WO2020128347A1 - Procede de preparation d'enrobes bitumineux - Google Patents

Procede de preparation d'enrobes bitumineux Download PDF

Info

Publication number
WO2020128347A1
WO2020128347A1 PCT/FR2019/053182 FR2019053182W WO2020128347A1 WO 2020128347 A1 WO2020128347 A1 WO 2020128347A1 FR 2019053182 W FR2019053182 W FR 2019053182W WO 2020128347 A1 WO2020128347 A1 WO 2020128347A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
bituminous
mass
approximately
bituminous binder
aggregates
Prior art date
Application number
PCT/FR2019/053182
Other languages
English (en)
Inventor
Paul MARSAC
Olivier BURBAN
Original Assignee
Institut Français Des Sciences Et Technologies Des Transports, De L'aménagement Et Des Réseaux
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Institut Français Des Sciences Et Technologies Des Transports, De L'aménagement Et Des Réseaux filed Critical Institut Français Des Sciences Et Technologies Des Transports, De L'aménagement Et Des Réseaux
Publication of WO2020128347A1 publication Critical patent/WO2020128347A1/fr

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10C—WORKING-UP PITCH, ASPHALT, BITUMEN, TAR; PYROLIGNEOUS ACID
    • C10C3/00—Working-up pitch, asphalt, bitumen
    • C10C3/14—Solidifying, Disintegrating, e.g. granulating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B9/00—Making granules
    • B29B9/12—Making granules characterised by structure or composition
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B9/00—Making granules
    • B29B9/16—Auxiliary treatment of granules
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L95/00—Compositions of bituminous materials, e.g. asphalt, tar, pitch
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01C—CONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
    • E01C7/00—Coherent pavings made in situ
    • E01C7/08—Coherent pavings made in situ made of road-metal and binders
    • E01C7/18—Coherent pavings made in situ made of road-metal and binders of road-metal and bituminous binders
    • E01C7/22—Binder incorporated in hot state, e.g. heated bitumen

