FR3000091A1 - Composition de liant bitumineux pour la preparation d'enrobes a basses temperatures - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne une composition de liant bitumineux additivée comprenant du bitume et au moins un additif alkylthiol à longue chaîne permettant de diminuer les températures de fabrication, de mise en œuvre, de compactage des enrobés et de diminuer le temps de malaxage et d'augmenter la maniabilité desdits enrobés. L'invention concerne aussi les procédés de préparation à basses températures des enrobés obtenus à partir de la composition de liant bitumineux additivée. L'invention concerne enfin l'utilisation de la composition de liant bitumineux additivée pour fabriquer à plus basses températures et à plus faible temps de malaxage des enrobés plus maniables, et l'utilisation de ces enrobés, notamment, en application routière pour des couches de fondation, des couches de base, des couches d'assise, des couches de surface telles que les couches de liaison et/ou les couches de roulement.

Description

- 1 - COMPOSITION DE LIANT BITUMINEUX POUR LA PREPARATION D'ENROBES A BASSES TE1VIPERATURES DOMAINE TECHNIQUE La présente invention concerne une composition de liant bitumineux additivée comprenant au moins un bitume et au moins un additif alkylthiol à longue chaîne permettant de diminuer les températures de fabrication, de mise en oeuvre, de compactage des enrobés et de diminuer le temps de malaxage et/ou d'augmenter la maniabilité desdits enrobés. L'invention concerne aussi les enrobés obtenus à partir de ladite composition de liant bitumineux additivée avec l'alkylthiol à longue chaîne. L'invention concerne aussi les procédés de préparation à basses températures des enrobés obtenus à partir de ladite composition de liant bitumineux additivée avec l'alkylthiol à longue chaîne. L'invention concerne enfin l'utilisation de l'alkylthiol à longue chaîne dans une composition de liant bitumineux et l'utilisation de ladite composition de liant bitumineux additivée avec l'alkylthiol à longue chaîne, pour fabriquer à plus basses températures et à plus faible temps de malaxage des enrobés plus maniables. L'invention concerne aussi l'utilisation de ces enrobés pour la fabrication de revêtements de routes, de chaussées, de trottoirs, de voiries, d'aménagements urbains, de sols, d'étanchéité de bâtiments ou d'ouvrages d'art, en particulier en applications routières pour la fabrication de couches de fondation, de couches de base, de couches d'assise, de couches de surface telles que les couches de liaison et/ou les couches de roulement. ART ANTERIEUR Par enrobé bitumineux, on entend, un mélange d'une composition de liant bitumineux avec des granulats et éventuellement des charges minérales. Les granulats sont des granulats minéraux et/ou synthétiques, notamment, des fraisats de recyclage, de dimensions supérieures à 2 mm, de préférence comprises entre 2 mm et 20 mm et les charges minérales sont constituées de fines (particules de dimensions inférieures à 0,063 mm), de sable (particules de dimensions comprises entre 0,063 mm et 2 mm) et éventuellement de gravillons (particules de dimensions supérieures à 2 mm, de préférence comprises entre 2 mm et 4 mm). Selon l'invention, le terme granulat représente un granulat répondant aux exigences d'une utilisation routière. Ces granulats sont de préférence issus du concassage de roches massives ou de roches alluvionnaires. Les granulats désignent donc un matériau granulaire utilisé dans la construction. Un granulat peut être naturel, artificiel ou recyclé. Le terme "granulat naturel " désigne un granulat n'ayant subi aucune déformation autre que mécanique. Le terme " granulat artificiel " désigne un granulat d'origine minérale R:\34500U4518 TFE\34518--\34M8 121221 texte final.doc - 2 - résultant d'un procédé industriel comprenant des transformations thermiques ou autres. Le terme " granulat recyclé " désigne un granulat obtenu par traitement d'une matière inorganique précédemment utilisée dans la construction. Les granulats utilisés sont des granulats routiers, répondant aux normes pertinentes : NF EN 13043 en Europe et ASTM C33 aux Etats-Unis d'Amérique. Les classes granulaires (d/D) des constituants de ces enrobés faisant l'objet de la série de normes produits français NF P98-130 à NF P98-141 pouvant être utilisés selon l'invention sont les suivantes : 0/2 (sable), 0/4, 2/4 (gravillons), 0/6,3, 2/6,3 et 4/6,3. Ces classes granulaires s'entendent au sens de la norme XP P18-540, remplacée aujourd'hui par la norme XP P18-545. Les enrobés sont utilisés pour fabriquer des routes et sont compactés au rouleau lors de leur mise en place. La préparation des enrobés à chaud comprend plusieurs étapes. La première étape consiste à mélanger la composition de liant bitumineux avec des granulats à une température dite de fabrication ou température d'enrobage. Le mélange composition de liant bitumineux/granulats ou le mélange composition de liant bitumineux/charges est ensuite répandu à une température dite de mise en oeuvre. Il existe ensuite une étape de compactage à une température dite de compactage. Après le compactage de l'enrobé bitumineux, celui-ci est refroidi à température ambiante.

