CA1281575C - Procede de regeneration d'un revetement de chaussee vieilli - Google Patents
Procede de regeneration d'un revetement de chaussee vieilliInfo
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- CA1281575C CA1281575C CA000563719A CA563719A CA1281575C CA 1281575 C CA1281575 C CA 1281575C CA 000563719 A CA000563719 A CA 000563719A CA 563719 A CA563719 A CA 563719A CA 1281575 C CA1281575 C CA 1281575C
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- E01C7/187—Repairing bituminous covers, e.g. regeneration of the covering material in situ, application of a new bituminous topping
Abstract
Procédé de régénération d'un revêtement de chaussée vieilli lors de la mise en oeuvre d'une machine de reconditionnement de chaussée, caractérisé en ce que, dans une première phase, on détermine les caractéristiques et la teneur du liant de régénération devant être ajouté pour obtenir un revêtement régénéré dont les caractéristiques correspondent à celles du revêtement initial puis, dans une seconde phase, on fraise le revêtement vieilli à l'aide d'organes de fraisage particuliers de façon à obtenir un émiettement du fraisat que l'on amène au niveau des organes de malaxage où l'on ajoute le liant de régénération dont les caractéristiques ont été déterminées au cours de la première phase.
Description
12815'7~;
" Procédé de régénération d'un rev~tement de chaus~ée vieilli "
La pré~ente invention se rapporte ~ un procédé de régénération ~ froid d'un revêtement de chaussée vieilli constitué par des granulats enrobés dans un liant par la mise en oeuvre d'une machine de régénération de chausséa connue en elle-meme notamment constituée par un véhlcule autotract~ comportant, dans le sens d'avancement, des organes de frai~age, des 0r-ganes de malaxage des produits fralsé~ avec ad~onctiond'un liant de régénératlon ainsi que des organe~ de ré-p~rtitlon sur la chaussée des enrobés ainsi traités.
De façon classique, les chaussées sont recouvertes par des gra~ulats enrobés dans un liant bi-tumineux sur au moin~ quatre centimètres d'épaisseur.
Au bout d'un certain nombre d'année~,ces revetements vieillis~ent par suite des déformations entraînées par le trafic, des condltion3 climatiques (neige, verglas ...) du sel déposé pendant les mois d'hiver, et également de la lumière (vieillissement photochimique). La conjugaison de ce-~ différents effets entraîne un durcissement du l~ant par suite de la vola-tllisation de ses parties les plus légères ; 11 en ré-sulte une fragilisation du produit qui devient cassant et a tendance à se fissurer. Une autre cause de dégra-1~8~575 dation est liée au décollement des couches de roulementqui provient souvent d'un mauvais accrochage lors de la mise en oeuvre. Il est par suite indispensable de prévoir un traitement permettant à la chaussée de retrouver ses propriétés initiales.
Pour effectuer cette mise à neuF, plusieurs solutions ont déJà été proposées :
La première et la plus simple consiste à ra~outer une couche d'enrobés sur celle qui a vieilli ou a subi des dégradations. Cette solution n'est pas susceptible de donner toute satisfaction étant donné que la nouvelle couche n'adhère pas tou~ours bien à l'ancienne et risque de se décoller et que l'on risque d'aboutir aussi à des chaussées de trop grande épaisseur, ce qui n'est pas sans poser de problèmes. Par ailleurs, cette solution n'est pas apte à résoudre le problème du décollement de la couche sous-~acente et n'est donc pas satisfaisante sous l'angle du renforcement mécanique.
Une autre solution consiste à fraiser l'enrobé existant que l'on met à la décharge et à le remplacer par un neuf : ce processus a l'avantage de permettre d'obtenir une chaussée se trouvant au niveau initial ; cette solution n'est cependant pas elle non plus susceptlble de donner entière satisfaction, d'une part, du point de vue économique, vu son caractère onéreux, et, d'autre part, pour ce qui est de la protec-tion de l'environnement vu qu'elle occasionne des déchets importants qui ne pourront que venir s'accumuler sur des décharges.
Au cours de ces dernières années, pour remédier à ces inconvénients, on a mis au polnt des procédés de régénération à chaud d'une chaussée consis-tant à réchauffer celle-ci sur quelques centimètres d'épaisseur à l'aide de panneaux radiants et à la gratter en surface sur une partie de cette épaisseur pour la remplacer par des enrobés neufs (thermorégénération), ou la malaxer en surface en la mélangeant à des liants de régénératlon (thermorecyclage). Sl l'on peut alnsl obtenir des résultats satlsfaisants, ces procédés pré-sentent l'inconvénlent d'être particulièrement onéreuxétant donné que la dépense en énergie calorlfique néces-saire pour le réchauffement de la surface de la chaussée vieillie correspond approximativement à 50 X du prix de revient total de la mise en oeuvre du procédé.
Pour remédier à ces inconvénients on a pensé à recycler les enrobés à froid ; les premières tentatives de mise en oeuvre de telles opérations ont correspondu à des procédés relativement rustiques qui ont ensuite été améliorés par la mise au point de véritables ateliers de régénération constitués par des véhicules auto-tractés comportant, dans le sens d'avancement, des organes de fraisage, des organes de malaxage des produits fralsés avec ad~onction d'un liant de régénération ainsi que des organes de réparti-tion sur la chaussée des enrobés ainsi traités.
Les brevets français n~ 85 12 724,86 03 362, 87 02 856, décrivent par exemple de telles machines.
L'expérience a montré que, malg.ré leurs avantages certains, la mise en oeuvre des machines sus-mentionnées ne permettait pas tou~ours d'obtenir, en fin de traitement, un revêtement satisfaisant correspondant au revêtement initial avant mise en oeuvre et nécessitait donc l'apport d'une nouvelle couche de roulement.
