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Patent Searching and Data


Title:
BITUMINOUS UPPER LAYER DRAINING BLANKET
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2000/047820
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention concerns a bituminous upper layer draining blanket comprising two partially superposed layers whereof the upper layer comprises aggregate with low particle-size distribution and a modified bituminous binder, and whereof the lower layer comprises aggregate with high particle-size distribution and a bituminous binder.

Inventors:
Michaut, Jean-paul (2 allée du Bois de l'Yvette Chevreuse, F-78460, FR)
Application Number:
PCT/FR2000/000374
Publication Date:
August 17, 2000
Filing Date:
February 15, 2000
Export Citation:
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Assignee:
Colas (7 place René Clair Boulogne-Billancourt Cedex, F-92653, FR)
Michaut, Jean-paul (2 allée du Bois de l'Yvette Chevreuse, F-78460, FR)
International Classes:
E01C7/18; E01C7/26; E01C11/22; E01C11/24; (IPC1-7): E01C7/18
Foreign References:
EP0381903A1
DE29803077U1
EP0605377A2
FR2688808A1
DE3926099A1
FR2768162A3
Other References:
"TWINLAY-PRIMEUR IN CENTRUM VAN BREDA. ÖGEMODIFICEERDE ZOAB -CONSTRUCTIE" WEGEN, vol. 66, no. 12 / 01, 1 janvier 1992 (1992-01-01), pages 13-14, XP000241623 ISSN: 0043-2067
VAN BOCHOVE G G: "NIEUW CONCEPT VOOR ZEER OPEN ASFALTBETON" WEGEN, vol. 64, no. 6, 1 juin 1990 (1990-06-01), pages 30-31, XP000136201 ISSN: 0043-2067
Attorney, Agent or Firm:
Michelet, Alain (Cabinet Harlé & Phélip 7, rue de Madrid Paris, F-75008, FR)
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Claims:
REVENDICATIONS
1. Couche de roulement bitumineuse drainante comprenant deux couches partielles superposées dont la couche partielle supérieure comporte des granulats de faible granulométrie et un liant bitumineux modifié, et dont la couche partielle inférieure comporte des granulats de forte granulométrie et un liant bitumineux, caractérisée en ce que la couche partielle supérieure comprend un apport de matière à filler entre 2 et 11 % en poids.
2. Couche selon la revendication 1, caractérisée en ce que le rapport de granulométrie des granulats des deux couches partielles est de l'ordre de 3 : 1 à 4 : 1.
3. Couche selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que la granulométrie des granulats de la couche partielle supérieure est choisie parmi les gammes 2/4,4/6 et 6/10.
4. Couch. selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la granulométrie des granulats de la couche partielle inférieure est choisie parmi les gammes 10/14,10/20 et 14/20.
5. Couche selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que les deux couches partielles supérieure et inférieure ont approximativement le mme taux de vide.
6. Couche selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que les deux couches partielles supérieure et inférieure ont approximativement le mme taux de vide et en ce que le volume moyen des vides de la couche partielle supérieure est plus petit que le volume moyen des vides de la couche partielle inférieure.
7. Chaussée comprenant une couche de roulement bitumineuse drainante. caractérisée en ce que la couche de roulement est conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 6.
8. Procédé de réalisation d'une couche de roulement bitumineuse drainante selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les couches partielles supérieure et inférieure sont appliquées en un seul passage d'un finisseur.
9. Procédé de réalisation d'une couche de roulement bitumineuse drainante selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les couches partielles supérieure et inférieure sont appliquées en deux passages successifs d'un finisseur.
Description:
Couche de roulement bitumineuse drainante L'invention concerne une couche de roulement bitumineuse drainante. un procédé de réalisation d'une telle couche de roulement. ainsi qu'une chaussée comprenant une telle couche de roulement.

La couche de roulement bitumineuse drainante, objet de la présente invention, est destinée à la réalisation de couches de surface de chaussées sollicitées sujettes : a l'ornierage, la pollution. à un niveau de trafic éleve.

