EP2337819A1 - High-modulus bituminous mix based on recycled materials - Google Patents

High-modulus bituminous mix based on recycled materials

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Publication number
EP2337819A1
EP2337819A1 EP09744740A EP09744740A EP2337819A1 EP 2337819 A1 EP2337819 A1 EP 2337819A1 EP 09744740 A EP09744740 A EP 09744740A EP 09744740 A EP09744740 A EP 09744740A EP 2337819 A1 EP2337819 A1 EP 2337819A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
bituminous
mix
binder
bituminous binder
modulus
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP09744740A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Gilles Gauhtier
Alain Montpeyroux
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TotalEnergies Marketing Services SA
Original Assignee
Total Raffinage Marketing SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Total Raffinage Marketing SA filed Critical Total Raffinage Marketing SA
Publication of EP2337819A1 publication Critical patent/EP2337819A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L95/00Compositions of bituminous materials, e.g. asphalt, tar, pitch
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01CCONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
    • E01C19/00Machines, tools or auxiliary devices for preparing or distributing paving materials, for working the placed materials, or for forming, consolidating, or finishing the paving
    • E01C19/02Machines, tools or auxiliary devices for preparing or distributing paving materials, for working the placed materials, or for forming, consolidating, or finishing the paving for preparing the materials
    • E01C19/10Apparatus or plants for premixing or precoating aggregate or fillers with non-hydraulic binders, e.g. with bitumen, with resins, i.e. producing mixtures or coating aggregates otherwise than by penetrating or surface dressing; Apparatus for premixing non-hydraulic mixtures prior to placing or for reconditioning salvaged non-hydraulic compositions
    • E01C19/1013Plant characterised by the mode of operation or the construction of the mixing apparatus; Mixing apparatus
    • E01C19/1027Mixing in a rotary receptacle
    • E01C19/1036Mixing in a rotary receptacle for in-plant recycling or for reprocessing, e.g. adapted to receive and reprocess an addition of salvaged material, adapted to reheat and remix cooled-down batches
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01CCONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
    • E01C23/00Auxiliary devices or arrangements for constructing, repairing, reconditioning, or taking-up road or like surfaces
    • E01C23/06Devices or arrangements for working the finished surface; Devices for repairing or reconditioning the surface of damaged paving; Recycling in place or on the road
    • E01C23/065Recycling in place or on the road, i.e. hot or cold reprocessing of paving in situ or on the traffic surface, with or without adding virgin material or lifting of salvaged material; Repairs or resurfacing involving at least partial reprocessing of the existing paving

Definitions

  • the present invention relates to a high-modulus bituminous mix according to standard NF P 98-140 or NF EN 13108-1 obtained from recycling materials, and more particularly from recycling charges for roadway materials.
  • the invention also relates to the use of these high-modulus bituminous mixes, in the preparation of road pavements, in particular in the preparation of base layers or roadbed layers.
  • bituminous mixes a few centimeters thick. After a number of years, these coatings age due to deformations caused by traffic, weather conditions and light. These different parameters result in hardening of the bituminous mix by evaporation of the lightest fractions of the bituminous binder contained in said bituminous mix. This results in a weakening of the bituminous mix which becomes brittle and has a tendency to crack. It is therefore necessary to treat the pavement surface after a number of years.
  • One solution is to mill the surface of the bituminous mix with a machine and replace it with a new bituminous mix. During this operation, pavement materials called "costs" are recovered.
  • bituminous mixes described have a modulus of rigidity equivalent to that of a severe bitumen according to standard NF P 98-138.
  • bituminous mixes including costs to obtain high modulus bituminous mixes (EME) according to standard NF P 98-140 or NF EN 13108-1.
  • Another object of the invention is to provide bituminous mixes comprising mills having performance equivalent to or greater than that of high-modulus bituminous mixes (EME), particularly with regard to the resistance to rutting, of the modulus of rigidity, fatigue resistance and resistance to cracking.
  • Another object of the invention is to provide high modulus bituminous mixes (EME) comprising costs for reducing the thickness of bituminous mixes.
  • Another object of the invention is to provide high modulus mixes (EME) comprising costs to increase the life of bituminous mixes.
  • EME high modulus mixes
  • the present invention relates to a high modulus bituminous mix according to standard NF P 98-140 or NF EN 13108-1 based on recycling charges for roadway materials comprising residual bituminous binder, based on new aggregates and based on bituminous binder, said mix comprising between 40 and 60% by weight of blends and 5.5 to 6.5% by weight of bituminous binder (residual bituminous binder and bituminous binder), relative to to the total mass of bituminous mix.
  • the high-modulus bituminous mix has a modulus of stiffness E *, measured at 15 ° C and 10 Hz, greater than 15.10 3 MPa and an alternating flexural fatigue resistance ⁇ 6 at 10 0 C and 25 Hz , greater than 140.10 "6 .
  • the high modulus bituminous mix comprises between 40 and 60% by weight of new aggregates, relative to the total weight of the bituminous mix.
  • the charges have a residual bituminous binder content of between 2 and 6% by weight, relative to the total mass of the costs.
  • the residual bituminous binder of the charges has a penetrability at 25 ° C. of between 5 and 40 1/10 mm, preferably between 10 and 30 1/10 mm.
  • bituminous binder content is between 1 and 5% by weight, relative to the total weight of the bituminous mix.
  • the bituminous filler has a penetration at 25 ° C between 10 and
  • bituminous binder (residual bituminous binder and bituminous binder) has a penetrability at 25 ° C of between 10 and 1/10 mm, preferably between 15 and 25 1/10 mm.
  • the vacuum content according to the NF P 98-252 standard is less than or equal to 5%.
  • the invention relates to the use of high modulus bituminous mix as defined above in the road industry, for the production of base layers or pavement layers for pavements.
  • the invention relates to a method for preparing a high modulus bituminous mix as defined above, said method comprising mixing, at a temperature of between 12O 0 C and 220 ° C, preferably between
  • the charges are introduced after the mixing of the new aggregates and the bituminous binder.
  • the invention relates to a bituminous mix based on mills, new aggregates and bituminous binder having the performance of a high modulus bituminous mix.
  • High modulus bituminous mixes or "EME" are defined in standard NF P 98-140 or NF EN 13108-1.
  • High modulus bituminous mixes are distinguished from other bituminous mixes in terms of rigidity modulus, rut resistance and fatigue resistance.
  • the name EME translates, in standards NF P 98-140 or NF EN 13108-1, by one or more of the following minimum performances:
  • EMEs mechanical performance superior to most bituminous mixes.
  • EMEs thus have the ability to withstand creep and traffic-related efforts and to maintain the properties of the bituminous mix according to the repetition of the application of the charges, which gives the material a high resistance to the phenomenon of ruin by fatigue.
  • the mechanical characteristics of EMEs also allow them to have a reduced thickness compared to conventional bituminous mixes, while retaining good properties.
  • EMEs are generally used at thicknesses of 5 to 12 cm, preferably 6 to 8 cm. The thickness depends on the particle size of the mixture.
  • EME of particle size 0/10 that is to say aggregates whose dimensions are less than 10 mm
  • the thickness is 6 to 8 cm.
  • the thickness is 7 to 13 cm.
  • the thickness is 9 to 15 cm.
  • EMEs are generally used for foundation layers and basecoats.
  • EMEs are conventionally formulated from bituminous binder and new aggregates.
  • charges are added.
  • the bituminous mixes according to the invention comprise at least 30% of costs, relative to the total mass of the bituminous mix.
  • the bituminous mix comprises between 30 and 70% by weight of charges, relative to the total mass of the mix, more preferably between 40 and 60% by weight.
  • the term "mills” means pavement materials obtained by milling the surface of roads.
  • the costs are thus mixtures bituminous binding / aggregates.
  • the charges are aggregates covered with a film of bituminous binder.
  • This bituminous binder present in the mills is called a "residual" bituminous binder, as opposed to the bituminous binder additionally added to the new aggregates to form the bituminous mixes according to the invention.
  • This residual bituminous binder is generally a bitumen which has aged, has been oxidized and therefore has low penetrability. It is possible to know the content and the penetrability of the residual binder of the costs by extraction of the binder.
  • the charges used have a residual bituminous binder content of 2 to 6% by weight relative to the total mass of the charges, preferably 4 to 6% by weight relative to the total mass of the costs.
