FR2930253A1

FR2930253A1 - Enrobes bitumineux a froid.

Info

Publication number: FR2930253A1
Application number: FR0802162A
Authority: FR
Inventors: Charlotte Godiver; Joel Herault; Sophie Mariotti; Maurice Bourrel; Jean Philippe Gingras; Stephane Jouenne
Original assignee: Total France SA
Current assignee: Total Marketing Services SA
Priority date: 2008-04-18
Filing date: 2008-04-18
Publication date: 2009-10-23
Anticipated expiration: 2028-04-18
Also published as: EP2276803A1; FR2930253B1; US20110041728A1; WO2009144544A1

Abstract

L'invention concerne des enrobés bitumineux à froid, en particulier des enrobés bitumineux coulés à froid. Les enrobés bitumineux à froid selon l'invention comprennent un ou plusieurs acides gras polymérisés. Les enrobés bitumineux à froid, préparés à partir d'une émulsion de bitume, présentent un temps de malaxage sans rupture leur conférant une bonne maniabilité. Les enrobés bitumineux à froid, et notamment les enrobés bitumineux coulés à froid, présentent une montée en cohésion permettant une remise sous trafic rapide. Les enrobés bitumineux à froid présentent enfin une bonne résistance mécanique.

Description

ENROBES BITUMINEUX A FROID

DOMAINE TECHNIQUE La présente invention concerne des enrobés bitumineux à froid comprenant un ou plusieurs acides gras polymérisés. Les enrobés bitumineux à froid selon l'invention sont par exemple les coulis bitumineux, les enrobés coulés à froid, les graves-émulsion, les bétons bitumineux à froid. L'invention concerne aussi le procédé de préparation de ces enrobés bitumineux à froid. L'invention concerne également l'utilisation de ces enrobés bitumineux à froid dans les applications routières pour la fabrication de chaussées neuves, pour le renforcement ou la maintenance de chaussées anciennes ou leur réparation ponctuelle. CONTEXTE TECHNIQUE Dans le domaine de l'industrie routière, deux techniques de préparation de revêtements bitumineux coexistent : les techniques dites "à chaud", dans lesquelles le bitume est porté à des températures relativement élevées, et les techniques dites "à froid", basées sur l'utilisation d'émulsions de bitume en phase aqueuse, à des températures plus faibles. Les techniques dites "à froid" présentent au niveau environnemental l'avantage important, de ne pas produire d'émissions de fumées, ce qui diminue les nuisances à la fois pour les travailleurs et les riverains. Elles présentent aussi une grande souplesse d'emploi, du fait des basses températures requises pour leur application, en particulier dans des endroits où il n'est pas possible d'avoir un dispositif de chauffage. Elles permettent aussi de limiter le chauffage lors de l'application du bitume à des températures élevées et sont de ce fait peu consommatrices en énergie.

Dans les techniques dites "à froid", on distingue principalement deux procédés d'application de revêtements bitumineux, à savoir celui utilisant la techniqûe des enrobés à froid et celui utilisant la technique des enduits superficiels. Les enduits superficiels, d'une part, sont préparés à partir d'une émulsion aqueuse de bitume sur laquelle sont posés des granulats. L'émulsion de bitume est appliquée sur la surface à revêtir par une répandeuse ; les granulats sont ensuite appliqués par un gravillonneur sur l'émulsion de bitume, l'ensemble est enfin compacté. Les émulsions utilisées pour les enduits superficiels sont des émulsions à rupture rapide car l'émulsion de bitume doit rompre quasi immédiatement après contact avec les granulats. L'indice de rupture d'une émulsion est mesuré selon la norme NF EN 13075-1. Pour les enduits superficiels, l'indice de rupture est généralement inférieur ou proche de 100 grammes de R:13revets',2 7 600 2 7605TFE 27605--080416-Texte dépôt.doc fines pour 100 grammes d'émulsion. Dans le brevet EPO416682, l'ajout d'acides gras polymérisés à du bitume avant sa mise en émulsion, permet d'obtenir des enduits superficiels à rupture rapide. L'ajout des acides gras polymérisés au bitume permet aussi d'améliorer l'adhésivité entre les granulats et le bitume, paramètre important dans le cas des enduits superficiels où il n'y a pas de mélange (ou malaxage) entre les granulats et l'émulsion de bitume. Les enrobés à froid (ou enrobés bitumineux à froid), d'autre part, sont préparés par mélange (ou malaxage) de granulats avec une émulsion de bitume. Lors du mélange, dans le malaxeur, de l'émulsion de bitume avec les granulats, l'émulsion de bitume ne doit pas rompre. I1 est donc impossible d'utiliser une émulsion à rupture rapide comme dans les enduits superficiels. A titre d'exemple, le temps de malaxage sans rupture est typiquement entre 40 secondes et 90 secondes pour les enrobés coulés à froid. Un enrobé à froid doit répondre à deux objectifs antinomiques : une rupture suffisamment différée pour éviter la rupture dans le malaxeur (typiquement supérieure à 40 secondes pour les enrobés coulés à froid), mais ensuite, après l'application sur la chaussée, très rapide pour permettre une ouverture au trafic rapide. Ce cahier des charges contradictoire rend la formulation d'enrobés à froid difficile. Actuellement, la formulation d'enrobés à froid, et notamment d'enrobés coulés à froid, passe par l'utilisation de bitumes spécifiques qui sont rares et chers. Il s'agit principalement de bitumes naphténiques, en particulier de bitumes naphténiques présentant une acidité naturelle. Ces bitumes présentent à la fois, un temps de malaxage sans rupture et une montée en cohésion adaptés notamment aux enrobés coulés à froid. OBJECTIFS DE L'INVENTION L'emploi d'un seul type de bitume pour une application donnée n'est pas souhaité, pour des raisons à la fois techniques, logistiques et économiques. Il serait donc intéressant de pouvoir utiliser n'importe quel type de bitume, pour formuler des enrobés bitumineux à froid, notamment des enrobés coulés à froid, ayant les propriétés désirées en terme de maniabilité (ou temps de malaxage sans rupture) et montée en cohésion (temps de réouverture au trafic).

