CA1210267A

CA1210267A - Composite structure of roadways and other traffic areas

Info

Publication number: CA1210267A
Application number: CA000405921A
Authority: CA
Inventors: Georges Langumier
Original assignee: INTERNATIONALE D'ETUDES DE PARTICIPATION ET DE GESTION Ste
Current assignee: INTERNATIONALE D'ETUDES DE PARTICIPATION ET DE GESTION Ste
Priority date: 1981-06-26
Filing date: 1982-06-24
Publication date: 1986-08-26
Also published as: FR2508509B1; ATE11941T1; ES8602181A1; EP0069015A1; ES513442A0; DE3262413D1; FR2508509A1; EP0069015B1; OA07131A

Abstract

1. Composite structure for roadways and surfaced areas, based on bituminous mixtures comprising various superposed courses of materials bonded with a bituminous binder from a base course (6) in contact either with the foundation or with the roadway or area to be surfaced and a surfacing course (2), the said structure being characterised in that at least its base course (6) consists of a bituminous material capable of withstanding an alternating flexure fatigue test lasting for 10**6 cycles while being subjected to relative deformations greater than 1,5 10**-4 , and in that the thickness of the said base course is restricted to at least a part of the zone subjected to tensile stresses (5) under the effect of a single moment acting on the composite structure.

Description

~Z1~267 "Structure composite pour chaussées et aires de roulement".
L'invention concerne le domaine des matériaux pour la construction des chaussées et des 5 aires de roulement. Elle a plus particulièrement pour ob~et une structure composite pour le revetement des routes.
On sait que l'aménagement du réseau routier et son entretien constituent un impératif 10 indispensable. Les recherches entreprises Jusqu'à
présent ont eu pour ob~et essentiel d'adapter les qualités des revêtements, de façon à les rendre aptes à résister aux diverses contraintes du trafic routier.
Les produits qui sont utilisés 15 dans la partie supérieure des structures souples connues sont des mélanges bitumineux. Les matériaux utilisés pour les assises de base doivent être, le plus largement possible, insensibles aux phénomènes d'orniérage. Quant aux revêtements, ils doivent 20 protéger le corps de chaussée de fa~con efficace, et être adaptés aux efforts particuliers auxquels ils sont soumis, tant du fait des véhicules que des intem-péries. Ainsi, les revêtements des chaussées neuves doivent résister à des efforts tangentiels, à des 25 cisaillements, a des chocs thermiques, à l'usure par les crampons, et à l'ensemble des contraintes provenant du trafic routier. Les revêtements d'entretien doivent présenter les mêmes résistances et présenter une notable capacité d'allongement sous efforts répétés.
~usqu'à présent, on a mis au point des compositions bien adaptées à chaque besoin parti-culier. Par exemple, les bétons bitumineux sont réalisés avec des granulats sélectionnés pour leur dureté, la rugosité de leur texture, ou leur résis-35 tance au polissage. Des mélanges très pleins, comme .~ .i ~2~0%çi7 les bétons bitumineux coulés, sont appréciés pour leur imperméabilité et leur résistance aux crampons. Les enrobés à base de liants élastomères possèdent un intéressant ensemble de qualités : forte capacité
d'allongement sous ef~orts répétés, bonne résistance à l'usure même avec u-ne texture très rugueuse. En raison des prix relatifs des matériaux destinés aux diverses couches de chaussées, on s'est efforcé de définir des épaisseurs de couches de roulement aussi réduites que possible, compte tenu de la technologie et du comportement desdits matériaux, afin de limiter le coût des travaux.
Les matériaux mis en oeuvre en assise de base répartissent les ef~ort~ sur la fonda-tion. Appliqués en forte ~paisseur, lls doivent résis-ter à l'orniérage par fluage dans leur masse, et à
l'allongement sous efforts répétés lorsqu'ils sont posés sur une fondation souple. La solution au pro-blème de l'orniérage par fluage a été obtenue de façon relativement économique en faisant appel à des bitumes durs, à des dosages réduits. L'augmentation de coût qu'entra~ne la fabrication de matériaux possédant une grande capacité d'allongement sous efforts répétés est, par contre 9 notable, si bien que l'allongement sous efforts répétés est souvent la caractéristique critique dans le caloul d'une structure réalisée avec des matériaux classiques.
La presente invention a pour ob~et de réduire les coûts des structures à base de melanges bitumineux pour les chaussées et aires de roulement, en particulier pour tous les travaux routiers, tels que rechargement ou renforcement, tout en obtenant une durée de service au moins égale à celle que les matériaux connus ~usqu'à présent permettent d'obtenir pour le même coût.
.;. , .

