FR2705978A1 - Matériau pulvérulent pour couches de forme de chaussées et procédé d'élaboration. - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un matériau destiné à constituer une couche de forme pour chaussée. Il comporte un matériau granulé tout-venant tel que du sable auquel on ajoute des faisceaux de filaments de verre textile dans une proportion de 0,01 à 0,1 %. Le procédé et le dispositif pour préparer le matériau sont également présentés.

Description

MATERIAU PULVERULENT POUR COUCHES
DE FORME DE CHAUSSEES ET PROCEDE D'ELABORATION
L'invention concerne une technique de réalisation de chaussées en particulier de routes à grande circulation et d'autoroutes.

Lorsqu'on crée une route sur un sol nouveau, on procède en différentes étapes, la première consistant à niveler le sol avec des engins tels que bulldozers qui arasent les parties en surplomb et comblent les trous. La deuxième phase consiste à déposer sur le sol ainsi préparé une couche de forme dont la première fonction sera de permettre le déplacement des convois et des engins sur le sol en évitant de le dégrader ou d'embourber les machines.

Une telle couche est le plus souvent réalisée avec un sable de qualité bien définie qui malheureusement en général, ne se trouve pas disponible au voisinage du chantier.

Bien que le prix d'un tel matériau ne soit pas élevé son transport peut revenir très cher.

Le but de l'invention est de permettre d'utiliser pour la réalisation de couches de forme des matériaux en particulier de sables provenant de carrières voisines du chantier auxquels on ajoute des fibres qui leur donnent les propriétés voulues.

Il est connu, en particulier par la demande de brevet
WO 91/17311, d'ajouter à du sable fin de granularité définie par le rapport d/D dans lequel d correspond aux particules de petit diamètre et D aux particules de diamètre supérieur, ce sable satisfaisant aux relations d = O et
D < = 6 mm, des fibres synthétiques en quantité environ comprise entre 0,2 et 5 pour mille en poids, de préférence entre 0,5 et 1 pour mille.

Parmi les fibres évoquées dans cette demande on a mentionné les fibres minérales. Dans les techniques connues, l'incorporation des fibres dans le sable s'effectue en général par la suite des opérations suivantes
- suspension dans l'air des fibres telles que les fibres acryliques d'une longueur de 50 mm et d'un diamètre de 50 microns,
- transport pneumatique des fibres jusque au-dessus d'un convoyeur transportant le sable,
- dépôt d'une deuxième couche de sable sur les fibres volantes,
- mélange et chargement d'une trémie.

La suite de ces opérations et spécialement le transport pneumatique ont pour conséquence de conduire à une agglomération des fibres en pelotes qui se mélangent difficilement au sable. Il en résulte en matériau relativement hétérogène qui nécessite d'utiliser une quantité de fibres inutilement grandes de manière à garantir une densité moyenne de fibres satisfaisante. Par ailleurs, ces fibres volantes sont nuisibles à l'environnement.

On connaît par ailleurs des machines qui permettent de couper des fils de verre textile de manière à les tron çonner lorsqu'on les destine à la fabrication de mats ou à leur introduction dans différents matériaux. Le brevet européen EP-B-0040145 propose par exemple une machine destinée à couper des fils en tronçons d'une longueur prédéterminée et qui comporte un tambour rotatif dont la surface est lisse et un second tambour équipé de lames disposées perpendiculairement à sa périphérie, les lames étant fixées par leurs seules extrémités et leurs bases opposées à leur tranchant restant entièrement libres tandis que des organes assurent la compression du fil.

L'invention se donne pour tâche, grâce au choix d'un matériau adapté et à l'utilisation d'une méthode nouvelle pour l'incorporation des fibres dans les granulés minéraux de fournir un produit de meilleure qualité plus facile à mettre en oeuvre et, tous comptes faits, moins cher.

L'invention propose un matériau granulé destiné à la réalisation de couches de forme de chaussée comportant un mélange à base de granulés minéraux et de fibres minérales, dans lequel les fibres sont des filaments de verre textile sous forme de faisceaux constitués d'au moins 40 filaments chacun d'un diamètre unitaire supérieur à 10 um et d'une longueur comprise entre 6 et 50 mm. De préférence, les fibres ont un diamètre de 11 ou 14 ssm et une longueur comprise entre 20 et 30 mm et avantageusement de 25 mm.

Selon l'invention, la proportion en poids des fibres de verre dans le mélange est comprise entre 0,01 % et 0,1 %, les granulés minéraux sont du sable auquel est ajoutée une quantité de ciment au plus égale à 5 % en poids et de préférence de l'ordre de 3 %.

Le matériau granulé selon l'invention permet la réalisation de couches de forme de chaussées qui présentent par rapport aux matériaux pulvérulents connus l'avantage de performances au moins équivalentes avec une répartition beaucoup plus régulière ce qui permet d'en diminuer la proportion.

L'invention concerne également un procédé de préparation d'un mélange de granulés minéraux et de fibres de verre textile destinés à constituer une couche de forme pour chaussées, il comporte les étapes suivantes
- dépôt d'une couche de granulés sur un transporteur,
- découpe d'une mèche de fils de verre textile de manière à constituer des tronçons en forme de faisceaux de filaments,
- dépôt par gravité des faisceaux de filaments sur la couche de granulés,
- recouvrement des faisceaux de filaments par une couche de granulés,
- et enfin, mélange des granulés et des fibres.

Par rapport aux procédés connus pour introduire des fibres dans des granulés minéraux, le procédé de l'invention présente l'avantage d'éviter toute dispersion des fibres ailleurs que dans les granulés. On limite ainsi la pollution et les risques éventuels encourus par le personnel.

