Pavement semi-rigide et sa confection La présente invention concerne un procédé de fabrication d'un pavement semi-rigide. De manière plus spécifique, la présente invention concerne une composition de mortier ou pâte cimentaire (que l'on appellera dans la suite du présent mémoire pâte cimentaire) utilisée pour la mise en oeuvre du procédé de fabrication précité. Parmi les types de pavements, on peut citer de grands pavements en asphalte de la technique antérieure et des systèmes de pavement en béton. Cependant, plus récemment,.les pavements semi-rigides ont offert une combinaison de caractéristiques des/deux pavements des types précités. Le pavement semi-rigide est généralement composé d'abord d'une combinaison de sable et d'un mélange à 3-5 pourcent (en proportion par rapport au sable) d'asphalte étalé sur
une fondation de pavement résultant en une couche de béton à l'asphalte possédant de 20 à 30 pourcent d'espace d'air. Après la mise en place de cette première combinaison, on étale une pâte cimentaire contenant un latex de caoutchouc sur le béton, puis on injecte la pâte cimentaire dans les espaces d'air du béton à l'asphalte par l'intermédiaire d'un cylindre ou rouleau oscillant. La pâte cimentaire demeurant en surface est enlevée à l'aide d'une raclette en caoutchouc. La solidification de la pâte cimentaire engendre un pavement semi-rigide. Au surplus, on cherche à obtenir les caractéristiques suivantes dans la pâte cimentaire utilisée pour la mise en oeuvre du procédé de fabrication précité.
(1) La pâte cimentaire doit posséder la consistance appropriée.
(2) La pâte cimentaire ne peut permettre le développement
d'un minuscule fendillement à la surface du pavement semi-rigide terminé.
Les conditions nécessaires à l'obtention de la consistance voulue sont les conditions qui permettent la mise
en oeuvre d'une opération aisée d'injection perméable de
la pâte cimentaire dans le béton à l'asphalte granulaire ouvert. A partir de l'accumulation de pas mal d'expériences de traitement, la durée d'écoulement P-roto est, de manière appropriée, de 9 à 20 secondes , de préférence de 9 à 12 secondes, en accord avec les normes de l'Engineering Association du Japon , réf. : "Pre-packed Injected Mortar Concrete Consistency Test Methodology-Based Upon P-roto Test Methodology". Au surplus, les conditions nécessaires pour empêcher la manifestation d'une craquelure ou fendillement comprennent naturellement les conditions qui conduisent à maintenir les caractéristiques de performance d'une fondation de pavement.
Cependant, avec une pâte cimentaire simple , même si les conditions de consistance peuvent être satisfaites, la manifestation d'une craquelure ou fendillement est inévita- <EMI ID=1.1> de consistance, afin de garantir des conditions qui soient adéquates pour éviter la craquelure ou le fendillement,
il est essentiel de mélanger plus qu'une quantité donnée
de latex de caoutchouc à la pâte cimentaire. La quantité
de latex de caoutchouc nécessaire pour parvenir à des conditions adéquates pour empêcher la manifestation d'une craquelure ou fendillement , conformément à l'expérience de mise en oeuvre, avec une conversion de solides de latex de caoutchouc , varie de 3,7 à 3,8 pourcent et plus par rapport au poids du ciment. Cependant, le latex de caoutchouc est une matière coûteuse en comparaison de matériaux comme le ciment, le sable , l'asphalte, etc., également mis en oeuvre pour la confection d'un pavement semi-rigide. En réduisant la quantité du mélange, certaines limites existent, comme on l'a mentionné précédemment. En raison de ce fait, le coût du traitement devient un obstacle à l'emploi du pavement semi-rigide.
La présente invention a pour objet un procédé pour réduire la quantité nécessaire du latex de caoutchouc mélangé à la pâte cimentaire utilisée pour la fabrication
du pavement semi-rigide. En d'autres mots , l'objectif de la présente invention est d'offrir une composition de pâte cimentaire comportant une faible quantité de latex de caoutchouc à utiliser pour la fabrication d'un pavement semi-rigide.