Dans ces circonstances, le but de la présente invention est de proposer un enrobé bitumineux à froid, notamment un enrobé coulé à froid, pouvant être malaxé sans rupture pendant quelques dizaines de secondes, de préférence pendant au moins 40 secondes. Un autre but de l'invention est de proposer un enrobé bitumineux à froid, notamment un enrobé coulé à froid, ayant une montée en cohésion et un durcissement rapides afin de permettre une remise sous trafic rapide. R: Brevets',27600,27605TFE 27605--OSO416-Texte dépôt.doc Un autre objectif de l'invention est de proposer un enrobé bitumineux à froid ayant une bonne tenue mécanique. L'enrobé une fois mis sous circulation, doit notamment résister aux agressions engendrées par les pneumatiques des véhicules. BREVE DESCRIPTION La société demanderesse, dans le cadre de ses recherches visant à mettre au point de nouvelles formulations d'enrobés bitumineux à froid, a découvert que la présence d'acides gras polymérisés, permet d'obtenir des enrobés bitumineux à froid ayant un comportement équivalent à ceux actuellement disponibles sur le marché, en particulier au niveau de leur maniabilité initiale, assurant une mise en œuvre aisée, suivie d'une prise rapide garantissant une ouverture au trafic rapide. L'invention concerne un enrobé bitumineux à froid obtenu par mélange de granulats avec une émulsion de bitume, ledit enrobé comprenant un ou plusieurs acides gras polymérisés. En particulier, les acides gras polymérisés comprennent des monomères d'acides gras, des dimères d'acides gras, des trimères d'acides gras et des tétramères d'acides gras, de préférence comprennent majoritairement des dimères d'acides gras et des trimères d'acides gras. De préférence, les acides gras polymérisés sont des acides gras insaturés de 18 atomes de carbones, en particulier choisis parmi l'acide oléique, l'acide linoléique, 20 l'acide linolénique pris seuls ou en mélange. De préférence, les acides gras polymérisés comprennent au moins 20% en poids de dimères d'acides gras et au moins 3% en poids de trimères d'acides gras. De préférence, la masse molaire des acides gras polymérisés est comprise entre 500 g.mol-' et 1000 g.mol-I, plus préférentiellement entre 600 g.mol-' et 800 g.mol-' 25 De préférence, l'enrobé bitumineux à froid comprend de 0,1 à 5% en poids d'acides gras polymérisés par rapport à la quantité de bitume, de préférence de 0,5 à 2% en poids. De préférence, le bitume a une pénétrabilité mesurée selon la norme EN1426, comprise entre 10 et 300, de préférence entre 20 et 200, plus préférentiellement entre 50 30 et 100. De préférence, l'émulsion de bitume comprend de 50 à 70% en poids de bitume par rapport à la quantité d'émulsion de bitume, de préférence de 55 à 65%. De préférence, l'émulsion de bitume comprend en outre au moins un agent tensioactif, en une quantité de préférence de 0,1% à 5% en poids par rapport à la quantité 35 d'émulsion bitumineuse, de préférence de 0,5% à 3%, de préférence de 1% à 2%. R k3rec?ts_2760027605TFE\27605.-080416-Texte dépôt. doc De préférence, les granulats ont une granulométrie comprise entre 0/2 et 4/6 mm. De préférence, l'enrobé bitumineux à froid comprend en plus des fines. De préférence, l'émulsion de bitume présente un indice de rupture mesuré selon la norme NF EN 13075 supérieur ou égal à 100 g/100 g d'émulsion, de préférence supérieur ou égal à 140 g/100 g d'émulsion de bitume, et de préférence inférieur à 250 g/100 g d'émulsion de bitume o encore inférieur à 200 g/100 g d'émulsion de bitume. De préférence, l'enrobé bitumineux à froid est choisi parmi les coulis bitumineux, les enrobés coulés à froid, les graves-émulsion, les bétons bitumineux à froid, de préférence les enrobés coulés à froid.