Definitions

  • the present invention relates to the field of bituminous mixes, in particular those intended for road construction sites.
  • the invention relates more particularly to a bituminous mixture in unbound granular form which makes it possible to reconstitute in situ a bituminous mix by heating and mixing.
  • the scope for corrective action remains very limited.
  • the energy input by heating at the kneading stage is high because the period during which the temperature of the mixture must be maintained above the workability threshold includes the stages of storage, transport and implementation .
  • bituminous mixtures which consists in cold mixing of aggregates with a bituminous binder, then in heating and kneading the mixture obtained. It is certainly specified in this patent application that the cold mixture prepared in the mixer 9 can be stored for later use in which said mixture is transformed, by application of heat, into mixes.
  • bituminous binder is added in the molten state to the aggregates (because this mixture is prepared using elements l to 11 of the device shown in the single figure, the element 10 being a heating unit).
  • bituminous mixes prepared from a mixture at room temperature of aggregates and solid bituminous binder particles.
  • bitumen material that is solid at room temperature and can be obtained by a process comprising the following steps: a) preparing an emulsion of bitumen drops in an aqueous phase, said bitumen comprising less than 1.4% of solid particles by mass relative to the total bitumen base mass, b) preparing a silica sol or a silica gel from a silicon oxide precursor at pH ranging from 4 to 8, c) bringing the bitumen drop emulsion from step a) into contact with the silica sol or the silica gel from step b), and d) subjecting the bitumen suspension resulting from step c ) to an atomization treatment.
  • This bitumen material can be used as a road binder for the manufacture of bituminous mixes by heating aggregates at a temperature ranging from 100 to 180 ° C. and mixing the aggregates thus heated with the solid bitumen material.
  • Application WO 2018/046837 describes a process for manufacturing a material usable as a road binder, solid at room temperature in the form of granules, comprising a core based on a first composition comprising at least one bitumen base and optionally a coating layer with basis of a second composition.
  • This method is implemented using a device for granulation which comprises at least two coaxial drums and a horizontal tread, the method comprising the following steps: (i) heating the first composition to a temperature at which it is fluid, (ii) the introduction of the first composition in the fluid state into the internal drum of the granulation device, (iii) the distribution of the first composition to the outside, in the form of drops at the through orifices of the external rotary drum, (iv) depositing the drops on the tread, and (v) optionally coating the drops with the second composition.
  • Application FR-A-3,032,961 describes a process for the preparation of cold bituminous coatings comprising the steps of: (i) preparation of a bituminous binder in the form of a cationic bitumen emulsion, (ii) preparation of a aggregate comprising at least a first fraction of lime-coated aggregate, and (iii) forming said cold bituminous coating formed from at least said aggregate interpenetrated in said binder.
  • the invention relates to a process for preparing a bituminous mixture in unbound granular form by mixing, at room temperature, aggregates and solid particles of a bituminous binder, with a particle size of less than approximately 1 mm.
  • the invention also relates to a process for the preparation of bituminous mix on site which consists in heating the bituminous mixture in the above-mentioned unbound granular form and then in kneading it.
  • the invention relates to a process for preparing a bituminous mixture in unbound granular form which comprises:
  • bituminous binder is understood to mean any bituminous composition consisting of one or more bitumen bases and possibly one or more chemical additives, said composition being intended for road application.
  • bitumen base is understood to mean bitumens of natural origin, those contained in deposits of natural bitumen, natural asphalt or the oil sands and bitumens obtained from the refining of crude oil.
  • the bitumen bases according to the invention are advantageously chosen from bitumen bases originating from the refining of crude oil.
  • the bitumen bases can be obtained by conventional methods, in particular by direct distillation and / or vacuum distillation of petroleum. In the following, the different embodiments of the invention can be combined with one another.
  • the bitumen base comprises one or more additives commonly used in the road sector, such as crosslinked or non-crosslinked polymers (EVA, SBS, etc.) or non-petroleum additives.
  • additives commonly used in the road sector such as crosslinked or non-crosslinked polymers (EVA, SBS, etc.) or non-petroleum additives.
  • bituminous binder capable of being used in the context of the present invention, mention may in particular be made of those sold by the company Total under the name Azalt®.
  • bituminous binder is formed into fine solid particles, with a particle size of less than approximately 1 mm, preferably comprised in the range of approximately 200 ⁇ m to approximately 800 ⁇ m (these dimensions having been determined visually by optical microscopy) .
  • bituminous binder is heated to a temperature allowing its flow, typically between about 100 ° C and about 140 ° C.
  • the hot bituminous binder is then poured into plates or bars, the thickness of which can vary from a few mm to 1 or 2 cm.
  • the bars or plates obtained are then cooled to a temperature such that the bituminous binder has a brittle fracture, typically a temperature ranging from approximately -5 ° C to approximately -40 ° C, advantageously from approximately -10 ° C to approximately - 30 ° C.
  • the bituminous binder bars or plates which have become fragile are then ground, also at a temperature ranging from about -5 ° C. to about -40 ° C., so as to obtain the particle size distribution of solid bituminous binder particles desired, typically a smaller particle size about 1mm, preferably in the range of about 200 ⁇ m to about 800 ⁇ m.
  • the solid particles of bituminous binder having the desired particle size are maintained at the grinding temperature before being mixed, in a second step, with aggregates at room temperature.
  • the mixing is carried out so as to obtain a coating of the bituminous binder particles with the fines of the granular fraction and to ensure a homogeneous dispersion of these bituminous binder particles in the mixture.
  • the mixing can be carried out in a conventional manner in a kneader or a kneading drum, for a period of approximately 1 min to approximately 3 min.
  • the structure of the mixture obtained is therefore opposite to that observed when particles of bituminous binder coat the aggregates (as is the case for example in the embodiment described in application FR-A-2 119 981).
  • the mixture (solid particles of bituminous binder + aggregates) comprises approximately 2% by mass to approximately 10% by mass, preferably approximately 4% by mass to approximately 8% by mass, of solid particles of bituminous binder .
  • the aggregates comprise from about 3% by mass to about 10% by mass, preferably from about 3% by mass to about 8% by mass of fines.
  • the aggregates belong to a granular class d / D expressed according to standard EN 13043 with dimensions d and d greater than sieve from 0/2 to 0/20 and / or sieve from 2/4 to 10 / 14, in particular a granular class chosen from classes 0/2, 0/4, 0/6, 0/8, 0/10, 0/14, 0/20, 2/4, 2/6, 4/6 , 6/10, 10/14 and their mixtures.
  • the aggregates have a water content ranging from about 1% by mass to about 4% by mass. This allows, when the bituminous mixture is heated to prepare bituminous mixes (as described below), to limit the amount of energy required to obtain a residual water content of the mixes less than or equal to 0.5% in mass (to meet the requirements of standards NFP 98-728-1 and NFP 98-728-2).
  • the method described above makes it possible to dissociate the stages of manufacture, storage, transport and use of the bituminous mixes, so that the times of transport, storage and use can be managed independently of each other.
  • this separation makes it possible to reduce logistical and organizational constraints throughout the downstream part of the production chain from storage to use.
  • This dissociation of the time constraint improves the resilience of the production chain to a specific incident affecting only one of its elements.
  • this dissociation facilitates production controls and increases their added value because the majority of them can be carried out, without time constraint, on the unbound material stored.
  • bituminous mixture in unbound granular form obtained by the process described above can be used to prepare bituminous mixes on conventional road works.
  • the normalized usual characteristics of the bituminous mixes obtained are not significantly affected by the process described above.
  • the invention relates to a process for the preparation of bituminous mixes on the site of a construction site, in particular of a road construction site, which consists in heating said bituminous mixture in unbound granular form and then mixing it.
  • bituminous mixes makes it possible to adapt to the lack of industrial infrastructure, particularly in developing countries. Indeed, because of their flexibility of transport and storage, bituminous mixtures in unbound granular form can be produced far from their site of use and only require on the site of use heating equipment (micro- waves or other) and much less complex mixing than a conventional coating plant. On the other hand, the storage in bags of bituminous mixtures in unbound granular form makes it possible to adapt to construction sites with very low volumes such as occasional road repairs or landscaping for individuals.
  • bituminous mixtures in unbound granular form allows demand to be adjusted to the price of bitumen by scheduling the production of bituminous mixtures in unbound granular form outside the usual period of construction of road works on which demand for bitumen is currently highly concentrated.
  • AZALT ® 35/50 bitumen was heated to 100 ° C, the hot bitumen having then been poured into bars. After cooling to -18 ° C, the bars were ground in a “blender” type mill so as to obtain solid particles of approximately 200 ⁇ m to approximately 800 ⁇ m. These solid particles were then mixed in a kneader with aggregates and fines at room temperature for 2 min, in the proportions indicated in Table 1.
  • the storage conditions, at ambient temperature, of the bituminous mixtures of Example 1 were simulated by applying, using a piston, a vertical constraint to a sample of bituminous mixtures confined in a cylindrical mold with a diameter of 80 mm. A force of 5kN was applied to the sample at a temperature of around 20 ° C. By way of comparison, on the basis of a storage of the material over a height of 3 m, the equivalent force would be of the order of 0.5 kN. After applying the load for 5 hours, no change in the sample, once removed from the mold, is observed.
  • bituminous mixes of the invention are slightly more rigid than “conventional” mixes, but this is not significant.
  • a fatigue test on trapezoidal test pieces was carried out in accordance with standard NF EN 12697-26 annex A on test pieces of bituminous mixes but on a single level of deformation equal to that for which the reference mixes have a service life 10 6 cycles.
  • the average lifespan obtained on 4 specimens is 1,366,621 cycles.
  • the fatigue resistance of the bituminous mixes of the invention is therefore higher (+ 36%) than that of the reference mixes despite a higher vacuum content (5.2% for 3.6%).