Les différentes températures mises en oeuvre dans la préparation des enrobés sont très élevées. Ainsi, pour les enrobés bitumineux, les températures de fabrication (ou température d'enrobage) et de mise en oeuvre sont comprises entre 160°C et 180°C, la température de compactage est comprise entre 120°C et 150°C. Ces températures relativement élevées, induisent de fortes dépenses énergétiques, des émissions de gaz à effet de serre et de composés organiques volatils. C'est pourquoi des techniques dites « à froid » ont été proposées. Ces techniques reposent sur l'utilisation d'émulsions de bitume, dispersions de bitume dans de l'eau. Les émulsions de bitume sont préparées à des températures inférieures à 100°C, mais nécessitent l'emploi d'eau et sont surtout utilisées pour la fabrication de chaussées faiblement à moyennement sollicitées car les performances mécaniques obtenues via ces techniques dites « à froid » sont en général en retrait lorsqu'elles sont comparées aux techniques dites « à chaud ». Une autre voie pour abaisser les températures de préparation des enrobés à chaud, repose sur des techniques intermédiaires dites « tièdes », techniques qui ne font pas intervenir des émulsions de bitume. Elles font intervenir des additifs qui peuvent être anhydres ou présenter une certaine quantité d'eau. - 3 - On cherche donc à abaisser les températures de fabrication, de mise en oeuvre et de compactage des enrobés bitumineux tout en améliorant le temps de malaxage et/ou la maniabilité desdits enrobés. Diverses solutions pour abaisser lesdites températures, basées sur l'additivation de la composition de liant bitumineux ont déjà été proposées. La demande de brevet W02007135097 décrit l'utilisation d'une combinaison de deux additifs dans une composition de liant pour réduire la température de fabrication et/ou de mise en oeuvre d'un produit bitumineux. Le premier additif est un composé macromoléculaire choisi parmi les résines naturelles d'origine végétale ou les cires d'hydrocarbures. Le deuxième additif est un dérivé d'acides gras choisi dans le groupe constitué par les diesters d'acides gras et les éthers d'acides gras. La demande W0200906295 décrit l'utilisation d'une combinaison d'additifs pour préparer des enrobés tièdes. La combinaison d'additifs comprend un agent surfactant et modificateur de rhéologie comprenant une cire et une résine.

La demande de brevet EP2192158 décrit l'utilisation d'au moins un triglycéride d'acides gras dans une composition de liant bitumineux pour réduire la température de fabrication d'enrobés à chaud. La demande de brevet EP2062941 décrit l'utilisation d'au moins 10% en poids de glycérol dans une composition de liant bitumineux pour réduire la température de fabrication des enrobés à chaud. Dans le brevet JP4334730, à l'aide d'une technique à froid, une émulsion de bitume est employée, la composition de liant bitumineux étant additivée par un produit de réaction entre une polyalkylène-polyamine et un anhydride alkénylsucinique et par une résine de polyoléfine portant des groupes carboxyles et ayant un indice d'acide compris entre 5 et 100 mg KOH/g. Ce mélange permet de préparer des émulsions de bitume améliorées. La demande de brevet FR2965271 décrit l'utilisation d'un additif de type anhydride succinique ou succinimide dans une composition de liant bitumineux pour diminuer la température de fabrication, de mise en oeuvre et/ou de compactage d'enrobés tièdes. RESU1VIE DE L'INVENTION Dans cette perspective, la société demanderesse a cherché à trouver un additif alternatif aux additifs existants, permettant de diminuer les températures de fabrication, de mise en oeuvre et de compactage des enrobés tout en améliorant les temps de malaxage et/ou la maniabilité desdits enrobés. Selon l'invention, cet additif est un alkylthiol de formule générale (1) C.F12,-p1-SH, qui présente l'avantage de pouvoir être utilisé seul et pas en mélange ou en combinaison avec d'autres additifs, comme c'est le cas dans l'art antérieur. - 4 - L'objectif principal de la présente invention est donc de proposer un procédé de préparation d'enrobés à plus basses températures, afin de réduire la consommation énergétique, de réduire le rejet des gaz de combustion et de réduire les émissions de fumées.

Un autre objectif de la présente invention est de proposer un procédé de préparation d'enrobés à plus basses températures, qui soit économique, car mettant en oeuvre une faible teneur en additif Un autre objectif de la présente invention est de proposer un procédé de préparation d'enrobés à plus basses températures, dans lequel les propriétés de la composition de liant additivée ne sont pas ou peu modifiées par rapport au bitume de base non additivé. Ainsi les propriétés telles que la consistance (pénétrabilité, température Bille et Anneau) ou la viscosité de la composition de liant additivée ne doivent pas être modifiées. Un autre objectif de la présente invention est de proposer un procédé de préparation d'enrobés à plus basses températures, permettant d'assurer une bonne adhésivité de la composition de liant bitumineux additivée/granulats et permettant un faible désenrobage. Un autre objectif de la présente invention est de proposer un procédé de préparation d'enrobés à plus basses températures qui soit anhydre.

Un autre objectif de la présente invention est de proposer un procédé de préparation d'enrobés à plus basses températures, les enrobés obtenus par ledit procédé ayant des propriétés mécaniques équivalentes ou améliorées par rapport aux enrobés traditionnels, classiquement fabriqués à partir des procédés connus à plus hautes températures.

En particulier, un des objectifs de la présente invention est de proposer un enrobé tiède fabriqué à plus basses températures, ayant une bonne résistance au désenrobage. En particulier, un des objectifs de la présente invention est de proposer un enrobé tiède fabriqué à plus basses températures, ayant une bonne résistance à 30 l'orniérage. En particulier, un des objectifs de la présente invention est de proposer un enrobé tiède fabriqué à plus basses températures, ayant un bon module de rigidité. L'invention concerne une composition de liant bitumineux comprenant au moins un bitume et au moins un additif alkylthiol de formule générale (1) C,H2n+1- 35 SH dans laquelle n représente un entier variant de 18 à 110. L'invention concerne aussi une composition de liant bitumineux comprenant de 0,1 à 20% en masse d'additif alkylthiol de formule (1), par rapport à la masse totale de la composition de liant bitumineux. - 5 - L'invention concerne aussi une composition de liant bitumineux comprenant en outre un polymère choisi parmi des élastomères ou des plastomères. L'invention concerne aussi une composition de liant bitumineux comprenant en outre un agent réticulant.

L'invention concerne aussi un procédé de préparation d'une composition de liant bitumineux, comprenant les étapes suivantes : - mélange du polymère et de l'additif alkylthiol de formule générale (1), - ajout dudit mélange dans le bitume à une température comprise entre 100°C et 190°C.

L'invention concerne aussi un procédé de préparation d'une composition de liant bitumineux dans lequel la température de mélange du bitume et de l'additif alkylthiol de formule générale (1) est comprise entre 100°C et 190°C. L'invention concerne aussi un enrobé bitumineux comprenant une composition de liant bitumineux et des granulats comprenant éventuellement des fines, du sable, des gravillons. L'invention concerne aussi un procédé de préparation d'un enrobé bitumineux comprenant le mélange de la composition de liant bitumineux telle que définie ci-dessus avec des granulats, dans lequel la température d'enrobage est comprise entre 100°C et 150°C.

