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ASPHALTE ARTIFICIEL ET PROCEDE DE FABRICATION ET D'UTILISATION DE CET ASPHALTE.
La présente invention a pour objet un asphalte artificiel qui, en outre des applications industrielles les plus diverses dont il est susceptible et de son ap- plication à la confection de revêtement de routes, pos- sède des avantages notables sur les poudres d'asphaltes naturels en tant que produit capable d'être substitué à ces poudreso Ainsi, les poudres d'asphalte naturel ou ter- res asphaltiques sont connues comme possédant rarement une composition homogène, non seulement en ce qui concerne leur pourcentage en asphalte, mais, aussi en ce qui con- cerne les propriétés de cet asphalte.
Si l'on applique ces terres asphaltiques à la confection de revêtements de routes, on obtient une cou-
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@ che dont l'homogénéité n'est pas parfaite et, finalement, le revêtement de la route prend une forme ondulée, se di- late et se contracte très inégalement lors des changements de température ou de pression (et par conséquent se cra- quelle rapidement). Un second inconvénient important dû à l'application des terres asphaltiques naturelles tient à ce que, dans la plupart de ces terres, du carbonate ou du silicate de calcium est présent comme matière de rem- plissage.
Ces terres ne sont pas suffisamment dures et, notamment, lorsqu'elles contiennent de grandes quantités de carbonate de calcium, elles sont altérées facilement sous l'action des intempéries et, plus particulièrement, lorsque le sous-sol de la voie est constitué par une terre acide (terre siliceuse).
Il en résulte une réduction simultanée de la durée du revêtement de la route et une érosion de la sur- face de cette dernière. Une troisième conséquence de l'utili- sation des terres asphaltiques naturelles pour la confec- tion des routes, conséquence que, jusqu'ici, il n'a pas été possible d'éviter, est que, pour appliquer cette ter- re sur la voie à recouvrir, il faut utiliser un procédé incommode suivant lequel cette terre doit être appliquée à chaud et, par conséquent, préchauffée dans un appareil spécial et pilonnée à la main ou mécaniquement avec des pilons chauds.
Toutes ces opérations sont compliquées, lon- gues et impliquent l'utilisation d'une machinerie impor- tante et, par conséquent, beaucoup de main-d'oeuvre. Jus- qu'à ce jour, il n'a pas été possible de simplifier ce procédé ou de le rendre plus pratique.
Si des asphaltes de pétrole sont utilisés, il est, en fait,possible d'obtenir une composition homogène
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de la matière de remplissage et de l'asphalte, mais, il est en outre connu que les asphaltes de pétrole (tels, par exemple, que ceux qui sont commercialement connus sous les noms de Spramex et Mexphalte) ne peuvent être employés comme succédanés de l'asphalte naturel parce que :
1e. Ils ne sont pas assez durs en tant que liants,
2e. en raison de leurs propriétés aggluti- nantes, la préparation de l'asphalte est extrêmement difficile sinon impossible.
3e. en été, ils se ramollissent plus ou moins.
Pour ces diverses raisons, jusqu'ici*il n'a pas été possible de préparer de poudre d'asphalte à l'ai- de d'asphalte de pétrole ou bien, lorsqu'avec certaines difficultés, on a pu réussir à préparer une poudre de ce genre, cette poudre est inférieure à l'asphalte naturel si on la considère au point de vue des qualités requises pour la confection des routes,car elle donne des revête- ments qui sont facilement détériorés par la circulation des véhicules.
En ce qui concerne le brai de goudron, celui-ci est plus gluant ou plus collant (brai mou) que l'asphalte de pétrole, ou si friable(brai dur) que l'adhérence de ce brai considéré comme liant pour de simples grains de gra- viers, est insuffisante pour permettre d'utiliser la pou- dre de brai comme matériaux entrant dans la constitution d'un revêtement de route.
La présente invention a pour objet un asphalte artificiel nouveau qui présente une grande adhérence en tant que liant et qui permet aussi d'utiliser des maté- riaux bruts les plus divers, tels que les asphaltes de pé- trole, asphaltes naturels, brai et mélangé; de ces produits.
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Avec cet asphalte nouveau, il est possible d'obtenir un revêtement de route qui ne se ramollisse pas en été et qui possède,, en hiver,. une stabilité notablement plus grande que celle réalisée jusqu'ici.
