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Brevet d'Invention COMPOSITION POUR REVETEMENTS,NOTAMMENT DE CHAUSSEES ET PROCEDE POUR SA PREPARATION.
La présente invention est relative à une compo= sition pour le revêtement des chaussées qui est caracté- risée par le fait qu'elle est formée par un mélange intime de constituants, dont les principaux sont un goudron ou un produit analogue au goudron, de l'eau et un filler (c'est à dire un corps de remplissage en poudre fine) combustible constitué notamment par du charbon.
Par les termes "goudron ou produit analogue au goudron", on entend ici désigner toutes les matières que l'on appelle ordinairement goudron, ce terme étant entendu dans son, sens le plus large, c'est à dire celui de
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distillat non gazeux,. total ou partiel,.de la houille,. du bois ,du pétrole, des schistes, etc,.,. ou matières analogues,. par exemple des bitumes et des asphaltes.
D'autre part, le filler combustible peut être chargé de matières minérales incombustibles et l'eau peut être chargée de diverses substances, notamment, comme il sera indiqué par la suite, de substances émulsives et stabilisantes, En outre, aux constituants principaux ci-dessus désignés, d'autres substances peuvent être ajoutées sans sortir de l'invention,, à condition que leur présence¯ne trouble pas le phénomène d'émulsion qui sera décrit ci-dessous,
Selon l'invention,. la proportion de chacun des constituants principaux du mélange ternaire eau-goudron- filler, et notamment la proportion d'eau, est variable suivant la destination de la composition et suivant la qualité que l'on recherche pour chaque application.
Dans la majorité des cas,. l'intérêt pécuniaire et la commodité d'emploi conduisent à rechercher une proportion d'eau-assez grande pour donner le plus de fluidité possible au mélange , L'inventeur a réalisé, dans ce but, des mélanges eau-- goudron-filler dans lesquels la quantité d'eau est à peu près égale à la quantité de goudron, mais, pour obtenir ce résultat,. il est nécessaire d'ajouter au mélange un silicate de soude émulsif tel que savon,. résinate ou oléate alcalin,./employé soit seul, soit avec une quantité dosée de matière telle que caraghen, caroube,.
etc...douée de propriétés stabili- santes et additionnée, s'il y a lieu, d'huilo fluxante
Simultanément, il est avantageux do se tenir , en ce qui concerne la proportion de filler combustible dans le mélange, à la proportion correspondant à 37 à 38 volumes
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de filler pour 62 à 63 volumes de goudron, afin de réaliser la viscosité la plus favorable; Mais, sans sortir de l'invention; on peut utiliser comme proportion d'eau et comme proportion de filler toutes les proportions comprises entre 0 et les deux limites approximatives ci-dessus indiquées;
toutefois, la recherche de l'économie et de la meilleure tenue du revêtement conduisent, dans la majorité des cas, pour les applications aux revêtements superficiels de routes, @ se tenir aux environs des proportions indiquées ci-dessus,
Le mélange peut être obtenu en chauffant d'abord l'eau et le goudron et en les mélangeant avant d'incor- porer le charbon.
L'inventeur a reconnu qu'un mode opé- ratoiro particulièrement avantageux consiste à chauffer d'abord le goudron après l'avoir additionné,' si la nature du goudron l'exige (par exemple dans le cas où il contient @ --sa d'un alcali, par exemple de la soude caustique, qui facilite la mise en émulsion, puis d'ajouter l'eau préalablement chargée d'un émulsif et, s'il y a lieu, d'un stabilisant, comme indiqué ci-dessus.
A titre d'exemple,* une émulsion de goudron,' d'eau et de filler'de charbon a été réalisée en opérant comme suit
Dans un malaxeur, on chauffe vers 90 C, 570 Kgs de goudron anhydre (goudron pour routes répondant aux spécifications de l'Administration française des Ponts & Chaussées), et dans un autre bac,' on porte 550 à 600 Kgs d'eau au voisinage de l'ébullition, et on verse dans cette eau presque bouillante une -otite quantité d'un mélange de savon noir du"commerce additionné d'une faible proportion
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de gelée de caraghen obtenue par tamisage et refroidis- sement d'une solution bouillante saturée de caraghen, Le mélange savon noir et caraghen, qui joue le rôle d'émulsif et de stabilisant,
est ajouté à raison de 6/1000 environ du poids total du mélange. D'autre part ; on verse dans le malaxeur contenant le goudron 5 à 10 Kgs environ de soude caustique ordinaire du commerce et on agite. Puis on verse dans le goudron chaud la solution savonneuse; en brassant le produit au moyen du malaxeur.
