FR2994429A1 - Mastic asphalt composition, useful in coating of lanes used for light and heavy vehicles and pedestrians e.g. city sidewalks, comprises hydrocarbon binder, inorganic fillers, and lightweight aggregates - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne de façon générale une composition d'asphalte coulé pour construire des revêtements de voies de circulation à propriétés adhérentes, ladite composition comprenant des granulats légers de faible densité réelle.The present invention generally relates to a cast asphalt composition for constructing taxiway pavements with adherent properties, said composition comprising lightweight aggregates of low real density.
Dans le domaine routier, un asphalte coulé est classiquement un matériau dense et exempt de porosité comprenant un liant, généralement de type bitumineux, et des charges minérales constituées de fines de granulométrie inférieure à 63pm, de sable de granulométrie comprise entre 63pm et 2mm, et de gravillons de granulométrie comprise entre 2mm et 14mm environ. La composition en charges minérales est choisie de manière à minimiser les vides du squelette minéral (le squelette minéral étant constitué des charges minérales, fines incluses). La teneur volumétrique en liant dépend du volume des vides du squelette minéral. L'asphalte coulé est fabriqué par mélange progressif des différentes charges minérales dans le liant porté en phase liquide par élévation de température, et par malaxage en continu du mélange afin de maintenir son homogénéité. Le mélange homogène est ensuite coulé à chaud et se solidifie par simple refroidissement. Le revêtement d'asphalte coulé ainsi obtenu est utilisable en l'état et sans compactage complémentaire. Les propriétés mécaniques du revêtement d'asphalte coulé dépendent des pourcentages et de la nature des différents composants (charges minérales et liant). En effet, le dosage entre les quantités de liant et de charges minérales confère à l'asphalte coulé ses trois propriétés fondamentales que sont la faculté d'être coulé à chaud, l'étanchéité et la résistance à l'usure. Suivant ses propriétés mécaniques, le revêtement d'asphalte coulé peut constituer un revêtement particulièrement adapté aux utilisations suivantes : - voies de circulation pour véhicules légers et lourds (revêtements de chaussée, parking, rampes, et sols industriels par exemples), - voies de circulation pour piétons (trottoirs de ville, allées piétonnières, et terrasses par exemples), - couches de protection des étanchéités de terrasses de bâtiments ou d'ouvrage de génie civil. Les revêtements d'asphalte coulé à l'état neuf et sans aucun traitement de surface peuvent présenter une surface lisse et glissante pouvant engendrer des chutes d'usagers (piétons, cyclistes, skateboarders...). Cet inconvénient est particulièrement observé durant les premières semaines ou les premiers mois après l'application du revêtement d'asphalte coulé car avec le temps et l'usage, la surface du revêtement d'asphalte coulé subit une abrasion naturelle liée aux passages des usagers et/ou aux intempéries qui engendre une augmentation de son adhérence. La surface lisse et la glissance d'un revêtement d'asphalte coulé à l'état neuf tient au fait de la présence d'une fine couche de mastic bitumineux (mélange liant plus f iller) en surface du revêtement, la plupart des agrégats étant recouverts par cette fine couche de mastic. Dans le domaine routier, plusieurs techniques ont été développées pour remédier au problème de glissance d'un revêtement d'asphalte coulé à l'état neuf en augmentant l'adhérence de sa surface. On peut par exemple saupoudrer de manière éparse de gros granulats, tels que des gravillons de granulométrie 2/4, à la surface de l'asphalte encore chaud. La présence de gravillons faisant saillie à la surface du revêtement d'asphalte neuf augmente l'adhérence de la surface dudit revêtement et diminue sa glissance. Même si par la suite les gravillons se déchaussent du fait d'une abrasion naturelle liée à l'usage, cette abrasion aura en général permis d'augmenter de façon satisfaisante l'adhérence du revêtement. Toutefois, la technique du saupoudrage a pour inconvénient d'engendrer des surfaces hétérogènes et inesthétiques. On peut aussi citer la technique du talochage ou du balayage qui consiste à appliquer en surface de l'asphalte encore chaud des petits granulats tels que des sablons siliceux secs et fins ayant une granulométrie de 0,1 à 1mm. Cette technique permet une meilleure homogénéité et adhérence de la surface du revêtement d'asphalte par rapport à la technique du saupoudrage de gravillons. Toutefois la technique du talochage ou du balayage requiert une parfaite maîtrise pour ne pas créer des plis en surface ou des zones non sablées qui dégraderaient fortement l'esthétisme du revêtement. Une autre technique qui est décrite dans le brevet FR2774090 consiste à augmenter la densité du mastic (mélange liant plus filler) de la composition d'asphalte de façon à ce que les gravillons soient plus légers que le mastic et qu'ils apparaissent en surface du revêtement d'asphalte. Cette technique permet d'augmenter l'adhérence de la surface du revêtement d'asphalte mais elle a pour désavantage d'être coûteuse. D'autres techniques comme le grenaillage ou le sablage sous pression consistent à effectuer un traitement mécanique après refroidissement du revêtement d'asphalte coulé. Le sablage présente l'inconvénient de générer beaucoup de salissures lors du traitement. Le grenaillage peut parfois laisser apparaître un phénomène de « lignage » au croisement des passes. Par ailleurs, ces techniques ont pour inconvénient d'être coûteuses. Un des buts de l'invention est donc de formuler des compositions d'asphalte coulé qui permettent d'obtenir des revêtements d'asphalte ayant en outre des propriétés adhérentes améliorées à l'état neuf, des propriétés mécaniques satisfaisantes, une surface homogène et un faible coût. L'invention concerne une composition d'asphalte coulé comprenant en masse par rapport à sa masse totale au moins (i) 5 à 20% d'un liant hydrocarboné, (ii) 75 à 94,5% de charges minérales, caractérisée en ce qu'elle comprend (iii) 0,5 à 20 (3/0 de granulats légers de densité réelle inférieure à 1,5. Dans des modes de réalisation préférés, la composition d'asphalte coulé selon l'invention présente les caractéristiques suivantes seules ou en combinaison : - les granulats légers ont une granulométrie inférieure à 8mm, de préférence inférieure à 4mm, et mieux encore inférieure à 2mm ; - les granulats légers ont une densité réelle comprise entre 0,5 et 1,5; - les granulats légers représentent 0,5 à 20%, de préférence 1 à 5% en masse de la masse totale de la composition; - les granulats légers sont choisis parmi les argiles expansés, les schistes expansés, les grains ou billes de verre recyclé expansé, les grains ou billes de polymères non fusibles à la température de mise en oeuvre de l'asphalte coulé, notamment à une température allant de 160-230°C, de préférence à une température supérieure à 160°C; - les granulats légers sont des billes d'argile expansée ou des billes de verre recyclé expansé de granulométrie inférieure à 2mm; - le liant hydrocarboné représente 5 à 20%, de préférence 6 à 9%, en masse de la masse totale de la composition ; - le liant