FR2609653A1 - Process for recycling bituminous waste - Google Patents
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Abstract
Description
L'invention est relative a un procede de recyclage de déchets bitumineux. Plus précisement, ce procède permettra de reconstituer un béton bitumineux en vue d une nouvelle utilisation. The invention relates to a process for recycling bituminous waste. More precisely, this process will make it possible to reconstitute bituminous concrete for a new use.
Elle trouvera tout particulierement son utilisation dans le domaine de la construction et des revetements de routes, parkings. It will particularly find its use in the field of construction and road surfaces, parking lots.
trottoirs. chaussées, aérodromes ou autres.sidewalks. roadways, aerodromes or others.
Dans ce domaine, il est connu des revetements du type continu pour routes. aérodromes ou autres. généralement réalises sur le site, constitués par un béton bitumineux étalé sur des fondations. In this area, there are known coatings of the continuous type for roads. aerodromes or others. generally carried out on the site, consisting of bituminous concrete spread on foundations.
Ces bétons bitumineux sont généralement constitués d'agrégats minéraux, tels que des pierres ou des roches dures concassees, du gravier, des gravillons, du sable, de granulométrie étagez. puis mélanges et enrobés avec un liant hydrocarbone, tel qu'un liant bitumeux, afin de former un produit de recouvrement homogene et de résistance mecanique satisfaisante.These bituminous concretes are generally made up of mineral aggregates, such as crushed hard stones or rocks, gravel, gravel, sand, and graded grain size. then mixed and coated with a hydrocarbon binder, such as a bituminous binder, in order to form a homogeneous covering product and of satisfactory mechanical strength.
A cet égard. on connaît plusieurs procédes de fabrication d'un tel beton bitumineux selon que le liant est introduit a chaud, a tiède ou a froid. In this regard. several methods of manufacturing such bituminous concrete are known, depending on whether the binder is introduced hot, warm or cold.
Selon le premier procédé de fabrication. on chauffe. d'une part les agrégats minéraux et. d'autre part le liant bitumeux a des températures voisines de 140 'C, puis ensuite on malaxe les différents agrégats de granulométrie étagée avec le liant bitumineux afin de former un produit homogene que l on étend ensuite et que l'on compacte a chaud sur le site pour former la couche de recouvrement de la route ou similaire. According to the first manufacturing process. we heat. on the one hand, the mineral aggregates and. on the other hand, the bituminous binder at temperatures in the region of 140 ° C., and then the various aggregates of graded particle size are kneaded with the bituminous binder in order to form a homogeneous product which is then spread and compacted hot on the site to form the road cover layer or the like.
Un tel type de procédé é chaud donne de très bons résultats sur le plan résistance mécanique car on obtient un produit très compact, non poreux, et ayant de bonnes propriétés plastiques. Such a type of hot process gives very good results in terms of mechanical strength since a very compact, non-porous product with good plastic properties is obtained.
De tels types de revétements sont utilisés dans le cas de circulation et trafic importants.Such types of coatings are used in the case of heavy traffic.
Toutefois, ils nécessitent des installations importantes pour leur mise en oeuvre et un coût relativement élevé car une énergie importante est nécessaire pour la fabrication. However, they require significant facilities for their implementation and a relatively high cost because a significant energy is necessary for manufacturing.
Il existe également des procédés de fabrication de béton bitumineux dits ô tiède" dans lesquels seul le liant bitumineux est chauffé, puis r ensuite, mélangé avec les agrégats de minéraux non chauffés. There are also processes for manufacturing bituminous concrete known as ô lukewarm "in which only the bituminous binder is heated, then r thereafter mixed with the unheated mineral aggregates.
De par ce procédé. moins coûteux en énergie. on realise des enrobés poreux et le béton bituminéux présente une resistance mécanique beaucoup plus faible car. dans ce cas, il est très difficile d'utiliser des agrégats de granulométrie fine. By this process. less costly in energy. porous mixes are made and bituminous concrete has much lower mechanical strength because. in this case, it is very difficult to use aggregates of fine grain size.
