EP1627018A1 - Liant thermofusible pour produit asphaltique a temperature de fabrication abaissee, et applications de ce liant. - Google Patents

Liant thermofusible pour produit asphaltique a temperature de fabrication abaissee, et applications de ce liant.

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Publication number
EP1627018A1
EP1627018A1 EP04767211A EP04767211A EP1627018A1 EP 1627018 A1 EP1627018 A1 EP 1627018A1 EP 04767211 A EP04767211 A EP 04767211A EP 04767211 A EP04767211 A EP 04767211A EP 1627018 A1 EP1627018 A1 EP 1627018A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
binder
asphalt
binder according
product
acid ester
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP04767211A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Jean-Pierre Dean
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Colas SA
Original Assignee
SMAC SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SMAC SAS filed Critical SMAC SAS
Publication of EP1627018A1 publication Critical patent/EP1627018A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L95/00—Compositions of bituminous materials, e.g. asphalt, tar, pitch
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09B—DISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B09B3/00—Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless
    • B09B3/20—Agglomeration, binding or encapsulation of solid waste
    • B09B3/21—Agglomeration, binding or encapsulation of solid waste using organic binders or matrix
    • B09B3/23—Binders with asphalt
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L23/04—Homopolymers or copolymers of ethene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L91/00—Compositions of oils, fats or waxes; Compositions of derivatives thereof
    • C08L91/06—Waxes