hydrocarboné est un liant bitumineux pur ou modifié ou dur choisi de préférence parmi les liants bitumineux de classe inférieure à 70-100, c'est-à-dire parmi les liants ayant une pénétrabilité à 25°C mesurée selon la norme NF EN 1426 inférieure à 100 1/10è" mm; - les fines représentent 20 à 40%, de préférence 20 à 35%, en masse de la masse totale de la composition ; - les fines peuvent être de toute nature minérale, de préférence de type calcaire; - les gravillons représentent 20 à 55%, de préférence 25 à 45 (3/0 en masse de la masse totale de la composition ; - les gravillons sont de préférence choisis parmi les granulométries pour lesquelles la dimension la plus grande D est comprise entre 4 et 14 mm ; - les sables représentent 15 à 45%, de préférence 20 à 40%, en masse de la masse totale de la composition ; - les sables sont de préférence des sables semi concassés ou roulés de granulométrie 0/4 ou 0/2. La nature et les proportions des différents composants de la composition d'asphalte selon l'invention sont choisies de préférence selon les spécifications de la norme EN 13108-6 de façon à obtenir un revêtement d'asphalte ayant les propriétés mécaniques recherchées, c'est-à-dire les propriétés mécaniques adaptées aux conditions climatiques, aux charges de trafic, aux types de charges, et à l'usage. L'invention concerne également un revêtement de voies de circulation présentant des propriétés d'adhérence, telles qu'une route, une piste cyclable, ou une voie piétonnière, ledit revêtement étant obtenu à partir d'une composition d'asphalte coulé selon l'invention. Les granulats légers sont répartis à la surface du revêtement de voies de circulation selon l'invention; ils font ainsi saillis à la surface dudit revêtement. De manière avantageuse, les granulats légers sont répartis de façon homogène à la surface du revêtement de voies de circulation selon l'invention. De préférence, l'adhérence de la surface du revêtement de voies de circulation à l'état neuf selon l'invention présente une valeur normalisée selon la norme NF EN 14231 supérieur à 30.In the road domain, a mastic asphalt is conventionally a dense and porosity-free material comprising a binder, generally of bituminous type, and mineral fillers consisting of fines having a particle size of less than 63 μm, and sand having a particle size of between 63 μm and 2 mm, and gravel of particle size between 2mm and 14mm approximately. The composition in mineral fillers is chosen so as to minimize the voids of the mineral skeleton (the mineral skeleton being constituted by mineral fillers, including fines). The volumetric content of the binder depends on the volume of the voids of the mineral skeleton. The mastic asphalt is manufactured by gradually mixing the various mineral fillers in the binder carried in the liquid phase by raising the temperature, and by continuously mixing the mixture in order to maintain its homogeneity. The homogeneous mixture is then hot cast and solidifies by simple cooling. The mastic asphalt coating thus obtained is usable in the state and without complementary compaction. The mechanical properties of the cast asphalt pavement depend on the percentages and nature of the various components (mineral fillers and binder). Indeed, the dosage between the amounts of binder and mineral fillers gives the mastic asphalt its three fundamental properties are the ability to be hot cast, sealing and wear resistance. Depending on its mechanical properties, the cast asphalt pavement may be a coating particularly suitable for the following uses: - traffic lanes for light and heavy vehicles (road surfaces, car parks, ramps, and industrial floors for example), - taxiways for pedestrians (city sidewalks, pedestrian walkways, and terraces for example), - protective layers of the seals of terraces of buildings or civil engineering works. Asphalt pavements poured in new condition and without any surface treatment can present a smooth and slippery surface that can cause falls of users (pedestrians, cyclists, skateboarders ...). This disadvantage is particularly observed during the first weeks or months after the application of the mastic asphalt coating because with time and use, the surface of the mastic asphalt coating undergoes a natural abrasion related to the passage of users and / or weather that causes an increase in its adhesion. The smooth surface and slipperiness of a newly cast asphalt pavement is due to the presence of a thin layer of bituminous mastic (binder mixture plus f iller) at the surface of the pavement, most of the aggregates being covered by this thin layer of mastic. In the road domain, several techniques have been developed to overcome the slip problem of a new asphalt coating by increasing the adhesion of its surface. For example, large aggregates, such as chippings of 2/4 particle size, may be sprinkled on the surface of the hot asphalt. The presence of gravel protruding from the surface of the new asphalt coating increases the adhesion of the surface of said coating and decreases its slipperiness. Even if afterwards the chippings are removed because of a natural abrasion associated with the use, this abrasion will generally have made it possible to increase satisfactorily the adhesion of the coating. However, the dusting technique has the disadvantage of generating heterogeneous and unsightly surfaces. We can also mention the technique of float or sweep which consists in applying the surface of hot asphalt small aggregates such as fine dry silica sand with a particle size of 0.1 to 1 mm. This technique allows a better homogeneity and adhesion of the surface of the asphalt coating compared to the dusting technique of gravel. However, the technique of float or sweep requires perfect control not to create folds on the surface or unsanded areas that degrade the aestheticism of the coating. Another technique which is described in the patent FR2774090 consists in increasing the density of the mastic (binding mixture plus filler) of the asphalt composition so that the chippings are lighter than the mastic and they appear on the surface of the asphalt pavement. This technique increases the adhesion of the surface of the asphalt coating but it has the disadvantage of being expensive. Other techniques, such as shot blasting or sand blasting, involve mechanical treatment after cooling the poured asphalt coating. Sandblasting has the disadvantage of generating a lot of soiling during the treatment. Shotblasting can sometimes reveal a phenomenon of "lineage" at the crossing of the passes. Moreover, these techniques have the disadvantage of being expensive. One of the aims of the invention is therefore to formulate cast asphalt compositions which make it possible to obtain asphalt coatings having, in addition, improved adhesion properties in new condition, satisfactory mechanical properties, a homogeneous surface and a uniform surface. low cost. The invention relates to a cast asphalt composition comprising, by weight with respect to its total mass, at least (i) 5 to 20% of a hydrocarbon binder, (ii) 75 to 94.5% of mineral fillers, characterized in that it comprises (iii) 0.5 to 20% of light aggregates of actual density less than 1.5 In preferred embodiments, the mastic asphalt composition according to the invention has the following