FR2866907A1 - Procede d'epandage d'une emulsion de bitume, revetement comprenant une couche d'accrochage obtenue par ce procede et machine permettant la mise en oeuvre de ce procede - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un procédé d'épandage d'une émulsion de bitume, notamment destiné à faire office de couche d'accrochage, dans lequel on fournit une émulsion de bitume concentrée stable, qui contient une phase aqueuse dispersante et une phase dispersée à base de bitume, le bitume représentant plus de 65 % en poids du poids total de l'émulsion de bitume concentrée, on dilue de manière contrôlée l'émulsion de bitume concentrée en ajoutant dans ladite émulsion une solution aqueuse jusqu'à obtenir une émulsion de bitume diluée dans laquelle le bitume représente au plus 55 % en poids du poids total de l'émulsion de bitume diluée, et on répand l'émulsion de bitume diluée en la pulvérisant sur la chaussée.L'invention concerne également le revêtement comprenant une couche d'accrochage obtenue par ce procédé et une machine permettant la mise en oeuvre de ce procédé.
Description
L'invention concerne les revêtements routiers et plus précisément un
procédé d'épandage d'une émulsion de bitume notamment destinée à faire office de couche d'accrochage. Elle concerne aussi le revêtement comprenant une couche d'accrochage obtenue par ce procédé.
L'invention concerne encore une machine de construction permettant la mise en oeuvre de ce procédé.
La réalisation d'un revêtement routier résulte de la mise en oeuvre de couches successives. Parmi ces différentes couches, au moins une couche bitumineuse recouvre une couche inférieure, appelée couche support. Une io couche d'accrochage permet d'assurer le collage entre une couche d'enrobés bitumineux et son support. Son rôle est également d'assurer l'imperméabilité de la chaussée. Dans certaines réalisations, la chaussée comprend plusieurs couches successives d'enrobés. Ces couches sont reliées entre elles par une couche d'accrochage. La couche inférieure is d'enrobés joue alors elle-même, vis-à-vis de la couche d'accrochage, le rôle de couche support.
On sait qu'il est intéressant de provoquer le plus rapidement possible la rupture des émulsions appliquées en couche d'accrochage. En effet, si des camions circulent sur une couche avant la rupture de l'émulsion, leurs pneus réduisent, par endroit, le dosage surfacique de la couche résiduelle et provoquent une pollution, par entraînement de bitume, des voies qu'ils empruntent par la suite. Les chenilles du finisseur peuvent aussi endommager une couche avant la rupture de l'émulsion.
Les dégradations sont de deux natures: soit un manque de couche d'accrochage, soit un excès, lorsque la couche précédemment arrachée est redéposée, en aval, par les chenilles du finisseur (ou les pneus de camions). Cet excès provoquant alors un glaçage de surface par remontée de liant en excès à travers l'enrobé.
Lorsque le support a une faible cohésion, le décollement par plaque de la couche d'accrochage, entraînant une partie des éléments du support, conduit à la formation de trous et de bosses. Dans tous les cas, le défaut de couche d'accrochage entre les deux couches d'enrobés bitumineux, dû à son arrachement, induit un collage très irrégulier et donc insuffisant de ces deux couches entre elles.
Afin de remédier à ces inconvénients, différents procédés permettent d'appliquer des couches d'accrochage dites propres , c'est-à-dire des couches qui n'ont été ni polluées ni dégradées par les pneus des camions approvisionnant le chantier.
Toutefois, aucun des procédés faisant appel à une machine du type répandeuse, comportant une citerne et une rampe d'épandage, ne donne entièrement satisfaction.
Parmi ces procédés, certains utilisent des émulsions à rupture rapide qui ne peuvent être stockées que pendant une très courte durée.
lo Il existe aussi des procédés qui mettent en oeuvre un agent provoquant la rupture de l'émulsion appliquée sur la chaussée, simultanément à l'épandage de l'émulsion. De tels procédés nécessitent un matériel adapté, conduisant à un surcoût d'investissement et à une complexité de mise au point et réglages. Or, les réglages ne sont pas stables, de sorte que ces procédés manquent de fiabilité.
