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Procédé de construction des routes
Depuis quelques années, les chemins publics, rues et routes ont été construits par le procédé de macadam au bitume dit par " pénétration " en étalant des pierres concassées, du gravier ou des scories sur une surface de base préalablement préparée et sous une épaisseur de 5 à 15 cm et plus selon l'importance de la circulation, et en y appliquant ensuite, généralement par arrosage du produit sous pression, un liant bitumineux assez mou et très chaud.
Du gravier plus fin est alors étalé sous une mince épais - seur sur cette couche bitumineuse et est passé au rouleau. Du liant bitumineux est encore appliqué et après l'avoir recouvert de gravier très fin, de sable ou d'un autre matériau similaire, la masse entière est fortement comprimée et rendue compacte.
Certaines routes construites par cette méthode ont donné d'excellents résultats, mais d'autres construites par la même méthode sous des conditions équivalentes ont donné lieu à beau -
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- coup d'ennuis, ont été coûteuses d'entretien et en général pas satisfaisantes. Afin de produire une liaison convenable entre le produit bitumineux et les pierrailles ou leur équivalent, il est répandu dans la pratique d'employer un ciment bitumineux assez mou. Par l'essai à 25 C une aiguille N 2 chargée à 100 gr. s'enfoncera de 10 à. 15 m/m en 5 secondes. Ceci est désigné d'habitude par " pénétration 100 à 150 " sur les machines d' essai à, la pénétration standard généralisées actuellement.
Lorsque ce liant bitumineux est exposé aux rayons du so - leil d'été il se ramollit et a tendance à revenir à la surface du chemin ; ce phénomène peut être considéré comme une transpi- ration et est parfois dénommé " saignée " de la route.
Là où se produit une saignée il est nécessaire de recou - vrir ces endroits gras de sable, gravier fin ou poussière pour empêcher le bitume d'adhérer aux roues des-véhicules. Par la circulation de ceux-ci le sable ou le gravier répandu sur ces endroits s'agglomère au bitume avec le résultat qu'il se forme des zones plus épaisses et qu'il se développe bientôt une surface irrégulière et inégale.
La présente invention a pour but de surmonter ces points faibles dans le procédé par pénétration de construction de chemins publics, en produisant une meilleure adhésion à la pierre ce qui permet l'emploi d'un bitume plus dur qu'ilne peut être employé d'habitude, et de plus en réduisant la quantité requise pour imperméabiliser la surface et lier la pierre soli- dement de façon qu'il n'y ait pas d'excès de bitume qui soit expulsé à la surface par les conditions qui produisent d'habi - tude la " saignée ".
L'agent de liaison bitumineux peut être de l'asphalte na - turel rendu mou jusqu'au point convenable par addition d'un amollissant convenable,ou il peut être dérivé du pétrole ou du goudron par élimination des constituants plus volatils par dis- tillation, etc.
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Par la méthode suivant l'invention il est possible d'em - ployer un liant bitumineux ayant une consistance de 10 à 35 supérieure à la normale et de réduire la quantité requise de 5 a 20 % en dessous des quantités requises par les procédés con - nus.
Elle remédie aux difficultés produites par l'adhésion de fine poussière à la pierre, un phénomène qu'il est pratiquement impossible d'éviter car la poussière est formée par l'effrite - ment de la pierre pendant la période de-compression, et même si la pierre est parfaitement propre au moment où on l' étale elle est recouverte de poussière au moment où le liant bitumi - neux est appliqué.
Le procédé perfectionné selon l'invention peut ôtre décrit comme suit :
Sur la base préalablement préparée on étale une couche de pierrailles ou l'équivalent et de dimensions désirées et cette couche est étalée sur une profondeur telle qu'après compression elle ait une épaisseur convenable, par exemple 4 à 12 cm ; elle peut cependant avoir toute profondeur désirée.