characteristics only. or in combination: the light granulates have a particle size of less than 8 mm, preferably less than 4 mm, and better still less than 2 mm, the light aggregates have a specific gravity of between 0.5 and 1.5; represent 0.5 to 20%, preferably 1 to 5% by weight of the total mass of the composition, - light aggregates are chosen from expanded clays, expanded shales, expanded recycled glass grains or beads, grains or non-fusible polymer beads s at the temperature of use of the mastic asphalt, in particular at a temperature ranging from 160-230 ° C, preferably at a temperature above 160 ° C; the light aggregates are expanded clay beads or expanded recycled glass beads with a particle size of less than 2 mm; the hydrocarbon-based binder represents 5 to 20%, preferably 6 to 9%, by mass of the total mass of the composition; the hydrocarbon binder is a pure or modified or hard bituminous binder preferably chosen from bituminous binders of class less than 70-100, that is to say from binders having a penetrability at 25 ° C. measured according to the NF standard EN 1426 less than 100 1/10 -6 mm, the fines represent 20 to 40%, preferably 20 to 35%, by mass of the total mass of the composition, the fines may be of any mineral nature, preferably calcareous type - chippings represent 20 to 55%, preferably 25 to 45% (3/0 by weight of the total mass of the composition, - the chippings are preferably chosen from the particle sizes for which the largest dimension D is between 4 and 14 mm, the sands represent 15 to 45%, preferably 20 to 40%, by weight of the total mass of the composition, the sands are preferably semi-crushed or rolled sands of 0/4 particle size. or 0/2 Nature and proportion s of the various components of the asphalt composition according to the invention are preferably chosen according to the specifications of the EN 13108-6 standard so as to obtain an asphalt coating having the desired mechanical properties, that is to say mechanical properties adapted to climatic conditions, traffic loads, types of loads, and use. The invention also relates to a taxiway liner having adhesion properties, such as a road, a bicycle lane, or a pedestrian route, said liner being obtained from a cast asphalt composition according to the present invention. invention. The light aggregates are distributed on the surface of the taxiway lining according to the invention; they thus protrude on the surface of said coating. Advantageously, the light aggregates are distributed homogeneously on the surface of the lane lining according to the invention. Preferably, the adhesion of the surface of the lining of traffic lanes in the new state according to the invention has a value standardized according to standard NF EN 14231 greater than 30.
Par « composition d'asphalte coulé », on entend le mélange des différents composants d'un asphalte coulé avant leur mise en oeuvre par coulée à chaud pour former un revêtement d'asphalte. Par « revêtement », on entend ainsi le matériau refroidi obtenu après la mise en oeuvre (malaxage et coulée) de la composition d'asphalte coulé.By "cast asphalt composition" is meant the mixing of the various components of a cast asphalt prior to their use by hot casting to form an asphalt coating. By "coating" is meant the cooled material obtained after the implementation (kneading and casting) of the cast asphalt composition.
Par « propriétés adhérentes », on entend les propriétés de la surface du revêtement soumise à la circulation qui limite le mouvement relatif entre l'aire de contact de la semelle de chaussure d'un piéton (glissement) ou d'un pneumatique de véhicule (dérapage) et cette surface. Le liant hydrocarboné selon l'invention est choisi parmi les liants hydrocarbonés à base essentiellement de bitume ou les liants de synthèse confectionnés à partir de matières premières d'origine pétrolière ou issues de la biomasse, et classiquement utilisés pour réaliser des couches et/ou revêtements de construction routière et/ou de génie civil. Les bitumes de l'invention peuvent être préparés par toute technique conventionnelle. Selon la présente invention, le bitume est un mélange de matières hydrocarbonées d'origine naturelle issues de la fraction lourde obtenue lors de la distillation du pétrole, ou provenant de gisements naturels se présentant sous forme solide (asphalte naturel) ou liquide, de densité comprise entre 0,8 et 1,2. Selon l'invention, le bitume peut être un « bitume pigmentable », c'est-à-dire un bitume obtenu après élimination des asphaltènes de la fraction lourde (celle-ci étant constituée d'huiles visqueuses de teinte noire). Un « bitume pigmentable » peut être coloré en y ajoutant divers pigments. Selon l'invention, le bitume peut aussi être un « bitume clair », c'est-à-dire un mélange clair d'huiles et de résines ou d'huiles claires et d'élastomères, substituable au bitume dans les asphaltes coulés. Un « bitume clair » avec l'utilisation de pigments adaptés permet d'obtenir des asphaltes coulés de colorations variées. Sont également admis comme bitumes au sens de l'invention les liants d'origine végétale tel que le Végécol®, commercialisé par la société Colas et décrit dans la demande de brevet FR 2 853 647, les liants de synthèse d'origine pétrolière tels que la gamme des liants Bituclair® commercialisée par la société Colas, les liants d'origine végétale et pétrolière tels que les liants Vegeclair® commercialisés par la société Colas, les bitumes modifiés par incorporation d'additifs de toute nature tels que des additifs en vue d'améliorer les caractéristiques d'adhésivité par incorporation d'élastomères, sous forme de poudrette de caoutchouc ou autre, ou bien encore les bitumes améliorés par l'addition de polymères de différents types, tels que des copolymères d'éthylène et d'acétate de vinyle, ou des copolymères statistiques ou à blocs de styrène et de diènes conjugués, par exemple les copolymères à blocs SBS. Il est également possible d'utiliser des mélanges de bitumes de différents types. Dans un mode de réalisation préféré, le liant hydrocarboné est un bitume pur conforme à la norme NF EN 12591 ; il est choisi parmi les grades 20-30, 30-45, 35- 50, 40-60, 50-70, 70-100, 100-150, 160-220, 250-330, de préférence parmi les grades inférieurs à 70-100, par exemples parmi les grades 20-30, 30-45, 35-50, 4060, 50-70 et 70-100. Les chiffres de chacun de ces grades correspondent à la gamme de pénétrabilité mesurée selon la norme NF EN 1426. Dans un autre mode de réalisation préféré, le liant hydrocarboné est un bitume modifié par des polymères et conforme à la norme EN 14023. Le bitume modifié est choisi parmi les grades 10- 40, 25-55, 45-80, 40-100, 65-105, 75-130, 90-150, 120-200, 200-300, et mieux encore il est choisi parmi les grades inférieurs à 70-100, par exemples parmi les grades 10-40, 25-55 et 45-80. Dans un mode particulier de réalisation, le liant hydrocarboné est un bitume dur conforme à la norme EN 13924; il est choisi parmi les grades 10-20 et 15-25. Le liant hydrocarboné selon l'invention représente 5 à 20%, de préférence 5 à 10%, et mieux encore 6 à 9%, en masse de la masse totale de la composition. La teneur en liant est choisie en fonction des pourcentages de vides du squelette minéral (fines, sables et gravillons) et des granulats légers de la composition d'asphalte selon l'invention, et aussi en fonction de l'usage souhaité de cette composition. La teneur en liant est par exemple choisie selon les spécifications de la norme NF EN 13108-6. Les charges minérales selon l'invention ont une densité réelle supérieure à 1,5. Les charges minérales selon l'invention représentent par exemples 70 à 94,5%, 15 75 à 94%, 75 à 94,5%, 71 à 93,5 (3/0, 85 à 94%, 86 à 93% en masse de la masse totale de la composition. Les charges minérales selon l'invention sont choisies parmi les fines, les fillers, les sables et les gravillons. Les fines, les fillers, les sables et les gravillons sont des granulats répondant de préférence aux spécifications de la norme NF EN 13043. 