De préférence, l'enrobé coulé à froid présente un temps de rupture après malaxage supérieur à 40 secondes mesuré selon la norme NF EN 12274-4, de préférence compris entre 45 et 120 secondes. De préférence, l'enrobé coulé à froid présente une montée en cohésion mesurée selon la norme NF EN 12274-4 supérieure ou égale à 0,9 N.m, de préférence supérieure ou égale à 1,1 N.m, plus préférentiellement supérieure ou égale à 1,3 N.m et de préférence inférieure à 2 N.m, ou encore inférieure à 1,5 N.m. De préférence, l'enrobé coulé à froid présente une résistance à l'abrasion mesurée selon la norme NF EN 12274-5 inférieure ou égale à 25 g/m2, de préférence inférieure ou égale à 5 g/m2, plus préférentiellement inférieure ou égale à 2,5 g/m2 et de préférence supérieure ou égale à 0,5 g/m2, de préférence supérieure ou égale à I g/m2. L'invention concerne aussi un procédé de préparation d'enrobés bitumineux à froid comprenant : - (i) la fourniture d'un bitume, - (ii) la préparation d'une solution émulsifiante, - (iii) le mélange du bitume de l'étape (i) et de la solution émulsifiante de l'étape (ii) - (iv) le mélange de l'émulsion de bitume obtenue à l'étape (iii) avec des granulats, ledit procédé comprenant l'addition d'un ou plusieurs acides gras polymérisés à l'une ou plusieurs des étapes (i) à (iv).

Le procédé de préparation d'enrobés bitumineux à froid, en particulier d'enrobés coulés à froid, reprend les caractéristiques des acides gras polymérisés, du bitume, de l'émulsion de bitume, des granulats, des enrobés bitumineux à froid, des enrobés coulés à froid, définis ci-dessus. K `Brevets'v27600\27605TFE,27605--0804 [6-Texte dépôt.doc L'invention concerne enfin, l'utilisation d'un ou plusieurs acides gras polymérisés dans la préparation d'enrobés bitumineux à froid, en particulier d'enrobés coulés à froid tels que définis ci-dessus.

DESCRIPTION DETAILLEE L'invention concerne des enrobés bitumineux à froid à base de bitume, de granulats et d'acides gras polymérisés. Par enrobé bitumineux à froid ou enrobé à froid ou encore enrobé hydrocarboné à froid, on entend tout mélange obtenu par malaxage d'une émulsion de bitume et de granulats. Les enrobés à froid sont définis dans la norme NF P 98-149. Ils sont répartis en deux catégories les enrobés non stockables et les enrobés stockables. Des exemples d'enrobé à froid non stockables, sont les coulis bitumineux, les enrobés coulés à froid, les graves-émulsion, les bétons bitumineux à froid. Par enrobé coulé à froid (ECF), on entend des matériaux routiers tels que décrits dans la note d'information du Service d'Etudes Techniques des Routes et Autoroutes (SETRA) de la Direction des Routes du Ministère de l'Equipement (Note d'Information Chaussées Dépendances n°102 Les enrobés coulés à froid de Juin 1997), ou encore dans les directives éditées en mai 2003 par l'International Slurry Surfacing Association (Annapolis, MD USA). Les ECF seront entendus ici comme toutes les variantes de cette technologie, par exemple les coulis bitumineux (CB) également décrits dans la note du SETRA précitée. Les bétons bitumineux à froid (BBF) quant à eux, sont définis dzns la norme NF P 98-139. Les graves-émulsion sont elles, définies dans la norme NF P 98-121. Par émulsion, on entend un système hétérogène à deux ou plusieurs phases liquides, constitué par une phase liquide continue et au moins une deuxième phase liquide, dispersée dans la première, sous forme de fines gouttelettes. Par émulsion de bitume, on entend une dispersion aqueuse de bitume comprenant éventuellement un ou plusieurs additifs, tensioactifs, émulsifiants, viscosifiants, épaississants, fluxants, plastifiants et/ou tout autre additif permettant d'ajuster les propriétés de l'émulsion.

