<Desc/Clms Page number 1>
ASPHALTE ARTIFICIEL CONTENANT DU CAOUTCHOUC ET REVETEMENT DE ROUTES COMPORTANT L'UTILISATION DE CET ASPHALTE.
De nombreuses tentatives ont été faites jus- qu'à ce jour pour obtenir des revêtements de routes relativement durs et non adhérents, capables de sup- porter un trafic intense sans se briser, mais ce résul- tat n'a pas encore été atteint,* cependant, il est dési- rable d'.obtenir des revêtement de routes constitués par des matières bitumineuses et présentant l'ensem- ble des propriétés suivantes:
1e. Douceur et déformabilité relatives, c' est-à-dire plasticité, 20. Propriétés agglutinantes ou adhérentes faibles.
3e. Insensibilité aux changements de tempe
<Desc/Clms Page number 2>
rature, c'est-à-dire comparé au bitume normal qui pré- sente une bonne consistance en hiver, mais, qui est trop mou en été.
4e. Résistance àl'oxydation et à l'humidi- té.
Des revêtement de routes présentant cet en- semble de propriétés et réalisés à l'aide de matières bitumineuses forment le premier objet de la présente invention.
La description qui va suivre se rapporte aux procédés utilisés de préférence pour l'obtention de ces résultats, étant entendu que d'autres méthodes peuvent être également employées, notamment celles dé- crites dans une autre demande de brevet déposée le pour "Asphalte artificiel et procédé de fabrication et d'utilisation de cet asphalte".
Un autre objet de l'invention est la produc- tion d'une poudre d'asphalte caoutchoutée qui est appliquable soit à chaud, soit à froid, sur la sur- face des routes et qui peut être oylindrée ou pilon- née en vue d'obtenir un revêtement présentant les pro- priétés ci-dessus indiquées et qui peut, après avoir été appliquée sur la route, durcir et devenir plus élas- tique en raison d'un phénomène d'auto-vulcanisation.
Un autre objet de l'invention est l'obtention d'un asphalte moulé présentant les propriétés ci-dessus et qui peut être coulé directement sur la surface d'une route ou qui peut être amené préalablement sous forme de blocs moulés.
Il a été découvert que les divers produits ci-dessus peuvent être obtenus en malaxant des huiles factices ou du caoutchouc vulcanisé (résiduel) avec de l'asphalte. Mais, pour arriver à ce résultat, il faut
<Desc/Clms Page number 3>
d'abord résoudre le problème de l'obtention d'huiles ou autres produits équivalents pouvant être dissouts dans l'asphalte ou le brai.
La présente invention englobe les diverses so- lutions qui peuvent être données à ce problème et, notam- ment, les trois suivantes: a) la plus importante de toutes consiste dans 1 '-addition d'une grande quantité de soufre, @ b) la seconde, à chauffer les ingrédients pendant un temps assez long à une température élevée, de préférence, en autoclave, sous pression et en agitant vigoureusement, o) la troisième en dissolvant les huiles factices ou en les dispersant de façon colloïdale dans le liquide et en malaxant cette solution ou dispersion avec 1'-asphalte.
Suivant la présente invention, un asphalte ar- tificiel applicable à la confection de revêtement de rou- tes peut être obtenu à l'aide d'une dispersion ou d'une solution colloïdale d'une huile vulcanisée ou d'un ca- outohouc vulcanisé (résiduel) dans une substance bitumineux se telle que le brai, l'asphalte de pétrole, l'asphalte naturel ou des mélanges de ces corps. Il est bien connu que les huiles ne dissolvent pas ou dissolvent seulement en très petites quantités, le brai, 1'-asphalte ou le goudron et il a été découvert que le caoutchouc vulca- nisé présente également les mêmes propriétés.
Il a encore été découvert que cette solution peut être rapidement réalisée dans une limite considéra- ble si une quantité relativement grande de soufre est présente et cette circonstance rend possible la prépara- tion d'une composition pouvant être travaillée, d'une part, à l'état de poudre d'asphalte, à froid ou à chaud
<Desc/Clms Page number 4>
@ et, d'autre part, utilisée à l'état d'asphalte coulé et, par conséquent, capable d'être enmagasiné pendant un temps indéfini.
Une seconde solution du problème consiste à disperser colloldalement le caoutchouc vulcanisé ou l' huile dans la substance bitumineuse par une action pro- longée de la chaleur exécutée dans un autoclave* sous pres- sion, et en agitant vigoureusement.