20 Un granulat peut être naturel, artificiel ou recyclé. Le granulat naturel est un granulat d'origine minérale n'ayant subi aucune transformation autre que mécanique. Le granulat artificiel est un granulat d'origine minérale résultant d'un procédé industriel comprenant des transformations thermiques ou autres. Les granulats sont généralement désignés en termes de dimensions inférieure (d) et supérieure (D) de 25 tamis, exprimées sous forme « d/D » correspondant à la classe granulaire. Cette désignation admet que des grains puissent être retenus sur le tamis supérieur (refus sur D) et que d'autres puissent passer au travers du tamis inférieur (passant à d). Les granulats sont des grains de dimensions comprises entre 0 et 125mm. Les fines sont une fraction granulaire d'un granulat qui passe au tamis de 0,063 mm. Un filler est un 30 granulat dont la plupart des grains passe au tamis de 0,063 mm ; il peut être ajouté aux matériaux de construction pour leur conférer certaines propriétés. Les sables sont des granulats 0/2 selon la norme NF EN 13043 pour les mélanges bitumineux. Les gravillons sont des granulats pour lesquels 2 < D <45 mm et d >2 mm selon la norme NF EN 13043 pour les mélanges bitumineux et enduits."Adherent properties" means the properties of the surface of the traffic liner which restricts the relative movement between the contact area of the shoe sole of a pedestrian (slip) or a vehicle tire ( skid) and this surface. The hydrocarbon binder according to the invention is chosen from hydrocarbon binders essentially based on bitumen or synthetic binders made from raw materials of petroleum origin or from biomass, and conventionally used to produce layers and / or coatings. road construction and / or civil engineering. The bitumens of the invention may be prepared by any conventional technique. According to the present invention, the bitumen is a mixture of hydrocarbon materials of natural origin resulting from the heavy fraction obtained during the distillation of petroleum, or coming from natural deposits in solid (natural asphalt) or liquid form, with a density of between 0.8 and 1.2. According to the invention, the bitumen may be a "pigmentable bitumen", that is to say a bitumen obtained after removal of asphaltenes from the heavy fraction (the latter consisting of viscous oils of black hue). A "pigmentable bitumen" can be colored by adding various pigments. According to the invention, the bitumen can also be a "clear bitumen", that is to say a clear mixture of oils and resins or clear oils and elastomers, substitutable for bitumen in poured asphalts. A "clear bitumen" with the use of suitable pigments makes it possible to obtain poured asphalts of various colors. Bitumen within the meaning of the invention are also admitted binders of plant origin such as Vegecol®, marketed by Colas and described in patent application FR 2 853 647, synthetic binders of petroleum origin such as the range of Bituclair® binders sold by Colas, binders of vegetable and petroleum origin such as Vegeclair® binders marketed by Colas, bitumens modified by incorporation of additives of any kind such as additives for to improve the adhesiveness characteristics by incorporation of elastomers, in the form of rubber crumb or the like, or else the bitumens improved by the addition of polymers of different types, such as copolymers of ethylene and acetate of vinyl, or random or block copolymers of styrene and conjugated dienes, for example SBS block copolymers. It is also possible to use mixtures of bitumens of different types. In a preferred embodiment, the hydrocarbon binder is a pure bitumen in accordance with standard NF EN 12591; it is selected from grades 20-30, 30-45, 35-50, 40-60, 50-70, 70-100, 100-150, 160-220, 250-330, preferably from grades below 70 -100, for example among the grades 20-30, 30-45, 35-50, 4060, 50-70 and 70-100. The figures for each of these grades correspond to the range of penetrability measured according to standard NF EN 1426. In another preferred embodiment, the hydrocarbon binder is a bitumen modified with polymers and complies with the standard EN 14023. The modified bitumen is selected from grades 10-40, 25-55, 45-80, 40-100, 65-105, 75-130, 90-150, 120-200, 200-300, and more preferably is selected from grades less than 70-100, for example among grades 10-40, 25-55 and 45-80. In a particular embodiment, the hydrocarbon binder is a hard bitumen in accordance with EN 13924; he is chosen from grades 10-20 and 15-25. The hydrocarbon binder according to the invention represents 5 to 20%, preferably 5 to 10%, and more preferably 6 to 9% by weight of the total mass of the composition. The binder content is chosen according to the void percentages of the mineral skeleton (fines, sands and chippings) and light aggregates of the asphalt composition according to the invention, and also according to the desired use of this composition. The binder content is for example chosen according to the specifications of standard NF EN 13108-6. The mineral fillers according to the invention have a real density greater than 1.5. The inorganic fillers according to the invention are, for example, 70 to 94.5%, 75 to 94%, 75 to 94.5%, 71 to 93.5 (3/0, 85 to 94%, 86 to 93% by weight). mass of the total mass of the composition The mineral fillers according to the invention are chosen from fines, fillers, sands and chippings.The fines, fillers, sands and chippings are aggregates preferably meeting the specifications. of NF EN 13043. A granulate may be natural, artificial or recycled The natural granulate is a granulate of mineral origin which has not undergone any transformation other than mechanical The artificial granulate is a granulate of mineral origin resulting from An industrial process comprising thermal or other transformations Aggregates are generally referred to in terms of the lower (d) and upper (D) dimensions of sieves, expressed as "d / D" corresponding to the granular class. that grains can be retained on the upper sieve (refusal on D) and others can pass through the lower sieve (going to d). Aggregates are grains of dimensions between 0 and 125mm. The fines are a granular fraction of a granulate that passes through a sieve of 0.063 mm. A filler is a granulate, most grains of which pass through a 0.063 mm sieve; it can be added to building materials to give them certain properties. The sands are 0/2 aggregates according to standard NF EN 13043 for bituminous mixtures. Chippings are aggregates for which 2 <D <45 mm and d> 2 mm according to standard NF EN 13043 for bituminous mixtures and coatings.
