FR2937059A1 - HIGH MODULE ENROBE BASED ON RECYCLING MATERIALS - Google Patents
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Abstract
La présente invention se rapporte à un enrobé bitumineux à modulé 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 (liant bitumineux résiduel et liant bitumineux d'apport), la teneur en liant bitumineux dans l'enrobé étant comprise entre 5,5 et 6,5% en masse. Les performances de l'enrobé bitumineux sont équivalentes et même supérieures à celles d'une enrobé à module élevé. Les enrobés à module élevé selon l'invention présentent un module de rigidité E , mesuré à 15°C et à 10 Hz, supérieur à 15.10 MPa et une résistance à la fatigue en flexion alternée ε , à 10°C et à 25 Hz, supérieure à 140.10 .The present invention relates to a bituminous mix with a high modulus 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 (residual bituminous binder and bituminous binder), the bituminous binder content in the bitumen being between 5.5 and 6.5% by weight. The performance of the bituminous mix is equivalent to and even higher than that of a high-modulus asphalt mix. The high-modulus mixes according to the invention have a rigidity modulus E, measured at 15 ° C. and at 10 Hz, greater than 15 × 10 MPa and alternating flexural fatigue resistance ε at 10 ° C. and at 25 Hz. greater than 140.10.
Description
ENROBE A MODULE ELEVE A BASE DE MATERIAUX DE RECYCLAGE HIGH MODULE ENROBE BASED ON RECYCLING MATERIALS
DOMAINE TECHNIQUE 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. 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. TECHNICAL FIELD 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 pavement 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.
CONTEXTE TECHNIQUE/ART ANTERIEUR 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. TECHNICAL CONTEXT / PRIOR ART 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.
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 la 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. 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. R Brevets 29200 '_9263 TFE 2_9263--OS 1010-teste dépbt.doc OBJECTIFS 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. 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 the prices of petroleum products, especially bitumen and the development of resources, especially oil, have led tankers and truckers to be interested 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. Thus, 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. R Patents 29200 '_9263 TFE 2_9263 - OS 1010-Test Objective.doc OBJECTIVES In the continuity of its work, the applicant company has applied 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.
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. to 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. 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 15 bitumineux. BREVE 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 20 de granulats neufs et à base de liant bitumineux d'apport, ledit enrobé comprenant au moins 30% 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. L'enrobé bitumineux à module élevé présente un module de rigidité E*, 25 mesuré à 15°C et à 10 Hz, supérieur à 15.103 MPa et une résistance à la fatigue en flexion alternée c6, à 10°C et à 25 Hz, supérieure à 140.10-6. L'enrobé bitumineux à module élevé comprend entre 30 et 70% en masse de fraisats, par rapport à la masse totale de l'enrobé bitumineux. L'enrobé bitumineux à module élevé comprend entre 30 et 70% en masse de 30 granulats neufs, par rapport à la masse totale de l'enrobé bitumineux. Les fraisats ont une teneur en liant bitumineux résiduel, comprise entre 2 et 6% en masse, par rapport à la masse totale des fraisats. Le liant bitumineux résiduel des fraisats, a une pénétrabilité à 25°C comprise entre 5 et 40 1/10 mm, de préférence entre 10 et 30 1/10 mm. 35 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 et 50 1/10 mm, de préférence entre 20 et 30 1/10 mm. R ' Brevets'29200 29263 TFE`29263ù08 101 0-tente dépôt doc 3 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. La teneur en vide selon la norme NF P 98-252 est inférieure ou égale à 5%. 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. BRIEF DESCRIPTION Firstly, 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 based on bituminous binder, said mix comprising at least 30% by weight of blends and 5.5 to 6.5% by weight of bituminous binder (residual bituminous binder and bituminous binder), relative 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 flexural fatigue resistance c 6 at 10 ° C. and 25 Hz. greater than 140.10-6. The high modulus bituminous mix comprises between 30 and 70% by weight of charges, relative to the total weight of the bituminous mix. The high modulus bituminous mix comprises between 30 and 70% by weight of new aggregates, based on 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. The bituminous binder content is between 1 and 5% by weight, based on the total weight of the bituminous mix. The bituminous filler, has a penetration at 25 ° C between 10 and 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.degree. C. of between 10.degree. And 1/10 mm, preferably between 10 and 30 .times.10.sup.-1 mm. 15 and 1/10 mm. The vacuum content according to the NF P 98-252 standard is less than or equal to 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. 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 120°C et 220°C, de préférence entre 160°C et 180°C, d'un liant bitumineux d'apport, de granulats neufs et de fraisats de recyclage. De préférence, les fraisats sont introduits après le mélange des granulats neufs et du liant bitumineux d'apport. 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. Finally, the invention relates to a process for the preparation of a high modulus bituminous mix as defined above, said process comprising mixing, at a temperature of between 120 ° C. and 220 ° C., preferably between 160 ° C. and 180 ° C, a bituminous binder, new aggregates and recycling costs. Preferably, the charges are introduced after the mixing of the new aggregates and the bituminous binder.