~LZ10267 L'in~ention a également pour obJet une structure permettant de réduire l'épaisseur totale des couches et par conséquent, la consommation de matières et d'énergie, ainsi que le coût de construc-tion ou de renforcement des chaussées.
L'invention concerne une structurecomposite pour chaussées et aires de roulement, à
base de mélanges bitumineux, comprenant diverses couches superposées de matériaux liés par un liant bitumineux depuis la partie inférleure en contact avec, soit la fondation, soit la chaussée ou aire à
revêtir, ~usqu'à la couche supérieure ou couche de roulement, ladite structure étant caractérisée en ce que sa partie inferieure au moins, est constituee d'un materiau bitumineux capable de résister à un essai de fatigue en f1exion altern~e durant 106 cycles en etant soumis a des deformations relatives sup~rieures a 1.5 x 10 4, et en ce que 1'epaisseur de 1adite partie inferieure est limitee à au moins une partie de la zone soumise à des contraintes de traction SOU5 1'effet d'un moment seul agissant sur la structure composite.
L'inventlon est fondée sur la constatation, faite par la demanderesse, à la suite d'études effectuées sur la répartition des contraintes horizontales dans les matériaux, que lesdites con-traintes sont des tractions dans la partie inférieure de la structure, si celle-ci repose sur une fondation granulaire, et des compressions dans la partie supé-rieure de cette structure. Dans la structure composite proposée par l'invention, sont disposés, à chaque niveau, des matériaux possédant des caractéristi-ques adaptées aux contralntes existant au niveau où
ils sont appliqués.
L'invention est illustrée en réfé-rence au dessin annexé qui représente d'une facon schématique, la répartition des contraintes dans une structure composite formée de couches de matériaux liés.

~21~67 Le revêtement l se trouve à la partie supérieure. La structure comporte une assise ~ Z1 ~ 267 "Composite structure for pavements and areas rolling".
The invention relates to the field of materials for the construction of pavements and 5 rolling areas. More specifically, ob ~ and a composite structure for the coating of roads.
We know that the development of the network and maintenance is an imperative 10 essential. Research undertaken Up present had for ob ~ and essential to adapt the qualities of coatings, so as to make them suitable to resist the various constraints of road traffic.
The products that are used 15 in the upper part of the flexible structures known are bituminous mixtures. The materials used for the base courses must be, the as widely as possible, insensitive to phenomena rutting. As for the coatings, they must 20 protect the pavement body effectively, and be adapted to the particular efforts to which they are subject both to vehicles and to weather conditions.
peries. Thus, the coatings of new pavements must withstand tangential forces, 25 shears, thermal shock, wear by the crampons, and all the constraints coming from of road traffic. Maintenance coatings must present the same resistances and present a notable elongation capacity under repeated efforts.
~ until now, we have developed compositions well suited to each particular need culier. For example, bituminous concretes are made with aggregates selected for their hardness, roughness of their texture, or resistance 35 polishing. Very full mixes, like . ~ .i ~ 2 ~ 0% çi7 poured bituminous concretes are appreciated for their impermeability and their resistance to crampons. The coated with elastomeric binders have a interesting set of qualities: strong capacity elongation under repeated ef ~ orts, good resistance to wear even with a very rough texture. In because of the relative prices of materials for various layers of pavement, we tried to define thicknesses of wearing courses too as small as possible, given the technology and the behavior of said materials, in order to limit the cost of the work.
The materials used in base seat distribute the ef ~ ort ~ on the foundation tion. Applied at high thickness, they must resist ter to rutting by creep in their mass, and to elongation under repeated stresses when they are laid on a flexible foundation. The solution to the creep rutting problem was obtained from relatively inexpensively using hard bitumens, at reduced dosages. The increase of cost involved in the manufacture of materials having a great capacity of elongation under repeated efforts on the other hand is noticeable 9, so that the elongation under repeated efforts is often the characteristic critical in the caloul of a structure made with classic materials.
The object of the present invention is to to reduce the costs of structures based on mixtures bituminous for roadways and driving areas, especially for all road works, such that reloading or strengthening, while obtaining a service life at least equal to that which the known materials ~ so far allow to obtain for the same cost.
.;. ,.

~ LZ10267 In ~ ention also aims a structure to reduce the total thickness layers and therefore the consumption of materials and energy, as well as the cost of construction tion or strengthening of pavements.
The invention relates to a composite structure for roadways and driving areas, base of bituminous mixtures, including various overlapping layers of materials bound by a binder bituminous from the lower part in contact with either the foundation or the pavement or area to coat, ~ until the upper layer or layer of bearing, said structure being characterized in that that its lower part at least, is made up of a bituminous material capable of withstanding a test of fatigue in alternating connection during 106 cycles while being subject to relative deformations greater than 1.5 x 10 4, and in that the thickness of said part lower is limited to at least part of the area subject to tensile stresses SOU5 the effect of moment alone acting on the composite structure.
Inventlon is based on finding, made by the plaintiff, following studies on stress distribution horizontal in the materials, that said tracks are pull-ups at the bottom of the structure, if it rests on a foundation granular, and compressions in the upper part of this structure. In the composite structure proposed by the invention, are arranged, at each level, materials with characteristics adapted to the existing contracts at the level where they are applied.
The invention is illustrated with reference to refer to the attached drawing which represents in a way schematic, the distribution of stresses in a composite structure formed by layers of bonded materials.

