Brevet FR2748283A1 — publié le 19971107

La présente invention concerne un procédé de traitement de couches d'accrochage à base d'émulsion de bitume, destinées à permettre le collage de couches supplémentaires en enrobés bitumineux après leur répandage à l'aide de répandeuses équipées de rampes de pulvérisation, de façon permettre une circulation rapide des engins de chantier. Dans la technique routière, on recouvre fréquemment les couches de roulement vieillies d'une nouvelle couche en béton bitumineux qui peut être appliquée à froid ou à chaud. Lorsque la nouvelle couche est simplement appliquée sur l'ancienne, sans prendre de précautions particulières, il se produit un travail en fatigue de la couche supérieure qui aboutit rapidement à sa destruction. On s'est, en conséquence, rendu compte qu'il est quasiment indispensable, pour garantir une durée de vie suffisante de la structure, d'interposer entre les deux couches une couche d'accrochage ayant pour rôle de permettre de coller parfaitement la couche neuve sur la couche vieillie. De telles couches d'accrochage sont classiquement constituées par des émulsions de bitume à faible concentration en bitume (environ 60 de bitume et 40 W de phase aqueuse) qui sont répandues généralement à raison de 0,3 à 1,5 kg/m2. L'utilisation des émulsions de bitume dans le cadre de la technique routière s'est largement développée dans les dernières années compte tenu du fait qu'elles permettent de transporter le bitume sous forme de gouttelettes à une température inférieure à 1000C et ce dans un état faiblement visqueux, de nature à faciliter le pompage plus plus précisément, on utilise quasi exclusivement des émulsions cationiques de bitume qui présentent l'avantage d'être faciles à fabriquer et de posséder une adhésivité naturelle leur permettant de convenir quel que soit le type de granulat existant contrairement aux émulsions anioniques qui ont, dans certains cas, une adhésivité nulle. Ces émulsions de bitume sont de manière classique, appliquées sur la chaussée à l'aide de répandeuses dites répandeuses tout liant qui sont constituées par des véhicules (éventuellement semi-remorques) munis d'une citerne ayant une capacité de l'ordre de 8 000 à 13 000 litres équipée d'un système de chauffage, ainsi que d'un système de pompe et, à leur partie arrière, d'une rampe de pulvérisation permettant de répandre l'émulsion de bitume transversalement à la chaussée, sous forme de jets. De telles répandeuses sont susceptibles de répandre tout type d'émulsion de bitume, et plus généralement tout liant anhydre ou hydrocarboné ; elles sont en particulier fréquemment utilisées dans la technique des enduits superficiels consistant à répandre, sur la chaussée, un film de liant suivi ensuite d'un gravillonnage. Pour des raisons économiques faciles à concevoir, les émulsions de bitume destinées aux couches d'accrochage ne sont pas fabriquées spécifiquement, sauf dans le cas de chantiers particulièrement importants, et on met habituellement en oeuvre à cet effet, des émulsions de bitume dites de répandage qui sont, primitivement, destinées à la réalisation d'enduits superficiels. De telles émulsions sont confectionnées avec des bitumes mous (norme NFT 65001) et sont souvent additionnées de solvants ou d'agents fluidifiants afin d'en diminuer la viscosité et d'offrir une bonne adhésivité vis-à-vis des granulats. La conséquence de l'utilisation de telles émulsions pour enduits superficiels est qu'il se produit, lors de la rupture, c'est-à-dire de la séparation de la phase bitumineuse et de la phase aqueuse (coalescence du bitume) un ramollissement du liant résiduel sous l'effet de la température qui peut déjà être observé dès 200C. Le liant ainsi ramolli adhère aux semelles et aux pneumatiques des camions et entraîne, en conséquence, une souillure de l'environnement ; de plus, par suite de ce phénomène de collage, les engins finisseurs, qui se déplacent en arrière de la répandeuse pour mettre en oeuvre les enrobés constitutifs de la nouvelle couche de roulement, risquent d'enlever une proportion non négligeable de la couche d'accrochage qui, compte tenu de son dosage ainsi diminué, ne peut plus remplir son rôle de manière satisfaisante. Pour remédier à ces inconvénients, on a déjà proposé, il y a quelques années, d'intégrer la rampe de pulvérisation de la couche d'accrochage au finisseur qui met en oeuvre 1 ' enrobé. On a, ainsi, conçu des véhicules équipés - en plus de la trémie permettant le répandage des enrobés sur la chaussée et de la table flottante et vibrante permettant leur compactage sur une épaisseur prédéterminée - d'une rampe de pulvérisation montée directement en amont, d'une citerne de 4 000 à 6 000 litres destinée à contenir l'émulsion de bitume, ainsi que d'un système de pompes alimentant cette rampe. Un tel véhicule présente l'inconvénient d'avoir, obligatoirement, de très grandes dimensions et d'entraîner un surcoût de plus de 50 % par rapport à l'ensemble traditionnel