L'émulsion de goudron dans l'eau une fois formée, la température étant maintenue vers 85 à 90 C, on verse progressivement-300 Kgs de filler de charbon ayant les caractéristiques suivàntesi
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On a brassé le mélange pendant encore un quart d'heure, puis on a fait l'épandage de cette mixture à une température voisine de 85 , dans une épandeuse du type habituellement utilisé pour l'épandage du goudron ordinaire, au dosage de 1 K environ par mètre carré de surface de route. On a gravillonné aussitôt après l'épandage', et le gravillon a adhéré à l'émulsion, dès les premiers instants, suffisamment bien pour qu'un camion automobile ait pu circuler sur le revêtement encore frais sans qu'il se produise d'arrachements du gravillon ou de giclage de l'émulsion.
La proportion d'émulsif et de stabilisant indiquée dans le cas ci-dessus n'est citée qu'à titre
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d'exemple. Elle peut être plus élevée ou moins élevée selon la nature des constituants, goudron, eau et filler, à mettre en oeuvre,. Il est toutefois intéressant de se limiter à la quantité minimum d'émulsif 'et de stabilisant', non seulement pour des raisons d'économie', mais de açon à éviter que, par suite d'un excès d'émulsif 'ou de stabilisant, il ne se produise sur la route, après l'épandage, dans le cas d'une pluie survenant quelques instants après celui-ci, une remise en émulsion du goudron et du filler qui aurait comme conséquence 'un délavage do ces produits et leur entraînement par l'eau de pluie.
Dans l'exemple ci-dessus, on a ajouté séparément l'alcali au goudron et 1'émulsif et le stabilisant à l'eau; mais on peut, sans sortir de l'invention, préparer à l'avance un mélange des trois corps additionnels ci-dessus alcali, émulsif et stabilisera:, pour des raisons de commodité et de manutention, Par'exemple, on peut fondre d'abord de la soude caustique, puis lui ajouter peu à peu, d'abord du savon noir en agitant, puis de la gelée de earaghen;
on obtient, après un malaxage de quelques minutes, un corps complexe solide, .sous forme de paillettes, pouvant être aisément manipulé à la pelle et transporté en fûts. Sur les lieux d'emploi, on peut dissoudre -la proportion voulue de ce composé dans la quantité d'eau nécessaire pour former le mélange final; mais on peut également dissoudre le corps composé dans une petite quantité d'eau 'chaude, puis ajouter cette solution saturée dans le goudron et terminer ensuite la préparation du mélange en ajoutant le complément d'eau et le filler tout en agitant.
Bien entendu, sans sortir de l'invention, on pourrait varier l'ordre des opérations, par exemple ajouter
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chaude le conposé dans l'eau/ verser le goudron dans 1!eau et par filler, ou encore incorporer le filler avant de verser le goudron.
L'émulsion citée comme exemple dans ce qui précède est stable à chaud, mais il existe une tempéra- ture au-dessous de laquelle elle se rompt; cette température, dans la quasi-totalité des cas, est comprise entre 25 et 75 C; elle varie suivant la nature, et notamment suivant la viscosité du goudron utilisé, et aas suivant la nature géologique du filler .
L'émulsion convient donc dans les cas, d'ailleurs très fréquents, où elle peut être fabriquée assez près du lieu d'emploi pour être maintenue chaude après sa fabrication et transportée jusqu'au lieu d'emploi sans que sa température descende jusqu'à la linite de rupture. Mais il est des cas où il est nécessaire de pouvoir abaisser davantage la température limite de rupture et notamment de l'abaisser au voisinage ou au-dessous de la température ambiante, L'inventeur a reconnu qu'il était possible, dans certains cas, d'obtenir un tel résultat à condition d'utiliser 'comme énulsif ou stabilisant, avec ou sans addition de caraghen, une certaine quantité de résine additionnée de soude, et, s'il y a lieu, d'huile fluxante.
On peut utiliser comme huile fluxante une huile de pétrole, cornue le gas-oil, ou une huile légère ou moyenne de houille, ou encore un solvant conne le sulfure de carbone, le tétrachlorure de carbone et le benzol, mais en observant toutefois la règle consistant à n'introduire le corps fluxant que lorsque le mélange liquide ne sera plus exposé à dépasser la température d'ébullition du fluxant ou du solvant employé. D'une façon générale,
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l'emploi d'un fluxant est nécessaire si on utilise un bitume comme constituant hydrocarburé principal du mélange final.
