CH659653A5 - Compositions asphaltiques renforcees par des fibres. - Google Patents

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CH659653A5 CH6380/83A CH638083A CH659653A5 CH 659653 A5 CH659653 A5 CH 659653A5 CH 6380/83 A CH6380/83 A CH 6380/83A CH 638083 A CH638083 A CH 638083A CH 659653 A5 CH659653 A5 CH 659653A5
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Description

La présente invention concerne des compositions asphaltiques améliorées. Elle concerne plus spécialement des compositions d'asphalte renforcées de fibres modifiées de telle sorte que leurs propriétés en soient sensiblement améliorées.
Le principal matériau de construction de milliers de kilomètres de voies routières à travers le monde est l'asphalte qui sert de matrice au gravier ou aux pierres broyées.
Quand il s'agit de réparer ou de refaire le revêtement de surface de ces routes, on utilise l'asphalte liquide, renfermant habituellement du sable ou d'autres additifs, pour remplir les fissures, ainsi que comme sous-couche imperméabilisante entre l'ancienne route et la nouvelle couche à appliquer.
On a récemment proposé d'améliorer la résistance et la permanence des éléments d'étanchéification en asphalte par introduction, dans la formulation de l'asphalte, d'un matériau de renfort fibreux tel que des fibres de verre, d'amiante ou de polymères synthétiques. Ces fibres, quand elles sont utilisées à des concentrations d'environ 6 à 8% par rapport au poids d'asphalte, donnent des produits de résistance et de dureté améliorées à des températures atteignant —10° C.
L'addition de fibres à l'asphalte a pourtant pour conséquence de réduire son aptitude à être pompé, ainsi que sa maniabilité. Lors de l'utilisation normale de composition asphaltique, le mélange est chauffé à environ 130-145° C pour être appliqué sur le lit routier.
Quand on ajoute les 6 à 8% de fibres, il est nécessaire de porter la température de la composition à 10° C de plus afin d'arriver à une viscosité permettant de travailler.
Ce chauffage additionnel n'est pas indiqué en raison de la dépense supplémentaire en énergie qui en résulte.
De plus, quand on utilise comme charge fibreuse des fibres synthétiques, l'augmentation de température est susceptible de provo- • quer la dégradation du polymère, ce qui ne permet pas d'obtenir la même résistance non plus que la même permanence.
L'invention permet d'éviter ces inconvénients en proposant un mélange asphaltique qui renferme entre environ 4 et 10% en poids d'une charge fibreuse (par rapport au poids d'asphalte) et qui est caractérisé en ce qu'il renferme de plus entre 2,5% et 15% par rapport au poids total d'asphalte et de charge fibreuse, d'un mélange d'acides gras comportant un acide gras non saturé à chaîne droite de 18 atomes de carbone et une quantité de colophane n'excédant pas 30% en poids de l'acide.
L'addition de certains mélanges d'acides gras aux compositions asphalte/fibres non seulement élimine l'obligation de l'emploi de températures élevées pour le mélange et l'application des compositions mais encore permet de travailler à des gammes de températures inférieures à celle de 130 à 145° C qui est normalement employée.
En plus des avantages de mise en œuvre spécifiés ci-avant, l'addition au mélange d'acides gras améliore également de façon très importante les propriétés physiques à basse température des compositions d'asphalte renforcées de fibres. Dans les climats froids, aux températures proches ou en dessous de zéro, l'asphalte perd une partie de sa résistance à la traction et devient extrêmement cassant, même quand il est renforcé par des fibres (comme le met en évidence 5 son faible allongement à la rupture dans les essais standards). L'enlèvement de la neige dans ces conditions peut produire des dégâts sérieux lors du contact des lourdes lames d'acier du chasse-neige sur la chaussée, brisant l'asphalte.
La composition selon l'invention permet de réduire ce problème io de façon appréciable.