DESCRIPTION DETAILLEE 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. DETAILED DESCRIPTION The invention relates to a bituminous mix based on mills, new aggregates and bituminous binder having the performance of a high modulus bituminous mix.
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 : - un module complexe de rigidité mesuré à 15°C, 10 Hz supérieur à 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, - 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), - une teneur en vide inférieure à 10% pour les EME de classe 1 et inférieure à 6% pour les EME de classe 2. 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: - a complex modulus of rigidity measured at 15 ° C, 10 Hz greater than 14 000 MPa, - 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, - a rut depth less than 7,5%; - stripping resistance 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 a sensitivity to water ITSR greater than 70% (NF EN 13108-1), - a void content of less than 10% for EME class 1 and less than 6% for EME class 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. R:`,Brevets,29200 29263 TU 29263--081010-texte dépôt doc 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. 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. 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. 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. La pénétrabilité à 25°C 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. R: Brevets ^_9_20029263 TFE 29263--081010-teste dépôt doc La granulométrie des fraisats est comprise entre 0 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. 5 L'enrobé bitumineux selon l'invention comprend aussi des granulats neufs. 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. Les granulats neufs selon l'invention ont des granulométries usuelles 0/10, l0 0/14, 0/20. La nature chimique des granulats ne pose pas de problèmes particuliers. 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. L'enrobé bitumineux selon l'invention comprend éventuellement une partie 15 de charge minérale de granulométrie inférieure à 63 m 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 l et 3% en masse. Les granulats neufs, la charge d'apport et les fraisats constituent le squelette 20 granulaire de l'enrobé bitumineux. II 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. 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 25 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 30 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 35 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. R Brevets,2920029263 TFE29263--081010-texte dépôt do 6 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. 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 5 norme 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 1 o 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 15 préférence autour de 20 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. 20 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. 25 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. De même la teneur en vide des EME selon la norme NF P 98-252 est inférieure à 5%. 30 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. Pour préparer ces enrobés bitumineux à module élevé, on mélange des 35 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 R_-Brevets 29200 2926} 1FF 29263--081010-texte dépôt doc 160°C et 180°C 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 220°C, de préférence entre 160°C et 180°C, 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 : (i) chauffage des granulats neufs et éventuellement de la charge à une température comprise entre 160°C et 180°C pendant au moins 16 heures, (ii) chauffage des fraisats à une température comprise entre 160°C et 180°C au maximum pendant 8 heures, (iii) mélange des granulats neufs et éventuellement de la charge, à une température comprise entre 160°C et 180°C pendant quelques secondes, (iv) ajout à une température comprise entre 160°C et 180°C du liant bitumineux d'apport au mélange obtenu à l'étape (iii) puis mélange de 5 à 20 10 secondes, (v) ajout des fraisats au mélange obtenu à l'étape (iv) puis mélange de 60 à 90 secondes. These values, and in particular the high values of modulus and fatigue strength, as well as the low rut value, give the EMEs superior mechanical performance compared to most bituminous mixes. R: `, Patents, 29200 29263 TU 29263--081010-text filing doc EMEs thus have the ability to withstand creep and traffic-related efforts and to maintain intact the properties of asphalt asphalt based on the repetition of the application of the charges, which gives the material a great resistance to the phenomenon of fatigue ruin. 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. 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. 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. 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 ° C. of the residual bituminous binder of the charges 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 size 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. 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. The new aggregates according to the invention have usual particle sizes 0/10, 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 portion of mineral filler with 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 3% by weight. The new aggregates, the feedstock and the mills constitute the granular backbone 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 as a mixture. 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 petroleum. 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 can 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 content of bituminous binder is between 1 and 5% by weight, relative to the total weight of the bituminous mix. 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 the NF EN 1426 standard). 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. 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 asphalt mixes particularly good mechanical properties, particularly in rut resistance, fatigue resistance and stiffness 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 stiffness 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 25 ° C. Hz, greater than 140. 10-6. 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 strong and suitable for use in the road industry, for the production of basecoats or pavement layers. To prepare these high modulus bituminous mixes, new aggregates, possibly 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 filler are dried in an oven at a temperature of between 29 ° C and 29 ° 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 the new aggregates, and optionally of the filler, and milling agents, the new aggregates, optionally of the filler, are mixed at a temperature of between 120 ° C. and 220 ° C., preferably between 160 ° C. and 180 ° C. , 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) heating the new aggregates and optionally the charge at a temperature between 160 ° C and 180 ° C for at least 16 hours, (ii) heating the charges to a temperature between 160 ° C and 180 ° C maximum for 8 hours, (iii) mixing the new aggregates and possibly the charge, at a temperature between 160 ° C and 180 ° C for a few seconds, (iv) addition to a temperature of between 160 ° C. and 180 ° C. of the bituminous binder supplying the mixture obtained in step (iii) and then mixing for 5 to 10 seconds, (v) adding the costs to the mixture obtained in step (iv) and then mixture of 60 to 90 seconds.