La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients en proposant un procédé
permettant de ma~triser à tout moment le déroulement des différentes opérations se succédant lors de la mise en oeuvre d'un atelier de régénération tel que sus-mentionné, et ce, aussi bien du point de vue mécanique que du point de vue chimique, en agissant principalement sur les caractéristiques du fraisage des enrobés, et sur celles du liant de régénération a~outé au cours du malaxage, de façon à pouvoir redéposer sur la chaussée un produit dont les propriétés sont prédéterminées, et correspondent essentiellement à celles du produit initialement déposé, avant vieillissement.
Lorsque, à partir d'échantillons préala-blement prélevés sur la chaussée, on détermine au laboratoire les caractéristiques d'un revêtement vieilli, on se rend compte que celles-ci sont très différentes de celles du r,evêtement initialement mis en oeuvre, ces différences sont dues principalement à une importante diminution de la teneur en liant bitumineux, et à une lS modification sensible de la composition de celui-ci, du fait de la disparition de ses fractions les plus légères.
Ces variations peuvent être mises en lumière en étudiant la granularité d'un fraisat obtenù
avec une fraiseuse traditionnelle; ainsi que la pénétra-bilité du liant présent dans ce fraisat, après extrac-tion par solvant.
Si l'on trace la courbe donnant les pourcentages des tamisats cumulés d'un fraisat obtenu avec une fraiseuse traditionnelle en fonction de la maille du tamis utilisé on obtient une courbe du type de la courbe C dans laquelle le pourcentage des tamisats décro~t très rapidement pour devenir nul pour un tamis ayant une maille encore relativement élevée (voir annexe).
Si on enlève le liant de ce revêtement vieilli par extraction par solvant et que l'on mesure la granularité de l'enrobé ainsi obtenu on obtient une courbe du type de la courbe A qui correspond à celle du revetement initial ; si on la compare à la courbe C, celle-ci est beaucoup plus continue, et de pente '7~
beaucoup plus faible : les pourcentages des tamisats correspondant à des tamis de mallle plus petlte sont beaucoup plus lmportants. Lors de l'opération de régé-nération du revêtement, on cherche, à partlr d'une courbe de type C, à obtenir en fin de traitement une courbe se rapprochant de la courbe A.
Par ailleurs, l'une des caractér~stiques des liants bitumineux la plus souvent étudiée pour déterminer les propriétés de ces liants est la pénétra-bilité à 25~C (norme AFNOR NFT 66 004) : pour mesurercelle-ci on met en place une coupelle contenant le liant bitumineux dans un bain-marie à 25~C, on place sur sa surface une aiguille portant un poids de 100 grammes et on mesure son enfoncement pendant 5 secondes. Or, l'expérience montre que, partant d'une valeur de péné-trabilité comprise entre 60 et 70, la pénétrabilité
d'un liant viellli âgé d'environ 10 ans tombe aux environs de 5 à 20 dizièmes de mm. Cette différence de pénétra-bilité correspond à la disparitlon sus-mentionnée de certaines fractions légères du liant, et, explique que, pour aboutir, après régénération à un revêtement ayant approximativement les caractéristiques du liant initial, il est nécessaire de faire appel à un liant de régéné-ration ayant une pénétrabilité beaucoup plus élevée.
L'ob~et de l'invention est de mettre au point, à partir de ces quelques considérations théoriques, un procédé de régénération à froid d'un revetement de chaussée vieilli permettant de redéposer sur la chaussée un revê-tement régénéré dont les caractéristiques soient le plus proche possible de celles du revêtement initialement déposé.
A cet effet, le procédé conforme à
l'invention est caractérisé en ce que, dans une première phase, on détermine au laboratoire les caractéristiques de l'enrobé vleilli, notamment la nature des granulats ~'~ 81~7 ~
ainsi que la teneur et les caractéristlques du liant, puis, à partir des valeurs ainsl déterminées on calcule les caracteristlques et la teneur du llant de régénéra-tion devant 8tre a~outé lors de la mise en oeuvre de la machine de régénération, au niveau des organe~ de malaxa-ge pour obtenir un revêtement régénéré dont les caracté-ristiques correspondent essentiellement à celles du revê-tement initial et on vérifie ce résultat au laboratoire, puis, dans une seconde phase, on met en oeuvre l'opéra-tion de régénéra.tion à l'aide de la machine de régénéra-tion en fraisant le revetement vieilli sur une épaisseur prédéterminée à l'aide d'organes de fraisage connus en eux-mêmes constitués par au moins un rotor de fraisage disposé dans une chambre de décohésion munie de barres de décohésion et constitué par un tube d'entralnement dispo-sé sensiblement transversalement par rapport à la direc-tion d'avancement de la machine et sur lequel sont sou-dées des spires portant chacune une sérle de dent~ notam-ment munies de pointes en carbure de tungstène, de façon à obtenir un émiettement du fraisat, pUi8, en amenant le fraisat ainsi trait~ au niveau des organes de malaxage où
l'on ajoute le liant de régénération dont les caractéris-tiques ont été détermlnées au cours de la première phase du procédé puis on amène le revêtement ainsi régénéré aux organes de répartition qui le déposent sur la chaussée.
Ce procédé permet donc de maîtriser, to-talement, les caractéristiques du revêtement dépos~ en fin de traitement pour les faire correspondre avec une large mesure à celles du revêtement initial grace à l'u-tilisation, en combinaison, de moyens mécani~ues (carac-téristiques particulières des organes de fraisage et de malaxage3 permettant d'obtenir un émiettement des pro-duits fraisés sans rapport avec le broyage grossier obtenu avec les organes de fraisage traditionnels) et de moyens chimiques permettant un choix rationnel de la ' ~ ' ~:a~75 quantité et des caractéristlques du liant de régénération a~outé lors du malaxage.
L'expérience montre que le procédé conforme à l'invention permet d'obtenir, à partir de la courbe C représentée en annexe, en fin de traitement, une courbe analogue à la courbe B, donc se rapprochant sensiblement de la courbe A correspondant au revêtement initial.
