CA2807365A1 - Composition de beton bitumineux et procede pour couche de roulement de chaussee a adherence elevee - Google Patents

Abstract

L'invention concerne une composition de béton bitumineux comprenant un mélange granulaire spécifié et au moins un liant hydrocarboné le tout présentant des propriétés d'adhérence exceptionnellement élevée ainsi que leur procédé de préparation. L'invention concerne également l'utilisation d'une telle composition pour la réalisation de couches de roulement de chaussées, et une couche de roulement de chaussée ayant des propriétés d'adhérence exceptionnellement élevées à base d'une telle composition.

Description

Composition de béton bitumineux et procédé
pour couche de roulement de chaussée à adhérence élevée La présente invention concerne des compositions de béton bitumineux positionnés en couche de surface de chaussées présentant une adhérence exceptionnellement élevée et durable ainsi que leur procédé de préparation.
La capacité d'adhérence de la couche de roulement d'une voie de circulation est un paramètre important qui dépend entre autre des conditions météorologiques et qui évolue au cours du temps à la suite de l'évolution de la macrotexture du revêtement et du polissage des granulats de la couche de roulement sous les effets du trafic et/ou des cycles climatiques et, en particulier, des variations de la température. Les besoins en adhérence sont variables en fonction du profil de la route, zone de virage ou devers par exemple, en fonction de la présence de points singuliers, carrefours ou feux par exemple, ou, encore, en fonction d'autres paramètres tel que la vitesse de circulation. Il est donc nécessaire de disposer de matériaux, produits ou procédés permettant l'obtention d'une couche de roulement aux propriétés d'adhérence désirées, constantes dans la durée.
Les couches de roulement sont généralement réalisées à partir de granulats (sables et gravillons) de classes granulaires définies, éventuellement associés à des fines minérales, l'ensemble étant lié par un liant généralement bitumineux pour constituer un enrobé stable. Les gammes de tailles et les formes des granulats, et des éventuelles fines minérales déterminent la texture de la couche de roulement.
La texture de la couche de roulement dépend donc de la taille des granulats et fines présents. On distingue trois classes de textures, la microtexture, la macrotexture et la mégatexture.
Les effets respectifs des deux premières classes de texture sur les paramètres d'adhérence sont complémentaires. En effet, la macrotexture dans une couche de roulement agit sur l'adhérence en favorisant le drainage superficiel des eaux. La micro texture, intrinsèquement liée à la nature pétrographique de la roche dont le granulat est extrait, influe sur la qualité du contact efficace entre le pneumatique et la chaussée en transperçant le film d'eau encore présent sur la chaussée. Le polissage entraîne l'effacement progressif de la microtexture. Une microtexture élevée et durable rend le granulat moins sensible au polissage et assure ainsi la durabilité des propriétés adhérentes du revêtement. La résistance au polissage des matériaux de la couche de roulement est évaluée par des essais normalisés dits PSV (Polished Stone Value) anciennement dénommé CPA (coefficient de polissage accéléré).
Une solution à ce problème a été d'utiliser des granulats naturels présentant des caractéristiques différentes de dureté et de résistance au polissage (PSV).
On connaît de l'état de la technique le document US 3,957,525 qui décrit une composition de revêtement routier comprenant un liant et des agrégats. Les agrégats utilisés correspondent à un mélange d'au moins deux agrégats présentant des taux d'abrasion différents. Le document GB 1211406 décrit un procédé de fabrication d'agrégats artificiels =

