WO2004016565A2 - Procede et dispositif pour la fabrication d'un melange de construction comprenant un liant bitumineux - Google Patents

Procede et dispositif pour la fabrication d'un melange de construction comprenant un liant bitumineux Download PDF

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WO2004016565A2
WO2004016565A2 PCT/FR2003/002506 FR0302506W WO2004016565A2 WO 2004016565 A2 WO2004016565 A2 WO 2004016565A2 FR 0302506 W FR0302506 W FR 0302506W WO 2004016565 A2 WO2004016565 A2 WO 2004016565A2
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temperature
bituminous
zeolite
bituminous binder
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Walter Barthel
Max Von Devivere
Jean-Pierre Marchand
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Mitteldeutsche Hartstein-Industrie Ag
Eurovia Gmbh
Eurovia
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Publication of WO2004016565A3 publication Critical patent/WO2004016565A3/fr
Publication of WO2004016565A8 publication Critical patent/WO2004016565A8/fr

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    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01CCONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
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    • E01C19/02Machines, tools or auxiliary devices for preparing or distributing paving materials, for working the placed materials, or for forming, consolidating, or finishing the paving for preparing the materials
    • E01C19/10Apparatus or plants for premixing or precoating aggregate or fillers with non-hydraulic binders, e.g. with bitumen, with resins, i.e. producing mixtures or coating aggregates otherwise than by penetrating or surface dressing; Apparatus for premixing non-hydraulic mixtures prior to placing or for reconditioning salvaged non-hydraulic compositions
    • E01C19/1059Controlling the operations; Devices solely for supplying or proportioning the ingredients
    • E01C19/1068Supplying or proportioning the ingredients
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    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
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    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/34Silicon-containing compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
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    • E01CCONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
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    • E01C19/02Machines, tools or auxiliary devices for preparing or distributing paving materials, for working the placed materials, or for forming, consolidating, or finishing the paving for preparing the materials
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    • E01C19/1013Plant characterised by the mode of operation or the construction of the mixing apparatus; Mixing apparatus
    • E01C19/105Mixing or coating by a combination of methods covered by E01C19/1018 - E01C19/104, excluding E01C19/1036