~ 21 ~ 67 The coating l is located at the the top part. The structure has a seat

2, rendue solidaire du revêtement 1 par une couche de colle 3. L'assise 2 peut comprendre une ou plusieurs couches. Au cas où elle comporte plusieurs couches, celles-ci sont liées entre elles de manière à former un ensemble unitaire.
On a représenté à la Figure, d'une manière conventionnelle, le diagramme des contraintes de la structure en service. Dans la zone 4 qui s'étend au-delà du revêtement l dans l'assise 2, les conkraintes (signe +) sont des contraintes de compres-sion exerçant un effet de raccourcissement sur le matériau. Dans la zone 5, les contraintes sont des contraintes de traction (-) exerçant un effort d'allon-gement sur le matériau.
La figure montre une structure selon l'invention dans laquelle une partie 6 (en hachures) de la couche inférieure, est constituée d'un matériau bitumineux à grande capacité d'allonge-ment ~ous efforts répétés. L'épaisseur x de cette couche 6 est entièrement comprise dans la zone 5.
On a également montré en y le niveau de la zone dite neutre où se produit l'inversion des contraintes.
Selon la caractéristique essentiel-le de l'invention, la partie inférieure au moins de la structure composite est constituée d'un matériau à grande capacité d'allongement sous efforts répétés, et cette partie présente une épaisseur limitée à au moins une partie de la zone soumise à des contraintes de traction.
Au sens de la présente description, on entend par matériau à grande capacité d'allonge-ment sous efforts répétés, un matériau bitumineux capable de résister à un essai de fatigue en flexion ~ 0267 alternée durant un million (106) de cycles en étant soumis à des déformations relatives bien supérieures à 1,5. 10-4, le plus souvent comprises entre 2.10-4 et 2, made integral with the covering 1 by a layer glue 3. Seat 2 may include one or more layers. In case it has several layers, these are linked together to form a unitary whole.
There is shown in Figure, a conventional way, the stress diagram of the structure in service. In zone 4 which extends beyond the covering l in the seat 2, the constraints (+ sign) are compression constraints zion exerting a shortening effect on the material. In zone 5, the constraints are tensile stresses (-) exerting an effort of elongation-material.
The figure shows a structure according to the invention in which a part 6 (in hatching) of the lower layer, consists bituminous material with high elongation capacity-ment ~ ou repeated efforts. The thickness x of this layer 6 is entirely included in zone 5.
We also showed in y the level of the so-called area neutral where stress inversion occurs.
According to the essential characteristic-the invention, the lower part at least of the composite structure is made of a material with a high elongation capacity under repeated efforts, and this part has a thickness limited to at minus part of the stressed area traction.
Within the meaning of this description, the term material with high elongation capacity is understood to mean under repeated efforts, a bituminous material able to withstand a bending fatigue test ~ 0267 alternated during one million (106) cycles by being subject to much greater relative deformations at 1.5. 10-4, most often between 2.10-4 and

3.10 4. Les caractéristiques et les conditions de réalisation d'un tel essai de fatigue sont décrites dans le document "Rapport de Recherche LPC n 58, septembre 1976 du Laboratoire Central des Ponts et Chaussées", intitulé "Influence des paramètres de formulation sur le comportement à la fatigue d'un enrobé bitumineux" par S. Soliman.
A titre de document illustrant la technique antérieure, on peut citer le brevet français 2.327.363 qui décrit une structure comprenant une couche de grave-bitume consistant en un agrégat enrobé avec 3.10 4. The characteristics and conditions of carrying out such a fatigue test are described in the document "LPC Research Report No. 58, September 1976 from the Central Bridge Laboratory and Pavements ", entitled" Influence of the parameters of formulation on the fatigue behavior of a bituminous coating "by S. Soliman.
As a document illustrating the prior art, we can cite the French patent 2,327,363 which describes a structure comprising a layer of gravel-bitumen consisting of an aggregate coated with