  • the penetrability at 25 0 C of the residual bituminous binder costs is between 5 and 40 1/10 mm, preferably between 10 and 30 1/10 mm (according to standard NF EN 1426).
  • the residual bituminous binder is therefore a particularly hard binder.
  • To obtain a particularly hard residual bituminous binder it is possible to mill roads composed of draining asphalt.
  • the draining mixes are asphalts with a high void content, they are mixes whose binder oxidizes more easily, and therefore mixes whose binder is particularly hard.
  • the granulometry of the charges is between 0 and 20 mm, preferably between 0 and 14 mm, preferably between 0 and 10 mm. To be able to be within the specified size ranges, the charges may be crushed and sieved.
  • the bituminous mix according to the invention also comprises new aggregates.
  • bituminous mixes comprise between 30 and 70% by weight of new aggregates, relative to the total weight of the bituminous mix, preferably between 40 and 60% by weight.
  • the new aggregates according to the invention have usual particle sizes 0/10, 0/14, 0/20.
  • the chemical nature of the aggregates does not pose any particular problems.
  • Calcareous or predominantly calcareous aggregates are preferred.
  • the mechanical and manufacturing characteristics, concerning the angularity, the cleanliness of the aggregates are specified in the standard XP P 18-540.
  • the bituminous mix according to the invention optionally comprises a mineral filler portion having a particle size of less than 63 ⁇ m added to the other granular fractions.
  • the bituminous mix according to the invention comprises between 1 and 5% by weight of filler, relative to the total weight of the mix, preferably between 1 and
  • the new aggregates, the filler and the mills constitute the granular skeleton of the bituminous mix. It is necessary to know the particle size of each of these constituents in order to be able to develop a particle size curve of the type of a high modulus bituminous mix.
  • the bituminous binder additionally supplies the residual bituminous binder provided by the costs.
  • This bituminous binder just like the residual bituminous binder, consists of pure bitumen, modified bitumen or special bitumen, taken alone or mixed.
  • bitumen of natural origin those contained in deposits of natural bitumen, natural asphalt or oil sands.
  • the bitumens according to the invention are also bitumens derived from the refining of crude oil. Bitumens come from the atmospheric and / or vacuum distillation of oil. These bitumens can be optionally blown, vis-reduced and / or deasphalted.
  • bitumens according to the invention may also be bitumen called “synthetic", pigmentable or colorable, containing no or little asphaltenes.
  • the bitumens may be bitumens / polymers containing optionally crosslinked elastomers or plastomers. Fluxed bitumens may also be used with petroleum oils and / or vegetable oils.
  • the residual bituminous binder can of course come from the various bitumens mentioned above, taken alone or in mixtures.
  • the bituminous binder content is between 1 and 5% by weight, relative to the total weight of the bituminous mix.
  • bituminous binder whose penetrability is between 10 and 50 1/10 mm, preferably between 20 and 30 1/10 mm (according to standard NF EN 1426).
  • the penetrability of the bituminous binder is between 10 and 1/10 mm, preferably between 15 and 25 1/10 mm (according to standard NF EN 1426).
  • the penetrability of the bituminous binder is very important, the bituminous binder must be particularly hard.
  • the amounts of residual bituminous binder and of bituminous binder, as a function of their penetrability, will be adjusted to obtain a bituminous binder in the end, which is particularly hard, that is to say, according to the invention, a bituminous binder in the end. having a penetrability is between 10 and 1/10 mm, preferably between 15 and 25 1/10 mm, preferably around 1/10 mm.
  • bituminous binder residual bituminous binder and bituminous binder
  • the total content of bituminous binder is extremely important and must be between 5.5 and 6.6% by mass relative to the weight of the bituminous mix to obtain the EME according to the invention.
  • the selection of this particular range for the bituminous binder content gives the bituminous mixes particularly good mechanical properties especially in rut resistance, fatigue resistance and rigidity modulus.
  • Bituminous mixes according to the invention have the properties of EME and even properties superior to EME.
  • the EMTs according to the invention have both a rigidity modulus E *, measured at 15 ° C. and at 10 Hz, greater than 15 ⁇ 10 3 MPa and an alternating flexural fatigue strength, at 10 ° C. and at 25 ° C. Hz, greater than 140. 10 "6 .
  • EMEs according to standard NF P 98-252 is less than 5%.
  • These high-modulus bituminous mixes are therefore particularly resistant and indicated for their use in particular in the road industry, for the production of base layers or pavement layers for pavements.
  • new aggregates possibly the filler, of the bituminous binder and blends are mixed.
  • the new aggregates and optionally the charge are dried in an oven at a temperature between 160 ° C and 18O 0 C for a duration greater than 16 hours.
  • the charges must not be heated for so long, to avoid the effect of agglomeration, clumping of the costs.
  • the drying time is less than 8 hours.
  • the new aggregates After drying of new aggregates, and optionally filler, and milled, are mixed at a temperature between 120 ° C and 220 0 C 5 preferably between 16O 0 C and 180 0 C, the new aggregates, optionally of the load , mills and bituminous binder.
  • the new aggregates are first mixed, possibly with the filler with bituminous binder, and then the charges are added.
  • the method comprises the following steps:
  • step (iii) mixing the new aggregates and optionally the filler, at a temperature of between 180 ° C. and 180 ° C. for a few seconds, (iv) adding, at a temperature of between 160 ° C. and 180 ° C., the bituminous binder; adding to the mixture obtained in step (iii) and mixing for 5 to 10 seconds,
  • step (v) adding the blends to the mixture obtained in step (iv) and mixing from 60 to 90 seconds.
  • the bituminous mixes are prepared in the following manner: the charges are brought to the temperature of 18O 0 C for a duration of about 8 hours, the new aggregates and the calcareous load are brought to the temperature of 18O 0 C for a longer duration at 16 o'clock, the new aggregates and the calcareous filler are mixed in a thermoregulated mixer type LPC 85 L at 18O 0 C for 10 seconds, the bituminous binder addition to 18O 0 C is added and the bituminous binding additive / aggregates new The batch is blended at 180 ° C for 10 seconds, the blends are then added and mixed with the bituminous binder / new aggregate / filler at 180 ° C for 90 seconds.
  • the mass concentrations of the various constituents are given in Table I below. The values are given as a percentage by mass throughout the bituminous mix.
  • PCG Compressive shear press compactability test
  • Gyratory shear press (GCP) compaction tests yielded void rates of 1.5-5.0%. All bituminous mixes are therefore quite compact and meet the EME standard.
  • the Duriez de-coating tests show that the adhesion between the bituminous binder and aggregates is good enough for all bituminous mixes and that they therefore meet the EME standard.
  • the shading tests give rut values of 0.9 to 4% with respect to the thickness of the test piece (10 cm), ie from 0.9 to 4 mm. All bituminous mixes meet the EME standard and therefore have good hot performance.
  • bituminous binder content bituminous feedstock + residual bituminous binder
  • bituminous mix T 2 too rich in binder
  • Bituminous mixes according to the invention A, B, C have modules greater than 14000 MPa.
  • these high module values make it possible to envisage reductions in pavement thickness, all the more so since the value of the module is high.
  • bituminous mixes Tj and T 2 do not simultaneously exhibit good behavior in terms of modulus of rigidity and fatigue resistance, and can not be considered as EMEs. Only the bituminous mixes according to the invention, the bituminous binder content of which has been adjusted simultaneously exhibit good behavior in the form of modulus of rigidity and fatigue resistance, and are therefore comparable to EMEs.
  • the bituminous asphalt that is better able to withstand the forces, able to maintain its properties according to the repetition of the application of the fillers and allowing a greater reduction of the roadway thicknesses, is bituminous asphalt A.
  • the performance of bituminous mixes according to the invention were not degraded by the addition of costs and are even comparable to those of conventional EMEs without charges. It is therefore possible to combine mechanical performance and sustainable development with bituminous mixes according to the invention.
  • Asphalt mixes A and T 2 were then compared using the French pavement design method developed by SETRA using "Alizé" software. This method compares the long-term behavior of pavement structures including asphalt mix for different traffic and climate conditions. For a given traffic and a given lifetime, the software gives an estimate of the thickness that the asphalt must have (taking into account complex modulus and fatigue values). For each mix, the assumptions are as follows: a traffic of 600 trucks per day for 30 years with an annual geometric increase of 2%, a pavement structure including a thickness in cm "x" of asphalt on a platform support PF3 of 120 MPa lift, asphalt and the platform is not glued.
