FR2738264A1

FR2738264A1 - Method of forming glass fibre bitumen road surface

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Publication number: FR2738264A1
Application number: FR9510383A
Authority: FR
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1995-09-05
Filing date: 1995-09-05
Publication date: 1997-03-07

Abstract

The method involves treating the glass fibres with an emulsion of bitumen. A dispersing alkaline is sprayed onto the fibres. The fibres are treated at the moment they are cut or disposed in the mixture or binder. The dispersal alkaline sprayed onto the fibres is comprised of between 0.5 and 10 percent by weight. The fibres are cut up using rollers to selected length and projected onto the road surface mixed with a granular matrix.

Description

La présente invention a pour objet un procédé de traitement des fibres de verre utilisées en technique routière quand elles sont employées avec de l'émulsion de bitume. The present invention relates to a process for treating glass fibers used in road engineering when they are used with bitumen emulsion.

Parmi les fibres utilisées en technique routière se sont les fibres de verre qui présentent le plus dtintérêt. Ce type de fibre procure un effet anti-fissure marqué et diminue la susceptibilité thermique des matériaux. Among the fibers used in road engineering are glass fibers which are of most interest. This type of fiber provides a marked anti-cracking effect and reduces the thermal susceptibility of materials.

Les fibres employées sont des fibres de verre du type Roving utilisées dans l'industrie . La longueur des fibres, une fois coupées est généralement comprise entre 8 et 100 mm, préférentiellement on choisit des longueurs comprises entre 12 et 50 mm.. The fibers used are Roving type glass fibers used in industry. The length of the fibers, once cut is generally between 8 and 100 mm, preferably lengths between 12 and 50 mm are chosen.

Les émulsions de bitume utilisées en technique routière sont généralement des émulsions cationiques, ce sont des dispersions de bitume dans une phase acqueuse constituée d'eau additionnée de divers additifs (acide, amine, résine); les globules de bitume dispersés dans la phase acqueuse sont électrisés positivement et se repoussent entre eux. Le PH de ces émulsions est généralement supérieur à 2. The bitumen emulsions used in road engineering are generally cationic emulsions, they are dispersions of bitumen in an aqueous phase consisting of water containing various additives (acid, amine, resin); the bitumen globules dispersed in the aqueous phase are positively electrified and repel each other. The pH of these emulsions is generally greater than 2.

On emploie les fibres de verre dans les enrobés pour leur donner une résistance accrue en traction et pour diminuer leur susceptibilité thermique et réduire ainsi les phénomènes d'orniérage. Les fibres de verre sont particulièrement efficaces quand le liant d'enrobage utilisé est une émulsion de bitume. On les emploie donc principalement dans les enrobés coulés à froid et on peut les employer dans les graves-émulsion et dans toutes les techniques de retraitement en place à base d'émulsion soit en les introduisant dans la centrale de fabrication soit en les introduisant dans la machine d'application. Glass fibers are used in coated materials to give them increased tensile strength and to reduce their thermal susceptibility and thus reduce rutting phenomena. Glass fibers are particularly effective when the coating binder used is a bitumen emulsion. They are therefore mainly used in cold-cast mixes and they can be used in emulsion gravel and in all emulsion-based reprocessing techniques either by introducing them into the manufacturing plant or by introducing them into the application machine.

On emploie également les fibres de verre dans les techniques dites d'enduits superficiels. On les utilise alors soit en les mélangeant par dispersion avec le liant hydrocarboné soit en les dispersant au moment du répandage des granulats. Pour ce type de techniques on a observé une nette amélioration des qualités de l'enduit ou de la membrane dans laquelle on les a introduite. Pour les enduits superficiels on utilise deux types de liants: les liants anhydres obtenus par fluidification d'un bitume par un solvant généralement pétrolier et les émulsions obtenues par dispersion du bitume dans une phase acqueuse. Glass fibers are also used in so-called surface coating techniques. They are then used either by mixing them by dispersion with the hydrocarbon binder or by dispersing them when the aggregates are spread. For this type of techniques, a clear improvement in the qualities of the coating or of the membrane into which they have been introduced has been observed. Two types of binders are used for surface coatings: anhydrous binders obtained by fluidization of a bitumen with a generally petroleum solvent and emulsions obtained by dispersion of the bitumen in an aqueous phase.