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Road Paving Structures (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

L'invention concerne un procédé de préparation de mélanges bitumineux sous forme granulaire non liés par mélange, à température ambiante, de granulats et de particules solides d'un liant bitumineux, de granulométrie inférieure à environ 1 mm. L'invention concerne également la préparation d'enrobés bitumineux à partir desdits mélanges bitumineux.

Description

Procédé de préparation d'enrobés bitumineux Domaine technique de l'invention
La présente invention relève du domaine des enrobés bitumineux, en particulier ceux destinés aux chantiers routiers. L'invention concerne plus particulièrement un mélange bitumineux sous forme granulaire non lié qui permet de reconstituer in situ un enrobé bitumineux par chauffage et malaxage.
Etat de la technique
Les procédés classiques de fabrication des enrobés bitumineux consistent à chauffer les constituants avant ou au moment de leur mélange par malaxage. Après la sortie du malaxeur, la température du mélange décroît rapidement de façon irréversible en fonction des conditions atmosphériques. Les opérations de stockage, de transport et d'utilisation du mélange doivent donc impérativement être réalisées dans un délai bref imposé avant que la température du mélange ne diminue en dessous du seuil de maniabilité. Dans le cadre des chantiers routiers, cette durée totale limitée génère de très fortes contraintes logistiques et organisationnelles sur toute la partie aval de la chaîne de production du stockage à l'utilisation. Cette durée totale limitée induit aussi une grande vulnérabilité de la chaîne de production ; un incident ponctuel sur un seul de ses éléments affecte son ensemble. D'autre part, la valeur ajoutée des contrôles de productions reste limitée à un constat car ils sont réalisés après l'étape irréversible de malaxage à chaud. Si une anomalie est détectée lors de ces contrôles, la latitude d'action corrective reste très limitée. Enfin, l'apport d'énergie par chauffage à l'étape de malaxage est élevé car le délai durant lequel la température du mélange doit être maintenue au-dessus du seuil de maniabilité comprend les étapes de stockage, de transport et de mise en œuvre.
La demande FR-A-2 119 981 décrit un procédé pour la préparation d'enrobés bitumineux qui consiste à mélanger à froid des agrégats avec un liant bitumineux, puis à chauffer et à malaxer le mélange obtenu. Il est certes précisé dans cette demande de brevet que le mélange froid préparé dans le malaxeur 9 peut être stocké pour une utilisation ultérieure dans laquelle ledit mélange est transformé, par application de chaleur, en enrobés. Toutefois, dans le contexte de l'invention décrite dans ce document, on comprend que le liant bitumineux est ajouté à l'état fondu aux agrégats (car ce mélange est préparé en utilisant les éléments l à 11 du dispositif représenté sur la figure unique, l'élément 10 étant une unité de chauffage). Par ailleurs, à la connaissance des inventeurs, il n'existe pas à ce jour d'utilisation à l'échelle industrielle, et en particulier sur les chantiers routiers, d'enrobés bitumineux préparés à partir d'un mélange à température ambiante de granulats et de particules solides de liant bitumineux.
La demande FR-A-3 045 648 décrit un matériau de bitume solide à température ambiante susceptible d'être obtenu par un procédé comprenant les étapes suivantes : a) préparer une émulsion de gouttes de bitume dans une phase aqueuse, ledit bitume comprenant moins de 1,4% de particules solides en masse par rapport à la masse totale de base bitume, b) préparer un sol de silice ou un gel de silice à partir d'un précurseur d'oxyde de silicium à pH allant de 4 à 8, c) mettre en contact l'émulsion de gouttes de bitume de l'étape a), avec le sol de silice ou le gel de silice de l'étape b), et d) soumettre la suspension de bitume résultant de l'étape c) à un traitement d'atomisation. Ce matériau de bitume peut être utilisé comme liant routier pour la fabrication d'enrobés bitumineux par chauffage de granulats à une température allant de 100 à 180°C et mélange des granulats ainsi chauffés avec le matériau de bitume solide.
La demande WO 2018/046837 décrit un procédé de fabrication de matériau utilisable comme liant routier, solide à température ambiante sous forme de granules, comprenant un cœur à base d'une première composition comprenant au moins une base bitume et optionnellement une couche de revêtement à base d'une seconde composition. Ce procédé est mis en œuvre à l'aide d'un dispositif destiné à la granulation qui comporte au moins deux tambours coaxiaux et une bande de roulement horizontale, le procédé comprenant les étapes suivantes : (i) le chauffage de la première composition à une température à laquelle elle est fluide, (ii) l'introduction de la première composition à l'état fluide dans le tambour intérieur du dispositif de granulation, (iii) la distribution de la première composition vers l'extérieur, sous forme de gouttes au travers des orifices du tambour rotatif extérieur, (iv) le dépôt des gouttes sur la bande de roulement, et (v) optionnellement l'enrobage des gouttes par la seconde composition.
La demande FR-A-3 032 961 décrit un procédé de préparation de revêtements bitumineux à froid comprenant les étapes de : (i) préparation d'un liant bitumineux sous forme d'une émulsion de bitume cationique, (ii) préparation d'un granulat comprenant au moins une première fraction de granulat enrobée à la chaux, et (iii) formation dudit revêtement bitumineux à froid formé d'au moins ledit granulat interpénétré dans ledit liant.
Un objectif de la présente invention est de fournir un matériau utilisable comme matériau routier, tel qu'un enrobé bitumineux routier, qui puisse être fabriqué, stocké, transporté et utilisé de manière indépendante. Un autre objectif de la présente invention est de fournir un matériau utilisable comme matériau routier, tel qu'un enrobé bitumineux routier, qui puisse être obtenu avec un apport d'énergie réduit.