La troisième solution consiste à dissoudre ou à disperser colloïdalement le caoutchouc vulcanisé ou l'huile dans un solvant convenable miscible avec le brai, le goudron, l'asphalte naturel, etc...
La dispersion colloïdale de caoutchouc vulcanisé ou d'huiles vulcanisées obtenue par l'un ou l'autre des procédés précédents présente de nombreuses propriétés particulièrement intéressantes.
Suivant une autre caractéristique de la pré- sente invention ce produit, applicable à la prépara- tion des revêtements de routes est obtenu en chauffant ou en fondant ensemble une substance bitumineuse, tel- le que le brai ou un asphalte à base de pétrole, (tel que le Spramex ou le Mexphalte), une huile vulcanisée ou vulcanisable, ou du caoutchouc vulcanisé (résiduel) ou des mélanges de ces divers produits et une grande quantité de soufre.
Le mélange peut être chauffé à une températu- re inférieure à 130 environ et, ensuite, refroidi na- turellement. Il donne, alors, une masse qui peut être maintenue longtemps et refondue lorsqu'on le désire, et, par chauffage à environ 140 -150 C. et, par addition de quanti- té désirée d'une manière minérale de remplissage, il produit une poudre d'asphalte qui peut être utilisée à froid, à chaud ou à l'état d'asphalte moulé pour constituer des revêtements de routes.
Enfin, par un chauffage exécuté à 160-180 C,
<Desc/Clms Page number 5>
en présence d'une matière minérale appropriée de remplis- -sage, un asphalte moulé est obtenu.
Suivant une modification du procédé, on peut en fait vulcaniser préalablement des huiles ou sécher des huiles qui peuvent être désignées de façon générale sous le terme d' "huiles vulcanisables" avec du sou- fre ou du chlorure de soufre pour former des huiles visqueuses épaisses, mais en fait non solides. Il a été découvert que si de telles huiles minérales ou vé- gétales vulcanisées préalablement sont chauffées à
160-1800 C., après avoir été préalablement fondues, avec du goudron ou du brai et en ajoutant des quantités complémentaires de soufre et de matières de remplissage de nature minérale, on obtient un produit qui est simi- laire à l'asphalte de caoutchouc fondu et qui peut en- core être moulé et donner un revêtement de routes très adhérent et très ferme.
Le nouvel asphalte artificiel peut aussi être obtenu par une autre méthode consistant à produire la vulcanisation des huiles et aussi la fusion ultérieure avec un asphalte à base de pétrole, tel que celui qui est connu industriellement, sous le nom de Spramex et (ou) de brai suivant l'un des procédés précités. Dans ce but, des huiles brutes et des vernis factices peuvent être utilisés sans prévuloanisation en leur ajoutant des hui- les déjà sulfurisées ou vulcanisées. La vulcanisation de l'huile et la combinaison avec le brai ou le bitume s'effectue alors en une opération conduite à une tem- pérature de 180 0, environ.
Des huiles formant des résines ou des substan- ces telles que le caoutchouc peuvent être ajoutées aux huiles en petites quantités. Les opérations peuvent aussi être exécutées si à un momemt donné, après que la
<Desc/Clms Page number 6>
réaction et la fusion ont été correctement exécutées, on ajoute des matières inertes: cément, pierre,à chaux, sa- ble et autres minéraux appropriés et usuels pulvérisé plus ou moins finement et en proportions qui permettent d'appliquer cette substance sur la route par moulage, cy- lindrage ou pulvérisation au moyen d'une machine spéciale à pulvériser sous forme de couche uniforme. Une partie de l'huile de lin et des produits similaires (par exemple 10 à 25) peut être remplacée par du goudron.
Ainsi, la com- binaison du soufre est accélérée et la quantité requise de ce dernier est réduite.
Le procédé peut également être mis en oeuvre en obtenant une masse élastique, d'une manière similaire à celle ci-dessus indiquée; pour cela, on amène cette masse à l'état de poudre plus ou moins grossière par broyage avec des matières inertes convenables dans un broyeur, puis, en étalant ensuite cette poudre sur la route, et en la soumettant à l'action de cylindres chauffés, de pilons chauffés, tels que ceux qui sont utilisés dans le cas de l'asphalte pilonné. Du caoutchouc dissout dans des sol- vants ayant des points de fusion compris entre 160-180 C. peut être ajouté au lieu des huiles seules.