Dans ce type d'utilisation on préfère répandre une émulsion de bitume pour plusieurs raisons:
- ce type de liant est souple d'utilisation et sa disponibilité est
généralisée,
- la toxicité de ce type de produit est réduite,
- I'émulsion permet, de par sa faible viscosité et de par sa dilution le
répandage à de faibles dosages et permet ainsi la réalisation de
couches d'accrochage ou de membranes d'interposition.In this type of use we prefer to spread a bitumen emulsion for several reasons:
- this type of binder is flexible to use and its availability is
generalized,
- the toxicity of this type of product is reduced,
- the emulsion allows, by its low viscosity and by its dilution
spread at low dosages and thus allows the realization of
bonding layers or interposition membranes.

On notera que la projection de fibres dans l'émulsion favorise la rupture de celle-ci et évite ainsi les problèmes de coulures qui constituent l'un des inconvénients de ce type de produit. It will be noted that the projection of fibers into the emulsion promotes the rupture of the latter and thus avoids the problems of sagging which constitute one of the drawbacks of this type of product.

Cependant, les calculs montrent que l'effet des fibres de verre est inférieur à ce qu'il devrait être et que la résistance en traction du matériau est très nettement inférieure au résultat théorique quelque soit le procédé dans lequel on les emploie (enrobé ou enduit). Ce phénomène s'explique par le fait que les fibres longues ne sont pas complètement enrobées de liant ce qui les rend fragiles et réduit de ce fait leur efficacité
Le procédé, objet de l'invention a pour objectif de palier ce phénomène et d'augmenter l'effet actuel de rupture que provoque l'introduction de fibres
Les fibres sont généralement coupées au moment de l'application de la couche de chaussée. Le procédé de coupe est utilisé pour mélanger par dispersion les fibres soit dans le jet de liant, soit dans les granulats, soit dans l'enrobé.Les coupeurs sont des matériels connus utilisés de façon courante dans l'industrie, il sont constitués d'un rotor de coupe et de divers rouleaux presseurs; la vitesse de rotation du rotor de coupe détermine le débit des fibres. Le jet de fibres ainsi obtenu est soit dirigé et dispersé dans le liant d'enduisage, soit mélangé avec le granulat constitutif de l'enrobé ou de l'enduit soit mélangé dans l'enrobé.However, the calculations show that the effect of glass fibers is less than it should be and that the tensile strength of the material is very much lower than the theoretical result regardless of the process in which they are used (coated or coated) ). This phenomenon is explained by the fact that the long fibers are not completely coated with binder which makes them fragile and therefore reduces their effectiveness.
The object of the invention is to alleviate this phenomenon and increase the current breaking effect caused by the introduction of fibers
The fibers are usually cut when the road layer is applied. The cutting process is used to mix the fibers by dispersion either in the binder jet, or in the aggregates, or in the mix. Cutters are known materials commonly used in industry, they consist of a cutting rotor and various pressure rollers; the speed of rotation of the cutting rotor determines the flow rate of the fibers. The jet of fibers thus obtained is either directed and dispersed in the coating binder, or mixed with the aggregate constituting the mix or of the coating or mixed in the mix.

Quelle que soit la technique dans laquelle on utilise les fibres de verre et l'émulsion de bitume on cherche toujours à obtenir la rupture de l'émulsion. La rupture est obtenue lorsque la phase dispersée se sépare de la phase dispersante, les globules de bitume peuvent alors se coaguler et retrouver leur état initial tout en adhérant aux granulats et aux fibres de verre. Whatever the technique in which the glass fibers and the bitumen emulsion are used, we always seek to break the emulsion. The rupture is obtained when the dispersed phase separates from the dispersing phase, the bitumen globules can then coagulate and return to their initial state while adhering to the aggregates and the glass fibers.

La rupture peut être obtenue par évaporation de la phase acqueuse de dispersion, par réaction chimique avec les granulats ou par neutralisation de la phase acqueuse. C'est ce denier procédé qui est utilisé dans la présente invention. The rupture can be obtained by evaporation of the aqueous dispersion phase, by chemical reaction with the aggregates or by neutralization of the aqueous phase. It is this latter process which is used in the present invention.

Le procédé consiste à pulvériser sur les fibres de verre, avant leur utilisation un liquide qui permettra la neutralisation de la phase de dispersion de l'émulsion de bitume au moment ou les fibres de verre entreront en contact avec celle-ci. The process consists in spraying the glass fibers, before their use, with a liquid which will allow the neutralization of the dispersion phase of the bitumen emulsion when the glass fibers come into contact with it.

