CA3061502A1 - Agents d'interfaces pour la preparation de revetements routiers a froid - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne la fabrication d'un produit bitumineux de type enrobé ou enduit qui comprend une mise en contact, à une température inférieure à 110°C, de particules minérales avec une émulsion (i) issue d'une émulsification d'un liant hydrocarboné dans une phase aqueuse à une température de mélange supérieure à la température de mise en contact, et (ii) qui comprenant un additif qui : - forme un mélange homogène avec le liant hydrocarboné à la température de mélange; - est non compatible avec le liant hydrocarboné à la température de mise en contact; - est employé à une teneur supérieure à sa solubilité dans le milieu aqueux de l'émulsion à la température de mise en contact.
Description
Agents d'interfaces pour la préparation de revêtements routiers à froid La présente invention a trait au domaine des produits bitumeux, notamment utiles à
la réalisation de revêtement routiers, à base de particules minérales solidarisées entre elles par un liant hydrocarboné selon des techniques, où le liant hydrocarboné
est mis en contact avec les particules minérales à faible température, notamment selon les techniques dites à froid. Elle concerne plus spécifiquement un procédé de fabrication de produits bitumineux à faible température mettant en oeuvre des additifs spécifiques dans le liant hydrocarboné, conduisant à des produits bitumineux particulièrement intéressants.
Dans les produits dits bitumineux , des particules minérales sont liées entre elles par un liant hydrocarboné, qui recouvre tout ou partie de leur surface. Ce liant hydrocarboné est en général un bitume (bitume pur ou modifié par ajout notamment de polymère(s) ou de fluxants par exemple d'origine pétrolière ou végétale), un liant végétal (pur ou modifié) ou un liant de synthèse d'origine pétrolière et pouvant contenir, ou non, une partie végétale.
Différentes techniques de préparation de produits bitumineux employant ce type de liant hydrocarboné sont connues. Lorsque les particules sont totalement (ou sensiblement totalement) recouvertes par le liant on parle d'une technique enrobage , qui conduit à
un produit bitumineux dit enrobé . Alternativement, on peut aussi solidariser des particules sans nécessairement les enrober totalement, selon des techniques où
on dépose les particules sur une couche de liant hydrocarboné, le produit obtenu formé étant un enduit où les particules ne sont qu'enrobées partiellement. Qu'il s'agisse d'enrobés ou d'enduits, il existe deux grands modes de préparation, selon des techniques dites respectivement à chaud et à froid .
Les techniques à chaud (qui conduisent à des produits bitumineux de type enrobés ou enduits dits à chaud ) mettent en contact des granulats (chauffés ou non) avec un liant hydrocarboné porté à une température supérieure à 110 C, typiquement aux alentours de 140 à 160 C.
Les produits bitumineux à chaud présentent en général de bonnes qualités en matière de liaison des granulats, de maniabilité et de propriétés mécaniques après mise en oeuvre et refroidissement, avec des propriétés relativement aisées à
adapter en jouant sur la nature du liant. Cela étant, ils présentent des inconvénients en termes de coûts de chauffage et, souvent, de répercussions sur l'environnement. Raison pour laquelle ont été
la réalisation de revêtement routiers, à base de particules minérales solidarisées entre elles par un liant hydrocarboné selon des techniques, où le liant hydrocarboné
est mis en contact avec les particules minérales à faible température, notamment selon les techniques dites à froid. Elle concerne plus spécifiquement un procédé de fabrication de produits bitumineux à faible température mettant en oeuvre des additifs spécifiques dans le liant hydrocarboné, conduisant à des produits bitumineux particulièrement intéressants.
Dans les produits dits bitumineux , des particules minérales sont liées entre elles par un liant hydrocarboné, qui recouvre tout ou partie de leur surface. Ce liant hydrocarboné est en général un bitume (bitume pur ou modifié par ajout notamment de polymère(s) ou de fluxants par exemple d'origine pétrolière ou végétale), un liant végétal (pur ou modifié) ou un liant de synthèse d'origine pétrolière et pouvant contenir, ou non, une partie végétale.
Différentes techniques de préparation de produits bitumineux employant ce type de liant hydrocarboné sont connues. Lorsque les particules sont totalement (ou sensiblement totalement) recouvertes par le liant on parle d'une technique enrobage , qui conduit à
un produit bitumineux dit enrobé . Alternativement, on peut aussi solidariser des particules sans nécessairement les enrober totalement, selon des techniques où
on dépose les particules sur une couche de liant hydrocarboné, le produit obtenu formé étant un enduit où les particules ne sont qu'enrobées partiellement. Qu'il s'agisse d'enrobés ou d'enduits, il existe deux grands modes de préparation, selon des techniques dites respectivement à chaud et à froid .
Les techniques à chaud (qui conduisent à des produits bitumineux de type enrobés ou enduits dits à chaud ) mettent en contact des granulats (chauffés ou non) avec un liant hydrocarboné porté à une température supérieure à 110 C, typiquement aux alentours de 140 à 160 C.
Les produits bitumineux à chaud présentent en général de bonnes qualités en matière de liaison des granulats, de maniabilité et de propriétés mécaniques après mise en oeuvre et refroidissement, avec des propriétés relativement aisées à
adapter en jouant sur la nature du liant. Cela étant, ils présentent des inconvénients en termes de coûts de chauffage et, souvent, de répercussions sur l'environnement. Raison pour laquelle ont été
2 développées des techniques à plus faible température, incluant notamment les techniques dites à froid .
La présente invention s'intéresse à ces techniques de préparation de produits .. bitumineux à faible température, qui incluent en particulier les techniques dites à froid .
Au sens de la présente description, à des fins de concision, on désignera par enrobage (total ou partiel) à faible température , un procédé où des particules minérales et un liant sont mis en contact à une température inférieure à 110 C
et généralement inférieure à 100 C, typiquement inférieure ou égale à 90 C, et plus .. généralement à 60 C. Les produits bitumineux obtenus selon ces techniques dite d'enrobage à faible température sont soit des enrobés au sens propre lorsque l'enrobage est total, soit des enduits lorsqu'il est partiel. Ces produits bitumineux seront désignés respectivement dans la présente description par les termes enrobés hydrocarbonés à
faible température et enduits hydrocarbonés à faible température (ou plus simplement enrobés (ou enduits) à faible température).
Les techniques d'enrobages à faible température incluent notamment les techniques à froid et notamment la technique désignée par enrobage à froid , où
l'enrobage est effectué sans chauffage, et sans séchage des granulats, donc à une température proche de l'ambiante, soit typiquement à des températures entre 5 et 50 C en fonctions des conditions climatiques (avantageusement entre 10 et 40 C). Les techniques d'enrobage à faible température qui ne répondent pas à cette définition seront désignées dans la présente description par enrobage à température modérée , techniques où la mise en contact des granulats et du bitume se fait typiquement à une température comprise, par exemple entre 40 et 110 C, typiquement avec un préchauffage du liant hydrocarboné et/ou un séchage et/ou chauffage des particules avant la mise en contact.
Les techniques d'enrobage à froid conduit à des produits bitumineux (à savoir des enrobés ou enduits) dits à froid . Les produits bitumineux obtenus selon les techniques dites ici d'enrobage à température modérée seront quant à eux désignés par le terme de produits bitumineux (à savoir enrobés ou enduits) dits à température modérée . Au sens de la présente description, on réservera l'emploi du terme enrobé
hydrocarboné à
froid pour désigner un enrobé hydrocarboné réalisé à partir de granulats, d'un liant hydrocarboné et éventuellement de dopes et/ ou d'additifs, dont les caractéristiques permettent un enrobage sans séchage et chauffage des granulats , ce qui correspond à
la définition de la norme NF P 98-149 (Terminologie des enrobés hydrocarbonées).
La présente invention s'intéresse à ces techniques de préparation de produits .. bitumineux à faible température, qui incluent en particulier les techniques dites à froid .
Au sens de la présente description, à des fins de concision, on désignera par enrobage (total ou partiel) à faible température , un procédé où des particules minérales et un liant sont mis en contact à une température inférieure à 110 C
et généralement inférieure à 100 C, typiquement inférieure ou égale à 90 C, et plus .. généralement à 60 C. Les produits bitumineux obtenus selon ces techniques dite d'enrobage à faible température sont soit des enrobés au sens propre lorsque l'enrobage est total, soit des enduits lorsqu'il est partiel. Ces produits bitumineux seront désignés respectivement dans la présente description par les termes enrobés hydrocarbonés à
faible température et enduits hydrocarbonés à faible température (ou plus simplement enrobés (ou enduits) à faible température).
Les techniques d'enrobages à faible température incluent notamment les techniques à froid et notamment la technique désignée par enrobage à froid , où
l'enrobage est effectué sans chauffage, et sans séchage des granulats, donc à une température proche de l'ambiante, soit typiquement à des températures entre 5 et 50 C en fonctions des conditions climatiques (avantageusement entre 10 et 40 C). Les techniques d'enrobage à faible température qui ne répondent pas à cette définition seront désignées dans la présente description par enrobage à température modérée , techniques où la mise en contact des granulats et du bitume se fait typiquement à une température comprise, par exemple entre 40 et 110 C, typiquement avec un préchauffage du liant hydrocarboné et/ou un séchage et/ou chauffage des particules avant la mise en contact.
Les techniques d'enrobage à froid conduit à des produits bitumineux (à savoir des enrobés ou enduits) dits à froid . Les produits bitumineux obtenus selon les techniques dites ici d'enrobage à température modérée seront quant à eux désignés par le terme de produits bitumineux (à savoir enrobés ou enduits) dits à température modérée . Au sens de la présente description, on réservera l'emploi du terme enrobé
hydrocarboné à
froid pour désigner un enrobé hydrocarboné réalisé à partir de granulats, d'un liant hydrocarboné et éventuellement de dopes et/ ou d'additifs, dont les caractéristiques permettent un enrobage sans séchage et chauffage des granulats , ce qui correspond à
la définition de la norme NF P 98-149 (Terminologie des enrobés hydrocarbonées).
3 Dans les techniques d'enrobage à faible température, aussi bien pour l'enrobage à
froid qu'à température modérée, les granulats à enrober sont en général mis en contact à
faible température avec un liant hydrocarboné sous forme d'émulsion et le matériau bitumineux est obtenu par rupture de l'émulsion et coalescence progressive des globules de liant hydrocarboné sur tout ou partie de la surface des particules.
Le comportement du liant suite à la rupture a un impact conséquent sur la maniabilité des enrobés obtenus ainsi que sur les propriétés de compactibilité
des enrobés et enduits et sur les propriétés mécaniques finales du revêtement obtenu. Dans les conditions de faible température employées pour la réalisation d'enrobés à
température modérée ou à froid, la viscosité des liants hydrocarbonés peut notamment impacter négativement la qualité de l'enrobage.
Un but de la présente invention est de fournir une méthode permettant d'améliorer la qualité des produits bitumineux obtenus par enrobage (total ou partiel) à
faible température du type précité.