Selon une autre caractéristique de l'in-vention, le liant de régénération est constitué par un bitume ou un mélange de bitumes à pénétrabilité élevée et d'huiles lourdes à caractère naphténo-aromatique et et se distInguant des bitumes classiques de consistance voisine par des teneurs en asphaltène faibles et des teneurs en composés aromatiques fortes.
L'expérience montre que la pénétrabilité
du liant de régénération est souvent supérieure à
600 dizièmes de mm.
Parmi les liants de régénération pouvant être avantageusement utilisés dans le cadre du procédé
conforme à l'invention, on peut noter les produits commercialisés par la Société SHELL sous la dénomination commerciale R~O 100, R~O 200, R~O 400, R~O 800, R~O 1002.
D'autres produits pouvant également être utilisés dans un but similaire dont les produits commercialisés par la Société ESSO sous les dénominations commerciales FLEXON 110 et FLEXON 150.
Selon une autre caractéristique de l'inven-tion, on aJoute au liant de régénération environ 10 %
d'un agent mouillant susceptible d'accélérer le processus de décohésion du fraisat en ramollissant le liant vieilli.
Cet agent mouillant, qui est constitué
par un solvant essentiellement aromatique et dont le point d'éclair en vase clos ~norme NFT 60 103) est supérieur à 50 ~de teneur en aromatiques comprise entre 50 et 100 X), ne fait pas partie intégrante du liant de régénération, ~81~75 maisa une action chimique sur le fraisat dont il favorise l'émiettement.
En tant qu'exemple d'agent mouillant on peut citer le produit commercialisé par la Soclété ESS0 sous la dénomination HAN ~070.
Ce solvant par son caractère volatil dispara;t lors du "murissement" de l'enrobé au bout de quelques semaines après mise en oeuvre. Il ne reste alors que les agents régénérants qui eux sont stables.
L'expérience a montré que l'association liant de régénération/agent mouillant, combinée à
l'utilisation d'organes de fraisage ayant une configuration particulière permettait, de manière surprenante, d'obtenir un revêtement régénéré dont les propriétés sont par-ticulièrement proches de celles du revêtement initiale-ment mis en oeuvre.
Selon une autre caractéristique de l'in-vention, on calcule la quantité totale de liant de régénération devant être a~outée au fraisat au niveau des organes de malaxage par la formule (I) Xv Xn = -~
loo - y et la pénétrabilité de ce liant par la formule (II) ~ Xv ~ Xv log Pr = log Pn - - log Pv, ~ Xn / Xn formules dans lesquelles :
Xn représente la teneur en liant choisie dans l'enrobé
après recyclage (parties pour cent parties de granu-lats).
Xv la teneur en liant de l'enrobé vieilli (parties pour cent parties de granulats)y le pourcentage de liant de régénération dans le liant de l'enrobé après recyclage " ' .~
, .
1~81575 Pr la pénétrabilité du liant de régénération Pn la pénétrabilité choisie pour le liant de l'enrobé après recyclage.
Pv la pénétrabilité du liant vieilli.
Conformément à la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, on prévoit également de répandre sur la surface de la chaussée une couche d'accrochage, avant de déposer le revêtement régénéré ;
cette couche peut simplement être constituée par une couche de la fraction régénérante distribuée de manière homogène et à un débit proportionnel à la surface à
traiter.
Selon une autre caractsristique de l'invention, l'on aJoute au fraisat, au niveau des organes de malaxage, et en aval de la fraction régéné-rante, 0,10 à 0,50 X, de préférence entre 0,25 ~ en poids de fibres synthétiques notamment de fibres polya-crilonitrile considéré par rapport au poids de fraisat.
Ces fibres permettent d'améliorer la tenue en traction de l'enrobé régénéré.
Par ailleurs, lors de la mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention, on a pu constater que les dents particulières des rotors de fraisage s'échauffent très vite et doivent obligatoirement être refroldies en continu pour éviter les risques d'écrouis-sage et d'usure prématurée de celles-ci. Pour remédier à cet inconvénient, on a pris l'habitude de pulvériser de l'eau sur les spires des rotors (environ 0,5 à 2 % en poids par rapport au poids de fraisat) ; malheureusement, cette pulvérisation, si elle permet d'éviter un échauffe-ment trop important des dents de rotors, n'est pas sans poser d'inconvénients lors de la suite du processus, notamment au cours de l'opération de malaxage étant donné
qu'il est bien connu que l'eau est un ennemi des liants hydrocarbonés dont elle réduit l'adhésivité.
Pour compenser ce phénomène, suivant une autre caractérlstique de l'invention, lors du fraisage, on refroidit en continu les dents du ou des rotors de fraisa~e en pulvérisant une solution aqueuse contenant 5 à 40 X de préférence environ 10 X d'un agent tensio-actif, qui est notamment choisi dans le groupe constitué
par les amines~ les polyamines et les chlorhydrates d'amine.
~ Le rôle de ce tensio-actif est d'améliorer le contact fraisat-liant de régénération en "dopant"
l'interface entre ces deux composés.
Les caractéristiques du procédé qui fait l'ob~et de l'invention, et en particulier de la première phase de celui-ci seront décrites plus en détail à partir des exemples mentionnés ci-dessous :
EXEMPLE I
.
On a prélevé un échantillon d'un fraisat autoroutier vieilli obtenu avec une fraiseuse tradi-tionnelle ayant les caractéristiques suivantes :
- Granularité
Tamis en %
mm Passant 12,5 73 X
6,3 22 X
4 . 11 X
3,15 9 ~
" Procédé de régénération d'un rev~tement de chaus~ée vieilli "
La pré~ente invention se rapporte ~ un procédé de régénération ~ froid d'un revêtement de chaussée vieilli constitué par des granulats enrobés dans un liant par la mise en oeuvre d'une machine de régénération de chausséa connue en elle-meme notamment constituée par un véhlcule autotract~ comportant, dans le sens d'avancement, des organes de frai~age, des 0r-ganes de malaxage des produits fralsé~ avec ad~onctiond'un liant de régénératlon ainsi que des organe~ de ré-p~rtitlon sur la chaussée des enrobés ainsi traités.