En effet, une couche de roulement drainante, dans sa conception actuelle, est constituée d'une couche de matériaux granulaires enrobés par un liant hydrocarboné et mis en oeuvre à l'épaisseur requise.

Le pourcentage de vides et la forme des vides sont tels que les eaux pluviales peuvent circuler dans les vides communiquants. une fois cette couche mise en place.

Cette couche est habituellement posée par l'intermédiaire d'une couche d'accrochage sur une couche d assise en réalisation de chaussée neuve ou sur une couche de surface en entretien de chaussée. La couche d'accrochage rend la couche sous-jacente étanche, si celle-ci ne l'est pas déjà par elle-mme. et assure en mme temps un collage parfait entre les deux couches. Ce collage parfait confère à ces deux couches un comportement similaire à celui d'une couche unique.

Les couches en béton bitumineux drainant sont : <BR> <BR> <BR> <BR> . normalisées par la norme NF P 98. 134 comme ayant<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> -une teneur en vides de l'ordre de 20%, et<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> -une vitesse de percolation mesurée au drainomètre de chantier (NF P 98-254-3) supérieure à 0.4 cm/s. et

caractérisées dans les avis techniques concernant les chaussées réalisées en des enrobés spéciaux drainants pour les produits d'entreprise comme ayant -une teneur en vides comprise entre 20 et 25%, et -unevitessedepercolationmesuréeaudrainomètrede chantier (NF P 98-254-3) comprise entre 0,8 cm/s et 1,3 cm/s.

Sous l'effet du trafic, la fonction de drainage dans la masse de ce type de couche de roulement décroît dans le temps avec l'âge de la chaussée, de façon variable suivant le produit. En effet, la pollution de surface est entraînée par les eaux de pluie dans la masse de l'enrobé.

L'effet de chasse, créé par les pneumatiques, qui complète le mouvement gravitaire de l'eau pluviale dans le massif n'assure que partiellement l'entraînement des particules polluantes diverses.

Ces particules polluantes se déposent, colmatent et annihilent la fonction drainante dans la masse de ces couches d'enrobés drainants.

La drainabilité de surface, quant à elle, reste bonne.

Le but de l'invention est de remédier aux inconvénients mentionnés ci-dessus et d'éviter pour le moins que ne se détériore la fonction de drainage dans la masse.

Avantageusement. l'invention doit permettre en mme temps d'améliorer l'adhérence et de réduire les nuisances phoniques engendrées par ce type d'enrobés. Ce but doit tre atteint dans de bonnes conditions économiques.

Le but de l'invention est atteint en créant un différentiel granulaire et en favorisant les fonctions de drainage horizontal et vertical dans la masse de l'enrobé par une structure granulaire adaptée. Ce but est atteint dans de bonnes conditions économiques en utilisant pour une partie de la couche de roulement un bitume modifié qui enferme une forte proportion de bitume routier.

Ainsi, l'invention a pour objet une couche de roulement bitumineuse drainante comprenant deux parties. ou couches

partielles, qui se répartissent l'amélioration des fonctions spécifiques de la nouvelle couche de roulement, à savoir améliorer les caractéristiques de surface et améliorer le drainage et le pouvoir anti-orniérant.

La couche de roulement bitumineuse drainante comprend deux couches partielles superposées dont la couche partielle supérieure comporte des granulats de faible granulométrie et un liant bitumineux modifié, et dont la couche partielle inférieure comporte des granulats de forte granulométrie et un liant bitumineux.

Les couches partielles sont constituées ou traitées avec des liants hydrocarbonés élastomères ou non.

Les matériaux et les liants sont déterminés en fonction : du type de climat de l'altitude du niveau de sollicitation.

L'invention prend également en compte : le risque d'orniérage, le risque de fissuration par choc thermique, le risque lie a la vitesse lente des poids lourds et leur circulation canalisée ! les risques liées a des zones singulières : (courbes à petit rayon. zones de freinage, zones de stationnement. rampes).

Ainsi, les couches partielles de la couche de roulement sont formulées de façon que la couche de roulement résultante : ne peut pas orniérer ou ornière peu, est peu génératrice de bruit, favorise I'obtention d'une microrugosite accrue en surface en conservant la macrorugosité originelle des enrobés drainants classiques, améliore par son assemblage substantiellement la pérennité de la capacité drainante des enrobés dans le temps.