A cet effet, la présente invention propose d'incorporer un additif particulier dans le liant hydrocarboné dans les techniques d'enrobage à faible température, à
savoir un composé solubilisable à chaud dans le liant hydrocarboné, mais moins soluble dans le liant hydrocarboné lors de l'enrobage à faible température, ce qui permet de modifier les propriétés d'interface entre l'eau et le bitume.
Plus précisément, selon un premier aspect, la présente invention a pour objet un procédé de fabrication d'un produit bitumineux qui comprend une étape (E2) de mise en contact de particules minérales avec une émulsion de liant hydrocarboné
effectuée à une température de mise en contact (T2) inférieure à 110 C, où ladite émulsion est préparée selon une étape préalable d'émulsification (El) où on introduit dans un milieu aqueux (M), un liant hydrocarboné comprenant un additif (A) et porté à une température de mélange Ti supérieure à la température de mise en contact T2, ledit additif (A):
- formant un mélange homogène avec le liant hydrocarboné à la température de mélange Ti ; et
froid qu'à température modérée, les granulats à enrober sont en général mis en contact à
faible température avec un liant hydrocarboné sous forme d'émulsion et le matériau bitumineux est obtenu par rupture de l'émulsion et coalescence progressive des globules de liant hydrocarboné sur tout ou partie de la surface des particules.
Le comportement du liant suite à la rupture a un impact conséquent sur la maniabilité des enrobés obtenus ainsi que sur les propriétés de compactibilité
des enrobés et enduits et sur les propriétés mécaniques finales du revêtement obtenu. Dans les conditions de faible température employées pour la réalisation d'enrobés à
température modérée ou à froid, la viscosité des liants hydrocarbonés peut notamment impacter négativement la qualité de l'enrobage.
Un but de la présente invention est de fournir une méthode permettant d'améliorer la qualité des produits bitumineux obtenus par enrobage (total ou partiel) à
faible température du type précité.
A cet effet, la présente invention propose d'incorporer un additif particulier dans le liant hydrocarboné dans les techniques d'enrobage à faible température, à
savoir un composé solubilisable à chaud dans le liant hydrocarboné, mais moins soluble dans le liant hydrocarboné lors de l'enrobage à faible température, ce qui permet de modifier les propriétés d'interface entre l'eau et le bitume.
Plus précisément, selon un premier aspect, la présente invention a pour objet un procédé de fabrication d'un produit bitumineux qui comprend une étape (E2) de mise en contact de particules minérales avec une émulsion de liant hydrocarboné
effectuée à une température de mise en contact (T2) inférieure à 110 C, où ladite émulsion est préparée selon une étape préalable d'émulsification (El) où on introduit dans un milieu aqueux (M), un liant hydrocarboné comprenant un additif (A) et porté à une température de mélange Ti supérieure à la température de mise en contact T2, ledit additif (A):
- formant un mélange homogène avec le liant hydrocarboné à la température de mélange Ti ; et
4 - étant un composé non compatible avec le liant hydrocarboné à la température de mise en contact T2, typiquement incapable de solubiliser le liant hydrocarboné à hauteur de plus de 5% en masse ; et - étant employé à une teneur supérieure à sa solubilité dans ledit milieu aqueux (M) à la température de mise en contact T2.
Les travaux qui ont conduit à la présente invention indiquent que l'emploi de l'additif dans les conditions précitées permet de modifier avantageusement l'interface entre les particules de bitume et la phase aqueuse, ce qui est de nature à
optimiser la rupture et l'enrobage (total partiel) des particules.
Dans le procédé de l'invention, l'additif A est préalablement introduit dans le liant hydrocarboné à une température au moins égale à Ti puis, dans l'étape d'émulsification (El), on introduit dans le milieu aqueux (M) ce liant hydrocarboné à la température Ti, température à laquelle ledit liant est compatible avec l'additif (A) et forme un mélange homogène sans déphasage.
A la température Ti, l'additif joue avantageusement le rôle de fluxant du bitume.
Ensuite, l'émulsion est employée dans l'étape de mise en contact de particules minérales avec une émulsion de liant hydrocarboné (E2), à une température de mise en contact (T2) inférieure, où l'additif (A) est significativement moins compatible avec le liant hydrocarboné, ce qui, schématiquement, force l'additif à être expulsé hors des globules de bitume de l'émulsion.
Les travaux des inventeurs semblent indiquer que, dans les conditions de l'étape de mise en contact (E2), et notamment dans la mesure où il est en outre employé à une teneur supérieure à sa solubilité dans l'eau, l'additif ainsi expulsé par le liant hydrocarboné se retrouve au moins pour partie bloqué aux interfaces entre le milieu aqueux et le liant hydrocarboné compte tenu de sa faible compatibilité dans les deux milieux. L'additif passe alors, de façon schématique, du statut de fluxant du liant hydrocarboné qu'il assurait dans l'étape (El) à celui d'agent d'interface. En pratique ce passage a le plus souvent lieu en amont de l'étape (E2) : lors de la diminution de température de Ti à T2, l'émulsion passe en général par une température intermédiaire où la transition a lieu.
La température de mise en contact T2 à laquelle il est fait référence dans la présente description est celle de l'émulsion au moment de la mise en contact.
En pratique, émulsion et granulats sont à la même température T2 lors de la mise en contact:
Lorsque le produit bitumineux préparé selon l'étape (E2) est un enrobé :
Les travaux qui ont conduit à la présente invention indiquent que l'emploi de l'additif dans les conditions précitées permet de modifier avantageusement l'interface entre les particules de bitume et la phase aqueuse, ce qui est de nature à
optimiser la rupture et l'enrobage (total partiel) des particules.
Dans le procédé de l'invention, l'additif A est préalablement introduit dans le liant hydrocarboné à une température au moins égale à Ti puis, dans l'étape d'émulsification (El), on introduit dans le milieu aqueux (M) ce liant hydrocarboné à la température Ti, température à laquelle ledit liant est compatible avec l'additif (A) et forme un mélange homogène sans déphasage.
A la température Ti, l'additif joue avantageusement le rôle de fluxant du bitume.
Ensuite, l'émulsion est employée dans l'étape de mise en contact de particules minérales avec une émulsion de liant hydrocarboné (E2), à une température de mise en contact (T2) inférieure, où l'additif (A) est significativement moins compatible avec le liant hydrocarboné, ce qui, schématiquement, force l'additif à être expulsé hors des globules de bitume de l'émulsion.
Les travaux des inventeurs semblent indiquer que, dans les conditions de l'étape de mise en contact (E2), et notamment dans la mesure où il est en outre employé à une teneur supérieure à sa solubilité dans l'eau, l'additif ainsi expulsé par le liant hydrocarboné se retrouve au moins pour partie bloqué aux interfaces entre le milieu aqueux et le liant hydrocarboné compte tenu de sa faible compatibilité dans les deux milieux. L'additif passe alors, de façon schématique, du statut de fluxant du liant hydrocarboné qu'il assurait dans l'étape (El) à celui d'agent d'interface. En pratique ce passage a le plus souvent lieu en amont de l'étape (E2) : lors de la diminution de température de Ti à T2, l'émulsion passe en général par une température intermédiaire où la transition a lieu.
La température de mise en contact T2 à laquelle il est fait référence dans la présente description est celle de l'émulsion au moment de la mise en contact.
En pratique, émulsion et granulats sont à la même température T2 lors de la mise en contact:
Lorsque le produit bitumineux préparé selon l'étape (E2) est un enrobé :
5 la température de mise en contact T2 correspond en général à la température des granulats (compte tenu de l'effet de masse, l'émulsion se trouve portée à leur température, à savoir à la température ambiante si les granulats ne sont pas préchauffés, ou alternativement à la température à laquelle les granulats sont préchauffés, typiquement entre 20 et 40 C).
Lorsque le produit bitumineux préparé selon l'étape (E2) est un enduit :
la température de mise en contact T2 correspond en règle générale à la température ambiante (pour un enduit, l'enrobé est mis en contact avec le sol, et se retrouve donc porté à sa température, avant le dépôt des granulats (gravillonnage).
Selon un aspect particulier, la présente invention a pour objet l'utilisation des additifs A du type précité à titre d'agent d'interface dans un procédé de préparation d'un produit bitumineux, notamment destiné à la réalisation ou la réparation d'un revêtement routier.
L'effet aux interfaces obtenu avant, pendant et/ou après l'étape (E2) est de nature à modifier les phénomènes de coalescence entre les globules de liant hydrocarboné. Il semble de plus que les modifications qu'il induit aux interfaces soient propres à améliorer les processus de drainage de l'eau suite à la rupture de l'émulsion.
Selon un autre aspect particulier, l'invention a pour objet les émulsions particulières de type décrites ci-dessus et qui sont employées dans l'étape (E2) où il semble qu'au moins une partie de l'additif se trouve à l'interface entre les globules de bitumes et la phase aqueuse.
De préférence, l'additif A employé selon l'invention est un composé volatil, qui s'évapore hors du produit bitumineux préparé (après avoir assuré son double rôle de fluxant puis d'agent d'interface), cette évaporation permettant d'obtenir un enrobé à faible température de composition non modifiée par l'additif.
Lorsque le produit bitumineux préparé selon l'étape (E2) est un enduit :
la température de mise en contact T2 correspond en règle générale à la température ambiante (pour un enduit, l'enrobé est mis en contact avec le sol, et se retrouve donc porté à sa température, avant le dépôt des granulats (gravillonnage).
Selon un aspect particulier, la présente invention a pour objet l'utilisation des additifs A du type précité à titre d'agent d'interface dans un procédé de préparation d'un produit bitumineux, notamment destiné à la réalisation ou la réparation d'un revêtement routier.
L'effet aux interfaces obtenu avant, pendant et/ou après l'étape (E2) est de nature à modifier les phénomènes de coalescence entre les globules de liant hydrocarboné. Il semble de plus que les modifications qu'il induit aux interfaces soient propres à améliorer les processus de drainage de l'eau suite à la rupture de l'émulsion.
Selon un autre aspect particulier, l'invention a pour objet les émulsions particulières de type décrites ci-dessus et qui sont employées dans l'étape (E2) où il semble qu'au moins une partie de l'additif se trouve à l'interface entre les globules de bitumes et la phase aqueuse.
De préférence, l'additif A employé selon l'invention est un composé volatil, qui s'évapore hors du produit bitumineux préparé (après avoir assuré son double rôle de fluxant puis d'agent d'interface), cette évaporation permettant d'obtenir un enrobé à faible température de composition non modifiée par l'additif.
6 La présente invention se révèle tout particulièrement intéressante lorsque l'additif employé comprend au moins un composé répondant à la formule (I) suivante :
(I) où:
al est un méthyle R2, identique ou différent de R1, est une chaîne hydrocarbonée (typiquement un alkyle), linéaire ou ramifiée, en de préférence en Cl-09, plus préférentiellement en Cl-07, voire en en Cl-05;
chacun de -X- et -Y-, identiques ou différents, est un groupe -0-C(=0)- ;
ou un groupe -C(=0)-0- ; ou un groupe -NR'-C(=0)- ; ou un groupe -C(=0)-NR'-avec R' représentant un atome d'hydrogène ou bien un radical alkyle en Cl-04; et -R- est une chaîne hydrocarbonée divalente, en Cl-010, linéaire ou ramifiée, et éventuellement interrompue par un ou plusieurs atomes d'oxygène.