De façon classique, les chaussées sont recouvertes par des gra~ulats enrobés dans un liant bi-tumineux sur au moin~ quatre centimètres d'épaisseur.
Au bout d'un certain nombre d'année~,ces revetements vieillis~ent par suite des déformations entraînées par le trafic, des condltion3 climatiques (neige, verglas ...) du sel déposé pendant les mois d'hiver, et également de la lumière (vieillissement photochimique). La conjugaison de ce-~ différents effets entraîne un durcissement du l~ant par suite de la vola-tllisation de ses parties les plus légères ; 11 en ré-sulte une fragilisation du produit qui devient cassant et a tendance à se fissurer. Une autre cause de dégra-1~8~575 dation est liée au décollement des couches de roulementqui provient souvent d'un mauvais accrochage lors de la mise en oeuvre. Il est par suite indispensable de prévoir un traitement permettant à la chaussée de retrouver ses propriétés initiales.
Pour effectuer cette mise à neuF, plusieurs solutions ont déJà été proposées :
La première et la plus simple consiste à ra~outer une couche d'enrobés sur celle qui a vieilli ou a subi des dégradations. Cette solution n'est pas susceptible de donner toute satisfaction étant donné que la nouvelle couche n'adhère pas tou~ours bien à l'ancienne et risque de se décoller et que l'on risque d'aboutir aussi à des chaussées de trop grande épaisseur, ce qui n'est pas sans poser de problèmes. Par ailleurs, cette solution n'est pas apte à résoudre le problème du décollement de la couche sous-~acente et n'est donc pas satisfaisante sous l'angle du renforcement mécanique.
Une autre solution consiste à fraiser l'enrobé existant que l'on met à la décharge et à le remplacer par un neuf : ce processus a l'avantage de permettre d'obtenir une chaussée se trouvant au niveau initial ; cette solution n'est cependant pas elle non plus susceptlble de donner entière satisfaction, d'une part, du point de vue économique, vu son caractère onéreux, et, d'autre part, pour ce qui est de la protec-tion de l'environnement vu qu'elle occasionne des déchets importants qui ne pourront que venir s'accumuler sur des décharges.
Au cours de ces dernières années, pour remédier à ces inconvénients, on a mis au polnt des procédés de régénération à chaud d'une chaussée consis-tant à réchauffer celle-ci sur quelques centimètres d'épaisseur à l'aide de panneaux radiants et à la gratter en surface sur une partie de cette épaisseur pour la remplacer par des enrobés neufs (thermorégénération), ou la malaxer en surface en la mélangeant à des liants de régénératlon (thermorecyclage). Sl l'on peut alnsl obtenir des résultats satlsfaisants, ces procédés pré-sentent l'inconvénlent d'être particulièrement onéreuxétant donné que la dépense en énergie calorlfique néces-saire pour le réchauffement de la surface de la chaussée vieillie correspond approximativement à 50 X du prix de revient total de la mise en oeuvre du procédé.
Pour remédier à ces inconvénients on a pensé à recycler les enrobés à froid ; les premières tentatives de mise en oeuvre de telles opérations ont correspondu à des procédés relativement rustiques qui ont ensuite été améliorés par la mise au point de véritables ateliers de régénération constitués par des véhicules auto-tractés comportant, dans le sens d'avancement, des organes de fraisage, des organes de malaxage des produits fralsés avec ad~onction d'un liant de régénération ainsi que des organes de réparti-tion sur la chaussée des enrobés ainsi traités.
Les brevets français n~ 85 12 724,86 03 362, 87 02 856, décrivent par exemple de telles machines.
L'expérience a montré que, malg.ré leurs avantages certains, la mise en oeuvre des machines sus-mentionnées ne permettait pas tou~ours d'obtenir, en fin de traitement, un revêtement satisfaisant correspondant au revêtement initial avant mise en oeuvre et nécessitait donc l'apport d'une nouvelle couche de roulement.
La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients en proposant un procédé
permettant de ma~triser à tout moment le déroulement des différentes opérations se succédant lors de la mise en oeuvre d'un atelier de régénération tel que sus-mentionné, et ce, aussi bien du point de vue mécanique que du point de vue chimique, en agissant principalement sur les caractéristiques du fraisage des enrobés, et sur celles du liant de régénération a~outé au cours du malaxage, de façon à pouvoir redéposer sur la chaussée un produit dont les propriétés sont prédéterminées, et correspondent essentiellement à celles du produit initialement déposé, avant vieillissement.
Lorsque, à partir d'échantillons préala-blement prélevés sur la chaussée, on détermine au laboratoire les caractéristiques d'un revêtement vieilli, on se rend compte que celles-ci sont très différentes de celles du r,evêtement initialement mis en oeuvre, ces différences sont dues principalement à une importante diminution de la teneur en liant bitumineux, et à une lS modification sensible de la composition de celui-ci, du fait de la disparition de ses fractions les plus légères.
Ces variations peuvent être mises en lumière en étudiant la granularité d'un fraisat obtenù
avec une fraiseuse traditionnelle; ainsi que la pénétra-bilité du liant présent dans ce fraisat, après extrac-tion par solvant.
Si l'on trace la courbe donnant les pourcentages des tamisats cumulés d'un fraisat obtenu avec une fraiseuse traditionnelle en fonction de la maille du tamis utilisé on obtient une courbe du type de la courbe C dans laquelle le pourcentage des tamisats décro~t très rapidement pour devenir nul pour un tamis ayant une maille encore relativement élevée (voir annexe).