On provoque ainsi de façon préférentielle la coalescence du bitume autour deys fibres de verre et la coagulation. Ceci permet d'enrober les fibres de façon préférentielle par rapport aux autres minéraux. et d'augmenter ainsi leur efficacité. De plus, en provoquant la rupture locale de l'émulsion on entraîne la rupture dans la masse de l'émulsion. Selon un des avantages du procédé on remarquera que les fibres de verre vont provoquer la rupture de l'émulsion dans la masse du matériau ceci est particulièrement avantageux quand les fibres de verre ainsi traitées sont utilisées dans des techniques d'enrobés. The bitumen coalesces around glass fibers and coagulation is thus preferentially caused. This allows the fibers to be coated preferentially over the other minerals. and thus increase their efficiency. In addition, by causing the local rupture of the emulsion, the mass in the emulsion is broken. According to one of the advantages of the process, it will be noted that the glass fibers will cause the emulsion to break in the mass of the material. This is particularly advantageous when the glass fibers thus treated are used in asphalt techniques.

Le liquide utilisé pour traiter les fibres de verre sera soit une base forte minérale soit un agent tensioactif anionique. La quantité de cet alcalin sera comprise entre 0,5 et 10 % en poids des fibres de verre sur lesquelles on le pulvérise. La pulvérisation sera faite préférentiellement après la coupe de la fibre de verre derrière le rotor de coupe. On pourra également l'effectuer avant la coupe au moment ou le brin de fibre de verre entre dans le coupeur. The liquid used to treat the glass fibers will either be a strong mineral base or an anionic surfactant. The amount of this alkali will be between 0.5 and 10% by weight of the glass fibers on which it is sprayed. The spraying will preferably be done after cutting the fiberglass behind the cutting rotor. It can also be done before cutting when the fiberglass strand enters the cutter.

Dans certains dispositifs la fibre de verre coupée est projetée par l'intermédiaire d'un flux d'air, ces dispositifs sont surtout utilisés dans les techniques de répandage. Dans ce cas le liquide de traitement des fibres de verre sera avantageusement pulvérisé et diffusé par l'intermédiaire du flux d'air de dispersion des fibres. In certain devices, the cut glass fiber is projected by means of an air flow, these devices are mainly used in the spreading techniques. In this case the glass fiber treatment liquid will advantageously be sprayed and diffused via the air flow for dispersing the fibers.

La figure 1 montre l'orientation relative préférée du jet de liquide de traitement par rapport au jet de fibre de verre obtenu par le rotor de coupe (1). La buse de dispersion (2) du liquide de traitement des fibres projette le liquide dans le même sens que le jet de fibres. FIG. 1 shows the preferred relative orientation of the jet of treatment liquid with respect to the jet of fiberglass obtained by the cutting rotor (1). The fiber treatment liquid dispersion nozzle (2) projects the liquid in the same direction as the fiber jet.

La figure (2) montre une autre disposition également possible. Dans ce cas le liquide de traitement est versé sur le brin de fibres (1) par une buse (2) avant qu'il soit coupé et projeté par le rotor de coupe (3). Figure (2) shows another arrangement also possible. In this case the treatment liquid is poured onto the strand of fibers (1) through a nozzle (2) before it is cut and projected by the cutting rotor (3).

La présente invention apporte donc une solution simple et satisfaisante au traitement des fibres de verre quand elles sont employées en technique routière avec de l'émulsion de bitume. Le procédé tout en renforçant ltefficacité mécanique des fibres augmente la vitesse de rupture de l'émulsion de bitume et diminue la période de maturation de la technique dans laquelle on l'utilise. The present invention therefore provides a simple and satisfactory solution to the treatment of glass fibers when they are used in road engineering with bitumen emulsion. The process while reinforcing the mechanical efficiency of the fibers increases the rate of rupture of the bitumen emulsion and decreases the maturation period of the technique in which it is used.

Claims

1. A method of treating glass fibers when they are used in road engineering with bitumen emulsion, characterized in that an agent for breaking the emulsion is sprayed onto said fibers.

2. Method according to claim 1 characterized in that the treatment of the glass fibers is carried out when the fibers are cut and / or dispersed in the binder or in the mixture.

3. Method according to claims 1 and 2 characterized in that the dosage of the breaking agent sprayed on the fibers is between 0.5 and 10% by weight thereof.

4 pavement or body layer characterized in that it is obtained by a process according to one of claims 1 or 2.