  • the software "Alizé” gives a thickness of "x" asphalt of 12 cm for the asphalt A. Under the same traffic conditions, the thickness "x" of the asphalt T 2 is 21 cm.
  • the mix A according to the invention will therefore be able to withstand a traffic of 600 trucks per day for 30 years with a thickness almost twice as low as that of the mix T 2 under the same conditions.
  • the asphalt A according to the invention thus makes it possible to significantly reduce the thickness of the roadway, while being also resistant.

Landscapes

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Abstract

The present invention relates to a high-modulus bituminous mix according to the NF P 98-140 standard or the NF EN 13108-1 standard based on recycled roadway material millings comprising a residual bituminous binder, based on fresh aggregates and based on bituminous binder (residual bituminous binder plus additional bituminous binder), the bituminous binder content in the mix being between 5.5 and 6.5% by weight. The performance of the bituminous mix is equivalent and even superior to that of a high-modulus mix. The high-modulus mixes according to the invention have a modulus of rigidity E*, measured at 15°C and at 10 Hz, of greater than 15 × 103 MPa and a reversed bending fatigue strength e6, at 10°C and at 25 Hz, of greater than 140 × 10-6.

Description

ENROBE A MODULE ELEVE A BASE DE MATERIAUX DE RECYCLAGE HIGH MODULE ENROBE BASED ON RECYCLING MATERIALS
DOMAINE TECHNIQUETECHNICAL AREA
La présente invention concerne un enrobé bitumineux à module élevé selon la norme NF P 98-140 ou NF EN 13108-1 obtenu à partir de matériaux de recyclage, et plus particulièrement à partir de fraisats de recyclage de matériaux de chaussées.The present invention relates to a high-modulus bituminous mix according to standard NF P 98-140 or NF EN 13108-1 obtained from recycling materials, and more particularly from recycling charges for roadway materials.
L'invention concerne également l'utilisation de ces enrobés bitumineux à module élevé, dans la préparation de chaussées routières, notamment dans la préparation de couches de base ou de couches d'assise pour chaussées routières. CONTEXTE TECHNIQUE/ART ANTERIEURThe invention also relates to the use of these high-modulus bituminous mixes, in the preparation of road pavements, in particular in the preparation of base layers or roadbed layers. TECHNICAL CONTEXT / PRIOR ART
De façon classique, les chaussées sont recouvertes par des enrobés bitumineux sur quelques centimètres d'épaisseur. Au bout d'un certain nombre d'années, ces revêtements vieillissent à cause des déformations entraînées par le trafic, des conditions climatiques et de la lumière. Ces différents paramètres entraînent un durcissement de l'enrobé bitumineux par évaporation des fractions les plus légères du liant bitumineux contenu dans ledit enrobé bitumineux. Il en résulte une fragilisation de l'enrobé bitumineux qui devient cassant et à tendance à se fissurer. Il est donc nécessaire de traiter en surface les chaussées après un certain nombre d'années. Une solution consiste à fraiser la surface de l'enrobé bitumineux avec une machine et à le remplacer par un enrobé bitumineux neuf. Lors de cette opération, des matériaux de chaussée appelés « fraisats » sont récupérés. Ces fraisats sont des granulats entourés d'une pellicule de liant bitumineux. L'augmentation des prix des produits pétroliers, notamment celui des bitumes et la valorisation des ressources, notamment pétrolières, ont conduit les pétroliers et les routiers à s'intéresser au recyclage de ces fraisats et à leur réutilisation pour l'entretien ou Ia construction de chaussées. Ces préoccupations économiques et environnementales ne doivent cependant pas se faire au détriment des performances des enrobés bitumineux mis en place. L'incorporation des fraisats doit donc tenir compte des normes établies au niveau des performances des enrobés bitumineux. L'incorporation des fraisats dans les enrobés bitumineux nécessitent une bonne connaissance des fraisats et une optimisation au niveau du mélange fraisats/granulats neufs/liant bitumineux.Conventionally, pavements are covered with bituminous mixes a few centimeters thick. After a number of years, these coatings age due to deformations caused by traffic, weather conditions and light. These different parameters result in hardening of the bituminous mix by evaporation of the lightest fractions of the bituminous binder contained in said bituminous mix. This results in a weakening of the bituminous mix which becomes brittle and has a tendency to crack. It is therefore necessary to treat the pavement surface after a number of years. One solution is to mill the surface of the bituminous mix with a machine and replace it with a new bituminous mix. During this operation, pavement materials called "costs" are recovered. These mills are aggregates surrounded by a film of bituminous binder. The increase in prices of petroleum products, especially bitumen and the development of resources, especially oil, have led tankers and truckers to take an interest in the recycling of these costs and their reuse for the maintenance or construction of roadways. These economic and environmental concerns should not, however, be to the detriment of the performance of bituminous mixes in place. The incorporation of the costs must therefore take into account the standards established for asphalt mix performance. The incorporation of costs in bituminous mixes requires a good knowledge of the costs and an optimization of the mixture costs / new aggregates / bituminous binder.
Ainsi, dans le brevet délivré EP0959105, la société demanderesse a incorporé avec succès des fraisats dans des enrobés bitumineux tout en maintenant des performances mécaniques acceptables. Ainsi les enrobés bitumineux décrits présentent un module de rigidité équivalent à celui d'une grave-bitume selon la norme NF P 98-138. OBJECTIFSThus, in the patent granted EP0959105, the applicant company has successfully incorporated costs into bituminous mixes while maintaining acceptable mechanical performance. Thus, the bituminous mixes described have a modulus of rigidity equivalent to that of a severe bitumen according to standard NF P 98-138. GOALS
Dans la continuité des ses travaux, la société demanderesse s'est appliquée à formuler des enrobés bitumineux comprenant des fraisats pour obtenir des enrobés bitumineux à module élevé (EME) selon la norme NF P 98-140 ou NF EN 13108-1. Un autre objectif de l'invention est de proposer des enrobés bitumineux comprenant des fraisats ayant des performances équivalentes ou supérieures à celles des enrobés bitumineux à module élevé (EME), notamment au niveau de la tenue à l'orniérage, du module de rigidité, de la résistance à la fatigue et de la résistance à la fissuration. Un autre objectif de l'invention est de proposer des enrobés bitumineux à module élevé (EME) comprenant des fraisats permettant la réduction d'épaisseur des enrobés bitumineux.In the continuity of its work, the applicant company applied itself to formulate bituminous mixes including costs to obtain high modulus bituminous mixes (EME) according to standard NF P 98-140 or NF EN 13108-1. Another object of the invention is to provide bituminous mixes comprising mills having performance equivalent to or greater than that of high-modulus bituminous mixes (EME), particularly with regard to the resistance to rutting, of the modulus of rigidity, fatigue resistance and resistance to cracking. Another object of the invention is to provide high modulus bituminous mixes (EME) comprising costs for reducing the thickness of bituminous mixes.
Un autre objectif de l'invention est de proposer des enrobés à module élevé (EME) comprenant des fraisats permettant d'augmenter la durée de vie des enrobés bitumineux.Another object of the invention is to provide high modulus mixes (EME) comprising costs to increase the life of bituminous mixes.
BREVE DESCRIPTIONBRIEF DESCRIPTION
En premier lieu, la présente invention concerne un enrobé bitumineux à module élevé selon la norme NF P 98-140 ou NF EN 13108-1 à base de fraisats de recyclage de matériaux de chaussée comprenant du liant bitumineux résiduel, à base de granulats neufs et à base de liant bitumineux d'apport, ledit enrobé comprenant entre 40 et 60% en masse de fraisats et de 5,5 à 6,5% en masse de liant bitumineux (liant bitumineux résiduel et liant bitumineux d'apport), par rapport à la masse totale de l'enrobé bitumineux.In the first place, the present invention relates to a high modulus bituminous mix according to standard NF P 98-140 or NF EN 13108-1 based on recycling charges for roadway materials comprising residual bituminous binder, based on new aggregates and based on bituminous binder, said mix comprising between 40 and 60% by weight of blends and 5.5 to 6.5% by weight of bituminous binder (residual bituminous binder and bituminous binder), relative to to the total mass of bituminous mix.