Enfin, il existe des procédés de fabrication dits "å froid" dans lesquels on enrobe les différents agrégats de granulométrie étagée par un liant bitumineux sous forme d'émulsion. Finally, there are so-called "cold" manufacturing processes in which the various aggregates of graded particle size are coated with a bituminous binder in the form of an emulsion.
Plus précisément, on utilise une émulsion stable eau-savon-bitume, la rupture de l'émulsion étant commandée par exemple par le savon puis quand l'eau est éliminée, le bitume accroche les différents agrégats. More specifically, a stable water-soap-bitumen emulsion is used, the breaking of the emulsion being controlled for example by the soap, then when the water is removed, the bitumen catches the various aggregates.
Toutefois, ce dernier type de procédé de fabrication est réserve aux petites parties de chaussées ô trafic tres faible car la résistance mécanique du béton est encore plus faible du fait de sa porosite. However, this latter type of manufacturing process is reserved for small parts of roadways with very low traffic because the mechanical resistance of the concrete is even lower due to its porosity.
Par ailleurs, a force d'utilisation, la couche de beton bitumineux se détériore d'une part, par le frottement et, d'autre part, parce que le liant bitumineux s oxyde, ce qui fait qu'il voit se modifier ses propriétés plastiques et adhésives. Ainsi, le revêtement devient défectueux, il faut alors proceder a la réfection complète de celui-ci. Furthermore, by use, the bituminous concrete layer deteriorates on the one hand, by friction and, on the other hand, because the bituminous binder oxidizes, which causes it to see its properties change. plastics and adhesives. Thus, the coating becomes defective, it is then necessary to carry out a complete repair of it.
Pour ce, on casse la croute bitumineuse recouvrant la route ou chaussée, on reprépare le support et on le recouvre d'un nouveau revétement obtenu selon les différents procédés précites. For this, the bituminous crust covering the road or roadway is broken, the support is repaired and it is covered with a new coating obtained according to the various aforementioned processes.
Toutefois, les croutes bitumineuses provenant de telles démolitions presentent une certaine valeur en tant que matières premières car elles sont constituées de matières de choix a savoir d'agrégats minéraux choisis, de bonnes qualités, et qui ont fait l'objet d'une préparation soignée, ainsi que de bitume, goudron. ou liant hydroçarboné qui font l'objet d'importations 'couteuses. However, bituminous crusts from such demolitions have a certain value as raw materials because they consist of materials of choice, namely selected mineral aggregates, of good quality, which have been carefully prepared , as well as bitumen, tar. or hydro-carbon binder which are subject to expensive imports.
Il parait donc important pour réduire le cout de revient de la réfection des revetements, de récupérer les déchets bitumineux et de les recycler pour une utilisation nouvelle. It therefore seems important to reduce the cost of repairing coatings, recover bituminous waste and recycle it for new use.
Il est connu de telles méthodes de récupération des produits bitumineux dans lesquelles on rabote les revetements existants devenus défectueux. Les produits provenant du rabotage sont transportés puis stockes sur des sites en vue d'une utilisation nouvelle par introduction, en quantités variables, dans des chaines de fabrication, de bétons bitumineux enrobés à chaud. Such methods for recovering bituminous products are known, in which existing coatings which have become defective are planed. The products from planing are transported and then stored on sites with a view to new use by introducing, in variable quantities, into production lines, bituminous concretes hot-coated.
Le bilan économique d'une telle récuperation n'est pas toujours positif car le transport. le stockage, et l'énergie de réchauffage des déchets représentent un cout important vis-å-vis de la matière première récupérée. Par ailleurs, sur le plan de la qualite. les controles s'avèrent délicats et les résultats mécaniques ne sont pas toujours d'un niveau égal. The economic impact of such recovery is not always positive because transport. storage, and energy for reheating the waste represent a significant cost vis-à-vis the raw material recovered. In addition, in terms of quality. the controls are delicate and the mechanical results are not always of an equal level.
Ces différents inconvénients font que ces procédés de récupération sont justifiés sur certains chantiers d'envergure importante et bien organisés mais sont mal adaptés et peu rentables dans le cas d'opérations ponctuelles visant. par exemple, les aménagements urbains où les produits bitumineux de démolition ne sont pas de ce fait récupérés. These various drawbacks mean that these recovery processes are justified on certain large-scale and well-organized sites, but are ill-suited and unprofitable in the case of ad hoc operations. for example, urban developments where bituminous demolition products are therefore not recovered.