L'invention concerne aussi un procédé de préparation d'un enrobé bitumineux dans lequel la composition de liant bitumineux et les granulats sont tous deux à une température comprise entre 100°C et 150°C. L'invention concerne aussi un procédé de préparation d'un enrobé bitumineux dans lequel la température de mise en oeuvre lors du répandage du mélange composition de liant bitumineux/granulats est comprise entre 80°C et 150°C. L'invention concerne aussi un procédé de préparation d'un enrobé bitumineux dans lequel la température de compactage du mélange répandu est comprise entre 70°C et 140°C. L'invention concerne aussi un procédé de préparation d'un enrobé 30 bitumineux dans lequel le temps de malaxage est compris entre 2 secondes et 5 minutes. L'invention concerne aussi l'utilisation d'un additif alkylthiol de formule générale (1) C.H2.+1-SH dans une composition de liant bitumineux pour diminuer les températures de fabrication, de mise en oeuvre et/ou de compactage d'un enrobé 35 bitumineux et/ou diminuer le temps de malaxage et/ou augmenter la maniabilité dudit enrobé. L'invention concerne aussi l'utilisation d'une composition de liant bitumineux telle que définie ci-dessus pour diminuer les températures de fabrication, - 6 - de mise en oeuvre et/ou de compactage d'un enrobé bitumineux et/ou améliorer le temps de malaxage et/ou la maniabilité dudit enrobé. L'invention concerne aussi l'utilisation d'un enrobé pour la fabrication de revêtements de routes, de chaussées, de trottoirs, de voiries, d'aménagements urbains, de sols, d'étanchéité de bâtiments ou d'ouvrages, en particulier pour la fabrication en application routière, de couches de fondation, de couches de base, de couches d'assise, de couches de surface telles que les couches de liaison et/ou les couches de roulement.

DESCRIPTION DETAILLEE Composition de liant bitumineux La composition de liant bitumineux comprend au moins un bitume et au moins un additif alkylthiol de formule générale (1) C.H2.+1-SH dans laquelle n représente un entier variant de 18 à 110.