Definitions

  • the present invention relates to a process for preparing a construction mixture comprising a bituminous binder, the temperature for mixing the aggregates and the bituminous binder being lowered.
  • the invention also relates to a construction mixture comprising a bituminous binder obtainable by the method according to the present invention as well as a device for the manufacture of a construction mixture comprising a bituminous binder.
  • Bitumen is a mixture of high molecular weight hydrocarbons obtained from petroleum refining. Bitumen is a dark colored mass, semi-solid to viscous, sticky and having hydrophobic properties. Due to its viscoelastic behavior, bitumen can be used at high temperatures. In most applications, for example to prepare a bituminous mix for road construction, or even for bituminous strips for roofs and insulation, the bitumen must be delivered by the refinery in the molten state and kept in tanks isolated.
  • bituminous binder means bitumens and / or all compositions based on bitumens. By bituminous binder is thus meant in the sense of the present invention both a binder based on pure bitumen and binders containing any type of usual additives, in particular polymers.
  • bituminous binder such as bituminous mixes or bituminous concretes.
  • bituminous mixes were manufactured in continuous stations, drum-coating dryers, and bituminous concretes in batch stations.
  • bituminous concrete is often associated with bituminous mixes for wearing courses and the expression “bituminous mixes” with bituminous mixes for other pavement layers.
  • bituminous mix (es) will designate bituminous mixes, also sometimes called hydrocarbon mixes, as well as bituminous concretes.
  • bituminous binder 4 to 7% by weight of bituminous binder is added to a ton of dry aggregates.
  • mineral aggregates are first dried in a drum and then, if necessary, screened in order to be stored in storage compartments, the aggregates are mixed in a mixer according to the formula achieve, the temperature of the aggregates being between 150 ° C and 200 ° C. Then, the bitumen is added by injection or spraying to ensure the coating of the aggregates.
  • the bitumen temperature normally varies between 140 ° C and 190 ° C depending on the desired viscosity.
  • fillers are added to the mixture, the introduction of which can take place before, during and / or after the injection of the bitumen.
  • the overall residence time of the basic products in the mixer is 40 to 60 seconds, or even 120 seconds.
  • discontinuous manufacturing that is to say the production of bituminous mixes
  • continuous manufacturing process there is also known a continuous manufacturing process, the operations of which are essentially the same, except that the operation of coating is no longer done using a mixer.
  • the aggregate drying operation is costly in terms of energy and generates smoke and dust emissions into the atmosphere.
  • the temperatures of the kneading stage vary, depending on the type of bituminous binder, between 140 and 190 ° C., the coating temperatures can be higher in the case of particular techniques such as those of hot-poured mixes in which the coating temperature is between 200 and 250 ° C. High mixing temperatures represent a high energy expenditure and simultaneously environmental pollution due to undesirable gaseous effluents.
  • the elastic and plastic behavior of the bitumen must therefore be able to be transposed to the final product, for example to the road surface.
  • the ability to mix and obtain the required composting rate for surfaces intended for traffic are dependent on the bituminous mix to such an extent that higher coating temperatures are chosen to ensure the manufacture of an optimized end product.
  • Particularly hard types of bitumen require high mixing temperatures, to guarantee, in the fluid state, the coating and therefore the agglutination of the mineral and / or synthetic particles of the aggregate.
  • the introduction of fine aggregates, for example flours, into the bitumen leads to a stiffening effect, and thus to an increase in viscosity.
  • European patent EP 0 048 792 B1 describes a process for the manufacture of a hot-poured bituminous mix which contains 0.2 to 5% by weight of a zeolite or a mixture of synthetic zeolites in powder form for better resistance. rutting.
  • the particles of the zeolite powder have an average diameter of approximately 10 ⁇ m.
  • German application DE 43 23 256 A1 describes the use of zeolite (s), in the form of powders, to lower the kneading temperature and the viscosity of the bitumen.
  • the zeolite which is preferably a type A zeolite, has a water content of 5 to 30% by weight.
  • the particles of the zeolite powder have an average diameter of approximately 10 ⁇ m.
  • the Applicant has discovered that the introduction of an additive, having a high desorption power with temperature, in the form of granules, before and / or during the injection of the bituminous binder makes it possible to respond to the double technical problem. complex for improving the workability and fluidity of the additive before and during the addition to the mixer (wrapper) while allowing this additive, once it has been added, to develop in situ faster improved technical characteristics.
  • the addition of the additive in the form of granules makes it possible to reduce the coating temperature. This reduction in the coating temperature makes it possible to reduce energy consumption, the emission of smoke and dust into the atmosphere and the production of greenhouse gases, such as carbon dioxide.
  • the term “aggregate (s)” denotes mineral and / or synthetic aggregates which are conventionally introduced into bituminous binders to make mixtures of building materials.
  • the term “granule (s)” denotes the additive granules having a high desorption power with the temperature which are introduced into the kneader (coating) before and / or during the injection of the binder bituminous.
  • the present invention therefore relates to a process for preparing a construction mixture comprising a bituminous binder, in particular of a bituminous concrete or of bituminous mixes, characterized in that it comprises the following steps: a) drying, in a device mixer (coating), of aggregates at a temperature Ti between 110 and 160 ° C; then b) coating of said aggregates, which are at the temperature Ti, by injection into the kneading device (coating) of a bituminous binder heated to a temperature T of between 140 and 190 ° C; and in that, before and / or during the injection of the bituminous binder, an additive having a high desorption power with temperature in the form of granules is introduced into the mixer device (coating), said granules comprising fine particles of said additive aggregated by means of a binder, said fine particles having an average diameter of between 2 ⁇ m and 4 ⁇ m.
  • the term “mean diameter” is understood to mean the arithmetic mean of the individual diameters of the particles measured with a laser granulometer.
  • the temperature T 2 for heating the bituminous binder is higher, advantageously by about 30 ° C., than the temperature T] for drying the aggregates.
  • the binder is heated to its conventional coating temperature and the aggregates are dried at a temperature approximately 30 ° C. below said conventional coating temperature.
  • the drying temperature of the aggregates is 130 ° C.
  • the heating temperature of bituminous binder is 160 ° C.
  • the temperature of the bituminous binder tends to approach that of the aggregates taking into account the percentages present.
  • a construction mixture comprising a bituminous binder for example consists of approximately 94% of aggregates and 6% of the bitumen.
  • the temperature of the mixture is then 134 ° C.
  • the drying temperature of the aggregates is lowered, the coating temperature is less important, the temperature of the bituminous binder decreases and its viscosity increases. The coating therefore becomes more difficult.
  • the introduction of the additive aims to compensate for this drawback.
  • additive in the form of granules, gives off, under the effect of the temperature of the aggregates, the water which it contains in solid form and thus artificially reduces the viscosity of the bituminous binder and therefore improves the quality of the coating.
  • the expression “additive having a high desorption power with temperature” means any additive capable of releasing under the action of heat, that is to say at a temperature higher than 110 ° C, water molecules that lie between the layers or the interstices of its crystal lattice. Conventionally, this physically trapped water is called “zeolitic water”.
  • an additive is used whose water content varies from 5 to 30% by weight, in particular from 15 to 25% by weight relative to the total weight of the additive.
  • the granules comprise fine particles of said additive aggregated by means of a binder. These fine particles of said additive can in particular be obtained by wet granulation. Then, they are aggregated by means of a binder or an adhesive so as to create granules with an average diameter of between 0.2 mm and 1 mm.
  • Said adhesive can in particular be a cellulose derivative.
  • a particularly suitable glue for aggregating the fine particles of said additive is carboxymethylcellulose (CMC).
  • CMC carboxymethylcellulose
  • the Applicant has also discovered that the introduction of the additive in the form of granules allows an improved and faster distribution of the additive in the kneader (coating) before and / or during the injection of the binder.
  • the coating step lasting only about 40 seconds, up to 120 seconds maximum, it is important that the additive can release a maximum amount of its zeolitic water during this short period.
  • the fine particles of said additive have a specific surface of between 8,000 and 26,000 cm 2 / g, advantageously at least 15,000 cm 2 / g, measured with a laser granulometer.
  • the Applicant has found that the additive, in the form of granules after the glue has disappeared, releases more than 70% of its water in less than 6 hours, at a temperature between 140 and 180 ° C. .
  • the additive used is a natural and / or synthetic zeolite, or its initial amorphous synthesis phase.
  • the zeolite is a fibrous zeolite, a lamellar zeolite and / or a cubic zeolite.
  • the zeolite used can belong to the group of saujasites, chabasites, phillipstes, clilioptilolites, and or paulingites.
  • the zeolite used is a synthetic zeolite of type A, P, X and / or Y.
  • a type A zeolite granule will be used, in particular of the crude formula Na ⁇ 2 (AlO 2 ) ⁇ 2 (SiO 2 ) 12 , 27 H 2 O where Na 2 O is 18%, Al 2 O 3 of 28 %, SiO 2 by 33% and H 2 0 by 21%.
  • artificial zeolites Compared with zeolites from natural sources, artificial zeolites often have the advantage of having a uniformity and a constant quality, which is advantageous in particular for the fineness required.
  • the additive is introduced into the mixer (coating) at a rate of 0.1 to 5% by weight, in particular from 0.2 to 0.8% by weight relative to the total weight of the mixture.
  • the teaching according to the invention makes it possible to reduce the coating temperature for the manufacture of mixtures comprising bituminous binders without producing an unwanted increase in viscosity. It is given to bituminous mixtures or bituminous concrete produced a higher flexibility which allows an improved implementation.
  • the additive having a high desorption power with temperature, releases the zeolitic water gradually at the time of coating and also during transport or even the setting phase.
  • work of the mixture comprising a bituminous binder This gradual release of the water would allow the mixture to remain flexible for an extended period without it becoming necessary to increase the temperature, which would change the viscosity.
  • This release of water would give the mixture comprising a bituminous binder a compressibility equal to that which could be achieved at higher temperatures.
  • the released water causes foaming of the binder without any negative impact. Said foaming effect is expressed by an increase in volume which positively influences the bituminous mixture.
  • the fine bubbles of water vapor would form micropores which give the construction mixture a reduced density.
  • a particular advantage is that the enlargement of the volume, which alone is quite small, gives the bituminous mix a significantly improved compressibility for compaction work.
  • the additive ensures uniform distribution of the water vapor in the hot mixture comprising a bituminous binder. What is decisive in this context is that the release of water does not occur spontaneously from the boiling limit but continuously in a temperature difference ranging from 110 to 160 ° C.
  • fillers are also introduced before and / or during the injection of the bituminous binder. These charges make it possible to ensure a homogeneous distribution of the additive having a high desorption power with the temperature in the hot mixture.
  • the fillers are introduced simultaneously with the additive.
  • the fillers are stone flours.
  • the birumous binders envisaged are very particularly bitumen, special bitumens, modified bitumens, bitumens modified by polymers or their mixtures.
  • the method according to the invention allows a lowering of the coating temperature of the order of 30 ° C to 40 ° C, which corresponds to a reduction in energy requirements of about 30%.
  • the measured values have shown that the specific energy consumption can be reduced by 14kWh per tonne of bituminous mixes. In the case of a coating plant that consumes 8 liters of fuel oil per tonne of bituminous mixes under normal conditions, this corresponds to 2.4 liters saved.
  • the present invention also relates to a construction mixture comprising a bituminous binder, in particular a bituminous concrete or bituminous mixes, capable of being obtained by the process according to the present invention, characterized in that during its implementation the emissions aerosols are less than 0.5 mg / m 3 , advantageously less than
  • bituminous mixes capable of being obtained by the process according to the present invention