2 destinés à être utilisés dans des compositions de surface bitumeuses d'une couche d'usure (couche de roulement). Le procédé consiste en particulier à former un mélange à partir d'agrégats granulaires particuliers (matériaux silicieux), d'un liant (silicate ou aluminate de calcium) et d'eau, à compacter puis durcir ce mélange, puis à l'écraser de manière à obtenir des agrégats.
On connait également de l'état de la technique le document EP 1 605 022 qui divulgue une composition pour fabriquer une couche de roulement comprenant le mélange:
a) d'un liant, b) de granulats formés d'un premier matériau minéral dans lequel sont encastrés de grains d'un second matériau qui est plus dur que le premier (grès quartzeux concassé) et c) d'agrégats légers (argile expansée) et éventuellement de la poudre de sable ou de la roche pulvérisée.
Le document FR 2 716 470 décrit un procédé de réalisation d'un revêtement ultra mince utilisant des enrobés constitués de gravillons enrobés au moyen d'un mortier bitumeux constitué de sable, de fines et de bitume.
Une autre solution décrite dans l'état de la technique consiste à utiliser dans le mélange granulaire de la bauxite calcinée soit un granulat artificiel. Le document FR
2 789 675 décrit notamment un béton bitumeux pour couche de roulement comprenant : un liant hydrocarboné
et un mélange granulaire composé de bauxite calcinée (bauxite grise ou bauxite jaune), d'un granulat autre que de la bauxite et des fines d'apport. La bauxite grise présente un coefficient de polissage (PSV) entre 76 et 86, tandis que la bauxite jaune présente un coefficient de polissage (PSV) entre 70 et 77.
Cependant, la bauxite est devenue, tant économiquement que techniquement, peu intéressante compte tenu notamment de son prix en hausse constante, des proportions usuelles nécessaires, de la qualité en baisse constante, de la disponibilité
et des provenances aléatoires... Il existe un besoin de développer de nouvelles compositions de bétons bitumineux présentant une adhérence élevée et ne présentant pas les inconvénients des compositions de l'art antérieur.
Le demandeur a trouvé de façon surprenante que l'utilisation d'un mélange granulaire comprenant une distribution granulométrique particulière et inédite pour ce domaine d'application combinée à l'utilisation de granulats correcteurs à
caractéristiques différentes de celles de la Bauxite Calcinée permet d'obtenir des performances d'adhérence élevée.
Ainsi, la présente invention a pour but une composition de béton bitumineux pour couches de surface de chaussées dont la granularité et la composition du mélange granulaire a été modifiée de façon à améliorer les propriétés d'adhérence.
Cette composition, lorsqu'elle est destinée à la préparation d'une couche de roulement, conduit à une couche dont l'ensemble des performances ou caractéristiques habituellement attendues pour un béton bitumineux ou enrobé de couche de roulement est vérifié, à savoir :
- une bonne tenue mécanique sous la plupart des trafics, - des caractéristiques de surface conduisant à des propriétés d'adhérence très élevées entre les pneumatiques et la chaussée, notamment par temps humide, - un aspect esthétique homogène conduisant à un confort sans égal pour l'usager, =

3 - une facilité de mise en uvre, tant au niveau de la fabrication que de l'application.
Les buts ci-dessus sont atteints par une composition de béton bitumineux comprenant un mélange granulaire à base de granulats classiques et de granulats correcteurs et au moins un liant hydrocarboné, caractérisée en ce que :
a) le mélange granulaire vérifie les conditions suivantes :
- 80 à 100 % en masse des constituants du mélange granulaire ont des dimensions inférieures à 6,3 mm, - 60 à 100 % en masse des constituants du mélange granulaire ont des dimensions inférieures à 4 mm, - 10 à 40 % en masse des constituants du mélange granulaire ont des dimensions inférieures à 2 mm, - 5 à 15 % en masse, de préférence 7 à 10% en masse des constituants du mélange granulaire ont des dimensions inférieures à 0,063 mm, b) les granulats correcteurs vérifient les conditions suivantes :
- 75 à 100 % en masse des granulats correcteurs ont des dimensions inférieures à 4 mm, - 0 à 20 % en masse des granulats correcteurs ont des dimensions inférieures à 2 mm, - de préférence, 0 à 2 % en masse des granulats correcteurs ont des dimensions inférieures à 0,063mm.
c) les granulats correcteurs présentent les caractéristiques intrinsèques suivantes :
- le coefficient de polissage accéléré PSV mesuré selon la norme NF EN 1097-8 est supérieur à 65, de préférence compris entre 65 et 85, mieux supérieur à 68 et encore mieux compris entre 70 et 85, - le coefficient de Los Angeles mesuré selon la norme NF EN 1097-2 est compris entre 15 et 35, de préférence compris entre 20 et 30 et mieux strictement supérieur à 20, - le coefficient micro Deval en présence d'eau mesuré selon la norme NF EN
1097-1 est compris entre 15 et 35, de préférence compris entre 20 et 30 et mieux strictement supérieur à 20, d) les granulats correcteurs représentent 5 à 50 % en masse, de préférence 15 à 40% et mieux 25 à 35% en masse du mélange granulaire, e) les granulats classiques présentent un coefficient de polissage accéléré
(PSV) mesuré selon la norme NF EN 1097-8 qui est strictement inférieur à 60.
Le liant le plus souvent hydrocarboné peut être aussi à base de matières premières végétales et/ou de synthèse.
De préférence, les granulats correcteurs présentent également un coefficient Aggregate Abrasion Value)) (AAV) mesuré selon la norme NF EN 1097-8 inférieur à 12.
En règle générale, un compromis doit donc être trouvé entre microtexture et macrotexture. Il est difficile d'obtenir à la fois une résistance durable au polissage et une bonne adhérence. De manière surprenante, la combinaison des granulats classiques et correcteurs utilisés selon l'invention couplée à une distribution granulométrique particulière permet d'obtenir =
=