Les inventeurs, en résultat d'études sérieuses effectuées pour parvenir à l'objectif souhaité,ont découvert un procédé qui n'engendrait pas de craquelures ou fendillements à la surface du pavement , même si la quantité du mélange de latex de caoutchouc était fortement réduite. Ce procédé peut être mis en oeuvre en combinant ou alliant
des additifs pour ciment spécifiques à la pâte cimentaire.
Conformément à la présente invention, après avoir mis en place une couche de béton à l'asphalte granulaire ouvert , possédant un rapport d'espace d'air de 20 à 30 pourcent , sur la fondation, on injecte une pâte cimentaire au cours de la mise en oeuvre du procédé de pavement semirigide pour former une plaque de pavement , dans laquelle :
(i) le caoutchouc de latex constitue de 1,5 à 2,5 pourcent en poids du ciment et
(ii) elle contient une, deux ou plus de deux substances constituant de 0,2 à 0,4 pourcent en poids du ciment, choisies dans le groupe formé par un produit de condensation du formaldéhyde et d'un acide d'hydrocarbure aromatique sulfonique, un produit de condensation du formaldéhyde et d'aminotriazine sulfonate et un sel de l'acide lignosulfonique.
Au surplus, elle a la consistance de la pâte cimentaire ou d'un mortier avec une durée de P-roto écoulement
de 9 à 20 secondes.
Eu égard à la présente invention, le latex de caoutchouc est constitué de caoutchouc naturel ou d'un caoutchouc synthétique, tel que le polybutadiène, les copolymères butadiène-styrène, le polystyrène, les copolymères butadièneacryliques, le polyisobutylène, le polychloroprène, l'isobutylène, les copolymères de l'isobutylène, les copolymères éthylène-propylène, etc., dispersés sous forme d'un émulsionnement dans un état émulsifié dans l'eau. On peut utiliser ces latex de caoutchouc, que ce soit indépendamment,
ou en combinaison en plusieurs,variétés complexes. L'emploi de copolymères styrène-butadiène est particulièrement souhaitable.
Dans la présente invention, parmi les additifs utilisés, un produit de condensation de formaldéhyde et d'un acide d'hydrocarbure aromatique sulfonique est neutralisé
par un alcali, ou un sulfonate non substituable d'un hydrocarbure aromatique similaire, tel que le benzène, le naphtalène, l'anthracène, etc., ou avec une autre variété d'une composition obtenue par des réactions de condensation de formaldéhyde, comme aussi avec des sels. L'utilisation d'un sel de sodium d'un produit de condensation du formaldéhyde de l'acide naphtalène sulfonique, ou du sel de calcium
est souhaitable. Un produit de condensation d'aminotriazine sulfonate, tel que décrit dans la demande de brevet japonais Sho 43 (1968) est la composition obtenue à partir de la condensation du formaldéhyde et d'une base qui est le produit de la réaction de l'acide sulfonique et d'amino-Striazine comprenant au moins deux bases aminées. Un produit de condensation de formaldéhyde de l'acide mélamine sulfo-nique est cité à titre d'exemple pratique. En outre, le sel de l'acide lignosulfonique est fabriqué industriellement
en utilisant, en tant que ressource, le liquide de décharge de pulpe à l'acide sulfureux, qui constitue une substance bien connue dont on se sert lorsque l'on place le ciment.
Il existe un certain nombre de procédés de fabrication d'un sel de l'acide lignosulfonique que l'on emploie pour le placement de ciment ou de béton , comme aussi des procédés d'amélioration de la qualité du sel de l'acide lignosulfonique. N'importe lesquels de ces procédés peuvent s'utiliser de manière appropriée pour la fabrication d'un sel de l'acide lignosulfonique.
Eu égard au procédé de fabrication de pavement semirigide que la présente invention concerne, les concentrations en latex de caoutchouc précitées de 1,5 à 2,5 pourcent en poids du ciment et de 0,2 à 0,4 pourcent en poids par rapport au ciment de l'un, des deux ou des plus de deux des additifs précités, sont les concentrations utilisées pour une pâte cimentaire possédant une durée de P-roto écoulement de 9 à 20 secondes, de préférence de 9 à 12 secondes, en vue de l'injection dans le pavement perméable. Lorsque la quantité d'additif de latex de caoutchouc se situe au niveau insatisfaisant de 1,5 pourcent en poids du ciment, des craquelures ou fendillements se manifestent dans la plaque de pavement. De même, lorsque le niveau de 2,5 pourcent est dépassé, il devient indésirable du point de vue des dépenses engagées.