4 à S,2 % en poids de bitume, plus particulièrement entre 4 et 4,4 %. Ce brevet enseigne également un certain nombre d'exemples de structures comportant une couche de base ou de fondation, constituée d'une grave-bitume enrobée selon les spécificatlons précé-dentes.
La nature de la grave-bitume mise en oeuvre dans le brevet FR 2.327.363 ne lui permet pas de répondre à la définition d'un matériau à
grande capacité d'allongement sous efforts répétés9 telle qu'indiquée précédemment. La teneur en bitume chez ESS0 procure un module de richesse de l'ordre de 2,5 à 3,2, alors que, selon la présente Invention, un tel module est touJours supérieur à 3,5, et en général compris entre 3,8 et 4,5.
Ainsi, la couche de grave-bitume du brevet FR 2.327.363 ne pourrait pas convenir dans la structure composite selon la présente inven-tion.
D'autres documents antérieurs peuvent être pris en considération et ne sont pas .., ~21(~ 67 pertinents.
Le brevet US 4.113.~01 a pour obJet un procédé pour réparer des aires usées et fendillées.
Il consiste à appliquer à chaud un matériau élastomère à base de bitume et de caoutchouc. Il est possible d'appliquer préalablement un goudron sur la chaussée à réparer. Il s'agit donc d'un enduit, connu dans la technique sous le nom de membrane, qui Joue le rôle d'une couche de très faible épaisseur (1 à 2 cm) absorbant les contraintes en raison de sa souplesse.
Un tel enduit ne présente aucune caractéristique commune avec une structure comportant un enrobé, c'est-à-dire un mélange de cailloux et de liant comme le reconnaltra un technicien de la construction des routeS
Le brevet suisse 483.473 concerne un liant bitumineux ayant une composition particu-lière qui lui permet de posséder une forte capacité
d'allongement. Ce liant est prévu pour la réalisa-tion d'une couche bitumineuse. Ce brevet CH 483.473n'enseigne aucunement une structure composite, avec une disposition caractéristique de couches superposées et, en particulier une couche inférieure répondant à des caractéristiques déterminées d'épaisseur et de nature.
Le brevet français 2.021.922 concerne une structure destinée à la construction des routes, qui se compose de trois couches : une couche de base en béton, une membrane élastomère et une couche de recouvrement. Ce genre de structure comporte donc une assise hydraulique, alors que, selon la présente invention, la couche de base est formée d'un enrobé bitumineux. Pour un technicien de la construction des routes, les structures sont donc fondamentalement différentes du point de vue 1210;~67 technique. On observera aussi que la structurej selon l'invention, ne possède aucune membrane élastomère, du genre prévu par le brevet FR 2.021.922, c'est-à-dire une pellicule souple provenant, par exemple, de copolymérisation des diènes.
Le brevet US 2.083.900 enseigne une structure composite de couches superposées, pouvant être constituées d'enrobés bitumineux. Il est expli-citement p~évu, dans ce brevet antérieur, que le dosage et la dureté des couches bitumineuses, croissent de bas en haut.
C'est exactement l'inverse dans la présente invention. Celle-ci prévoit de limiter l'épaisseur de la couche inférieure, en choisissant la nature du matériau bitumineux, pour le rendre capable de résister à des efforts répétés.
La demande de brevet allemand DE-OS 1.816.704 concerne une structure comprenant une couche-support constituée d'un matériau particulaire additionné d'un liant hydraulique. On peut lui adJoindre un liant organique à base d'hydrocarbures.
Cette structure flexible présente un module d'élas-ticité éLevé. Ce brevet antérieur décrit une assise de type hydraulique, ce qui est fondamentalement différent de la présente invention. En outre, il ne concerne pas une structure composite multi~couches de matériaux liés.
La demande de brevet allemand DE-OS 1.594.805 décrit un mélange de résine, de liant bitumineux et de caoutchouc, pouvant contenir complé-mentairement des charges minérales, par exemple du sable. Il s'agit donc d'une sorte d'enrobé élastomère.
Ce brevet ne concerne pas une structure composite multicouches de matériaux liés.
Sous une forme simple, la structure selon l'invention est constituée de deux couches :
. (a) une couche inférieure à grande capacité d'allongement 50US efforts répétés, et (b) une couche supérieure, cette dernière étant constituée d'un materiau classique.
Dans une teile structure, la couche (a) peut être un enrobé à base de liants élas-tomères. Par cette expression, on désigne des produits du genre défini dans le document Rapport de Recherche LPC n 62, Décembre 1976, du Laboratoire Central des Ponts et Chaussées (Ministère de l'Equipement) inti-tulé "Revêtement en béton de liants hydrocarbonés modifiés" par ~.P. Grimaux et col.
Les liants élastomères sont cons-titués par des bitumes, des polymères ou des copoly-mères, des résines et des dopes. Un exemple concret de liants élastomères est le produit "COLFLEX" de la Société COLAS qui est un bitume dopé contenant, à
titre d'élastomères, des copolymères linéaires styrène-butadiène styFène.
Dans une telle structure9 la couche (h) peut être constituée d'un matériau clas-sique tel qu'un enrobé à base de liants classiques, par exemple du type béton bitumineux semigrenu, béton bitumineux clouté, béton bitumineux discon-tinu. Un matériau particulier répondant à une telle dé~inition est celui connu sous la dénomination *

"RUGASPHALT" de la Société COLAS S.A., qui est un enrobé rugueux discontinu, fabriqué soit avec un bitume comme liant, soit avec un bitume élastomère du type l'COLFLEX" (voir supra).
D'une manière génerale, ces enrobés contiennent des granulats ayant les caracté-ristiques voisines de celles préconisçes, soit dans le document "Directive pour la réalisation des couches * Marques de Commerce.