4 d'excellents résultats en termes d'adhérence et notamment de conserver dans le temps des valeurs élevées de coefficient de polissage accéléré (PSV) traduisant une conservation dans le temps de la microtexture. Contrairement aux granulats de bauxite calcinée, les granulats correcteurs utilisés selon l'invention ne présentent pas une dureté
exceptionnellement élevée.
Par conséquent, le maintien de la microtexture ne peut être attribué à une non-usure des granulats correcteurs. En effet, ces granulats présentent une dureté telle qu'il y a forcément enlèvement superficiel (à l'échelle micrométrique) de matière. Le maintien des propriétés de microtexture du mélange correspond à un renouvellement ou une régénération permanente de l'état de surface.
La solution de l'invention utilise un mélange granulaire présentant de préférence une granularité 0/4mm ainsi qu'une courbe granulométrique spécifique modifiée pour intégrer une meilleure résistance au cisaillement, l'utilisation de granulats correcteurs présentant un PSV
élevé et présentant à la fois un contraste de dureté et de PSV avec les granulats classiques.
La solution de l'invention permet d'élaborer un nouveau produit polyvalent et très haut de gamme de par ses performances, pour un coût moindre. La composition de béton bitumineux présente notamment une texture fine et harmonieuse (0/4mm) ainsi qu'une adhérence unique à court et long terme.
D'autres caractéristiques, aspects et avantages de l'invention apparaîtront encore plus clairement à la lecture de la description détaillée qui va suivre, ainsi que des exemples concrets, mais nullement limitatifs, destinés à l'illustrer.
La composition pour couches supérieures de chaussées présente les caractéristiques suivantes pouvant être prises isolément ou selon toutes leurs combinaisons techniquement possibles et présentant chacune des avantages spécifiques :
- le mélange granulaire vérifie au moins une des conditions suivantes :
- 90 à 100%, de préférence 100% en masse des constituants du mélange granulaire ont des dimensions inférieures à 6,3 mm, - 70 à 100%, de préférence 80 à 100% et mieux 90 à 100% en masse des constituants du mélange granulaire ont des dimensions inférieures à 4 mm, - 20 à 40 %, de préférence 30 à 40% et mieux 35 à 45% en masse des constituants du mélange granulaire ont des dimensions inférieures à 2 mm, - 10 à 30 %, de préférence 20 à 30% en masse des constituants du mélange granulaire ont des dimensions inférieures à 1 mm,

- 5 à 30 %, de préférence 10 à 20% en masse des constituants du mélange granulaire ont des dimensions inférieures à 0,5 mm, - 5 à 10 %, de préférence 7 à 10% en masse des constituants du mélange granulaire ont des dimensions inférieures à 0,063 mm.
- les granulats correcteurs ont une masse volumique réelle comprise entre à
2500 et 3200 kg/m3, de préférence comprise entre à 2600 et 2800 kg/m3 mesurée selon la norme NF EN
1097-6, - les granulats classiques ont une masse volumique réelle comprise entre à
2600 et 3000 kg/m3 mesurée selon la norme NF EN 1097-6, - les granulats classiques présentent les caractéristiques intrinsèques suivantes :
- le coefficient de polissage accéléré (PSV) mesuré selon la norme NF EN 1097-8 est 5 usuellement compris entre 50 et 60 (60 non compris), - le coefficient de Los Angeles (LA) mesuré selon la norme NF EN 1097-2 est compris entre 0 et 25, de préférence compris entre 0 et 20 ou inférieur à 20 et mieux compris entre 5 et 15, - le coefficient micro Deval (MDE) en présence d'eau mesuré selon la norme NF
EN
1097-1 est compris entre 0 et 25, de préférence compris entre 0 et 20 et mieux entre 5 et 15 ou inférieur à 15, - le liant hydrocarboné est choisi parmi un bitume pur, un bitume modifié par un polymère tel qu'un élastomère par exemple de la famille des SBS, un liant d'origine végétale ou un liant de nature purement synthétique, - le bitume pur ou le bitume modifié par un polymère peut comprendre un additif permettant un abaissement de la tension interfaciale liant/granulats et conduisant donc à
une modification de la viscosité permettant une diminution de sa température d'usage tel que les amines grasses ou tout autre composé ou procédé aboutissant à cette propriété, - le liant hydrocarboné est un bitume pur ou un bitume modifié par un polymère introduit sous la forme de mousse de bitume ou d'émulsion de bitume, - la proportion résiduelle en liant hydrocarboné est comprise entre 5 et 7%, de préférence entre 5,2 et 6,2%, - le liant est sous forme anhydre, fluxé, ou sous forme de mousse ou d'émulsion, - le mélange granulaire peut également satisfaire les conditions suivantes en masse par rapport à la masse totale du mélange granulaire :
- 5 à 50% en masse des constituants du mélange granulaire sont des granulats correcteurs 2/4, - 20 à 45% en masse des constituants du mélange granulaire sont des granulats classiques 2/4, - 20 à 40% en masse des constituants du mélange granulaire sont des granulats classiques 0/2.
- le pourcentage de vide géométrique selon l'essai à la presse à
cisaillement giratoire (PCG) selon la norme NF EN 1269-31 à 25 girations est généralement compris entre 10 et 20 %.
La présente invention a également pour objet un procédé de préparation de la composition pour couches de surface de chaussée définie ci-dessus, l'utilisation d'une telle composition pour la réalisation de couches de surface de chaussée ayant des propriétés d'adhérence élevées, et une couche de surface de chaussée à base d'une telle composition.
L'invention concerne aussi une chaussée comportant une couche de roulement comportant une composition pour couches de surface de chaussée selon l'invention.