Résumé de l'invention
L'invention concerne un procédé de préparation d'un mélange bitumineux sous forme granulaire non lié par mélange, à température ambiante, de granulats et de particules solides d'un liant bitumineux, de granulométrie inférieure à environ 1 mm. L'invention concerne également un procédé de préparation d'enrobé bitumineux sur site qui consiste à chauffer le mélange bitumineux sous forme granulaire non lié susmentionné puis à le malaxer.
Description détaillée de l'invention
Selon un premier aspect, l'invention concerne un procédé de préparation d'un mélange bitumineux sous forme granulaire non lié qui comprend :
a) la préparation de particules solides d'un liant bitumineux, de granulométrie inférieure à environ 1 mm ;
b) le mélange, à température ambiante, des particules solides de liant bitumineux ainsi obtenues avec des granulats.
On entend par « liant bitumineux » toute composition bitumineuse constituée d'une ou de plusieurs bases bitumes et éventuellement d'un ou plusieurs additifs chimiques, ladite composition étant destinée à une application routière.
On entend par « base bitume » les bitumes d'origine naturelle, ceux contenus dans des gisements de bitume naturel, d'asphalte naturel ou les sables bitumineux et les bitumes provenant du raffinage du pétrole brut. Les bases bitumes selon l'invention sont avantageusement choisies parmi les bases bitumes provenant du raffinage du pétrole brut. Les bases bitumes peuvent être obtenues par des procédés conventionnels, en particulier par distillation directe et/ou distillation sous vide du pétrole. Dans ce qui suit, les différents modes de réalisation de l'invention peuvent être combinés entre eux.
Dans un mode de réalisation, la base bitume comprend un ou plusieurs additifs couramment utilisés dans le domaine routier, tels que des polymères réticulés ou non (EVA, SBS, etc.) ou des additifs non-pétroliers.
A titre de liant bitumineux susceptible d'être utilisés dans la cadre de la présente invention, on peut citer notamment ceux commercialisés par la société Total sous la dénomination Azalt®.
Dans un premier temps, le liant bitumineux est mis sous forme de fines particules solides, de granulométrie inférieure à environ 1mm, de préférence comprise dans la gamme d'environ 200 pm à environ 800 pm (ces dimensions ayant été déterminées visuellement par microscopie optique).
Pour ce faire, le liant bitumineux est chauffé jusqu'à une température permettant son écoulement, typiquement entre environ 100°C et environ 140°C. Le liant bitumineux chaud est alors coulé en plaques ou en barres, dont l'épaisseur peut varier de quelques mm à 1 ou 2 cm. Les barres ou plaques obtenues sont ensuite refroidies à une température telle que le liant bitumineux présente une rupture fragile, typiquement une température allant d'environ -5°C à environ -40°C, avantageusement d'environ -10°C à environ -30°C. Les barres ou plaques de liant bitumineux devenues fragiles sont alors broyées, également à une température allant d'environ -5°C à environ -40°C, de façon à obtenir la granulométrie de particules solides de liant bitumineux désirée, typiquement une granulométrie inférieure à environ 1mm, de préférence comprise dans la gamme d'environ 200 pm à environ 800 pm.
Les particules solides de liant bitumineux ayant la granulométrie souhaitée sont maintenues à la température de broyage avant d'être mélangées, dans un second temps, avec des granulats à température ambiante. Le mélange est réalisé de façon à obtenir un enrobage des particules de liant bitumineux par les fines de la fraction granulaire et à assurer une dispersion homogène de ces particules de liant bitumineux dans le mélange. Le mélange peut se faire de manière conventionnelle dans un malaxeur ou un tambour malaxeur, pendant une durée d'environ 1 min à environ 3 min. La structure du mélange obtenu est donc inverse à celle observée lorsque des particules de liant bitumineux enrobent les granulats (comme cela est le cas par exemple dans le mode de réalisation décrit dans la demande FR-A-2 119 981). Dans un mode de réalisation, le mélange (particules solides de liant bitumineux + granulats) comprend environ 2% en masse à environ 10% en masse, de préférence environ 4% en masse à environ 8% en masse, de particules solides de liant bitumineux.
Dans un mode de réalisation, les granulats comprennent environ 3% en masse à environ 10% en masse, de préférence environ 3% en masse à environ 8% en masse de fines.
Dans un mode de réalisation, les granulats appartiennent à une classe granulaire d/D exprimée selon la norme EN 13043 de dimensions inférieures d et supérieures D de tamis de 0/2 à 0/20 et/ou de tamis de 2/4 à 10/14, notamment une classe granulaire choisie parmi les classes 0/2, 0/4, 0/6, 0/8, 0/10, 0/14, 0/20, 2/4, 2/6, 4/6, 6/10, 10/14 et leurs mélanges.
Dans un mode de réalisation, les granulats ont une teneur en eau allant d'environ 1% en masse à environ 4% en masse. Ceci permet, lorsque le mélange bitumineux est chauffé pour préparer des enrobés bitumineux (comme cela est décrit ci-après), de limiter la quantité d'énergie nécessaire pour obtenir une teneur en eau résiduelle des enrobés inférieure ou égale à 0,5% en masse (pour satisfaire aux exigences des normes N F P 98-728-1 et N F P 98-728-2).