Si on enlève le liant de ce revêtement vieilli par extraction par solvant et que l'on mesure la granularité de l'enrobé ainsi obtenu on obtient une courbe du type de la courbe A qui correspond à celle du revetement initial ; si on la compare à la courbe C, celle-ci est beaucoup plus continue, et de pente '7~
beaucoup plus faible : les pourcentages des tamisats correspondant à des tamis de mallle plus petlte sont beaucoup plus lmportants. Lors de l'opération de régé-nération du revêtement, on cherche, à partlr d'une courbe de type C, à obtenir en fin de traitement une courbe se rapprochant de la courbe A.
Par ailleurs, l'une des caractér~stiques des liants bitumineux la plus souvent étudiée pour déterminer les propriétés de ces liants est la pénétra-bilité à 25~C (norme AFNOR NFT 66 004) : pour mesurercelle-ci on met en place une coupelle contenant le liant bitumineux dans un bain-marie à 25~C, on place sur sa surface une aiguille portant un poids de 100 grammes et on mesure son enfoncement pendant 5 secondes. Or, l'expérience montre que, partant d'une valeur de péné-trabilité comprise entre 60 et 70, la pénétrabilité
d'un liant viellli âgé d'environ 10 ans tombe aux environs de 5 à 20 dizièmes de mm. Cette différence de pénétra-bilité correspond à la disparitlon sus-mentionnée de certaines fractions légères du liant, et, explique que, pour aboutir, après régénération à un revêtement ayant approximativement les caractéristiques du liant initial, il est nécessaire de faire appel à un liant de régéné-ration ayant une pénétrabilité beaucoup plus élevée.
L'ob~et de l'invention est de mettre au point, à partir de ces quelques considérations théoriques, un procédé de régénération à froid d'un revetement de chaussée vieilli permettant de redéposer sur la chaussée un revê-tement régénéré dont les caractéristiques soient le plus proche possible de celles du revêtement initialement déposé.
A cet effet, le procédé conforme à
l'invention est caractérisé en ce que, dans une première phase, on détermine au laboratoire les caractéristiques de l'enrobé vleilli, notamment la nature des granulats ~'~ 81~7 ~
ainsi que la teneur et les caractéristlques du liant, puis, à partir des valeurs ainsl déterminées on calcule les caracteristlques et la teneur du llant de régénéra-tion devant 8tre a~outé lors de la mise en oeuvre de la machine de régénération, au niveau des organe~ de malaxa-ge pour obtenir un revêtement régénéré dont les caracté-ristiques correspondent essentiellement à celles du revê-tement initial et on vérifie ce résultat au laboratoire, puis, dans une seconde phase, on met en oeuvre l'opéra-tion de régénéra.tion à l'aide de la machine de régénéra-tion en fraisant le revetement vieilli sur une épaisseur prédéterminée à l'aide d'organes de fraisage connus en eux-mêmes constitués par au moins un rotor de fraisage disposé dans une chambre de décohésion munie de barres de décohésion et constitué par un tube d'entralnement dispo-sé sensiblement transversalement par rapport à la direc-tion d'avancement de la machine et sur lequel sont sou-dées des spires portant chacune une sérle de dent~ notam-ment munies de pointes en carbure de tungstène, de façon à obtenir un émiettement du fraisat, pUi8, en amenant le fraisat ainsi trait~ au niveau des organes de malaxage où
l'on ajoute le liant de régénération dont les caractéris-tiques ont été détermlnées au cours de la première phase du procédé puis on amène le revêtement ainsi régénéré aux organes de répartition qui le déposent sur la chaussée.
Ce procédé permet donc de maîtriser, to-talement, les caractéristiques du revêtement dépos~ en fin de traitement pour les faire correspondre avec une large mesure à celles du revêtement initial grace à l'u-tilisation, en combinaison, de moyens mécani~ues (carac-téristiques particulières des organes de fraisage et de malaxage3 permettant d'obtenir un émiettement des pro-duits fraisés sans rapport avec le broyage grossier obtenu avec les organes de fraisage traditionnels) et de moyens chimiques permettant un choix rationnel de la ' ~ ' ~:a~75 quantité et des caractéristlques du liant de régénération a~outé lors du malaxage.
L'expérience montre que le procédé conforme à l'invention permet d'obtenir, à partir de la courbe C représentée en annexe, en fin de traitement, une courbe analogue à la courbe B, donc se rapprochant sensiblement de la courbe A correspondant au revêtement initial.
Selon une autre caractéristique de l'in-vention, le liant de régénération est constitué par un bitume ou un mélange de bitumes à pénétrabilité élevée et d'huiles lourdes à caractère naphténo-aromatique et et se distInguant des bitumes classiques de consistance voisine par des teneurs en asphaltène faibles et des teneurs en composés aromatiques fortes.
L'expérience montre que la pénétrabilité
du liant de régénération est souvent supérieure à
600 dizièmes de mm.
Parmi les liants de régénération pouvant être avantageusement utilisés dans le cadre du procédé
conforme à l'invention, on peut noter les produits commercialisés par la Société SHELL sous la dénomination commerciale R~O 100, R~O 200, R~O 400, R~O 800, R~O 1002.
D'autres produits pouvant également être utilisés dans un but similaire dont les produits commercialisés par la Société ESSO sous les dénominations commerciales FLEXON 110 et FLEXON 150.
Selon une autre caractéristique de l'inven-tion, on aJoute au liant de régénération environ 10 %
d'un agent mouillant susceptible d'accélérer le processus de décohésion du fraisat en ramollissant le liant vieilli.
Cet agent mouillant, qui est constitué
par un solvant essentiellement aromatique et dont le point d'éclair en vase clos ~norme NFT 60 103) est supérieur à 50 ~de teneur en aromatiques comprise entre 50 et 100 X), ne fait pas partie intégrante du liant de régénération, ~81~75 maisa une action chimique sur le fraisat dont il favorise l'émiettement.