A titre d'additif A, on peut employer selon l'invention (i) un unique composé
répondant à la formule (I) ci-dessus, à savoir un unique composé de formule R2 avec les groupements R2, X, Y et R répondant aux définitions ci-dessus ; ou bien, alternativement, (ii) un mélange de plusieurs composés de formule 0H3-X-R-Y-R2 avec plusieurs type de groupements R2, X, Y et R répondant aux définitions ci-dessus.
On peut, selon un mode particulier, employer comme additif (A) un mélange comprenant un ou plusieurs composés de formule (I) selon l'invention avec d'autres composés, sous réserve que ledit mélange réponde aux critères requis pour un additif (A) selon l'invention en termes de compatibilité avec le bitume (aux température Ti et T2) et le milieu aqueux (à la température T2). Sous réserve que cette condition soit remplie, on peut par exemple employer à titre d'additif A un mélange comprenant au moins un composé (I) selon l'invention et au moins un composé de formule Alk-X-R-Y-R2 où Alk-désigne une chaîne hydrocarbonée (typiquement un alkyle), linéaire ou ramifiée, en 01-011, de préférence en Ci-C9, et X, Y et R répondent aux définitions données ci-dessus pour ces groupes dans les composés de formule (I).
(I) où:
al est un méthyle R2, identique ou différent de R1, est une chaîne hydrocarbonée (typiquement un alkyle), linéaire ou ramifiée, en de préférence en Cl-09, plus préférentiellement en Cl-07, voire en en Cl-05;
chacun de -X- et -Y-, identiques ou différents, est un groupe -0-C(=0)- ;
ou un groupe -C(=0)-0- ; ou un groupe -NR'-C(=0)- ; ou un groupe -C(=0)-NR'-avec R' représentant un atome d'hydrogène ou bien un radical alkyle en Cl-04; et -R- est une chaîne hydrocarbonée divalente, en Cl-010, linéaire ou ramifiée, et éventuellement interrompue par un ou plusieurs atomes d'oxygène.
A titre d'additif A, on peut employer selon l'invention (i) un unique composé
répondant à la formule (I) ci-dessus, à savoir un unique composé de formule R2 avec les groupements R2, X, Y et R répondant aux définitions ci-dessus ; ou bien, alternativement, (ii) un mélange de plusieurs composés de formule 0H3-X-R-Y-R2 avec plusieurs type de groupements R2, X, Y et R répondant aux définitions ci-dessus.
On peut, selon un mode particulier, employer comme additif (A) un mélange comprenant un ou plusieurs composés de formule (I) selon l'invention avec d'autres composés, sous réserve que ledit mélange réponde aux critères requis pour un additif (A) selon l'invention en termes de compatibilité avec le bitume (aux température Ti et T2) et le milieu aqueux (à la température T2). Sous réserve que cette condition soit remplie, on peut par exemple employer à titre d'additif A un mélange comprenant au moins un composé (I) selon l'invention et au moins un composé de formule Alk-X-R-Y-R2 où Alk-désigne une chaîne hydrocarbonée (typiquement un alkyle), linéaire ou ramifiée, en 01-011, de préférence en Ci-C9, et X, Y et R répondent aux définitions données ci-dessus pour ces groupes dans les composés de formule (I).
7 Différents aspects de l'invention et modes de réalisation envisageables de l'invention sont décrits plus en détails ci-après Les particules minérales Les particules minérales employées dans l'étape (E2) du procédé de l'invention sont des particules solides qui peuvent être choisies parmi toutes celles utilisables pour la réalisation de produits bitumineux, notamment pour la construction routière.
A titre d'exemple de particules minérales utilisables dans l'étape (E2) dans le cas de la réalisation d'un enrobé, on peut notamment citer les granulats minéraux naturels (gravillons, sable, fines) issus de carrières ou de gravières, les produits de recyclage tel que les agrégats d'enrobés résultant du recyclage des matériaux récupérés lors de la réfection des routes ainsi que des surplus de centrales d'enrobage, les rebuts de fabrication, les shingles (provenant du recyclage des membranes de toitures), les granulats provenant du recyclage de matériaux routiers y compris les bétons, les laitiers en particulier les scories, les schistes en particulier la bauxite ou le corindon, les poudrettes de caoutchouc provenant du recyclage des pneus notamment, les granulats artificiels de toute origine et provenant par exemple de mâchefers d'incinération des ordures ménagères (MIOM), ainsi que leurs mélanges en toutes proportions.
Dans l'étape (E2), on peut employer des particules minérales non traitées ou bien des particules minérales dont une partie a été soumise à un enrobage avant l'enrobage de l'étape (E2). Par exemple, on peut utiliser dans l'étape (E2) des granulats naturels dont une partie seulement a préalablement été enrobée par un liant hydrocarboné
(par exemple des granulats minéraux dont tout ou partie de la fraction minérale d/D
a été
préalablement soumise à une étape d'enrobage.
Les granulats minéraux naturels comprennent typiquement :
- des éléments inférieurs à 0,063 mm (filler ou fines) - du sable dont les éléments sont compris entre 0,063 mm et 2 mm;
- des gravillons, dont les éléments ont des dimensions o comprises entre 2 mm et 6 mm;
o supérieures à 6 mm;
La taille des granulats minéraux est mesurée par les essais décrits dans la norme NF EN 933-2 (version mai 1996).
A titre d'exemple de particules minérales utilisables dans l'étape (E2) dans le cas de la réalisation d'un enrobé, on peut notamment citer les granulats minéraux naturels (gravillons, sable, fines) issus de carrières ou de gravières, les produits de recyclage tel que les agrégats d'enrobés résultant du recyclage des matériaux récupérés lors de la réfection des routes ainsi que des surplus de centrales d'enrobage, les rebuts de fabrication, les shingles (provenant du recyclage des membranes de toitures), les granulats provenant du recyclage de matériaux routiers y compris les bétons, les laitiers en particulier les scories, les schistes en particulier la bauxite ou le corindon, les poudrettes de caoutchouc provenant du recyclage des pneus notamment, les granulats artificiels de toute origine et provenant par exemple de mâchefers d'incinération des ordures ménagères (MIOM), ainsi que leurs mélanges en toutes proportions.
Dans l'étape (E2), on peut employer des particules minérales non traitées ou bien des particules minérales dont une partie a été soumise à un enrobage avant l'enrobage de l'étape (E2). Par exemple, on peut utiliser dans l'étape (E2) des granulats naturels dont une partie seulement a préalablement été enrobée par un liant hydrocarboné
(par exemple des granulats minéraux dont tout ou partie de la fraction minérale d/D
a été
préalablement soumise à une étape d'enrobage.
Les granulats minéraux naturels comprennent typiquement :
- des éléments inférieurs à 0,063 mm (filler ou fines) - du sable dont les éléments sont compris entre 0,063 mm et 2 mm;
- des gravillons, dont les éléments ont des dimensions o comprises entre 2 mm et 6 mm;
o supérieures à 6 mm;
La taille des granulats minéraux est mesurée par les essais décrits dans la norme NF EN 933-2 (version mai 1996).
8 On entend par agrégats d'enrobés des mélange de granulats et de liants bitumineux provenant de fraisage de couches d'enrobé, de concassage de plaques extraites de chaussées en enrobées, de morceaux de plaques d'enrobés, de déchets d'enrobé ou de surplus de productions d'enrobés (les surplus de productions sont des matériaux enrobés ou partiellement enrobés en centrale résultant des phases transitoires de fabrication). Ces éléments et les autres produits de recyclage peuvent atteindre des dimensions jusqu'à 31,5 mm.
On désigne également les particules minérales du type employées dans l'étape (E2) par les termes fraction minérale 0/D . Cette fraction minérale 0/D peut être séparée en deux granulométries : la fraction minérale 0/d et la fraction minérale d/D.
Les éléments les plus fins (la fraction minérale 0/d) seront ceux compris dans la plage comprise entre 0 et un diamètre maximal que l'on peut fixer entre 2 et 6 mm (de 0/2 à 0/6), avantageusement entre 2 et 4 mm. Les autres éléments (diamètre minimal supérieur à 2, 3, 4, 5 ou 6 mm ; et environ jusqu'à 31,5 mm) constituent la fraction minérale d/D.
A titre d'exemple de particules minérales utilisables dans l'étape (E2) dans le cas de la réalisation d'un enduit, on peut notamment citer les granulats minéraux naturels (gravillons, sable, fines) issus de carrières ou de gravières, les laitiers en particulier les scories, les schistes en particulier la bauxite ou le corindon, les granulats artificiels de toute origine et provenant par exemple de mâchefers d'incinération des ordures ménagères (MIOM), ainsi que leurs mélanges en toutes proportions.
Le liant hydrocarboné et l'émulsion préparée dans l'étape (El) Au sens de la présente description, on entend par liant hydrocarboné
(désigné
aussi de façon plus concise par liant ) tout composé hydrocarboné d'origine fossile ou végétale utilisable pour la réalisation de produits bitumineux, ce liant hydrocarboné
pouvant par exemple être un bitume, un liant végétal ou un liant de synthèse d'origine pétrolière, et pouvant, indépendamment de sa nature, être pur ou modifié, notamment par ajout de dopes ou de polymère(s).
Le liant employé selon la présente invention peut par ailleurs être un liant mou à
dur, avantageusement d'un grade allant de 10/20 à 160/220.
On désigne également les particules minérales du type employées dans l'étape (E2) par les termes fraction minérale 0/D . Cette fraction minérale 0/D peut être séparée en deux granulométries : la fraction minérale 0/d et la fraction minérale d/D.
Les éléments les plus fins (la fraction minérale 0/d) seront ceux compris dans la plage comprise entre 0 et un diamètre maximal que l'on peut fixer entre 2 et 6 mm (de 0/2 à 0/6), avantageusement entre 2 et 4 mm. Les autres éléments (diamètre minimal supérieur à 2, 3, 4, 5 ou 6 mm ; et environ jusqu'à 31,5 mm) constituent la fraction minérale d/D.
A titre d'exemple de particules minérales utilisables dans l'étape (E2) dans le cas de la réalisation d'un enduit, on peut notamment citer les granulats minéraux naturels (gravillons, sable, fines) issus de carrières ou de gravières, les laitiers en particulier les scories, les schistes en particulier la bauxite ou le corindon, les granulats artificiels de toute origine et provenant par exemple de mâchefers d'incinération des ordures ménagères (MIOM), ainsi que leurs mélanges en toutes proportions.
Le liant hydrocarboné et l'émulsion préparée dans l'étape (El) Au sens de la présente description, on entend par liant hydrocarboné
(désigné
aussi de façon plus concise par liant ) tout composé hydrocarboné d'origine fossile ou végétale utilisable pour la réalisation de produits bitumineux, ce liant hydrocarboné
pouvant par exemple être un bitume, un liant végétal ou un liant de synthèse d'origine pétrolière, et pouvant, indépendamment de sa nature, être pur ou modifié, notamment par ajout de dopes ou de polymère(s).