Ainsi, le brevet européen EP-0.736.629 B1 décrit un procédé d'obtention d'une couche d'accrochage d'une couche d'enrobés bitumineux sur un support, comprenant une étape d'application d'un agent tensioactif sur le support, suivie de l'application simultanée de l'émulsion bitumineuse et d'un agent de rupture sur l'émulsion bitumineuse tombant de la machine d'épandage. Ce procédé nécessite une rampe d'épandage pour l'émulsion de bitume, et une seconde rampe pour l'agent de rupture en solution aqueuse, le mélange de l'émulsion bitumineuse et l'agent de rupture se faisant à l'extérieur, par pression variable. Le mélange est donc peu précis.
En outre, un tel procédé présente également l'inconvénient d'utiliser des concentrations élevées en produits corrosifs tels que tensioactifs et agents de rupture.
Le but de l'invention est de remédier à ces inconvénients, et notamment de disposer d'un procédé simple comprenant l'utilisation d'une émulsion de bitume concentrée et sa dilution à l'aide d'une solution aqueuse pour obtenir une émulsion de bitume diluée destinée à rompre rapidement après son épandage. L'émulsion concentrée peut être stockée dans de bonnes conditions, elle est plus stable que l'émulsion diluée.
Un but de l'invention est encore de disposer d'un revêtement de type 35 routier comprenant une couche d'accrochage obtenue par ce procédé.
Un autre but est encore de disposer d'une machine de construction de chaussées permettant la mise en oeuvre de ce procédé.
L'invention concerne donc un procédé d'épandage d'une émulsion de bitume, notamment destinée à faire office de couche d'accrochage, 5 comprenant les étapes suivantes: 1) on fournit une émulsion de bitume concentrée stable, qui contient une phase aqueuse dispersante et une phase dispersée à base de bitume, le bitume représentant plus de 65 % en poids du poids total de l'émulsion de bitume concentrée; io 2) on dilue de manière contrôlée l'émulsion de bitume concentrée en ajoutant dans ladite émulsion une solution aqueuse jusqu'à obtenir une émulsion de bitume diluée dans laquelle le bitume représente au plus 55 % en poids du poids total de l'émulsion de bitume diluée, 3) on répand l'émulsion de bitume diluée en la pulvérisant sur la 15 chaussée.
Par dilution de manière contrôlée, on entend au sens de la présente invention que l'émulsion de bitume concentrée et la solution aqueuse diluante sont dosées par des pompes, de sorte que les proportions d'émulsions de bitume concentrée et de solution aqueuse diluante sont constantes et contrôlables à tout instant.
Le procédé de l'invention permet d'utiliser, comme produit de départ, des émulsions de bitume concentrées, qui n'ont pas de problème de stabilité au stockage. En outre, le fait que les émulsions de bitume soient concentrées permet également de minimiser les coûts de transport.
Par ailleurs, le principe de dilution du procédé de l'invention permet de répandre des émulsions de bitume diluées, pour lesquelles la rupture intervient rapidement après leur épandage, c'est-à-dire dans un délai de l'ordre de trois minutes. La mise en oeuvre de ces émulsions diluées permet une bonne répartition au sol de l'émulsion, conduisant à un recouvrement uniforme de la chaussée à recouvrir.
En outre, les émulsions de bitume ainsi diluées comprennent une quantité importante d'eau, et de ce fait protègent efficacement la phase à base de bitume après la rupture en augmentant la durée d'évaporation. L'émulsion de bitume est soit une émulsion de bitume pur, soit une émulsion de bitume modifié par des polymères.
Le bitume utilisé pour la constitution de l'émulsion est choisi parmi les classes 160/200, 70/100, 50/70, 35/50 et 20/30.
Le choix de l'émulsion de bitume utilisée peut être fait en adéquation avec les conditions climatiques, de température, et d'hygrométrie, relatives à 5 la période et à l'endroit de mise en oeuvre du procédé.
De manière avantageuse, la proportion de solution aqueuse diluante ajoutée à l'émulsion de bitume concentrée représente environ 30 à 35 % en poids du poids total de l'émulsion de bitume diluée ainsi formée.
La solution aqueuse diluante est généralement essentiellement 10 constituée d'eau.
Elle peut également comprendre un agent de rupture de l'émulsion de bitume, dont la teneur représente de 0 à 1 kg/t, et de préférence de l'ordre de 0,5 kg/t en poids du poids total de la solution aqueuse diluante.