Le développement de craquelures ou fendillements dans le pavement semi-rigide peut être entièrement empêché lorsque l'additif dépasse le niveau de 2 pourcent en poids par rapport au ciment. D'autre part, si la quantité de l'additif mise en oeuvre est inférieure à 0,2 pourcent, la quantité effective du latex est insuffisante.Au surplus, si la quantité d'additif excède 0,4 pourcent, il n'y a plus d'efficacité accrue à réduire la quantité de latex de caoutchouc et cela est à la fois inéconomique et indésirable. Le taux souhaitable d'additif à utiliser est
de 3 pourcent en poids par rapport au ciment. Lorsque la consistance de la pâte cimentaire possède la durée de Proto écoulement insatisfaisante de 9 secondes, la résistance de la plaque de pavement est faible. De même, lorsque l'on dépasse 12 secondes, l'injection dans le béton à l'asphalte granulaire ouvert est inadéquate et indésirable. Au surplus, l'écoulement nécessaire pour inadéquatement pénétrer la hauteur entière de la couche à l'asphalte granulaire ouvert (que l'on appellera dans la suite du présent mémoire 0 la forme à perméabilité totale") doit être inférieur à 12. Cependant, lorsqu'il est souhaitable que
la pénétration n'atteigne seulement que la moitié de la profondeur de la couche à l'asphalte granulaire ouvert
(que l'on appellera "forme à semi-perméabilité"), on peut permettre à la consistance d'atteindre 20 secondes.
Suivant la présente invention, le latex de caoutchouc et les additifs précités peuvent être séparément mesurés
et ajoutés au moment où la pâte cimentaire est ajustée, ou bien on peut pré-mélanger les deux constituants dans le rapport prescrit et les ajouter sous forme de liquide unique. De même, en plus du latex de caoutchouc et de l'additif spécifique précité, on peut également ajouter d'autres additifs, comme des retardateurs, des accélérateurs, des matériaux de compensation du retrait , des poudres de roches, des cendres volantes, etc.
Conformément à l'invention, après le dépôt sur une fondation d'une couche d'un béton à l'asphalte granulaire ouvert possédant un rapport des poches d'air de 20 à 30 pourcent, la composition de pâte cimentaire susmentionnée est injectée dans la couche de béton à l'asphalte précité
en se servant d'un cylindre ou rouleau oscillant. Ensuite, la pâte cimentaire subsistant à la surface est éliminée avec une raclette en caoutchouc, laissant ainsi subsister un pavement semi-rigide exempt de craquelures ou fendillements.
La présente invention permet de réduire approximativement de moitié la quantité du mélange de latex de caoutchouc utilisé, en comparaison des procédés de la technique antérieure. Ceci s'effectue en mélangeant des additifs spécifiques à la pâte cimentaire. Grâce à cette caractéristique, le coût de la confection du pavement semi-rigide peut être fortement réduit.En outre, cette pâte cimentaire possède de meilleures caractéristiques de pénétration que les produits de la technique antérieure, particulièrement au cours de la période chaude de l'été. Elle bénéficie également de divers autres avantages , y compris la nécessité de seulement une faible quantité de bombement.
La présente invention a pour objet un procédé de fabrication d'un pavement semi-rigide ,de faible coût, possédant des caractéristiques physiques supérieures. Prenant en considération la très large dissémination de la méthodologie des processus de fabrication, son importance industrielle est extrêmement grande.
En vue de décrire l'invention avec de plus amples détails, on donne ci-dessous un exemple de mise en oeuvre réelle de l'invention. Cependant, il est bien évident que la présente invention ne se limite nullement au mode de mise en oeuvre décrit dans cet exemple.
Exemple
(1) Béton à l'asphalte granulaire ouvert.
Le produit est un béton à l'asphalte granulaire ouvert, possédant un rapport des poches d'air de 25 pourcent, mélangé à raison de 3,5 pourcent en poids,à du sable granulaire , possédant la répartition granulométrique présentée dans le Tableau 1, utilisé pour la fabrication d'un pavement oblique 80-100 .