Le procédé décrit ci-dessus permet de dissocier les étapes de fabrication, de stockage, de transport et d'utilisation des enrobés bitumineux, de sorte que les délais de transport, de stockage et d'utilisation peuvent être gérés indépendamment les uns des autres. Dans le cas des chantiers routiers, cette dissociation permet de réduire les contraintes logistiques et organisationnelles sur toute la partie aval de la chaîne de production du stockage à l'utilisation. Cette dissociation de la contrainte de temps améliore la résilience de la chaîne de production à un incident ponctuel n'affectant qu'un seul de ses éléments. D'autre part, cette dissociation facilite les contrôles de production et augmente leur valeur ajoutée car la majorité d'entre eux peuvent être réalisés, sans contrainte de temps, sur le matériau non lié stocké. Si une anomalie est détectée lors de ces contrôles, une action corrective reste donc possible contrairement au cas du procédé classique pour lequel les contrôles sont réalisés après l'étape irréversible de malaxage à chaud des granulats et du liant. Enfin, l'apport d'énergie par chauffage est réduit car, le malaxage à chaud pouvant être réalisé sur ou au plus près du site de mise en œuvre, le délai durant lequel la température du mélange doit être maintenue au-dessus du seuil de maniabilité après malaxage à chaud est lui aussi réduit (aucun chauffage n'est requis pour le stockage et le transport). L'apport d'énergie supplémentaire nécessaire à la mise sous forme de particules du liant est faible car ce liant ne représente qu'une faible part du mélange, typiquement moins de 10% en masse. Le procédé conforme à l'invention permet également un conditionnement des mélanges bitumineux sous forme granulaire non liés en sacs transportables et stockables, notamment sous la forme de « big bags ».
Le mélange bitumineux sous forme granulaire non lié obtenu par le procédé décrit ci- dessus peut être utilisé pour préparer des enrobés bitumineux sur les chantiers routiers classiques. Les caractéristiques usuelles normalisées des enrobés bitumineux obtenus (compactabilité, sensibilité à l'eau, résistance à l'orniérage, module de rigidité et résistance à la fatigue) ne sont pas significativement affectées par le procédé décrit ci- dessus.
Selon un autre aspect, l'invention concerne un procédé de préparation d'enrobés bitumineux sur le site même d'un chantier, notamment d'un chantier routier, qui consiste à chauffer ledit mélange bitumineux sous forme granulaire non lié puis à le malaxer.
Cette mise en œuvre sur site des enrobés bitumineux permet de s'adapter au manque d'infrastructure industrielle notamment dans les pays en voie de développement. En effet, du fait de leur souplesse de transport et de stockage, les mélanges bitumineux sous forme granulaire non liés peuvent être produits loin de leur site d'utilisation et ne demandent sur le site d'utilisation qu'un équipement de chauffage (micro-ondes ou autre) et de malaxage beaucoup moins complexe qu'une centrale d'enrobage classique. D'autre part, le stockage en sacs des mélanges bitumineux sous forme granulaire non liés permet de s'adapter aux chantiers à très faibles volumes comme les réparations routières ponctuelles ou les aménagements paysagers pour particuliers. Enfin, la stockabilité des mélanges bitumineux sous forme granulaire non liés permet d'ajuster la demande au prix du bitume en programmant la production des mélanges bitumineux sous forme granulaire non liés en dehors de la période usuelle de réalisation des chantiers routiers sur laquelle la demande en bitume est actuellement fortement concentrée.
L'invention est illustrée par les exemples suivants, donnés à titre purement indicatif. Exemples
Exemple 1 : préparation d'enrobés bitumineux
Du bitume AZALT® 35/50 a été chauffé à 100°C, le bitume chaud ayant ensuite été coulé en barres. Après refroidissement à -18°C les barres ont été broyées dans un broyeur type « blender » de façon à obtenir des particules solides d'environ 200 pm à environ 800 pm. Ces particules solides ont ensuite été mélangées dans un malaxeur avec des granulats et des fines à température ambiante pendant 2 min, dans les proportions indiquées dans le tableau 1.
Tableau 1
Figure imgf000008_0001
Exemple 2 : propriétés des enrobés
On a simulé les conditions de stockage, à température ambiante, des enrobés bitumineux de l'exemple 1 en appliquant à l'aide d'un piston une contrainte verticale à un échantillon d'enrobés bitumineux confiné dans un moule cylindrique de diamètre 80 mm. Une force de 5kN a été appliquée à l'échantillon à une température d'environ 20°C. A titre de comparaison, à la base d'un stockage du matériau sur une hauteur de 3m, la force équivalente serait de l'ordre de 0,5kN. Après application de la charge pendant 5h, aucune évolution de l'échantillon, une fois démoulé, n'est constatée.
Conformément aux préconisations de la norme NF EN 13108-1, le module de rigidité et la résistance à la fatigue des enrobés bitumineux de l'exemple 1 ont été déterminés.
2.1 Module de rigidité
Des essais de module en flexion 2 points à 15°C et 10Hz sur éprouvettes trapézoïdales ont été réalisés conformément à la norme NF EN 12697-26 annexe A sur des éprouvettes d'enrobés bitumineux découpées après chauffage et compactage du matériau. Les résultats obtenus sont présentés dans le tableau 2 et sont comparés à ceux obtenus avec des enrobés bitumineux de même composition élaborés suivant la méthode classique, à savoir mélange à chaud des granulats et du liant bitumineux (formule de référence).
Tableau 2
Figure imgf000009_0001
Comme on peut le constater les enrobés bitumineux de l'invention sont légèrement plus rigides que les enrobés « classiques », mais ce de manière non significative.
2.2 Résistance à la fatigue
Un essai de fatigue sur éprouvettes trapézoïdales a été réalisé conformément à la norme NF EN 12697-26 annexe A sur des éprouvettes d'enrobés bitumineux mais sur un seul niveau de déformation égal à celui pour lequel les enrobés de référence présentent une durée de vie de 106 cycles. La durée de vie moyenne obtenue sur 4 éprouvettes est de 1 366 621 cycles. La résistance à la fatigue des enrobés bitumineux de l'invention est donc supérieure (+ 36%) à celle des enrobés de référence malgré une teneur en vide supérieure (5,2% pour 3,6%).