Selon l'invention, les fines sont de toute nature minérale. Elles sont de préférence choisies parmi les fillers de type calcaire. La granulométrie des fines selon l'invention est de préférence inférieure à 63pm. Les fines représentent 20 à 40%, de préférence 20 à 35%, en masse de la masse totale de la composition d'asphalte selon l'invention, notamment lorsqu'elles sont des fillers de type calcaire. Selon l'invention, les sables sont de préférence choisis parmi les sables semi concassés ou roulés. La granulométrie des sables selon l'invention est de préférence comprise entre 63um et 2mm. Les sables sont de préférence choisis parmi les granulométries 0/4 et 0/2 en particulier lorsque les sables sont des sables semi concassés ou roulés. Les sables représentent 15 à 45%, de préférence 20 à 40%, en masse de la masse totale de la composition d'asphalte selon l'invention, notamment lorsqu'ils sont des sables semi concassés de granulométrie 0/4 et/ou 0/2. Selon l'invention, les gravillons sont choisis parmi les gravillons de toute nature géologique de densité supérieure à 1,5. La granulométrie des gravillons selon l'invention est comprise entre 2mm et 14mm. Les gravillons sont de préférence choisis parmi les granulométries 2/6, 4/6, 6/10, et 10/14. Les gravillons représentent 20 à 55%, de préférence 25 à 45% en masse de la masse totale de la composition d'asphalte selon l'invention, notamment lorsqu'ils sont de granulométrie 2/6 et/ou 4/6 et/ou 6/10 et/ou 10/14.According to the invention, the fines are of any mineral nature. They are preferably chosen from calcareous fillers. The granulometry of the fines according to the invention is preferably less than 63 μm. The fines represent 20 to 40%, preferably 20 to 35% by weight of the total mass of the asphalt composition according to the invention, especially when they are calcareous type fillers. According to the invention, the sands are preferably chosen from semi-crushed or rolled sands. The granulometry of the sands according to the invention is preferably between 63um and 2mm. The sands are preferably selected from 0/4 and 0/2 granulometries, in particular when the sands are semi-crushed or rolled sands. The sands represent 15 to 45%, preferably 20 to 40%, by mass of the total mass of the asphalt composition according to the invention, especially when they are semi-crushed sand of particle size 0/4 and / or 0 / 2. According to the invention, the chippings are chosen from chippings of any geological nature with a density greater than 1.5. The particle size of the chippings according to the invention is between 2mm and 14mm. The chippings are preferably selected from the particle sizes 2/6, 4/6, 6/10, and 10/14. The chippings represent 20 to 55%, preferably 25 to 45% by weight of the total mass of the asphalt composition according to the invention, especially when they have a particle size of 2/6 and / or 4/6 and / or 6/10 and / or 10/14.
Selon l'invention, les granulats légers sont des granulats ayant une densité réelle inférieure à celle du mastic (mélange liant plus filler) de la composition d'asphalte coulé, de manière avantageuse à une température allant de 160 à 230°C, c'est-à-dire à une température conventionnelle de coulée d'un asphalte. Ainsi, dès l'application de la composition d'asphalte selon l'invention, les granulats légers remontent à la surface du revêtement d'asphalte ainsi formé et se retrouvent immobilisés à la surface du revêtement une fois celui-ci refroidi. Dans un mode préféré de réalisation, la composition d'asphalte coulé selon l'invention comprend des granulats légers de densité réelle inférieure à 1,5, de préférence comprise entre 0,5 et 1,5, représentant 0,5 à 20%, de préférence 1 à 5%, en masse de la masse totale de la composition. Par densité réelle, on entend la densité d'un seul granulat et non pas la densité d'un volume de granulats. En effet, la densité d'un volume de granulats correspond à la densité apparente, et celle-ci inclut le volume des vides. La densité réelle est mesurée par toutes techniques conventionnelles connues, par exemple par pesée comparative d'un granulat d'un volume donné avec le même volume en eau.According to the invention, the light aggregates are aggregates having a lower specific gravity than the mastic (binder mixture plus filler) of the mastic asphalt composition, advantageously at a temperature ranging from 160 to 230 ° C, that is, at a conventional casting temperature of an asphalt. Thus, from the application of the asphalt composition according to the invention, the light aggregates go back to the surface of the asphalt coating thus formed and are found immobilized on the surface of the coating once it has cooled. In a preferred embodiment, the cast asphalt composition according to the invention comprises light aggregates with a real density of less than 1.5, preferably between 0.5 and 1.5, representing 0.5 to 20%, preferably 1 to 5% by weight of the total mass of the composition. By actual density is meant the density of a single granulate and not the density of a volume of aggregates. Indeed, the density of a volume of aggregates corresponds to the apparent density, and this includes the volume of the voids. The actual density is measured by any known conventional techniques, for example by comparative weighing of a granulate of a given volume with the same volume of water.