L'émulsion de bitume selon l'invention est de type anionique ou cationique. L'émulsion de bitume est de préférence cationique. Elle peut comprendre des tensioactifs, tels que les dérivés d'alkylamines, les mélanges d'alkylamidopolyamines et de sels d'ammonium quaternaire, ou les composés d'alkylpropylènepolyamines tels que les N suif propylènepolyamines. R:1Brevets\27600\27605TFE'27605--0804 I6-Texte dépôt.doc De préférence, l'émulsion de bitume comprend de 0,1% à 5% en poids de tensioactif, de préférence de 0,5% à 3%, plus préférentiellement de 1% à 2%. Les acides gras polymérisés, sont des acides issus de la polymérisation des chaînes latérales d'au moins un acide gras insaturé. Les acides gras insaturés permettant d'obtenir les acides gras polymérisés, sont des acides gras insaturés de 4 à 24 atomes de carbones (C4 à C24), de préférence de 11 à 22 atomes de carbones (CI1 à C22), de préférence de 16 à 18 atomes de carbones (C16 à C18). Parmi les acides gras insaturés permettant d'obtenir les acides gras polymérisés, on peut citer par exemple, l'acide crotonique (C4), l'acide iso-crotonique (C4), l'acide undécylénique (C11), l'acide hypogéïque (CI6), l'acide palmitoléïque (C16), l'acide oléique (C18), l'acide élaïdique (CI8), l'acide vaccénique (C18), l'acide pétrosélinique (C18), l'acide gadoléique (C20), l'acide gondoïque (C20), l'acide cétoléique (C22), l'acide érucidique (C22), l'acide brassidique (C22), l'acide nervonique (C24), l'acide tiglique (C5), l'acide sorbique (C6), l'acide linoléique (C18), l'acide hiragonique (C16), l'acide linolénique (C18), l'acide y-linolénique (Cu), l'acide eléostéarique (CI8), l'acide parinarique (Cu), homo-'y-linolénique (C20), l'acide arachidonique (CL0), l'acide clupanodonique (C22) pris seuls ou en mélanges. De préférence, les acides gras insaturés sont des acides gras insaturés de 18 atomes de carbones en C18, en particulier choisis parmi l'acide oléique, l'acide linoléique, 20 l'acide linolénique pris seuls ou en mélange. On peut aussi polymériser les acides provenant du TOFA ou Tall Oil Fatty Acid (riche en acides oléiques et acides linoléiques) et polymériser les acides gras qu'il contient. Il est possible de polymériser un mélange contenant le même acide gras ou un mélange contenant plusieurs acides gras différents. 25 La réaction permettant de polymériser les chaînes des acides gras est une réaction de D:iels-Alder (pour plus d'informations voir Kirk Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, Vol 7, p. 768 ou The dimer acids , Humko Sheffield, 1975). La réaction de polymérisation est une réaction de dimérisation, trimérisation ou tétramérisation dans lesquelles on obtient respectivement des dimères d'acides gras (ou 30 dimères diacides), des trimères d'acides gras (ou trimères triacides) ou des tétramères d'acides gras (ou tétramères tétracides). Des traces d'acides gras n'ayant pas réagi peuvent aussi être présentes (ou monomères d'acides gras). Suivant les conditions expérimentales utilisées, on obtient donc des acides gras polymérisés, comprenant des acides gras qui n'ont pas réagi (monomères d'acides gras), 35 des dimères d'acides gras, des trimères d'acides gras et des tétramères d'acides à des R:Brevets '27600 27605TFE 2 7605--0804 1 6-Texte dépôt.doc concentrations différentes. Les acides gras polymérisés comprennent majoritairement des dimères d'acides gras et des trimères d'acides gras. Les acides gras n'ayant pas réagi (monomères d'acides gras) ou les tétramères d'acides gras étant des produits minoritaires. De préférence, les acides gras polymérisés comprennent au moins 20% en poids de dimères d'acides gras et au moins 3% en poids de trimères d'acides gras. Plus préférentiellement, les acides gras polymérisés comprennent au moins 75% en poids de dimères d'acides gras et au moins 15% en poids de trimères d'acides gras. Parmi les acides gras polymérisés disponibles commercialement, on peut citer les PRIPOL commercialisés par Uniqema, les POLYMERGIN commercialisés par Harburger Brinckman & Mergell GmbH, les DIMER commercialisés par Westvaco, les EMPOL commercialisés par Cognis. Par exemple, l'EMPOL 1008 comprend 3,5% en poids d'acide gras en C18 n'ayant pas réagi, 92.3% en poids de dimère d'acide gras en C36 et 3,5% en poids de trimère d'acide gras en C54.

Par exemple, l'EMPOL 1018 comprend 4% en poids d'acide gras n'ayant pas réagi, 79% en poids de dimère d'acide gras et 17% en poids de trirnère d'acide gras. Par exemple, l'EMPOL 1040 comprend 20% en poids de dimère d'acide gras en C36 et 80% en poids de trimère d'acide gras en C54. Par exemple, l'EMPOL 1041 comprend 10% en poids de dimère d'acide gras en C36 et 90% en poids de trimère d'acide gras en C54. Par exemple, l'EMPOL 1054 comprend 4% en poids d'acide gras en C18 n'ayant pas réagi, 55% en poids de dimère d'acide gras en C36 et 35% en poids de trimère d'acide gras en C54. Par exemple, le PRIPOL 1045 comprend 10% en poids de dimère d'acide gras en C36 et 90% en poids de trimère d'acide gras en C54. Par exemple, le PRIPOL 1040 comprend 0,1% en poids de monomère d'acide gras, 22,5% en poids de dimère d'acide gras et 77% en poids de trirnère d'acide gras. Par exemple, le PRIPOL 1017 comprend 2% en poids de monomère d'acide g as, 79% en poids de dimère d'acide gras et 19% en poids de trimère d'acide gras.