Le liant employé selon la présente invention peut par ailleurs être un liant mou à
dur, avantageusement d'un grade allant de 10/20 à 160/220.
9 Selon un mode intéressant, le liant est un bitume, pur ou modifié par des polymères. Le polymère modifiant le bitume auquel il est fait référence ici, peut être choisi parmi les polymères naturels ou synthétiques. Il s'agit par exemple d'un polymère de la famille des élastomères, synthétiques ou naturels, et de manière indicative et non limitative :
- les copolymères statistiques, multi-séquencés ou en étoile, de styrène et de butadiène ou d'isoprène en toutes proportions (en particulier copolymères blocs de styrène-butadiène-styrène (SBS), de styrène-butadiène (SB, dit aussi SBR
pour l'anglais styrene-butadiene rubber ), de styrène-isoprène-styrène (SIS)) ou les copolymères de même famille chimique (isoprène, caoutchouc naturel, ...), éventuellement réticulés in-situ, - les copolymères d'acétate de vinyle et d'éthylène en toutes proportions, - les copolymères de l'éthylène et d'esters de l'acide acrylique, méthacrylique ou de l'anhydride maléique, les copolymères et terpolymères d'éthylène et de méthacrylate de glycidyle-) et les polyoléfines.
Le polymère modifiant le bitume peut être choisi parmi les polymères de récupération, par exemple des poudrettes de caoutchouc ou autres compositions à
base de caoutchouc réduits en morceaux ou en poudre, par exemple obtenues à
partir de pneus usagés ou d'autres déchets à base de polymères (câbles, emballage, agricoles ...) ou encore tout autre polymère couramment utilisé pour la modification des bitumes tels que ceux cités dans le Guide Technique écrit par l'Association Internationale de la Route (AIPCR) et édité par le Laboratoire Central des Ponts et Chaussées "Use of Modified Bituminous Binders, Special Bitumens and Bitumens with Additives in Road Pavements"
(Paris, LCPC, 1999), ainsi que tout mélange en toute proportion de ces polymères.
Indépendamment de sa nature exacte, le liant employé dans l'étape (E2) est spécifiquement sous la forme d'une émulsion préparée dans l'étape (El), à
savoir une dispersion du liant dans le milieu aqueux (M) qui joue le rôle de phase continue de l'émulsion (émulsion de bitume lorsque le liant est un bitume).
La phase aqueuse (M) mise en oeuvre dans le procédé de l'invention pour réaliser l'émulsion de liant hydrocarboné est typiquement de l'eau, mais le procédé
n'est pas limité à ce seul mode de réalisation. Typiquement, la phase aqueuse (M) employée dans le cadre de l'invention comprend au moins 50% en masse d'eau par rapport à la masse totale de la phase aqueuse, et le plus souvent au moins 80%, voire au moins 90% en masse d'eau par rapport à la masse totale de la phase aqueuse. Le plus souvent, l'eau est sensiblement le seul solvant hydrophile présent dans la phase aqueuse et elle représente typiquement entre 95 et 100% en masse de la totalité des solvants hydrophiles présents.
Bien que cela ne soit pas systématiquement requis, l'émulsion préparée dans 5 l'étape (El) contient le plus souvent un agent tensioactif ou un mélange de tensioactifs, qui permet notamment de stabiliser l'émulsion et/ou d'aider à la dispersion du liant hydrocarboné dans le milieu aqueux (M). Dans ce cadre, pour un liant hydrocarboné
donné, on peut utiliser lors de l'étape (El) tout tensioactif ou émulsifiant adapté à
l'émulsification et à la stabilisation de la dispersion du liant hydrocarboné
ciblé, les
- les copolymères statistiques, multi-séquencés ou en étoile, de styrène et de butadiène ou d'isoprène en toutes proportions (en particulier copolymères blocs de styrène-butadiène-styrène (SBS), de styrène-butadiène (SB, dit aussi SBR
pour l'anglais styrene-butadiene rubber ), de styrène-isoprène-styrène (SIS)) ou les copolymères de même famille chimique (isoprène, caoutchouc naturel, ...), éventuellement réticulés in-situ, - les copolymères d'acétate de vinyle et d'éthylène en toutes proportions, - les copolymères de l'éthylène et d'esters de l'acide acrylique, méthacrylique ou de l'anhydride maléique, les copolymères et terpolymères d'éthylène et de méthacrylate de glycidyle-) et les polyoléfines.
Le polymère modifiant le bitume peut être choisi parmi les polymères de récupération, par exemple des poudrettes de caoutchouc ou autres compositions à
base de caoutchouc réduits en morceaux ou en poudre, par exemple obtenues à
partir de pneus usagés ou d'autres déchets à base de polymères (câbles, emballage, agricoles ...) ou encore tout autre polymère couramment utilisé pour la modification des bitumes tels que ceux cités dans le Guide Technique écrit par l'Association Internationale de la Route (AIPCR) et édité par le Laboratoire Central des Ponts et Chaussées "Use of Modified Bituminous Binders, Special Bitumens and Bitumens with Additives in Road Pavements"
(Paris, LCPC, 1999), ainsi que tout mélange en toute proportion de ces polymères.
Indépendamment de sa nature exacte, le liant employé dans l'étape (E2) est spécifiquement sous la forme d'une émulsion préparée dans l'étape (El), à
savoir une dispersion du liant dans le milieu aqueux (M) qui joue le rôle de phase continue de l'émulsion (émulsion de bitume lorsque le liant est un bitume).
La phase aqueuse (M) mise en oeuvre dans le procédé de l'invention pour réaliser l'émulsion de liant hydrocarboné est typiquement de l'eau, mais le procédé
n'est pas limité à ce seul mode de réalisation. Typiquement, la phase aqueuse (M) employée dans le cadre de l'invention comprend au moins 50% en masse d'eau par rapport à la masse totale de la phase aqueuse, et le plus souvent au moins 80%, voire au moins 90% en masse d'eau par rapport à la masse totale de la phase aqueuse. Le plus souvent, l'eau est sensiblement le seul solvant hydrophile présent dans la phase aqueuse et elle représente typiquement entre 95 et 100% en masse de la totalité des solvants hydrophiles présents.
Bien que cela ne soit pas systématiquement requis, l'émulsion préparée dans 5 l'étape (El) contient le plus souvent un agent tensioactif ou un mélange de tensioactifs, qui permet notamment de stabiliser l'émulsion et/ou d'aider à la dispersion du liant hydrocarboné dans le milieu aqueux (M). Dans ce cadre, pour un liant hydrocarboné
donné, on peut utiliser lors de l'étape (El) tout tensioactif ou émulsifiant adapté à
l'émulsification et à la stabilisation de la dispersion du liant hydrocarboné
ciblé, les
10 tensioactifs de ce type bien connu en soi de l'homme du métier.
Au cours de la fabrication de émulsion lors de l'étape (El), le liant est typiquement dispersé sous la forme de fines gouttelettes (globules) dans l'eau par exemple par une action mécanique, l'ajout de tensio-actif pouvant aider ce processus (l'agent tensio-actif forme typiquement une sorte de film protecteur autour des gouttelettes, les empêchant de .. s'agglomérer et permettant ainsi de maintenir le mélange stable et de l'entreposer pendant un certain temps). La quantité et le type d'agent tensio-actif ajoutés au mélange déterminent la stabilité de l'émulsion à l'entreposage et influent sur le temps de cure au moment de la pose.
Lorsqu'on emploie un agent tensioactif, il peut être chargé positivement (tensioactif cationique), chargé négativement (tensioactif anionique), ou bien il peut s'agir d'un tensioactif amphotère ou zwitterionique, ou d'un tensioactif non-ionique. Ces tensioactifs peuvent être d'origine pétrolière, végétale et/ou animale (par exemple on peut employer des agents tensioactifs d'origine végétale et pétrolière). L'agent tensioactif peut être un savon alcalin d'acides gras : sels de sodium ou de potassium d'un acide organique (résine par exemple). L'émulsion préparée est alors dite anionique. L'agent tensioactif peut à
l'inverse être un savon acide, lequel est généralement obtenu par action de l'acide chlorhydrique sur une ou deux amines. L'émulsion est alors dite cationique.
Parmi les tensioactifs pertinents en application routière on peut citer : les tensioactifs commercialisés par Akzo NOBEL (Redicote E9, Redicote EM 44, Redicote EM
76), les tensioactifs commercialisés par CECA (Dinoram S, Polyram S, Polyram L
80), les tensioactifs commercialisés par Meadwestvaco (Indulin R33, Indulin R66, Indulin W5). On pourra utiliser un ou plusieurs de ces tensioactifs, seuls ou en mélanges.
Au cours de la fabrication de émulsion lors de l'étape (El), le liant est typiquement dispersé sous la forme de fines gouttelettes (globules) dans l'eau par exemple par une action mécanique, l'ajout de tensio-actif pouvant aider ce processus (l'agent tensio-actif forme typiquement une sorte de film protecteur autour des gouttelettes, les empêchant de .. s'agglomérer et permettant ainsi de maintenir le mélange stable et de l'entreposer pendant un certain temps). La quantité et le type d'agent tensio-actif ajoutés au mélange déterminent la stabilité de l'émulsion à l'entreposage et influent sur le temps de cure au moment de la pose.
Lorsqu'on emploie un agent tensioactif, il peut être chargé positivement (tensioactif cationique), chargé négativement (tensioactif anionique), ou bien il peut s'agir d'un tensioactif amphotère ou zwitterionique, ou d'un tensioactif non-ionique. Ces tensioactifs peuvent être d'origine pétrolière, végétale et/ou animale (par exemple on peut employer des agents tensioactifs d'origine végétale et pétrolière). L'agent tensioactif peut être un savon alcalin d'acides gras : sels de sodium ou de potassium d'un acide organique (résine par exemple). L'émulsion préparée est alors dite anionique. L'agent tensioactif peut à
l'inverse être un savon acide, lequel est généralement obtenu par action de l'acide chlorhydrique sur une ou deux amines. L'émulsion est alors dite cationique.
Parmi les tensioactifs pertinents en application routière on peut citer : les tensioactifs commercialisés par Akzo NOBEL (Redicote E9, Redicote EM 44, Redicote EM
76), les tensioactifs commercialisés par CECA (Dinoram S, Polyram S, Polyram L
80), les tensioactifs commercialisés par Meadwestvaco (Indulin R33, Indulin R66, Indulin W5). On pourra utiliser un ou plusieurs de ces tensioactifs, seuls ou en mélanges.
11 L'émulsion formée dans l'étape (El) peut se présenter en tout ou partie sous la forme d'une mousse. Une telle mousse peut par exemple être formée lorsque le liant hydrocarboné et le milieu aqueux sont mélangés selon un procédé d'injection de la phase aqueuse (optionnellement avec de l'air) dans un flux de liant.