L'additif alkylthiol comprend une chaîne hydrocarbonée saturée, linéaire ou ramifiée, d'au moins 18 atomes de carbone. De préférence la chaîne hydrocarbonée saturée de l'alkylthiol est linéaire. La chaîne hydrocarbonée saturée de l'alkylthiol a pour formule générale C.H2n+1, où n représente un entier supérieur ou égal à 18, de préférence variant de 18 à 110, de préférence variant de 18 à 90, de préférence variant de 18 à 50, de préférence variant de 18 à 40 et de préférence variant de 18 à 30. Le C30E161SH est par exemple commercialisé par Connect Marketing Gmbh. La composition de liant bitumineux comprend au moins un bitume. Ce bitume est pris seul ou en mélange. Parmi les bitumes utilisables selon l'invention, 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 comprennent aussi les bitumes provenant du raffinage du pétrole brut. Les bitumes proviennent de la distillation atmosphérique et/ou sous vide du pétrole. Ces bitumes pouvant être éventuellement soufflés, viscoréduits et/ou désasphaltés. Les différents bitumes obtenus par les procédés de raffinage peuvent être combinés entre eux pour obtenir le meilleur compromis technique. Le bitume peut aussi être un bitume de recyclage. Les bitumes peuvent être des bitumes de grade dur ou de grade mou. Les bitumes selon l'invention ont une pénétrabilité, mesurée à 25°C selon la norme EN 1426, comprise entre 5 et 200 1/10 mm, de préférence entre 10 et 100 1/10 mm, plus préférentiellement entre 20 et 60 1/10 mm, encore plus préférentiellement entre 30 et 50 1/10 mm. La composition de liant bitumineux additivée selon l'invention comprend de 0,1 à 20% en masse d'additif alkylthiol de formule générale (1), par rapport à la masse totale de la composition de liant bitumineux, de préférence de 0,5 à 10% en - 7 - masse, plus préférentiellement de 0,7 à 5% en masse, encore plus préférentiellement de 0,8 à 2% en masse. On préfère utiliser une quantité d'additif la plus faible possible, pour des raisons économiques, mais aussi techniques. En effet si l'additif est présent en quantité importante dans la composition de liant bitumineux, les propriétés de la composition de liant bitumineux telles que la pénétrabilité, la température Bille et Anneau, la viscosité, l'adhésivité, le module complexe et les propriétés de l'enrobé bitumineux obtenu à partir de ladite composition de liant bitumineux telles que la résistance Duriez, la résistance à l'orniérage et le module, peuvent en être affectées et devenir trop éloignées de celles de la composition de liant non additivée et de l'enrobé obtenu à partir de ladite composition de liant non additivée. L'additif alkylthiol de formule générale (1) est essentiel au procédé selon l'invention et permet de préparer des enrobés à des températures de fabrication, de mise en oeuvre, et de compactage plus basses et ce à de très faibles teneurs dans la composition de liant bitumineux. Cet additif permet une très bonne adhésivité et mouillabilité de la composition de liant bitumineux vis-à-vis des granulats, la composition de liant bitumineux est très maniable et ce même à des températures plus basses que celles mises en oeuvre traditionnellement. La composition de liant bitumineux selon l'invention, peut également comprendre au moins un polymère choisi parmi des élastomères ou des plastomères. On peut citer par exemple, de manière indicative et non limitative, les élastomères thermoplastiques comme les copolymères statistiques ou séquencés de styrène et de butadiène, linéaire ou en étoile (SBR, SBS) ou de styrène et d'isoprène (SIS), les copolymères d'éthylène et d'acétate de vinyle, les copolymères d'éthylène et de propène, les terpolymères éthylène/propène/diène (EPDM), les terpolymères acrylonitrile/butadiène/styrène (ABS), les homopolymères et copolymères oléfiniques d'éthylène (ou propylène, ou butylène), les polyisobutylènes, les polybutadiènes, les polyisoprènes, les poly(chlorure de vinyle), les poudrettes de caoutchouc, les caoutchoucs butyle, les polychloroprènes, les polynorbornènes, les polybutènes, les polyisobutènes, les polyéthylènes ou encore tout polymère utilisé pour la modification des bitumes ainsi que leurs mélanges. Les polymères préférés sont les copolymères de styrène et de butadiène. Le copolymère de styrène et de butadiène, possède avantageusement une teneur pondérale en styrène allant de 5% à 50% en masse, par rapport à la masse totale de copolymère, de préférence de 20% à 40%. Le copolymère de styrène et de butadiène possède avantageusement une teneur pondérale en butadiène, allant de 50% à 95% en masse, par rapport à la masse totale de copolymère, de préférence de 60% à 80%. - 8 - Parmi les motifs butadiène, on distingue les motifs à doubles liaisons 1-4 issus du butadiène et les motifs à doubles liaisons 1-2 issus du butadiène. Par motifs à doubles liaisons 1-4 issus du butadiène, on entend les motifs obtenus via une addition 1,4 lors de la polymérisation du butadiène. Par motifs à doubles liaisons 1-2 issus du butadiène, on entend les motifs obtenus via une addition 1,2 lors de la polymérisation du butadiène. Le résultat de cette addition 1,2 est une double liaison vinylique dite « pendante ». Le copolymère de styrène et de butadiène possède une teneur en motifs à doubles liaisons 1-2 issus du butadiène, comprise entre 5% et 80% en masse, par rapport à la masse totale des motifs butadiène, de préférence entre 10% et 50%, plus préférentiellement entre 15% et 40%. Le copolymère d'hydrocarbure de styrène et de butadiène, a une masse moléculaire moyenne Mw comprise entre 4 000 et 500 000 daltons, de préférence entre 10 000 et 200 000, plus préférentiellement entre 50 000 et 200 000, encore plus préférentiellement entre 80 000 et 150 000. La masse moléculaire du copolymère est mesurée par chromatographie GPC avec un étalon polystyrène selon la norme ASTM D3536 (remplacée par la norme ASTM D5296-05). Le copolymère de styrène et de butadiène peut être linéaire ou étoilé, sous forme de dibloc, de tribloc et/ou être multibranché. Le copolymère d'hydrocarbure de styrène et de butadiène peut aussi comprendre éventuellement une charnière statistique. Un mélange de copolymères de styrène et de butadiène peut être envisagé. On utilise en général une quantité de polymère de 1 à 20% en masse par rapport à la masse totale de la composition de liant bitumineux, de préférence de 5 à 10%, plus préférentiellement de 2 à 4%. Ce polymère peut éventuellement être réticulé. Les agents réticulants utilisables sont de nature très variée et sont choisis en fonction du ou des type(s) de polymère(s) contenu(s) dans le liant bitumineux selon l'invention. L'agent réticulant peut être choisi parmi le soufre seul ou en mélange avec des accélérateurs de vulcanisation. Ces accélérateurs de vulcanisation sont soit des polysulfures d'hydrocarbyle, soit des accélérateurs de vulcanisation donneurs de soufre, soit des accélérateurs de vulcanisation non donneurs de soufre. Les polysulfures d'hydrocarbyle peuvent être choisis parmi ceux qui sont définis dans le brevet FR2528439. Les accélérateurs de vulcanisation donneurs de soufre, peuvent être choisis parmi les polysulfures de thiurame, comme par exemple, les disulfures de tétrabutylthiurame, les disulfures de tétraéthylthiurame et les disulfures de tétraméthylthiurame. Les accélérateurs de vulcanisation non donneurs de soufre utilisables selon l'invention peuvent être des composés soufrés choisis notamment - 9 - parmi le mercaptobenzothiazole et ses dérivés, les dithiocarbamates et ses dérivés, et les monosulfures de thiurame et ses dérivés. On peut citer par exemple le zinc-2- mercaptobenzothiazole, le dibutyldithiocarbamate de zinc, le monosulfure de tétraméthylthiurame. Pour plus de détails sur les accélérateurs de vulcanisation donneurs de soufre et non donneurs de soufre utilisables selon l'invention, on peut se référer aux brevets EP0360656, EP0409683 et FR2528439. On utilise en général une quantité d'agent réticulant de 0,01 à 2% en masse par rapport à la masse totale de la composition de liant bitumineux, de préférence de 0,05 à 1%. La composition de liant bitumineux selon l'invention peut également comprendre des fluxants tels que des huiles à base de matières grasses animales et/ou végétales ou des huiles hydrocarbonées d'origine pétrolière. Les huiles d'origine animale et/ou végétale pourront être sous forme d'acides gras libres, de triglycérides, de diglycérides, de monoglycérides, sous forme estérifiée, par exemple sous forme d'ester méthylique.