En tant qu'exemple d'agent mouillant on peut citer le produit commercialisé par la Soclété ESS0 sous la dénomination HAN ~070.
Ce solvant par son caractère volatil dispara;t lors du "murissement" de l'enrobé au bout de quelques semaines après mise en oeuvre. Il ne reste alors que les agents régénérants qui eux sont stables.
L'expérience a montré que l'association liant de régénération/agent mouillant, combinée à
l'utilisation d'organes de fraisage ayant une configuration particulière permettait, de manière surprenante, d'obtenir un revêtement régénéré dont les propriétés sont par-ticulièrement proches de celles du revêtement initiale-ment mis en oeuvre.
Selon une autre caractéristique de l'in-vention, on calcule la quantité totale de liant de régénération devant être a~outée au fraisat au niveau des organes de malaxage par la formule (I) Xv Xn = -~
loo - y et la pénétrabilité de ce liant par la formule (II) ~ Xv ~ Xv log Pr = log Pn - - log Pv, ~ Xn / Xn formules dans lesquelles :
Xn représente la teneur en liant choisie dans l'enrobé
après recyclage (parties pour cent parties de granu-lats).
Xv la teneur en liant de l'enrobé vieilli (parties pour cent parties de granulats)y le pourcentage de liant de régénération dans le liant de l'enrobé après recyclage " ' .~
, .
1~81575 Pr la pénétrabilité du liant de régénération Pn la pénétrabilité choisie pour le liant de l'enrobé après recyclage.
Pv la pénétrabilité du liant vieilli.
Conformément à la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, on prévoit également de répandre sur la surface de la chaussée une couche d'accrochage, avant de déposer le revêtement régénéré ;
cette couche peut simplement être constituée par une couche de la fraction régénérante distribuée de manière homogène et à un débit proportionnel à la surface à
traiter.
Selon une autre caractsristique de l'invention, l'on aJoute au fraisat, au niveau des organes de malaxage, et en aval de la fraction régéné-rante, 0,10 à 0,50 X, de préférence entre 0,25 ~ en poids de fibres synthétiques notamment de fibres polya-crilonitrile considéré par rapport au poids de fraisat.
Ces fibres permettent d'améliorer la tenue en traction de l'enrobé régénéré.
Par ailleurs, lors de la mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention, on a pu constater que les dents particulières des rotors de fraisage s'échauffent très vite et doivent obligatoirement être refroldies en continu pour éviter les risques d'écrouis-sage et d'usure prématurée de celles-ci. Pour remédier à cet inconvénient, on a pris l'habitude de pulvériser de l'eau sur les spires des rotors (environ 0,5 à 2 % en poids par rapport au poids de fraisat) ; malheureusement, cette pulvérisation, si elle permet d'éviter un échauffe-ment trop important des dents de rotors, n'est pas sans poser d'inconvénients lors de la suite du processus, notamment au cours de l'opération de malaxage étant donné
qu'il est bien connu que l'eau est un ennemi des liants hydrocarbonés dont elle réduit l'adhésivité.
Pour compenser ce phénomène, suivant une autre caractérlstique de l'invention, lors du fraisage, on refroidit en continu les dents du ou des rotors de fraisa~e en pulvérisant une solution aqueuse contenant 5 à 40 X de préférence environ 10 X d'un agent tensio-actif, qui est notamment choisi dans le groupe constitué
par les amines~ les polyamines et les chlorhydrates d'amine.
~ Le rôle de ce tensio-actif est d'améliorer le contact fraisat-liant de régénération en "dopant"
l'interface entre ces deux composés.
Les caractéristiques du procédé qui fait l'ob~et de l'invention, et en particulier de la première phase de celui-ci seront décrites plus en détail à partir des exemples mentionnés ci-dessous :
EXEMPLE I
.
On a prélevé un échantillon d'un fraisat autoroutier vieilli obtenu avec une fraiseuse tradi-tionnelle ayant les caractéristiques suivantes :
- Granularité
Tamis en %
mm Passant 12,5 73 X
6,3 22 X
4 . 11 X
3,15 9 ~
2 6 X
- Teneur en liant : 4,6 X au lieu de 5,6 X pour le liant d'origine non vieilli - Pénétrabilité à 25~C, 26/lOème de mm au lieu de 65/lOème de mm pour le liant d'origine pris dans les mêmes conditions.
1~8~57~i Après extractlon par solvant, on a trouvé la granularlté suivante qui correspond à celle du revêtement initial :
Tamis en %
mm Passant 6,3 53 X
- Teneur en liant : 4,6 X au lieu de 5,6 X pour le liant d'origine non vieilli - Pénétrabilité à 25~C, 26/lOème de mm au lieu de 65/lOème de mm pour le liant d'origine pris dans les mêmes conditions.
1~8~57~i Après extractlon par solvant, on a trouvé la granularlté suivante qui correspond à celle du revêtement initial :
Tamis en %
mm Passant 6,3 53 X
3,15 37 X
1 26 %
0,5 20 X
0j315 17 %
0,08 10 X
Ces granularités correspondent respecti-vement aux courbes C et A du schéma ~oint en annexe.
On a ensuite a~outé au fraisat corres-pondant au revêtement vieilli de départ 1,98 X d'une fraction régénérante constituée de :
- Liant de régénération : 13,2 % R~O 200 SHELL
86,8 ~ R~O 800 SHELL
(pénétrabilité à 25~C : 666/lOème de mm) - Agent mouillant : 10 X de solvant HAN 8070 ESSO
La quantité régénérante (hors agent mouillant) ainsi que sa pénétrabilité ont été calculées à partir des formules I et II sus-mentionnées.
Après mélange à 18~C on a ainsi obtenu un liant régénéré ayant les caractéristiques suivantes :
- Granularité
Tamis en X
mm Passant 6,3 58 ~
49 %
3,15 41 X
0,5 22 , '~
.28~75 0,315 19 X
0,08 11 X
- Pénétration à 25~C : 67/lOème de mm (au lieu des 65 théorlques).