L'émulsion formée dans l'étape (El) est typiquement conduite en mélangeant le liant hydrocarboné porté à la température de mélange Ti dans la phase aqueuse généralement à une température inférieure à Ti (la phase aqueuse est généralement chauffée préalablement à l'émulsification mais pas jusqu'à Ti dans la majeure partie des cas). La température de mélange Ti à laquelle est porté le liant hydrocarboné
juste avant la mise en contact avec le milieu aqueux (M) est typiquement supérieure à 110 C, voire à
120 C et elle est en général entre 125 et 160 C, notamment entre 130 et 150 C.
L'émulsion formée dans l'étape (El) peut éventuellement comprendre (en plus de la phase aqueuse, du bitume incluant l'additif A, et des tensioactifs optionnels) un ou plusieurs autres additifs couramment utilisés dans ce type d'émulsion, notamment ceux employés dans le domaine routiers, tels que des compositions à base de caoutchouc réduit en poudre ( poudrettes de caoutchouc ), des cires végétales ou d'origine pétrochimique, ou des dopes d'adhésivité.
Par ailleurs, l'émulsion de liant hydrocarbonée formée dans l'étape (El) peut éventuellement contenir un latex, synthétique ou naturel. Par latex on entend une dispersion de polymères (polyisoprène, SBS, SB, SBR, polymères acryliques, ...), réticulés ou non, dans la phase aqueuse de l'émulsion. Ce latex est alors typiquement incorporé dans la phase aqueuse avant émulsification ou en ligne pendant la fabrication de l'émulsion, ou bien encore après dispersion du liant dans le milieu aqueux (M).
L'additif A
La nature de l'additif A employé selon l'invention peut varier en une très large mesure sous réserve que cet additif réponde aux deux critères suivants en termes de compatibilité avec le liant hydrocarboné mis en oeuvre dans le procédé :
- l'additif A forme un mélange homogène, à savoir sans séparation de phases, avec le liant hydrocarboné à la température de mélange Ti de l'étape (El);
et
L'émulsion formée dans l'étape (El) est typiquement conduite en mélangeant le liant hydrocarboné porté à la température de mélange Ti dans la phase aqueuse généralement à une température inférieure à Ti (la phase aqueuse est généralement chauffée préalablement à l'émulsification mais pas jusqu'à Ti dans la majeure partie des cas). La température de mélange Ti à laquelle est porté le liant hydrocarboné
juste avant la mise en contact avec le milieu aqueux (M) est typiquement supérieure à 110 C, voire à
120 C et elle est en général entre 125 et 160 C, notamment entre 130 et 150 C.
L'émulsion formée dans l'étape (El) peut éventuellement comprendre (en plus de la phase aqueuse, du bitume incluant l'additif A, et des tensioactifs optionnels) un ou plusieurs autres additifs couramment utilisés dans ce type d'émulsion, notamment ceux employés dans le domaine routiers, tels que des compositions à base de caoutchouc réduit en poudre ( poudrettes de caoutchouc ), des cires végétales ou d'origine pétrochimique, ou des dopes d'adhésivité.
Par ailleurs, l'émulsion de liant hydrocarbonée formée dans l'étape (El) peut éventuellement contenir un latex, synthétique ou naturel. Par latex on entend une dispersion de polymères (polyisoprène, SBS, SB, SBR, polymères acryliques, ...), réticulés ou non, dans la phase aqueuse de l'émulsion. Ce latex est alors typiquement incorporé dans la phase aqueuse avant émulsification ou en ligne pendant la fabrication de l'émulsion, ou bien encore après dispersion du liant dans le milieu aqueux (M).
L'additif A
La nature de l'additif A employé selon l'invention peut varier en une très large mesure sous réserve que cet additif réponde aux deux critères suivants en termes de compatibilité avec le liant hydrocarboné mis en oeuvre dans le procédé :
- l'additif A forme un mélange homogène, à savoir sans séparation de phases, avec le liant hydrocarboné à la température de mélange Ti de l'étape (El);
et
12 - l'additif A est beaucoup moins compatible avec le liant hydrocarboné à la température de mise en contact T2 de l'étape (E2) On préfère que l'additif A soit le moins compatible possible dans le liant hydrocarboné à la température de mise en contactT2 de l'étape (E2).
Typiquement le liant hydrocarboné est soluble à moins de 5% en masse, voire à moins de 4% en masse, dans l'additif A à la température de mise en contactT2.
La solubilité d'un liant hydrocarboné bitume dans additif donné peut être évaluée en mesurant la quantité de liant hydrocarbonée passé en solution dans l'additif après 3 jours d'immersion à température ambiante.
Par ailleurs, l'additif A est spécifiquement employé dans le procédé de l'invention en une teneur supérieure à sa solubilité dans ledit milieu aqueux (M) à la température de mise en contact T2. On entend par là que la quantité d'additif A présent dans l'émulsion à
la température T2 en dehors des particules de liant hydrocarboné (c'est-à-dire, schématiquement la quantité d'additif A libérée par le liant hydrocarboné
compte tenu de la diminution de température) est supérieure à la quantité d'additif (A) que peut solubiliser le milieu aqueux. Pour un additif donné, connaissant sa solubilité dans le milieu aqueux et dans le liant hydrocarboné (déterminables expérimentalement), il est des compétences de l'homme du métier d'adapter la quantité d'additif A à mettre en oeuvre dans le procédé.
Selon un mode de réalisation possible, on peut éventuellement réaliser l'émulsification de l'étape (El) avec à la fois de l'additif A dans le liant bitumineux et également dans un milieu aqueux de façon à s'assurer que l'additif A sera présent au-delà de sa limite de solubilité dans le milieu aqueux dans l'étape (El). Un mode possible dans ce cadre, quoique peu intéressant a priori d'un point de vue économique, consiste à
réaliser l'émulsification d'un liant hydrocarboné comprenant l'additif A
solubilisé dans un milieu aqueux saturé en ledit additif A.
Par ailleurs, l'additif A employé selon l'invention est de préférence un composé volatil à
température ambiante, qui est de préférence éliminé rapidement des produits bitumineux préparés selon le procédé de l'invention.
Typiquement le liant hydrocarboné est soluble à moins de 5% en masse, voire à moins de 4% en masse, dans l'additif A à la température de mise en contactT2.
La solubilité d'un liant hydrocarboné bitume dans additif donné peut être évaluée en mesurant la quantité de liant hydrocarbonée passé en solution dans l'additif après 3 jours d'immersion à température ambiante.
Par ailleurs, l'additif A est spécifiquement employé dans le procédé de l'invention en une teneur supérieure à sa solubilité dans ledit milieu aqueux (M) à la température de mise en contact T2. On entend par là que la quantité d'additif A présent dans l'émulsion à
la température T2 en dehors des particules de liant hydrocarboné (c'est-à-dire, schématiquement la quantité d'additif A libérée par le liant hydrocarboné
compte tenu de la diminution de température) est supérieure à la quantité d'additif (A) que peut solubiliser le milieu aqueux. Pour un additif donné, connaissant sa solubilité dans le milieu aqueux et dans le liant hydrocarboné (déterminables expérimentalement), il est des compétences de l'homme du métier d'adapter la quantité d'additif A à mettre en oeuvre dans le procédé.
Selon un mode de réalisation possible, on peut éventuellement réaliser l'émulsification de l'étape (El) avec à la fois de l'additif A dans le liant bitumineux et également dans un milieu aqueux de façon à s'assurer que l'additif A sera présent au-delà de sa limite de solubilité dans le milieu aqueux dans l'étape (El). Un mode possible dans ce cadre, quoique peu intéressant a priori d'un point de vue économique, consiste à
réaliser l'émulsification d'un liant hydrocarboné comprenant l'additif A
solubilisé dans un milieu aqueux saturé en ledit additif A.
Par ailleurs, l'additif A employé selon l'invention est de préférence un composé volatil à
température ambiante, qui est de préférence éliminé rapidement des produits bitumineux préparés selon le procédé de l'invention.
13 Les composés de formule (I) utilisables selon l'invention A titre d'additifs A bien adaptés selon l'invention, on peut en particulier utiliser des composés de formule (I) définis plus haut dans la présente description, à
savoir des composé ou mélanges de composés de formule CH3-X-R-Y-R2 , où les groupements R2, -X- , -Y-, et ¨R- ont les significations précitées.
On peut utiliser selon l'invention soit un seul type de composé (I), soit, alternativement, un mélange comprenant différents composés répondant à la formule (I).
Dans la demande, sauf mention explicite, la notion de composé de formule (I) utilisé au singulier ou au pluriel entend viser aussi bien le mode où on emploie un unique type de composé répondant à la formule (I) que celui où on met en oeuvre un mélange de plusieurs types de composés répondant à la formule (I).
Les composés de formule (I) ont avantageusement une masse moléculaire comprise entre 130 g/mol et 290 g/mol, plus avantageusement comprise entre 140 g/mol et 250 g/mol, encore plus avantageusement comprise entre 150 g/mol et 200 g/mol.
Dans les composés de formule (I) utilisés selon l'invention, le nombre total d'atomes de carbone est de préférence compris entre 5 et 12 Selon un mode de réalisation, le nombre total d'atome de carbone est supérieur ou égal à 6. Par ailleurs, on préfère en général que le nombre total d'atomes de carbone soit inférieur ou égal à 11, par exemple inférieur ou égal à 10. Ainsi, par exemple, le nombre total d'atome de carbone peut être compris entre 6 et 11, par exemple entre 6 et 8.
Le nombre total d'atome de carbone défini dans le paragraphe précédent est en particulier valable lorsque les groupes R, R1 et R2 sont des groupes saturés, linéaires ou ramifiés.
Le groupe R2, représente avantageusement un groupe alkyle, aryle, alkylaryle, ou arylalkyle, linéaire ou branché, cyclique ou non cyclique, saturé ou insaturé
et le plus souvent saturé, en Ci-C, typiquement en Cl-09.
Le groupe R2 peut notamment être un groupe méthyle, éthyle, n-propyle, isopropyle, benzyle, phényle, n-butyle, isobutyle, n-pentyle, isoamyle, cyclohexyle, hexyle, n-hexyle, heptyle, isooctyle, 2-éthylhexyle, 2-propylhexyle. Au moins un de R1, R2 est un radical méthyle.
savoir des composé ou mélanges de composés de formule CH3-X-R-Y-R2 , où les groupements R2, -X- , -Y-, et ¨R- ont les significations précitées.
On peut utiliser selon l'invention soit un seul type de composé (I), soit, alternativement, un mélange comprenant différents composés répondant à la formule (I).
Dans la demande, sauf mention explicite, la notion de composé de formule (I) utilisé au singulier ou au pluriel entend viser aussi bien le mode où on emploie un unique type de composé répondant à la formule (I) que celui où on met en oeuvre un mélange de plusieurs types de composés répondant à la formule (I).
Les composés de formule (I) ont avantageusement une masse moléculaire comprise entre 130 g/mol et 290 g/mol, plus avantageusement comprise entre 140 g/mol et 250 g/mol, encore plus avantageusement comprise entre 150 g/mol et 200 g/mol.
Dans les composés de formule (I) utilisés selon l'invention, le nombre total d'atomes de carbone est de préférence compris entre 5 et 12 Selon un mode de réalisation, le nombre total d'atome de carbone est supérieur ou égal à 6. Par ailleurs, on préfère en général que le nombre total d'atomes de carbone soit inférieur ou égal à 11, par exemple inférieur ou égal à 10. Ainsi, par exemple, le nombre total d'atome de carbone peut être compris entre 6 et 11, par exemple entre 6 et 8.