La composition de liant bitumineux selon l'invention peut aussi comprendre des cires d'origine animale, végétale ou d'hydrocarbures, en particulier des cires hydrocarbonées à chaîne longue, par exemple des cires de polyéthylène ou des cires Fischer-Trospch. Les cires de polyéthylène ou les cires Fischer-Trospch pourront éventuellement être oxydées. Les cires amides telles que l'éthylène bis-stéaramide pourront aussi être ajoutées. La composition de liant bitumineux selon l'invention peut aussi comprendre des résines d'origine végétale telles que les colophanes. La composition de liant bitumineux selon l'invention peut aussi comprendre des acides tels que l'acide polyphosphorique ou des diacides, en particuliers des diacides gras. On peut également ajouter à la composition de liant bitumineux additivée selon l'invention, des agents améliorant l'adhésivité et/ou des agents tensioactifs. Ils sont choisis parmi les dérivés d'alkylamines, les dérivés d'alkyl-polyamines, les dérivés d'alkylamidopolyamines, les dérivés d'alkyl amidopolyamines et les dérivés de sels d'ammonium quaternaire, pris seuls ou en mélange. Les plus utilisés sont les propylènes-diamines de suif, les amido-amines de suif, les ammoniums quaternaires obtenus par quaternisation des propylènes-diamines de suif, les propylènes-polyamines de suif. La quantité d'agents améliorant l'adhésivité et/ou des agents tensioactifs dans la composition de liant bitumineux additivée selon l'invention est comprise entre 0,1% et 2% en masse, de préférence entre 0,5% et 1% en masse. On pourrait aussi ajouter des dérivés du sorbitol, des dérivés hydrazides, des dérivés de type imidazolidinone. - 10 - Selon un mode de réalisation particulier, la composition de liant bitumineux comprend en masse par rapport à la masse totale de la composition de liant bitumineux : - 0,1 à 20% d'additif alkylthiol de formule (1) - 80 à 99,9 % de bitume Avantageusement, la composition de liant bitumineux comprend en masse par rapport à la masse totale de la composition de liant bitumineux : - 0,1 à 20% d'additif alkylthiol de formule (1) - 60 à 98,9 % de bitume - 1 à 20% de polymère De préférence, la composition de liant bitumineux comprend en masse par rapport à la masse totale de la composition de liant bitumineux : - 0,1 à 20% d'additif alkylthiol de formule (1) - 60 à 98,89 % de bitume - 1 à 20% de polymère - 0,01 à 2% d'agent réticulant En outre, la composition de liant bitumineux peut également comprendre d'autres additifs connus, en particulier de 0,1% à 2% d'agent améliorant l'adhésivité et/ou d'agent tensio-actif ou de 0,1% à 2% d'agent pour la captation de H25 connus sous le nom anglais de « scavenger ». Selon un autre mode de réalisation particulier, la composition de liant bitumineux consiste essentiellement en masse par rapport à la masse totale de la composition de liant bitumineux : - 0,1 à 20% d'additif alkylthiol de formule (1) - 80 à 99,9 % de bitume Avantageusement, la composition de liant bitumineux consiste essentiellement en masse par rapport à la masse totale de la composition de liant bitumineux : - 0,1 à 20% d'additif alkylthiol de formule (1) - 60 à 98,9 % de bitume - 1 à 20% de polymère De préférence, la composition de liant bitumineux consiste essentiellement en masse par rapport à la masse totale de la composition de liant bitumineux : - 0,1 à 20% d'additif alkylthiol de formule (1) - 60 à 98,89 % de bitume - 1 à 20% de polymère - 0,01 à 2% d'agent réticulant Procédés de préparation d'une composition de liant bitumineux et d'un enrobé bitumineux L'invention a aussi pour objet un procédé de préparation d'une composition de liant bitumineux, dans lequel la température de mélange du bitume et de l'additif alkylthiol de formule générale (1) est comprise entre 100°C et 190°C, de préférence entre 110°C et 180°C, plus préférentiellement entre 120°C et 180°C. Selon un autre mode de réalisation particulier, l'additif alkylthiol de formule générale (1) est mélangé préalablement avec le polymère avant addition dans le bitume. En particulier, un procédé de préparation d'une composition de liant bitumineux comprend les étapes suivantes : - mélange du polymère et de l'additif alkylthiol de formule générale (1), - ajout dudit mélange dans le bitume à une température comprise entre 100°C et 190°C. L'invention a également pour objet un procédé de préparation d'un enrobé bitumineux, dans lequel on mélange une composition de liant bitumineux additivée selon l'invention avec des granulats. Grâce à l'utilisation de l'additif alkylthiol de formule générale (1) C'H2+1SH tel que décrit ci-dessus dans une composition de liant bitumineux, le procédé de préparation des enrobés se fait ainsi à des températures plus basses que celles classiquement utilisées. On parle ainsi de procédé de préparation d'enrobés bitumineux dits « tièdes » et non plus « chauds ». Le procédé de préparation des enrobés est caractérisé par le fait que le mélange ou enrobage des granulats avec la composition de liant bitumineux additivée se fait à une température particulièrement basse, la température d'enrobage ou de fabrication de l'enrobé étant comprise entre 100°C et 150°C, de préférence entre 110°C et 150°C, plus préférentiellement entre 120°C et 140°C. Lors de l'enrobage, les granulats et la composition de liant bitumineux additivée sont soit tous les deux à la même température entre 100°C et 150°C, de préférence entre 110°C et 150°C, plus préférentiellement entre 120°C et 140°C, soit la composition de liant bitumineux additivée est à une température autour de 180°C et les granulats sont à une température entre 100°C et 150°C, de préférence entre 110°C et 150°C, plus préférentiellement entre 120°C et 140°C. En raison de la quantité importante de granulats par rapport à la composition de liant bitumineux additivée (à peu près 95% en masse de granulats par rapport à 5% en masse de composition de liant bitumineux additivée), c'est la température des granulats qui dicte la température globale d'enrobage qui sera donc entre 100°C et 150°C, de préférence entre 110°C et 150°C, plus préférentiellement entre 120°C et 140°C. On préfère utiliser les granulats à la température entre 100°C et 150°C, de préférence - 12 - entre 110°C et 150°C, plus préférentiellement entre 120°C et 140°C et la composition de liant bitumineux additivée à la même température entre 100°C et 150°C, de préférence entre 110°C et 150°C, plus préférentiellement entre 120°C et 140°C.

Etant donné que l'additivation de la composition de liant bitumineux par l'additif alkylthiol de formule générale (1) ne joue pas sur la viscosité de la composition de liant bitumineux et ne diminue pas celle-ci, lorsque la viscosité de la composition de liant bitumineux est trop importante pour permettre le pompage de la composition de liant bitumineux, on préfère alors utiliser la composition de liant bitumineux additivée vers 180°C et les granulats à une température entre 100°C et 150°C, de préférence entre 110°C et 150°C, plus préférentiellement entre 120°C et 140°C, la température globale d'enrobage étant alors quand même comprise entre 100°C et 150°C, de préférence entre 110°C et 150°C, plus préférentiellement entre 120°C et 140°C. Dans ce cas-là, la composition de liant bitumineux additivée est de préférence à une température comprise entre 120°C et 190°C, de préférence entre 140°C et 180°C et les granulats à une température entre 100°C et 150°C, de préférence entre 110°C et 150°C, plus préférentiellement entre 120°C et 140°C, la température globale d'enrobage étant toujours comprise entre 100°C et 150°C, de préférence entre 110°C et 150°C, plus préférentiellement entre 120°C et 140°C.