L'enrobé ainsi traité correspond à la courbe B ~ointe en annexe. On voit donc que le traitement sus-mentionné a permis d'obtenir un revêtement dont les caractéristiques se rapprochent de celles du liant initial représenté par la courbe A ~ointe en annexe.
On a ensuite mesuré les caractéristiques de ce revêtement régénéré en utilisant la méthode de DURIEZ. On a trouvé les résultats suivants :
DURIEZ -LCPC compactés à 18~C
Compacité en X : 94 %
Rc en MPa 24 heures : 4,4 _ On est parti du même fraisat de départ vieilli que dans l'exemple l, et on a pulvérisé sur celui-ci une solution aqueuse composée comme suit :
80 X d'eau 20 X de Dinoram 50 (dispersion aqueuse d'amines CECA) au taux de l X en poids par rapport au fraisat initial.
On a ensuite mis en oeuvre les mêmes opérations que pour le premier exemple et llon a obtenu un enrobé régénéré ayant les caractéristiques suivantes :
Pénétrabilité à 25~C du liant de régénération : 70 (pour 65 théorique) RESISTANCES MECANIQUES - ESSAIS DURIEZ LCPC
(Sur éprouvettes recompactées à I~DC) - COMPACITE 95 ' ~
.
.. ...
l~lS7 24 h ~ J
Rc 18~C MPa............ 3,2 3,7 rc après im-mersion MPa............ 2,8 r/R.................... 0,75 On a procédé exactement comme dans l'exemple 2 si ce n'est que l'on a incorporé après le liant de régénération et au niveau du malaxeur 0,25 X
en poids (par rapport au fraisat) de fibres polyacriloni-trile 100 detex 24 mm VFII de Hoechst. On a ainsi obtenu un liant régénéré ayant les caractéristiques DURIEZ LCPC
à 18~C suivantes :
Compacité 95 X
Rc 8 j en MPa 18~C 4,15 Ces résultats montrent que le procédé
conforme à l'invention permet d'obtenir des revêtements régénérés ayant des propriétés mécaniques et des carac-téristiques très voisines de celles du revêtement ini-tialement mis en oeuvre antérieurement à son vieillis-sement.
.. . .
1 26 %
0,5 20 X
0j315 17 %
0,08 10 X
Ces granularités correspondent respecti-vement aux courbes C et A du schéma ~oint en annexe.
On a ensuite a~outé au fraisat corres-pondant au revêtement vieilli de départ 1,98 X d'une fraction régénérante constituée de :
- Liant de régénération : 13,2 % R~O 200 SHELL
86,8 ~ R~O 800 SHELL
(pénétrabilité à 25~C : 666/lOème de mm) - Agent mouillant : 10 X de solvant HAN 8070 ESSO
La quantité régénérante (hors agent mouillant) ainsi que sa pénétrabilité ont été calculées à partir des formules I et II sus-mentionnées.
Après mélange à 18~C on a ainsi obtenu un liant régénéré ayant les caractéristiques suivantes :
- Granularité
Tamis en X
mm Passant 6,3 58 ~
49 %
3,15 41 X
0,5 22 , '~
.28~75 0,315 19 X
0,08 11 X
- Pénétration à 25~C : 67/lOème de mm (au lieu des 65 théorlques).
L'enrobé ainsi traité correspond à la courbe B ~ointe en annexe. On voit donc que le traitement sus-mentionné a permis d'obtenir un revêtement dont les caractéristiques se rapprochent de celles du liant initial représenté par la courbe A ~ointe en annexe.
On a ensuite mesuré les caractéristiques de ce revêtement régénéré en utilisant la méthode de DURIEZ. On a trouvé les résultats suivants :
DURIEZ -LCPC compactés à 18~C
Compacité en X : 94 %
Rc en MPa 24 heures : 4,4 _ On est parti du même fraisat de départ vieilli que dans l'exemple l, et on a pulvérisé sur celui-ci une solution aqueuse composée comme suit :
80 X d'eau 20 X de Dinoram 50 (dispersion aqueuse d'amines CECA) au taux de l X en poids par rapport au fraisat initial.
On a ensuite mis en oeuvre les mêmes opérations que pour le premier exemple et llon a obtenu un enrobé régénéré ayant les caractéristiques suivantes :
Pénétrabilité à 25~C du liant de régénération : 70 (pour 65 théorique) RESISTANCES MECANIQUES - ESSAIS DURIEZ LCPC
(Sur éprouvettes recompactées à I~DC) - COMPACITE 95 ' ~
.
.. ...
l~lS7 24 h ~ J
Rc 18~C MPa............ 3,2 3,7 rc après im-mersion MPa............ 2,8 r/R.................... 0,75 On a procédé exactement comme dans l'exemple 2 si ce n'est que l'on a incorporé après le liant de régénération et au niveau du malaxeur 0,25 X
en poids (par rapport au fraisat) de fibres polyacriloni-trile 100 detex 24 mm VFII de Hoechst. On a ainsi obtenu un liant régénéré ayant les caractéristiques DURIEZ LCPC
à 18~C suivantes :
Compacité 95 X
Rc 8 j en MPa 18~C 4,15 Ces résultats montrent que le procédé
conforme à l'invention permet d'obtenir des revêtements régénérés ayant des propriétés mécaniques et des carac-téristiques très voisines de celles du revêtement ini-tialement mis en oeuvre antérieurement à son vieillis-sement.
.. . .