Le nombre total d'atome de carbone défini dans le paragraphe précédent est en particulier valable lorsque les groupes R, R1 et R2 sont des groupes saturés, linéaires ou ramifiés.
Le groupe R2, représente avantageusement un groupe alkyle, aryle, alkylaryle, ou arylalkyle, linéaire ou branché, cyclique ou non cyclique, saturé ou insaturé
et le plus souvent saturé, en Ci-C, typiquement en Cl-09.
Le groupe R2 peut notamment être un groupe méthyle, éthyle, n-propyle, isopropyle, benzyle, phényle, n-butyle, isobutyle, n-pentyle, isoamyle, cyclohexyle, hexyle, n-hexyle, heptyle, isooctyle, 2-éthylhexyle, 2-propylhexyle. Au moins un de R1, R2 est un radical méthyle.
14 Avantageusement, (notamment pour des raisons de facilité de synthèse) R1, R2 représentent tous deux un radical méthyle et le composé de formule (I) est alors un composé diméthylique qui répond alors à la formule (la) suivante :
CH3-X-R-Y-CH3 (la) où les groupements -X- , -Y-, et ¨R- ont les significations précitées.
Selon une première variante intéressante, un composé de formule (I) selon l'invention peut par exemple être un composé de formule (la) choisi parmi le diméthyle adipate, le diméthyle glutarate, le diméthyle succinate, et leur mélanges.
Un mélange adapté selon cette variante peut par exemple comprendre, en poids par rapport au poids total du mélange (mesurable par exemple par Chromatographie en Phase Gazeuse), un mélange de diméthyle adipate (par exemple de 4 à 22% en poids), par, de diméthyle glutarate (par exemple de 55 à 77 % en poids), et de diméthyle succinate (par exemple de 12 à 32 % en poids).
On peut par exemple utiliser à titre de composé (I) selon la première variante, le solvant commercialisé par Solvay sous la dénomination Rhodiasolv RPDE.
Avantageusement, on pourra utiliser l'additif disponible auprès de Solvay sous le nom commercial de INNROADSOOST (additif compatible à chaud avec le bitume et solubilisant le bitume à hauteur de moins de 2% à température ambiante après trois jours).
Selon une deuxième variante possible, un autre composé de formule (I) envisageable, utilisable seul ou en mélange avec celui de la première variante, est un composé de formule (la) et le groupe R est choisi parmi les groupes suivants :
- le groupe RmG de formule ¨CH(CH3)-CH2-CH2-, - le groupe REs de formule ¨CH(02H5)-CH2-, et - leurs mélanges.
-X- et -Y- sont avantageusement des esters, de préférence des esters de diacides (composés où -X- = -0-C(=0)- ; et ¨Y- = -C(=0)-0-, à savoir de formule : CH3-0-C(=0)-R-C(=0)-R2 ) ; ou bien des esters de diols (où -X- = -C(=0)-0- et ¨Y- = -0-C(=0)-à savoir de formule : CH3-C(=0)-0-R-O-C(=0)-R2).
On peut utiliser par exemple selon cette deuxième variante le solvant commercialisé
par Solvay sous la dénomination Rhodiasolv IRIS. (qui est compatible à chaud avec le bitume et le solubilise à hauteur de moins de 3% à température ambiante après trois jours) Selon un mode de réalisation possible, l'additif A peut être un mélange, répondant aux critères requis pour un additif (A) selon l'invention en termes de compatibilité avec le liant hydrocarboné (à Ti et T2) et avec le milieu aqueux (à T2) et comprenant :
- un ou plusieurs des composés de formule (I) précédents, notamment des composés de formule (I) selon les première et deuxième variantes définies 10 dans les paragraphes ci-dessus ; et - un ou plusieurs composés répondant à la formule (II) suivante :
R1-X-R-Y-R2 (II) où:
R1 est un est une chaîne hydrocarbonée (typiquement un alkyle),
CH3-X-R-Y-CH3 (la) où les groupements -X- , -Y-, et ¨R- ont les significations précitées.
Selon une première variante intéressante, un composé de formule (I) selon l'invention peut par exemple être un composé de formule (la) choisi parmi le diméthyle adipate, le diméthyle glutarate, le diméthyle succinate, et leur mélanges.
Un mélange adapté selon cette variante peut par exemple comprendre, en poids par rapport au poids total du mélange (mesurable par exemple par Chromatographie en Phase Gazeuse), un mélange de diméthyle adipate (par exemple de 4 à 22% en poids), par, de diméthyle glutarate (par exemple de 55 à 77 % en poids), et de diméthyle succinate (par exemple de 12 à 32 % en poids).
On peut par exemple utiliser à titre de composé (I) selon la première variante, le solvant commercialisé par Solvay sous la dénomination Rhodiasolv RPDE.
Avantageusement, on pourra utiliser l'additif disponible auprès de Solvay sous le nom commercial de INNROADSOOST (additif compatible à chaud avec le bitume et solubilisant le bitume à hauteur de moins de 2% à température ambiante après trois jours).
Selon une deuxième variante possible, un autre composé de formule (I) envisageable, utilisable seul ou en mélange avec celui de la première variante, est un composé de formule (la) et le groupe R est choisi parmi les groupes suivants :
- le groupe RmG de formule ¨CH(CH3)-CH2-CH2-, - le groupe REs de formule ¨CH(02H5)-CH2-, et - leurs mélanges.
-X- et -Y- sont avantageusement des esters, de préférence des esters de diacides (composés où -X- = -0-C(=0)- ; et ¨Y- = -C(=0)-0-, à savoir de formule : CH3-0-C(=0)-R-C(=0)-R2 ) ; ou bien des esters de diols (où -X- = -C(=0)-0- et ¨Y- = -0-C(=0)-à savoir de formule : CH3-C(=0)-0-R-O-C(=0)-R2).
On peut utiliser par exemple selon cette deuxième variante le solvant commercialisé
par Solvay sous la dénomination Rhodiasolv IRIS. (qui est compatible à chaud avec le bitume et le solubilise à hauteur de moins de 3% à température ambiante après trois jours) Selon un mode de réalisation possible, l'additif A peut être un mélange, répondant aux critères requis pour un additif (A) selon l'invention en termes de compatibilité avec le liant hydrocarboné (à Ti et T2) et avec le milieu aqueux (à T2) et comprenant :
- un ou plusieurs des composés de formule (I) précédents, notamment des composés de formule (I) selon les première et deuxième variantes définies 10 dans les paragraphes ci-dessus ; et - un ou plusieurs composés répondant à la formule (II) suivante :
R1-X-R-Y-R2 (II) où:
R1 est un est une chaîne hydrocarbonée (typiquement un alkyle),
15 linéaire ou ramifiée, en 02-Cil, de préférence en 02-09, avantageusement un groupe alkyle, aryle, alkylaryle, ou arylalkyle, linéaire ou branché, cyclique ou non cyclique, saturé ou insaturé et le plus souvent saturé, en 02-Cil, typiquement en 02-09 X- , -Y-, -R-, et R2 ont les significations précitées données pour le composé de formule (I) Lorsque ce type de mélange est employé, les composés de formule (I) y sont en général majoritaires et le rapport massique (I)/(11) de la masse totale de composé(s) de formule (I) rapportée à la masse totale de composé(s) de formule (II) est le plus souvent supérieur ou égal à 1, par exemple supérieur ou égal à 2.
Dans les composés de formule (II) optionnellement utilisés selon l'invention, le nombre total d'atomes de carbone est de préférence compris entre 7 et 16.
Selon un mode de réalisation, le nombre total d'atome de carbone est supérieur ou égal à 8, voire supérieur ou égal à 9. Par ailleurs, on préfère en général que le nombre total d'atomes de carbone soit inférieur ou égal à 15, par exemple inférieur ou égal à 14.
Ainsi, par exemple, le nombre total d'atome de carbone peut être compris entre 8 et 15, par exemple entre 8 et 12 ou entre 10 et 15 ou entre 10 et 12 ou entre 12 et 14.
Dans les composés de formule (II) optionnellement utilisés selon l'invention, le nombre total d'atomes de carbone est de préférence compris entre 7 et 16.
Selon un mode de réalisation, le nombre total d'atome de carbone est supérieur ou égal à 8, voire supérieur ou égal à 9. Par ailleurs, on préfère en général que le nombre total d'atomes de carbone soit inférieur ou égal à 15, par exemple inférieur ou égal à 14.
Ainsi, par exemple, le nombre total d'atome de carbone peut être compris entre 8 et 15, par exemple entre 8 et 12 ou entre 10 et 15 ou entre 10 et 12 ou entre 12 et 14.
16 Le nombre total d'atome de carbone défini dans le paragraphe précédent est en particulier valable lorsque les groupes R, R1 et R2 sont des groupes saturés, linéaires ou ramifiés, et notamment lorsqu'il s'agit de groupes saturés et ramifiés.
Dans les composés de formule (Il) optionnellement mis en oeuvre selon l'invention les groupes R1 et R2, peuvent notamment être choisis parmi les groupes éthyle, n-propyle, isopropyle, benzyle, phényle, n-butyle, isobutyle, n-pentyle, isoamyle, cyclohexyle, hexyle, n-hexyle, heptyle, isooctyle, 2-éthylhexyle, 2-propylhexyle. Typiquement (notamment pour des raisons de facilité de synthèse) R1 et R2 sont identiques et sont choisis parmi les groupes éthyle, n-propyle, isopropyle, n-butyle, isobutyle, n-pentyle, isoamyle, en particulier éthyle ou isobutyle.
On peut utiliser à titre de composés de formule (Il) des composés dans lequel R est tel que défini dans l'un des modes suivants, ou un mélange de composé(s) selon ces modes de réalisation:
=Plode 1 : R est un radical de formule -(CI-12),-, où r est un nombre moyen compris entre 2 et 8 inclus. En particulier, R est un radical de formule -(CI-12),-, où r est un nombre moyen compris entre 2 et 4 inclus.
De préférence, R est choisi de sorte que le composé peut être un mélange de dérivé d'adipate (r = 4), de dérivé de glutarate (r = 3), et de dérivé de succinate (r =
2).
=Plode 2: R est un radical alcanediyle en 03-010 ramifié. R peut notamment être un groupe en 03, 04, 05, 06, 07, Cg, Cg, ou un mélange. Il s'agit de préférence d'un groupe en 04.
Le groupe R est de préférence choisi parmi les groupes suivants :
- le groupe RmG de formule ¨CH(CH3)-CH2-CI-12-, - le groupe REs de formule ¨CH(02H5)-CH2-, et - leurs mélanges.
De tels mélanges, ainsi que des procédés d'obtention appropriés sont notamment décrits dans les documents WO 2007/101929; WO 2007/141404; WO
2008/009792; WO 2008/062058.
=Plode 3 : R est un radical alcènediyle linéaire ou ramifié, en 02-08, avantageusement en 02-04.