Les granulats légers selon l'invention sont choisis parmi les argiles expansés, les schistes expansés, les grains ou billes de verre recyclé expansé, les grains ou billes de polymères non fusibles à la température de mise oeuvre de l'asphalte coulé. La température de mise en oeuvre de l'asphalte coulé allant classiquement de 160°C à 230°C, les grains ou billes de polymères selon l'invention sont de préférence non fusibles dans une gamme de température allant de 160°C à 230°C, ou encore de 190°C à 250°C. En particulier, la température de fusion des grains ou billes de polymères selon l'invention est supérieure à la température de mise en oeuvre de l'asphalte coulé selon l'invention. La température de fusion des grains ou billes de polymères selon l'invention est notamment supérieure à 160°C, ou supérieure à 170°C, ou supérieure à 180°C, ou supérieure à 190°C, ou supérieure à 200°C, voire supérieure à 230°C, par exemple supérieure à 250°C, et est choisie par l'homme du métier selon les conditions spécifiques, en particulier selon la température, de mise en oeuvre de l'asphalte coulée. Par exemple, la température de mise en oeuvre de l'asphalte coulée est de 195°C, et la température de fusion des grains ou billes de polymères est supérieure à 195°C. Les granulats légers selon l'invention peuvent être concassés par toutes méthodes connues afin d'obtenir la granulométrie souhaitée. Dans un mode préféré de réalisation de l'invention, la granulométrie des granulats légers est inférieure à 8mm, de préférence inférieure à 4mm, et mieux encore inférieure à 2mm. Dans un mode particulier de réalisation, les granulats légers de l'invention sont soit des granulats légers ayant une granulométrie spécifique, soit un mélange de granulats légers ayant différentes granulométries, ces granulométries étant de préférence choisies parmi les granulométries comprises entre 0 et 8mm, telles que par exemples les granulométries 0/1, 0/2 et 1/2. Des granulats légers convenant à la mise en oeuvre de l'invention sont par exemple des billes d'argile expansée de granulométrie 0/2 et/ou des billes de verre recyclé expansé de granulométrie 1/2. La granulométrie ou le mélange de granulométries de granulats légers est choisi de manière à obtenir une composition d'asphalte coulé qui réponde de préférence aux spécifications de la norme NF EN 13108-6. Les granulats légers de la composition d'asphalte selon l'invention remplacent une partie ou à la totalité des charges minérales (fines, sables et gravillons) classiquement présentes dans une composition d'asphalte coulé.The light aggregates according to the invention are chosen from expanded clays, expanded shales, grains or beads of expanded recycled glass, non-fusible polymer beads or beads at the working temperature of the cast asphalt. The temperature of use of the mastic asphalt conventionally going from 160 ° C to 230 ° C, the grains or beads of polymers according to the invention are preferably non-fusible in a temperature range from 160 ° C to 230 ° C C, or from 190 ° C to 250 ° C. In particular, the melting temperature of the grains or beads of polymers according to the invention is greater than the temperature of use of the mastic asphalt according to the invention. The melting temperature of the grains or beads of polymers according to the invention is in particular greater than 160 ° C., or greater than 170 ° C., or greater than 180 ° C., or greater than 190 ° C., or greater than 200 ° C., or even greater than 230 ° C, for example greater than 250 ° C, and is chosen by the skilled person according to the specific conditions, in particular according to the temperature, of implementation of the cast asphalt. For example, the operating temperature of the cast asphalt is 195 ° C, and the melting temperature of the grains or polymer beads is greater than 195 ° C. The light aggregates according to the invention can be crushed by any known method in order to obtain the desired particle size. In a preferred embodiment of the invention, the granulometry of light aggregates is less than 8 mm, preferably less than 4 mm, and more preferably less than 2 mm. In a particular embodiment, the lightweight aggregates of the invention are either light aggregates having a specific particle size, or a mixture of light granules having different particle sizes, these particle sizes being preferably chosen from particle sizes of between 0 and 8 mm, such as for example, the particle sizes 0/1, 0/2 and 1/2. Light aggregates suitable for the implementation of the invention are, for example, expanded clay beads of 0/2 particle size and / or expanded recycled glass beads of 1/2 particle size. The granulometry or the mixture of granulometries of light aggregates is chosen so as to obtain a cast asphalt composition which preferably meets the specifications of the standard NF EN 13108-6. The light aggregates of the asphalt composition according to the invention replace some or all of the mineral fillers (fines, sands and chippings) conventionally present in a cast asphalt composition.
Dans un premier mode de réalisation, une partie des sables selon l'invention, représentant de préférence 1 à 20% en masse par rapport à la masse totale de la composition, est remplacée par 0,5 à 10% en masse par rapport à la masse totale de la composition de granulats légers ayant une granulométrie comprise entre 0 et 2mm, telles que par exemples une granulométrie 0/2 ou 1/2. Lorsque les granulats légers remplacent une partie des sables, ils sont de préférence choisis parmi les billes d'argile expansée de granulométrie 0/2 et les billes de verre recyclé expansé de granulométrie 1/2. Dans un deuxième mode de réalisation, une partie des gravillons selon l'invention, représentant de préférence 1 à 20% en masse par rapport à la masse totale de la composition, est remplacée par 0,5 à 10% en masse par rapport à la masse totale de la composition de granulats légers ayant une granulométrie comprise entre 2 et 8mm, de préférence choisie parmi les granulométries 0/5, 2/4, et 3/8. Un troisième mode de réalisation consiste à combiner les modes de réalisation 1 et 2. Ainsi, dans un mode particulier de réalisation, une partie des sables et une partie des gravillons sont remplacées par des granulats légers tels que décrits dans les modes de réalisations 1 et 2. Les compositions d'asphalte préférées selon l'invention sont celles comprenant des granulats légers remplaçant une partie des sables.In a first embodiment, a part of the sands according to the invention, preferably representing 1 to 20% by weight relative to the total mass of the composition, is replaced by 0.5 to 10% by weight relative to the total mass of the composition of light aggregates having a particle size of between 0 and 2 mm, such as, for example, a particle size of 0/2 or 1/2. When the light aggregates replace part of the sands, they are preferably chosen from the expanded clay balls of particle size 0/2 and the expanded recycled glass beads of particle size 1/2. In a second embodiment, a portion of the chippings according to the invention, preferably representing 1 to 20% by weight relative to the total weight of the composition, is replaced by 0.5 to 10% by weight relative to the total mass of the composition of light aggregates having a particle size of between 2 and 8 mm, preferably selected from 0/5, 2/4, and 3/8 grain sizes. A third embodiment consists in combining embodiments 1 and 2. Thus, in a particular embodiment, part of the sands and part of the chippings are replaced by light aggregates as described in embodiments 1 and 2. 2. The preferred asphalt compositions according to the invention are those comprising light aggregates replacing part of the sand.