Claims (10)
1°) Procédé de régénération à froid d'un re-vetement de chaussée vieilli constitué par des granu-lats enrobés dans un liant lors de la mise en oeuvre d'une machine de régénération de chaussée connue en elle-même notamment constituée par un véhicule auto-tracté comportant dans le sens d'avancement des orga-nes de fraisage, des organes de malaxage des produits fraisés avec adjonction d'un liant de régénération ainsi que des organes de répartition sur la chaussée des enrobés ainsi traités, procédé caractérisé en ce que, dans une première phase, on détermine au labora-toire les caractéristiques de l'enrobé vieilli, notam-ment la nature des granulats ainsi que la teneur et les caractéristiques du liant, puis, à partir des va-leurs ainsi déterminées on calcule les caractéristi-ques et la teneur du liant de régénération devant être ajouté lors de la mise en oeuvre de la machine de ré-génération, au niveau des organes de malaxage pour ob-tenir un revêtement régénéré dont les caractéristiques correspondent essentiellement à celles du revêtement initial et on vérifie ce résultat au laboratoire, puis, dans une seconde phase, on met en oeuvre l'opé-ration de régénération à l'aide de la machine de régé-nération en fraisant le revêtement vieilli sur une épaisseur prédéterminée à l'aide d'organes de fraisage connus en eux-mêmes constitués par au moins un rotor de fraisage disposé dans une chambre de décohésion mu-nie de barres de décohésion et constitué par un tube d'entraînement disposé sensiblement transversalement par rapport à la direction d'avancement de la machine et sur lequel sont soudées des spires portant chacune une série de dents notamment munies de pointes en car-bure de tungstène, de façon à obtenir un émiettement du fraisat, puis, en amenant le fraisat ainsi traité
au niveau des organes de malaxage où l'on ajoute le liant de régénération dont les caractéristiques ont été déterminées au cours de la première phase du pro-cédé puis on amène le revêtement ainsi régénéré aux organes de répartition qui le déposent sur la chaus-sée.
au niveau des organes de malaxage où l'on ajoute le liant de régénération dont les caractéristiques ont été déterminées au cours de la première phase du pro-cédé puis on amène le revêtement ainsi régénéré aux organes de répartition qui le déposent sur la chaus-sée.
2°) Procédé selon la revendication 1, carac-térisé en ce que le liant de régénération est consti-tué par un bitume ou un mélange de bitumes à pénétra-bilité élevée et d'huiles lourdes à caractère naphté-no-aromatique, et se distiguant des bitumes classiques de consistance voisine par les teneurs en asphaltènes faibles et des teneurs en composés aromatiques fortes.
3°) Procédé selon l'une quelconque des re-vendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'on ajoute au liant de régénération environ 10 % d'un agent mouillant susceptible d'accélérer le processus de dé-cohésion du fraisat en ramollissant le liant vieilli.
4°) Procédé selon la revendication 3, carac-térisé en ce que l'agent mouillant est constitué par un solvant essentiellement aromatique.
5°) Procédé selon l'une quelconque des re-vendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'on calcule la quantité totale de liant de régénération devant être ajoutée au fraisat au niveau des organes de ma-laxage par la formule (I) et la pénétrabilité de ce liant par la formule (II) formules dans lesquelles :
Xn représente la teneur en liant choisie dans l'enrobé
après recyclage (parties pour cent parties de gra-nulats) Xv la teneur en liant de l'enrobé vieilli (parties pour cent parties de granulats) y le pourcentage de liant de régénération dans le liant de l'enrobé après recyclage Pr la pénétrabilité du liant de régénération Pn la pénétrabilité choisie pour le liant de l'enrobé
après recyclage Pv la pénétrabilité du liant vieilli.
Xn représente la teneur en liant choisie dans l'enrobé
après recyclage (parties pour cent parties de gra-nulats) Xv la teneur en liant de l'enrobé vieilli (parties pour cent parties de granulats) y le pourcentage de liant de régénération dans le liant de l'enrobé après recyclage Pr la pénétrabilité du liant de régénération Pn la pénétrabilité choisie pour le liant de l'enrobé
après recyclage Pv la pénétrabilité du liant vieilli.
6°) Procédé selon l'une quelconque des re-vendications 1 à 5, caractérisé en ce que, avant de déposer sur la chaussée le revêtement régénéré, on ré-pand sur la surface de celle-ci une couche d'accrocha-ge constituée par la fraction régénérante.
7°) Procédé selon l'une quelconque des re-vendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'on ajoute au fraisat, au niveau des organes de malaxage et en aval de la fraction régénérante 0,10 à 0,50 % de pré-férence environ 0,25 % en poids de fibres synthétiques notamment de fibres polyacrilonitrile considéré par rapport au poids de fraisat.
8°) Procédé selon l'une quelconque des re-vendications 1 à 7, caractérisé en ce que lors du fraisage on refroidit en continu les dents du ou des rotors de fraisage en pulvérisant une solution aqueuse contenant 5 à 40 %, de préférence environ 10 % d'un agent tensio-actif.
9°) Procédé selon la revendication 8, carac-térisé en ce que l'on choisit le composé tensio-actif dans le groupe constitué par les amines, les polyami-nes et les chlorhydrates d'amine.
10°) Procédé selon l'une quelconque des re-vendications 8 et 9, caractérisé en ce que la quantité
de solution aqueuse d'agent tensio-actif mise en oeu-vre correspond à environ 0,5 à 2 % en poids considéré
par rapport au poids de fraisat.
de solution aqueuse d'agent tensio-actif mise en oeu-vre correspond à environ 0,5 à 2 % en poids considéré
par rapport au poids de fraisat.
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FR8705005 | 1987-04-09 |
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US4011023A (en) * | 1975-12-15 | 1977-03-08 | Cutler Repaving, Inc. | Asphalt pavement recycling apparatus |
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FR2485057A1 (fr) * | 1980-06-18 | 1981-12-24 | Martin Entr Ch | Procede de regeneration des materiaux routiers de recuperation |
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- 1987-04-09 FR FR8705005A patent/FR2613737B1/fr not_active Expired - Fee Related
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FR2613737B1 (fr) | 1991-11-22 |
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Date | Code | Title | Description |
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