Le but de la présente invention est de pallier ces différents inconvénients en proposant un procédé de recyclage de déchets bitumineux économique permettant de reconstituer des mélanges bitumineux en vue de nouvelles utilisations. Du fait de la récupération des matières premiéres et de leur traitement avant réutilisation, le procédé de recyclage permet d'abaisser sensiblement le prix de revient des revétements réalisés par la méthode ci-dessous exposee. The purpose of the present invention is to overcome these various drawbacks by proposing an economical bituminous waste recycling process making it possible to reconstitute bituminous mixtures for new uses. Due to the recovery of raw materials and their treatment before reuse, the recycling process makes it possible to significantly lower the cost price of coatings produced by the method described below.
Un autre but de la présente invention est de proposer un procédé de recyclage des déchets bitumineux permettant de reconstituer des matériaux enrobés en vue d'une nouvelle utilisation qui ne soit pas lourd à mettre en oeuvre et qui ne nécessite qu'un investissement d'installation minimum. Another object of the present invention is to propose a process for recycling bituminous waste making it possible to reconstitute coated materials for a new use which is not cumbersome to implement and which requires only an installation investment minimum.
Un autre but de la présente invention est de proposer un procédé de recyclage des déchets bitumineux permettant de reconstituer des mélanges bitumineux par un procédé dit Sà froid" en réutilisant des déchets d'un béton bitumineux initialement fabriqué par un procédé dit "à chaud". Le nouveau béton bitumineux ainsi obtenu présente l'avantage d entre relativement stockable, facile d'emploi, et de donner, après compression, des performances mécaniques, certes plus modestes que les traditionnels bétons bitumineux formés d'enrobés à chaud, mais supérieures ô celles obtenues par les procédés d'enrobage à tiède ou â froid. Another object of the present invention is to propose a process for recycling bituminous waste making it possible to reconstitute bituminous mixtures by a process known as “cold” by reusing waste of a bituminous concrete initially manufactured by a process called “hot”. The new bituminous concrete thus obtained has the advantage of being relatively storable, easy to use, and of giving, after compression, mechanical performance, admittedly more modest than the traditional bituminous concretes formed of hot mixes, but superior to those obtained by the warm or cold coating processes.
Un autre but de la présente invention est de proposer un procédé de recyclage de déchets bitumineux pour élaborer de nouveaux produits finis ô usages variés qui soit facile à mettre en oeuvre et qui ne nécessite, comme investissement. qu'un malaxeur, une citerne de stockage, et une pompe doseuse. Another object of the present invention is to provide a process for recycling bituminous waste to develop new finished products for various uses which is easy to implement and which does not require investment. than a mixer, a storage tank, and a metering pump.
De plus, le procédé de la présente invention peut s'appliquer au départ de tous les sites où sont recyclés des matériaux bitumineux de démolition. En outre, il utilise des liants bitumineux pouvant être fabriqués dans des installations traditionnelles. In addition, the process of the present invention can be applied from all the sites where bituminous demolition materials are recycled. In addition, it uses bituminous binders which can be manufactured in traditional installations.
Un autre but de la présente invention est de proposer un procédé de recyclage de déchets bitumineux permettant de reconstituer un béton bitumineux en vue d'une nouvelle utilisation qui, sur le plan économique, présente une valeur ajoutée voisine de 85 Z car, en effet, il n'y a pas de dépenses extérieures de matières premières autres que celles qui résultent du traitement de recyclage et du liant bitumineux complémentaire. Another object of the present invention is to propose a process for recycling bituminous waste making it possible to reconstitute bituminous concrete with a view to a new use which, on the economic level, has an added value close to 85 Z because, in fact, there are no external expenses for raw materials other than those resulting from the recycling treatment and the additional bituminous binder.