  • aerosol emissions were measured near the paver conductor, the compactor conductor and the finisher table.
  • a paver is a self-propelled road machine which, receiving ready-to-use materials, spreads them, levels them, smooths them and smoothes them, delivering a finished coating after its passage.
  • a compactor is a machine that reduces the apparent volume of bituminous mixes by vibration, rolling or pounding.
  • the aerosol and vapor emissions in the vicinity: of the finisher conductor are between 0.5 and 1 mg / m; - the compactor conductor is less than 2 mg / m 3 ; and the finisher table are between 0.36 and 0.6 mg / m.
  • the present invention also relates to the use of an additive having a high desorption power with temperature, in the form of granules, to control the temperature of the mixture comprising the aggregate and the bituminous binder, as long as the mixture remains in mass.
  • the additive granules comprise fine particles of said additive having an average diameter of between 0.2 and 0.4 ⁇ m.
  • the fine particles are bonded together by means of a binder or an adhesive.
  • the glue can in particular be a derivative of cellulose, such as carboxymethylcellulose.
  • the additive granules have an average diameter of between 0.1 and 2 mm.
  • the additive used is a natural and / or synthetic zeolite, or its initial amorphous synthesis phase.
  • the zeolite is a fibrous zeolite, a lamellar zeolite and / or a cubic zeolite.
  • the zeolite used can belong to the group of saujasites, chabasites, phillipstes, clilioptilolites, and / or paulingites.
  • the zeolite used is a synthetic zeolite of type A, P, X and / or Y.
  • a granule of type A zeolite in particular of the crude formula Na 12 (AlO 2 ) 12 (SiO), will be used.
  • the additive is introduced into the mixer (coating) at a rate of 0.1 to 5% by weight, in particular from 0.2 to 0.8% by weight relative to the total weight of the mixture.
  • said additive makes it possible to maintain the temperature of the mixture at approximately the coating temperature reached at the end of step b), as long as the mixture remains in mass.
  • the coating temperature reached at the end of step b) can be calculated by the following formula:
  • T e (CgXm g XTj + c L xm ⁇ T 2 ) / (m g ⁇ c g + m L ⁇ c L ) in which T e represents the coating temperature reached following step b) c g represents the specific heat of the aggregates m g represents the quantity of aggregates
  • Ti represents the drying temperature of the aggregates, defined in step a)
  • CL represents the specific heat of the bituminous binder
  • ⁇ IL represents the amount of bituminous binder
  • T 2 represents the heating temperature of the bituminous binder, defined in step a).
  • the present invention also relates to the use of said additive to increase the workability of a construction mixture comprising a bituminous binder, in particular of a bituminous concrete or bituminous mixes.
  • said additive having a high desorption power with temperature makes it possible to increase the workability of a construction mixture comprising a bituminous binder, in particular of a bituminous concrete or of bituminous mixes, under atmospheric conditions of setting work of difficult construction mixture, especially at ambient temperatures between 5 and 10 ° C. It might also be possible to be able to work at colder ambient temperatures. However, it seems difficult to be able to work at ambient temperatures below 2 ° C.
  • the addition of the additive improves the workability of the bituminous mixture. This property is particularly advantageous when working outdoors, at ambient temperatures at the limit of usual tolerances. If you want to apply an asphalt or bituminous concrete that does not include this additive with a thickness greater than 5 cm, for example a wearing course or road surface, the ambient temperature must be greater than 5 ° C. For a thickness of less than 4 cm, the ambient temperature must be above 10 ° C. In extreme atmospheric conditions of implementation, conventional bituminous mixes cannot be spread due to the too great difference in temperature existing between the ambient air and the temperature of bituminous mixes.
  • the present invention also relates to a device for the manufacture of a construction mixture
  • bituminous binders in particular of a bituminous concrete or of bituminous mixes constituted by a kneader (coating) mixing the mineral and or synthetic aggregates, the binder, the additive having a high desorption power with the temperature and, where appropriate, the fillers.
  • a device for the manufacture of a construction mixture comprising a bituminous binder, in particular of a bituminous concrete or of bituminous mixes, consisting of a kneader (coating) mixing a mineral and or synthetic aggregate, a binder and, if necessary if necessary, loads are signaled by a silo assigned to this device, where an additive having a high desorption power is stored with the temperature, by a weighing device downstream of the silo for dosing the additive in the mixer ) and by the fact that the weighing device is connected to the mixer (wrapper) by means of a routing means.
  • This routing means can be a conveyor such as a conveyor screw for bringing loads to the mixer (wrapper). It can also be a pneumatic conveyor feeding the introduction device, for example a nozzle, existing in the mixer (wrapper).
  • a mobile silo In the case of a mobile silo, this should have standard dimensions such as to allow transport by truck, in particular by a heavy vehicle.
  • the additive is brought from the silo to the weighing device by means of a rotary airlock serving as a honeycomb distributor.
  • a rotary airlock serving as a honeycomb distributor.
  • a construction mixture manufactured according to the process described by the invention in particular a bituminous concrete or bituminous mixes, corresponds to mixes manufactured according to the existing art at higher temperatures at the level of the composition. mineral, the nature and quantity of the binder, the course of coating operations over time, and the yield of power plants.
  • the operations of adding and weighing the additive separately do not require any modification of the mixing times of the batches, which means that the efficiency of the coating stations classics remains the same. This is also true for the case where the continuous regime is used instead of
  • FIG. 1 diagram of the process for manufacturing a construction mixture comprising a bituminous binder
  • FIG. 2 a second diagram of the process for manufacturing a construction mixture comprising a bituminous binder
  • FIG. 3 a silo carried on a truck
  • FIG. 4 the silo according to FIG. 3 in the operational position
  • Figure 5 a top view of the silo according to Figure 4
  • Figure 6 a block diagram showing a rolling chassis carrying the weighing and routing assembly
  • Figure 7 a top view of the rolling chassis according to Figure 6
  • Figure 8 a block diagram showing a mixer for the manufacture of a construction mixture comprising a bituminous binder and Figure 9 an embodiment of a drying drum (coating).
  • Figure 10 temperature changes on a site using warm bituminous mixes.
  • Figures 1 and 2 are two diagrams which illustrate the principle of the process for manufacturing a construction mixture comprising a bituminous binder, in particular of a bituminous concrete.
  • Figure 1 shows a discontinuous manufacturing process and Figure 2 a continuous manufacturing process.
  • the aggregates are first dried in a drum 10 in order to be then possibly screened (operation 12) and then separated and stored according to their particle sizes (operation 14). Then, these aggregates are introduced into a kneader 16 according to the formula of the mixture comprising a bituminous binder to be manufactured. Alternatively, it is possible to bring the aggregates directly from the drum 10 to the mixer 16 (arrow 18).
  • the bitumen is introduced by injection or spraying (arrow 20) into the mixer 16 where the aggregates have a temperature of the order of 110 ° C. to 160 ° C.
  • an additive having a high desorption power with temperature such as in particular a zeolite, is taken up in a silo 22 by means of a weighing device 24 and introduced by injection or spraying (26) into the mixer 16 or the additive is dosed in combination with fillers such as stone flour (arrows 28, 30).
  • the additive having a high desorption power with the temperature can be stored or transported in disposable bags called non return bags. The additive in these bags can be poured into dosing hoppers or poured directly into the mixer (22 ').
  • FIG. 2 shows the principle of a continuous process.
  • the dryer 10 according to FIG. 1 and the mixer 16 constitute a unit in the form for example of a drying drum (wrapper) 34 into which aggregates are introduced at one end (arrow 36) to be dried in the dryer 34.
  • the bitumen is then introduced after the necessary drying of the aggregates, for example by spraying or by injection (arrow 38).
  • Fillers are added, preferably before the bitumen, as well as an additive having a high desorption power with temperature and having just been taken up in the silo and weighed (arrow 44), the additive being able to, alternatively, be introduced into the drying drum 34 at the same time as the fillers by means, for example, of a feed screw so that the fillers and the additive are mixed during the introduction.
  • the principle of this simultaneous introduction is indicated by the arrow in broken lines 46.
  • bags of additives can be poured directly into the drying drum (34), this operation is indicated by the dotted arrow 42 ' . After coating the bitumen with the aggregates, the finished bituminous product is immediately removed (arrow 49) from the drying drum.
  • Figure 8 is the block diagram of a mixer 16 whose lower part is provided with kneading members 48, 50 with rotary arms 52, 54 to impart a turbulent movement to the aggregates introduced. Above the kneading members 48, 50, the kneader is provided with an arrangement of nozzles 56 used for injecting or spraying the bitumen with the aim of coating with bitumen the aggregates put into turbulence by the mixing 48, 50.
  • an additive having a high desorption power with temperature is introduced by means of a supply device.
  • a supply device which can also be an arrangement of injection nozzles or by means of a hatch or access system (22 ') to the mixer.
  • fillers such as stone flour, either with the additive or separately.
  • the mixer 16 performs a batch production of a construction mixture comprising a bituminous binder.
  • FIG. 9 The purpose of FIG. 9 is to illustrate the continuous process according to FIG. 2.
  • a mixing element 60 extended over almost the entire length, also in the form of a kneading member at spread rotary arms 62, and which makes it possible to impart a movement of turbulence to. aggregates introduced and dry them.
  • the aggregates are brought to a temperature of around 110 ° C to 160 ° C.
  • loads are introduced via a feed device 66 at a certain distance from the loading opening 64.
  • the introduction of the additive having a high desorption power with temperature is carried out to allow the manufacture of the desired bituminous mixture at relatively low temperatures.
  • a nozzle device 70 for injecting or spraying the bitumen in order to coat the aggregates with sufficient bitumen is extracted through the outlet opening 72.
  • a silo 74 is provided whose dimensions are such as to allow its transport on a truck 76.
  • the silo 74 is supported on a support frame 76.
  • a rolling chassis 88 which carries a metering station with a cellular distributor 90 and can be aligned with the opening 84. from silo 74.
  • the distributor has The valve 90 can be actuated by an electric motor 92.
  • the additive is weighed in a weight device and then brought to a shipping tank 94.
  • a rotary compressor 96 then generates the compressed air used for the routing of the additive to the mixer 16 or the drying drum 34.
  • the additive can be introduced by a conveyor screw introducing the charges into the mixer 16 or the drying drum 34.
  • the rolling chassis 88 is also equipped with a control station 98. Threaded pins 100, 102 allow the horizontal alignment of the rolling chassis.
  • Example 1 Physico-chemical properties of a type A zeolite, in the form of granules
  • the type A zeolite has the following crude formula: Na 1 (AlO 2 ) 1 (SiO 2 ) ⁇ 2 , 27 H 2 O where the amount of Na 2 O is 18%, Al 2 O 3 of 28%, SiO 2 of 33% and H 2 O of 21%.
  • the physicochemical properties of a type A zeolite in the form of granules are as follows:
  • Table 1 presents the particle size characteristics of a pulverulent type A zeolite and in the form of granules.
  • Table 1 Tables 2 and 3 below show the water loss measurements of the zeolites in powder and granular form, before and / or after the adhesive has disappeared, as a function of time and temperature, during laboratory tests.
  • Table 2 indicates the results obtained during laboratory tests in static mode. Thus, for an imposed temperature, the mass loss of each sample was monitored over time.
  • Table 3 indicates the results obtained during laboratory tests in dynamic mode using the DSC, with variation of the temperature over time (5 ° C./min).
  • compositions tested are given in table 4 below:
  • the zeolite was bagged at a rate of 8 kg / bag in order to respect the dosage of 0.3% for 2.5 tonnes of mix per batch.
  • the plant used is a batch loading asphalt plant.
  • a monitoring listing published at the plant made it possible to collect the temperatures by type of asphalt and by mix.
  • the price per kW paid by the power plant is 0.0152 Euros
  • BBSG 0/10 mixes based on zeolite did not pose any particular problem.
  • the gas savings due to the reduction in the heating of aggregates (170 to 140 ° C) made it possible to quantify this gain of the order of 0.21 Euros for a tonne of asphalt mix.
  • BBSG 0/10 with zeolite, coated at 140 ° C. has an average void percentage of 5.3%, lower than that of BBSG 0/10 of reference, which is 6.7%, coated at 170 ° C without zeolite.
  • Example 4 measures the air emissions released by bitumens during road construction sites.
  • the aerosol and vapor emissions were measured nearby: - the paver driver (F),