répandeuse/finisseur, ce qui est difficilement viable du point de vue économique. L'inconvénient principal d'un tel système est cependant lié au fait que les répandeuses classiques se déplacent à des vitesses de l'ordre de 10 à 20 km/h (c'est-à-dire de quelques centaines de mètres par minute) alors que les véhicules finisseurs ne se déplacent qu'à 2 à tout au plus 20 mètres par minute. Cette différence de vitesse n'est pas sans poser des problèmes compte tenu du fait que l'on doit toujours répandre sur la chaussée un dosage de 0,3 à 1,5 kg d'émulsion de bitume. Cette exigence a conduit à développer des rampes spéciales très sophistiquées qui pulvérisent l'émulsion de bitume non pas sous forme de jets, mais sous la forme d'un très fin brouillard (micronisation) ; ces rampes présentent toutefois l'inconvénient de se boucher très fréquemment, et en particulier d'exiger la mise en oeuvre d'opérations de décolmatage longues et incommodes toutes les fois que l'on doit remettre en marche le système après un arrêt. La présente invention a pour objet de proposer un procédé permettant de remédier à ces inconvénients tout en utilisant, pour la pulvérisation de la couche d'accrochage, des émulsions de bitume pour enduits superficiels ainsi que des répandeuses classiques qui ne sont que très légèrement modifiées. Conformément à l'invention, ce procédé est caractérisé en ce que, immédiatement après le répandage de la couche d'accrochage à base d'une émulsion cationique de bitume, on répand sur celle-ci 30 à 150 g/m2 d'une dispersion aqueuse de fi nes minérales ayant une concentration pondérale d'environ 0,5 à 10 W. Les fines pouvant être mises en oeuvre dans le cadre de ce procédé sont, généralement, constituées par de la chaux vive et/ou de la chaux grasse éteinte et/ou des fines calcaires et/ou des fines siliceuses. On peut, cependant, également avoir recours à des fines autres, notamment issues de roches massives (porphyre, diorite...) ou encore à des fines de laitiers de hauts fourneaux, des cendres volantes de centrales thermiques, des ciments hydrauliques, ... à la condition que ces fines possèdent une très grande surface spécifique, correspondant, de préférence, à une finesse Blaine de l'ordre de 3 000 à 20 000 cm2/g. Cette dispersion aqueuse de fines minérales agit en fait schématiquement à deux niveaux : en effet, la présence des fines permet d'accélérer la coalescence des gouttelettes de bitume de l'émulsion (augmentation de la vitesse de rupture) grâce à une action physique liée au collage du bitume sur les particules solides ; de plus, l'augmentation de la concentration en phase aqueuse de l'émulsion de bitume consécutive à l'ajout de la dispersion entraîne une déstabilisation de celleci. Ces deux effets se combinent pour favoriser, après rupture, l'apparition, à la surface du film de liant bitumineux résiduel, d'une pellicule désolidarisante à base de fines empêchant tout collage du bitume sur les pneumatiques des engins finisseurs. I1 est à noter que, dans le cas de chantiers à fort trafic de type autoroutier ou dans des conditions climatiques particulières (pays chauds), il peut être avantageux, voire même nécessaire, de remplacer l'émulsion pour enduit superficiel par une émulsion à base de bitume pur obtenue spécifiquement. Dans de tels cas, il peut s'avérer avantageux de mettre en oeuvre un bitume ayant une pénétrabilité de 35/50, 50/70, 70/100 ou 180/220 (norme NFT 66 004). Selon une caractéristique préférentielle de l'invention, on répand la dispersion de fines minérales à l'aide d'une seconde rampe de pulvérisation montée en porte-àfaux sur la répandeuse en arrière de la première rampe destinée à la pulvérisation de la couche d'accrochage à base d'émulsion de bitume. Cette caractéristique permet de mettre en oeuvre le procédé conforme à l'invention de manière extrêmement simple et rapide. L'invention se rapporte également à un véhicule permettant la mise en oeuvre du procédé susmentionné. Conformément à l'invention, un tel véhicule est caractérisé en ce qu'il est équipé - d'une part, d'un premier réservoir destiné à contenir l'émulsion de bitume constituant la couche d'accrochage et coopérant avec une première rampe de pulvérisation montée transversalement en porte-à-faux à l'arrière du véhicule, et - d'autre part, d'un second réservoir destiné à contenir l'émulsion aqueuse de fines minérales et coopérant avec une seconde rampe de pulvérisation montée en porte-à-faux sur le véhicule en arrière de la première rampe de pulvérisation, essentiellement parallèlement à celle-ci. Le second réservoir est, en règle générale, constitué par une citerne ayant un volume environ dix fois inférieur à celui de la citerne constituant le premier réservoir. Selon une autre caractéristique de l'invention, le second réservoir est monté en avant du premier réservoir, essentiellement transversalement par rapport à celui-ci, et donc immédiatement en arrière du véhicule tracteur. Selon une autre caractéristique de l'invention, le second