EP0771910A1 - Procédé de fabrication d'un matériau composite pour chaussée - Google Patents

Procédé de fabrication d'un matériau composite pour chaussée Download PDF

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EP0771910A1
EP0771910A1 EP95402318A EP95402318A EP0771910A1 EP 0771910 A1 EP0771910 A1 EP 0771910A1 EP 95402318 A EP95402318 A EP 95402318A EP 95402318 A EP95402318 A EP 95402318A EP 0771910 A1 EP0771910 A1 EP 0771910A1
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fibers
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EP95402318A
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Jacques Meunier
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    • 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
    • E01C19/00—Machines, tools or auxiliary devices for preparing or distributing paving materials, for working the placed materials, or for forming, consolidating, or finishing the paving
    • E01C19/46—Machines, 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 and placing the materials, e.g. slurry seals

Definitions

  • the subject of the present invention is a process for the in situ production of a composite material obtained by mixing cut fibers and a bituminous grout.
  • the present invention also relates to the device for introducing and cutting fibers adaptable to the machines for manufacturing and spreading bituminous grouts so that these machines can manufacture and spread the composite material.
  • the invention relates essentially to the repair and maintenance of pavements but can also be applied to the construction of new pavements, particularly in an anti-crack recovery complex.
  • Another method consists in applying to the cracked or earthen pavement or to the seat to be protected a geotextile on which a surface course is then produced.
  • This process requires several operations (spreading a layer of binder, applying the geotextile product, spreading another layer of binder).
  • This system is often difficult to apply due to the geometric constraints of the support, which can lead to the formation of folds that are difficult to absorb.
  • the geotextiles used those in which green fibers are incorporated are those which give good results against the rising of cracks.
  • a variant of this process consists in using a green fiber grid in place of the geotextile.
  • Another method consists in spreading fibers, cut or not, on a hydrocarbon binder previously spread over the surface to be treated, this layer is then itself covered by another layer of binder. A layer of aggregates is then spread over this set. This process is delicate to carry out and can lead to overdoses by binding.
  • the present invention consists in incorporating a high dosage of mineral or synthetic fibers cut to a length of between 15 and 100 mm in a bituminous grout.
  • the mixture is in the form of a pasty grout.
  • This mixture is distributed in the application sled by means of screws before being spread on the road.
  • the material acquires its cohesion after the emulsion has ruptured and after the water in the mixture has been discharged.
  • the layer thus applied is rollable within a period of between 15 and 60 minutes.
  • the invention consists in incorporating mineral or synthetic fibers into the slurry in a high proportion.
  • the fibers are cut to a length of between 15 and 100 mm.
  • the invention also relates to a device adaptable to existing machines.
  • This device is characterized in that it comprises means for storing fibers in the form of strand rolls, means for guiding said strands towards cutting devices, cutters and devices for dispersing the fibers in the mixer and / or in the grout distribution screws.
  • mineral fibers and more particularly green fibers will be preferred insofar as they have high mechanical characteristics and have a moderate cost.
  • the length of the cut fibers will be between 15 and 100 mm depending on the effect that one seeks to obtain.
  • the short fibers have the effect of making the bituminous grout more cohesive while the long fibers are more effective against the rising of cracks.
  • the fiber dosage will be between 50 and 300 grams per square meter of surface treated, The high dosages will be used for the treatment of cracked or earthen pavements or when the material is used in an anti-cracking complex.
  • the formulation of the basic bituminous grout will be a type 0 / D formula in which the dimensions of the largest aggregate can be between 6 and 14 mm. Formulas 0/6 will be used when the material is used as an interposing membrane, while formulas incorporating larger aggregates will be used as a wearing course.
  • the machines for manufacturing and applying bituminous grouts are generally mounted on trucks.
  • These aggregates include an aggregate hopper (1). These aggregates are dosed and conveyed to the mixer via a conveyor belt (2) or a transport screw. which regulates the material flow.
  • the emulsion is stored in a tank (3) along with the feed water (not shown in the diagram)
  • the vehicle also includes the storage (4) of various additives (cement, etc.) used in the final composition.
  • the emulsion, water and additives are injected into the mixer through the metering devices (5).
  • the cutting and dispersing devices are known models, their number depends on the dosage of fibers which it is desired to include in the material.
  • the cutting and dispersing devices are driven either hydraulically, mechanically or electrically.
  • the rotational speed of the rotor or cutting rotors is controlled by the rotational speed of the conveyor belt (2) so that the flow rate of the fiber flow produced is proportional to the flow rate of the material.