EXEMPLES 25 On prépare 3 enrobés bitumineux A, B et C selon l'invention et 2 enrobés bitumineux témoins TI et T2 à partir de : - fraisats contenant 5% en masse de liant bitumineux résiduel de pénétrabilité 29 1/10 mm (selon la norme NF EN 1426), - de granulats neufs de granulométrie 0/20 mm conformes à la norme XP P 18-30 540, - de charge calcaire et, de liant bitumineux d'apport de pénétrabilité 12 1/10 mm (selon la norme NF EN 1426). Les enrobés bitumineux sont préparés de la manière suivante : 35 - les fraisats sont portés à la température de 180°C pendant une durée de 8 heures environ, les granulats neufs et la charge calcaire sont portés à la température de 180°C pendant une durée supérieure à 16h, R. Brevets29200 ' 9263 TFE 29263--031010-teste dépôt doc 8 - les granulats neufs et la charge calcaire sont mélangés dans un malaxeur thermorégulé de type LPC 85 L à 180°C pendant 10 secondes, - le liant bitumineux d'apport à 180°C 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 180°C 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. EXAMPLES Three bituminous mixes A, B and C according to the invention were prepared and 2 control bituminous mixes TI and T2 from: - mills containing 5% by weight of residual bituminous binder of penetrability 29 1/10 mm (according to the standard NF EN 1426), - new aggregates with a particle size of 0/20 mm in accordance with the standard XP P 18-30 540, - a calcareous load and a bituminous binder with a penetrability of 12 1/10 mm (according to the NF standard) EN 1426). The bituminous mixes are prepared in the following manner: the charges are brought to the temperature of 180 ° C. for a period of about 8 hours, the new aggregates and the calcareous charge are brought to the temperature of 180 ° C. for a period of time above 16h, R. Patents 29,200,926 TFE 29,263--031010-test deposit doc 8 - the new aggregates and the calcareous filler are mixed in a thermoregulated mixer type LPC 85 L at 180 ° C for 10 seconds, - the bituminous binder 180 ° C supply is added and the bituminous binder / new aggregate / filler blend is mixed at 180 ° C for 10 seconds, the blends are then added and mixed with the bituminous binder additive package. / new aggregates / charge 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 I Enrobé A Enrobé B Enrobé C Enrobé Ti Enrobé T2 Fraisats 48,3% 48,5% 48% 30,4% 64,2% Granulats neufs 46,7% 46,9% 46,4% 64,3% 30,4% Charge calcaire 1,5% 1,5% 1,5% 1,5% 1,5% Liant bitumineux 3,5% 3,1% 4,1% 3,8% 3,9% d'apport Liant bitumineux 5,9% 5,5% 6,5% 5,3% 6,8% (liant bitumineux d'apport + liant bitumineux résiduel) Pénétrabilité à 18 20 16 18 17 25°C du liant bitumineux (1/10 mm) Les performances mécaniques des enrobés bitumineux sont données dans le tableau II ci-dessous et comparées aux performances requises pour obtenir l'appellation 15 Enrobé bitumineux à Module Elevé (EME) : R: Bre.ets 29200 29263 TFEQ9263--081010-texte dépôt doc Tableau II Enrobé Enrobé Enrobé Enrobé Enrobé Normes EME A B C T1 T2 Compactage PCG 3,5 5,0 2,5 5,0 1,5 EME1 : 0 à 10% à 100 girations ou EME2: 0 à 6% teneur en vide (%)(1) Essai Duriez à 0,90 0,85 0,95 0,80 0,87 EME1 : > 0,70 18°C (2) EME2: > 0,75 Essai d'orniérage 1,7% 2% 4% 0,9% 3% < 7,5% (%)( Essai de module 19 100 15 600 15 200 13 940 12 500 > 14 000 complexe à 15°C et 10 Hz (MPa) (4) Essai de fatigue 160 140 180 113 ! 142 EME1 > 100 ( def) (5) EME2 > 130 (1) 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. (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. (3) Essai de résistance à l'orniérage 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. (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. (5) 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. 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. . 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. R: Brevets29200'29263 TFE 29_63ùO8 I010-texte dépôt doc 9 10 Les essais d'orniérage 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. 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 norme 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. 