Le nouvel asphalte naturel peut, dans son état primitif, comme le Spramex et le Mexphalte être appliqué directement, superficiellement ou en masse sur des routes garnies de macadam, de goudron ou de tous autres produits similaires. Il peut aussi être utilisé dans de bonnes conditions avec du sable, des graviers, du granit pulvé- risé, etc.., la poudre d'asphalte artificiel obtenue pou- vant, non seulement, remplacer les terres asphaltiques naturelles, mais, présenter aussi sur celles-ci des pro- priétés supérieures en tant que liant comparé avec l'as- phalte pilonné.
La nouvelle poudre d'asphalte peut être cylin- drée, chaude ou froide, sans chauffage préliminaire et elle donne ainsi un revêtement de route solide.
Aucun des résultats ci-dessus mentionnés n'a pu être obtenu avec les asphaltes artificiels connus jusqu'à ce jour. Le nouvel asphalte artificiel consiste en un produit bitumineux tel que de l'asphalte de pétrole, de l'asphalte naturel ou du brai, et une addition d'huiles oxydées telles que la linoxyne, les huiles polymérisées et autres huiles oxydées, végétales ou minérales qui sont connues collectivemnt comme des céments du linoléum et, si cela est nécessaire, avec addition de caoutchouc ou d 'un mélange à base de caoutchouc.
Conformément la présente invention, il a été trouvé que, par addition d'huiles oxydées, par exemple de linoxyne, ou d'huiles polymérisées ou de caoutchouc, lorsque ces produits sont dissouts ou dispersés par un long chauffage sous pression dans de l'asphalte naturel dur ou friable ou dans du brai ou dans des mélanges de ces
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produits, les propriétés agglutinantes des substances sont améliorées et leur friabilité réduite. Il a été trouvé, au contraire que, en ajoutant ces composés à du brai mou, de l'asphalte de pétrole, par des additions suffisamment grandes, non seulement les propriétés agglu- tinantes sont diminuées, mais, aussi, la ténacité et le point de fusion peuvent être élevés.
L'effet des additions est d'.améliorér la qua- lité en ce qui concerne la ténacité et le produit pas- sède encore des propriétés agglutinantes assez grandes pour être utilisé comme liant quand le nouvel asphalte artificiel est appliqué directement à la constitution de revêtements de routes et quand il est appliqué comme pou- dre d'asphalte artificiel mélangé avec du sable, du gra- vier ou des produits similaires.
En fait, la poudre d.'.asphalte artificiel pos- sède sur les terres asphaltiques naturelles le grand a- vantage de pouvoir être appliquée sans chauffage préala- ble sur des routes et sans pilonnage, simplement en ou- lindrant le revêtement obtenu, à l'aide de rouleaux com- presseurs, chauds ou froids.
De la sorte, on obtient un revêtement de route présentant une cohésion suffisante et qui, en outre, est notablement plus élastique et moins friable que les re- vêtements obtenus jusqu'à oe jour et ces revêtement pos- sèdent une parfaite homogénéité,damnent plus difficilement naissance à des ondulations de la surface de la route que les revêtements constitués avec de 1'-asphalte naturel.
A titre d'exemple, il va maintenent être donné divers modes de préparations d'asphalte artificiel con- forme à la présente invention.
Exemple 1. -
85 parties de Spramex sont chauffées à une tem-
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pérature comprise entre 1200 et 300 0. avec 10 à 20 par- ties de linoxyne (qui doit être préalablement moulue sous forme de poudre très fine) dans un réoipient pourvu d'or- ganes de malaxage robustes. Si une température élevée est utilisée et si le mélange est bien malaxé, il suffit de chauffer pendant un temps relativement oourt et si l'on opère à une temparature plus basse l'opération doit être poursuivie plus longtemps. Au cours de celle-ci la lino- xyne est dissoute dans le Spramex et semble réagir de façon homogène avec celui-ci. La nouvelle masse présente non seulement une ténacité plus grande, mais, aussi, des points de fusion et de pénétration plus élevés.
Il a été établi que l'addition de petites quantités de nitro-composés de zinc, du calcium ou du magnésium et aussi une addition de soufre favorise la réaction déterminamt la solution de tou- te la masse et améliore l'élasticité et la ténacité du pro- duit.