L'enrobé bitumineux à module élevé présente un module de rigidité E*, mesuré à 15°C et à 10 Hz, supérieur à 15.103 MPa et une résistance à la fatigue en flexion alternée ε6, à 100C et à 25 Hz, supérieure à 140.10"6.The high-modulus bituminous mix has a modulus of stiffness E *, measured at 15 ° C and 10 Hz, greater than 15.10 3 MPa and an alternating flexural fatigue resistance ε 6 at 10 0 C and 25 Hz , greater than 140.10 "6 .
L'enrobé bitumineux à module élevé comprend entre 40 et 60% en masse de granulats neufs, par rapport à la masse totale de l'enrobé bitumineux.The high modulus bituminous mix comprises between 40 and 60% by weight of new aggregates, relative to the total weight of the bituminous mix.
Les fraisats ont une teneur en liant bitumineux résiduel, comprise entre 2 et 6% en masse, par rapport à la masse totale des fraisats.The charges have a residual bituminous binder content of between 2 and 6% by weight, relative to the total mass of the costs.
Le liant bitumineux résiduel des fraisats, a une pénétrabilité à 250C comprise entre 5 et 40 1/10 mm, de préférence entre 10 et 30 1/10 mm.The residual bituminous binder of the charges has a penetrability at 25 ° C. of between 5 and 40 1/10 mm, preferably between 10 and 30 1/10 mm.
La teneur en liant bitumineux d'apport est comprise entre 1 et 5% en masse, par rapport à la masse totale de l'enrobé bitumineux. Le liant bitumineux d'apport, a une pénétrabilité à 25°C comprise entre 10 etThe bituminous binder content is between 1 and 5% by weight, relative to the total weight of the bituminous mix. The bituminous filler, has a penetration at 25 ° C between 10 and
50 1/10 mm, de préférence entre 20 et 30 1/10 mm. Le liant bitumineux (liant bitumineux résiduel et liant bitumineux d'apport) a une pénétrabilité à 25°C comprise entre 10 et 30 1/10 mm, de préférence entre 15 et 25 1/10 mm.50 1/10 mm, preferably between 20 and 30 1/10 mm. The bituminous binder (residual bituminous binder and bituminous binder) has a penetrability at 25 ° C of between 10 and 1/10 mm, preferably between 15 and 25 1/10 mm.
La teneur en vide selon la norme NF P 98-252 est inférieure ou égale à 5%. En deuxième lieu, l'invention concerne l'utilisation de l'enrobé bitumineux à module élevé tel que définit ci-dessus dans l'industrie routière, pour la réalisation de couches de base ou de couches d'assise pour chaussées.The vacuum content according to the NF P 98-252 standard is less than or equal to 5%. Secondly, the invention relates to the use of high modulus bituminous mix as defined above in the road industry, for the production of base layers or pavement layers for pavements.
Enfin, l'invention concerne un procédé de préparation d'un enrobé bitumineux à module élevé tel que définit ci-dessus, ledit procédé comprenant le mélange, à une température comprise entre 12O0C et 220°C, de préférence entreFinally, the invention relates to a method for preparing a high modulus bituminous mix as defined above, said method comprising mixing, at a temperature of between 12O 0 C and 220 ° C, preferably between
160°C et 18O0C, d'un liant bitumineux d'apport, de granulats neufs et de fraisats de recyclage.160 ° C and 18O 0 C, a bituminous binder, new aggregates and recycling costs.
De préférence, les fraisats sont introduits après le mélange des granulats neufs et du liant bitumineux d'apport.Preferably, the charges are introduced after the mixing of the new aggregates and the bituminous binder.
DESCRIPTION DETAILLEEDETAILED DESCRIPTION
L'invention concerne un enrobé bitumineux à base de fraisats, de granulats neufs et de liant bitumineux présentant les performances d'un enrobé bitumineux à module élevé. Les enrobés bitumineux à module élevé ou « EME » sont définis dans la norme NF P 98-140 ou NF EN 13108-1. Les enrobés bitumineux à module élevé se distinguent des autres enrobés bitumineux notamment au niveau du module de rigidité, de la résistance à l'orniérage et de la résistance à la fatigue. En termes de performance mécaniques, l'appellation EME se traduit, dans les normes NF P 98-140 ou NF EN 13108-1 , par une ou plusieurs des performances minimales suivantes :The invention relates to a bituminous mix based on mills, new aggregates and bituminous binder having the performance of a high modulus bituminous mix. High modulus bituminous mixes or "EME" are defined in standard NF P 98-140 or NF EN 13108-1. High modulus bituminous mixes are distinguished from other bituminous mixes in terms of rigidity modulus, rut resistance and fatigue resistance. In terms of mechanical performance, the name EME translates, in standards NF P 98-140 or NF EN 13108-1, by one or more of the following minimum performances:
- un module complexe de rigidité mesuré à 150C, 10 Hz supérieur à 14 000 MPa,a complex modulus of rigidity measured at 15 ° C., 10 Hz greater than 14,000 MPa,
- une résistance à la fatigue, mesurée à l'essai de flexion 2 points, supérieure à 100.10"6 pour les EME de classe 1 et supérieure à 130.10"6 pour les EME de classe 2,- fatigue strength, measured in the 2-point bending test, greater than 100.10 -6 for the Class 1 EME and greater than 130.10 -6 for the Class 2 EME,
- une profondeur d'ornière inférieure à 7,5%, - une résistance au désenrobage mesurée par l'essai Duriez supérieure à 0,70 pour les EME de classe 1 et supérieure à 0,75 pour les EME de classe 2 (NF P 98-140) ou une sensibilité à l'eau ITSR supérieure à 70% (NF EN 13108-1),- rut depth less than 7,5%, - resistance to stripping measured by the Duriez test greater than 0,70 for class 1 EME and greater than 0,75 for class 2 EME (NF P 98-140) or an ITSR water sensitivity greater than 70% (NF EN 13108-1),
- une teneur en vide inférieure à 10% pour les EME de classe 1 et inférieure à 6% pour les EME de classe 2. Ces valeurs, et en particulier les valeurs élevées de module et de résistance à la fatigue, ainsi que la valeur faible d'ornière, confèrent aux EME des performances mécaniques supérieures à la plupart des enrobés bitumineux. Les EME ont ainsi la capacité de résister au fluage et aux efforts liés au trafic et de maintenir intactes les propriétés de l'enrobé bitumineux en fonction de la répétition de l'application des charges, ce qui confère au matériau une grande résistance au phénomène de ruine par fatigue. Les caractéristiques mécaniques des EME leur permettent aussi d'avoir une épaisseur réduite par rapport aux enrobés bitumineux classiques, tout en conservant de bonnes propriétés. Les EME sont généralement utilisés à des épaisseurs de 5 à 12 cm, préférentiellement de 6 à 8 cm. L'épaisseur dépend de la granulométrie du mélange. Pour des EME de granulométrie 0/10 (c'est-à-dire des granulats dont les dimensions sont inférieures à 10 mm), l'épaisseur est de 6 à 8 cm. Pour des EME de granulométrie 0/14, l'épaisseur est de 7 à 13 cm. Pour des EME de granulométrie 0/20, l'épaisseur est de 9 à 15 cm. Les EME sont généralement utilisés pour les couches d'assise et les couches de base.- a vacuum content of less than 10% for class 1 EME and less than 6% for class 2 EME. These values, and in particular the high values of modulus and fatigue resistance, as well as the low value ruts, give the EMEs mechanical performance superior to most bituminous mixes. EMEs thus have the ability to withstand creep and traffic-related efforts and to maintain the properties of the bituminous mix according to the repetition of the application of the charges, which gives the material a high resistance to the phenomenon of ruin by fatigue. The mechanical characteristics of EMEs also allow them to have a reduced thickness compared to conventional bituminous mixes, while retaining good properties. EMEs are generally used at thicknesses of 5 to 12 cm, preferably 6 to 8 cm. The thickness depends on the particle size of the mixture. For EME of particle size 0/10 (that is to say aggregates whose dimensions are less than 10 mm), the thickness is 6 to 8 cm. For EME of particle size 0/14, the thickness is 7 to 13 cm. For EME of particle size 0/20, the thickness is 9 to 15 cm. EMEs are generally used for foundation layers and basecoats.