Le temps de malaxage est le temps de contact entre le bitume et les granulats nécessaire pour obtenir un enrobage des granulats complet. Le temps de malaxage est mesuré en laboratoire dans un malaxeur. Le temps de malaxage est un indicateur de la facilité d'enrobage. Plus le temps de malaxage est court, plus l'enrobage est facile. Bien que la température d'enrobage soit plus faible dans le procédé selon l'invention, l'enrobage est de bonne qualité et le temps d'enrobage ou temps dit de malaxage n'est pas augmenté par rapport à un procédé traditionnel à plus haute température, celui-ci est même diminué. Ainsi le temps de malaxage du procédé selon l'invention est compris entre 2 secondes et 5 minutes, de préférence entre 2 secondes et 1 minute, plus préférentiellement entre 10 secondes et 30 secondes. Il est préférable que le temps de malaxage soit le plus court possible pour éviter la formation de fines et le changement de distribution des granulats, ce qui est l'un des objectifs de la présente invention. Une fois les granulats enrobés, le mélange de la composition de liant bitumineux additivée/granulats est répandu. La température de mise en oeuvre lors du répandage du mélange de la composition de liant bitumineux/granulats est comprise entre 80°C et 150°C, de préférence entre 90°C et 140°C, plus préférentiellement entre 100°C et 140°C. Le tout est ensuite compacté et la température de compactage du mélange répandu est comprise entre 70°C et 140°C, de préférence entre 80°C et - 13 - 130°C, plus préférentiellement entre 90°C et 130°C. L'ensemble est ensuite refroidi à température ambiante. Enrobés bitumineux L'invention a également pour objet des enrobés bitumineux comprenant une composition de liant bitumineux selon l'invention, des granulats et éventuellement des charges. L'enrobé bitumineux comprend de 1 à 10 % en masse de la composition de liant bitumineux additivée, par rapport à la masse totale de l'enrobé, de préférence de 4 à 8% en masse. Utilisations de l'additif alkylthiol L'invention a aussi pour objet l'utilisation dans un bitume, d'au moins un additif alkylthiol de formule générale (1) C.H2.+1-SH dans laquelle n représente un entier variant de 18 à 110, pour diminuer les températures de fabrication, de mise en oeuvre et/ou de compactage d'un enrobé bitumineux et/ou diminuer le temps de malaxage et/ou augmenter la maniabilité dudit enrobé.

L'utilisation de cet additif alkylthiol permet d'abaisser lesdites températures d'enrobage de tous les bitumes (bitumes de grade dur, bitumes de grade intermédiaire, bitumes de grade mou), quelque soit leur pénétrabilité. Ainsi l'additif est adapté aux bitumes de pénétrabilité comprise entre 35 et 50 1/10 mm et aux bitumes de pénétrabilité comprise entre 10 et 20 1/10 mm.

Cet additif alkylthiol de formule générale (1) dans une composition de liant bitumineux telle que définie ci-dessus, permet d'abaisser lesdites températures d'enrobage ainsi que de diminuer le temps de malaxage et/ou d'augmenter la maniabilité des enrobés bitumineux, tout en préservant les propriétés mécaniques desdits enrobés bitumineux, et ce à de très faibles teneurs en additifs.

L'utilisation de l'additif alkylthiol de formule générale (1), lors de la fabrication d'un enrobé, permet d'obtenir des températures de fabrication ou d'enrobage entre 100°C et 150°C, de préférence entre 110°C et 150°C, plus préférentiellement entre 120°C et 140°C. L'utilisation de l'additif alkylthiol de formule générale (1), permet d'obtenir des températures de mise en oeuvre lors du répandage entre 80°C et 150°C, de préférence entre 90°C et 140°C, plus préférentiellement entre 100°C et 140°C. L'utilisation de l'additif alkylthiol de formule générale (1), permet d'obtenir des températures de compactage entre 70°C et 140°C, de préférence entre 80°C et 130°C, plus préférentiellement entre 90°C et 130°C. L'utilisation de l'additif alkylthiol de formule générale (1), permet d'obtenir des temps de malaxage entre 2 secondes et 5 minutes, de préférence entre 5 secondes et 1 minute, plus préférentiellement entre 10 secondes et 30 secondes. L'utilisation de l'additif alkylthiol de formule générale (1), lors de la fabrication d'un enrobé, permet de diminuer les températures de fabrication des - 14 - enrobés de 10°C à 80°C, de préférence de 20°C à 60°C, plus préférentiellement de 30°C à 50°C. L'utilisation de l'additif alkylthiol de formule générale (1) permet de diminuer les températures de mise en oeuvre lors du répandage des enrobés de 10°C à 80°C, de préférence de 20°C à 60°C, plus préférentiellement de 30°C à 50°C.