-g de surface de chaussées en béton bitumineux du Minis-tère de l'Equipement et du Logement - Direction des routes et de la circulation routière - Service d'Etudes Techniques des Routes et Autoroutes (SETRA) et Laboratoire Central des Ponts et Chaussées (LCPC)"
de Septembre 1969, soit dans la Directive du SETRA
et du LCPC de Septembre 1972 pour la réalisation des assise.s de chaussées en grave bitume et sable bitume.
Un exemple de structure, con~orme à l'invention, comporte une couche inférieure de 4 à 5 cm d'épaisseur d'un enrobé à base de liants élas-tomères tels que '7COLFLEX" et une couche de 4 à 7 cm d'épaisseur d'un enrobé à base de liants classiques, tels que ~itume routier ayant une pénétration de 40/50, 60/70, ou 80/100 selon la region et le trafic. Les valeurs de pénétration caractérisent la pénétration à 25C et sont mesurées selon la norme AFNOR T66-004 de ~uillet 1963.
En variante, une structure selon l'ivention peut comporter trois couches superposées :
a) une couche inférieure à grande capacité d'allongement sous efforts répétés.
b) une couche de liaison.

c) une couche de roulement.

Dans une telle structure à trois couches, la couche a) est du même type que dans la structure à deux couches précitée. Son épaisseur peut être, par exemple, de 5 à 6 cm. La couche de liaison b) correspond aussi à la couche (b) de la structure précitée à deux couches. Elle a, par exemple, une épaisseur de 4 à 6 cm. La couche de roulement c) est constituée d'un enrobé spécial à
base de liants classiques ou de liants élastomères, par exemple "COLFLEY". Son épaisseur peut être de l'ordre de 3 à 4 cm.

i2~0Z~

~ es indications chiffrées mention-nées ci-dessus à titre d'exemples pour des structures composites, sont à comparer avec celles des structures classiques analogues connues de l'art antérieur.
L'épaisseur totale des structures classiques est plus importante pour une même capacité de service. Une ma~oration de 50% constitue un ordre de grandeur raison-nable.
La diminution d'épaisseur corres-pondant au passage d'une structure classique à unestructure composite selon l'invention, varie de 30 à
40% selon les cas.
Une autre variante de structure selon l'invention comporte trois couches, une couche inférieure constituée par un grave bitume à forte capacité d'allongement à la rupture, une couche inter-médiaire constituée par u~ grave bitume classique et une couche supérieure constituée par un enrobé à base de liant classique ou de liant élastomère. Les épais-seurs respectives de ces couches, à titre d'exemple,peuvent varier, pour la couche inférieure entre 8 et 10 cm, pour la couche intermédiaire entre 8 et 12 cm et pour la couche supérieure entre 3 et 6 cm. Des matériaux particuliers répondant aux besoins de l'invention, sont, pour la couche inférieure, une grave-bitume à très hautes performances qui a été
mise au point par la demanderesse, et qui a fait l'ob~et de la demande de brevet français déposée le 4 to 5, 2% by weight of bitumen, more particularly between 4 and 4.4%. This patent also teaches a number of examples of structures with a base or foundation layer, consisting of coated bitumen according to the above specifications teeth.
The nature of the gravel-bitumen used implemented in patent FR 2,327,363 does not allow it not meet the definition of a material to high elongation capacity under repeated efforts9 as previously indicated. Bitumen content at ESS0 provides a wealth module of order from 2.5 to 3.2, whereas, according to the present invention, such a module is ALWAYS greater than 3.5, and general between 3.8 and 4.5.
So the gravel-bitumen layer FR 2 327 363 could not be suitable in the composite structure according to the present invention tion.
Other previous documents can be considered and are not .., ~ 21 (~ 67 relevant.
US patent 4,113. ~ 01 has for object a process for repairing worn and cracked areas.
It consists of hot applying an elastomeric material based on bitumen and rubber. It is possible previously apply tar to the roadway to fix. It is therefore a coating, known in the art.
technique under the name of membrane, which plays the role a very thin layer (1 to 2 cm) absorbing stresses due to its flexibility.
Such a coating has no characteristics common with a structure comprising an asphalt, i.e. a mixture of pebbles and binder as a construction technician will recognize roads Swiss patent 483,473 concerns a bituminous binder having a particular composition lière which allows him to have a strong capacity elongation. This binder is intended for the realization tion of a bituminous layer. This patent CH 483.473 does not teach a composite structure, with a characteristic arrangement of superimposed layers and, in particular a lower layer corresponding to specific characteristics of thickness and nature.
French patent 2,021,922 concerns a structure intended for construction roads, which consists of three layers: one concrete base layer, an elastomeric membrane and a cover layer. This kind of structure therefore has a hydraulic seat, while, according to the present invention, the base layer is formed of a bituminous mix. For a technician of road construction, the structures are so fundamentally different from the point of view 1210; ~ 67 technical. We will also observe that the structurej according to the invention does not have any elastomeric membrane, of the kind provided by patent FR 2,021,922, that is to say say flexible film from, for example, copolymerization of dienes.
US Patent 2,083,900 teaches a composite structure of superimposed layers, capable of be made up of bituminous mixes. It is expli-quote p ~ evu, in this earlier patent, that the dosage and hardness of bituminous layers, increase from bottom to top.
It is exactly the opposite in the present invention. This plans to limit the thickness of the bottom layer, choosing the nature of the bituminous material, to make it able to withstand repeated efforts.
German patent application DE-OS 1.816.704 relates to a structure comprising a backing layer made of particulate material added with a hydraulic binder. We can him add an organic binder based on hydrocarbons.
This flexible structure presents a module of elastic-high ticity. This prior patent describes a seat hydraulic type, which is basically different from the present invention. Furthermore, it does not not a multi ~ layer composite structure of bound materials.
German patent application DE-OS 1.594.805 describes a mixture of resin, binder bituminous and rubber, which may contain mentally mineral fillers, for example sand. It is therefore a kind of asphalt mix.
This patent does not concern a multilayer composite structure of bonded materials.
In a simple form, the structure according to the invention consists of two layers:
. (a) a lower to large layer elongation capacity 50US repeated efforts, and (b) an upper layer, this the latter being made of a classic material.
In such a structure, the layer (a) can be a mix based on elastic binders tomères. By this expression, we mean products of the kind defined in the Research Report document LPC n 62, December 1976, from the Central Laboratory of Bridges and Roads (Ministry of Equipment) inti-tulé "Concrete coating of hydrocarbon binders modified "by ~ .P. Grimaux et al.
The elastomeric binders are formed by bitumens, polymers or copoly-mothers, resins and dopes. A concrete example of elastomeric binders is the "COLFLEX" product from COLAS which is a doped bitumen containing, as elastomers, linear copolymers styrene-butadiene styFene.
In such a structure9 the layer (h) can be made of a standard material sic such as a mix based on conventional binders, for example of the semigrained bituminous concrete type, studded bituminous concrete, disconnected bituminous concrete tinu. A particular material responding to such de ~ inition is the one known under the name *