Les EME sont classiquement formulés à partir de liant bitumineux et de granulats neufs. Dans les EME selon l'invention, on rajoute des fraisats. Les enrobés bitumineux selon l'invention comprennent au moins 30% de fraisats, par rapport à la masse totale de l'enrobé. De préférence, l'enrobé bitumineux comprend entre 30 et 70% en masse de fraisats, par rapport à la masse totale de l'enrobé, plus préférentiellement entre 40 et 60% en masse.EMEs are conventionally formulated from bituminous binder and new aggregates. In the EMEs according to the invention, charges are added. The bituminous mixes according to the invention comprise at least 30% of costs, relative to the total mass of the bituminous mix. Preferably, the bituminous mix comprises between 30 and 70% by weight of charges, relative to the total mass of the mix, more preferably between 40 and 60% by weight.
Par fraisats, on entend dans la présente invention les matériaux de chaussée obtenus par fraisage de la surface des routes. Les fraisats sont donc des mélanges liant bitumineux/granulats. En particulier, les fraisats sont des granulats recouverts d'une pellicule de liant bitumineux. On appelle ce liant bitumineux présent dans les fraisats, un liant bitumineux « résiduel », par opposition au liant bitumineux d'apport qui est ajouté en plus dans les granulats neufs pour faire les enrobés bitumineux selon l'invention. Ce liant bitumineux résiduel est généralement un bitume qui a vieilli, a été oxydé et a donc une pénétrabilité faible. Il est possible de connaître la teneur et la pénétrabilité du liant résiduel des fraisats par extraction du liant.For the purposes of the present invention, the term "mills" means pavement materials obtained by milling the surface of roads. The costs are thus mixtures bituminous binding / aggregates. In particular, the charges are aggregates covered with a film of bituminous binder. This bituminous binder present in the mills is called a "residual" bituminous binder, as opposed to the bituminous binder additionally added to the new aggregates to form the bituminous mixes according to the invention. This residual bituminous binder is generally a bitumen which has aged, has been oxidized and therefore has low penetrability. It is possible to know the content and the penetrability of the residual binder of the costs by extraction of the binder.
Les fraisats utilisés ont une teneur en liant bitumineux résiduel de 2 à 6% en masse par rapport à la masse totale des fraisats, préférentiellement de 4 à 6% en masse par rapport à la masse totale des fraisats.The charges used have a residual bituminous binder content of 2 to 6% by weight relative to the total mass of the charges, preferably 4 to 6% by weight relative to the total mass of the costs.
La pénétrabilité à 250C du liant bitumineux résiduel des fraisats est comprise entre 5 et 40 1/10 mm, de préférence entre 10 et 30 1/10 mm (selon la norme NF EN 1426). Le liant bitumineux résiduel est donc un liant particulièrement dur. Pour obtenir un liant bitumineux résiduel particulièrement dur, il est possible de fraiser des routes composés d'enrobés drainants. En effet, les enrobés drainants étant des enrobés à forte teneur en vides, ce sont des enrobés dont le liant s'oxyde plus facilement et donc des enrobés dont le liant est particulièrement dur. La granulométrie des fraisats est comprise entre O et 20 mm, de préférence entre 0 et 14 mm, de préférence entre 0 et 10 mm. Pour pouvoir être dans les fourchettes de granulométrie indiquées, les fraisats pourront être concassés et passés au tamis. L'enrobé bitumineux selon l'invention comprend aussi des granulats neufs.The penetrability at 25 0 C of the residual bituminous binder costs is between 5 and 40 1/10 mm, preferably between 10 and 30 1/10 mm (according to standard NF EN 1426). The residual bituminous binder is therefore a particularly hard binder. To obtain a particularly hard residual bituminous binder, it is possible to mill roads composed of draining asphalt. In fact, since the draining mixes are asphalts with a high void content, they are mixes whose binder oxidizes more easily, and therefore mixes whose binder is particularly hard. The granulometry of the charges is between 0 and 20 mm, preferably between 0 and 14 mm, preferably between 0 and 10 mm. To be able to be within the specified size ranges, the charges may be crushed and sieved. The bituminous mix according to the invention also comprises new aggregates.
Les enrobés bitumineux comprennent entre 30 et 70% en masse de granulats neufs, par rapport à la masse totale de l'enrobé bitumineux, de préférence entre 40 et 60% en masse.The bituminous mixes comprise between 30 and 70% by weight of new aggregates, relative to the total weight of the bituminous mix, preferably between 40 and 60% by weight.
Les granulats neufs selon l'invention ont des granulométries usuelles 0/10, 0/14, 0/20. La nature chimique des granulats ne pose pas de problèmes particuliers.The new aggregates according to the invention have usual particle sizes 0/10, 0/14, 0/20. The chemical nature of the aggregates does not pose any particular problems.
On préfère, les granulats calcaires ou à prédominance calcaire. Les caractéristiques mécaniques et de fabrication, concernant l'angularité, la propreté des granulats sont spécifiées dans la norme XP P 18-540.Calcareous or predominantly calcareous aggregates are preferred. The mechanical and manufacturing characteristics, concerning the angularity, the cleanliness of the aggregates are specified in the standard XP P 18-540.
L'enrobé bitumineux selon l'invention comprend éventuellement une partie de charge minérale de granulométrie inférieure à 63 μm ajouté aux autres fractions granulaires. L'enrobé bitumineux selon l'invention comprend entre 1 et 5% en masse de charge d'apport, par rapport à la masse totale de l'enrobé, de préférence entre 1 etThe bituminous mix according to the invention optionally comprises a mineral filler portion having a particle size of less than 63 μm added to the other granular fractions. The bituminous mix according to the invention comprises between 1 and 5% by weight of filler, relative to the total weight of the mix, preferably between 1 and
3% en masse.3% by mass.
Les granulats neufs, la charge d'apport et les fraisats constituent le squelette granulaire de l'enrobé bitumineux. Il est nécessaire de bien connaître la granulométrie de chacun de ces constituants pour pouvoir élaborer une courbe granulométrique de type d'un enrobé bitumineux à module élevé.The new aggregates, the filler and the mills constitute the granular skeleton of the bituminous mix. It is necessary to know the particle size of each of these constituents in order to be able to develop a particle size curve of the type of a high modulus bituminous mix.
Le liant bitumineux d'apport vient en complément du liant bitumineux résiduel apporté par les fraisats. Ce liant bitumineux d'apport, tout comme le liant bitumineux résiduel, est constitué de bitume pur, de bitume modifié ou de bitume spécial, pris seuls ou en mélange. On peut citer tout d'abord les bitumes d'origine naturelle, ceux contenus dans des gisements de bitume naturel, d'asphalte naturel ou les sables bitumineux. Les bitumes selon l'invention sont aussi les bitumes provenant du raffinage du pétrole brut. Les bitumes proviennent de la distillation atmosphérique et/ou sous vide du pétrole. Ces bitumes pouvant être éventuellement soufflés, viscoréduits et/ou désasphaltés. Enfin, les bitumes selon l'invention peuvent aussi être des bitumes dits « synthétiques », pigmentables ou colorables, ne contenant pas ou peu d'asphaltènes. Les bitumes peuvent être des bitumes/polymères contenant des élastomères ou des plastomères éventuellement réticulés. On pourra aussi utiliser des bitumes fluxés, par des huiles pétrolières et/ou des huiles végétales. Le liant bitumineux résiduel peut bien entendu provenir des différents bitumes cités ci- dessus, pris seuls ou en mélanges. La teneur en liant bitumineux d'apport est comprise entre 1 et 5% en masse, par rapport à la masse totale de l'enrobé bitumineux.The bituminous binder additionally supplies the residual bituminous binder provided by the costs. This bituminous binder, just like the residual bituminous binder, consists of pure bitumen, modified bitumen or special bitumen, taken alone or mixed. We can first mention bitumen of natural origin, those contained in deposits of natural bitumen, natural asphalt or oil sands. The bitumens according to the invention are also bitumens derived from the refining of crude oil. Bitumens come from the atmospheric and / or vacuum distillation of oil. These bitumens can be optionally blown, vis-reduced and / or deasphalted. Finally, the bitumens according to the invention may also be bitumen called "synthetic", pigmentable or colorable, containing no or little asphaltenes. The bitumens may be bitumens / polymers containing optionally crosslinked elastomers or plastomers. Fluxed bitumens may also be used with petroleum oils and / or vegetable oils. The residual bituminous binder can of course come from the various bitumens mentioned above, taken alone or in mixtures. The bituminous binder content is between 1 and 5% by weight, relative to the total weight of the bituminous mix.