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Les dimonnions dos piorroc, rr,vierr9, oaorles ou atzc.7.o(utr constituant cette première couche varieront suivant l'épaisseur de la couche. La dimension maximum doit pouvoir passer par un anneau de diamètre égal à la profondeur de la couche. Il est de plus préférable que les plus petites particules soient rete- . nues par un anneau dont le diamètre soit à, peu près les 4/10 du diamètre de l'anneau dans lequel passent les plus gros élé - ments.
Par exemple, pour une couche de pierrailles ou son équiva- lent d'une épaisseur de 7,5 cm les pierres doivent toutes pas - ser par des mailles de 7,5 cm et doivent être retenues par des mailles de 3 cm.
Lorsque la pierraille ou son équivalent est étalée en couche mince, c'est-à-dire sur une épaisseur moindre que 5 cm
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comme dans le cas de réparations ou de reconstruction sur d' an- ciennes routes en pierres, il est à conseiller d'employer un matériau à éléments assez petits tels que passant dans un an - neau ayant environ les trois quarts de l'épaisseur de la couche, ainsi par exemple pour une couche de 4 à 5 cm des éléments pas- sant par des mailles de 3 cm et retenus par des mailles de 1 cm seraient appropriés.
Il est évident que plus grande est la profondeur de la couche de pierraille, plus forte est la dimension admissible des éléments.
Quelle que soit la dimension des éléments de la pierraille ou autre qui est employée dans ce procédé suivant l'invention, la, pierraille est enduite, avant ou sprès sa mise en place, d' une petite quantité d'huile minérale suffisamment pénétrante.
Cette huile doit être assez mobile et de viscosité assez faible pour imbiber les pores de la pierraille ou autre et assurer par la suite l'adhérence parfaite à la pierraille du produit bitumineux appliqué, cela malgré l'humidité et les particules de poussière adhérentes qui ne peuvent jamais être éliminées totalement.
L'huile doit être miscible en toutes proportions avec le liant bitumineux et de préférence doit se composer d'un mélange d'hydrocarbures cycliques et à chaîne ouverte, quoique d'au - tres huiles peuvent être employées.
Quand le dit liant est dérivé du goudron, il est préféra - ble d'employer une huile dérivée du goudron, mais lorsque de l'asphalte naturel ou du bitume dérivé du pétrole est employé, la pierraille ou son équivalent doit être recouverte d'une hui- le de même origine.
L'huile employée extraite du goudron peut avoir un poids spécifique aussi élevé que 1,07, mais l'huile dérivée du pétrole brut doit avoir un poids spécifique de préférence entre les limites de 0,8 à 0,95 à 25 C. avec une volatilité en tous cas
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ne dépassant pas 40 % en cinq heures à 100C par la méthode ,d'essai normale des fluides bitumineux.
Dans certains cas, notamment quand la pierre est poreuse, il est préférable de dissoudre une petite proportion d'asphal - te, 5 à 10 %, dans l'huile de façon à constituer une solution fluide qui ne sera pas absorbée aussi vite par la pierre poreu- se.
La quantité d'huile requise varie suivant les dimensions et la nature de la pierraille ou autre mais ira généralement de
6 à 18 litres par m3 de pierraille ou autre, ce qui équivaut à
35 à 100 litres par 100 m2 de surface suivant l'épaisseur de la couche et la nature de la pierraille ou son équivalent.
Celle-ci sera enduite d'huile de préférence deux heures ou plus avant l'application du liant bitumineux pour permettre aux surfaces des éléments de La pierraille ou autre d'être bien enduites d'huile sans devoir employer un excès de celle - ci.
Quoique l'huile puisse être répandue simplement par tra - vail manuel il est d'usage pour un travail de grande envergure d'employer des arroseuses automatiques à moteur et dans ce cas la pierraille ou autre doit être suffisamment bien comprimée pour empêcher la formation d'ornières ou une déformation séri- euse de la surface sous les roues de l'arroseuse.