La réaction peut également être accélérée si la linoxyne et le Spramex sont chauffés sous pression, tou- tes les autres conditions restant les mêmes et le produit résultant de la réaction donne un revêtement particulière- ment bon et notablement supérieur à celui obtenu avec du Spramex seul puisque ce revêtement n'éclate pas sous l'action des fers des chevaux et que, pendant les journées chaudes de l'été, il ne colle pas aux semelles des chaussures ni aux roues des véhicules.
Les quantités de Spramex et de linoxyne utilisées peuvent être modifiées. Ainsi, même avec 2 à 3% de linoxy- ne, les propriétés du Spramex sont améliorées. Il est pos- sible d'appliquer de grandes quantités .de catalyseur pour utiliser 25 à 30% de linoxyne quoique, normalement, S à 15% suffisent.
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Exemple 2.
88 parties de Mexphalte et 12 parties d'huile de bois de Chine (ou tung-oil, ou huile de graines d'aleurites chinoises ou japonaises) polymérisée sont travaillées directe- ment ou en présence de 1 à 3% de nitrate de calcium (anhydre) de la manière décrite dans l'exemple 1. Le produit ré- sultant est une masse visqueuse extraordinairement tenace qui peut être utilisée,en donnant de bons résultats connue revêtement de routes résistant aux actions dès fers des chevaux. Ce produit est notablement plus rosis.* tant que le Mexphalte et peut être rapidement transfor- mé en terre asphaltique artificielle.
Exemple 3.
90 parties de Spramex, 4 parties de caoutchout et 6 parties de linoxyne ou huile de bois de Chine po- lymérisée sont travaillées ensemble d'une manière simi- laire à celle décrite dans 'exemple 1, chauffées et malaxées jusqu'à l'obtention d'une masse absolument ho- mogène. Le produit tenace obtenu peut être fondu et don- ne un macadam extraordinairement élastique qui peut être utilisé à la place du Spramex ou du Mexphalte et qui peut être tout aussi bien utilisé pour une préparation de poudre d'asphalte artificiel.
Exemple 4.
50 parties d'asphalte naturel et 40 parties d'un goudron pour routes exempt de paraffine sont ame- nées en réaction avec 7 parties de linoxyne et 3 par- ties de caoutchouc, directement ou, mieux, sous une pression de 8 à 15 atmosphères, dans un autoelave et en malaxant énergiquement et en opérant à des températures comprises entre 150 et 2500 0. On obtient ainsi un asphalte artificiel similaire au Mexphalte, mais qui est, cependant, notablement plus tenace et donne de l'asphalte-macadam extraordinairement solide et élas-
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tique et aussi de la poudre de terres asphaltiques artifi- cielles. Le goudron sert comme agent de dispersion pour la linoxyne insoluble, donc, comme matière isolante pour l'asphalte naturel. Au lieu de l'asphalte naturel, on peut aussi utiliser du brai dur ou bien des mélanges d'asphalte naturel et de brai dur.
Au lieu de goudron, comme agent de dispersion, on peut aussi utiliser du pé- trole ou de la benzine lourde ou un chloro-hydrocarbure bouillant à une température supérieure à 1300 0. Alors, il est nécessaire de distiller la plus grande partie de oe goudron puisqu'il ne conduit pas à l'exécution d'une dis- tillation. Un procédé formant 1'.¯objet du présent exemple peut aussi être exécuté en dispersant tout d'abord la linoxyne et l'huile polymérisée dans l'agent de disper- sion sous pression et eh ajoutant ensuite l'asphalte na- turel avec le brai.
Exemple 5.
Le procédé de combinaison de la linoxyne ou des huiles polymérisées ou de l'asphalte, etc., peut aussi être exécuté de la manière suivante : 100 parties de Spra- mex sont amenées en contact avec 10 parties d'huile de bois (tung-oil) dans lesquelles 1 à 3% de chlorure d'aluminium sont dispersés ou dissouts et portés en réaction avec agi- tation et chauffage à 250-2850 0, de préférence sous pres- sion jusqu'à oe que, non seulement le tung-oil soit po- lymérisé, mais aussi dispersé dans le Spramex.
Si l'on utilise de l'huile de lin au lieu de chlorure d'aluminium, on ajoute un per-sel ou l'on souf- fle à travers le mélange de Spramex et d'huile de lin, de l'air préchauffé ou de l'oxygène, de préférence, en présence d'un siccatif connu jusqu'à ce que la formation de li-. noxyhe et la solution dans l'asphalte de pétrole soit complète. Les quantités d'huile , de Spramex et d'autres produits, ainsi que celles de l'accélérateur, peuvent varier suivant les propriétés du produit à obtenir. On
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peut également ajouter des matières de remplissage même lorsque de l'asphalte ooulé doit être obtenu.
