober les fibres avant leur introduction dans le malaxeur. On crée ainsi une pellicule protectrice de liant hydrocarboné autour des fibres qui permet de diminuer leur fragilité. On augmente également le pouvoir d'absorption des fibres et on diminue ainsi la susceptibilité thermique du liant ce qui peut permettre d'augmenter la teneur en bitume et d'augmenter ainsi la résistance en fatigue du matériau enrobé produit dans la centrale..La longueur des fibres permet d'assurer une liaison solide entre les plus gros éléments du squelette minéral et augmente ainsi le pouvoir anti-fissuration. Ce procédé est particulièrement intéressant quand on l'utilise dans les formules d'enrobés discontinus ou la fraction sable est réduite. Les fibres sont en effet collées à la surface des gros granulats et assurent ainsi la cohésion du mastic et des gros éléments entre eux. On utilise préférentiellement des fibres de verre dont la résistance en traction est très élevée mais on peut également utiliser des fibres synthétiques (en particulier aramide). La longueur des fibres est comprise entre 5 et 50 millimètres. Le diamètre des fibres est compris entre 5 et 50 microns. Le dosage des fibres est de 5 à 50 kilogrammes de fibres par tonne de liant hydrocarboné. Le dispositif d'introduction des fibres consiste à créer une lame de liant hydrocarboné ou une circulation de liant à l'air libre. Cette disposition peut être obtenue en faisant couler le liant dans une goulotte ou en le faisant passer dans un cône alimenté par un dispositif annulaire. Sur cette surface en mouvement on vient disperser des fibres coupées à la longueur désirée selon le dosage souhaité. Le système de dispersion des fibres peut être constitué par des coupeurs de fibres. Dans ce cas les fibres sont approvisionnées sous forme de bobines de fils et sont coupées à la longueur voulue par les coupeurs. Les coupeurs sont constitués d'un rotor de coupe et de galets presseurs, la vitesse de rotation du rotor de coupe permet de régler le débit de la fibre coupée. Les coupeurs sont des dispositifs connus, ils permettent d'obtenir une répartition régulière et d'asservir facilement les dosages. On peut également utiliser des fibres prédécoupées qui seront alors distribuées et réparties au moyen d'une boite dose use dont le dispositif de distribution sera asservi au débit de liant. Le mélange ainsi constitué est ensuite aspiré par une pompe qui refoule le mélange fibre - liant directement dans le malaxeur par l'intermédiaire du dispositif normal de dispersion. Ce dispositif sera mieux compris en se reportant aux figures représentant deux adaptations sur les circuits de liant d'une centrale d'enrobage. La figure 1 représente une adaptation faite dans une goulotte Le liant hydrocarboné arrive par la conduite 1 dans la goulotte 2. Il s'écoule gravitairement vers la conduite 4 Pendant son passage dans la goulotte les fibres sont coupées, dosées et dispersées par le coupeur 3. Une fois dans la conduite 4 le liant et les fibres sont pompés par une pompe à liant pour être envoyés dans le malaxeur de la centrale. La figure 2 représente en coupe une variante de l'adaptation. Le liant arrive par une conduite 1 dans un anneau 3 et s'écoule dans un entonnoir débouchant dans la conduite 4. Au cours du trajet qu'effectue le liant on pulvérise et dose de fibres par le coupeur 2. Dans ces deux figures le système de pulvérisation de fibres a été représenté sous forme de coupeurs, on peut le remplacer par tout autre dispositif de distribution de fibres. Ce type de dispositif peut être installé après ou avant la pompe doseuse de la centrale de fabrication d'enrobé, il est suffisamment simple pour pouvoir être adapté sur toutes les centrales d'enrobage. Revendications 1.- Procédé de fabrication permettant d'améliorer les qualités mécaniques des enrobés hydrocarbonés, caractérisé en ce que l'on effectue dans un premier temps le mélange liant-fibres et en ce que l'on effectue ensuite le mélange liant-granulats. 2.-Procédé de fabrication selon la revendication 1 caractérisé en ce que les fibres ont une longueur comprise entre 5 et 25 millimètres. 3 .- Procédé de fabrication selon la revendication 1 caractérisé en ce que le dosage de fibres mélangées au liant est compris entre 5 et 50 Kilogrammes par tonne de liant hydrocarboné. 4.- Procédé de fabrication selon la revendication 1 caractérisé en ce que le diamètre des fibres est compris entre 5 et 50 microns. S.- Procédé selon la revendication 2 caractérisé en ce que les fibres sont préférentiellement des fibres de verre. 6.-Dispositif de mise en oeuvre du procédé caractérisé en ce que l'on disperse et dose un flux de fibres sur un courant de liant hydrocarboné. 7.-Dispositif selon la revendication C caractérisé en ce que le débit des fibres est asservi au débit du liant hydrocarboné.