D'autres buts et avantages de la présente invention apparaitront au cours de la description qui va suivre, qui n'est cependant donnée qu'ô titre indicatif et qui n'a pas pour but de la limiter. Other objects and advantages of the present invention will appear during the description which follows, which is however given only for information and which is not intended to limit it.
Selon la presente invention, le procédé de recyclage de déchets bitumineux, permettant de reconstituer un béton bitumineux en vue d'une nouvelle utilisation, le dit béton bitumineux étant constitué d'agrégats de granulométrie étagée, mélangés et enrobés par un liant hydrocarboné afin de former un produit de recouvrement homogène de résistance mécanique acceptable, les dits déchets bitumineux étant substantiellement constitués par une croute de béton bitumineux usagé, préalablement formés d'enrobés à chaud, dont le liant est oxydé, est caractérisé par le fait que
- on concasse la dite croute de béton bitumineux usagé afin de récupérer les différents agrégats contenus dans la croute, selon leur granulométrie. les dits agrégats de différents calibres présentant un enrobage superficiel du dit liant oxydé,
- on régénère la fraction de liant hydrocarboné oxydé en dispersant sélectivement un liant d'apport sur au moins une partie des dits agrégats concassés et encore enrobés du dit liant oxydé,
- on reconstitue a froid un béton bitumineux à partir des dits agrégats concassés enrobés ainsi régénérés.According to the present invention, the process for recycling bituminous waste, making it possible to reconstitute bituminous concrete with a view to a new use, said bituminous concrete being made up of aggregates of staged particle size, mixed and coated with a hydrocarbon binder in order to form a homogeneous covering product of acceptable mechanical strength, the so-called bituminous waste being substantially constituted by a crust of used bituminous concrete, previously formed from hot mixes, the binder of which is oxidized, is characterized in that
- The so-called used bituminous concrete crust is crushed in order to recover the different aggregates contained in the crust, according to their particle size. the said aggregates of different sizes having a surface coating of the said oxidized binder,
the fraction of oxidized hydrocarbon binder is regenerated by selectively dispersing a filler binder on at least part of said crushed aggregates still coated with said oxidized binder,
- bituminous concrete is reconstituted in cold from the so-called coated crushed aggregates thus regenerated.
La présente invention sera mieux comprise a la lecture de la description suivante. The present invention will be better understood on reading the following description.
La présente-invention porte sur le recyclage industriel de croûtes bitumineuses usagées pour la préparation d'agrégats particuliers dans lesquels on régénère la fraction de liant hydrocarboné contenu dans leur texture en vue de la fabrication d'enrobés nouveaux ô partir de ces matériaux régénérés. The present invention relates to the industrial recycling of used bituminous crusts for the preparation of particular aggregates in which the fraction of hydrocarbon binder contained in their texture is regenerated with a view to the manufacture of new mixes from these regenerated materials.
Un tel procédé de recyclage de déchets bitumineux permettra entre autre de faire des économies substantielles au niveau du coùt de revient des réfections de routes, chaussées, ou similaires en recyclant les matières premières dans le nouveau produit, ceci grace au procédé dont la mise en oeuvre est facile et de plus sans pour autant obtenir des bétons bitumineux poreux de résistance mécanique faible. Such a bituminous waste recycling process will allow, among other things, to make substantial savings in terms of the cost of repairing roads, pavements, or the like by recycling the raw materials into the new product, this thanks to the process, the implementation of which is easy and moreover without obtaining porous bituminous concretes of low mechanical strength.
Tout d'abord, selon la présente invention, on récupère ' les croûtes bitumineuses par différentes méthodes connues telles que notamment par la méthode de rabotage. First of all, according to the present invention, the bituminous crusts are recovered by various known methods such as in particular by the planing method.
I1 est ô remarquer qu'on pourrait récupérer tout type de béton bitumineux oxydé quelle que soit sa méthode de fabrication originelle à chaud, ô tiède, ou à froid, mais ces deux derniers produits ayant une résistance mécanique faible, la présente invention sera préférentiellement mise en oeuvre en récupérant des déchets bitumineux substantiellement constitués par une croute de béton bitumineux usagé, préalablement formés d'enrobés å chaud, dont le liant est oxydé. It should be noted that any type of oxidized bituminous concrete could be recovered whatever its original method of manufacture, hot, lukewarm, or cold, but these latter two products having low mechanical strength, the present invention will preferably be used. implemented by recovering bituminous waste substantially constituted by a crust of used bituminous concrete, previously formed from hot mixes, the binder of which is oxidized.