De manière préférée, une composition d'asphalte coulé selon l'invention comprend en masse par rapport à la masse totale de la composition au moins (i) 6 à 9% d'un liant hydrocarboné, (ii) 20 à 35% de fines, 20 à 40% de sables, 25 à 45 (3/0 de gravillons, (iii) 1 à 5% de granulats légers de densité réelle inférieure à 1,5 et de granulométrie inférieure à 2mm.Preferably, a poured asphalt composition according to the invention comprises, by weight with respect to the total mass of the composition, at least (i) 6 to 9% of a hydrocarbon binder, (ii) 20 to 35% of fines , 20 to 40% sands, 25 to 45% (3/0 gravel, (iii) 1 to 5% light aggregates of actual density less than 1.5 and particle size less than 2mm.
La composition d'asphalte coulé selon l'invention est fabriquée de manière traditionnelle, c'est-à-dire par mélange progressif des différentes charges (granulats légers et charges minérales (fines, sables, gravillons)) dans le liant hydrocarboné porté en phase liquide par élévation de température, de préférence à une température variant de 160 à 230°C, et mieux encore de 160 à 200°C. Les différents composants de la composition d'asphalte selon l'invention, en outre le liant hydrocarboné, les granulats légers et les charges minérales sont mélangés selon les proportions définies dans la composition de l'invention. Ils sont ensuite malaxés en continu, à une température allant de 160 à 230°C, et mieux encore de 160 à 200°C, au minimum pendant 2 heures afin de maintenir l'homogénéité du mélange et ce jusqu'à son application. Une fois coulé et refroidi, le mélange se durcit et constitue un revêtement d'asphalte utilisable comme voies de circulation. L'épaisseur du revêtement selon l'invention varie par exemple de 15 à 40 mm, et de préférence de 20 à 25mm. L'asphalte selon l'invention est coulé de manière traditionnelle, c'est-à-dire en indépendance ou en adhérence sur tout support conforme aux règles de l'art, avec ou sans interposition d'une grille de verre. Dès l'application du revêtement d'asphalte et avant le refroidissement, les granulats légers remontent à la surface du revêtement encore chaud du fait qu'ils présentent une densité réelle inférieure à celle du mastic (mélange liant plus filler). Une fois le revêtement d'asphalte refroidi, les granulats légers se retrouvent immobilisés à la surface du revêtement de manière à faire saillie, c'est-à-dire de manière à dépasser au-dessus de la dite surface selon un arrangement plus ou moins irrégulier. Les granulats légers confèrent ainsi au revêtement une rugosité de surface. De manière avantageuse, l'arrangement des granulats légers à la surface du revêtement est homogène.The cast asphalt composition according to the invention is manufactured in a traditional manner, that is to say by progressive mixing of the various fillers (light aggregates and mineral fillers (fines, sands, chippings)) in the hydrocarbon binder carried in phase. liquid by raising the temperature, preferably at a temperature ranging from 160 to 230 ° C, and more preferably from 160 to 200 ° C. The various components of the asphalt composition according to the invention, in addition the hydrocarbon binder, the light aggregates and the mineral fillers are mixed according to the proportions defined in the composition of the invention. They are then kneaded continuously, at a temperature ranging from 160 to 230 ° C., and better still from 160 to 200 ° C., for a minimum of 2 hours in order to maintain the homogeneity of the mixture until it is applied. Once poured and cooled, the mixture hardens and forms an asphalt pavement that can be used as traffic lanes. The thickness of the coating according to the invention varies for example from 15 to 40 mm, and preferably from 20 to 25 mm. The asphalt according to the invention is cast in a traditional manner, that is to say independently or adhered to any support in accordance with the rules of the art, with or without the interposition of a glass grid. As soon as the asphalt coating is applied and before cooling, the light aggregates rise to the surface of the still hot coating because they have a lower actual density than the mastic (binder mixture plus filler). Once the asphalt coating has cooled, the light aggregates are immobilized on the surface of the coating so as to protrude, that is to say so as to protrude above said surface in a more or less irregular. The light aggregates thus give the coating a surface roughness. Advantageously, the arrangement of light aggregates on the surface of the coating is homogeneous.
Le revêtement d'asphalte coulé selon l'invention présente donc une rugosité naturelle de surface lui conférant des propriétés d'adhérence à l'état neuf meilleures que celles d'un asphalte conventionnel. Plus la rugosité de la surface du revêtement est élevée plus l'adhérence de la surface du revêtement est élevée. Les propriétés d'adhérence du revêtement de l'invention sont mesurées selon la méthode d'essai SRT (Skid Resistance Tester) conformément à la norme NF EN 14231. Cette méthode permet de déterminer l'adhérence d'une surface, à l'emplacement soumis à l'essai, par l'intermédiaire d'un pendule dont le bras muni en son extrémité d'un patin en caoutchouc normalisé monté sur ressort est lâché à partir de la position horizontale. La perte d'énergie entraînée par le frottement du patin sur la surface est mesurée sur une échelle calibrée donnant la diminution d'amplitude d'oscillation du bras. La valeur obtenue sur l'échelle calibrée correspond à une valeur normalisée de l'adhérence, elle est nommée « valeur de l'essai au pendule (VEP) ». Dans un mode de réalisation préféré, le revêtement selon l'invention présente, à l'état neuf, une valeur d'essai au pendule (VEP) selon la norme NF EN 14231 supérieure à 30. On entend par « état neuf », l'état d'un revêtement d'asphalte après son application et son refroidissement, et qui n'a pas subi de traitement de surface et/ou qui n'a pas été usagé. Le revêtement d'asphalte selon l'invention présente une résistance mécanique mesurée selon la norme NF EN 12697-21 (indentation), similaire à un revêtement d'asphalte coulé traditionnel. Par conséquent, le revêtement selon l'invention constitue n'importe quel type de revêtement qu'un revêtement d'asphalte coulé traditionnel peut constituer, comme par exemple un revêtement de voies de circulation (pour piétons ou pour véhicules légers et lourds), ou encore un revêtement de protection des étanchéités de terrasses de bâtiments ou d'ouvrage de génie civil.The mastic asphalt coating according to the invention thus has a natural surface roughness giving it adhesion properties in the state nine better than those of a conventional asphalt. The higher the surface roughness of the coating, the higher the adhesion of the surface of the coating. The adhesion properties of the coating of the invention are measured according to the test method SRT (Skid Resistance Tester) in accordance with the standard NF EN 14231. This method makes it possible to determine the adhesion of a surface, at the location tested by means of a pendulum whose arm equipped at its end with a standard spring-loaded rubber pad is released from the horizontal position. The loss of energy caused by the friction of the pad on the surface is measured on a calibrated scale giving the decrease of oscillation amplitude of the arm. The value obtained on the calibrated scale corresponds to a standardized value of the adhesion, it is named "value of the pendulum test (VEP)". In a preferred embodiment, the coating according to the invention has, in the new state, a pendulum test value (VEP) according to standard NF EN 14231 greater than 30. "New condition" is understood to mean state of asphalt pavement after application and cooling and which has not undergone any surface treatment and / or has not been used. The asphalt coating according to the invention has a mechanical strength measured according to standard NF EN 12697-21 (indentation), similar to a traditional cast asphalt coating. Therefore, the coating according to the invention is any type of coating that a traditional cast asphalt coating can constitute, such as for example a lane covering (for pedestrians or for light and heavy vehicles), or still a protective coating seals terraces of buildings or civil engineering works.