Le liant est toujours appliqué sous forme liquide. La quan- tité employée varie de 2 à 6 kilogs par m2 pour le dit travail de reconstruction ou de réparation, et jusqu'à 15 kilogs et plus pour une nouvelle route do grande ciroution.
En tous cas les éléments de pierraille ou autre doivent être bien enduits par le liant bitumineux et ne doivent pas montrer des parties non recouvertes de liant en les regardant dans tous les sens et sous tous les angles.
Apres que la pierraille ou autre placée sur la chaussée a été enduite de liant bitumineux elle est comprimée de façon à
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présenter un profil uni et régulier et est ensuite recouverte d'une couche définitive appropriée aux conditions de circulation auxquelles la route sera soumise.
Pour une circulation moyenne après que la pierraille ou autre recouverte de bitume a été amenée à la forme convenable, une seconde couche de pierraille ou autre de plus petites di - mensions (approximativement un demi ou un quart de la dimension moyenne des éléments de la couche inférieure) est étalée sous mince épaisseur, recouvrant de manière éparse la couche infé - rieure et après qu'elle a été solidement mise en place par com- pression, elle est à son tour enrobée par du liant bitumineux, en employant de 15 à 40 % de la quantité appliquée à la première c o uche.
Il est préférable d'employer cette couche intermédiaire. pierraille ou équivalent qui a été enduite d'huile quelque temps avant d'être étalée, mais l'enduit d'huile peut être omis sans s'éloigner de l'esprit de l'invention puisque le fait essentiel est l'enduit d'huile appliqué à la pierraille ou au- tre qui forme la sous-couche ou structure de la route.
Après la seconde application de liant bitumineux, c'est-à- dire enrobage de la couche intermédiaire mince de petite pier - raille ou autre décrite ci-dessus, la surface devrait être recouverte d'une couche supérieure de gravier fin ou autre ma - tériau équivalent pour empêcher l'adhésion du liant aux véhi - cules passant aussitôt.
Si dans beaucoup de cas le traitement de cette dernière cou- che par l'huile est désirable, il n'est pas @onsidéré comme é- tant essentiel du procédé suivant l'invention et peut par con - séquent être omis dans certains cas.
La où il semble désirable, sous certaines conditions de circulation, de produire un achèvement de surface différent , l'application du liant bitumineux sur la couche intermédiaire de pierraille ou son équivalent et la couche supérieure finale
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peut être négligé et au lieu de cela un mélange préalablement préparé de ciment 'bitumineux et d'un composé minéral peut être étalé sur toute épaisseur voulue de 1 cm à 5 cm ou plus et peut être fortement comprimé sur place.
Aux endroits où on travaille ainsi il convient d'employer des éléments de dimensions un peu moindres pour la couche in - termédiaire de préférence passant au tamis à mailles de 1 cm et retenus par les tamis n 8 à 10, et d'employer de ce matériau juste ce qu'il suffit pour recouvrir l'a première couche sans excès appréciable.
D'autre part pour une circulation relativement légère après que la couche de pierraille ou autre primitive ou sousjacente a été enrobée par le liant bitumineux une couche relativement mince de gravier, sable ou analogue traité par l'huile, d'une finesse appropriée pour remplir les fentes et les interstices entre les particules de pierraille ou autre enrobées de bitume, est étalée en en employant une quantité suffisante pour remplir les fentes de surface et former une très mince couche supérieu - re. Ensuite on comprime et tout excès du matériau fin peut être enlevé par essuyage ou autrement, en différant les méthodes d' achèvement plus complet décrites ci-dessus jusqu'au moment où les conditions de trafic peuvent nécessiter le traitement sup- plémentaire pour protéger la surface.