Un des effets de l'emploi d'un tel fluxant ou solvant est d'abaisser la viscosité du mélange eau-
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gOUdrOnfillar, permette son épamdago sans réchàuffà- ge, ou avec un faible réchauffage à basse température, et notamment à.la température ambiante. Il est à noter qu'une telle émulsion, rendue ainsi stable et utilisable à froid,, peut devenir, contrairement aux énulsions habi- tuellement utilisées pour le revêtement des routes et parai lesquelles on citera les énulsions de bitume, instable à chaud..
La préparation de la composition peut, dans la plupart des cas,. être réalisée entièrement à froid si l'on emploie une huile de fluxage contenant en dissc- lution de la résine....
Un cas particulier d t emplci de l'invention consiste à utiliser comme goudrons des gcudrons qui contiennent naturellement un pourcentage notable d'eau, tel est le cas des goudrons bruts qui contiennent couram- ment plus de 5 % d'eau, et des goudrons provenant de la distillation du charbon dans les cornues genre Glover- West ou Woodall-Duckham avec ou sans adjonction d'eau, et dont la teneur en eau peut atteindre, dans certains cas, 40 %. L'emploi de tels goudrons hydratés utilisés seuls ne donne pas de bons résultats.
Non seulement ils sèchent mal, mais en outre l'évaporation de l'eau contenue dans ces goudrons, une fois qu'ils sont épandus en couche mince sur la route, accélère par entraînement le départ de certaines fractions volatiles du goudron et il en résulte que le revêtement se transforme en une
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couche fissurée et cassante, qui se-détruit avec rapidité.
La présence de filler combustible mélangé selon l'invention avec un tel goudron hydraté, et d:ont la proportion peut atteindre en volumes jusqu'à 40 de charbon contre 60 de goudron anhydre, pallie à cet inconvénient.. Le séchage est rapide, et le revêtement conserve sa souplesse et ses autres qualités pendant un temps plus long.
Un autre cas particulier d'application de l'invention consiste à utiliser les schlamms qui sont, comme on le sait, les produits les plus fins des lavoirs à charbons et auxquels il est en général difficile de trouver un débouché. Ces schlamms sont, s'il y a lieu, amenés au degré voulu de finesse par un broyage de préfé- rence humide, puis malaxés dans l'eau à une température pouvant atteindre 90 C, et l'on incorpore du goudron chaud pendant le malaxage. Si les schlamms sont trop cendreux, il peut être avantageux d'éliminer une certaine partie des cendres et le barattage ci-dessus fournit un moyen commode pour cette élimination; en même temps, on peut extraire la majeure partie de l'eau qui contient en suspension la majeure partie des cendres.
On ajoute de nouveau du goudron, de façon à obtenir une mixture contenant par exemple environ 40-volumes de charbon contre 60 volumes de goudron, et une teneur en eau de 10 % par exemple du mélange goudron-charbon, et eau.
Bien entendu, s'il y a lieu, on ajoutera au mélange un émulsif ou un stabilisant 1 ou les deux à la fois.
Les produits ci-dessus décrits se laissent épandre avec les mêmes appareils et avec les mêmes dcsages par mètre carré que le goudron utilisé seul, et ils ont sur le goudron seul une grande supériorité au point
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de vue de la rapidité de séchage., de l'absence de ressuage, des qualités antidérapantes et de la durée d"usage du revètement (moindre "vieillissement "que le goudron seul).
Enfin, grâce à l'utilisation d'un pourcentage important de filler de charbon, qui est d'un prix moindre que le goudron, grâce à la faculté d'épandre la nixture à basse température et avec de faibles dosages, l'invention fournit- un liant particulièrement économique pour constituer des tapis ou revêtements de routes.
Les produits visés par la présente invention peuvent être utilisés par,épandage superficiel au moyen de l'appareillage habituel avec sablage ou gravillonnage subséquents , ou dans les tarmacadams ou bétons bitumineux, ou de toute autre façon adéquate.
REVENDICATIONS Ayant ainsi décrit notre invention et nous réservant d'y apporter tous perfectionnements ou Modifications qui nous paraîtraient nécessaires, nous revendiquons comme notre propriété exclusive et privative!
1 - Produit pour revêtement de route essentielle- ment constitué par du goudron de houillo ou produit analogue, de l'eau et un filler combustible.