=

6 La proportion résiduelle de liant correspond à la masse de liant hydrocarboné
exprimée en pourcentage, par rapport à la masse totale des granulats et du liant hydrocarboné (ne comprend ni les fluxants, ni les constituants autres des émulsions).
Au sens de la présente description, on entend par "granularité" la distribution dimensionnelle des grains d'un mélange granulaire, exprimée comme un pourcentage massique de matériau passant au travers d'un ensemble spécifié de tamis. Par "passant", on entend la fraction d'un mélange granulaire passant à travers le plus petit des tamis utilisés dans la désignation d'une classe granulaire. Ces définitions correspondent à celles des normes NF
P18-545 et EN 13043.
Les passants sont obtenus lors de l'essai de détermination de la granularité
par analyse granulométrique par tamisage selon la norme EN 933-1.
Une classe granulaire, notée d/D avec d<D, désigne un intervalle de dimensions de particules en termes de dimension inférieure (d) et supérieure (D) de tamis, exprimées en mm.
La dimension d'une particule, et plus généralement d'un constituant d'un mélange granulaire, correspond à son diamètre si ce constituant est de forme sphérique. Si le constituant n'a pas une forme sphérique, sa dimension correspond à la longueur de son axe primaire, c'est-à-dire la plus longue ligne droite qui peut être dessinée entre une extrémité de ce constituant et une extrémité opposée. Elle peut être caractérisée par tamisage.
La composition pour couches de surface de chaussées selon l'invention comprend au moins un liant et un mélange granulaire satisfaisant les conditions précitées.
Les granulats correcteurs sont des granulats naturels ou artificiels, de préférence naturels.
Selon l'invention, le terme granulat classique représente un granulat autre qu'un granulat correcteur et répondant aux exigences d'une utilisation routière. Ces granulats sont de préférence issus du concassage de roches massives ou de roches alluvionnaires.
Les granulats dits classique utilisés selon l'invention présentent en général les caractéristiques intrinsèque suivantes :
- PSV compris entre 50 et 56, - MDE compris entre 0 et 20, - LA compris entre 0 et 25.
Les granulats dits classiques utilisés selon l'invention peuvent être choisis en fonction de leur composition granulaire. Les granulats classiques désignent donc un matériau granulaire utilisé dans la construction. Un granulat peut être naturel, artificiel ou recyclé. Le terme granulat naturel désigne un granulat n'ayant subi aucune déformation autre que mécanique. Le terme granulat artificiel désigne un granulat d'origine minérale résultant d'un procédé industriel comprenant des transformations thermiques ou autres. Le terme granulat recyclé désigne un granulat obtenu par traitement d'une matière inorganique précédemment utilisée dans la construction. Les granulats utilisés sont des granulats routiers, répondant aux normes pertinentes : NF EN 13043 en Europe et ASTM C33 aux Etats-Unis d'Amérique. Les classes granulaires (d/D) des constituants de ces enrobés faisant l'objet de la série de normes