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de préparation d'un mélange bitumineux sous forme granulaire non lié qui comprend :
a) la préparation de particules solides d'un liant bitumineux, de granulométrie inférieure à environ 1 mm ;
b) le mélange, à température ambiante, des particules solides de liant bitumineux ainsi obtenues avec des granulats.
2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel l'étape a) comprend :
al) le chauffage du liant bitumineux jusqu'à une température permettant son écoulement,
a2) la coulée du liant bitumineux chaud en plaques ou en barres ;
a3) le refroidissement des barres ou des plaques obtenues, à une température allant d'environ -5°C à environ -40°C ;
a4) le broyage, dans la même plage de température qu'à l'étape a3), des barres ou des plaques refroidies jusqu'à obtenir la granulométrie de particules solides de liant bitumineux désirée.
3. Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2, dans lequel la granulométrie des particules solides de liant bitumineux préparées à l'étape a) est comprise dans la gamme d'environ 200 pm à environ 800 pm.
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel le mélange de particules solides de liant bitumineux et de granulats comprend environ 2% en masse à environ 10% en masse desdites particules solides de liant bitumineux.
5. Procédé selon la revendication 4, dans lequel le mélange de particules solides de liant bitumineux et de granulats comprend environ 4% en masse à environ 8% en masse desdites particules solides de liant bitumineux.
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel les granulats comprennent environ 3% en masse à environ 10% en masse de fines.
7. Procédé selon la revendication 6, dans lequel les granulats comprennent environ 3% en masse à environ 8% en masse de fines.
8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel les granulats ont une teneur en eau allant d'environ 1% en masse à environ 4% en masse.
9. Procédé de préparation d'enrobés bitumineux, notamment sur un chantier routier, qui consiste à chauffer puis malaxer le mélange bitumineux sous forme granulaire non lié obtenu selon le procédé de l'une quelconque des revendications 1 à
8.
10. Procédé de préparation d'enrobés bitumineux selon la revendication 9, dans lequel le chauffage du mélange bitumineux est effectué par micro-ondes.
PCT/FR2019/053182 2018-12-21 2019-12-19 Procede de preparation d'enrobes bitumineux WO2020128347A1 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1874018 2018-12-21
FR1874018A FR3090682B1 (fr) 2018-12-21 2018-12-21 Procédé de préparation d’enrobés bitumineux