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Abstract

La présente invention concerne un procédé de préparation d'un mélange de construction comprenant un liant bitumineux, la température de mélange des granulats et du liant bitumineux étant abaissée. Le procédé est caractérisé en ce qu’un additif ayant un haut pouvoir de désorption (notamment une zéolithe) est introduit sous forme de granulés. L'invention concerne également un mélange de construction comprenant un liant bitumineux susceptible d'être obtenu par le procédé selon la présente invention ainsi qu'un dispositif pour la fabrication d'un mélange de construction comprenant un liant bitumineux.

Description

Procédé et dispositif pour la fabrication d'un mélange de construction comprenant un liant bitumineux
La présente invention concerne un procédé de préparation d'un mélange de construction comprenant un liant bitumineux, la température de mélange des granulats et du liant bitumirieux étant abaissée. L'invention concerne également un mélange de construction comprenant un liant bitumineux susceptible d'être obtenu par le procédé selon la présente invention ainsi qu'un dispositif pour la fabrication d'un mélange de construction comprenant un liant bitumineux.
Le bitume est un mélange d'hydrocarbures à grande masse moléculaire obtenu par raffinage du pétrole. Le bitume est une masse de couleur foncée, semi-solide à visqueuse, collant et ayant des propriétés hydrophobes. En raison de son comportement viscoélastique, le bitume peut être mis en œuvre à haute température. Dans la plupart des applications, par exemple pour préparer un enrobé bitumineux pour la construction routière, ou encore pour des bandes bitumineuses pour les toits et les isolations, le bitume doit être livré par la raffinerie à l'état fondu et être maintenu dans des réservoirs isolés. Au sens de la présente invention, on entend par liant bitumineux les bitumes et/ou toutes les compositions à base de bitumes. Par liant bitumineux, on entend ainsi au sens de la présente invention aussi bien un liant à base de bitume pur que des liants contenant tout type d'additifs habituels, notamment des polymères.
Avec des granulats minéraux et/ou synthétiques, il est possible de fabriquer des mélanges de matériaux de construction pouvant être mis en oeuvre avec un liant bitumineux chaud, tels que des enrobés bitumirieux ou des bétons bitumineux.
Historiquement, les enrobés bitumineux étaient fabriqués dans des postes continus, des tambours sécheurs enrobeurs, et les bétons bitumineux dans des postes discontinus. On associe souvent l'expression « béton bitumineux » à des mélanges bitumineux pour des couches de roulement et l'expression « enrobés bitumineux » à des mélanges bitumineux pour d'autres couches de chaussées. Au sens de la présente invention, l'expression « enrobé(s) bitumineux » désignera les enrobés bitumineux, encore parfois appelés enrobés hydrocarbonés, ainsi que les bétons bitumineux.
Classiquement, pour fabriquer un enrobé bitumineux, on ajoute à une tonne de granulats secs 4 à 7 % en poids de liant bitumineux. Pour la fabrication d'enrobés bitumineux à chaud, des granulats minéraux sont d'abord séchés dans un tambour puis, le cas échéant, criblés afin d'être entreposés dans des compartiments de stockage, les granulats sont mélangés dans un malaxeur selon la formule à réaliser, la température des granulats étant comprise entre 150°C et 200°C. Puis, le bitume est ajouté par injection ou pulvérisation pour assurer l'enrobage des granulats. La température du bitume varie normalement entre 140°C et 190°C en fonction de la viscosité désirée. De plus, le mélange est additionné de charges dont l'introduction peut avoir lieu avant, pendant et/ou après l'injection du bitume. Le temps de séjour global des produits de base dans le malaxeur est de 40 à 60 secondes, voire 120 secondes. A côté de la fabrication discontinue, c'est-à-dire d'une fabrication en gâchées, des enrobés bitumineux, on connaît également un procédé de fabrication en continu dont les opérations sont sensiblement les mêmes, excepté le fait que l'opération d'enrobage ne se fait plus à l'aide d'un malaxeur.
L'opération de séchages des granulats est coûteuse énergétiquement et génère des émissions de fumées et de poussières dans l'atmosphère. Les températures de l'étape de malaxage varient, selon le type de liant bitumineux, entre 140 et 190°C, les températures d'enrobage peuvent être plus élevées dans le cas de techniques particulières telles que celles des enrobés coulés à chaud dans laquelle la température d'enrobage est comprise entre 200 et 250°C. Des températures élevées de malaxage représentent une forte dépense d'énergie et simultanément une pollution environnementale due aux effluents gazeux indésirables.
Des plages de température de malaxage élevées induisent, pour certains types de bitumes, des décompositions qui dégagent des fumées bleues. Ainsi, des températures de malaxages qui sont abaissées présentent des avantages économiques et écologiques, qui se poursuivent avantageusement lors de la mise en œuvre. A froid, le bitume est dur et, quand la température augmente, il passe d'une manière continue par tous les états d'agrégation, en passant par l'état visqueux, pour arriver à l'état fluide. Ce changement d'état est réversible et forme la base de ses possibilités de mise en œuvre, telles que le pompage, le malaxage et la projection. Après le refroidissement, les matériaux de construction mis en place et liés par du bitume peuvent être immédiatement mis en charge. Le comportement viscoélastique du bitume forme la base des propriétés à l'emploi du matériau de construction qui est lié par ce bitume. La résistance à la déformation est elle aussi favorisée, et il en est de même de la résistance à long terme. Le comportement élastique et plastique du bitume doit donc pouvoir être transposé au produit final, par exemple au revêtement routier. L'aptitude à la mise en œuvre de l'enrobé et l'obtention du taux de compostage exigé pour les surfaces destinées à la circulation sont fonction de l'enrobé bitumineux à tel point que des températures d'enrobage plus élevées sont choisis pour assurer la fabrication d'un produit final optimalisé. Les types de bitume particulièrement durs exigent des températures de malaxage élevées, pour garantir, à l'état fluide, l'enrobage et donc l'agglutination des particules minérales et/ou synthétiques du granulat. L'introduction des granulats fins, par exemple des farines, dans le bitume conduit à un effet de rigidification, et ainsi à une augmentation de la viscosité.
Le brevet européen EP 0 048 792 Bl décrit un procédé de fabrication d'un enrobé bitumineux coulé à chaud qui contient 0,2 à 5 % en poids d'une zéolithe ou d'un mélange de zéolithe synthétique sous forme pulvérulente pour une meilleure tenue à l'orniérage. Les particules de la poudre de zéolithe ont un diamètre moyen d'environ 10 μm. La demande allemande DE 43 23 256 Al décrit l'utilisation de zéolithe(s), sous forme de poudres, pour abaisser la température de malaxage et la viscosité du bitume. La zéolithe, qui est de préférence une zéolithe de type A, a une teneur en eau de 5 à 30 % en poids. Les particules de la poudre de zéolithe ont un diamètre moyen d'environ 10 μm. L'utilisation de la zéolithe pulvérulente, telle que décrite dans les documents de l'art antérieur, entraîne des problèmes techniques d'exploitation, notamment des problèmes de coulabilité et de sécurité dus à la manipulation de poudres, notamment lors de l'introduction de la zéolithe pulvérulente dans le malaxeur (enrobeur). C'est, entre autres, une raison pour laquelle les procédés décrits dans les demandes EP 0 048 792 et DE 4323256 n'ont jamais été exploités.
De manière surprenante, la Demanderesse a découvert que l'introduction d'un additif, ayant un haut pouvoir de désorption avec la température, sous forme de granulés, avant et/ou pendant l'injection du liant bitumineux permet de répondre au double problème technique complexe d'amélioration de la maniabilité et de la fluidité de l'additif avant et pendant l'ajout dans le malaxeur (enrobeur) tout en permettant à cet additif, une fois qu'il a été ajouté, de développer in situ plus rapidement des caractéristiques techniques améliorées.
L'ajout de l'additif sous forme de granulés permet de réduire la température d'enrobage. Cette réduction de la température d'enrobage permet de réduire la consommation énergétique, l'émission des fumées et des poussières dans l'atmosphère et la production de gaz à effet de serre, tels que le dioxyde de carbone.
Dans le cadre de la présente invention, le terme « granulat(s) » désignera les granulats minéraux et/ou synthétiques qui sont classiquement introduits dans les liants bitumineux pour fabriquer des mélanges de matériaux de construction. Dans le cadre de la présente invention, le terme « granulé(s) » désignera les granulés d'additif ayant un haut pouvoir de désorption avec la température qui sont introduits dans le malaxeur (enrobeur) avant et/ou pendant l'injection du liant bitumineux.
La présente invention concerne donc un procédé de préparation d'un mélange de construction comprenant un liant bitumineux, notamment d'un béton bitumineux ou d'enrobés bitumineux, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : a) séchage, dans un dispositif malaxeur (enrobeur), de granulats à une température Ti comprise entre 110 et 160 °C ; puis b) enrobage desdits granulats, qui sont à la température Ti, par injection dans le dispositif malaxeur (enrobeur) d'un liant bitumineux chauffé à une température T comprise entre 140 et 190 °C ; et en ce que, avant et/ou pendant l'injection du liant bitumineux, on introduit dans le dispositif malaxeur (enrobeur) un additif ayant un haut pouvoir de désorption avec la température sous forme de granulés, lesdits granulés comprenant de fines particules dudit additif agrégées au moyen d'un liant, lesdites fines particules ayant un diamètre moyen compris entre 2 μm et 4μm.
Au sens de la présente invention, on entend par les termes « diamètre moyen » la moyenne arithmétique des diamètres individuels des particules mesurés au granulomètre laser. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, la température T2 de chauffage du liant bitumineux est supérieure, avantageusement de 30°C environ, à la température T] de séchage des granulats.
Avantageusement, le liant est chauffé à sa température d'enrobage classique et les granulats sont séchés à une température inférieure de 30°C environ à ladite température d'enrobage classique. Notamment, la température de séchage des granulats est de 130°C et la température de chauffage de liant bitumineux est de 160°C. Lors de l'enrobage des granulats par le liant bitumineux, la température du liant bitumineux a tendance à se rapprocher de celle des granulats compte tenu des pourcentages en présence. En effet, un mélange de construction comprenant un liant bitumineux, est par exemple constitué d'environ 94 % de granulats et 6 % du bitume. Si on suppose que les granulats sont chauffés à une température de 130°C, que le liant bitumineux est chauffé à 160°C, que la chaleur massique des granulats est de 0,2 th/t et celle du liant bitumineux est de 0,5 th/t, que les proportions du granulat par rapport au bitume sont respectivement de 94% et de 6%, la température du mélange est alors de 134°C. Ainsi, si on diminue la température de séchage des granulats, la température d'enrobage est moins importante, la température du liant bitumineux décroît et sa viscosité augmente. L'enrobage devient donc plus difficile. L'introduction de l'additif a pour objectif de compenser cet inconvénient. L'additif, sous forme de granulés, dégage, sous l'effet de la température des granulats, l'eau qu'il contient sous forme solide et diminue ainsi artificiellement la viscosité du liant bitumineux et améliore donc la qualité de l'enrobage. Dans le cadre de la présente invention, on entend par l'expression « additif ayant un haut pouvoir de désorption avec la température », tout additif capable de libérer sous l'action de la chaleur, c'est-à-dire à une température supérieure à 110 °C, des molécules d'eau qui se trouvent entre les couches ou les interstices de son réseau cristallin. Classiquement, on appelle cette eau emprisonnée physiquement une « eau zéolithique ».
Avantageusement, on utilise un additif dont la teneur en eau varie de 5 à 30% en poids, notamment de 15 à 25 % en poids par rapport au poids total de l'additif. Les granulés comprennent de fines particules dudit additif agrégées au moyen d'un liant. Ces fines particules dudit additif peuvent notamment être obtenues par granulation par voie humide. Ensuite, elles sont agrégées au moyen d'un liant ou d'une colle de façon à créer des granulés de diamètre moyen compris entre 0,2 mm et 1 mm.
Ladite colle peut notamment être un dérivé de cellulose. Une colle particulièrement appropriée pour agréger les fines particules dudit additif est la carboxyméthylcellulose (CMC). D'un point de vue pratique, il est préférable de manipuler l'additif sous forme de granulés plutôt que de manipuler le même additif sous forme pulvérulente. En effet, les granulés, par rapport aux poudres, présentent notamment les avantages suivants :