Le groupe R est de préférence choisi parmi les groupes suivants :
Dans les composés de formule (Il) optionnellement mis en oeuvre selon l'invention les groupes R1 et R2, peuvent notamment être choisis parmi les groupes éthyle, n-propyle, isopropyle, benzyle, phényle, n-butyle, isobutyle, n-pentyle, isoamyle, cyclohexyle, hexyle, n-hexyle, heptyle, isooctyle, 2-éthylhexyle, 2-propylhexyle. Typiquement (notamment pour des raisons de facilité de synthèse) R1 et R2 sont identiques et sont choisis parmi les groupes éthyle, n-propyle, isopropyle, n-butyle, isobutyle, n-pentyle, isoamyle, en particulier éthyle ou isobutyle.
On peut utiliser à titre de composés de formule (Il) des composés dans lequel R est tel que défini dans l'un des modes suivants, ou un mélange de composé(s) selon ces modes de réalisation:
=Plode 1 : R est un radical de formule -(CI-12),-, où r est un nombre moyen compris entre 2 et 8 inclus. En particulier, R est un radical de formule -(CI-12),-, où r est un nombre moyen compris entre 2 et 4 inclus.
De préférence, R est choisi de sorte que le composé peut être un mélange de dérivé d'adipate (r = 4), de dérivé de glutarate (r = 3), et de dérivé de succinate (r =
2).
=Plode 2: R est un radical alcanediyle en 03-010 ramifié. R peut notamment être un groupe en 03, 04, 05, 06, 07, Cg, Cg, ou un mélange. Il s'agit de préférence d'un groupe en 04.
Le groupe R est de préférence choisi parmi les groupes suivants :
- le groupe RmG de formule ¨CH(CH3)-CH2-CI-12-, - le groupe REs de formule ¨CH(02H5)-CH2-, et - leurs mélanges.
De tels mélanges, ainsi que des procédés d'obtention appropriés sont notamment décrits dans les documents WO 2007/101929; WO 2007/141404; WO
2008/009792; WO 2008/062058.
=Plode 3 : R est un radical alcènediyle linéaire ou ramifié, en 02-08, avantageusement en 02-04.
Le groupe R est de préférence choisi parmi les groupes suivants :
17 - le groupe de formule ¨CH=CH-, la double liaison étant de configuration Z
- le groupe de formule ¨CH=CH-, la double liaison étant de configuration E
- le groupe de formule ¨CH(CH2)-CH2-, et - leurs mélanges.
= Mode 4: R est un radical -(0E/OP)- où 0E/OP sont des groupements alcoxy, de préférence choisis parmi les groupes éthoxy, propoxy et les mélanges éthoxy/propoxy et n un nombre moyen compris entre 1 et 5 inclus et avec un nombre total de carbone de 10 dans le groupe R.
Notamment dans les modes 1 à 4 précités, X et Y sont avantageusement des esters, de préférence des esters de diacides (où : -X- = -0-C(=0)- ; et Y = -C(=0)-0-) ou des esters de diols (où : -X- = -C(=0)-0- et Y = -0-C(=0)-) Avantageusement, lorsqu'on utilise un composé de formule (II) selon l'invention, ce composé (II) est choisi parmi :
= le diisobutyle adipate, le diisobutyle glutarate ou le diisobutyle succinate, et leurs mélanges, comme par exemple :
- un mélange comprenant, en poids par rapport au poids total du mélange (mesurable par Chromatographie en Phase Gazeuse) : de 5 à 29 % en poids de diisobutyle adipate; de 50 à 72% en poids de diisobutyle glutarate; et de 10 à 32 % en poids de diisobutyle succinate.
- le solvant commercialisé par Solvay sous la dénomination Rhodiasolv DIB
(à titre d'exemple, un mélange 1 :1 en masse de INNROAD Boost et de Rhodiasolv DIB est compatible à chaud avec le bitume et le solubilise à
hauteur de moins de 4% à température ambiante après trois jours).
= le diéthyle adipate, le diéthyle glutarate ou le diéthyle succinate, et leurs mélanges, comme par exemple :
- un mélange comprenant, en poids par rapport au poids total du mélange (mesurable par Chromatographie en Phase Gazeuse) : de 4 à 26 % en poids de diéthyle adipate; de 52 à 77 % en poids de diéthyle glutarate; et de 12 à
32 % en poids de diéthyle succinate.
- l'additif disponible auprès de Solvay sous le nom de INNROAD Protect
- le groupe de formule ¨CH=CH-, la double liaison étant de configuration E
- le groupe de formule ¨CH(CH2)-CH2-, et - leurs mélanges.
= Mode 4: R est un radical -(0E/OP)- où 0E/OP sont des groupements alcoxy, de préférence choisis parmi les groupes éthoxy, propoxy et les mélanges éthoxy/propoxy et n un nombre moyen compris entre 1 et 5 inclus et avec un nombre total de carbone de 10 dans le groupe R.
Notamment dans les modes 1 à 4 précités, X et Y sont avantageusement des esters, de préférence des esters de diacides (où : -X- = -0-C(=0)- ; et Y = -C(=0)-0-) ou des esters de diols (où : -X- = -C(=0)-0- et Y = -0-C(=0)-) Avantageusement, lorsqu'on utilise un composé de formule (II) selon l'invention, ce composé (II) est choisi parmi :
= le diisobutyle adipate, le diisobutyle glutarate ou le diisobutyle succinate, et leurs mélanges, comme par exemple :
- un mélange comprenant, en poids par rapport au poids total du mélange (mesurable par Chromatographie en Phase Gazeuse) : de 5 à 29 % en poids de diisobutyle adipate; de 50 à 72% en poids de diisobutyle glutarate; et de 10 à 32 % en poids de diisobutyle succinate.
- le solvant commercialisé par Solvay sous la dénomination Rhodiasolv DIB
(à titre d'exemple, un mélange 1 :1 en masse de INNROAD Boost et de Rhodiasolv DIB est compatible à chaud avec le bitume et le solubilise à
hauteur de moins de 4% à température ambiante après trois jours).
= le diéthyle adipate, le diéthyle glutarate ou le diéthyle succinate, et leurs mélanges, comme par exemple :
- un mélange comprenant, en poids par rapport au poids total du mélange (mesurable par Chromatographie en Phase Gazeuse) : de 4 à 26 % en poids de diéthyle adipate; de 52 à 77 % en poids de diéthyle glutarate; et de 12 à
32 % en poids de diéthyle succinate.
- l'additif disponible auprès de Solvay sous le nom de INNROAD Protect
18 Produits bitumineux accessibles selon l'invention Les produit bitumineux que le procédé de l'invention permet de préparer incluent tous les produits bitumineux qu'on peut réaliser à basse température et notamment à
froid, c'est-à-dire tous les produits bitumineux de type enrobés à faible température selon la présente description, incluant les enrobés et enduits à froid et les enrobés et enduits à
température modérée. .
Les produits bitumineux accessibles selon l'invention incluent en particulier les enduits à l'émulsion et les enrobés à froid notamment de type matériaux bitumineux coulés à froid, les bétons bitumineux à l'émulsion et les enrobés stockables à
l'émulsion, qui sont décrits plus en détails ci-après.
Enduits Un enduit superficiel est typiquement une couche constituée de states superposées d'un liant hydrocarboné et de particules solides minérales. Il est typiquement obtenu en pulvérisant un liant hydrocarboné puis en épandant sur ce liant des particules solides minérales, en une ou plusieurs couches. L'ensemble est ensuite compacté.
Les particules solides minérales employées dans un enduit appartiennent avantageusement aux classes granulaires (d/D) suivantes : 4/6,3, 6,3/10, 10/14.
La teneur totale en liant hydrocarboné dans un enduit sera adaptée en fonction de la structure de l'enduit (mono- ou bicouche, type de gravillonnage), de la nature du liant, des conditions climatiques et de la dimension des granulats, en suivant par exemple les préconisations du document Enduits superficiels d'usure ¨ Guide technique, mai 1995 .
Le liant hydrocarboné employé pour la fabrication d'un enduit peut être un bitume pur ou modifié par des polymères, tel que décrit précédemment.
Le liant hydrocarboné est un liant en émulsion. Dans ce mode, le liant hydrocarboné
comprend avantageusement, par rapport au poids total du liant hydrocarboné, 0,1 à 10%
en poids dudit composé de formule (I), plus avantageusement 0,5 à 8% en poids, encore plus avantageusement 1 à 6% en poids.
froid, c'est-à-dire tous les produits bitumineux de type enrobés à faible température selon la présente description, incluant les enrobés et enduits à froid et les enrobés et enduits à
température modérée. .
Les produits bitumineux accessibles selon l'invention incluent en particulier les enduits à l'émulsion et les enrobés à froid notamment de type matériaux bitumineux coulés à froid, les bétons bitumineux à l'émulsion et les enrobés stockables à
l'émulsion, qui sont décrits plus en détails ci-après.
Enduits Un enduit superficiel est typiquement une couche constituée de states superposées d'un liant hydrocarboné et de particules solides minérales. Il est typiquement obtenu en pulvérisant un liant hydrocarboné puis en épandant sur ce liant des particules solides minérales, en une ou plusieurs couches. L'ensemble est ensuite compacté.
Les particules solides minérales employées dans un enduit appartiennent avantageusement aux classes granulaires (d/D) suivantes : 4/6,3, 6,3/10, 10/14.
La teneur totale en liant hydrocarboné dans un enduit sera adaptée en fonction de la structure de l'enduit (mono- ou bicouche, type de gravillonnage), de la nature du liant, des conditions climatiques et de la dimension des granulats, en suivant par exemple les préconisations du document Enduits superficiels d'usure ¨ Guide technique, mai 1995 .
Le liant hydrocarboné employé pour la fabrication d'un enduit peut être un bitume pur ou modifié par des polymères, tel que décrit précédemment.
Le liant hydrocarboné est un liant en émulsion. Dans ce mode, le liant hydrocarboné
comprend avantageusement, par rapport au poids total du liant hydrocarboné, 0,1 à 10%
en poids dudit composé de formule (I), plus avantageusement 0,5 à 8% en poids, encore plus avantageusement 1 à 6% en poids.
19 Enrobés :
= Matériaux bitumineux coulés à froid Les matériaux bitumineux coulés à froid sont des enrobés pour couche de surface constitués de granulats non séchés enrobés à l'émulsion de bitume et coulés en place en continu au moyen d'un matériel spécifique.
Après sa mise en oeuvre et rupture de l'émulsion, ce revêtement coulé à froid en très faible épaisseur (généralement de 6 à 13 mm d'épaisseur par couche) doit atteindre sa consistance définitive (montée en cohésion) très rapidement. Les additifs utilisés selon l'invention peuvent influer favorablement sur ce paramètre.