Suivant une autre caractéristique de l'inventi- on, un asphalte artificiel est préparé en partant d'un composé bitumineux, d'huiles factices et (ou) de caoutchouc vulcanisé (résiduel), en fondant ensemble ces produits à une température supérieure à 120 , en agitant énergique- ment et, de préférence, sous pression.
Une autre caractéristique de l'invention réside dans le fait que. des huiles factices ou du caoutchouc vulcanisé peuvent être dissouts ou dispersés dans un sol- vant convenable, par exemple, de l'huile de goudron ou de la benzine lourde avant d'être mélangés avec l'asphalte
<Desc/Clms Page number 7>
bitumineux. Cet asphalte libre de soufre libre est inca- pable d'autovulcanisation, mais est néanmoins utile.
Il peut être utilisé directement comme asphalte coulé ou moulé préalablement ou transformé en poudre asphal- tique. Ceci peut être fait en mélangeant l'asphalte fon- du, chauffé à 130-250 0. avec du sable, du gravier ou de la pierre pulvérisée préchauffée à une température su- périeure à celle du point de fusion de 1 '.asphalte dans un moulin approprié jusqu'à ce qu'une masse pulvérulente contenant de 4 à 12% d'asphalta soit obtenue, cette mas- se pouvant, après refroidissement, être appliquée direc- tement ou après avoir subit un broyage complémentaire sur la surface de route en utilisant un cylindre compresseur froid ou chaud.
Pour éviter l'agglomération de la poudre, des solvants qui dissolvent l'asphalte artificiel par exemple, l'huile de goudron, des chloro-hydrocarburesou de la ben- zine lourde peuvent être ajoutés dans une proportion de
0,1 à 8,0 %. L'asphalte artificiel ci-dessus peut être utilisé seul, ou mélangé avec de l'asphalte de pétrole ou un brai convenable en quantités variant de 10% à 100. Le procédé est décrit avec plus de détail dans les exemples suivants:
Exemple 1.- Fabrication d'une masse pulvérulente.
75 parties d'huile de lin factice ou d'une autre huile sont chauffées avec 18 à 30 parties de soufre à des températures comprises entre 130-1500 0. pendant une demi- heure à une heure jusqu'à ce qu'une expérience montre qu' une vulcanisation plus ou moins complète de l'huile en des produits visqueux se soit produite. 100 parties de Spramex ou de Mex-phalte sont fondues avec 100 parties do soufre dans un récipient additionnel et ensuite ajoutées lentement à l'huile de lin vulcanisée chauffée à 150% C. (Spramex
<Desc/Clms Page number 8>
point de fusion: 58-46 C., carbone combiné 14-16%.
Mexphalte: point de fusion: 51 à 57 0. Carbone combiné 17 à Ces deux produits sont presque complètement solubles dans le bisulphure de carbone et dans le tétra- chlorure de carbone. Lorsque le bitume a été bien mélan- gé avec l'huile vulcanisée, 200 à 400 parties de sable ou d'une substance minérale colorée, de la poussière de marbre ou un produit similaire, sont ajoutés, suivant le degré de dureté à obtenir, et la masse est ensuite aban- donnée au refroidissement dans des moules spéciaux après avoir été préalablement malaxée, de préférence, dans un malaxeur chauffé. Après refroidissement dans cette machi- ne, la masse est broyée en une poudre plus ou moins fine, enfin, dans des moulins à choc ou dans des désintégrateurs tournante.
Cette poudre est, ensuite, comme dans le cas de la poudre d'asphalte, chauffée à 180-120 C., étalée sur la route en cet état et cylindrée avec des rouleaux chauffés de manière à constituer le revêtement de la rou- te. Elle forme, alors, une masse'très ferme et très te- nace qui résiste aux intempéries de toute nature et qui constitue un revêtement de routes élastique de pre- mier ordre.
Exemple 2.- Fabrication d'une masse plastique pour revêtement de routes.-
100 parties de vernis d'huile de lin sont chauffées, du Spramex et (ou) du brai sont ajoutés. Le Spramex est plus soluble, par exemple, 200 parties de Spramex peuvent être utilisées, 120 parties de soufre pulvérisé sont alors ajoutées et la température est éle- vée à 150 . 400 à 600 parties de sable ou d'une autre ma- tière inerte convenable sont alors ajoutées et le mélange est soumis de nouveau à l'action de la chaleur à 160 ou 1800 C., en agitant avec précaution. Tout le mélange passe
<Desc/Clms Page number 9>
à 180 dans un état de grande viscosité et sous cette forme, il est appliqué directement sur la surface de la route à recouvrir et établi sur celle-ci.