Par exemple, le PRIPOL 1012 comprend 0,1% en poids de monomère d'acide gras, 97% en poids de dimère d'acide gras et 1,1% en poids de trimère d'acide gras. Par exemple, le PRIPOL 1013 comprend environ 0,1% en poids de monomère d'acide gras, 97% en poids de dimère d'acide gras et 3% en poids de trimère d'acide gras. R ,Brevets'27600'276051 FI 27605ù080416:1 exte dépôt doc La masse molaire des acides gras polymérisés est comprise entre 500 g.mol' et 1000 De préférence, la masse molaire moyenne des acides gras polymérisés est comprise entre 600 g.mol-' et 800 g.mol'. Les bitumes utilisés dans l'invention sont des bitumes issus de différentes origines. 5 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 10 désasphaltés. Les bitumes peuvent être des bitumes de grade dur ou de grade mou. Les différents bitumes obtenus par les procédés de raffinage peuvent être combinés entre eux pour obtenir le meilleur compromis technique. Les bitumes utilisés peuvent également être des bitumes luxés par addition de solvants volatils, de fluxants d'origine pétrolière, de fluxants carbochimiques et/ou de 15 fluxants d'origine végétale. Les bitumes modifiés par des polymères peuvent également être utilisés. Comme polymère, on peut citer par exemple, et de manière indicative et non limitative, les élastomères thermoplastiques comme les copolymères statistiques ou séquencés de styrène et de butadiène, linéaire ou en étoile (SBR, SBS) ou de styrène et d'isoprène 20 (SIS), éventuellement réticulés, les copolymères d'éthylène et d'acétate de vinyle, les homopolymères et copolymères oléfiniques d'éthylène (ou propylène, ou butylène), les polyisobutylènes, les polybutadiènes, les polyisoprènes, les poly(chlorure de vinyle), les poudrettes de caoutchouc ou encore tout polymère utilisé pour la modification des bitumes ainsi que leurs mélanges. On utilise en général une quantité de polymère de 2 à 25 10% en poids par rapport au poids de bitume. On peut aussi utiliser des bitumes synthétiques également appelés bitumes clairs, pigmentables ou colorables. Ces bitumes contiennent peu ou pas d'asphaltènes et peuvent être par conséquent colorés. Ces bitumes synthétiques sont à base de résine de pétrole et/ou de résine indène-coumarone et d'huile lubrifiante comme décrit par 30 exemple dans le brevet EP179510. Avantageusement, le bitume est un bitume de pénétrabilité mesurée selon la norme EN 1426 comprise entre 10 et 300, de préférence entre 20 et 200, plus préférentiellement entre 50 et 100. De préférence, l'émulsion de bitume comprend entre 50 et 70`.% en poids de bitume, 35 plus préférentiellement entre 55 et 65%, encore plus préférentiellement autour de 60%. R: Brevets,2 7 600 2 7605TFE,2 7 605--0 804 1 6-Texte dépôt.doc Les granulats utilisables selon l'invention sont d'origines diverses. Il s'agit de granulats issus de carrières ou de gravières, des produits de recyclage tels que les agrégats provenant du fraisage d'enrobés anciens, des rebuts de fabrication, des matériaux provenant du recyclage de matériaux de construction, des laitiers, des schistes, pris seuls ou en mélange. Les granulats utilisés sont des granulats routiers, répondant aux normes pertinentes : NF EN 13043 en Europe et ASTM C33 aux Etats-Unis d'Amérique. De préférence, on utilise des granulats du type Meilleraie (diorites porphyriques de nature siliceuse, pouvant être assimilées à un mélange SiO2/CaO 60/40 % en poids).