7 produits français EN 13 108-1 et -2 pouvant être utilisés selon l'invention sont les suivantes :
0/2, 0/4, 2/4, 0/5, 0/6,3, 2/5, 2/6,3 et 4/6,3. Ces classes granulaires s'entendent au sens de la norme NF P18-545.
Les granulats classiques présents dans une composition selon l'invention peuvent être, sans limitation, des fillers, fines, sable, sablon, gravier, gravillons, graves, pierres broyées, poussières, filler. On entend par filler des particules dont au moins 70 % en masse sont de dimensions inférieures à 0,063 mm.
Le liant hydrocarboné utilisé dans la présente invention assure une solidarisation entre les différents constituants du mélange granulaire en se solidifiant immédiatement après la fin de a mise en oeuvre de la couche supérieure de chaussée, dans laquelle il recouvre partiellement ou totalement lesdits constituants. Il peut éventuellement être utilisé pour coller les constituants du mélange granulaire sur le support sur lequel ils sont répandus. Etant donné
que les propriétés d'adhérence tirent principalement leur origine de la granularité et de la composition particulière du mélange granulaire, les liants hydrocarbonés utilisables dans l'invention peuvent être de natures très diverses.
Selon un premier mode de réalisation de l'invention, le liant est un "liant bitumineux" qui désigne un composé bitumineux choisi parmi les bitumes purs, spéciaux modifiés ou leurs mélanges, et susceptible de durcir et de lier entre eux des matériaux granulaires. Le liant bitumineux selon l'invention est généralement un mélange de matières hydrocarbonées naturelles issues de la fraction lourde obtenue lors de la distillation du pétrole, ou provenant de gisements naturels se présentant sous forme solide ou liquide, de densité
généralement comprise entre 0,8 et 1,2. Il peut être préparé par toute technique conventionnelle.
Sont notamment admis comme liants bitumineux au sens de l'invention les bitumes purs définis dans la norme NF EN 12591, tels que les bitumes de classe 160/220, 100/150, 70/100, 50/70, 40/60, 35/50, 30/45 ou 20/30, sans limitation. Ces classes normalisées correspondent à
des gammes de pénétrabilité à 25 C déterminées selon la méthode EN 1426 et sont exprimées en 1/10e de mm.
Plus avantageusement, les liants bitumineux sont des bitumes modifiés définis dans la norme NF 14023, par exemple les bitumes modifiés par incorporation d'additifs de toute nature tels que des additifs en vue d'améliorer les caractéristiques d'adhésivité ou la tenue mécanique sous trafic élevé ou agressif, ou en vue d'apporter artificiellement les propriétés nécessaires à
une mise en émulsion cationique. On peut citer les bitumes améliorés par incorporation de fibres organiques ou minérales, notamment de verre, de carbone ou de cellulose, par incorporation d'élastomères synthétiques ou naturels de type poudre de caoutchouc (polybutadiène, caoutchouc styrène-butadiène ou SBR), copolymères d'éthylène et d'acétate de vinyle (EVA), copolymères statistiques ou à blocs de styrène et de diènes conjugués, par exemple les copolymères à blocs SBS, par incorporation de thermoplastiques tels que par exemple, les polyoléfines (polyéthylène, polypropylène), les polyamides et les polyesters, ou bien par incorporation de résines thermodurcissables telles que les résines époxy (liants

8 bitume/époxy) ou les résines polyuréthanes. Cette liste n'est bien entendu pas limitative. Il est également possible d'utiliser des mélanges de bitumes de différents types.
Selon un autre mode de réalisation de l'invention, le liant peut être d'origine végétale.
Ce peut être une résine naturelle ou une résine d'origine végétale modifiée par synthèse. Cette catégorie de liant est intéressante car issue d'agro-ressources qui sont par définition renouvelables. On citera à titre d'exemple les liants décrits dans la demande de brevet FR
2853647 tels que le Végécol ou le Végéclair commercialisés par le Groupe Colas.
Selon un troisième mode de réalisation de l'invention, le liant est un liant de nature purement synthétique. Généralement, un tel liant synthétique est de nature organique, préférentiellement de nature polymérique. Il peut être formé d'un matériau thermoplastique, élastomère ou d'un matériau thermodurcissable, c'est à dire réticulable, ou d'un mélange d'un ou plusieurs de ces matériaux.
Bien évidemment, la composition selon l'invention peut comprendre des mélanges de liants appartenant aux différentes catégories citées, c'est-à-dire qu'elle comprend au moins un liant choisi parmi les liants bitumineux, les liants d'origine végétale et les liants de nature purement synthétique.
Les liants utilisés dans l'invention peuvent comprendre des additifs tels que des catalyseurs de durcissement de type sels métalliques, et/ou un ou plusieurs agents colorants tels que des pigments minéraux ou des colorants organiques.
Les liants présentés ci-dessus peuvent en outre être fluxés par un fluxant ou fluidifiant destiné à abaisser leur viscosité, par exemple un fluxant à base de solvants d'origine pétrolière ou pétrochimique ou un fluxant à base de matières grasses d'origine naturelle.
Ces liants peuvent éventuellement contenir de 0,5 à 35 % de fluxant, préférentiellement de 0,5 à 10 %, en masse par rapport à la masse totale de liant. Ces liants peuvent être sous forme anhydre ou sous forme d'émulsion selon notamment NF EN 13808, voire un mélange des deux.
Lorsque le liant est utilisé sous forme d'émulsion, l'affinité liant / eau dépend de la tension interfaciale entre ces deux produits. Cette affinité peut être améliorée au moyen d'un tensioactif de type anionique, cationique, zwitterionique ou non ionique, comme par exemple un chlorhydrate d'amine grasse, un sel d'acide gras, un sel d'ammonium quaternaire, un polyoxyde d'éthylène ou des mélanges de ces composés.
De préférence, le mélange granulaire et le(s) liant(s) est (sont) employé(s) dans des quantités telles que le module de richesse de la composition, tel que défini dans la norme NF
P98-149, est supérieur ou égal à 3, de préférence compris entre 3,3 et 3,7.
L'invention a également pour objet un procédé de préparation d'une composition pour couches de surface de chaussées ayant des propriétés d'adhérence élevée comprenant une étape de mélange du liant (ou des liants) et du mélange granulaire définis précédemment.
Le procédé comprend de préférence une étape d'enrobage total ou partiel du mélange granulaire par le liant (ou les liants). L'enrobage peut être réalisé à chaud ou à froid, conformément à la norme NF P98-150, délivrant des enrobés dits à chaud ou à
froid. Lors de la préparation d'un enrobé à froid, le liant peut avantageusement être mis en émulsion et la