La présence dans la solution aqueuse diluante d'un agent de rupture, bien que préférée, n'est pas indispensable. Elle permet de contrôler le délai de rupture de l'émulsion. Le délai de rupture visé est généralement de l'ordre de trois minutes.
Divers agents de rupture des émulsions de bitume sont connus: leur action résulte généralement d'une réaction de neutralisation ou encore de précipitation du milieu émulsionné. La nature de l'agent de rupture dépend essentiellement du bitume émulsionné et de l'agent émulsifiant.
Dans le cas, le plus usuel, des émulsions cationiques, l'agent de rupture peut être choisi parmi les bases fortes, et notamment les bases fortes minérales comme l'hydroxyde de sodium, des tensioactifs anioniques, comme par exemple un alkyl (C10-C20) sulfate, les polymères anioniques et leurs mélanges.
De manière préférée, l'agent de rupture utilisé dans le cas d'une émulsion de bitume cationique est un polymère anionique, qui du fait de sa charge et de sa structure moléculaire à longueur chaîne favorise l'agglomération des particules de bitume.
On entend par polymère anionique, des sels de polymères ou de copolymère à base d'acide acrylique, par exemple un polyacrylate de sodium, d'ammonium ou de potassium, ou encore un sel sodique d'un copolymère d'acide acrylique et d'acrylamide. De plus, il s'agit de polymères anioniques en milieu de pH neutre, et non pas seulement en milieu de pH acide. Ces agents de rupture ou rupteurs, incorporés en très faible quantité dans la solution diluante, ne rendent celle-ci ni corrosive, ni toxique, et rendent son utilisation facile et limitent les dangers impliqués par leur mise en oeuvre.
Dans le cas, plus rare, d'une émulsion anionique, l'agent de rupture est choisi parmi les acides forts, les tensioactifs cationiques, ou les polymères cationiques, par exemple de type ammonium quaternaire.
De manière préférée, l'agent de rupture utilisé dans le cas d'une émulsion de bitume anionique est un polymère cationique, par exemple de io type ammonium quaternaire.
Toutefois, dans la mesure où l'émulsion est vouée à une rupture quasi immédiate, la présence dans la solution aqueuse diluante, d'agents tensioactifs est rarement nécessaire.
La solution aqueuse diluante peut, outre l'agent de rupture, également 15 comprendre un sel de métal alcalin ou alcalino-terreux, présent à raison de 0 à 2 kg/t en poids par rapport au poids de la solution aqueuse.
De manière avantageuse, le sel de métal alcalin ou alcalino-terreux est un chlorure, et de préférence le chlorure de calcium.
La présence de sel de métal alcalin ou alcalino-terreux dans la solution aqueuse diluante a pour principal intérêt de refroidir la solution aqueuse diluante, et donc de retarder l'évaporation de l'eau après rupture de l'émulsion.
L'invention concerne également un revêtement de type routier, composé de couches successives, comprenant au moins une couche support et une couche bitumineuse. La couche bitumineuse est reliée à une couche inférieure par l'intermédiaire d'une couche d'accrochage obtenue par le procédé selon l'invention ou l'un de ces modes particuliers de mise en oeuvre.
L'invention concerne également une machine de construction de 30 chaussée, comportant sur un châssis, monté sur des moyens de déplacement: un réservoir destiné à recevoir une émulsion de bitume concentrée, ledit réservoir coopérant avec une première pompe doseuse, un réservoir destiné à recevoir une solution aqueuse diluante, ledit réservoir coopérant avec une deuxième pompe doseuse, un dispositif de mélange alimenté en émulsion de bitume concentrée à partir du réservoir à émulsion bitume et en solution s aqueuse diluante à partir du réservoir à solution aqueuse diluante, ledit dispositif de mélange permettant le mélange homogène de l'émulsion de bitume concentrée et de la solution aqueuse diluante pour obtenir une émulsion de bitume diluée ayant le taux de bitume souhaité, io - une rampe d'épandage d'une émulsion bitumineuse.
Cette machine permet ainsi la mise en oeuvre du procédé d'obtention d'une couche d'accrochage selon l'invention.
L'utilisation de pompes doseuses pour l'émulsion de bitume concentrée et la solution aqueuse diluante permet une grande précision et 15 une grande régularité au niveau des dosages.