Il est évident qu'un matériau de remplissage plus gros peut être employé aveo la pierraille ou autre de 6 à 8 cm qu'avec le gravier ou autre de 1 à 2 on maisen tous cas du matériau fin, c'est-à-dire passant aux mailles des tamis 20-30-40 doit être employé pour remplir les petites fentes et crevasses qui autrement seraient laissées vides. Etant donné la propriété de se diffuser du liant bitumi - neux, quand le matériau fin traité par l'huile vient en contact intime avec les éléments de pierraille ou autre enrobés de bi - tume, le matériau fin est bientôt imprégné de bitume et est de ce fait maintenu en place, formant partie intégrale de la chaus-
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sée et non un recouvrement temporaire.
Quand le travail n'est effectué que sous petite épaisseur comme dans le cas de réparation ou de reconstruction d'une ancienne route on a trouvé avantageux de donner à l'ancienne surface un traitement préliminaire spécial avant de répandre la pierraille ou son équivalent.
Ce traitement préliminaire peut consister en un nettoyage de l'ancienne surface par essuyage ou autrement, ensuite à asperger fortement ou de mouiller la surface avec de l'huile et alors après un intervalle de 30 minutes ou plus appliquer une couche de liant bitumineux similaire à celui appliqué plus tard à la couche de pierraille ou autre.
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Oo trmitmnont p;r61,iminn.:l;rn peut StX'o mnd9,Pié qiiclqup pou en substituant une couche de peinture assez fluide à raison de 1 litre de peinture sur 2 à 3,5 m2 et après qu'on a permis à cette peinture de sécher au point d'être encore collante, on applique une couche plus épaisse de peinture visqueuse de pré- férence à chaud. Après ce traitement préliminaire le processus est prstiquemnet le même que ce qui vient d'être décrit, mais la dimension de pierraille ou autre doit être réduite en pro - portion à l'épaisseur de la couche.
REVENDICATIONS.
1. Un procédé de construction des routes, caractérisé en ce que l'on dispose sur une base préalablement préparée une couche de pierraille ou matériau équivalent imbibée d'huile, au-dessus de laquelle on applique une couche de liant bitumineux liquide, et en ce que sur ces matériaux on étale et on comprime un matériau approprié pour former la surface de la route.
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Road construction process
In recent years, public roads, streets and roads have been built by the process of tarmac with bitumen known as "penetration" by spreading crushed stones, gravel or slag on a base surface previously prepared and under a thickness of 5 15 cm or more depending on the amount of traffic, and then applying, generally by spraying the product under pressure, a fairly soft and very hot bituminous binder.
Finer gravel is then spread under a thin layer on this bituminous layer and rolled. Bituminous binder is still applied, and after covering it with very fine gravel, sand or other similar material, the entire mass is strongly compressed and compacted.
Some roads built by this method have given excellent results, but others built by the same method under equivalent conditions have produced beautiful -
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- trouble, were costly to maintain and generally not satisfactory. In order to produce a suitable bond between the bituminous product and the chippings or their equivalent, it is common practice to employ a fairly soft bituminous cement. By the test at 25 C a needle N 2 loaded at 100 gr. will sink from 10 to. 15 m / m in 5 seconds. This is usually referred to as "100 to 150 penetration" on testing machines at the current generalized standard penetration.
When this bituminous binder is exposed to the rays of summer sun it softens and tends to come back to the surface of the road; this phenomenon can be considered as a transpiration and is sometimes referred to as "bleeding" of the road.
Where bleeding occurs it is necessary to cover these fatty areas with sand, fine gravel or dust to prevent the bitumen from adhering to the wheels of the vehicles. By the circulation of these the sand or the gravel spread on these places agglomerates with the bitumen with the result that thicker zones are formed and that soon an irregular and uneven surface develops.
The object of the present invention is to overcome these weak points in the process by penetrating the construction of public roads, by producing a better adhesion to the stone which allows the use of a harder bitumen than can be used of. habit, and further reducing the amount required to waterproof the surface and bind the stone firmly so that there is no excess bitumen which is expelled to the surface by the conditions which produce habit - study "bleeding".
The bituminous bonding agent can be natural asphalt softened to the proper point by the addition of a suitable softener, or it can be derived from petroleum or tar by removing the more volatile constituents by distillation. , etc.