A cet effet, l'invention concerne également les caractéristiques ci-après considérées isolément ou selon toutes leurs combinaisons techniquement possibles : Le rapport de granulométrie des granulats des deux couches partielles est de l'ordre de 3 : 1 a 4 : 1.

La granulométrie des granulats de la couche partielle supérieure est choisie parmi les gammes de 2/4,4/6 et 6/10.

La granulométrie des granulats de la couche partielle inférieure est choisie parmi les gammes 10/14 10/20 et 14/20.

Les granulats sont de type monogranulaire sans fines dans la couche partielle supérieure.

Les granulats sont de type monogranulaire sans fines dans la couche partielle inférieure.

Le terme monogranulaire signifie l'utilisation d'une seule classe granulaire pour la préparation du matériau respectivement de la couche partielle supérieure ou inférieure.

La teneur en vide de la couche partielle inférieure de la couche de roulement est supérieure ou égale à 25%.

La vitesse de percolation mesurée au drainomètre de chantier (NF P 98-254-3) sur la couche de roulement est supérieure ou égale à 3,2 cm/s.

La rugosité Hsv de la couche partielle supérieure est supérieure ou égale à 0,80 mm (NF P 98-216-1).

L'atténuation phonique du bruit de roulement liée au complexe de la couche de roulement (NF S 31-119) est supérieure ou égale à 3dBA.

L'une et/ou l'autre des couches partielles inférieure et supérieure peut comprendre des additifs minéraux ou organiques. Ces additifs peuvent tre par exemple des fibres de roche ou de verre ou des granulats de déchets. Ils sont introduits lors de la fabrication du matériau pour constituer la couche partielle correspondante.

Le bitume modifié utilisé pour la réalisation d'au moins une des couches partielles renferme au moins un

élastomère ou polymère et une très forte proportion de bitumes routiers, c'est-à-dire au moins un bitume ayant un pourcentage notable d'asphaltènes. L'utilisation d'un tel bitume modifié permet d'améliorer les caractéristiques des produits obtenus et d'atteindre le but de l'invention dans de très bonnes conditions économiques.

Le bitume modifié, qui est avantageusement utilisé pour la réalisation de l'une ou l'autre, ou éventuellement de chacune, des deux couches partielles, est obtenu en deux étapes selon lesquelles dans la première étape on prépare une dispersion homogène constituée d'élastomère et de bitume sélectionné à faible pourcentage en produits saturés et en asphaltènes, et dans la seconde étape on dilue la dispersion avec un bitume routier. L'élastomère préféré est un élastomère à base de styrène-butadiène-styrène, avantageusement de type linéaire. Et le bitume sélectionné renferme moins de 6 % de produits saturés et moins de 7 % d'asphaltènes et a un indice d'instabilité colloïdale compris entre 0,2 et 0,6. Le bitume modifié comprend, en poids, au moins 30 %, avantageusement plus de 50 %. de bitume routier et au moins 3 % d'élastomère.

Selon différentes variantes de réalisation, le bitume modifié a l'une ou l'autre des caractéristiques suivantes. considérées isolément ou en combinaison : <BR> <BR> <BR> <BR> -unepénétrationà25°Ccompriseentre40et200 1/10ème de mm. de préférence entre 40 et 80 1/10ème de mm et, selon un choix particulier, de 62 1/10ème de mm.

-une température bille-anneau superieure à 60 °C, de préférence supérieure 85'C et, selon un choix particulier, de 95 °C ; <BR> <BR> <BR> <BR> -un retour élastique à 10 °C supérieur à 90 % et. selon un choix particulier, de 97 % ; <BR> <BR> <BR> -unecohésionà35°Csupérieureà2J/cm2et.selon<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> un choix particulier. de 2.55 J/cm2 :

-une cohésion à 40 °C supérieure à 1, 5 Ji/cm2 et, selon un choix particulier, de 1,83 J/cm2.