Tableau 1
<EMI ID=2.1>
(2) Latex de caoutchouc .
Latex de caoutchouc copolymère styrène-butadiène :
constituants solides 42,5 % .
(3) Additifs.
(i) Produit de condensation du formaldéhyde et de l'acide naphtalène sulfonique, sel de sodium (abrégé en en NSF): répartition cimentaire du marché.
(ii) Produit de condensation du formaldéhyde et de l'acide mélamine sulfonique, sel de sodium (abrégé en SMF) : répartition cimentaire du marché.
(iii) Acide lignosulfonique, sel de calcium(abrégé en LIG) : répartition cimentaire du. marché.
(4) Mélanges de pâtes cimentaires et consistances.
On agence chaque mélange de pâte cimentaire et on en mesure la consistance par la durée de P-roto écoulement. Les mélanges proportionnels et la durée de P-roto écoulement sont présentés dans le Tableau 2.
(5) Essai de mise en oeuvre.
Parmi les pâtes cimentaires présentées dans le Tableau 2, on a procédé à des essais de mise en oeuvre de pénétration entière en utilisant les pâtes cimentaires respectives 1, 2, 4, 8, 11 et 12 qui se situaient dans les consistances possédant une durée de P-roto écoulement de
9 à 12 secondes, et on a effectué des observations concernant l'apparition de craquelures ou fendillements.
(i) Essai de mise en oeuvre :
On a déposé de l'asphalte granulaire ouvert sur une largeur de 9 m x 10 m et avec une épaisseur de 5 cm. On a réparti cet asphalte en six sections de 3m x 5m.
Tableau 2
<EMI ID=3.1>
Ciment: ciment Portland Onoda ordinaire W/C = 50 %
* Pourcentage pondéral sur base du poids du ciment P-Roto durée: = durée de P-Roto écoulement On a utilisé chacun des mélanges Nos. 1, 2, 4, 8, 11 et 12, respectivement, présentés dans le Tableau 2, pour remplir chaque section. Après une injection suffisante de
la pâte cimentaire dans des ouvertures présentes dans la couche de béton à l'asphalte ,à l'aide d'un rouleau oscillant, on a enlevé la pâte cimentaire subsistant à la surface du pavement , à l'aide d'une raclette en caoutchouc jusqu'à la même hauteur que la couche de béton à l'asphalte. La température atmosphérique au moment de la mise en oeuvre était de 25[deg.]C et le temps était clair.
(ii) Résultats de l'essai
On a procédé à des observations de la surface du pavement le septième jour après la mise en oeuvre. Ainsi qu'il ressort clairement de l'essai No. 10 du Tableau 2, lorsqu'on n'a pas utilisé d'additif dans le mélange de latex de caoutchouc et que l'on a réduit la quantité de mélange
de latex de caoutchouc conformément à la formule W/C = 50 % , les conditions de consistance pour une durée de P-roto écoulement de 9 à 12 secondes n'étaient pas satisfaisantes.
Ainsi qu'il ressort clairement du Tableau 3, la quantité de mélange de latex de caoutchouc dont on a besoin conformément à la présente invention atteint approximativement la moitié de la quantité de mélange de latex de caoutchouc nécessaire lorsque l'on n'utilise pas d'additif (comme dans le cas No. 11).
<EMI ID=4.1>
<EMI ID=5.1>
<EMI ID=6.1>
REVENDICATIONS
1.- Procédé de confection d'un pavement semi-rigide, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à préparer un mortier ou pâte cimentaire mixte, constitué
de ciment, d'une quantité de solides de latex de caoutchouc qui varie de 1,5 à 2,5 pourcent en poids par rapport au ciment et d'une quantité d'un ou plusieurs additifs choisis dans le groupe formé par un produit de condensation du formaldéhyde et d'un acide d'hydrocarbure aromatique sulfonique , d'un produit de condensation du formaldéhyde d'aminotriazine sulfonate et de lignosulfonates , dans la proportion de 0,2 à 0,4 pourcent en poids par rapport au ciment,
et à injecter le mortier ou la pâte cimentaire après la mise en place d'une couche d'asphalte qui comporte de 20 à 30 pourcent de vides d'air sur la fondation de la plaque de pavement semi-rigide.