Après sa récupération, on concasse la dite croute de béton bitumineux usagé afin de récupérer les différents agrégats contenus dans la croûte. De plus. on récupère les agrégats selon leur granulométrie et on effectue donc un triage de ceux-ci. After its recovery, the so-called used bituminous concrete crust is crushed in order to recover the various aggregates contained in the crust. Furthermore. the aggregates are recovered according to their particle size and a sorting thereof is therefore carried out.
Ensuite, ces agrégats sont stockés selon leurs différents calibres et se présentent enrobés superficiellement par une pellicule du liant hydrocarboné oxydé dont les propriétés plastiques et mécaniques sont amoindries. Then, these aggregates are stored according to their different sizes and are coated superficially with a film of oxidized hydrocarbon binder whose plastic and mechanical properties are reduced.
Selon un mode avantageux de la présente invention, on concasse puis on trie les différents agrégats en au moins trois granulométries différentes ô savoir les fins agrégats, notamment compris entre 0 et 4 mm, les moyens agrégats, notamment de 4 à 6 mm, et enfin les gros agrégats dont les dimensions sont supérieures 7 Emm par exemple. According to an advantageous embodiment of the present invention, the different aggregates are then crushed and sorted into at least three different particle sizes, namely the fine aggregates, in particular between 0 and 4 mm, the aggregate means, in particular from 4 to 6 mm, and finally large aggregates whose dimensions are greater than 7 Emm for example.
A la suite de cette récupération, selon une caractéristique importante de la présente invention. on régénère la fraction de liant hydrocarboné oxydé enrobant les dits agrégats concassés récupérés de différents calibres en dispersant sélectivement un liant d'apport sur au moins une partie des dits agrégats récupérés. Following this recovery, according to an important characteristic of the present invention. the fraction of oxidized hydrocarbon binder coating the so-called crushed aggregates recovered of different sizes is regenerated by selectively dispersing a filler binder on at least part of the said recovered aggregates.
En effet, c'est cette pellicule de liant oxydé qui va permettre de véhiculer et disperser le liant d'apport à travers les différents agrégats minéraux ; elle joue le rôle en quelque sorte d'un pré-enrobage. In fact, it is this film of oxidized binder which will make it possible to transport and disperse the filler binder through the various mineral aggregates; it plays the kind of a pre-coating.
Lors de cette régénération. on va bénéficier des propriétés de pont chimique entre les agrégats minéraux et le liant d'apport par la présence de ce résidu de bitume oxydé enrobant les agrégats. During this regeneration. we will benefit from the chemical bridge properties between the mineral aggregates and the filler binder by the presence of this oxidized bitumen residue coating the aggregates.
Pour effectuer ce double enrobage des agrégats et pour régénérer le liant hydrocarboné oxydé, on traite avantageusement séparément les agrégats de granulométrie fine et/ou moyenne. Pour ce on fait circuler le liant d'apport autour des dits agrégats à traiter. To carry out this double coating of the aggregates and to regenerate the oxidized hydrocarbon binder, the aggregates of fine and / or medium particle size are advantageously treated separately. For this, the filler binder is circulated around the said aggregates to be treated.
Selon la présente invention, le liant d'apport est essentiellement constitué d'un mélange de bitume. de solvant. et d'huile de houille. De plus, ce liant d'apport se présente sous une forme émulsionnée. According to the present invention, the filler binder consists essentially of a mixture of bitumen. solvent. and coal oil. In addition, this filler binder is in an emulsified form.
Ce liant peut être fabriqué pratiquement par toutes les usines d'émulsions de bitume car il ne se différencie que par sa composition. De plus, il a l'avantage de pouvoir etre dispersé a froid. This binder can be manufactured by practically all bitumen emulsion factories because it differs only in its composition. In addition, it has the advantage of being able to be dispersed when cold.