- meilleur maniement (stockage, transport, dosage) ; formation de poussière restreinte ; - meilleure fluidité ;
- pas de cuisson.
De manière surprenante, la Demanderesse a également découvert que l'introduction de l'additif sous forme de granulés permet une distribution améliorée et plus rapide de l'additif dans le malaxeur (enrobeur) avant et/ou pendant l'injection du liant. L'étape d'enrobage ne durant que 40 secondes environ, jusqu'à 120 secondes maximum, il est important que l'additif puisse libérer une quantité maximale de son eau zéolithique durant cette courte période. Une fois que les granulés d'additifs sont introduits dans le malaxeur (enrobeur), les fines particules dudit additif ne sont plus liées entre elles. On a alors dans le malaxeur (enrobeur) des fines particules d'additif, qui ont un diamètre moyen compris entre 2 et 4 μm. Il serait difficile d'introduire ces fines particules telles quelles dans le malaxeur (enrobeur) en raison des nombreux problèmes techniques liés à la manipulation de poudres.
Dans un mode de réalisation avantageux de l'invention, les fines particules dudit additif ont une surface spécifique comprise entre 8 000 et 26 000 cm2/g, avantageusement d'au moins 15 000 cm2/g, mesurée au granulomètre laser.
Lors d'essais au laboratoire, la Demanderesse a constaté que l'additif, sous forme de granulés après disparition de la colle, relargue plus de 70 % de son eau en moins de 6 heures, à une température comprise entre 140 et 180°C. Le même additif sous forme de poudre, ayant un diamètre moyen de 10 μm, relargue plus de 70% de son eau en 15 heures environ, à une température comprise entre 140 et 180°C lors d'essais en laboratoire.
Selon une variante avantageuse de l'invention, l'additif utilisé est une zéolithe naturelle et/ou synthétique, ou sa phase de synthèse initiale amorphe.
Avantageusement, la zéolithe est une zéolithe fibreuse, une zéolithe lamellaire et/ou une zéolithe cubique. La zéolithe utilisée peut appartenir au groupe de saujasites, chabasites, phillipstes, clilioptilolites, et ou paulingites.
Avantageusement, la zéolithe utilisée est une zéolithe synthétique du type A, P, X et/ou Y.
De préférence, on utilisera un granulé de zéolithe de type A, notamment de la formule brute Naι2(AlO22(SiO2)12, 27 H2O oùNa2O est de 18 %, Al2O3 de 28 %, SiO2 de 33 % et H20 de 21 %.
Par comparaison aux zéolithes de sources naturelles, les zéolithes artificielles ont souvent l'avantage de présenter une homogénéité et une qualité constante, ce qui est avantageux notamment pour la finesse requise.
Selon une variante avantageuse de l'invention, l'additif est introduit dans le malaxeur (enrobeur) a un taux de 0,1 à 5 % en poids, notamment de 0,2 à 0,8 % en poids par rapport au poids total du mélange.
L'enseignement selon l'invention rend possible de réduire la température d'enrobage pour la fabrication de mélanges comprenant des liants bitumineux sans produire une augmentation non désirée de la viscosité. Il est conféré aux enrobés bitumineux ou au béton bitumineux fabriqués une souplesse plus élevée qui autorise une mise en œuvre améliorée.
Sans vouloir se limiter à une quelconque théorie, il se peut que l'additif, ayant un haut pouvoir de désorption avec la température, dégage l'eau zéolithique progressivement au moment de l'enrobage et aussi pendant le transport voire la phase de mise en œuvre du mélange comprenant un liant bitumineux. Cette libération progressive de l'eau permettrait au mélange de rester souple pendant une durée prolongée sans qu'il ne devienne nécessaire d'augmenter la température, ce qui changerait la viscosité. Cette libération de l'eau conférerait au mélange comprenant un liant bitumineux une compressibilité égale à celle que l'on pourrait atteindre sous des températures plus élevées. L'eau libérée cause un moussage du liant sans aucun impact négatif. Ledit effet de moussage s'exprime par une augmentation du volume qui influe positivement sur le mélange bitumineux. Les fines bulles de vapeur d'eau formeraient des micropores qui donnent au mélange de construction une masse volumique réduite. Un avantage particulier consiste en ce que l'agrandissement du volume, qui a lui seul est assez faible, confère à l'enrobé bitumineux une compressibilité nettement améliorée pour les travaux de compactage. L'additif permet d'assurer une distribution uniforme de la vapeur d'eau dans le mélange chaud comprenant un liant bitumineux. Ce qui est déterminant dans ce contexte, c'est que le dégagement de l'eau ne se produit pas spontanément à partir de la limite d'ébullition mais en continu dans un écart de température variant de 110 à 160°C. Selon une variante avantageuse de l'invention, des charges sont en outre introduites avant et/ou pendant l'injection du liant bitumineux. Ces charges permettent d'assurer une distribution homogène de l'additif ayant un haut pouvoir de désorption avec la température dans le mélange à chaud. Avantageusement, les charges sont introduites simultanément avec l'additif. Selon une variante avantageuse, les charges sont des farines de pierres.
Les liants birumeux envisagés sont tout particulièrement du bitume, des bitumes spéciaux, des bitumes modifiés, des bitumes modifiés par des polymères ou leurs mélanges. Le procédé selon l'invention permet un abaissement de la température d'enrobage de l'ordre de 30°C à 40°C, ce qui correspond à une réduction des besoins en énergie d'environ 30%. Les valeurs mesurées ont montré que la consommation spécifique d'énergie peut être réduite de 14kWh par tonne d'enrobés bitumineux. Dans le cas d'un poste d'enrobage qui consomme 8 litres de fioul par tonne d'enrobés bitumineux en régime normal, cela correspond à 2,4 litres économisés. Si l'on suppose que la production annuelle d'enrobés en Allemagne (respectivement en France) est de 65 millions de tonnes (respectivement 40 millions de tonnes) environ, il en résulte une suppression de 400 000 tonnes de dioxyde de carbone (respectivement 246 000 tonnes). De plus, un mélange à une température plus basse génère moins d'aérosols et moins de vapeurs. Les mesures effectuées prouvent également une réduction d'émissions de polluants. Il peut également être constaté un plus faible pourcentage de substances nuisibles et odorantes. Des analyses effectuées dans le cadre d'essais d'enrobage ont donné une valeur de 350,7 mg de vapeurs d'aérosols par mètre cube d'air pour l'utilisation d'un bitume standard B 65 à une température d'enrobage de 168°C et une valeur de 90,4 mg par mètre cube d'air pour une température d'enrobage de 142°C réduite grâce à l'introduction d'un additif, sous forme de granulés, ayant un haut pouvoir de désorption avec la température, notamment une zéolithe. Une réduction de 26°C de la température d'enrobage a ainsi eu pour résultat une diminution de 74 % des particules ultrafines. II y a également des changements sensibles au niveau des odorants. Des évaluations olfactives par des sujets d'expérience ont montré un nombre réduit d'unités olfactives (UO) pour le mélange de construction fabriqué à basse température sur la base de l'enseignement selon l'invention par comparaison à un enrobé fabriqué à une température d'enrobage normale. Quant au comportement à la mise en œuvre, aucun désavantage n'a pu être constaté par rapport aux enrobés bitumineux classiques. Des structures superficielles désirées ont également pu être réalisées sans problème. Des changements relatifs aux caractéristiques d'emploi, à la stabilité, à l'adhérence, à l'insensibilité aux intempéries et à la durabilité n'ont pas été constatés. Les enrobés bitumineux fabriqués selon le procédé décrit par l'invention présentent donc les mêmes propriétés et caractéristiques que les enrobés bitumineux classiques, fabriqués à des températures plus élevées.
La présente invention a aussi pour objet un mélange de construction comprenant un liant bitumineux, notamment un béton bitumineux ou des enrobés bitumineux, susceptible d'être obtenu par le procédé selon la présente invention, caractérisé en ce que lors de sa mise en œuvre les émissions d'aérosols sont inférieures à 0,5 mg/m3, avantageusement inférieures à
0,36 mg/m3.
Lors de la mise en œuvre d'enrobés bitumineux, susceptibles d'être obtenus par le procédé selon la présente invention, sur un chantier routier on a mesuré les émissions d'aérosols à proximité du conducteur de finisseur, du conducteur de compacteur et de la table du finisseur.
Un finisseur est un engin routier automoteur qui, recevant les matériaux prêts à l'emploi, les répand, les nivelle, les dame et les lisse, livrant après son passage un revêtement fini. Un compacteur est un engin qui permet de réduire par vibration, roulage ou pilonnage le volume apparent des enrobés bitumineux.
Avantageusement, lors de la mise en œuvre du mélange de construction selon la présente invention, les émissions d'aérosols et de vapeur à proximité : du conducteur de finisseur sont comprises entre 0,5 et 1 mg/m ; - du conducteur de compacteur sont inférieures à 2 mg/m3 ; et de la table du finisseur sont comprises entre 0,36 et 0,6 mg/m .
La présente invention a aussi pour objet l'utilisation d'un additif ayant un haut pouvoir de désorption avec la température, sous forme de granulés, pour contrôler la température du mélange comprenant le granulat et le liant bitumineux, tant que le mélange reste en masse. Les granulés d'additif comprennent de fines particules dudit additif ayant un diamètre moyen compris entre 0,2 et 0,4 μm. Les fines particules sont liées entre elles au moyen d'un liant ou d'une colle. La colle peut notamment être un dérivé de la cellulose, tel que la carboxyméthylcellulose. Avantageusement, les granulés d'additif ont un diamètre moyen compris entre 0,1 et 2 mm. Selon une variante avantageuse de l'invention, l'additif utilisé est une zéolithe naturelle et/ou synthétique, ou sa phase de synthèse initiale amorphe. Avantageusement, la zéolithe est une zéolithe fibreuse, une zéolithe lamellaire et/ou une zéolithe cubique. La zéolithe utilisée peut appartenir au groupe de saujasites, chabasites, phillipstes, clilioptilolites, et/ou paulingites. Encore plus avantageusement, la zéolithe utilisée est une zéolithe synthétique du type A, P, X et/ou Y. De préférence, on utilisera un granulé de zéolithe de type A, notamment de la formule brute Na12(AlO2)12(SiO2)12, 27 H2O où Na2O est de 18 %, Al2O3 de 28 %, SiO2 de 33 % et H2O de 21 %. Il est conseillé d'utiliser un additif dont la teneur en eau est comprise entre 5 et 30 % en poids, notamment entre 15 et 25 % en poids par rapport au poids total de l'additif.
Selon une variante avantageuse de l'invention, l'additif est introduit dans le malaxeur (enrobeur) a un taux de 0,1 à 5 % en poids, notamment de 0,2 à 0,8 % en poids par rapport au poids total du mélange. Avantageusement, ledit additif permet de maintenir la température du mélange à environ la température d'enrobage atteinte à l'issue de l'étape b), tant que le mélange reste en masse. La température d'enrobage atteinte à l'issue de l'étape b) peut être calculée par la formule suivante :
Te = (CgXmgXTj + cLxm χT2) / (mg χcg + mL χcL) dans laquelle Te représente la température d'enrobage atteinte suite à l'étape b) cg représente la chaleur massique des granulats mg représente la quantité de granulats
Ti représente la température de séchage des granulats, définie à l'étape a) CL représente la chaleur massique du liant bitumineux ΠIL représente la quantité de liant bitumineux T2 représente la température de chauffage du liant bitumineux, définie à l'étape a).
Lors de son passage dans la vis du finisseur, l'enrobé est réparti et les échanges thermiques avec l'extérieur sont plus importants. Avant cette étape, on peut considérer que l'enrobé « reste en masse », aussi bien dans le camion que dans la trémie du finisseur. La présente invention a également pour objet l'utilisation dudit additif pour augmenter la maniabilité d'un mélange de construction comprenant un liant bitumineux, notamment d'un béton bitumineux ou d'enrobés bitumineux.
En particulier, ledit additif ayant un haut pouvoir de désorption avec la température permet d'augmenter la maniabilité d'un mélange de construction comprenant un liant bitumineux, notamment d'un béton bitumineux ou d'enrobés bitumineux, dans des conditions atmosphériques de mise en œuvre du mélange de construction difficiles, notamment à des températures ambiantes comprises entre 5 et 10°C. Il pourrait aussi être envisageable de pouvoir travailler à des températures ambiantes plus froides. Il parait toutefois difficile de pouvoir travailler à des températures ambiantes inférieures à 2°C.