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  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Road Paving Structures (AREA)

Abstract

La présente invention concerne un procédé de fabrication in-situ d'un matériau coulé à froid destiné à l'entretien et à la construction des chaussées. Le procédé permet de fabriquer, à froid et avec des matériels traditionnels, des matériaux composites comportant un fort dosage de fibres pour s'opposer à la fissuration et au faïençage des chaussées L'invention concerne enfin, une adaptation qui installée sur les machines de mise en oeuvre des coulis bitumineux et des enrobés à froid,permet d'injecter un flux de fibres coupèes dans un mélange hydrocarbonné. <IMAGE>

Description

  • La présente invention a pour objet un procédé de fabrication in-situ d'un matériau composite obtenu par mélange de fibres coupées et d'un coulis bitumineux.
  • La présente invention concerne également le dispositif d'introduction et de découpe des fibres adaptable sur les machines de fabrication et de répandage des coulis bitumineux afin que ces engins puissent fabriquer et répandre le matériau composite.
  • L'invention vise essentiellement la réfection et l'entretien des chaussées mais peut également s'appliquer à la construction des chaussées neuves,particulièrement dans un complexe anti remontée de fissures.
  • Traditionnellement, l'entretien des routes fissurées ou faïencées et le revêtement des chaussées neuves se fait par ajout d'une couche d'enrobé bitumineux plus ou moins épaisse ou par la réalisation d'un enduit superficiel. Ces deux techniques, couramment utilisées n'empêchent pas totalement la remontée des fissures et ont une durée de vie limitée.
  • On a donc recherché divers procédés pour atténuer la remontée des fissures à la surface de la chaussée
    Selon un de ces procédés on interpose entre la chaussée à traiter ou l'assise à protéger et la couche de roulement un enrobé bitumineux composé de sable et de liant hydrocarboné sur une épaisseur de 2 à 3 cm. Ce procédé n'assure pas le collage des couches entre elles ce qui nuit à la résistance d'ensemble.
  • Un autre procédé consiste à appliquer sur la chaussée fissurée ou faïencée ou sur l'assise à protéger un géotextile sur lequel on vient ensuite réaliser une couche de roulement. Ce procédé nécessite plusieurs opérations ( répandage d'une couche de liant, application du produit géotextile, répandage d'une autre couche de liant ). Ce système s'applique souvent difficilement en raison des contraintes géométriques du support ce qui peut conduire à la formation de plis difficiles à résorber. Parmi les géotextiles utilisés ceux dans lesquels sont incorporés des fibres de verte sont ceux qui donnent de bons résultats contre la remontée des fissures. Une variante de ce procédé consiste à utiliser une grille en fibre de verte à la place du géotextile.
  • Un autre procédé consiste à répandre des fibres, coupées ou non, sur un liant hydrocarboné préalablement répandu sur la surface à traiter, cette couche est ensuite elle même recouverte par une autre couche de liant. On épand ensuite sur cet ensemble une couche de granulats. Ce procédé est délicat à réaliser et peut conduire à des surdosages en liant.
  • La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients et a pour objectifs:
    • d'éviter la remontée des fissures à travers les couches de roulement aussi bien pour les chaussées anciennes fissurées ou faïencées que pour les chaussées neuves ou l'invention contribuera à retarder ou à supprimer la remontée des fissures,
    • d'augmenter la résistance a la fatigue de la couche de roulement grâce à la forte résistance en traction du matériau objet de l'invention qui se trouve placé sous la fibre tendue de la couche de roulement,
    • d'être utilisée telle quelle en tant que couche de roulement pour l'entretien des chaussées fissurées ou faïencées,
    • accessoirement d'être utilisée comme chape d'étanchéité pour les ouvrages d'art.
  • La présente invention consiste à incorporer un fort dosage de fibres minérales ou synthétiques coupées à une longueur comprise entre 15 et 100 mm dans un coulis bitumineux.
  • Les coulis bitumineux, appelés également enrobés coulés à froid lorsque l'on emploie des granulats 0/10, sont des mélanges émulsion de bitume, d'eau, de granulats et de divers additifs. Ces matériaux sont fabriqués par des matériels mobiles qui assurent:
    • le stockage et le transport des composants sur le chantier,
    • le dosage et le malaxage des matériaux,
    • le répandage du matériau sur la surface à traiter grâce à un traîneau.
  • A la sortie du malaxeur le mélange se présente sous la forme d'un coulis pâteux. Ce mélange est réparti dans le traîneau d'application par l'intermédiaire de vis avant d'être répandu sur la chaussée. Le matériau acquière sa cohésion après que l'émulsion ait fait sa rupture et après que l'eau du mélange se soit évacuée. La couche ainsi appliquée est roulable dans un délai compris entre 15 et 60 minutes.
  • L'invention consiste à incorporer dans le coulis des fibres minérales ou synthétiques dans une forte proportion.Pour que le mélange soit homogène et pour qu'il garde son ouvrabilité les fibres sont coupées à une longueur comprise entre 15 et 100 mm. Pour réaliser cette incorporation l'invention a également pour objet un dispositif adaptable sur les machines existantes.
  • Ce dispositif est caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de stockage de fibres sous forme de rouleaux de brins, des moyens de guidage desdits brins vers des dispositifs de coupe, des coupeurs et des dispositifs de dispersion des fibres dans le malaxeur et/ou dans les vis de répartition du coulis.
  • Parmi les fibres disponibles sur le marché on préférera les fibres minérales et plus particulièrement les fibres de verte dans la mesure ou elles présentent des caractéristiques mécaniques élevées et ont un coût modéré.
  • La longueur des fibres coupées sera comprise entre 15 et 100 mm selon l'effet que l'on cherche à obtenir.
  • Les fibres courtes ont pour effet de rendre plus cohésif le coulis bitumineux alors que les fibres longues sont plus efficaces contre la remontée des fissures.
  • Le dosage en fibres sera compris entre 50 et 300 grammes par mètre carré de surface traitée,
    Les forts dosages seront utilisés pour le traitement des chaussées fissurées ou faïencées ou lorsque le matériau est employé dans un complexe anti-fissures La formulation du coulis bitumineux de base sera une formule du type 0/D dans laquelle les dimensions du plus grand granulat pourront être comprises entre 6 et 14 mm. Les formules 0/6 seront utilisées lorsque le matériau est utilisé en membrane d'interposition alors que les formules incorporant des granulats de dimension plus importante seront utilisés en tant que couche de roulement.
  • L'invention sera mieux comprise en se reportant a la figure (1) représentant le dispositif et le fonctionnement d'une machine à coulis.
  • Les engins de fabrication et d'application des coulis bitumineux sont, en général, montés sur des camions.
  • Ils comportent une trémie à granulats (1). ces granulats sont dosés et convoyés vers le malaxeur par l'intermédiaire d'un tapis transporteur (2)ou d'une vis de transport.qui régle le débit du matériau.
  • L'émulsion est stockée dans une cuve (3) ainsi que l'eau d'apport (non représentée sur le schéma)
    Le véhicule comporte également le stockage (4) de divers additifs (ciment etc..) entrant dans la composition finale.
  • L'émulsion, l'eau et les additifs sont injectés dans le malaxeur par l'intermédiaire des dispositifs de dosage (5).
  • Le malaxeur (6) mélange l'ensemble des matériaux. Le coulis ainsi obtenu se déverse dans le traîneau (7) qui comprend des vis de répartition (8) pour étaler le produit avant le dispositif de réglage (9)
    Le dispositif faisant l'objet de l'invention pourra, par exemple, s'adapter sur le matériel décrit précédemment de la façon suivante:
    • les rouleaux de brins de fibres (10) sont placés sous la trémie de granulats,
    • les brins de fibres sont guidés par des gaines (11) vers les coupeurs(12), chaque rouleau de fibres ou groupe de rouleaux est relié à un coupeur
    • les coupeurs sont situés préférentiellement au dessus du malaxeur et injectent les fibres coupées dans celui-ci par l'intermédiaire d'un dispositif de dispersion.(13)
    Cependant ces dispositifs de coupe et de dispersion pourront également se situer au dessus des vis de répartition (8).
  • Les dispositifs de coupe et de dispersion sont des modèles connus, leur nombre est fonction du dosage de fibres que l'on désire inclure dans le matériau.
  • Les dispositifs de coupe et de dispersion sont entraînés soit hydrauliquement, soit mécaniquement, soit électriquement. La vitesse de rotation du rotor ou des rotors de coupe est asservie à la vitesse de rotation du tapis transporteur (2) de façon à ce que le débit du flux de fibres produit soit proportionnel au débit du matériau.