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2020128347A1 true WO2020128347A1 (fr) 2020-06-25

Family

ID=67001906

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/FR2019/053182 WO2020128347A1 (fr) 2018-12-21 2019-12-19 Procede de preparation d'enrobes bitumineux

Country Status (2)

Country Link
FR (1) FR3090682B1 (fr)
WO (1) WO2020128347A1 (fr)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2119981A1 (fr) 1970-12-18 1972-08-11 Underground Mining Mach
US5053279A (en) * 1988-08-04 1991-10-01 Degussa Aktiengesellschaft Granular bitumen coated with carbon black or silica
US5382348A (en) * 1989-12-21 1995-01-17 Degussa Ag Granular bitumen coated with precipitated silica
CN201024375Y (zh) * 2007-04-13 2008-02-20 乔子君 微波沥青路面加热装置及其修复机
FR3032961A1 (fr) 2014-07-10 2016-08-26 S A Lhoist Rech Et Dev Procede de preparation de revetements bitumineux a froid.
FR3045648A1 (fr) 2015-12-22 2017-06-23 Total Marketing Services Composition de bitume solide et son procede d’obtention
WO2018046837A1 (fr) 2016-09-08 2018-03-15 Total Marketing Services Procede de fabrication de materiau sous forme de granules utilisable comme liant routier ou liant d'etancheite et dispositif pour sa fabrication
US20180194683A1 (en) * 2017-01-12 2018-07-12 Lake Asphalt of Trinidad and Tobago (1978) Ltd. Process for the manufacture of trinidad lake asphalt cold milled