Dans un premier mode de réalisation, le dispositif de mélange est un mélangeur statique, choisi parmi les mélangeurs à corps creux, les mélangeurs à croisillons et le mélangeurs à chicanes, ledit mélangeur étant disposé immédiatement à l'amont de la rampe d'épandage, et la rampe d'épandage est une rampe d'épandage classique alimentée en émulsion de bitume diluée à partir du dispositif de mélange.
La dilution dans un mélangeur statique garantit une homogénéité constante, sans risque de variation, de l'émulsion de bitume diluée.
Dans un second mode de réalisation de la machine de l'invention, on peut avantageusement remplacer l'ensemble formé par le mélangeur statique et la rampe d'épandage classique par l'utilisation d'une rampe d'épandage munie de mini mélangeurs intercalés entre le corps de la rampe à émulsion et les gicleurs. Cet ensemble est appelé mélangeur-gicleur. Une deuxième entrée en tête de ce mélangeur-gicleur, permet l'arrivée de la solution aqueuse diluante. Le mélangeur-gicleur est un mélangeur statique choisi parmi les mélangeurs à corps creux, les mélangeurs à chicanes et les mélangeurs à croisillons. Le dispositif de mélange est alors situé en aval de la rampe d'épandage. L'orifice des gicleurs est classique, et est dimensionné pour les dosages habituellement utilisés pour les couches d'accrochage.
D'autres caractéristiques, buts et avantages ressortiront de la description suivante, donnée à titre d'exemple et sans caractères limitatif, en regard des dessins annexés, sur lesquels: La figure 1 représente un porteur équipé du dispositif de répandage 5 avec mélangeur statique en amont de la rampe à émulsion.
La figure 2 représente un porteur équipé du dispositif de répandage avec mélangeurs statiques en aval de la rampe à émulsion.
La figure 3 est une représentation détaillée des moyens d'épandage du dispositif de la figure 2.
Chacun des deux modes de réalisation du dispositif de répandage comporte un réservoir d'émulsion 2 et un réservoir de diluant 5 porté par un châssis 1. Ces réservoirs peuvent être séparés ou être des compartiments d'une cuve unique compartimentée. Les pompes doseuses, respectivement 4 et 7, prélèvent l'émulsion au travers d'un conduit 3 et le diluant au travers d'un conduit 6.
Dans le premier mode de réalisation, les pompes doseuses 4 et 7 alimentent un mélangeur statique 8 qui est relié et alimente une rampe d'épandage 9.
Dans le deuxième mode de réalisation présenté à la figure 2, la rampe d'épandage 10, alimentée par la pompe doseuse 4, porte et alimente en émulsion des mélangeurs gicleurs 121, 122, 123,... ; ces mélangeursgicleurs sont alimentés en diluant, par des canalisations 111, 112, 113,.. ., elles-mêmes connectées à la rampe 11 alimentée par la pompe doseuse 7.
La rampe d'épandage 10 est ainsi munie de mélangeurs-gicleurs à deux entrées, l'une pour l'émulsion de bitume concentrée et l'autre 11 pour la solution aqueuse diluante, chaque mélangeur-gicleur permettant individuellement un mélange de l'émulsion de bitume concentrée et de la solution aqueuse diluante, de sorte que l'ensemble desdits mélangeursgicleurs constitue les dispositifs de mélange, qui sont situés en aval de la rampe d'émulsion (9).
Ces dispositifs permettent la mise en oeuvre du procédé de l'invention.
Les signes de référence insérés après les caractéristiques techniques mentionnées dans les revendications, ont pour seul but de faciliter la compréhension de ces dernières et n'en limitent aucunement la portée.
Claims (14)
1. Procédé d'épandage d'une émulsion de bitume, notamment destinée à faire office de couche d'accrochage, comprenant les étapes suivantes: 1) on fournit une émulsion de bitume concentrée stable, qui contient une phase aqueuse dispersante et une phase dispersée à base de bitume, le bitume représentant plus de 65 % en poids du poids total de l'émulsion de bitume concentrée; 2) on dilue de manière contrôlée l'émulsion de bitume concentrée en io ajoutant dans ladite émulsion une solution aqueuse jusqu'à obtenir une émulsion de bitume diluée dans laquelle le bitume représente au plus 55 % en poids du poids total de l'émulsion de bitume diluée, 3) on répand l'émulsion de bitume diluée en la pulvérisant sur la chaussée.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la proportion de solution aqueuse diluante ajoutée à l'émulsion de bitume concentrée représente environ 30 à 35% en poids du poids total de l'émulsion de bitume diluée.