A titre d'exemple, une émulsion cationique d'enrobage donnant de bons résultats est composée de bitume fluxé de viscosité
STV 600/800 obtenu par mélange de bitume 80/100 et d'huile moyenne de houille.By way of example, a cationic coating emulsion giving good results is composed of fluxed bitumen of viscosity
STV 600/800 obtained by mixing bitumen 80/100 and medium coal oil.
Ensuite, ce traitement de régénération étant mené, selon la présente invention, on reconstitue alors, un béton bitumineux a partir des dits agrégats concassés enrobés ainsi régénérés selon le procédé traditionnel à froid. Then, this regeneration treatment being carried out, according to the present invention, a bituminous concrete is then reconstituted from the so-called coated crushed aggregates thus regenerated according to the traditional cold process.
Plus précisément, on reconstitue à froid le béton bitumineux en malaxant les dits agrégats régénérés jusqu'å l'obtention d'un mélange homogène et en incorporant les agrégats de granulométrie grosse, puis on stocke le mélange obtenu jusqu'à son utilisation. Alors, on l'étale pour former une nouvelle couche de recouvrement et on compacte le mélange pour lui assurer ses propriétés mécaniques en vue de son utilisation. More precisely, the bituminous concrete is reconstituted cold by kneading the said regenerated aggregates until a homogeneous mixture is obtained and by incorporating the aggregates of coarse particle size, then the mixture obtained is stored until it is used. Then, it is spread to form a new covering layer and the mixture is compacted to ensure its mechanical properties for use.
A titre d'exemple de reconstitution de béton bitumineux. on peut mettre en oeuvre la présente invention : sur des trottoirs et parkings avec des enrobés 6/12, pour réparer des routes (sans préparation spéciale de la fondation) avec une couche de 10 mm de béton bitumineux 0/6 recyclé. enrobé suivant le dit procédé. As an example of reconstitution of bituminous concrete. the present invention can be implemented: on sidewalks and parking lots with asphalt 6/12, for repairing roads (without special preparation of the foundation) with a 10 mm layer of 0/6 recycled bituminous concrete. coated according to said process.
Par ailleurs, on a réalisé des essais de stabilité suivant la méthode HUBBARD-FIELD, sur un béton bitumineux 0/6 recyclé
- teneur en bitume résiduel des agrégats 0/6
recyclés 3,25 X
- emulsion cationique d'enrobage ô 65 Z de liant
bitumineux (liant de base 650"/STV) 4,85 Z
- liant total théorique 6,4 X
- densité moyenne des éprouvettes 2,04
- stabilité H.F. à 18 C 175 kg/cm2
- stabilité H.F. à 60'C 31 kg/cm
La norme minimale pour cet essai étant de 27 kg/cm a 60 C, ce béton bitumineux se classe dans le bas des stabilités courantes observées sur les sables enrobés à chaud.In addition, stability tests were carried out according to the HUBBARD-FIELD method, on 0/6 bituminous concrete recycled
- residual bitumen content of aggregates 0/6
recycled 3.25 X
- cationic coating emulsion ô 65 Z of binder
bituminous (base binder 650 "/ STV) 4.85 Z
- theoretical total binder 6.4 X
- average density of test pieces 2.04
- HF stability at 18 C 175 kg / cm2
- HF stability at 60'C 31 kg / cm
The minimum standard for this test being 27 kg / cm at 60 C, this bituminous concrete ranks at the bottom of the common stabilities observed on hot-coated sands.
Pour autant, cette stabilité peut étre ameliorée par l'utilisation d'un liant de base plus dur et un dope de préenrobage. However, this stability can be improved by using a harder base binder and a pre-coating dope.
Naturellement, les exemples ci-dessus mentionnés ne sont donnés qu'ô titre indicatif et ne sauraient en aucun cas limiter la présente invention car d'autres mises en oeuvre de celle-ci à la portée de l'Homme de l'Art pourraient etre envisagées sans pour autant sortir du cadre de l'invention. Naturally, the examples mentioned above are only given for information and in no way limit the present invention since other implementations thereof within the reach of ordinary skill in the art could be envisaged without departing from the scope of the invention.
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