Claims (6)

  1. Procédé de fabrication d'un matériau composite coulé à froid pour l'entretien et la construction des chaussées fabriqué à partir:
    - de granulats 0/D ( D étant inférieur à 14 mm ),
    - d'émulsion de bitume,
    - d'eau,
    - de divers additifs,
    - de fibres coupées minérales ou synthétiques,
    caractérisé en ce que l'on incorpore le flux de fibres coupées directement dans le malaxeur (6) de la machine de fabrication et d'application et/ou dans le dispositif de répandage (7).
  2. Procédé de fabrication selon la revendication 1 caractérisé en ce que les fibres sont coupées dans la machine de fabrication et de répandage à une longueur comprise entre 15 et 100 mm.
  3. Procédé de fabrication selon la revendication 1 caractérisé en ce que le dosage de fibres contenues dans le mélange appliqué sur la chaussée est compris entre 50 et 300 grammes par métre carré de surface traitée.
  4. Procédé selon la revendication 2 caractérisé en ce que les fibres sont préférentiellement des fibres de verre.
  5. Dispositif selon la revendication 1 comprenant des bobines de fibres 10, un système de guidage des brins de fibres 11, des dispositifs de coupe des brins de fibres 12, des systèmes de dispersion 13, caractérisé en ce que le dispositif produit un flux de fibres coupées dispersées dans le malaxeur 6.
  6. Dispositif selon la revendication 5 assurant le dosage constant des fibres caractérisé en ce que la vitesse de rotation du rotor de coupe des dispositifs 12 est asservie au débit du matériau.
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