"RUGASPHALT" from the company COLAS SA, which is a discontinuous rough mix, manufactured either with a bitumen as binder, either with an elastomeric bitumen of the COLFLEX type "(see above).
In general, these coated contain aggregates having the characteristics similar to those recommended, either in the document "Directive for the production of layers * Trademarks.

-g bituminous concrete pavement surface from Minis-Department of Equipment and Housing - Department of roads and traffic - Service for Road and Motorway Technical Studies (SETRA) and Central Laboratory of Bridges and Roads (LCPC) "
of September 1969, either in the SETRA Directive and LCPC of September 1972 for the realization of pavement in serious bitumen and bituminous sand.
An example of structure, con ~ orme to the invention has a lower layer of 4 5 cm thick with a mix based on elastic binders tomers such as' 7COLFLEX "and a 4 to 7 cm layer thickness of a mix based on conventional binders, such as ~ road itume having a penetration of 40/50, 60/70, or 80/100 depending on the region and the traffic. The penetration values characterize penetration at 25C and are measured according to the AFNOR standard T66-004 of ~ uillet 1963.
Alternatively, a structure according to the ivention can have three superimposed layers:
a) a lower to large layer elongation capacity under repeated efforts.
b) a tie layer.

c) a wearing course.

In such a structure with three layers, layer a) is the same type as in the above-mentioned two-layer structure. Its thickness can be, for example, from 5 to 6 cm. The layer of bond b) also corresponds to layer (b) of the the above structure with two layers. She has, by example, a thickness of 4 to 6 cm. The layer of bearing c) consists of a special asphalt base of conventional binders or elastomeric binders, for example "COLFLEY". Its thickness can be around 3 to 4 cm.

i2 ~ 0Z ~

~ es indications quantified mention-born above as examples for structures are to be compared with those of structures analogous classics known from the prior art.
The total thickness of conventional structures is more important for the same service capacity. A
my ~ oration of 50% constitutes an order of magnitude reason-nable.
The reduction in thickness corresponds to depending on the transition from a conventional structure to a composite structure according to the invention, varies from 30 to 40% depending on the case.
Another structural variant according to the invention has three layers, one layer lower constituted by a serious bitumen with strong elongation capacity at break, an inter-medial consisting of u ~ serious classic bitumen and an upper layer consisting of a base mix conventional binder or elastomeric binder. The thick-respective sors of these layers, for example, may vary, for the lower layer between 8 and 10 cm, for the middle layer between 8 and 12 cm and for the upper layer between 3 and 6 cm. Of special materials meeting the needs of the invention are, for the lower layer, a very high performance bitumen which has been developed by the plaintiff, and who made ob ~ and the French patent application filed on