Exemple 1 La composition 1 correspond à une composition d'asphalte coulé traditionnel, et les compositions 2 et 3 à des compositions d'asphalte coulé selon l'invention. Les pourcentages sont des pourcentages massiques par rapport à la masse totale de la composition. 20 Composition 1 (traditionnelle) Composition 2 (selon l'invention) Composition 3 (selon l'invention) Liant bitumineux 7,9 (3/0 8,3 (3/0 8,4 (3/0 Filler calcaire 28,0% 29,6% 30,0% Sable 0/4 semi concassé 29,1% 20,1% 24,0% Gravillons 4/6 35,0% 37,0% 36,6 (3/0 Billes d'argile / 5.0 (3/0 / expansée 0/2 Billes de verre recyclé expansé PORAVER® 1- 2mm / / 1,0% Exemple 2 Le revêtement 1 correspond à un revêtement d'asphalte coulé traditionnel, et les revêtements 2 et 3 à des revêtements d'asphalte coulé selon l'invention. Les revêtements 1, 2 et 3 sont obtenus respectivement à partir des compositions d'asphalte coulé 1, 2 et 3 de l'exemple 1.Example 1 Composition 1 corresponds to a traditional cast asphalt composition, and compositions 2 and 3 to cast asphalt compositions according to the invention. The percentages are percentages by weight relative to the total mass of the composition. Composition 1 (traditional) Composition 2 (according to the invention) Composition 3 (according to the invention) Bituminous binder 7.9 (3/0 8.3 (3/0 8.4 (3/0 Filler limestone 28.0 % 29.6% 30.0% Sand 0/4 semi-crushed 29.1% 20.1% 24.0% Chippings 4/6 35.0% 37.0% 36.6 (3/0 Clay balls / 5.0 (3/0 / foamed 0/2 PORAVER® Expanded Recycled Glass Beads 1- 2mm / / 1.0% Example 2 Coating 1 corresponds to a traditional cast asphalt coating, and coatings 2 and 3 to Casting Asphalt Coatings According to the Invention Coatings 1, 2 and 3 are obtained respectively from the cast asphalt compositions 1, 2 and 3 of Example 1.
Revêtement 1 (traditionnel) Revêtement 2 (selon l'invention) Revêtement 3 (selon l'invention) Température de coulée 195°C 195°C 195°C Valeur d'essai au pendule (VEP) selon la norme NF EN 14231, sur le revêtement à l'état neuf 21 31 32 Aspect de la surface du revêtement à l'état neuf lisse rugueux rugueux Indentation IB selon la norme NF EN 12697-21, sur le revêtement à l'état neuf 24 25 2715 A l'état neuf, les revêtements d'asphalte 2 et 3 selon l'invention, présentent une valeur d'essai au pendule largement supérieure à celle du revêtement 1 d'asphalte traditionnel. Il est à noter que la valeur moyenne d'essai au pendule d'un revêtement d'asphalte traditionnel à l'état neuf est de 20 à 25. Ces résultats montrent donc clairement qu'a l'état neuf, les revêtements d'asphalte selon l'invention ont des propriétés d'adhérence améliorées par rapport à un revêtement d'asphalte traditionnel. L'indentation IB selon la norme NF EN 12697-21 est un test de poinçonnement qui reflète la résistance mécanique du revêtement. Les valeurs obtenues pour les revêtements 1, 2, et 3 sont similaires. Ces résultats montrent donc qu'a l'état neuf, les revêtements d'asphalte selon l'invention ont une résistance mécanique similaire à celle d'un revêtement d'asphalte traditionnel.Coating 1 (traditional) Coating 2 (according to the invention) Coating 3 (according to the invention) Casting temperature 195 ° C. 195 ° C. 195 ° C. Pendulum test value (VEP) according to standard NF EN 14231, on the coating in new condition 21 31 32 Appearance of the surface of the coating in new condition smooth rough rough Indentation IB according to standard NF EN 12697-21, on the coating in new condition 24 25 2715 In the state new asphalt pavements 2 and 3 according to the invention have a much greater pendulum test value than traditional asphalt pavement 1. It should be noted that the average pendulum test value of a traditional asphalt pavement in new condition is 20 to 25. These results clearly show that when new, asphalt pavements according to the invention have improved adhesion properties compared to a traditional asphalt coating. The indentation IB according to the standard NF EN 12697-21 is a punching test which reflects the mechanical strength of the coating. The values obtained for coatings 1, 2, and 3 are similar. These results therefore show that in new condition, the asphalt pavements according to the invention have a mechanical strength similar to that of a traditional asphalt pavement.
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2012
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2013
- 2013-08-09 CH CH01375/13A patent/CH706801B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
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