La formulation de la couche supérieure et celle de la couche inférieure sont choisies de façon que les courbes de granulométrie respectives soient continues et que les couches partielles présentent un taux de vide important, ce taux étant approximativement le mme pour les deux couches partielles, à savoir compris entre 20 et 30, de préférence entre 25 et 30. II est bien entendu que, pour obtenir mme approximativement seulement le mme taux de vide dans les deux couches partielles, il importe de choisir la formulation granulométrique en conséquence pour chacune des couches partielles.

Pour la couche partielle supérieure, la granularité utilisée va de 0/4 à 0/10. Avantageusement, la composition granulométrique pour une granularité 0/10 est la suivante : fines} 0/2 | 2/4 4/6 | 6/10 3-11 % 0-30 % 1 10-60 % 5-25 % 20-40 % La formulation ainsi faite permet d'obtenir pour la couche supérieure. avec le bitume modifié en tant que liant préconisé. et avec une épaisseur de couche de 4 cm, une perméabilité ou vitesse de percolation d'environ 3.9 cm/s.

Une couche partielle supérieure drainante d'enrobés sans sable de granulométrie, par exemple, 2/4-4/6 avec un liant élastomère et d'épaisseur réduite en surface de l'ordre de 1,5 à 2 cm permet de : . assurer les caractéristiques de surface (uni- sécurité) : réduire le niveau de bruit ; assurer le contact pneumatique-chaussée ; conforter la rugosité de surface et assurer la macrorugosité.

Pour la couche partielle inférieure, la granularité utilisée va de 0/2 à 0/14. Avantageusement, la composition granulométrique pour une granularité 0/14 est la suivante :

fines 0/2 10/14 0-5 % | 0-5 % | 95-100 % La formulation ainsi faite permet d'obtenir pour la couche inférieure, avec le liant préconisé, à savoir un bitume routier, et avec une épaisseur de couche de 4 cm, une perméabilité ou vitesse de percolation d'environ 3,9 cm/s.

A titre de comparaison, la vitesse de percolation à travers des couches de roulement drainantes réalisées avant l'invention est de l'ordre de 1,5 cm/s.

Une couche partielle inférieure drainante d'enrobés à très forte granulométrie, par exemple 10/14-14/20, avec un liant élastomère ou non et d'une épaisseur de l'ordre de 2,5 à 4 cm permet d'annuler I'effet d'encrassement de I'enrobe grace a sa très forte drainabilité qui lui confère une durée d'efficacité supérieure aux enrobés drainants de la norme NFP 98-134 ou défini dans les avis techniques sur les produits d'entreprise, d'ameliorer le pouvoir anti-ornierant de I'enrobe, d'augmenter la capacité de drainage, de favoriser la circulation horizontale et verticale de l'eau.

L'invention a aussi pour objet un enrobé bitumineux à chaud drainant destiné à constituer un revtement comprenant des granulats et un liant bitumineux modifié par des polymères au sens de la présente invention.

Ses principaux avantages sont décrits ci-avant : L'enrobé bitumineux de l'invention peut avoir l'une ou l'autre des caractéristiques techniques suivantes, isolément ou en combinaison :

le liant bitumineux modifie est un bitume pur modifié par un copolymère styrène-butadiène- styrène (SBS), <BR> <BR> <BR> le liant bitumineux modifie peut etre de composition différente suivant la couche partielle du revtement, <BR> <BR> <BR> <BR> la teneur en liant recommandée est fonction de la classe granulaire utilisée, de l'apport éventuel de filler et de la nature minéralogique des granulats, <BR> <BR> <BR> la teneur en liant bitumineux modifie est supérieure ou égale à 3 % en poids. les granulats sont de type monogranulaire sans fines pour la couche partielle inférieure du revtement, les granulats sont de type monogranulaire sans fines pour la couche partielle supérieure du revtement, <BR> <BR> <BR> la granulométrie des granulats est conforme a une des gammes suivantes : -pour la couche partielle supérieure 214-416- 6/10 ou 0/2-2/4-4/6-6/10 <BR> <BR> <BR> <BR> -pour la couche partielle inférieure 10114-14120<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> -10/20 ou 0/2-10/14 ;<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> le taux de vide est approximativement le mme pour les deux couches partielles ; la couche partielle supérieure a sensiblement le mme taux de vide que la couche partielle inférieure : le volume moyen des vides (volume total des vides divisé par le nombre de vides) de la couche partielle supérieure est plus petit que le volume moyen des vides de la couche partielle inférieure ; <BR> <BR> <BR> il y a un apport de filler ou non ; I'apport de filler peut tre nécessaire lors de la fabrication de cet enrobé. si la teneur en fines naturelles de la classe