Il convient d'utiliser un liant bitumineux d'apport dont la pénétrabilité est comprise entre 10 et 50 1/10 mm, de préférence entre 20 et 30 1/10 mm (selon la norme NF EN 1426).It is necessary to use a bituminous binder whose penetrability is between 10 and 50 1/10 mm, preferably between 20 and 30 1/10 mm (according to standard NF EN 1426).
La pénétrabilité du liant bitumineux (liant bitumineux résiduel et liant bitumineux d'apport) est comprise entre 10 et 30 1/10 mm, de préférence entre 15 et 25 1/10 mm (selon la norme NF EN 1426). La pénétrabilité du liant bitumineux (liant bitumineux résiduel et liant bitumineux d'apport) est très importante, le liant bitumineux doit être particulièrement dur. On ajustera les quantités de liant bitumineux résiduel et de liant bitumineux d'apport, en fonction de leurs pénétrabilités pour obtenir un liant bitumineux au final, particulièrement dur, c'est-à- dire, selon l'invention, un liant bitumineux au final ayant une pénétrabilité est comprise entre 10 et 30 1/10 mm, de préférence entre 15 et 25 1/10 mm, de préférence autour de 20 1/10 mm.The penetrability of the bituminous binder (residual bituminous binder and bituminous filler) is between 10 and 1/10 mm, preferably between 15 and 25 1/10 mm (according to standard NF EN 1426). The penetrability of the bituminous binder (residual bituminous binder and bituminous binder) is very important, the bituminous binder must be particularly hard. The amounts of residual bituminous binder and of bituminous binder, as a function of their penetrability, will be adjusted to obtain a bituminous binder in the end, which is particularly hard, that is to say, according to the invention, a bituminous binder in the end. having a penetrability is between 10 and 1/10 mm, preferably between 15 and 25 1/10 mm, preferably around 1/10 mm.
La teneur totale en liant bitumineux (liant bitumineux résiduel et liant bitumineux d'apport) est extrêmement importante et doit être comprise entre 5,5 et 6,6% en masse par rapport à la masse de l'enrobé bitumineux pour obtenir les EME selon l'invention. La sélection de cet intervalle particulier pour la teneur en liant bitumineux confère aux enrobés bitumineux des propriétés mécaniques particulièrement bonnes notamment en résistance à l'orniérage, résistance à la fatigue et module de rigidité. Les enrobés bitumineux selon l'invention ont les propriétés des EME et même des propriétés supérieures aux EME. Ainsi les EME selon l'invention présentent à la fois un module de rigidité E*, mesuré à 15°C et à 10 Hz, supérieur à 15.103 MPa et une résistance à la fatigue en flexion alternée, à 10°C et à 25 Hz, supérieure à 140. 10"6.The total content of bituminous binder (residual bituminous binder and bituminous binder) is extremely important and must be between 5.5 and 6.6% by mass relative to the weight of the bituminous mix to obtain the EME according to the invention. The selection of this particular range for the bituminous binder content gives the bituminous mixes particularly good mechanical properties especially in rut resistance, fatigue resistance and rigidity modulus. Bituminous mixes according to the invention have the properties of EME and even properties superior to EME. Thus, the EMTs according to the invention have both a rigidity modulus E *, measured at 15 ° C. and at 10 Hz, greater than 15 × 10 3 MPa and an alternating flexural fatigue strength, at 10 ° C. and at 25 ° C. Hz, greater than 140. 10 "6 .
De même la teneur en vide des EME selon la norme NF P 98-252 est inférieure à 5%. Ces enrobés bitumineux à module élevé sont donc par conséquent particulièrement résistants et indiqués pour leur utilisation notamment dans l'industrie routière, pour la réalisation de couches de base ou de couches d'assise pour chaussées.Similarly, the void content of EMEs according to standard NF P 98-252 is less than 5%. These high-modulus bituminous mixes are therefore particularly resistant and indicated for their use in particular in the road industry, for the production of base layers or pavement layers for pavements.
Pour préparer ces enrobés bitumineux à module élevé, on mélange des granulats neufs, éventuellement la charge, du liant bitumineux d'apport et des fraisats. Avant le mélange de ces différents constituants, il est souhaitable de sécher les granulats neufs, la charge et les fraisats. De préférence, les granulats neufs et éventuellement la charge sont séchés à l'étuve à une température comprise entre 160°C et 18O0C pendant une durée supérieure à 16 heures. A température constante, les fraisats ne doivent pas être chauffés aussi longtemps, pour éviter l'effet d'agglomération, de mottage des fraisats. Pour une température de 160°C à 180°C, le temps de séchage est inférieur à 8 heures. On pourrait aussi envisager de chauffer à une température moins importante pendant une durée équivalente de 16 heures. Après séchage des granulats neufs, et éventuellement de la charge, et des fraisats, on mélange à une température comprise entre 120°C et 2200C5 de préférence entre 16O0C et 1800C, les granulats neufs, éventuellement de la charge, les fraisats et le liant bitumineux d'apport. De préférence, on mélange d'abord les granulats neufs, éventuellement de la charge avec liant bitumineux d'apport et on ajoute ensuite les fraisats. Typiquement, le procédé comprend les étapes suivantes :To prepare these high-modulus bituminous mixes, new aggregates, possibly the filler, of the bituminous binder and blends are mixed. Before mixing these different constituents, it is desirable to dry the new aggregates, the filler and the mills. Preferably, the new aggregates and optionally the charge are dried in an oven at a temperature between 160 ° C and 18O 0 C for a duration greater than 16 hours. At a constant temperature, the charges must not be heated for so long, to avoid the effect of agglomeration, clumping of the costs. For a temperature of 160 ° C to 180 ° C, the drying time is less than 8 hours. One could also consider heating at a lower temperature for an equivalent period of 16 hours. After drying of new aggregates, and optionally filler, and milled, are mixed at a temperature between 120 ° C and 220 0 C 5 preferably between 16O 0 C and 180 0 C, the new aggregates, optionally of the load , mills and bituminous binder. Preferably, the new aggregates are first mixed, possibly with the filler with bituminous binder, and then the charges are added. Typically, the method comprises the following steps:
(i) chauffage des granulats neufs et éventuellement de la charge à une température comprise entre 1600C et 1800C pendant au moins 16 heures, (ii) chauffage des fraisats à une température comprise entre 16O0C et 18O0C au maximum pendant 8 heures,(i) heating the new aggregates and optionally the filler to a temperature between 160 0 C and 180 0 C for at least 16 hours, (ii) heating the milled material at a temperature comprised between 16O 0 C and 18O 0 C maximum for 8 hours,
(iii) mélange des granulats neufs et éventuellement de la charge, à une température comprise entre 16O0C et 1800C pendant quelques secondes, (iv) ajout à une température comprise entre 1600C et 1800C du liant bitumineux d'apport au mélange obtenu à l'étape (iii) puis mélange de 5 à 10 secondes,(iii) mixing the new aggregates and optionally the filler, at a temperature of between 180 ° C. and 180 ° C. for a few seconds, (iv) adding, at a temperature of between 160 ° C. and 180 ° C., the bituminous binder; adding to the mixture obtained in step (iii) and mixing for 5 to 10 seconds,
(v) ajout des fraisats au mélange obtenu à l'étape (iv) puis mélange de 60 à 90 secondes.(v) adding the blends to the mixture obtained in step (iv) and mixing from 60 to 90 seconds.
EXEMPLES On prépare 3 enrobés bitumineux A, B et C selon l'invention et 2 enrobés bitumineux témoins Tj et T2 à partir de :EXAMPLES Three bituminous mixes A, B and C according to the invention and two control bituminous coatings Tj and T 2 are prepared from:
- fraisats contenant 5% en masse de liant bitumineux résiduel de pénétrabilité 29 1/10 mm (selon la norme NF EN 1426),- mills containing 5% by mass of residual bituminous binder of penetrability 29 1/10 mm (according to standard NF EN 1426),
- de granulats neufs de granulométrie 0/20 mm conformes à la norme XP P 18- 540, de charge calcaire et,- new aggregates of 0/20 mm particle size in accordance with XP P 18-540, with a calcareous load and,
- de liant bitumineux d'apport de pénétrabilité 12 1/10 mm (selon la norme NF EN 1426).- bituminous binder providing penetration 12 1/10 mm (according to standard NF EN 1426).