L'invention propose également un dispositif pour la préparation d'un mélange de granulés minéraux et de fibres de verre textile destinés à constituer une couche de forme pour chaussées qui comporte notamment une machine de coupe de fils continus disposée au voisinage d'un convoyeur, un système de distribution des fils coupés sur le convoyeur qui transporte les granulés minéraux ainsi, qu'en aval du distributeur de fils coupés, un distributeur de granulés minéraux qui couvrent les fils coupés. Ce dispositif permet la mise en oeuvre simple du procédé de l'invention au voisinage immédiat du chantier mobile de construction de chaussées.

La figure unique et la description qui vont suivre permettront de comprendre le fonctionnement de l'invention.

Le mélange entre le matériau granulé ou pulvérulent et les fibres est effectué de la manière suivante
lorsqu'on construit une route, on choisit à son voisinage un site sur lequel tous les matériaux à mettre en oeuvre lors de la construction seront préparés. C'est là par exemple quTen général se trouve la centrale à bitume.

En permanence, une noria de camions transporte les matériaux préparés du site d'élaboration jusque sur le chantier mobile qui suit, lui, l'avancement des travaux sur la route en construction.

Le dispositif de l'invention se trouve installé sur ce site d'élaboration des matériaux. Sur la figure on a représenté la première partie du dispositif, là où commence le processus d'élaboration du produit de l'invention.

Sur la figure, on voit deux trémies 1, 2 contenant les matériaux pulvérulents ou granulés à mettre en oeuvre, par exemple du sable tout-venant issu d'une carrière voisine du site. En-dessous des trémies, et conduisant de l'une à l'autre, on a installé une bande transporteuse 3. La trémie 1 dépose sur le convoyeur une certaine épaisseur du matériau, tel que du sable. Ce sable passe alors en 4 sous une machine 5 à hacher les fils de verre. Celle-ci est alimentée en fil 6 à partir de bobines 7 installées sur un dévidoir. La machine 5 comporte en général plusieurs rouleaux 8 dont un au moins équipé de couteaux 9 qui hachent le fil 6 en faisceaux de filaments de longueur définie 10. Chaque faisceau comporte un nombre de filaments unitaires qui est le même que le nombre de brins du fil, en général plus de 400, 1200 par exemple.

Lors des essais, les faisceaux une fois coupés comportaient le même nombre de filaments que les fils, c'està-dire avaient une longueur de 25 mm. Pour rendre plus rapide le tronçonnage des fils, ceux-ci ont été associés avant constitution de bobines en mèches qui comportent 100 fils par exemple. Ce sont ces mèches qui sont dévidées de la bobine 7 et introduites dans la machine coupeuse-doseuse 5. La masse d'un fil textile par unité de longueur s'évalue en tex. Ici chaque fil était de 25 tex et chaque mèche de 2400. Le diamètre des filaments était de 11 um. C'est-àdire que chaque fil comportait 48 filaments. L'ensimage des filaments était choisi de manière à favoriser le glissement des fils les uns par rapport aux autres, à les protéger de l'abrasion par le sable et à éviter l'électricité statique.

Les faisceaux de filaments 10 sont déposés de préférence sur toute la largeur du sable transporté par la bande 3. Après dépôt des fibres, les matériaux passent sous la trémie 2 où une quantité de sable, par exemple équivalente à la quantité issue de la trémie 1 est déposée. On évite en recouvrant ainsi immédiatement les fibres qu'elles ne s'envolent.

A la sortie du convoyeur à bande 3, les matériaux tombent dans un mélangeur non représenté où une homogénéisation de la répartition des fibres dans le sable est obtenue. Un convoyeur, par exemple à godets, reprend les matériaux qui sont alors stockés dans une trémie sous laquelle les camions sont chargés. Transportés sur le chantier mobile, ils seront alors déposés sur le sol prélablement nivelé.

Claims (6)

REVENDICATIONS

1. Matériau granulé destiné à la réalisation de couches de forme de chaussée comportant un mélange à base de granulés minéraux et de fibres minérales, caractérisé en ce que les fibres sont des filaments de verre textile sous forme de faisceaux constitués d'au moins 40 filaments chacun d'un diamètre unitaire supérieur à 10 um et d'une longueur comprise entre 6 et 50 mm.

2. Matériau selon la revendication 1, caractérisé en ce que les filaments ont un diamètre de 11 ou 14 um et une longueur comprise entre 20 et 30 mm et de préférence de 25 mm.

3. Matériau selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la proportion en poids des fibres de verre dans le mélange est comprise entre 0,01 % et 0,1 %.

4. Matériau selon l'une des revendications 1 à 3, ca ractérisé en ce que les granulés minéraux sont du sable auquel est ajoutée une quantité de ciment au plus égale à 5 % en poids et de préférence de l'ordre de 3 %.

5. Procédé de préparation d'un mélange de granulés minéraux et de fibres de verre textiles destinés à constituer une couche de forme pour chaussées, caractérisé par les étapes suivantes

- dépôt d'une couche de granulés sur un transporteur,

- découpe d'une mèche de fils de verre textile de manière à constituer des tronçons en forme de faisceaux de filaments,

- dépôt par gravité des faisceaux de filaments sur la couche de granulés,

- recouvrement des faisceaux de filaments par une couche de granulés,

- et enfin, mélange des granulés et des fibres.

6. Dispositif pour la préparation d'un mélange de granulés minéraux et de fibres de verre textile destinés à constituer une couche de forme pour chaussées, caractérisé en ce qu' il comporte notamment une machine de coupe de fils continus disposée au voisinage d'un convoyeur, un système de distribution des fils coupés sur le convoyeur qui transporte les granulés minéraux ainsi, qu'en aval du distributeur de fils coupés, un distributeur de granulés minéraux qui couvrent les fils coupés.