Le terme «mélange d'acides gras non saturés à 18 atomes de carbone» correspond à un mélange de 70% à 100% en poids d'acides gras mono- et di- non saturés à 18 atomes de carbone et jusqu'à 30% en poids de colophane dans lequel la portion acides 15 gras comporte 40 à 50% en poids d'acides di- non saturés; le produit récupéré par distillation fractionnée de tali oil à partir du procédé au sulfite pour la réduction du bois en pâte, habituellement appelé «acide gras de tali oil», constitue un bon exemple de ce mélange.
L'asphalte pour pavage est un dérivé du raffinage de pétrole brut 20 qui a une viscosité, à 60° C, entre 25 et 400 Pa • s et une pénétration à 25° C entre 20 et 200. Les compositions asphaltiques renforcées de fibres selon l'invention comprennent de l'asphalte pur, du béton asphaltique, c'est-à-dire un mélange asphalte-agrégats de pavage et des mélanges de bouchage des fissures d'asphalte et de fines telles que le 25 sable. Tout asphalte pour pavage renforcé de fibres peut être amélioré par incorporation d'acides gras de tali oil. Le produit selon l'invention peut donc être employé pour le revêtement des routes comme matériau de remplissage de fissures ou de jointures, comme couche intermédiaire entre un revêtement ancien et un nouveau re-30 vêtement ainsi que comme matrice de base sous un agrégat cylindré.
Toutes les charges fibreuses précédemment mentionnées telles que les fibres de verre, d'amiante ou de polymères synthétiques peuvent être employées. La charge préférée est constituée par les fibres de polypropylène partiellement en raison de leur faible prix et 35 également en raison du fait qu'elles sont très compatibles avec l'asphalte et les acides gras à chaîne longue. Normalement, on ajoute jusqu'à 10% de charge fibreuse. Pour un renforcement optimum, on utilise entre 4% et 10% de fibres de polypropylène et de préférence entre 6% et 8%.
40 Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, lors de la préparation des compositions asphaltiques, on mélange le mélange d'acides gras en proportions désirées avec les fibres de polypropylène et l'on agite dans un tambour jusqu'à ce que le mélange d'acides gras soit totalement adsorbé à la surface des fibres. Les fibres obte-45 nues conservent de bonnes propriétés d'écoulement, ce qui permet de les introduire facilement dans une cuve d'asphalte fondu servant à la distribution. Au contact de l'asphalte, les acides gras se dissolvent quand les fibres se dispersent. Cette technique permet de conserver des lots mères de fibres traitées à utiliser au fur et à mesure de 50 la demande.
Puisque la charge fibreuse et le mélange d'acides gras sont employés à peu près à la même concentration dans l'asphalte, le rapport fibres-acides gras dans le lot mère sera approximativement de 50/50. On peut utiliser des rapports allant jusqu'à 60 parties d'acides 55 gras pour 40 parties de fibres et disposer encore de produits fibreux ayant de bonnes propriétés d'écoulement sans acides gras libres. Un rapport avec teneur inférieure en acides gras sera dicté par le rapport relatif de concentration exigé dans l'asphalte; il ne sera habituellement pas inférieur à 30/70.
60 La maniabilité améliorée ainsi que la température d'opération inférieure des compositions selon l'invention et les propriétés physiques améliorées à basse température sont démontrées dans les exemples suivants:
65
Exemple 1 :
On charge dans une cuve environ 100 parties d'asphalte ayant une viscosité de 200 Pa • s à 60° C (AC-20) et on chauffe à 132° C. On
3
659 653
ajoute à l'asphalte chauffé 6 parties d'un mélange de distillats d'acides gras de tali oil contenant approximativement 91,5% d'acides gras en C18 (4% de saturés, 51% de mono- non saturés et 43% de di- non saturés), 4% d'acide résinique et 4,5% d'impuretés insaponi-fiables. Une fois les acides complètement incorporés, on ajoute une 5 charge d'environ 6 parties de fibres de polypropylène d'environ 10 mm de long et de 3 deniers par filament. On poursuit l'agitation jusqu'à ce que les composants soient mélangés de façon homogène (le mélange présente une excellente aptitude au pompage et coule à une température aussi basse que 123° C). 10