Si l'on dé- sire fabriquer la poudre de terre asphaltique artificiel- le comme succédané de la terre asphaltique naturelle, on peut opérer de la manière indiquée dans l'exemple ci-après.
Exemple 6.
100 parties de sable ou de gravier sont chauffées à la température de la fusion de l'asphalte artificiel ou à une température quelque peu plus élevée. L'asphalte ar- tificiel, suivant que la poudre doit être cylindrée à froid ou à chaud, est préparé par l'une des méthodes ci- dessus décrite, puis , chauffé à des températures comprises entre 130 et 200 0. et moulu en quantités allant de 4 à 12%avec le sable ci-.dessus préchauffé dans un moulin approprié jusqu'à ce qu'une masse homogène soit produite.
Après refroidissement, cette masse est appliquée directe- ment ou après un nouveau broyage sur la surface de la rou- te et cylindrée avec des rouleaux chauds ou froids (sui- vant la quantité et la composition de l'asphalte présent) jusquà oe qu'un revêtement solide soit obtenu. Lorsque des agents de dispersion, tels que des huiles de goudron, de la benzine lourde ou des produits similaires sont uti- lisés, le revêtement de la route peut être obtenu en cy- lindrant à froid.
Cependant, lorsque l'asphalte artificiel a été préparé sans l'aide d'un agent de dispersion, des rouleaux chauds doivent être employés pour le cylindrage ou la poudre doit être humidifiée aveo 0,1 à 3% d'un di- solvant de l'asphalte, la poudre pouvant être ensuite cylindrée à froid,
Il n'est pas nécessaire d'utiliser de l'asphal- te artificiel pur pour faire la poudre puisque 5 à 20%, ou même plus, d'asphalte artificiel peuvent être ajoutés au Mexphalte et fondus avec lui pour obtenir un asphalte
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pouvant être utilisé pour la confection du macadam ou être utilisé de la manière décrite dans l'exemple précité.
Il n'était pas connu et il n'était pas possible de prévoir que la linoxyne ou des produits similaires pourraient être dis- persés dans des composés bitumineux puisque l'on sait qu'il est très difficile de disperser la linoxyne et les huiles polynérisées et encore plus difficile de les dissou- dre. Il a été montré, cependant, suivant l'invention ci- dessus que l'asphalte et, notamment, l'asphalte de pétrole peut servir de solvant et d'agent de dispersion pour ces substances à une température élevée en agitant vigoureuse- ment et en opérant sous pression et aussi'que les substances asphaltiques sont appropriées pour entrer en réaction avec ces substances et que de petites additions de catalyseur et, notamment, de nitro-composés de terres alcalines ou de métaux lourds et du soufre favorisent considérablement cette réaction.
Il a été aussi montré que les produits sont des asphaltes présentant une élasticité beaucoup plus élevée.
De même, il n'était pas connu que,par additions d'huiles de goudron ou d'autres hydrocarbures capables de dissoudre l'asphalte et bouillant à une température supérieure à
130 C., l'homogénisation ou la dispersion de ce produit pouvait être accélérée notablement. Il était encore moins connu que la préparation de linoxyne ou d'huiles polyméri- sées et que leur union avec les composés bitumineux pouvait être exécutée en une opération ei, au lieu de linoxyne pré- parée et d'huiles polymérisées, les ingrédients, c'est-à-dire les accélérateurs nécessaires (pour la linoxyne, des per- seks alcalins ou de terres alcalines, ou des siccatifs con- nus pour les huiles polymérisées, du chlorure de zinc ou d'aluminium)
sont ajoutés ou qu'une formation rapide de li- noxyne est possible en présence d'asphalte en soufflant de l'air ou de l'oxygène dans la masse; les asphaltes artifi-
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-.p .7. v . A!3 '1IfI!J# ciels ainsi obtenus présentent une élasticité plus élevée et une résistance aux intempéries et par.conséquent, a- gissent comme l'asphalte artificiel pour la confection des routes et aussi pour d'autres objets.
L'expression "huiles résinifiées" a été utili- sée pour .'englober .la linoxyne, les céments du linoléum et le tung-oil polymérisé.