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2119981A1 (fr) 1970-12-18 1972-08-11 Underground Mining Mach
US5053279A (en) * 1988-08-04 1991-10-01 Degussa Aktiengesellschaft Granular bitumen coated with carbon black or silica
US5382348A (en) * 1989-12-21 1995-01-17 Degussa Ag Granular bitumen coated with precipitated silica
CN201024375Y (zh) * 2007-04-13 2008-02-20 乔子君 微波沥青路面加热装置及其修复机
FR3032961A1 (fr) 2014-07-10 2016-08-26 S A Lhoist Rech Et Dev Procede de preparation de revetements bitumineux a froid.
FR3045648A1 (fr) 2015-12-22 2017-06-23 Total Marketing Services Composition de bitume solide et son procede d’obtention
WO2018046837A1 (fr) 2016-09-08 2018-03-15 Total Marketing Services Procede de fabrication de materiau sous forme de granules utilisable comme liant routier ou liant d'etancheite et dispositif pour sa fabrication
US20180194683A1 (en) * 2017-01-12 2018-07-12 Lake Asphalt of Trinidad and Tobago (1978) Ltd. Process for the manufacture of trinidad lake asphalt cold milled

Also Published As

Publication number Publication date
FR3090682A1 (fr) 2020-06-26
FR3090682B1 (fr) 2021-01-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Jackson et al. Transparent self‐healing polymers based on encapsulated plasticizers in a thermoplastic matrix
FR2997945A1 (fr) Liant modifie au glycerol pour la production d'enrobes hydrocarbones a taux eleve en materiaux bitumineux recycles
EP2072562B1 (fr) Procédé de fabrication d'enrobes double phase
CA2896112C (fr) Composition de grave agglomeree scellee pour couche d`assise comprenant une forte proportion en gros granulats
EP1990368A1 (fr) Matériaux routiers bitumineux, notamment enrobés à froid et graves-émulsions, et tapis routiers formes à partir de ces matériaux
WO2007135097A1 (fr) Liant thermofusible a base d'asphalte ou de bitume a temperature de fabrication abaissee
Aguirre et al. Laboratory testing of self-healing microcapsules in asphalt mixtures prepared with recycled asphalt shingles
EP3510105A1 (fr) Composition bitumineuse pour enrobes a module eleve
EP3083521B1 (fr) Enrobes alleges et utilisation sur ouvrages d'art
WO2020128347A1 (fr) Procede de preparation d'enrobes bitumineux
WO2010086561A1 (fr) Obtention d'enrobe et de beton bitumineux a module eleve (eme et bbme)
WO2019122670A1 (fr) Compositions bitumineuses comprenant une argile a temperature de degradation elevee
EP0589740A1 (fr) Procédé pour la confection d'enrobés bitumineux denses à froid stockable et de graves émulsions
EP1668184B1 (fr) Procede de fabrication d'un enrobe bitumineux a froid
WO2010043945A1 (fr) Enrobe a module eleve a base materiaux de recyclage
EP2246473B1 (fr) Procédé de préparation d'un enrobé à chaud présentant une teneur réduite en liant.
WO2020128313A1 (fr) Enrobé avec coke de pétrole
EP1794234B1 (fr) Procede de fabrication d'un compose solide polymere/bitume, compose solide polymere/bitume et bitume/polymere obtenus
WO2020039138A1 (fr) Composition bitumineuse thermoreversible
FR3085677A1 (fr) Procede de fabrication de materiaux pour la realisation de chaussees routieres incoprorant des fibres vegetales
CA2855444A1 (fr) Enrobe bitumineux comprenant des sable de bardeaux d'asphalte recycles
EP0014646A1 (fr) Procédé de fabrication d'enrobés routiers et enrobés routiers obtenus par ce procédé
EP3891223B1 (fr) Mastic bitumineux, son procede de preparation et ses applications
EP0582530B1 (fr) Composition à base de soufre, moulable à chaud, et surfaçage réalisé au moyen de cette composition
FR2745018A1 (fr) Procede de fabrication d'enrobes a froid pour couche de roulement de chaussee, ainsi qu'enrobe obtenu par la mise en oeuvre de ce procede

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19848879

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 19848879

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1