A température d'enrobage égale, l'ajout de l'additif, tel que défini précédemment, permet d'améliorer la maniabilité du mélange bitumineux. Cette propriété est particulièrement avantageuse lorsqu'on travaille en extérieur, à des températures ambiantes à la limite des tolérances habituelles. Si on désire appliquer un enrobé ou un béton bitumineux ne comprenant pas cet additif d'épaisseur supérieure à 5 cm, par exemple une couche de roulement ou de chaussée, la température ambiante doit être supérieure à 5°C. Pour une épaisseur inférieure à 4 cm, la température ambiante doit être supérieure à 10°C. Dans des conditions atmosphériques de mise en oeuvre extrêmes, les enrobés bitumineux classiques ne peuvent pas être épandus en raison de la trop grande différence de température existante entre l'air ambiant et la température des enrobés bitumineux. En effet, au contact de l'air ambiant, l'enrobé se refroidit, la température du liant diminue entraînant une augmentation de son module et par là même une rigidification de l'enrobé. En conséquence, la maniabilité de l'enrobé bitumineux diminue conduisant à une difficulté de compactage. L'ajout dudit additif permet d'améliorer la maniabilité des enrobés bitumineux, malgré la différence de température importante, et ainsi permet de continuer à travailler avec des enrobés bitumineux dans des conditions atmosphériques extrêmes. Il est à noter que lorsque l'air ambiant est à une température comprise entre 5 et 10°C, voire entre 2 et 10 °C, le sol peut être à une température encore plus faible. La présente invention concerne également un dispositif pour la fabrication d'un mélange de construction comprenant des liants bitumineux notamment d'un béton bitumineux ou d'enrobés bitumineux constitués d'un malaxeur (enrobeur) mélangeant les granulats minéraux et ou synthétiques, le liant, l'additif ayant un haut pouvoir de désorption avec la température et, le cas échéant, les charges.
Un dispositif pour la fabrication d'un mélange de construction comprenant un liant bitumineux, notamment d'un béton bitumineux ou d'enrobés bitumineux, constitué d'un malaxeur (enrobeur) mélangeant un agrégat minéral et ou synthétique, un liant et, le cas échéant, des charges se signale par un silo affecté à ce dispositif, où est stocké un additif ayant un haut pouvoir de désorption avec la température, par un dispositif de pesage en aval du silo pour le dosage de l'additif dans le malaxeur (enrobeur) et par le fait que le dispositif de pesage est relié au malaxeur (enrobeur) par le biais d'un moyen d'acheminement. Ce moyen d'acheminement peut être un convoyeur tel qu'une vis transporteuse pour l'amenée des charges vers le malaxeur (enrobeur). Il peut s'agir également d'un convoyeur pneumatique alimentant le dispositif d'introduction, par exemple une buse, existant dans le malaxeur (enrobeur).
Dans le cas d'un silo mobile, celui-ci devrait présenter des dimensions standard de nature à permettre le transport par camion, notamment par un poids lourd. L'amenée de l'additif du silo vers le dispositif de pesage se fait par le biais d'un sas rotatif servant de distributeur alvéolaire. Pour mettre à disposition un poste mobile maniable, il est de plus conseillé de disposer les stations de commande, les dispositifs de pesage et les moyens d'acheminement sur un châssis roulant pouvant être aligné sur le silo. En résumé, on peut constater qu'un mélange de construction fabriqué selon le procédé décrit par l'invention, notamment un béton bitumineux ou des enrobés bitumineux, correspond aux enrobés fabriqués selon l'art existant à des températures plus élevées au niveau de la composition minérale, de la nature et de la quantité du liant, du déroulement des opérations d'enrobage dans le temps, et du rendement des centrales. Les opérations d'ajout et de pesage séparé de l'additif n'exigent pas de modification des temps de malaxage des gâchées, ce qui fait que le rendement des postes d'enrobage classiques reste identique. Ceci est également vrai pour le cas où le régime continu serait utilisé à la place de la fabrication discontinue.
La réduction de plus de 30°C de la température de l'enrobé entraîne une plus faible consommation spécifique d'énergie. Les économies d'énergie qui en résultent aident énormément à la protection de l'environnement par la réduction des rejets de CO à l'atmosphère et par la réduction des teneurs en polluants et odorants. Le fonctionnement à des températures moins élevées permet de diminuer l'usure des parties technologiques. Comme la température du liant est réduite du fait des basses températures des granulats, les valeurs d'oxydation sont par conséquent plus basses, ce qui freine le vieillissement du liant et permet de ce fait de prolonger la durée de vie des revêtements bitumineux.
Les figures suivantes illustrent un dispositif particulièrement approprié, selon la présente invention.
Figure 1 schéma du procédé de fabrication d'un mélange de construction comprenant un liant bitumineux, Figure 2 un deuxième schéma du procédé de fabrication d'un mélange de construction comprenant un liant bitumineux, Figure 3 un silo porté sur camion,
Figure 4 le silo selon la figure 3 en position opérationnelle,
Figure 5 une vue du haut du silo selon la figure 4, Figure 6 un schéma de principe montrant un châssis roulant portant l'ensemble de pesage et d'acheminement, Figure 7 une vue du haut du châssis roulant selon la figure 6,
Figure 8 un schéma de principe montrant un malaxeur pour la fabrication d'un mélange de construction comprenant un liant bitumineux et Figure 9 un mode de réalisation d'un tambour sécheur (enrobeur).
La figure suivante illustre les propriétés des enrobés bitumineux obtenus par le procédé selon la présente invention.
Figure 10 évolutions des températures sur un chantier mettant en œuvre des enrobés bitumineux tièdes. Les figures 1 et 2 sont deux schémas qui illustrent le principe du procédé de fabrication d'un mélange de construction comprenant un liant bitumineux, notamment d'un béton bitumineux. La figure 1 représente un procédé de fabrication discontinu et la figure 2 un procédé de fabrication en continu. Selon la variante de réalisation de la figure 1, les granulats sont dans un premier temps séchés dans un tambour 10 pour être ensuite éventuellement criblés (opération 12) et puis séparés et stockés en fonction de leurs granulométries (opération 14). Ensuite, ces granulats sont introduits dans un malaxeur 16 selon la formule du mélange comprenant un liant bitumineux à fabriquer. En alternative, il est possible d'amener des granulats directement du tambour 10 vers le malaxeur 16 (flèche 18).
Puis, le bitume est introduit par injection ou pulvérisation (flèche 20) dans le malaxeur 16 où les granulats présentent une température de l'ordre de 110°C à 160°C. De plus, un additif ayant un haut pouvoir de désorption avec la température, comme notamment une zéolithe, est repris à un silo 22 par le biais d'un dispositif de pesage 24 et introduit par voie d'injection ou de pulvérisation (26) dans le malaxeur 16 ou bien l'additif est dosé en combinaison avec des charges telles que des farines de pierres (flèches 28, 30). En alternative, l'additif ayant un haut pouvoir de désorption avec la température peut être stocké ou transporté dans des sacs à jeter dits sacs non retour. L'additif dans ces sacs peut être versé dans des trémies de dosage ou être versé directement dans le malaxeur (22'). Ces mesures permettent de fabriquer le mélange comprenant un liant bitumineux à des températures considérablement moins élevées que celles des procédés de l'art existant. Considérablement moins élevée se rapporte ici à une baisse de température d'au moins 30°C par rapport à la température normalement mise en œuvre. Après une durée globale d'environ 40 à 60 secondes, pendant laquelle les granulats ont été mélangés avec le bitume, l'additif et éventuellement les charges dans le malaxeur 16, le mélange bitumineux est évacué du malaxeur (flèche 32) pour rechargement immédiat du malaxeur 16 de la manière précitée.
La figure 2 montre le principe d'un procédé continu. Ici, le sécheur 10 selon figure 1 et le malaxeur 16 constituent une unité sous forme par exemple d'un tambour sécheur (enrobeur) 34 dans lequel sont introduits des granulats à une extrémité (flèche 36) pour être séchés dans le sécheur 34. Le bitume est ensuite introduit après le séchage nécessaire des granulats, par exemple par pulvérisation ou par injection (flèche 38). Il est ajouté, de préférence antérieurement au bitume, des charges (flèche 40) ainsi qu'un additif ayant un haut pouvoir de désorption avec la température et venant d'être repris au silo et pesé (flèche 44), l'additif pouvant, en alternative, être introduit dans le tambour sécheur 34 en même temps que les charges par le biais, par exemple, d'une vis d'amenée de façon que les charges et l'additif soient mélangés pendant l'introduction. Le principe de cette introduction simultanée est signalé par la flèche en traits interrompus 46. Selon une autre variante avantageuse, des sacs d'additifs peuvent être versés directement dans le tambour sécheur (34), cette opération est signalée par la flèche en pointillée 42'. Après l'enrobage de bitume des granulats, le produit fini bitumineux est immédiatement évacué (flèche 49) du tambour sécheur. Le procédé ainsi décrit est réalisé en régime continu. Les figures 8 et 9 permettent d'expliquer en plus de détail les deux procédés décrits précédemment utilisant soit le malaxeur 16 soit le tambour sécheur 34. La figure 8 est le schéma de principe d'un malaxeur 16 dont la partie inférieure est munie d'organes de malaxage 48, 50 à bras rotatifs 52, 54 pour imprimer un mouvement de turbulence aux granulats introduits. Au-dessus des organes de malaxage 48, 50, le malaxeur est doté d'un arrangement de buses 56 servant à l'injection ou à la pulvérisation du bitume dans le but d'enrober de bitume les granulats mis en turbulence par les organes de malaxage 48, 50. Afin de pouvoir réaliser cette opération de malaxage à des températures relativement faibles, on introduit en plus un additif ayant un haut pouvoir de désorption avec la température, avantageusement sous forme de zéolithe, au moyen d'un dispositif d'amenée 58 qui peut être également un arrangement de buses d'injection ou au moyen d'une trappe ou système d'accès (22') au malaxeur. Il est possible d'ajouter aussi des charges telles qu'une farine de pierres, soit avec l'additif, soit séparément. Comme il est illustré en figure 1, le malaxeur 16 effectue une fabrication discontinue d'un mélange de construction comprenant un liant bitumineux.
La figure 9 a pour but d'illustrer le procédé continu selon la figure 2. A l'intérieur du tambour sécheur 34, il existe un élément mélangeur 60 étendu sur presque toute la longueur, également sous la forme d'un organe de malaxage à bras rotatifs écartés 62, et qui permet d'imprimer un mouvement de turbulence aux. granulats introduits et de les sécher. Les granulats sont à cet effet portés à une température d'environ 110°C à 160°C. Ensuite, des charges sont introduites par le biais d'un dispositif d'amenée 66 à une certaine distance de l'ouverture de chargement 64. A un autre point d'amenée, qui se trouve à une certaine distance de l'amenée des charges et qui correspond donc à un certain laps de temps, on réalise l'introduction de l'additif ayant un haut pouvoir de désorption avec la température pour permettre la fabrication du mélange bitumineux désiré à des températures relativement faibles. Puis, il y a un dispositif à buses 70 pour l'injection ou la pulvérisation du bitume dans le but d'enrober les granulats avec suffisamment de bitume. Finalement, le produit fini bitumineux est extrait par l'ouverture de sortie 72.
Afin de pouvoir réaliser le dosage requis de l'additif, qui est avantageusement introduit à des taux de 0,1 à 5 pour cent en poids, notamment de 0,2 à 0,8 pour cent en poids, du mélange de granulats, de bitume et de charges, un silo 74 est prévu dont les dimensions sont de nature à permettre son transport sur un camion 76. Le silo 74 s'appuie sur une charpente de support 76. En dehors des ouvertures de remplissage 78, 80 prévues sur les côtés du silo 74 ainsi que des conduites de remplissage de purge non identifiées en détail et nécessaires pour pouvoir aérer le silo 74, celui-ci possède une console avec engin vibrant 82 pour assurer le comportement rhéologique désiré de l'additif stocké dans le silo 74. Afin de réaliser le bon dosage de l'additif et de l'amener vers le malaxeur 16 ou le tambour sécheur 34, il existe un châssis roulant 88 qui porte un poste doseur à distributeur alvéolaire 90 et peut être aligné sur l'ouverture 84 du silo 74. Le distributeur alvéolaire 90 peut être actionné par le biais d'un moteur électrique 92. Puis, l'additif est pesé dans un dispositif pondéral et ensuite amené vers un réservoir d'expédition 94. Un compresseur rotatif 96 génère ensuite l'air comprimé utilisé pour l'acheminement de l'additif vers le malaxeur 16 ou le tambour sécheur 34. En alternative, l'additif peut être introduit par une vis transporteuse réalisant l'introduction des charges dans le malaxeur 16 ou le tambour sécheur 34.
Le châssis roulant 88 est également équipé d'une station de commande 98. Des broches filetées 100, 102 autorisent l'alignement horizontal du châssis roulant. Les exemples suivant illustrent la présente invention sans en limiter la portée.
Exemple 1 : propriétés physico-chimiques d'une zéolithe de type A, sous forme de granulés
La zéolithe de type A a la formule brute suivante : Na1 (AlO2)1 (SiO22, 27 H2O où la quantité de Na2O est de 18 %, Al2O3 de 28 %, SiO2 de 33 % et H2O de 21 %. Les propriétés physico-chimiques d'une zéolithe de type A, sous forme de granulés sont les suivantes :
Taille moyenne des particules 380 μm
Densité 2,0 g/cm3
Densité apparente 550 ± 50 g/L