Pour un matériau bitumineux coulé à froid, les gouttelettes de bitume initialement séparées confèrent au système un caractère fluide et une mise en place aisée à
l'aide des machines spécifiques pour les matériaux bitumineux coulés à froid. Le système est alors visqueux. Le temps caractéristique pendant lequel cet état perdure est appelé temps de maniabilité. Dans un second temps, les gouttelettes de bitume coalescent et forment un gel. Lorsque toutes les gouttelettes de bitume sont regroupées, on considère que l'émulsion a rompu (temps de rupture). Le système est alors viscoélastique. Le système tend par la suite à se contracter de façon à réduire la surface de contact entre l'eau et le bitume (temps de cohésion). Ce processus suit une cinétique qui dépendra des répulsions électrostatiques entre gouttelettes et donc de la nature du bitume et de l'émulsifiant. La cinétique de la réaction de coalescence entre les gouttelettes de bitume, liées au moins en partie à la physico-chimie des interfaces, conditionne la vitesse de la montée en cohésion du matériau bitumineux coulé à froid qui peut se traduire par une sensibilité ou non du matériau aux conditions de mûrissement au jeune âge = Bétons bitumineux à l'émulsion Les bétons bitumineux à l'émulsion, sont des enrobés hydrocarbonés réalisés à
partir de granulats et d'un liant hydrocarboné en émulsion. Les granulats peuvent être utilisés sans séchage et chauffage préalable ou subir un pré-laquage partiel à
chaud. Il peut parfois être nécessaire de réchauffer le produit après sa fabrication, lors de sa mise en oeuvre.
Le liant hydrocarboné employé pour la synthèse de bétons bitumineux à
l'émulsion est sous la forme de liant en émulsion. La teneur totale en liant hydrocarboné
dans ladite émulsion est de typiquement de 2 à 8 ppc (partie pour cent en poids), avantageusement 3 à 7 ppc, plus avantageusement 3,5 à 5,5 ppc, par rapport au poids des particules solides minérales. Cette teneur en liant correspond à la quantité de liant introduit en tant que tel (liant d'apport) plus la quantité de liant récupéré des agrégats d'enrobés faisant partie de 5 .. la fraction minérale solide.
Le liant hydrocarboné dans une émulsion employée pour la confection d'un béton bitumineux à l'émulsion comprend avantageusement, par rapport au poids total du liant hydrocarboné, 1 à 25% en poids dudit composé de formule (I), plus avantageusement 2 à
15% en poids, encore plus avantageusement 2 à 10% en poids, encore plus 10 .. avantageusement 3 à 10% en poids.
Les bétons bitumineux obtenus selon l'invention à l'émulsion peuvent être utilisés pour la fabrication d'enrobés stockables.
Dans ce mode de réalisation, le liant hydrocarboné comprend avantageusement, par rapport au poids total du liant hydrocarboné, 10 à 30% en poids dudit composé
de formule 15 .. (I), plus avantageusement 15 à 25% en poids, encore plus avantageusement 17 à 22%
en poids.
= Matériaux bitumineux coulés à froid Les matériaux bitumineux coulés à froid sont des enrobés pour couche de surface constitués de granulats non séchés enrobés à l'émulsion de bitume et coulés en place en continu au moyen d'un matériel spécifique.
Après sa mise en oeuvre et rupture de l'émulsion, ce revêtement coulé à froid en très faible épaisseur (généralement de 6 à 13 mm d'épaisseur par couche) doit atteindre sa consistance définitive (montée en cohésion) très rapidement. Les additifs utilisés selon l'invention peuvent influer favorablement sur ce paramètre.
Pour un matériau bitumineux coulé à froid, les gouttelettes de bitume initialement séparées confèrent au système un caractère fluide et une mise en place aisée à
l'aide des machines spécifiques pour les matériaux bitumineux coulés à froid. Le système est alors visqueux. Le temps caractéristique pendant lequel cet état perdure est appelé temps de maniabilité. Dans un second temps, les gouttelettes de bitume coalescent et forment un gel. Lorsque toutes les gouttelettes de bitume sont regroupées, on considère que l'émulsion a rompu (temps de rupture). Le système est alors viscoélastique. Le système tend par la suite à se contracter de façon à réduire la surface de contact entre l'eau et le bitume (temps de cohésion). Ce processus suit une cinétique qui dépendra des répulsions électrostatiques entre gouttelettes et donc de la nature du bitume et de l'émulsifiant. La cinétique de la réaction de coalescence entre les gouttelettes de bitume, liées au moins en partie à la physico-chimie des interfaces, conditionne la vitesse de la montée en cohésion du matériau bitumineux coulé à froid qui peut se traduire par une sensibilité ou non du matériau aux conditions de mûrissement au jeune âge = Bétons bitumineux à l'émulsion Les bétons bitumineux à l'émulsion, sont des enrobés hydrocarbonés réalisés à
partir de granulats et d'un liant hydrocarboné en émulsion. Les granulats peuvent être utilisés sans séchage et chauffage préalable ou subir un pré-laquage partiel à
chaud. Il peut parfois être nécessaire de réchauffer le produit après sa fabrication, lors de sa mise en oeuvre.
Le liant hydrocarboné employé pour la synthèse de bétons bitumineux à
l'émulsion est sous la forme de liant en émulsion. La teneur totale en liant hydrocarboné
dans ladite émulsion est de typiquement de 2 à 8 ppc (partie pour cent en poids), avantageusement 3 à 7 ppc, plus avantageusement 3,5 à 5,5 ppc, par rapport au poids des particules solides minérales. Cette teneur en liant correspond à la quantité de liant introduit en tant que tel (liant d'apport) plus la quantité de liant récupéré des agrégats d'enrobés faisant partie de 5 .. la fraction minérale solide.
Le liant hydrocarboné dans une émulsion employée pour la confection d'un béton bitumineux à l'émulsion comprend avantageusement, par rapport au poids total du liant hydrocarboné, 1 à 25% en poids dudit composé de formule (I), plus avantageusement 2 à
15% en poids, encore plus avantageusement 2 à 10% en poids, encore plus 10 .. avantageusement 3 à 10% en poids.
Les bétons bitumineux obtenus selon l'invention à l'émulsion peuvent être utilisés pour la fabrication d'enrobés stockables.
Dans ce mode de réalisation, le liant hydrocarboné comprend avantageusement, par rapport au poids total du liant hydrocarboné, 10 à 30% en poids dudit composé
de formule 15 .. (I), plus avantageusement 15 à 25% en poids, encore plus avantageusement 17 à 22%
en poids.
Claims (10)
1. Procédé de fabrication d'un produit bitumineux, qui comprend une étape (E2) de mise en contact de particules minérales avec une émulsion de liant hydrocarboné effectuée à une température de mise en contact (T2) inférieure à
110°C, où ladite émulsion est issue d'une étape préalable d'émulsification (E1) où
on introduit dans un milieu aqueux (M), un liant hydrocarboné comprenant un additif (A) et porté à une température de mélange T1 supérieure à la température de mise en contact T2, où ledit additif (A) :
- forme un mélange homogène avec le liant hydrocarboné à la température de mélange T1 ; et - est un composé non compatible avec le liant hydrocarboné à la température de mise en contact T2 ; et - est employé à une teneur supérieure à sa solubilité dans ledit milieu aqueux (M) à la température de mise en contact T2.
110°C, où ladite émulsion est issue d'une étape préalable d'émulsification (E1) où
on introduit dans un milieu aqueux (M), un liant hydrocarboné comprenant un additif (A) et porté à une température de mélange T1 supérieure à la température de mise en contact T2, où ledit additif (A) :
- forme un mélange homogène avec le liant hydrocarboné à la température de mélange T1 ; et - est un composé non compatible avec le liant hydrocarboné à la température de mise en contact T2 ; et - est employé à une teneur supérieure à sa solubilité dans ledit milieu aqueux (M) à la température de mise en contact T2.
2. Procédé selon la revendication 1, où l'additif A est un composé volatil qui s'évapore hors du produit bitumineux préparé.
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, où l'additif A comprend un composé
répondant à la formule (l) suivante :
R1-X-R-Y-R2 (1) où :
R1 est un méthyle R2, identique ou différent de R1, est une chaîne hydrocarbonée, linéaire ou ramifiée, en C1-C11, de préférence en C1-C9 ;
chacun de -X- et -Y-, identiques ou différents, est un groupe -O-(C=O)- ; ou un groupe -C(=O)-O- ; ou un groupe -NR'-C(=O)- ; ou un groupe -C(=O)-NR'-avec R' représentant un atome d'hydrogène ou bien un radical alkyle en C1-C4 ;
et -R- est une chaîne hydrocarbonée divalente, en C1-C10, linéaire ou ramifiée, et éventuellement interrompue par un ou plusieurs atomes d'oxygène.
répondant à la formule (l) suivante :
R1-X-R-Y-R2 (1) où :
R1 est un méthyle R2, identique ou différent de R1, est une chaîne hydrocarbonée, linéaire ou ramifiée, en C1-C11, de préférence en C1-C9 ;
chacun de -X- et -Y-, identiques ou différents, est un groupe -O-(C=O)- ; ou un groupe -C(=O)-O- ; ou un groupe -NR'-C(=O)- ; ou un groupe -C(=O)-NR'-avec R' représentant un atome d'hydrogène ou bien un radical alkyle en C1-C4 ;
et -R- est une chaîne hydrocarbonée divalente, en C1-C10, linéaire ou ramifiée, et éventuellement interrompue par un ou plusieurs atomes d'oxygène.
4. Procédé selon la revendication 3, où l'additif A est un composé de formule (l) ou un mélange de tels composés.
5. Procédé selon la revendication 3 ou 4, où l'additif A est un composé
diméthylique qui répond à la formule (la) ci-dessous:
CH3-X-R-Y-CH3 (la) où -X- , -Y-, et ¨R- ont les significations données dans la revendication 3.
diméthylique qui répond à la formule (la) ci-dessous:
CH3-X-R-Y-CH3 (la) où -X- , -Y-, et ¨R- ont les significations données dans la revendication 3.
6. Procédé selon la revendication 5, où l'additif A est un composé de formule (la) choisi parmi le diméthyle adipate, le diméthyle glutarate, le diméthyle succinate, et leur mélanges.
7. Procédé selon la revendication 5, où l'additif A est composé de formule (la), où :
le groupe R est choisi parmi les groupes suivants :
- le groupe R MG de formule ¨CH(OH3)-OH2-OH2-, - le groupe R ES de formule ¨CH(C2H5)-CH2-, et - leurs mélanges ;
-X- et -Y- sont de préférence des esters.
le groupe R est choisi parmi les groupes suivants :
- le groupe R MG de formule ¨CH(OH3)-OH2-OH2-, - le groupe R ES de formule ¨CH(C2H5)-CH2-, et - leurs mélanges ;
-X- et -Y- sont de préférence des esters.
8. Utilisation dans le procédé de la revendication 1, notamment pour la réalisation ou la réparation d'un revêtement routier, de l'additif A à titre d'agent d'interface.
9. Emulsions adapté à la mise en uvre de l'étape (E2) du procédé de la revendication 1, comprenant au moins une partie de l'additif A à l'interface entre les globules de bitumes et la phase aqueuse.
10. Emulsion selon la revendication 8, où l'additif est tel que défini dans l'une des revendications 3 à 6.
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|---|---|---|---|
| CA3061502A Abandoned CA3061502A1 (fr) | 2017-04-27 | 2018-04-27 | Agents d'interfaces pour la preparation de revetements routiers a froid |
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