9 technique correspondante porte le nom d'enrobage à l'émulsion. Il est à noter que l'enrobage peut également être réalisé à température dite tiède ou semi-tiède.
Le procédé de préparation de la composition pour couches de surface de chaussées selon l'invention peut être un procédé de préparation à chaud, comprenant une étape de mélange dudit liant et dudit mélange granulaire à une température de 130 à 190 C.
Selon un autre mode de réalisation, le procédé de préparation de la composition pour couches de surface de chaussées selon l'invention peut comprendre une étape de mélange dudit liant et dudit mélange granulaire à une température de 100 et 150 C
version dite LT ¨
low température -).
D'une manière surprenante le mélange de granulats ne pose pas de problème particulier lors de la réalisation du béton bitumineux ou de sa mise en oeuvre. En effet contrairement à ce que l'on aurait pu attendre du mélange de matériaux d'origines et de densités différentes au sein du milieu fluide qu'est le liant bitumineux, il n'y a pas de ségrégation entre les granulats. Il n'y a pas de phénomène de sédimentation ou de flottation.
Un autre objet de l'invention est l'utilisation d'une composition telle que définie précédemment pour la réalisation de couches supérieures de chaussées ayant des propriétés d'adhérence élevées.
Les compositions de couches de surface de chaussées de la présente invention permettent notamment la préparation de couches de roulement telles que définies dans le guide technique Conception et Dimensionnement des Structures de Chaussées du SETRA /
LCPC de 1994, la norme NF P 98-086 d'octobre 2011 et la norme NF P98-150 pour ce qui est des enrobés hydrocarbonés.
Ainsi, par couche de roulement, on entend dans la présente invention la couche de matériaux en contact direct avec les pneumatiques des véhicules.
La présente invention a pour autre objet une couche supérieure de chaussée à
propriétés d'adhérence élevée à base d'au moins une composition pour couches supérieures de chaussées telle que définie précédemment. Les compositions de l'invention permettent de réaliser des couches de roulement qui présentent une adhérence élevée et durable dans le temps car ces couches résistent au polissage ainsi qu'aux sollicitations mécaniques et climatiques.
La couche supérieure de chaussée a une épaisseur compactée inférieure ou égale mm, mieux allant de 15 à 45 mm et encore mieux allant de 20 à 30 mm.
La couche supérieure de chaussée de l'invention peut être appliquée sur des supports neufs ou anciens constitués d'un matériau lié avec un liant hydrocarboné ou avec un liant hydraulique.
La granularité particulière des compositions de l'invention conduit, pour des épaisseurs d'application telles que décrites ci-dessus, à des couches supérieures de chaussées ayant un pourcentage de vide préférentiellement compris entre 10 et 20 % à 25 girations au sens de la norme EN 12697-31 (essai P.C.G). La couche supérieure de chaussée de l'invention a de =
préférence un pourcentage de vide allant de 15 à 25 % à 25 girations au sens de la norme EN
12697-31 (essai P.C.G) L'amélioration des propriétés d'adhérence liée à la mise en oeuvre d'une composition pour couches supérieures de chaussées selon l'invention est obtenue sans réduction des 5 autres propriétés mécaniques.
La couche supérieure de chaussée définie ci-dessus peut être préparée selon une technique d'enrobage, c'est-à-dire en utilisant une composition conforme à
l'invention préparée par mise en contact des liants avec le mélange granulaire avant application sur le support concerné. Le support sur lequel la couche de l'invention est déposée peut éventuellement avoir