(ou des classes) utilisée (s) est trop faible. Le filler d'apport est un filler habituellement utilisé dans la formulation des enrobés de nature calcaire et apporté en un pourcentage de l'ordre de 1 à 5%, il y a un ajout d'additifs minéraux ou organiques.

L'application d'une couche d'accrochage et d'étanchéité (liant et dosage adaptés) permet : d'assurer le collage au support de la couche, et d'obtenir l'étanchéité de surface de l'ancienne couche de roulement.

L'invention concerne par ailleurs une chaussée réalisée avec une couche de roulement ou un enrobé bitumineux tels que définis ci-avant.

L'invention concerne également un procédé de réalisation d'une couche de roulement telle que définie plus haut, a) le collage des deux couches partielles pouvant tre assuré par un engin de mise en oeuvre assurant en une seule passe la mise en oeuvre du revtement, et b) le collage des deux couches partielles pouvant tre assuré aussi par deux passages du finisseur sans collage chimique.

La granulométrie spécifique de la couche partielle supérieure du revtement assure un accrochage mécanique avec la couche partielle inférieure par interpénétration des éléments granulaires des surfaces de contact lors du compactage approprié.

Chaque partie de l enrobé est compactée par cylindrage lisse.

L'enrobé bitumineux selon l'invention est fabriqué dans n'importe quelle centrale d'enrobage conforme à la production d'enrobé de qualité.

Des essais particuliers tel l'essai CANTABRO, qui permet d'évaluer la perte de poids d'une éprouvette à l'usure et qui permet donc de mettre en avant la cohésion de

l'enrobé, ont montré la supériorité des enrobés drainants utilisés pour la réalisation de la couche de roulement selon l'invention par rapport à un enrobé drainant traditionnel, sur la tenue mécanique sous trafic.

En effet, l'essai CANTABRO qui est défini par la norme espagnole NLT-352/86, consiste à mouler des éprouvettes cylindriques d'environ 1300 g, puis de les user à une température choisie dans un tambour en rotation de type Los Angeles. On mesure alors la perte de poids de chaque éprouvette après usure. Plus la perte est faible, plus l'enrobé est considéré comme résistant.

Des essais effectués respectivement à-10 °C et à +18 °C, ont donné le résultat suivant pour la PERTE DE MASSE : Température Béton Enrobé Enrobé drainant d'essai bitumineux drainant selon l'invention mince traditionnel -10 °C'I8 % 85 % 18 % 18 °C 8 % 41 % 8 % L'enrobé drainant selon l'invention a une perte de masse identique à celle d'un enrobé mince et une perte nettement plus faible que celle d'un enrobé drainant traditionnel.

D'autres caractéristiques et avantages non limitatifs de l'invention ressortiront à la lecture de 1'exemple de réalisation ci-après : <BR> <BR> <BR> -Fabricationdel'enrobépourlacouchepartielleinférieure avec : <BR> <BR> <BR> "unegranulométhe10/14à95%<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> un apport de matière à filler passant au tamis de 80 u > a 2% une teneur en liant modifié tel que celui connu sous la dénomination « COLFLEX » > à 3 ppc.

-Fabrication de l'enrobé pour la couche partielle supérieure avec : <BR> <BR> <BR> <BR> une granulométrie 4/6 > à 95%<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> un apport de matière filler passant au tamis de 80, u<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> >à 2%<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> une teneur en liant modifie tel que celui connu sous la dénomination « COLFLEX » # à 4 ppc.

La température de fabrication et de mise en oeuvre reste similaire à celle des enrobés drainants monolithiques aux liants élastomères. Elle est supérieure ou égale à 135°C.