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By the method according to the invention it is possible to use a bituminous binder having a consistency of 10 to 35 greater than normal and to reduce the amount required by 5 to 20% below the amounts required by the processes used. naked.
It overcomes the difficulties produced by the adhesion of fine dust to the stone, a phenomenon which is practically impossible to avoid since the dust is formed by the crumbling of the stone during the period of compression, and even if the stone is perfectly clean when it is laid, it is covered with dust when the bituminous binder is applied.
The improved method according to the invention can be described as follows:
On the base prepared beforehand a layer of stones or the equivalent and of desired dimensions is spread and this layer is spread over a depth such that after compression it has a suitable thickness, for example 4 to 12 cm; however, it can have any desired depth.
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The dimensions back piorroc, rr, vierr9, oaorles or atzc.7.o (utr constituting this first layer will vary according to the thickness of the layer. The maximum dimension must be able to pass through a ring of diameter equal to the depth of the layer. It is further preferred that the smaller particles are retained by a ring the diameter of which is approximately 4/10 of the diameter of the ring through which the larger elements pass.
For example, for a layer of stones or its equivalent with a thickness of 7.5 cm the stones should all pass through 7.5 cm meshes and must be retained by 3 cm meshes.
When the stone or its equivalent is spread in a thin layer, that is to say to a thickness less than 5 cm
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as in the case of repairs or reconstruction on old stone roads, it is advisable to use a material with elements small enough such as passing in a ring having about three quarters of the thickness of the layer, thus for example for a layer of 4 to 5 cm elements passing through meshes of 3 cm and retained by meshes of 1 cm would be suitable.
It is obvious that the greater the depth of the stone layer, the greater the admissible dimension of the elements.
Whatever the size of the elements of the stone or the like which is employed in this process according to the invention, the stone is coated, before or after its installation, with a small quantity of sufficiently penetrating mineral oil.
This oil must be mobile enough and of low enough viscosity to soak the pores of the gravel or other and subsequently ensure perfect adhesion to the gravel of the bituminous product applied, this despite the humidity and adhering dust particles that do not can never be totally eliminated.
The oil should be miscible in all proportions with the bituminous binder and preferably should consist of a mixture of cyclic and open chain hydrocarbons, although other oils can be used.
When the said binder is derived from tar, it is preferable to use an oil derived from the tar, but when natural asphalt or petroleum-derived bitumen is used, the gravel or its equivalent should be covered with a oil of the same origin.
The used oil extracted from tar can have a specific gravity as high as 1.07, but the oil derived from crude oil should have a specific gravity preferably between the limits of 0.8 to 0.95 at 25 C. with volatility in any case
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not exceeding 40% in five hours at 100C by the standard, bituminous fluid test method.
In some cases, especially when the stone is porous, it is preferable to dissolve a small proportion of asphalt, 5 to 10%, in the oil so as to constitute a fluid solution which will not be absorbed as quickly by the stone. porous stone.
The quantity of oil required varies according to the size and nature of the stone or the like but will generally range from
6 to 18 liters per m3 of rubble or other, which is equivalent to
35 to 100 liters per 100 m2 of surface depending on the thickness of the layer and the nature of the stone or its equivalent.
This will be coated with oil preferably two hours or more before the application of the bituminous binder to allow the surfaces of the elements of the stone or the like to be well coated with oil without having to use an excess of it.
Although the oil can be spread simply by manual labor, it is customary for large-scale work to employ motorized automatic sprinklers and in this case the gravel or the like must be sufficiently compressed to prevent the formation of ruts or serious deformation of the surface under the sprinkler wheels.
The binder is always applied in liquid form. The quantity used varies from 2 to 6 kilograms per square meter for the said reconstruction or repair work, and up to 15 kilograms and more for a new major road.
In any case the pieces of stone or other must be well coated with the bituminous binder and must not show parts not covered with binder by looking at them in all directions and from all angles.