La granulométrie des granulats est comprise entre 0/2 mm et 0/10 mm. De préférence, on utilise des granulats dont la granulométrie est comprise entre 0/2 mm et 4/6 mm, par exemple de granulométrie 0/2, 2/4 et/ou 4/6 mm. Les granulats selon l'invention, peuvent aussi contenir des fines, c'est-à-dire des granulats de petite taille passant au tamis de 0,08 mm. On peut aussi prévoir l'ajout aux 15 granulats de fines spéciales telles que le ciment ou la chaux. Les enrobés à froid obtenus selon l'invention, présentent un bon indice de rupture. Les indices de rupture, mesurés selon la norme NF EN 13075, sont supérieurs ou égaux à 100 g/100 g d'émulsion, de préférence supérieurs ou égaux à 140 g/100 g d'émulsion, ce qui fait que les émulsions selon l'invention ne rompent pas trop 'vite. 20 De plus, les enrobés coulés à froid selon l'invention présentent un temps de malaxage sans rupture supérieur à 40 secondes mesuré selon la norme NF EN 12274-4, ce qui permet une mise en oeuvre aisée. Les enrobés coulés à froid selon l'invention, présentent une bonne montée en cohésion. Les montées en cohésion mesurées selon la norme NF EN 12274-4 sont 25 supérieures ou égales à 0,9 N.m, de préférence supérieures ou égales à 1,1 N.m, plus préférentiellement supérieures ou égales à 1,3 N.m, ce qui permet une réouverture au trafic sous un court délai. Les enrobés coulés à froid selon l'invention, présentent une bonne résistante à l'abrasion. Les résistances à l'abrasion mesurées selon la norme NF EN 12274-5, sont 30 inférieures ou égales à 25 g/m2, de préférence inférieures ou égales à 5 g/m2, plus préférentiellement inférieures ou égales à 2,5 g/m2, ce qui ce qui garantit une bonne tenue mécanique des enrobés. Le procédé de préparation des enrobés bitumineux à froid selon l'invention comprend les étapes classiques de la préparation d'enrobés à froid à savoir les étapes de : 35 - (i) fourniture d'un bitume, R Brecets`.2760027605TFF2 7 605--0804 1 6-Texte dépôt.doc - (ii) préparation d'une solution émulsifiante, - (iii) mélange du bitume de l'étape (i) et de la solution émulsifiante de l'étape (ii) - (iv) le mélange de l'émulsion de bitume obtenue à l'étape (iii) avec des granulats. L'introduction d'acides gras dans la préparation des enrobés bitumineux à froid selon l'invention est essentielle. On introduit indifféremment les acides gras polymérisés à l'une des étapes (i) à (iv), c'est-à-dire dans le bitume seul (i), dans la solution émulsifiante (ii), lors de la mise en émulsion du bitume (iii) ou lors du mélange avec les granulats (iv). On pourrait aussi envisager d'introduire les acides gras polymérisés dans plusieurs des étapes (i) à (iv), par exemple dans le bitume seul puis lors de sa mise en émulsion. De préférence, on ajoute les acides gras polymérisés au bitume seul de l'étape (i), préalablement à la préparation de l'émulsion de bitume de l'étape (iii). Plus préférentiellement, on ajoute au bitume de 0,1 à 5% en poids d'acides gras polymérisés, de préférence de 0,5 à 2% en poids, de préférence de 0,7 à 1% en poids. L'utilisation d'acides gras polymérisés dans la préparation d'enrobés à froid, et en particulier pour la préparation d'enrobés coulés à froid est recommandée. EXEMPLES Les produits mis en oeuvre selon l'invention, sont les produits ci-dessous : - Les acides gras polymérisés sont les acides gras polymérisés AG3 à AG6, identifiés dans le tableau 1 ci- après.

Tableau 1 : Caractéristiques des acides gras polymérisés Acides gras Nom Monomère Dimère Trimère Indice d'acidité polymérisés commercial (%) (%) (°t) (mg KOH/g) ACG3 PRIPOL 1012 0,1 97 1,1 196 ACG4 PRIPOL 1013 0,1 97 3 196 _ ACG5 PRIPOL 1017 2 79 19 192 ACG6 PRIPOL 1040 0,1 22,5 77 188 (%) les pourcentages sont exprimés en poids - Le bitume utilisé est un bitume issu d'un pétrole brut de nature paraffinique, de pénétrabilité 89, mesurée selon la norme EN 1426, respectivement pour les compositions bitumineuses CB2 à CB6, les émulsions bitumineuses EB2 à EB6 et les enrobés coulés à froid ECF2 à ECF6. - Le bitume utilisé est un bitume issu d'un pétrole brut de nature naphténique, de pénétrabilité 86, mesurée selon la norme EN1426, pour la composition bitumineuse CB1. l'émulsion de bitume EB1 et l'enrobé coulé à froid ECF1. R:ABrevets\27600\27605TFE`,2..7605--080416-Texte dépôt.doc - Le tensioactif utilisé est le Redicote El 1HF. - L'épaississant (ou ajusteur de viscosité) utilisé est le Réholate 255. - Les granulats sont de type silico-calcaire Meilleraie. La granulométrie des granulats est la suivante : 30% 0/2, 50% 2/4, 20% 4/6. - Le ciment utilisé est de type Portland.

On prépare plusieurs compositions bitumineuses selon l'invention CB3 à CB6 (bitume et acides gras polymérisés) et deux compositions bitumineuses témoins CB I et CB2 : - La composition bitumineuse CB1 n'est pas additivée avec des acides gras polymérisés, elle correspond à 100% du bitume issu d'un pétrole brut de nature naphténique, de pénétrabilité 86, mesurée selon la norme EN 1426. - La composition bitumineuse CB2 n'est pas additivée avec des acides gras polymérisés, elle correspond à 100% d'un bitume issu d'un pétrole brut de nature 15 paraffinique, de pénétrabilité 89, mesurée selon la norme EN 1426. - Les compositions bitumineuses CB3 à CB6 sont préparées à partir du bitume paraffinique de pénétrabilité 89 ci-dessus, auquel sont ajoutés les acides gras polymérisés ACG3 à ACG6. Pour les compositions bitumineuses CB3 à CB6, le bitume (99,3% en masse) et les 20 acides gras polymérisés (0,7% en masse) sont mélangés dans un mélangeur entre 160°C, pendant une heure, au bout de laquelle on obtient un mélange homogène.