Perte par calcination 20% pH (1% dans l'eau) 11
Exemple 2: caractéristiques de la zéolithe en poudre et en granulés
Le tableau 1 suivant présente les caractéristiques granulométriques d'une zéolithe de type A pulvérulente et sous forme de granulés.
Figure imgf000019_0001
Tableau 1 Les tableaux 2 et 3 suivant indiquent les mesures de perte en eau des zéolithes en poudre et sous forme de granulés, avant et/ou après disparition de la colle, en fonction du temps et de la température, lors d'essais en laboratoire.
Le tableau 2 suivant indique les résultats obtenus lors d'essais en laboratoire en mode statique. Ainsi, pour une température imposée, on a suivi dans le temps la perte en masse de chaque échantillon.
Figure imgf000020_0001
Tableau 2
Le tableau 3 suivant indique les résultats obtenus lors d'essais en laboratoire en mode dynamique à l'aide de la DSC, avec variation de la température dans le temps (5°C/min).
Figure imgf000020_0002
Tableau 3
Exemple 3 : chantier comparatif
Nous avons effectué un suivi comparatif de production d'enrobés BBSG 0/10 avec et sans zéolithe. Ce suivi avait pour but d'évaluer le rôle de la zéolithe, sous forme de granulés, sur la maniabilité des enrobés dits « tièdes » et de quantifier l'économie faite sur l'énergie de chauffe des granulats.
La mise en œuvre de ces enrobés BBSG 0/10 de 5 cm d'épaisseur au bitume 35/50 en couche de liaison a également fait l'objet d'un suivi tant au niveau des températures que du mode de compactage.
Un carottage sur chantier a été prévu pour déteπniner les compacités réelles et les modules de l'enrobé.
Programme de travail
Cadences de fabrication : Avec et sans zéolithe : 140 t h pour se mettre dans les mêmes conditions
Les essais sont les suivants :
- essai 1 : BBSG sans zéolithe à une température d'enrobage de 170°C
- essai 2 : BBSG avec zéolithe à une température d'enrobage de 140°C
- essai 3 : BBSG sans zéolithe à une température d'enrobage de 140°C Procédures de séchage des granulats :
Essai 1 180°C
Essai 2 150°C
Essai 3 150°C
Procédures de malaxage des enrobés A ajuster pour obtenir les températures d'enrobage visées ci-dessous Température du bitume 35/50 : 165°C Malaxage à sec avec zéolithes : rajouter 20 secondes Introduction du bitume Malaxage : 15 secondes Température de l'enrobé sans zéolithes : 170°C
Température avec zéolithes et pour les dernières 50 tonnes : 140°C Des mesures sur les vapeurs et les aérosols émises lors de la mise en œuvre ont été réalisées en équipant de capteurs les 2 ouvriers d'application, la table du finisseur, le conducteur du finisseur et le conducteur du compacteur. Situation du chantier expérimental
Au mois d'octobre, temps doux avec parfois de la pluie et du vent. Formulation des BBSG 0/10
Les compositions testées sont données dans le tableau 4 suivant :
Figure imgf000022_0001
Tableau 4
Conditionnement de la zéolithe
La zéolithe a été ensachée à raison de 8kg/sac afin de respecter le dosage de 0,3 % pour 2,5 tonnes d'enrobé par gâchée.
Enregistrement des températures à la centrale
La centrale utilisée est un poste d'enrobage à chargement discontinu.
Un listing de suivi édité à la centrale a permis de recueillir les températures par type d'enrobés et par gâchée.
Evaluation des consommations de gaz
Un bilan économique basé sur l'abaissement de la température d'enrobage des enrobés avec Zéolithe (170 à 140°C) et le suivi des consommations de gaz a été calculé : les résultats sont consignés dans le tableau 5 suivant :
Figure imgf000023_0001
Puissance ≈ 11,60 kW/tonne d'enrobé
Le prix du kW payé par la centrale est de 0,0152 Euros
Ce gain est évalué à : (69-55) x 0,0152 = 0,21 Euros par tonne (ou 1,4 F/tonne)
Températures du BBSG 0/10 avec et sans zéolithes sur chantier.
Les relevés de température des enrobés ont été effectués :
- A l'arrivée sur chantier (après environ 1 heure de transport).
- Dans la trémie du finisseur
- Dans la vis du finisseur.
- Au niveau de la table du finisseur. Celles-ci sont reportées sur la figure 10.
Contrôles des produits : Carottage des enrobés sur le chantier Le recoupement entre les zones de carottage et le plan de pose de chaque camion relatif à une fabrication précise a permis d'obtenir des résultats, reportés dans le tableau 8 suivant, concernanr la compacité des zones « avec » et « sans » zéolithe. Le mode de compactage utilisé est un compactage immédiat. Afin de pouvoir comparer les résultats entre eux, les valeurs de vides mesurées ont ensuite été ramenées à des valeurs pour une épaisseur de revêtement de 5 cm. Les résultats sont rassemblés dans le tableau 6 suivant :
Figure imgf000024_0001
Tableau 6 On s'aperçoit que l'introduction de zéolithe sous forme de granulés permet d'obtenir des indices de vides inférieurs et un module supérieur, ce qui traduit une meilleure maniabilité.
Conclusion
La fabrication des enrobés BBSG 0/10 à base de Zéolithe n'a pas posé de problème particulier. L'économie de gaz dû à la diminution de la chauffe des granulats (170 à 140°C) a permis de chiffrer ce gain de l'ordre de 0,21 Euros pour une tonne d'enrobés. A compactage identique, le BBSG 0/10 avec zéolithe, enrobé à 140°C, a un pourcentage de vides moyen de 5,3%, inférieur à celui du BBSG 0/10 de référence, qui est de 6,7%, enrobé à 170°C sans zéolithe. Ces résultats confirment que l'abaissement de la température d'enrobage en présence de zéolithe sous forme de granulés ne conduit pas à une baisse de maniabilité, bien au contraire. Alors que l'abaissement de la température d'enrobage sans zéolithe conduit à des enrobés bitumineux plus difficiles à compacter. De plus, après analyse de l'évolution des températures tout au long du cheminement des emobés, il apparaît que la zéolithe permet le maintien de la température tant que l'enrobé reste en masse dans le camion.
Exemple 4 mesure des émissions aériennes dégagées par les bitumes lors de Chantiers de constructions routières.
Lors du chantier de l'exemple 3, on a mesuré les émissions d'aérosols et de vapeur à proximité : - du chauffeur de finisseur (F),
- du chauffeur de compacteur (C),
- de la table du finisseur, à gauche (LS) et à droite (RS).
Les résultats sont rassemblés dans le tableau 7 suivant. Ces mesures ont été faites par un organisme allemand indépendant.
Figure imgf000025_0001
Tableau 7
On constate que dans tous les cas les émissions dans l'atmosphère sont réduites lorsque la température de l'enrobé diminue.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de préparation d'un mélange de construction comprenant un liant bitumineux, notamment d'un béton bitumineux ou d'enrobés bitumineux, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : a) séchage, dans un dispositif malaxeur (enrobeur), de granulats à une température T\ comprise entre 110 et 160 °C ; puis b) enrobage desdits granulats, qui sont à la température Ti, par injection dans le dispositif malaxeur (enrobeur) d'un liant bitumineux chauffé à une température T comprise entre 140 et 190 °C ; et en ce que, avant et/ou pendant l'injection du liant bitumineux, on introduit dans le dispositif malaxeur un additif ayant un haut pouvoir de désorption avec la température sous forme de granulés, lesdits granulés comprenant de fines particules dudit additif agrégées au moyen d'un liant, lesdites fines particules ayant un diamètre moyen compris entre 2 μm et 4μm.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la température T de chauffage du liant bitumineux est supérieure, avantageusement de 30°C environ, à la température T] de séchage des granulats.
3. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les granulés d'additif introduits ont un diamètre moyen compris entre 0,2 mm et 1 mm.
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les fines particules ont une surface spécifique comprise entre 8000 et 25 000 cm2/g, avantageusement une surface spécifique d'au moins 15 000 cm2/g.
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la teneur en eau de l'additif utilisé est de 5 à 30 % en poids, notamment de 15 à 25 % en poids, par rapport au poids total de l'additif.
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'additif utilisé est une zéolithe, naturelle et/ou synthétique, ou sa phase de synthèse initiale amorphe.
7. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que la zéolithe utilisée est une zéolithe fibreuse, une zéolithe lamellaire et/ou une zéolithe cubique.
8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 7 ou 8, caractérisé en ce que la zéolithe utilisée appartient au groupe des faujasites, chabasites, phillipsites, clinoptilolites, et/ou paulingites.
9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que la zéolithe utilisée est une zéolithe synthétique du type A, P, X, et/ou Y.
10. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lors d'essais menés en laboratoire les fines particules relarguent plus de 70% de leur eau en moins de 6 heures, aune température comprise entre 140 et 180°C.
11. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'additif est introduit dans le malaxeur à un taux de 0,1 à 5 % en poids, notamment de 0,2 à 0,8 % en poids, par rapport au poids total du mélange.
12. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que des charges sont en outre introduites avant et/ou pendant l'injection du liant bitumineux.
13. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que les charges sont introduites simultanément avec l'additif.
14. Procédé selon la revendication 12 ou 13, caractérisé en ce que les charges sont des farines de pierres.
15. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le liant bitumeux utilisé est un bitume, un bitume spécial, un bitume modifié, un bitume modifié par des polymères, ou leurs mélanges.
16. Mélange de construction comprenant un liant bitumineux, notamment d'un béton bitumineux ou d'enrobés bitumineux, susceptible d'être obtenu par le procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lors de sa mise en œuvre, les émissions d'aérosols sont inférieures à 0,5 mg/m , avantageusement inférieures à 0,36 mg/m .
17. Utilisation d'un additif, sous forme de granulés, tel que défini selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, pour contrôler la température du mélange comprenant les granulats et le liant bitumineux tant que ce mélange reste en masse, notamment pour maintenir la température du mélange environ à la température d'enrobage atteinte à l'issue de l'étape b).
18. Utilisation d'un additif, sous forme de granulés, tel que défini selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, pour augmenter la maniabilité d'un mélange de construction comprenant un liant bitumineux, notamment d'un béton bitumineux ou d'enrobés bitumineux, en particulier dans des conditions atmosphériques de mise en œuvre du mélange de construction difficiles, notamment à des températures ambiantes comprises entre 5 et 10°C.
19. Dispositif pour la réalisation du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, comprenant un dispositif de malaxage pour le mélange des granulats, du liant bitumineux, de l'additif et éventuellement des charges, caractérisé en ce que l'additif est stocké dans un silo (74, 22), que la sortie (84) du silo est reliée à un dispositif de pesage (24), lui-même relié au dispositif de malaxage (16,34) par le biais d'un moyen d'acheminement.
20. Dispositif selon la revendication 19, caractérisé en ce que le moyen d'acheminement est identique au dispositif d'amenée des charges vers le dispositif de malaxage (16,34).
21. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 19 et 20, caractérisé en ce que le moyen d'acheminement est un convoyeur pneumatique qui alimente le dispositif d'injection (58, 68) existant dans le dispositif de malaxage (16, 34).
22. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 19 à 21, caractérisé en ce que le silo est conçu comme unité mobile ou fixe, notamment le silo est dimensionné de façon à être porté sur un camion (76).
23. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 19 à 22, caractérisé en ce que l'additif peut être acheminé au moyen d'un distributeur alvéolaire (90) et d'un dispositif de pesage disposé en aval du distributeur.
24. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 19 à 23, caractérisé en ce qu'une station de commande (98), un dispositif de pesage et un moyen d'acheminement (96) sont disposé sur un châssis roulant (88) pouvant être aligné sur le silo (74).
5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 19 à 24, caractérisé en ce que le moyen d'acheminement (96) comprend un compresseur rotatif (96) avec un réservoir d'expédition en amont (94).
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CA2495279A CA2495279C (fr) 2002-08-13 2003-08-11 Procede et dispositif pour la fabrication d'un melange de construction comprenant un liant bitumineux
AU2003274244A AU2003274244B2 (en) 2002-08-13 2003-08-11 Method and device for producing a mortar containing bituminous binder
JP2004528599A JP3992238B2 (ja) 2002-08-13 2003-08-11 瀝青結合剤を含むモルタルの製造方法および製造装置
EP03758227A EP1529080B1 (fr) 2002-08-13 2003-08-11 Procede et dispositif pour la fabrication d un melange de co nstruction comprenant un liant bitumineux
DE60316573T DE60316573T2 (de) 2002-08-13 2003-08-11 Verfahren und vorrichtung für die herstellung einer ein bituminöses bindemittel enthaltenden baumischung