After the gravel or other placed on the road has been coated with bituminous binder it is compressed so as to
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present a uniform and regular profile and is then covered with a final layer appropriate to the traffic conditions to which the road will be subjected.
For medium traffic after the gravel or other asphalt covered has been brought to the proper shape, a second layer of gravel or the like of smaller dimensions (approximately one-half or one-quarter of the average dimension of the elements in the layer. lower) is spread thinly, sparsely covering the lower layer and after it has been firmly squeezed in place, it is in turn coated with bituminous binder, using 15 to 40 % of the amount applied to the first check.
It is preferable to use this intermediate layer. rubble or the like which has been coated with oil some time before being spread, but the oil coating can be omitted without departing from the spirit of the invention since the essential fact is the coating of oil applied to gravel or other material which forms the sub-layer or structure of the road.
After the second application of bituminous binder, i.e. coating of the thin intermediate layer of small stone or the like described above, the surface should be covered with a top layer of fine gravel or other material. equivalent material to prevent adhesion of the binder to passing vehicles.
While in many cases the treatment of this latter layer with oil is desirable, it is not considered essential to the process according to the invention and can therefore be omitted in some cases.
Where it seems desirable, under certain traffic conditions, to produce a different surface finish, the application of the bituminous binder over the intermediate layer of stone or its equivalent and the final top layer.
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can be neglected and instead a pre-prepared mixture of bituminous cement and an inorganic compound can be spread to any desired thickness from 1 cm to 5 cm or more and can be strongly compressed in place.
At the places where one works in this way it is advisable to use elements of a little smaller dimensions for the intermediate layer, preferably passing through a sieve with a mesh of 1 cm and retained by the sieves 8 to 10, and to use this material just enough to cover the first layer without appreciable excess.
On the other hand, for a relatively light traffic after the layer of stone or other primitive or underlying has been coated with the bituminous binder a relatively thin layer of gravel, sand or the like treated with oil, of an appropriate fineness to fill the cracks and interstices between the chippings or other bitumen coated particles, is spread using a sufficient quantity to fill the surface cracks and form a very thin top layer. This is then compressed and any excess of the fine material may be removed by wiping or otherwise, postponing the more thorough completion methods described above until such time as traffic conditions may require the additional treatment to protect the surface. .
Obviously, a larger filling material can be used with gravel or the like of 6 to 8 cm than with gravel or the like of 1 to 2 or but in any case fine material, that is to say passing through 20-30-40 mesh sieves should be used to fill small cracks and crevices that would otherwise be left empty. Given the property of the bituminous binder to diffuse, when the fine material treated with the oil comes into intimate contact with the elements of stone or other coated with bitumen, the fine material is soon impregnated with bitumen and is of this fact held in place, forming an integral part of the shoe.
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and not a temporary recovery.
When the work is carried out only under small thickness as in the case of repair or reconstruction of an old road it has been found advantageous to give the old surface a special preliminary treatment before spreading the stone or its equivalent.
This preliminary treatment may consist of cleaning the old surface by wiping or otherwise, then spraying heavily or wetting the surface with oil and then after an interval of 30 minutes or more apply a layer of bituminous binder similar to that applied later to the layer of stone or the like.
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Oo trmitmnont p; r61, iminn.: L; rn can StX'o mnd9, Pié qiiclqup pou by substituting a fairly fluid coat of paint at the rate of 1 liter of paint over 2 to 3.5 m2 and after allowing for this paint to dry to the point of still being tacky, a thicker coat of viscous paint is applied, preferably hot. After this preliminary treatment the process is almost the same as what has just been described, but the dimension of stone or the like must be reduced in proportion to the thickness of the layer.
CLAIMS.
1. A road construction process, characterized in that there is placed on a previously prepared base a layer of stone or equivalent material soaked in oil, above which is applied a layer of liquid bituminous binder, and in what on these materials is spread and compressed a suitable material to form the road surface.
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