10 subi une étape de préparation connue.
Différentes caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront nettement au vu des exemples illustratifs exposés ci-après.
Exemples I. Matériaux utilisés 1. Granulats Les granulats classiques utilisés présentent les caractéristiques intrinsèques suivantes (norme NF P 18-545) :
- P.S.V. : entre 50 et 56 - L.A. : 5 20*
- M.D.E. : É 15*
* avec compensation maximale (défini par la norme NF P 18-545) de 5 points entre LA et MDE.
Les granulats correcteurs présentent les caractéristiques suivantes :
- Essai de résistance à l'abrasion : 5 É AAV É 15 (NF EN 1097-8 ¨ annexe A) - Densité sèche : 2,5 à 3,0, (NF EN 1097-6) -P.S.V. : k 65 - L.A. : 15 É LA É 35 - M.D.E. : 15 5 MDE 5 35 P.S.V.: Coefficient de Polissage Accéléré (ou P.S.V Polished Stone Value ) traduisant la résistance au lustrage/polissage, mesuré selon la norme NF EN 1097- 8, L.A. : coefficient de Los Angeles traduisant la résistance aux chocs, mesuré
via l'essai Los Angeles défini selon la norme NF EN 1097- 2, M.D.E. : Coefficient Micro Deval dans l'eau traduisant la résistance à l'usure en présence d'eau, mesurée via l'essai Micro Deval Humide définie selon la norme NF EN
1097- 1.

11 Le tableau ci-dessous donne la distribution granulométrique des granulats utilisés.
Granulats Sable 0/d Granulat d/D Fuller Sable 0/4 Nature des granulats classique classique classique correcteurs 6,3 100 100 100 100 0,5 100 0,25 100 0,125 100 0,063 10 - 20 0 - 1 70 - 100 52 Masse volumique NF
2600 à 3000 2600 à 3000 2600 à 2800 2. Liant hydrocarboné
Le liant hydrocarboné utilisé est un bitume modifié Sacerflex E3. Le SACERFLEX est un bitume polymère modifié par un élastomère thermoplastique de type polystyrène-polybutadiène-polystyrène séquencé en proportion variable (SBS), et d'additifs chimiques. Sa masse volumique réelle est de 1020 kg/m3.
Il. Composition et préparation des enrobés Les enrobés sont préparés selon la norme NF EN 12697-35 dans un malaxeur à une température de 160 à 185 C pendant 240 s. Les compositions décrites dans le tableau ci-dessous ont été recomposées puis fabriquées en centrale d'enrobage à chaud. La composition est définie en % en masse par rapport à la masse totale de la composition d'enrobé.
Composants Composition de l'invention Filler 3 %
Sable 0/d 25 %
Gravillon (granulat d/D) 36,4 %
2/4 correcteur 30 %
Liant 5,6 %

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. .

12 Distribution granulométrique (Tamis) Composition de l'invention 6,3 100 0,5 17 0,250 14 0,063 8 % en masse des granulats correcteurs avec :
D<6,3 100%
D<4 75% à
100%
D<2 0 à 20%
% en masse de granulats correcteurs par rapport à
la masse du mélange granulaire Il. Evaluation du comportement du revêtement sous les effets de la circulation Des essais in situ ont montré qu'une couche de roulement réalisée à partir d'une composition selon l'invention permet de maintenir l'adhérence à un niveau élevé (CFT > 70) à 6 mois (délai nécessaire au décapage du film de liant recouvrant le granulat) contre 60 voire 65 pour un revêtement classique.
III. Etudes comparatives en laboratoire Le nouveau revêtement a été testé en laboratoire au moyen d'appareil Wehner &
Schulze W-S
(NF EN 12697-49) et comparé à divers autres revêtements réputés adhérents de l'état de l'art antérieur :
Granularité Gravillons correcteurs dans l'enrobé (en c/o) Type de revêtement (en mm) De l'invention Bauxite BBTM adhérent de l'invention 0/4 30 0 BBTM témoin 1 (comparatif) 0/10 0 0 BBTM Bauxite 1 (comparatif) 0/10 0 20 BBTM Bauxite 2 (comparatif) 0/10 0 34 BBTM adhérent (comparatif) 0/10 71 0 BBTM témoin 2 (comparatif) 0/10 0 0