5 ~uin 1980 par la demanderesse sous le n 80 12.554 pour "Mélanges bitumineux à très hautes performances, leur procédé d'obtention et leurs applications", pour la couche intermédiaire une grave-bitume du genre décrit dans la directive du SETRA et du LCPC de Septembre 1972, pourla réalisation des assises de chaussées en grave-bitume et sable-bitume.

., .

Z6t7 Au sens de la présente description, une grave bitume à forte capacité d'allongement à la rupture est un matériau capable de subir avec succès --l'essai de fatigue en flexion alternée décrit ci-dessus.
Une autre variante pour structure multicouches selon l'invention, comporte, comme la précédente, une couche inférieure en grave-bitume à
~orte capacité d'allongement à la rupture, une première couche intermédiaire formée de grave bitume classique, une deuxième couche intermédiaire formée d'un enrobé à
base de liants classiques et une couche supérieure terminale constituée d'un enrobé à base de liants élastomères. Les épaisseurs respectives de ces couches peuvent être de l'ordre de 12 cm pour la couche infé-rieure, de lO cm pour la première couche intermédiaire,de 4 à 5 cm pour la deuxième couche intermédiaire et de 3 à 4 cm pour l'enrobé supérieur.
Des matériaux particuliers pouvant respectivement constituer cette structure à quatre couches sont les suivants :
- grave-bitume à forte capacité
dlallongement à la rupture, - grave-bitume classique - matériau (b) - matériau (c).
L'invention sera encore illustrée sans être aucunement limltée par les exemples suivants.

Dans cet exemple, on a renforcé une chaussée souple soumise à une circulation lourde et intense, assimilable à la classe de trafic To du Catalogue de structures types des chaussées neuves du S.E.T.R.A. et du L.C.P.C. de 1~77, à savoir une chaussée soumise à un trafic avec un nombre de poids lourds par ~our sur la voie la plus chargée, pendant ..... .

l'année de mise en service, compris entre 750 et 2.000.
La structure de renforcement, selon l'invention, comporte une couche inférieur d'épaisseur 4 cm d'un béton bitumineux discontinu "RUGASPHALT"
à base de liant élastomère "COLFLEX" et une couche supérieure d'épaisseur 7 cm d'un béton bitumineux à
base de bitume routier 60/70.

Dans cet exemple, on a renforcé une chaussée semi-rigide sérieusement dégradée par une circulation lourde et intense, assimilable à la classe de trafic To du Catalogue de structures types des chaussées neuves du S.E.T.R.A. et du L.C.P.C. de 1977.
La structure de renforcement, selon l'invention, comporte une couche inférieure d'épaisseur 3,5 cm d'un béton bitumineux discontinu "RUGASPHALT"
à base de liant élastomère "COLFLEX" et une couche supérieure d'épaisseur 4,5 cm d'un béton bitumineux.

Dans cet exemple, on a procédé à la reconstruction d'une voie urbaine très circulée. Cette structure de chaussée neuve, conçue pour supporter, pendant 15 ans, une circulation assimilable à la classe de trafic To du Catalogue de structures types des chaussées neuves du S.E.T.R.A. et du L.C.P.C. de 1977, repose sur un sol de plate-forme de faible por-tance.
La structure, selon l'invention, comporte une couche inférieure d'épaisseur 12 cm d'une grave-bitume a forte capacité d'allongement sous efforts répétés, une couche intermédiaire constituée par une grave-bitume classique d'épaisseur 12 cm et une couche supérieure d'épaisseur 4 cm d'un béton bitumineux.
Ces trois exemples de structures %6~7 composites, selon l'invention, sont à comparer avec les épaisseurs des structures classiques prévues initialement dans les trois cas : 14 cm de béton bitumineux dans le premier exemple, 14 cm de béton bitumineux dans le second exemple, 42 cm de grave-bitume avec 8 cm de béton-bitumineux dans le troisième exemple. 5 ~ August 1980 by the plaintiff under the number 80 12,554 for "Very high performance bituminous mixtures, their production process and their applications ", for the middle layer a gravel bitumen like described in the SETRA and LCPC directive of September 1972, for the realization of the foundations of paved with gravel-bitumen and sand-bitumen.

.,.