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. Les enrobés bitumineux TI 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 terme 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. Table I Covered A Covered B Covered C Covered Ti Covered T2 Covered 48.3% 48.5% 48% 30.4% 64.2% New Aggregates 46.7% 46.9% 46.4% 64.3% 30 , 4% Calcium load 1.5% 1.5% 1.5% 1.5% 1.5% Bituminous binder 3.5% 3.1% 4.1% 3.8% 3.9% intake Bituminous binder 5.9% 5.5% 6.5% 5.3% 6.8% (bituminous binder + residual bituminous binder) Penetration at 18 20 16 18 17 25 ° C of the bituminous binder (1/10 mm) The mechanical performance of bituminous mixes is given in Table II below and compared to the performance required to obtain the designation 15 High Modulus Asphalt (EME): R: Bre.ets 29200 29263 TFEQ9263--081010-text deposition doc Table II Coated Coated Coated Coated Coated Standards EME ABC T1 T2 Compaction PCG 3.5 5.0 2.5 5.0 1.5 EME1: 0 to 10% at 100 girations or EME2: 0 to 6% void content (%) (1) Duriez test at 0.90 0.85 0.95 0.80 0.87 EME1:> 0.70 18 ° C (2) EME2:> 0.75 Rutting test 1.7% 2% 4% 0.9% 3% <7.5% (%) (modulative test) e 19 100 15 600 15 200 13 940 12 500> 14000 complex at 15 ° C and 10 Hz (MPa) (4) Fatigue test 160 140 180 113! 142 EME1> 100 (def) (5) EME2> 130 (1) Gyratory 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) Water stripping resistance test according to standard NF P 98-251-1, reflects the adhesion between the bituminous binder and the aggregates. (3) Rutting resistance test 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) 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. (5) Fatigue test by 2-point bending according to standard NF P 98-261-1 or NF EN 12697-24, reflects the capacity of the bituminous mix to maintain intact the properties of the bituminous mix in function of the repetition of the application of the charges. 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 rutting tests give rut values of 0.9 to 4% with respect to the thickness of the test piece (10 cm), that is to say 0, 9 to 4 mm. All bituminous mixes meet the EME standard and therefore have good hot performance. 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. In fact, the bituminous control mix T2, which is too rich in binder, does not meet the standard, since it has a modulus of 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. 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 bituminous Ti too poor in binder that has a low resistance to fatigue, the other bituminous mixes have a significantly higher fatigue behavior. The bituminous mixes TI and T2 whose binder content 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 bituminous mixes according to the invention whose bituminous binder content has been adjusted simultaneously exhibit good behavior in terms 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 : R Brevets 29200 29263 TFE 29263--081010-teste dépôt doc 11 - 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 5 n'étant pas collées. Asphalt mixes A and T2 were then compared using the French pavement design method developed by SETRA using the 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 asphalt mix, the following assumptions are made: R Patents 29200 29263 TFE 29263--081010-test deposit doc 11 - a traffic of 600 trucks per day for 30 years with an annual geometric increase of 2%, - a road structure comprising a thickness in cm x of asphalt on a platform support PF3 of 120 MPa lift, the mix and the platform 5 not being bonded.
Tableau III Enrobé A Enrobé T2 Module complexe à 15°C et 10 Hz (MPa) (4) 19 100 12 500 Module complexe à 10°C et 10 Hz (MPa) (4) 22 300 14 280 Fatigue ( def) (5) 160 142 Pente de la droite de fatigue (5) 8,47 5 SN (5) 0,211 0,211 Pour un trafic de 600 poids lourds par jour pendant 30 ans, le logiciel 10 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 15 permet donc de réduire significativement l'épaisseur de la chaussée, tout en étant aussi résistant. R Brevets 29'00'_92( TF[ 29 6?--OS 1010-teste dépct doc Table III Coated A Coated T2 Complex module at 15 ° C and 10 Hz (MPa) (4) 19 100 12 500 Complex module at 10 ° C and 10 Hz (MPa) (4) 22 300 14 280 Fatigue (def) (5) ) 160 142 Slope of the fatigue line (5) 8,47 5 SN (5) 0,211 0,211 For a traffic of 600 trucks per day for 30 years, the software 10 Alizé gives a thickness of asphalt x of 12 cm for asphalt A. Under the same traffic conditions, the thickness x of the asphalt T2 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 asphalt T2 under the same conditions. The asphalt A according to the invention therefore makes it possible to significantly reduce the thickness of the roadway while being also resistant. R Patents 29'00'_92 (TF [29 6? - OS 1010-tests doc doc
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