13 PSV : gravillons PSV : gravillons Coefficient W-S
Type de revêtement correcteurs classiques du revêtement (pws) BBTM adhérent de l'invention 70 52 à 54 0,43 BBTM témoin 1 (comparatif) 50 à 52 0,34 BBTM Bauxite 1 (comparatif) 70 50 à 52 0,40 BBTM Bauxite 2 (comparatif) 70 54 0,45 BBTM adhérent (comparatif) 63 à 66 50 à 52 0,45 BBTM témoin 2 (comparatif) 54 38 Les valeurs de coefficient W-S de la composition, objet de l'invention sont supérieures ou du même ordre que celles de l'état de l'art antérieur.
La composition BBTM adhérent "nouveau" est supérieure au:
- BBTM témoin 1, - BBTM témoin 2, - BBTM Bauxite 1.
La composition BBTM adhérent de l'invention est du même ordre que le:
- BBTM Bauxite 2 (34 % de Bauxite) - BBTM adhérent (71 % de granulats à fort PSV >60) Dans ces deux derniers cas, la composition de l'invention est économiquement plus intéressante, pour des performances effectives quasi-identiques.

Claims (10)

1. Composition de béton bitumineux comprenant un mélange granulaire à base de granulats classiques et des granulats correcteurs et au moins un liant hydrocarboné, caractérisée en ce que :
a) le mélange granulaire vérifie les conditions suivantes :
- 80 à 100 % en masse des constituants du mélange granulaire ont des dimensions inférieures à 6,3 mm, - 60 à 100 % en masse des constituants du mélange granulaire ont des dimensions inférieures à 4 mm, - 10 à 40 % en masse des constituants du mélange granulaire ont des dimensions inférieures à 2 mm, - 5 à 15 % en masse des constituants du mélange granulaire ont des dimensions inférieures à 0,063 mm, b) les granulats correcteurs vérifient les conditions suivantes :
- 75 à 100 % en masse des granulats correcteurs ont des dimensions inférieures à 4 mm, - 0 à 20 % en masse des granulats correcteurs ont des dimensions inférieures à

2 mm, c) les granulats correcteurs présentent les caractéristiques intrinsèques suivantes :
- le coefficient de polissage accéléré mesuré selon la norme NF EN 1097-8 est supérieur à 65, - le coefficient de Los Angeles mesuré selon la norme NF EN 1097-2 est compris entre 15 et 35, - le coefficient micro Deval en présence d'eau mesuré selon la norme NF EN
1097-1 est compris entre 15 et 35, d) les granulats correcteurs représentent 5 à 50 % en masse du mélange granulaire, e) les granulats classiques présentent un coefficient de polissage accéléré
(PSV) mesuré selon la norme NF EN 1097-8 qui est strictement inférieur à 60.
2. Composition selon la revendication 1, caractérisée en ce que le mélange granulaire vérifie au moins une des conditions suivantes :
- 100% en masse des constituants du mélange granulaire ont des dimensions inférieures à 6,3 mm, - 70 à 100% en masse des constituants du mélange granulaire ont des dimensions inférieures à 4 mm, - 20 à 40 % en masse des constituants du mélange granulaire ont des dimensions inférieures à 2 mm, et/ou - 7 à 10 % en masse des constituants du mélange granulaire ont des dimensions inférieures à 0,063 mm.

3. Composition selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les granulats correcteurs vérifient en outre la condition suivante, 0 à
2 % en masse des granulats correcteurs ont des dimensions inférieures à 0,063mm.

4. Composition selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les granulats correcteurs ont une masse volumique réelle comprise entre à 2500 et 3200 kg/m3.

5. Composition selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les granulats classiques présentent les caractéristiques intrinsèques suivantes :
- le coefficient de polissage accéléré mesuré selon la norme NF EN 1097-8 est compris entre 50 et 60 (60 non compris), - le coefficient de Los Angeles mesuré selon la norme NF EN 1097-2 est compris entre 0 et 25, - le coefficient micro Deval en présence d'eau mesuré selon la norme NF EN
1097-1 est compris entre 0 et 20.

6. Composition selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la proportion résiduelle en liant hydrocarboné est comprise entre 5,2 et 6,2%.

7. Composition selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le liant hydrocarboné est un bitume modifié par un élastomère.

8. Utilisation d'une composition selon l'une quelconque des revendications 1 à
7 pour la réalisation de couches supérieures de chaussées ayant des propriétés d'adhérence élevées.

9. Couche supérieure de chaussée ayant des propriétés d'adhérence élevées à
base d'au moins une composition selon l'une quelconque des revendications 1 à 7.

10. Couche supérieure de chaussée selon la revendication 9, ayant une épaisseur compactée inférieure ou égale 70 mm.