Les enrobés bitumineux sont préparés de la manière suivante : - les fraisats sont portés à la température de 18O0C pendant une durée de 8 heures environ, les granulats neufs et la charge calcaire sont portés à la température de 18O0C pendant une durée supérieure à 16h, les granulats neufs et la charge calcaire sont mélangés dans un malaxeur thermorégulé de type LPC 85 L à 18O0C pendant 10 secondes, le liant bitumineux d'apport à 18O0C est ajouté et l'ensemble liant bitumineux d'apport/granulats neufs/charge est mélangé à 180°C pendant 10 secondes, les fraisats sont ensuite ajoutés et mélangés à l'ensemble liant bitumineux d'apport/granulats neufs/charge à 1800C pendant 90 secondes. Les concentrations en masse des différents constituants sont données dans le tableau I ci-dessous. Les valeurs sont indiquées en pourcentage en masse dans l'ensemble de l'enrobé bitumineux.The bituminous mixes are prepared in the following manner: the charges are brought to the temperature of 18O 0 C for a duration of about 8 hours, the new aggregates and the calcareous load are brought to the temperature of 18O 0 C for a longer duration at 16 o'clock, the new aggregates and the calcareous filler are mixed in a thermoregulated mixer type LPC 85 L at 18O 0 C for 10 seconds, the bituminous binder addition to 18O 0 C is added and the bituminous binding additive / aggregates new The batch is blended at 180 ° C for 10 seconds, the blends are then added and mixed with the bituminous binder / new aggregate / filler at 180 ° C for 90 seconds. The mass concentrations of the various constituents are given in Table I below. The values are given as a percentage by mass throughout the bituminous mix.
Tableau ITable I
Les performances mécaniques des enrobés bitumineux sont données dans le tableau II ci-dessous et comparées aux performances requises pour obtenir l'appellation Enrobé bitumineux à Module Elevé (EME) : Tableau IIThe mechanical performances of bituminous mixes are given in Table II below and compared to the performances required to obtain the designation Asphalt bitumen with High Modulus (EME): Table II
^ -* Essai de compactabilité à la presse à cisaillement giratoire (PCG) selon la norme NF P 98-252 ou NF EN 12697-31 et NF EN 12697-10, reflète la capacité de l'enrobé bitumineux à être mis en place avec une compacité spécifiée.^ - * Compressive shear press compactability test (PCG) according to standard NF P 98-252 or NF EN 12697-31 and NF EN 12697-10, reflects the capacity of the bituminous mix to be put in place with a specified compactness.
(2) Essai de résistance au désenrobage à l'eau selon la norme NF P 98-251-1, reflète l'adhésion entre le liant bitumineux et les granulats. (2) Water stripping resistance test according to standard NF P 98-251-1, reflects the adhesion between the bituminous binder and the aggregates.
(3) Essai de résistance à Porniérage selon la norme NF P 98-253-1 ou NF EN 12697- 22, reflète la capacité de l'enrobé bitumineux à résister au fluage lié à l'application du trafic. (3) Test of resistance to smearing according to standard NF P 98-253-1 or NF EN 12697-22, reflects the capacity of the bituminous mix to resist the creep related to the application of the traffic.
(4) Mesure du module complexe de rigidité selon la norme NF P 98-260-1 ou NF EN 12697-26, reflète la capacité de l'enrobé bitumineux à supporter les efforts. (4) Measurement of the complex stiffness modulus according to standard NF P 98-260-1 or NF EN 12697-26, reflects the ability of asphalt to withstand the forces.
' Essai de résistance à la fatigue par flexion 2 points selon la norme NF P 98-261-1 ou NF EN 12697-24, reflète la capacité de l'enrobé bitumineux à maintenir intactes les propriétés de l'enrobé bitumineux en fonction de la répétition de l'application des charges.2-point flexural fatigue test according to standard NF P 98-261-1 or NF EN 12697-24, reflects the ability of the bituminous mix to maintain the properties of the bituminous mix according to the repetition of the application of the charges.
Les essais de compactage à la presse à cisaillement giratoire (PCG), ont donné des taux de vide de 1,5 à 5,0%. Tous les enrobés bitumineux sont donc assez bien compacts et satisfont la norme EME.Gyratory shear press (GCP) compaction tests yielded void rates of 1.5-5.0%. All bituminous mixes are therefore quite compact and meet the EME standard.
Les essais Duriez de désenrobage, montrent que l'adhérence entre le liant bitumineux et les granulats est assez bonne pour tous les enrobés bitumineux et que ceux-ci satisfont donc la norme EME. Les essais d'omiérage donnent des valeurs d'ornières de 0,9 à 4% par rapport à l'épaisseur de l'éprouvette (10 cm) soit de 0,9 à 4 mm. Tous les enrobés bitumineux satisfont la norme EME et ont donc un bon comportement à chaud.The Duriez de-coating tests show that the adhesion between the bituminous binder and aggregates is good enough for all bituminous mixes and that they therefore meet the EME standard. The shading tests give rut values of 0.9 to 4% with respect to the thickness of the test piece (10 cm), ie from 0.9 to 4 mm. All bituminous mixes meet the EME standard and therefore have good hot performance.
Les essais de module complexe démontrent que la teneur en liant bitumineux (liant bitumineux d'apport + liant bitumineux résiduel) de l'enrobé est déterminante pour satisfaire la nonne EME. En effet, l'enrobé bitumineux témoin T2 trop riche en liant, ne satisfait pas la norme, puisqu'il présente un module inférieur à 14 000 MPa. Les enrobés bitumineux selon l'invention A, B, C présentent des modules supérieurs à 14000 MPa. Pour ces enrobés bitumineux, ces valeurs élevées de module permettent d'envisager des réductions d'épaisseur de chaussées et ce d'autant plus que la valeur du module est élevée.The complex modulus tests demonstrate that the bituminous binder content (bituminous feedstock + residual bituminous binder) of the bituminous mix is decisive for satisfying the EME standard. Indeed, the bituminous mix T 2 too rich in binder, does not meet the standard, since it has a module less than 14 000 MPa. Bituminous mixes according to the invention A, B, C have modules greater than 14000 MPa. For these bituminous mixes, these high module values make it possible to envisage reductions in pavement thickness, all the more so since the value of the module is high.
Les essais de résistance à la fatigue démontrent une fois de plus que la teneur en liant bitumineux (liant bitumineux d'apport + liant bitumineux résiduel) de l'enrobé bitumineux est déterminante pour satisfaire la norme EME. Cette fois, c'est l'enrobé bitumineux témoin Ti trop pauvre en liant qui présente une faible tenue à la fatigue, les autres enrobés bitumineux ont un comportement en fatigue nettement supérieur.The fatigue strength tests demonstrate once more that the bituminous binder content (bituminous feedstock + residual bituminous binder) of the bituminous mix is decisive for meeting the EME standard. This time, it is the bituminous control coating Ti too poor in binder that has a low resistance to fatigue, the other bituminous mixes have a much higher fatigue behavior.
Les enrobés bitumineux Tj et T2 dont la teneur en liant n'a pas été finement sélectionnée ne présentent pas simultanément de bons comportements en terme de module de rigidité et résistance à la fatigue, et ne peuvent être considérés comme des EME. Seuls les enrobés bitumineux selon l'invention dont la teneur en liant bitumineux a été ajustée présentent simultanément de bons comportements en ternie de module de rigidité et résistance à la fatigue et sont donc assimilables à des EME. L'enrobé bitumineux supportant mieux les efforts, capable de maintenir intactes ses propriétés en fonction de la répétition de l'application des charges et permettant une plus grande réduction des épaisseurs de chaussée est l'enrobé bitumineux A. Les performances des enrobés bitumineux selon l'invention n'ont pas été dégradées par l'ajout de fraisats et sont même comparables à celles des EME classiques sans fraisats. Il est donc possible de conjuguer performances mécaniques et développement durable grâce aux enrobés bitumineux selon l'invention.The bituminous mixes Tj and T 2 , the binder content of which has not been finely selected, do not simultaneously exhibit good behavior in terms of modulus of rigidity and fatigue resistance, and can not be considered as EMEs. Only the bituminous mixes according to the invention, the bituminous binder content of which has been adjusted simultaneously exhibit good behavior in the form of modulus of rigidity and fatigue resistance, and are therefore comparable to EMEs. The bituminous asphalt that is better able to withstand the forces, able to maintain its properties according to the repetition of the application of the fillers and allowing a greater reduction of the roadway thicknesses, is bituminous asphalt A. The performance of bituminous mixes according to the the invention were not degraded by the addition of costs and are even comparable to those of conventional EMEs without charges. It is therefore possible to combine mechanical performance and sustainable development with bituminous mixes according to the invention.