L'utilisation de l'additif alkylthiol de formule générale (1) permet de diminuer les températures de compactage de 10°C à 80°C, de préférence de 20°C à 60°C, plus préférentiellement de 30°C à 50°C. L'invention a enfin pour objet, l'utilisation d'enrobés selon l'invention pour la fabrication de revêtements de routes, de chaussées, de trottoirs, de voiries, d'aménagements urbains, de sols, d'étanchéité de bâtiments ou d'ouvrages, en particulier pour la fabrication en application routière, de couches de fondation, de couches de base, de couches d'assise, de couches de surface telles que les couches de liaison et/ou les couches de roulement. L'invention a encore pour objet un procédé pour diminuer les températures de fabrication, de mise en oeuvre et/ou de compactage d'un enrobé bitumineux et/ou diminuer le temps de malaxage et/ou augmenter la maniabilité dudit enrobé, ce procédé comprenant au moins une étape au cours de laquelle on incorpore dans une composition de liant bitumineux un alkylthiol de formule générale (1) C.E12.+1-SH. L'invention a encore pour objet un procédé pour diminuer les températures de fabrication, de mise en oeuvre et/ou de compactage d'un enrobé bitumineux et/ou améliorer le temps de malaxage et/ou la maniabilité dudit enrobé, ce procédé comprenant au moins une étape au cours de laquelle on introduit un alkylthiol de formule générale (1) dans une composition de liant bitumineux. L'invention a encore pour objet un procédé de fabrication de revêtements de routes, de chaussées, de trottoirs, de voiries, d'aménagements urbains, de sols, d'étanchéité de bâtiments ou d'ouvrages, en particulier de fabrication en application routière, de couches de fondation, de couches de base, de couches d'assise, de couches de surface telles que les couches de liaison et/ou les couches de roulement dans lequel est mis en oeuvre un enrobé tel que défini ci-dessus.

EXEMPLES Les différents produits utilisés sont les suivants : - un bitume AZALT® 35/50 noté B1, ayant une pénétrabilité de 40 1/10 mm (selon la norme EN 1426) et une Température Bille et Anneau de 52,2°C (selon la norme EN 1427) et disponible commercialement auprès de la société TOTAL, - un bitume MODUILOTAL® 10/20 noté B2, ayant une pénétrabilité de 13 1/10 mm (selon la norme EN 1426) disponible commercialement auprès de la société TOTAL, - un polymère KRATON® D1192 disponible commercialement auprès de la société KRATON - 15 - - un soufre fourni par la société POLYTECHS - un additif Scavenger Nalco® EC5020A fourni par la société NALCO - un additif alkylthiol de formule générale (1) C.E12.+1-SH dans laquelle n représente un entier égal à 18 qui est l'octadecyl mercaptan, noté A1, disponible 5 commercialement auprès de la société ROBINSON BROTHERS LIMITED - un additif polyisobutylène succinimide noté A2, disponible commercialement auprès de la société Lubrizol. Différentes compositions de liant bitumineux sont préparées : - La composition de liant bitumineux Ci est une composition de liant bitumineux 10 additivée avec l'additif A1 décrit ci-dessus. La composition de liant bitumineux Ci comprend 79,2% en masse de bitume B1 et 19,8% en masse de bitume B2 tels que définis ci-dessus et 1% en masse d'additif Al. - La composition de liant bitumineux C2 est une composition de liant bitumineux additivée avec l'additif A2 décrit ci-dessus. La composition de liant bitumineux C2 15 comprend 99% en masse de bitume B1 et 1% en masse de matière active d'additif A2. - La composition de liant bitumineux Cr est une composition de liant bitumineux additivée avec l'additif A1 décrit ci-dessus. La composition de liant bitumineux Ci, comprend 83,74% en masse de bitume B1, 11,42% en masse de bitume B2, 3,5% en masse de polymère, 0,09% en masse de soufre et 0,025% en masse d'additif Nalco, 20 tels que défini ci-dessus et 1% en masse d'additif Al. - La composition de liant bitumineux C2' est une composition de liant bitumineux additivée avec l'additif A2 décrit ci-dessus. La composition de liant bitumineux C2' comprend 84,73% en masse de bitume B1, 10,43% en masse de bitume B2, 3,5% en masse de polymère, 0,09% en masse de soufre et 0,025% en masse d'additif Nalco, 25 tels que défini ci-dessus et 1% en masse de matière active d'additif A2. Tableau 1 : Compositions des liants bitumineux Cl C2 Cr C2' B1 79,2% 99% 83,74% 84,73% B2 19,8% 0% 11,42% 10,43% Polymère - - 3,5% 3,5% Soufre - - 0,09% 0,09% Nalco - - 0,25% 0,25% A1 1% - 1% - A2 - 1% matière - 1% matière active active - 16 - Pour les compositions C1, C1, et C2, la pénétrabilité est corrigée pour travailler à isopénétrabilité. L'ajustement de la pénétrabilité pour ces compositions est réalisé par ajout du bitume B2. On prépare les compositions de liant bitumineux Ci, C2 en mélangeant les composés tels que définis ci-dessus et respectivement l'additif A1 ou A2 à une température de 180°C. On prépare les compositions de liant bitumineux Cr, C2 en mélangeant les composés tels que définis ci-dessus et respectivement l'additif A1 ou A2 à une température d'environ 180°C.