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
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US10/217,147 2002-08-13

Publications (3)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018055314A2 (fr) 2016-09-26 2018-03-29 Eurovia Procede d'indentation d'un echangeur thermique recyclable a haute cadence dans une infrastructure terrestre
WO2018224781A1 (fr) 2017-06-07 2018-12-13 Eurovia Procédé de fabrication d'un revêtement de voiries comprenant un dispositif pour échangeur de chaleur

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2560082A1 (fr) * 2004-03-18 2005-09-22 Latexfalt B.V. Liant bitumineux ameliore modifie par un polymere a faibles emissions
FR2883882B1 (fr) * 2005-04-05 2007-05-25 Ceca S A Sa Additifs pour produits bitumineux, produits bitumineux les contenant et leurs utilisations
FR2901801B1 (fr) * 2006-06-06 2009-06-12 Ceca Sa Sa Produits bitumineux et emulsions aqueuses a base de produits bitumineux et leurs utilisations
FR2915485B1 (fr) * 2007-04-26 2009-06-12 Ceca Sa Sa Procede de preparation d'enrobes a base de produits bitumineux et leurs utilisations
CN101910320A (zh) * 2008-02-06 2010-12-08 Icl性能产品有限合伙公司 用于暖沥青应用的聚磷酸盐改性剂
EP2093274B1 (fr) 2008-02-20 2011-07-27 Ceca S.A. Compositions bitumineuses
EP2166039A1 (fr) 2008-09-19 2010-03-24 Ceca S.A. Procédé de fabrication de mélanges d'asphalte
FR2947826B1 (fr) 2009-07-08 2012-04-20 Ceca Sa Melange d'additifs pour la preparation d'enrobes
FR2948944B1 (fr) * 2009-08-04 2012-10-05 Ceca Sa Supramolecular polymer-containing bituminous composition
FR2949232B1 (fr) 2009-08-18 2011-10-28 Ceca Sa Composition bitumineuse contenant un polymer supramoleculaire
FR2950893B1 (fr) 2009-10-05 2012-11-09 Lafarge Sa Composition hydrocarbonee et son procede de fabrication
WO2012009339A1 (fr) * 2010-07-15 2012-01-19 Western Emulsions, Inc. Asphalte mélangé à chaud
US8298331B2 (en) 2011-01-14 2012-10-30 Pq Corporation Zeolite and water slurries for asphalt concrete pavement
US20130307172A1 (en) * 2012-05-16 2013-11-21 Steven B. Seder Method Of Converting Tear-Off Asphaltic Shingles To A Formed Product
CN103020460B (zh) * 2012-12-20 2015-08-05 重庆大学 一种降低钢筋连接能耗的方法
CN112359680B (zh) * 2020-10-25 2022-06-07 山西博润交通科学工程有限公司 一种沥青制作用的发泡机
CN113152211A (zh) * 2021-05-10 2021-07-23 青海省水利水电工程局有限责任公司 一种不均匀坝料填筑用搅拌摊铺设备
CN114016353B (zh) * 2021-11-21 2023-03-17 李光富 一种公路养护用沥青储存装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4420419A (en) * 1981-03-10 1983-12-13 Mizusawa Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha Abrasion-resistant granular zeolite and process for preparation thereof
DE4323256A1 (de) * 1993-02-17 1994-08-18 Degussa Verfahren zum Absenken der Mischtemperatur und der Viskosität von Bitumen und/oder bitumengebundenen Baustoffmischungen
EP1170421A2 (fr) * 2000-07-04 2002-01-09 Allchem International Limited Appareil de mélange des additifs pour asphalte et procédé

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2133351A1 (de) * 1971-07-05 1973-01-18 Basf Ag Emulgatorzubereitungen fuer die knitterfestausruestung von cellulose- und/oder regeneratcellulosehaltigem textilgut
US4094686A (en) * 1974-06-07 1978-06-13 Plastiroute S.A. Road-surface additive for preventing ice and melting snow
DE2963801D1 (en) * 1978-04-08 1982-11-11 Rheinische Kalksteinwerke A filler suitable for use in road-surfacing bituminous compositions
DE2848583C2 (de) * 1978-11-09 1982-09-16 Degussa Ag, 6000 Frankfurt Gußasphaltmischung
DE3036537C2 (de) * 1980-09-27 1983-07-21 Degussa Ag, 6000 Frankfurt Gußasphaltmischung
SU1156726A1 (ru) * 1983-04-26 1985-05-23 Предприятие П/Я А-3732 Способ получени гранулированного синтетического цеолита
DE3505051A1 (de) * 1985-02-14 1986-08-21 Degussa Ag, 6000 Frankfurt Pulverfoermiges bitumenkonzentrat und seine verwendung
JP3256845B2 (ja) * 1997-05-20 2002-02-18 日本鋪道株式会社 混合性および締固め性に優れた舗装用混合物および舗装構築方法
US6680271B1 (en) * 1997-12-17 2004-01-20 Grace Gmbh & Co. Kg Solid zeolite granulates having improved abrasion resistance, and methods of making them
JP3839203B2 (ja) * 1999-11-08 2006-11-01 森下産業株式会社 舗装用アスファルト混合物、その添加剤及びその施工方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4420419A (en) * 1981-03-10 1983-12-13 Mizusawa Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha Abrasion-resistant granular zeolite and process for preparation thereof
DE4323256A1 (de) * 1993-02-17 1994-08-18 Degussa Verfahren zum Absenken der Mischtemperatur und der Viskosität von Bitumen und/oder bitumengebundenen Baustoffmischungen
EP1170421A2 (fr) * 2000-07-04 2002-01-09 Allchem International Limited Appareil de mélange des additifs pour asphalte et procédé

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DATABASE WPI Week 198548 Derwent Publications Ltd., London, GB; AN 1985-301260 XP002269611 & SU 1 156 726 A (LEBEDENKO YU P), 13 mai 1985 (1985-05-13) *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018055314A2 (fr) 2016-09-26 2018-03-29 Eurovia Procede d'indentation d'un echangeur thermique recyclable a haute cadence dans une infrastructure terrestre
US10711413B2 (en) 2016-09-26 2020-07-14 Eurovia Method for the high speed indentation of a recyclable heat exchanger in a land-based infrastructure
WO2018224781A1 (fr) 2017-06-07 2018-12-13 Eurovia Procédé de fabrication d'un revêtement de voiries comprenant un dispositif pour échangeur de chaleur
US11371193B2 (en) 2017-06-07 2022-06-28 Eurovia Method for manufacturing a road pavement comprising a heat exchanger device

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Tahmoressi et al. Thomas-W. Kenn: eay
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