Une surface très élastique, dure, similaire au caoutchouc est obtenue.
Cette surface peut être rendue encore plus résistante aux actions destructrices des fers des chevaux, des ban- dages des automobiles et à toutes autres actions en la parsemant de sable en quantités plus ou moins grandes; la fermeté de cette masse peut être augmentée sans mo- difier défavorablement sa viscosité en ajoutant du ca- outchouc (1 à 3%) au brai ou au Spramex. S'il est dési- rable d'augmenter le pourcentage de la matière inerte, des solvants organiques, par exemple, ds hydrocarbures tels que les pétroles peuvent être ajoutés; ces solvants organiques doivent avoir un point d'ébullition inférieur à la température de réaction.
Ces hydrocarbures s'éva- porent au bout d'un certain temps et la masse est alors uniformément solide et résistante et permet l'utilisati- on d'une grande quantité de matière inerte ce qui étend ses possibilités d'application. Les proportions d'huiles, Spramex, de soufre et de matières inertes peuvent varier de façons diverses suivant que l'on désire obtenir des revêtementsprésentant une dureté grande, moyenne ou faible à l'aide de succédanés du caoutchouc.
Ainsi, par exemple, un revêtement caoutchouté dur peut être obtenu à l'aide de 6 parties de vernis, 14 parties de Spramex, 25 à 30 parties de soufre et jusqu'à 100 parties de matières iner- tes, tandis que l'asphalte dur pour pavement peut être ob- tenu avec 1 parties d'huile de lin, 10 parties de Spramex ou 20 parties de soufre et 30 à 40 parties de poudre d'a- miante ou de sable fin et de matières similaires.
Exemple 3.- Préparation d'une poudre d'asphalte
15 parties d'huile de lin, 38 parties de Spramex
<Desc/Clms Page number 10>
et 60 parties de soufre plus 25 parties de graphite, talc, argile, ou autres produits similaires sont fon- dues ensemble à une température inférieure à 130 C. et abandonnées au refroidissement; ce mélange peut ê- tre préparé en très grandes quantités.
Maintenue au-dessous de 150 C., la masse molle peut res- ter pendant des mois sans subir d'auto-vulcanisation et, par un travail ultérieur, elle donne facilement des produits fondus et ne dégageant aucune mauvaise odeur. La poudre d'asphalte à base de caoutchouc peut être préparée à l'aide de ces produits de la manière indiquée ci-après:
La masse est chauffée lentement à 140 -150 C.
100 kg. de sable ou de gravier préalablement chauffés à 110 -150 C. sont moulus dans un moulin préchauffé avec 4 à 10kg de cette masse (la quantité d'asphalte caoutchouté utilisée dépend de l'élasticité que l'on désire et,par conséquent, du trafic pour lequel la oons- truction de la route est prévue)
Le malaxage est poursuivi jusqu'à oe que l' on obtienne une masse inerte homogène. Après refroidis- sement, la masse est, peu de temps avant son usage (de préférence sur le lieu de travail même), réduite en poudre dans un moulin broyeur ordinaire.
Si la masse doit être abandonnée pendant un long temps ou si l'on désire obtenir une poudre qui puisse être cylindrée à froid 0,1à 3% d'huile de goudron ou de benzine lourde peuvent être ajoutés pour empêcher l'agglutination de cette poudre ou bien la masse peut être humidifiée peu de temps avant son usage avec une substance capable de dissoudre le constituant caoutchou- té, par exemple du trichlorethylène. Dans beaucoup de cas, et notamment quand on cylindre à chaud ceci est inu- tile.
En suivant les directions ci-dessus données,
<Desc/Clms Page number 11>
on obtient facilement une poudre d'asphalte oaoutchou- tée; cette poudre, cylindrée sur des routes à froid ou à chaud donne un revêtement de toutes ayant la dureté en même temps que l'élasticité du caoutchouc et qui forme un revêtement particulièrement bon et pratique.
Le durcissement, suivant,cet exemple se pro- duit par auto-vulcanisation, très rapidement, par ex- position à l'air. L'excès de soufre et aussi l'addition de talc finalement pulvérisé, d'argile ou de graphite. servent à produire l'accélération de l'auto-vulcani- sation.
Au lieu d'huile, des solutions de caoutchouc seules ou mélangées avec de l'huile peuvent évidemment être utilisées.
L'addition d'accélérateurs connus de la vul- canisation est requise spécialement si la solution de caoutchouc doit être ajoutée à l'huile.