réservoir est un réservoir sous pression alimenté par le compresseur d'air du moteur du véhicule. Selon une autre caractéristique de l'invention, le second réservoir est équipé, à sa partie interne, d'un agitateur à hélice. Il est clair que le véhicule conforme à l'invention peut être obtenu à partir d'une répandeuse classique, en ne lui faisant subir que peu de transformations. Les caractéristiques du procédé ainsi que du véhicule qui font l'objet de l'invention seront décrites plus en détail en se référant aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue schématique d'un véhicule conforme à l'invention, - la figure 2 est une coupe schématique du second réservoir. Selon la figure 1, le véhicule conforme à l'invention comporte, schématiquement, un véhicule tracteur 1 coopérant avec une remorque 2 ainsi que des roues 3 permettant son déplacement sur une chaussée x-x'. Tout comme les répandeuses classiques, la remorque 2 est équipée d'un premier réservoir 4 monté longitudinalement et destiné à recevoir l'émulsion de bitume. Ce premier réservoir 4 est équipé, à sa partie interne, d'un système de chauffage, non représenté, permettant de maintenir la température à une valeur de l'ordre de 40 à 800C, et coopère avec une première rampe de pulvérisation 5 montée transversalement en porte-à-faux à sa partie arrière de manière à permettre de répandre sur la chaussée x-x' une couche A d'émulsion de bitume. Un système de conduites 7 équipé d'une pompe 8 permet de transférer, selon la flèche a, l'émulsion de bitume contenue dans le premier réservoir 4 vers la rampe de pulvérisation 5. Selon les figures 1 et 2, la remorque 2 est également équipée d'un second réservoir 9 monté transversalement entre le premier réservoir 4 et le véhicule tracteur 1 ayant un volume environ dix fois inférieur à celui du premier réservoir et destiné à contenir la solution aqueuse de fines minérales. Ce second réservoir 9 est relié au moyen d'un second système de conduites 10 à une seconde rampe de pulvérisation 11 montée en porte-à-faux sur le véhicule en arrière de la première rampe de pulvérisation 5 essentiellement parallèlement à celle-ci. Selon la figure 2, le second réservoir 9 est muni d'un orifice de remplissage 11 et est relié au compresseur d'air 12 du véhicule tracteur 1 de façon à permettre la mise sous pression de sa partie interne. Un agitateur à hélice 13 permet d'homogénéiser constamment la suspension aqueuse de fines minérales. Ce système permet de répandre au-dessus de la couche A d'émulsion de bitume, une couche B de solution aqueuse de fines minérales provenant du second réservoir 9 selon la flèche b. REVENDICATIONS 10) Procédé de traitement de couches d'accrochage à base d'émulsion de bitume destinées à permettre le collage de couches supplémentaires en enrobés bitumineux après leur répandage à l'aide de répandeuses équipées de rampes de pulvérisation, de façon permettre une circulation rapide des engins de chantier, procédé caractérisé en ce que immédiatement après le répandage de la couche d'accrochage, on répand sur celle-ci 30 à 150 g/m2 d'une dispersion aqueuse de fines minérales ayant une concentration pondérale d'environ 0,5 à 10 t. 20) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on met en oeuvre de la chaux vive et/ou de la chaux grasse éteinte et/ou des fines calcaires et/ou des fines siliceuses et/ou des fines de laitiers de hauts fourneaux et/ou des cendres volantes de centrales thermiques et/ou des ciments hydrauliques... 30) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'on répand la dispersion aqueuse de fines minérales à l'aide d'une seconde rampe de pulvérisation montée en porte-à-faux sur la répandeuse en arrière de la première rampe destinée à la pulvérisation de la couche d'accrochage à base d'émulsion de bitume. 40) Véhicule permettant la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu' il est équipé - d'une part, d'un premier réservoir (4) destiné à contenir l'émulsion de bitume constituant la couche d'accrochage et coopérant avec une première rampe de pulvérisation (5) montée transversalement en porte-à-faux à l'arrière du véhicule, et - d'autre part, d'un second réservoir (9) destiné à contenir l'émulsion aqueuse de fines minérales et coopérant avec une seconde rampe de pulvérisation (11) montée en porte-à-faux sur le véhicule en arrière de la première rampe de pulvérisa tion (5), essentiellement parallèlement à celle-ci. 50) Véhicule selon la revendication 4, caractérisé en ce que le second réservoir (9) est monté en avant du premier réservoir (4) essentiellement transversalement par rapport à celui-ci. 60) Véhicule selon l'une quelconque des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que le second réservoir (9) est un réservoir sous pression alimenté par le compresseur d'air (12) du moteur du véhicule. 70) Véhicule selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que le second réservoir (9) est équipé, à sa partie interne, d'un agitateur à hélice (13).