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la 20 solution aqueuse diluante comprend un agent de rupture.
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'émulsion de bitume répandue est de type cationique, et l'agent de rupture est choisi parmi les bases fortes, les tensioactifs anioniques et les polymères anioniques.
5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdits polymères anioniques sont des sels de polymères ou de copolymères à base d'acide acrylique.
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'émulsion de bitume répandue est une émulsion anionique, et l'agent de rupture est choisi parmi les acides forts, les tensioactifs cationiques, et les polymères cationiques.
7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que lesdits polymères cationiques sont de type ammonium quaternaire.
8. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, 35 caractérisé en ce que la solution aqueuse diluante comprend un sel de métal alcalin ou alcalino-terreux, présent à raison de 0 à 2 kg/t en poids par rapport au poids total de la solution aqueuse diluante.
9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que le sel de métal alcalin ou alcalino-terreux est un chlorure, et de préférence le chlorure 5 de calcium.
10. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le bitume de l'émulsion de bitume est un bitume pur ou modifié, choisi parmi les classes 160/220, 70/100, 50/70, 35/50 et 20/30.
11. Revêtement de type routier, composé de couches successives, io comprenant au moins une couche support et une couche bitumineuse, caractérisé en ce que la couche bitumineuse est reliée à une couche inférieure par l'intermédiaire d'une couche d'accrochage obtenue par le procédé tel que défini selon l'une des revendications 1 à 9.
12. Machine de construction de chaussée comportant sur un châssis, 15 monté sur des moyens (1) de déplacement: un réservoir (2) destiné à recevoir une émulsion de bitume concentrée dans laquelle le bitume représente plus de 65% en poids du poids total de l'émulsion, ledit réservoir (2) coopérant avec une première pompe doseuse (4), un réservoir (5) destiné à recevoir une solution aqueuse diluante, ledit réservoir (5) coopérant avec une deuxième pompe doseuse (7), un dispositif de mélange (8) alimenté en émulsion de bitume concentrée à partir du réservoir (2) à émulsion de bitume et en solution aqueuse diluante à partir du réservoir (5) à solution aqueuse diluante, ledit dispositif de mélange (8) permettant le mélange homogène de l'émulsion de bitume concentrée et de la solution aqueuse diluante pour obtenir une émulsion de bitume diluée dans laquelle le bitume représente au plus 55% en poids du poids total de l'émulsion, une rampe d'épandage d'une émulsion bitumineuse.
13. Machine selon la revendication 12, caractérisée en ce que le dispositif de mélange (8) est un mélangeur statique situé directement en amont de la rampe d'épandage (9), ledit mélangeur (8) étant choisi parmi les mélangeurs à corps creux, les mélangeurs à croisillons, et les mélangeurs à chicanes, et la rampe d'épandage (9) est une rampe d'épandage classique à une entrée, alimentée en émulsion de bitume diluée à partir du mélangeur statique (8).
14. Machine selon la revendication 12, caractérisée en ce que la rampe d'épandage (10) est munie de mélangeurs-gicleurs à deux entrées, l'une pour l'émulsion de bitume concentrée et l'autre pour la solution aqueuse diluante, chaque mélangeur-gicleur permettant individuellement un mélange de l'émulsion de bitume concentrée et de la solution aqueuse diluante, de sorte que l'ensemble desdits mélangeurs-gicleurs constitue les io dispositifs de mélange, qui sont situés en aval de la rampe d'émulsion (9).
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Cited By (2)
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Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
| EP0736629A1 (fr) | 1995-03-28 | 1996-10-09 | Colas S.A. | Procédé et machine de mise en oeuvre d'une couche d'accrochage et revêtement routier comprenant une telle couche |
| WO2001088040A1 (fr) * | 2000-05-17 | 2001-11-22 | Antonino Ancione S.P.A. | Catalyseur aqueux et emulsion bitumineuse pulverisable pour impermeabilisation a froid |
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2004
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