On prépare ensuite une solution émulsifiante en mélangeant à de l'eau, 1,6% en masse de tensioactif, 0,1% en masse d'épaississant et 0,15% en masse d'HCI. On 25 chauffe la solution émulsifiante à une température comprise entre 20 et 120°C, de préférence entre 40 et 80°C.

On prépare ensuite l'émulsion de bitume en mélangeant 60% en masse de composition bitumineuse à 140-150°C et 40% en masse de solution émulsifiante entre 30 40-50°C. On réalise la dispersion du bitume par apport d'énergie mécanique, par exemple dans un moulin colloïdal ou une turbine.

Diverses caractéristiques des émulsions de bitume sont mesurées et reportées dans le tableau 2 : 35 - teneur en composition bitumineuse de l'émulsion. RBrevets 27600`27605TFE,2 7 605--080416-Texte dépôt.doc - pH de l'émulsion, mesuré selon la norme NF EN 12850. - indice de rupture par méthode des fines minérales, mesuré selon la norme NF EN 13075. L'indice de rupture représente la quantité de fines à apporter pour rompre 100 g d'émulsion. - dépôt sur tamis de 500 m, mesuré selon la norme NF EN 1429. On fait passer pour cela une certaine quantité d'émulsion sur un tamis de 500 11,m et on recueille les particules qui ne passent pas à travers le tamis. Cela donne une indication de la qualité de l'émulsion, plus la teneur en particules est faible plus l'émulsion est fine.

Tableau 2 ù Propriétés des émulsions de bitume En de bTeneur itum neuse composition pH Rupture Tamis bitume poids) (g/100g)1eS poids) i m EB1 60 2 190 0 EB2 60 2 182 0,01 EB3 60 2 141 0,01 EB4 60 2 _ 0,02 162 _ EB5 60 2 164 _ 0,03 EB6 60 2 171 0,01 Les émulsions de bitume obtenues présentent ainsi de bonnes caractéristiques. En effet, le dépôt sur tamis est particulièrement faible et la vitesse de rupture tout à fait satisfaisante puisque la quantité de fines à apporter pour rompre l'émulsion est comprise entre 141 grammes et 171 grammes, ce qui signifie que l'émulsion n'est pas une émulsion à rupture rapide, la quantité de fines à apporter pour rompre les émulsions est importante.

On prépare enfin des enrobés coulés à froid (ECF) en mélangeant à température ambiante : - 100 parties en poids d'un mélange de granulats minéraux tels que définis ci-dessus, - 1 partie en poids de ciment, - 2 parties en poids d'eau, - 12 parties en poids de l'émulsion de bitume telle que définit ci-dessus.

Différentes caractéristiques des enrobés coulés à froid sont mesurées. Les résultats sont reportés dans le tableau 3. En particulier, il s'agit : - du temps de rupture au malaxage, mesuré manuellement lors de la préparation des mélanges, selon la norme NF EN 12274-4. R \Brevets y2760027605TFF27605--080416-Texte dépôt_doc - de la montée en cohésion mesurée selon la norme NF EN :12274-4, - de la résistance à l'abrasion mesurée selon l'essai WTAT (Wet Track Abrasion Test) de la norme NF EN 12274-5.

Tableau 3 û Propriétés des enrobés coulés à froid Enrobé Coulé à Froid Temps de Cohésion à Résistance à rupture au 30 min (N.m) l'abrasion (°/U) malaxage (s) ECF1 > 40 1,4 1,3 ECF2 > 40 0,8 _ 25 ECF3 > 40 0,9 6,4 ECF4 > 40 1,3 _ _ 3,5 ECF5 > 40 1,3 _ _ 1,1 ECF6 > 40 1,0 _ _ 0,4 - Les enrobés coulés à froid selon l'invention ECF3 à ECF6 présentent, tout comme les témoins ECFI et ECF2, un temps de malaxage sans rupture supérieur à 40 secondes ce qui permet une mise en oeuvre correcte. - Les enrobés coulés à froid selon l'invention ECF3 à ECF6 présentent une montée en cohésion à 30 minutes supérieure à celle du témoin ECF2 et une résistance à l'abrasion supérieure à celle du témoin ECF2. L'addition des acides gras polymérisés, permet une réouverture au trafic plus rapide qu'un enrobé coulé à froid sans acides gras polymérisés. De même, l'ajout des acides gras polymérisés augmente la résistance mécanique des enrobés coulés à froid par rapport aux enrobés coulés à froid sans acides gras polymérisés. - Les enrobés coulés à froid ECF4 et ECF5 présentent, une montée en cohésion à 30 minutes de 1,3 N.m, équivalente à celle du témoin ECF1 (1,4 N.m), ce qui assure une montée en cohésion rapide pour permettre une réouverture au trafic sous un très court délai. - Les enrobés coulés à froid ECF5 et ECF6 présentent, une résistance à l'abrasion équivalente à celle du témoin ECFI, ce qui garantit une très bonne tenue mécanique. - L'enrobé coulé à froid ECF5 donne entière satisfaction et est comparable au témoin ECF I . RJ3revetsy2760076o5TFF-'2 7605_O803 16-Texte dépôt.doc