On constate que la présence d' alkylthiol A1 en tant qu'additif dans une composition de liant bitumineux ne modifie pas les propriétés de ladite composition d'après les valeurs de Température Bille et Anneau obtenues (voir valeurs de TBA dans le tableau 2 ci-dessous). Tableau 2 : Propriétés des compositions des liants bitumineux et des enrobés 15 bitumineux Composition de Liant Cl C2 Cr C2' Teneur en additif 1% 1% matière 1 % 1% matière active active Pénétrabilité 1/10 mm (1) 41 36 35 28 TBA (°C) (2) 51,6 50,2 71,6 70 Enrobé El E2 El' E2' T liant (°C) 165 165 175 180 T enrobage (°C) 120 120 140 140 Tps malaxage (s) 81 94 77 89 Essai Duriez(3) r (Mpa)4 ) 9,1 9,1 10,8 10,8 R (Mpa)(5) 12,3 11,0 13,4 13,9 (1)Pénétrabilité en 1/10 mm mesurée selon la norme EN 1426 (2)Température Bille et Anneau mesurée selon la norme EN 1427 (3)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 20 (4)r en Mpa est la résistance à la compression après 1 semaine dans l'eau selon la norme EN 12697-12 (5)R en Mpa est la résistance à la compression après 1 semaine dans l'air selon la norme EN 12697-12 - 17 - On prépare ensuite les différents enrobés bitumineux El, E2 et El', E2' à partir de 5,4% en masse respectivement des compositions de liants Ci, C2 et Cr, C2 et de granulats de type La Noubleau contenant 36,9% en masse de sable 0-2, 9,5% en masse de granulats 2-4, 11 ,4% en masse de granulats 4-6, 36% en masse de granulats 6-10 et 0,9% en masse de filler. - L'enrobé bitumineux selon l'invention El est préparé à la température de fabrication ou température d'enrobage de 120°C, les granulats étant à une température de 120°C et la composition de liant bitumineux Ci à165°C, pendant 81 secondes. - L'enrobé bitumineux selon l'invention E2 est préparé à la température de fabrication ou température d'enrobage de 120°C, les granulats étant à une température de 120°C et la composition de liant bitumineux C2 à 165°C, pendant 94 secondes. - L'enrobé bitumineux selon l'invention Er est préparé à la température de fabrication ou température d'enrobage de 140°C, les granulats étant à une température de 140°C et la composition de liant bitumineux C1, à 175°C, pendant 77 secondes. - L'enrobé bitumineux selon l'invention E2' est préparé à la température de fabrication ou température d'enrobage de 140°C, les granulats étant à une température de 120°C et la composition de liant bitumineux C2' à 180°C, pendant 89 secondes. On constate que le temps de malaxage est diminué lorsque la composition de liant bitumineux est additivée avec l'additif selon l'invention, comme en témoignent les temps de malaxage des enrobés El et Er en comparaison respectivement avec les temps de malaxages des enrobés E2 et E2' obtenus lorsque la composition de liant bitumineux est additivée avec un autre additif Il est donc possible de préparer des enrobés tièdes à 120°C (Ei) ou 140°C (Er) sans augmenter le temps de malaxage et sans dégrader les propriétés des enrobés bitumineux. Notamment, on constate que la résistance à la compression après stockage dans l'eau ou dans l'air, obtenue lorsque la composition de liant bitumineux est additivée avec l'additif selon l'invention est du même ordre de grandeur On réussit l'enrobage des granulats à 120°C pour C1 alors qu'un bitume non additivé est classiquement utilisé à 165°C selon les procédés d'enrobage conventionnels.

De même, on réussit l'enrobage des granulats à 140°C pour C1, alors qu'un bitume/polymère non additivé est classiquement utilisé à 175°C selon les procédés d'enrobage conventionnels. L'ajout dans un bitume de l'additif alkylthiol selon la présente invention permet donc de diminuer la température d'enrobage. - 18 - Si la température d'enrobage est abaissée alors la température de compactage est également diminuée.

Claims (15)

1. REVENDICATIONS1. Composition de liant bitumineux comprenant au moins un bitume et au moins un additif alkylthiol de formule générale (1) C.E12.1-1-SH dans laquelle n représente un entier variant de 18 à 110.
2. 2. Composition de liant bitumineux selon la revendication 1 comprenant de 0,1 à 20% en masse d'additif alkylthiol de formule (1), par rapport à la masse totale de la composition de liant bitumineux.
3. 3. Composition de liant bitumineux selon l'une quelconque des revendications 1 à 2 10 comprenant en outre un polymère choisi parmi des élastomères ou des plastomères.
4. 4. Composition de liant bitumineux selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 comprenant en outre un agent réticulant.
5. 5. Procédé de préparation d'une composition de liant bitumineux selon l'une quelconque des revendications 3 à 4, comprenant les étapes suivantes : 15 - mélange du polymère et de l'additif alkylthiol de formule générale (1), - ajout dudit mélange dans le bitume à une température comprise entre 100°C et 190°C.
6. 6. Procédé de préparation d'une composition de liant bitumineux selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel la température de mélange du 20 bitume et de l'additif alkylthiol de formule générale (1) est comprise entre 100°C et 190°C.
7. 7. Enrobé bitumineux comprenant une composition de liant bitumineux selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 et des granulats comprenant éventuellement des fines, du sable, des gravillons. 25
8. 8. Procédé de préparation d'un enrobé bitumineux selon la revendication 7, comprenant le mélange de la composition de liant bitumineux telle que définie dans les revendications 1 à 4 avec des granulats, dans lequel la température d'enrobage est comprise entre 100°C et 150°C.
9. 9. Procédé de préparation d'un enrobé bitumineux selon la revendication 8, dans 30 lequel la composition de liant bitumineux et les granulats sont tous deux à une température comprise entre 100°C et 150°C.
10. 10. Procédé de préparation d'un enrobé bitumineux selon la revendication 8 ou 9, dans lequel la température de mise en oeuvre lors du répandage du mélange composition de liant bitumineux/granulats est comprise entre 80°C et 150°C. 35
11. 11. Procédé de préparation d'un enrobé bitumineux selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, dans lequel la température de compactage du mélange répandu est comprise entre 70°C et 140°C.- 20 -
12. 12. Procédé de préparation d'un enrobé bitumineux selon l'une quelconque des revendications 8 à 11, dans lequel le temps de malaxage est compris entre 2 secondes et 5 minutes.
13. 13. Utilisation d'un additif alkylthiol de formule générale (1) CnH2n+1-SH dans une 5 composition de liant bitumineux pour diminuer les températures de fabrication, de mise en oeuvre et/ou de compactage d'un enrobé bitumineux et/ou diminuer le temps de malaxage et/ou augmenter la maniabilité dudit enrobé.
14. 14. Utilisation d'une composition de liant bitumineux telle que définie dans les revendications 1 à 4 pour diminuer les températures de fabrication, de mise en oeuvre 10 et/ou de compactage d'un enrobé bitumineux et/ou améliorer le temps de malaxage et/ou la maniabilité dudit enrobé.
15. 15. Utilisation d'un enrobé selon la revendication 7, pour la fabrication de revêtements de routes, de chaussées, de trottoirs, de voiries, d'aménagements urbains, de sols, d'étanchéité de bâtiments ou d'ouvrages, en particulier pour la fabrication en 15 application routière, de couches de fondation, de couches de base, de couches d'assise, de couches de surface telles que les couches de liaison et/ou les couches de roulement.