En même temps, on prépare une composition similaire avec le même rapport fibres de polypropylène - asphalte mais dépourvue d'acides gras. Le pompage de cette préparation est difficile même à 132e C. 15
Exemples 2 à 10:
On coule des films de 2,16 mm d'épaisseur de différentes formulations selon l'invention et on les laisse durcir; la résistance à la traction et l'allongement sont déterminés après stockage toute une nuit à 18"' C, sur dynamomètre Instron.
Le procédé de préparation des films est le suivant: (1 ) on ajoute différentes quantités de mélange d'acides gras à l'asphalte chaud (138e C) et on mélange jusqu'à obtention d'une pâte homogène: (2) on ajoute les fibres et on mélange jusqu'à dispersion complète dans le mélange acides/asphalte; (3) on verse l'asphalte ainsi modifié dans des moules préchauffés et on presse à 138 C sous une pression de 3,63 à 4,53 tonnes pendant 1 à 2 minutes; (4) le moule et l'échantillon sont refroidis par circulation d'eau froide autour de la presse, et (5) l'échantillon est enlevé du moule et coupé en bandes de 2,54 x 10,16 cm pour essais. Les résultats sont rassemblés dans le tableau 1.
Tableau 1
Propriétés à —18" C
Exemple N°
% mélange d'acides gras
% fibres
Asphalte
Allongement
à la rupture
%
Résistance à la traction (kg/cm2)
2
41
8
AC-20
17,5
38,22
3
61
8
AC-20
23
56,49
4
81
8
AC-20
34
54,60
5
101
8
AC-20
42,1
64,89
Contrôle
0
8
AC-20
13
31,64
6
102
8
AC-20
38
55,09
7
103
8
AC-20
18,6
47,25
Contrôle
0
8
AC-105
11,2
27,44
8
61
8
AC-10
12,6
40,60
9
81
8
AC-10
19,1
35,35
10
81
84
AC-20
41
58,10
1 Mélange d'acides gras décrit dans l'exemple 1.
2 Mélange d'acides gras contenant 86% d'acides gras, 10% d'acides résiniques et 4% d'insaponifiables.
3 Mélange d'acides gras contenant 69% d'acides gras, 28% d'acides résiniques et 3% d'insaponifiables.
4 La fibre est un téréphtalate de polyéthylène, 5 mm, 3 deniers.
5 Viscosité à 6° C, 100 Pa • s
Exemples 11-12: 45 Les propriétés physiques sont rassemblées dans le tableau 2.
On ajoute à 8 parties de fibres de polypropylène de 10 mm,
3 deniers, 6 parties du mélange d'acides gras de l'exemple 1.
On agite cette masse dans un tambour jusqu'à ce que les acides soient uniformément répartis et adsorbés par la surface des fibres.
Les fibres ainsi traitées sont additionnées à 86 parties d'asphalte AC- 50 20. Après un mélange soigneux, on détermine la résistance à la traction à —18° C de l'asphalte ainsi chargé comme dit ci-avant.
On prépare simultanément un mélange contenant 8 parties de fibres, 8 parties d'acides gras et 84 parties d'asphalte.
Tableau 2
Exemple N°
% acide
% fibres
Allongement
à la rupture
%
Résistance à la traction (kg.cnr)
11
12
6
8
8 8
40 59
51,10 66.50
1
R

Claims (3)

659 653
1. Compositions asphaltiques contenant entre 4% et 10% en poids d'une charge fibreuse par rapport au poids de l'asphalte, caractérisées en ce qu'elles contiennent également un mélange d'acides gras comprenant entre 2,5 et 15%, par rapport au poids total de l'asphalte et de la charge fibreuse, d'acides gras non saturés à chaîne droite de 18 atomes de carbone et une quantité de colophane ne dépassant pas 30% par rapport au poids d'acides.
2. Compositions asphaltiques selon la revendication 1, caractérisées en ce que le rapport entre les acides gras et la charge fibreuse se situe entre 30/70 et 60/40.
2
REVENDICATIONS
3. Compositions asphaltiques selon la revendication 1 et 2, caractérisées en ce que le mélange d'acides gras comporte entre 70% et 100% d'acides mono- et di- non saturés.
CH6380/83A 1982-11-29 1983-11-29 Compositions asphaltiques renforcees par des fibres. CH659653A5 (fr)

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