Claims

REVENDICATIONS1. Enrobé bitumineux à froid obtenu par mélange de granulats avec une émulsion de bitume, ledit enrobé comprenant un ou plusieurs acides gras polymérisés.
2. Enrobé bitumineux à froid selon la revendication 1 dans lequel les acides gras polymérisés comprennent des monomères d'acides gras, des dimères d'acides gras, des trimères d'acides gras et des tétramères d'acides gras, de préférence comprennent majoritairement des dimères d'acides gras et des trimères d'acides gras.
3. Enrobé bitumineux à froid selon la revendication 1 ou 2 dans lequel les acides gras polymérisés comprennent au moins 20% en poids de dimères d'acides gras et au moins 3% en poids de trimères d'acides gras.
4. Enrobé bitumineux à froid selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 comprenant de 0,1 à 5% en poids d'acides gras polymérisés par rapport à la quantité de bitume, de préférence de 0,5 à 2% en poids.
5. Enrobé bitumineux à froid selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 dans lequel le bitume a une pénétrabilité mesurée selon la nonne EN1426, comprise entre 10 et 300, de préférence entre 20 et 200, plus préférentiellement entre 50 et 100.
6. Enrobé bitumineux à froid selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 dans lequel l'émulsion de bitume comprend de 50 à 70% en poids de bitume par rapport 20 à la quantité d'émulsion de bitume, de préférence de 55 à 65%.
7. Enrobé bitumineux à froid selon l'une quelconque des revendications I à 6 dans lequel l'émulsion de bitume comprend en outre au moins un agent tensioactif, en une quantité de préférence de 0,1% à 5% en poids par rapport à la quantité d'émulsion bitumineuse, de préférence de 0,5% à 3%, de préférence de 1% à 2%. 25
8. Enrobé bitumineux à froid selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 dans lequel l'émulsion de bitume présente un indice de rupture mesuré selon la norme NF EN 13075 supérieur ou égal à 100 g/100 g d'émulsion, de préférence supérieur ou égal à 140 g/100 g d'émulsion de bitume.
9. Enrobé bitumineux à froid selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 30 choisi parmi les coulis bitumineux, les enrobés coulés à froid, les graves-émulsion, les bétons bitumineux à froid, de préférence les enrobés coulés à froid. R: ' Bre ets 27600 2 76057 1'E27605ù0804 16-Texte dépôt doc
10. Enrobé coulé à froid selon la revendication 9 présentant un temps de rupture après malaxage supérieur à 40 secondes mesuré selon la norme NF EN 12274-4.
11. Enrobé coulé à froid selon la revendication 9 ou 10 présentant une montée en cohésion mesurée selon la norme NF EN 12274-4 supérieure ou égale à 0,9 N.m, de 5 préférence supérieure ou égale à 1,1 N.m, plus préférentiellement supérieure ou égale à 1,3 N.m.
12. Enrobé coulé à froid selon l'une quelconque des revendications 9 à I1 présentant une résistance à l'abrasion mesurée selon la norme NF EN 12274-5 inféneure ou égale à 25 g/m2, de préférence inférieure ou égale à 5 g/m2, plus préférentiellement 10 inférieure ou égale à 2,5 g/m2.
13. Procédé de préparation d'enrobés bitumineux à froid comprenant : - (i) la fourniture d'un bitume, (ii) la préparation d'une solution émulsifiante, - (iii) le mélange du bitume de l'étape (i) et de la solution émulsifiante de 15 l'étape (ii), - (iv) le mélange de l'émulsion de bitume obtenue à l'étape (iii) avec des granulats, ledit procédé comprenant l'addition d'un ou plusieurs acides gras polymérisés à l'une ou plusieurs des étapes (i) à (iv). 20
14. Procédé de préparation d'enrobés bitumineux à froid selon la revendication 13, en particulier d'enrobés coulés à froid, tels que définis dans les revendications 1 à 12.
15. Utilisation d'un ou plusieurs acides gras polymérisés dans la préparation d'enrobés bitumineux à froid, en particulier d'enrobés coulés à froid tels que définis dans les revendications l à 12. 25 R: 13rev ets'27600l27605TFE127605--080416-Texte dépôt.doc