Z6t7 Within the meaning of this description, a serious bitumen with a high elongation capacity rupture is a material capable of successfully undergoing -the alternating bending fatigue test described above.
Another variant for structure multilayer according to the invention, comprises, like the previous, a lower layer of gravel-bitumen at ~ high elongation capacity at break, a first intermediate layer formed of conventional serious bitumen, a second intermediate layer formed of a coated with base of conventional binders and a top layer terminal consisting of a mix based on binders elastomers. The respective thicknesses of these layers can be around 12 cm for the bottom layer lower, 10 cm for the first intermediate layer, 4 to 5 cm for the second intermediate layer and 3 to 4 cm for the top mix.
Special materials that can respectively constitute this structure four layers are:
- high capacity bitumen elongation at break, - classic bitumen - material (b) - material (c).
The invention will be further illustrated without being limited in any way by the following examples.

In this example, we reinforced a flexible pavement subject to heavy traffic and intense, similar to the To traffic class of Catalog of typical structures for new pavements in SETRA and LCPC from 1 ~ 77, namely a pavement subject to traffic with a number of weights heavy by ~ our on the busiest track, during ......

the year of entry into service, between 750 and 2,000.
The reinforcement structure, according to the invention comprises a lower layer of thickness 4 cm of "RUGASPHALT" discontinuous bituminous concrete based on "COLFLEX" elastomer binder and a layer 7 cm thick top layer of bituminous concrete road bitumen base 60/70.

In this example, we reinforced a semi-rigid roadway seriously degraded by a heavy and intense traffic, similar to class of To traffic of the Catalog of typical structures of new pavements from SETRA and LCPC from 1977.
The reinforcement structure, according to the invention comprises a lower layer of thickness 3.5 cm of "RUGASPHALT" discontinuous bituminous concrete based on "COLFLEX" elastomer binder and a layer 4.5 cm thick top layer of bituminous concrete.

In this example, we reconstruction of a busy road. This new pavement structure, designed to support, for 15 years, a circulation comparable to the traffic class To of the Catalog of typical structures new pavements from SETRA and LCPC from 1977, rests on a platform surface of low por-tance.
The structure, according to the invention, has a bottom layer 12 cm thick with a asphalt has a high elongation capacity under repeated efforts, an intermediate layer formed by a classic 12 cm thick bitumen and a top layer 4 cm thick of concrete bituminous.
These three examples of structures % 6 ~ 7 composites according to the invention are to be compared with the thicknesses of the conventional structures planned initially in the three cases: 14 cm of concrete bituminous in the first example, 14 cm of concrete bituminous in the second example, 42 cm of grave-bitumen with 8 cm of bituminous concrete in the third example.

Claims

1. Composite structure for pavements and areas bearing, based on bituminous mixtures comprising various superimposed layers of materials linked by a bituminous binder from a lower layer in contact, either with the foundation, or with the pavement or the area to be coated and an upper layer, said structure being characterized in that its lower part at less, is made of a bituminous material capable withstand a fatigue test in alternating bending during 106 cycles while being subjected to deformations greater than 1.5 x 10-4, and that the thickness of said lower part is limited to at minus part of the area subject to traction under the effect of a single moment acting on the composite structure.

2. Structure according to claim 1, characterized in that it essentially comprises two layers:
a) a lower layer made of a material bituminous capable of withstanding a fatigue test in alternating bending during 106 cycles while being subjected to relative deformations greater than 1.5 x 10-4, b) an upper layer, the latter being made of classic material.

3. Structure according to claim 1, characterized in that it essentially comprises three overlapping layers:
a) a lower layer made of a material bituminous capable of withstanding a fatigue test in alternating bending during 106 cycles while being subjected relative deformations greater than 1.5 x 10-4, b) a tie layer, c) an upper wearing course.

4. Structure according to one of claims 2 or 3, characterized in that the layer a) is a coated material based on elastomeric binders.

5. Structure according to any one of the claims cations 2 or 3, characterized in that layer b) is a mix based on conventional binders.

6. Structure according to claim 3, characterized in that the wearing course c) is a special coating based on conventional binders or binders elastomers.

7. Structure according to claim 1, characterized in that it essentially comprises three layers, a lower layer consisting of a grave-bitumen capable of withstanding a fatigue test in alternating bending during 106 cycles while being subjected to relative deformations greater than 1.5 x 10-4, a intermediate layer constituted by a gravel-bitumen classic and an upper wearing course consisting with a mix based on conventional binders or binders elastomers.

8. Structure according to claim 1, characterized in that it essentially comprises a lower layer of gravel-bitumen capable of withstanding a fatigue test in alternating bending during 106 greater than 1.5 x 10-4, a first intermediate layer diaire formed of classic gravel-bitumen, a second intermediate layer formed of a mix based on binders classics and a terminal layer consisting of coated with elastomeric binders.

9. Structure according to any one of the claims cations 1 to 3, characterized in that the material constituting the lower part of the structure is a mix based on elastomeric binders or a grave-bitumen capable of withstanding a fatigue test in alternating bending during 106 cycles while being subjected to relative deformations greater than 1.5 x 10-4.