Les enrobés A et T2 ont été ensuite comparés grâce à la méthode française de dimensionnement des chaussées élaborée par le SETRA en utilisant le logiciel « Alizé ». Cette méthode permet de comparer le comportement à long terme des structures de chaussées comprenant les enrobés pour différentes conditions de trafic et de climat. Pour un trafic donné et une durée de vie donnée, le logiciel donne une estimation de l'épaisseur que doit avoir l'enrobé (compte tenu des valeurs de module complexe et de fatigue). Pour chaque enrobé, les hypothèses sont les suivantes : un trafic de 600 poids lourds par jour pendant 30 ans avec une augmentation géométrique annuelle de 2%, une structure de chaussée comprenant une épaisseur en cm « x » d'enrobé sur un support plateforme PF3 de 120 MPa de portance, l'enrobé et la plateforme n'étant pas collées.Asphalt mixes A and T 2 were then compared using the French pavement design method developed by SETRA using "Alizé" software. This method compares the long-term behavior of pavement structures including asphalt mix for different traffic and climate conditions. For a given traffic and a given lifetime, the software gives an estimate of the thickness that the asphalt must have (taking into account complex modulus and fatigue values). For each mix, the assumptions are as follows: a traffic of 600 trucks per day for 30 years with an annual geometric increase of 2%, a pavement structure including a thickness in cm "x" of asphalt on a platform support PF3 of 120 MPa lift, asphalt and the platform is not glued.
Tableau IIITable III
Pour un trafic de 600 poids lourds par jour pendant 30 ans, le logiciel « Alizé » donne une épaisseur d'enrobé « x » de 12 cm pour l'enrobé A. Dans les mêmes conditions de trafic, l'épaisseur « x » de l'enrobé T2 est de 21 cm. L'enrobé A selon l'invention, sera donc capable de supporter un trafic de 600 poids lourds par jour pendant 30 ans avec une épaisseur quasiment deux fois plus faible que celle de l'enrobé T2 dans les mêmes conditions. L'enrobé A selon l'invention permet donc de réduire signifïcaiivement l'épaisseur de la chaussée, tout en étant aussi résistant. For a traffic of 600 trucks per day for 30 years, the software "Alizé" gives a thickness of "x" asphalt of 12 cm for the asphalt A. Under the same traffic conditions, the thickness "x" of the asphalt T 2 is 21 cm. The mix A according to the invention, will therefore be able to withstand a traffic of 600 trucks per day for 30 years with a thickness almost twice as low as that of the mix T 2 under the same conditions. The asphalt A according to the invention thus makes it possible to significantly reduce the thickness of the roadway, while being also resistant.

Claims

REVENDICATIONS
1. Enrobé bitumineux à module élevé selon la norme NF P 98-140 ou NF EN 13108-1, à base de fraisats de recyclage de matériaux de chaussée comprenant du liant bitumineux résiduel, à base de granulats neufs et à base de liant bitumineux d'apport, ledit enrobé comprenant entre 40 et 60% en masse de fraisats et de 5,5 à 6,5% en masse de liant bitumineux total (liant bitumineux résiduel et liant bitumineux d'apport), par rapport à la masse totale de l'enrobé bitumineux.1. High modulus bituminous mix according to Standard NF P 98-140 or NF EN 13108-1, based on recycling charges for roadway materials comprising residual bituminous binder, based on new aggregates and based on bituminous binder. supply, said mix comprising between 40 and 60% by weight of charges and 5.5 to 6.5% by weight of total bituminous binder (residual bituminous binder and bituminous binder), relative to the total mass of bituminous mix.
2. Enrobé bitumineux à module élevé selon la revendication 1 présentant un module de rigidité E*, mesuré à 15°C et à 10 Hz, supérieur à 15.103 MPa et une résistance à la fatigue en flexion alternée ε6, à 10°C et à 25 Hz, supérieure à 140.10'6.High modulus bituminous mix according to claim 1, having a modulus of rigidity E *, measured at 15 ° C. and at 10 Hz, greater than 15 × 10 3 MPa and an alternating flexural fatigue resistance ε 6 at 10 ° C. and at 25 Hz, greater than 140.10 6 .
3. Enrobé bitumineux à module élevé selon la revendication 1 ou 2 comprenant entre 40 et 60% en masse de granulats neufs, par rapport à la masse totale de l'enrobé bitumineux. 3. high modulus bituminous mix according to claim 1 or 2 comprising between 40 and 60% by weight of new aggregates, relative to the total weight of the bituminous mix.
4. Enrobé bitumineux à module élevé selon l'une quelconque des revendications ] à 3 dans lequel les fraisats ont une teneur en liant bitumineux résiduel, comprise entre 2 et 6% en masse, par rapport à la masse totale des fraisats.4. A high modulus asphalt mix according to any one of claims 1 to 3 wherein the charges have a residual bituminous binder content of between 2 and 6% by weight, based on the total weight of the charges.
5. Enrobé bitumineux à module élevé selon la revendication 4 dans lequel le liant bitumineux résiduel des fraisats a une pénétrabilité à 25°C, comprise entre 5 et 40 1/1 O mm.The high modulus asphalt binder of claim 4 wherein the residual bituminous binder of the packs has a penetrability at 25 ° C of from 5 to 40 1/1 mm.
6. Enrobé bitumineux à module élevé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 dans lequel la teneur en liant bitumineux d'apport est comprise entre 1 et 5% en masse, par rapport à la masse totale de l'enrobé bitumineux.6. asphalt high modulus asphalt according to any one of claims 1 to 5 wherein the bituminous binder content of the filler is between 1 and 5% by weight, relative to the total weight of the bituminous mix.
7. Enrobé bitumineux à module élevé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 dans lequel le liant bitumineux d'apport a une pénétrabilité à 250C5 comprise entre 10 et 50 1/10 mm.7. A high modulus asphalt mix according to any one of claims 1 to 6 wherein the bituminous binder additive has a penetrability at 25 0 C 5 between 10 and 50 1/10 mm.
8. Enrobé bitumineux à module élevé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 dans lequel le liant bitumineux (liant bitumineux résiduel et liant bitumineux d'apport) a une pénétrabilité à 250C, comprise entre 10 et 30 1/10 mm. 8. Asphalt high modulus asphalt according to any one of claims 1 to 7 wherein the bituminous binder (residual bituminous binder and bituminous binder filler) has a penetrability at 25 0 C, between 10 and 1/10 mm .
9. Enrobé bitumineux à module élevé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 dans lequel que la teneur en vide selon la norme NF P 98-252 est inférieure ou égale à 5%.9. High modulus bituminous mix according to any one of claims 1 to 8 wherein the vacuum content according to NF P 98-252 is less than or equal to 5%.
10. Utilisation de l'enrobé bitumineux à module élevé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, dans l'industrie routière, pour la réalisation de couches de base ou de couches d'assise pour chaussées.10. Use of the high-modulus asphalt according to any one of claims 1 to 9, in the road industry, for the production of basecoats or pavement layers for pavements.
11. Procédé de préparation d'un enrobé bitumineux à module élevé selon l'une quelconque des revendications 1 h 9, ledit procédé comprenant le mélange, à une A process for the preparation of a high modulus bituminous mix according to any one of claims 1 to 9, said method comprising mixing, at a
.3 température comprise entre 1200C et 2200C3 de préférence entre 1600C et 1800C, de granulats neufs, de liant bitumineux d'apport et de fraisats de recyclage. .3 temperature between 120 0 C and 220 0 C 3 preferably between 160 0 C and 180 0 C, new aggregates, bituminous binder and recycling costs.
12. Procédé de préparation d'un enrobé bitumineux à module élevé selon la revendication 11, dans lequel les fraisats sont introduits après le mélange des granulats neufs et du liant bitumineux d'apport. 12. A method of preparing a high modulus asphalt mix according to claim 11, wherein the charges are introduced after mixing new aggregates and bituminous binder additive.
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