Definitions

  • the present invention relates to a hot-melt binder for asphalt product, this binder being based on natural bitumen or bitumen from the petroleum industry, of the type comprising, in addition to this basic product, a first additive consisting of a hydrocarbon wax, the melting point of which, measured according to standards ASTM D3945 and D3418, is greater than 85 ° C.
  • phaltic product in the present description, is meant a hot-pourable mixture of bituminous type hot-melt binder with an inorganic filler.
  • a well-known asphalt product to which the invention can be applied is poured asphalt, which is a hot vacuum-free mixture generally based on bitumen and mineral fillers which may be asphalt powder. This mixture is hot pourable and hardens by simple cooling to provide various types of coatings.
  • the invention also applies to bituminous concretes, produced by coating of aggregates with the binder.
  • the mineral fillers used comprise fines, namely particles of dimensions less than 0.08 mm, possibly aggregates, namely sand, that is to say particles of dimensions between 0.08 and 2 mm, and possibly gravel, that is to say particles larger than 2 mm.
  • a bituminous type hot-melt binder for asphalt products can be natural bitumen or bitumen from the petroleum industry.
  • the binder can also contain various additives such as polymers.
  • the preparation of an asphalt product such as mastic asphalt comprises mixing the binder and fillers at a temperature known as "manufacturing", then pouring this mixture at an operating temperature, and finally cooling the mixture sank.
  • the manufacturing temperature is between 200 ° C and 270 ° C depending on the compositions and is all the higher when a hard asphalt is sought after cooling.
  • This high temperature has the disadvantage of degrading the binders and causing the production of fumes which contain volatile organic compounds.
  • known binders of the aforementioned type (FR-A-2 721 936) contain a hydrocarbon wax whose melting point is above 85 ° C.
  • hydrocarbon wax saturated polymeric hydrocarbons of low molecular weight, of characteristic appearance, solid at room temperature, with a fairly clear melting point and of low viscosity. Their appearance is translucent to opaque but never glassy. These polymers thus differ in their properties from commonly used polymers and elastomers, which have a fairly wide softening zone and gradually goes from the solid state to the liquid state when the temperature rises. Furthermore, these hydrocarbon waxes are insoluble in bitumen at room temperature.
  • low molecular weight is meant a molecular weight less than about 6000 g / mol, and generally between 500 and 6000 g / mol.
  • Such waxes make it possible to significantly reduce the viscosity of the product during its use.
  • the temperature for manufacturing asphalt with a binder of the aforementioned type is reduced from 30 to 40 ° C compared to traditional asphalts.
  • hydrocarbon waxes are soluble in bitumen at the manufacturing temperature, they nevertheless precipitate during cooling and form a network of fibers so as to "arm" the cast coating.
  • the asphalt produced on the basis of a binder of the aforementioned type has improved mechanical properties, in particular in terms of resistance to static charges and resistance to fluffing under elevated temperature.
  • binders of the aforementioned type are no longer entirely satisfactory, and in particular, given the environmental constraints, changes in regulations will require a significant reduction in smoke emissions during the preparation or implementation of coatings. containing hydrocarbon binders such as mastic asphalt or bituminous concrete.
  • the mass content of hydrocarbon wax in the binder is less than 15% of the total mass of the binder. If this content is increased, the manufacturing temperature of the asphalt decreases to a certain extent, but this decrease in temperature is accompanied by a significant degradation of the mechanical properties of the mastic asphalt after cooling.
  • the object of the invention is therefore to provide a binder making it possible to prepare asphaltic products, in particular poured asphalts or bituminous concretes, at a lower temperature, while preserving the mechanical properties of the products obtained.
  • the subject of the invention is a binder of the aforementioned type, characterized in that it also comprises a second additive consisting of a fatty acid ester wax, this wax being of synthetic, vegetable origin, or fossil vegetable and having a melting point, measured according to said standards, less than 85 ° C.
  • “Fatty acid esters” are esters of organic carboxylic monoacids with long carbon chains, in particular with linear carbon chains.
  • the molecules of these ester waxes comprise a carbon number greater than 20 and preferably greater than 40.
  • These products can be of vegetable origin, for example derived from palm oil, from fossil vegetable origin, such as for example fossil waxes of lignite or of synthetic origin.
  • These fatty acid ester waxes have a clear melting point and have a low viscosity as soon as they reach their melting point.
  • fatty acid esters are esters of montanic acid (or esters of octasonoic acid), acid of formula C 28 H 56 - O 2 or esters of lignoceric acid (or ester of tetracosanoic acid) , acid of formula C 24 H 4 s - O 2 .
  • the penetrability of the basic product is in the 35/50 range
  • the hydrocarbon wax is substantially insoluble at ambient temperatures in the base bitumen of the binder
  • the acid number of said fatty acid ester is between 10 and 70 mg KOH / g, in particular between 20 and 40 mg KOH / g; and - said acid number is substantially 28 mg KOH / g.
  • the binder according to the invention may comprise one or more of the characteristics which are the subject of claims 2 to 15, taken in isolation or in any technically possible combination.
  • the subject of the invention is also a process for the preparation of a hot-pourable asphalt product which hardens by simple cooling, comprising the following steps:
  • step (a) mixing a binder as defined above with fillers, in particular mineral fillers such as fines, sand and possibly gravel, (b) pouring the mixture from step (a), and
  • steps (c) the poured mixture is allowed to cool, characterized in that steps (a) and (b) are carried out at a temperature between 150 and 170 ° C.
  • the subject of the invention is also a hot-pourable asphaltic product which hardens by simple cooling, characterized in that it contains a binder as defined above and fillers, in particular mineral fillers, such as fines, sand and possibly gravel.
  • This asphalt product has good resistance under static and / or dynamic load. It also exhibits good resistance to cooling as well as to heating.
  • the asphalt product contains recycled asphalt recycled during manufacture.
  • Asphalt recycled in manufacturing means pieces of surfacing of used asphalt which can be crushed. This recovery asphalt can be remelted hot with a hot-melt binder according to the invention, possibly adding other fillers. The molten asphalt mass can itself be hot cast and hardened by cooling like a conventional asphalt product.
  • the asphalt products according to the invention can be used for the production of waterproofing coatings for buildings, waterproofing coatings for civil engineering works, road surfaces and urban developments. In particular, they can be used to stabilize rockfill especially on banks, or fill trenches of small width, especially for burial of small section wiring.
  • Cables with a diameter of less than 20 mm are called "small section cabling", in particular low power energy transport cables or fiber optic cables.
  • the hot melt is poured between stones and is called in this case "riprap putty".
  • the banks are sealed.
  • the products according to the invention apply particularly to this use because of their ability to flow hot in a controlled manner and their good resistance to creep on a sloping surface.
  • the hot-melt binder according to the invention also finds a use for coating waste during a process of inerting said waste;
  • This waste which can be fine and very fine particles, must be stored and can be coated beforehand with inerting agents to isolate it by treatment of the external environment and avoid in particular the phenomenon of leaching by rainwater. .
  • the finer the charge the greater the consumption of the coating agent.
  • the binder of the invention allows, thanks to its good hot flowability, to perfectly coat these fine particles while using a moderate amount of coating agent and by providing, after cooling, a rigid and full inerting mass. .
  • bituminous concrete characterized in that it contains a binder as defined above and mineral aggregates comprising sand and gravel.
  • bituminous concretes according to the invention can be used as pavement for roads and roads.
  • the following examples illustrate the invention. These examples relate to mastic asphalts prepared from a binder according to the invention. These poured and cooled asphalts are subjected to various tests intended to characterize their properties.
  • a poured asphalt of the "waterproofed sand asphalt” type (AS2 according to the classification of the Specifications of the French Asphalt Office) is prepared.
  • Asphalt is further prepared (Neophalte ® NS2) which contains a polyethylene wax having a melting point of 125 ° C at 0.4% by total weight of I asphalt.
  • an asphalt according to the invention is produced which also contains a montanic acid ester wax at a rate of 0.4% of the total weight of the asphalt.
  • the asphalt which according to the invention contains a fatty acid ester wax has an indentation similar to that of traditional asphalts and asphalts containing only a hydrocarbon wax, but with a lower application temperature. 75 ° C and 40 ° C respectively.
  • a poured asphalt of the type used for the circulation coating of vehicle fleets is prepared (AG2 according to the classification of the Specifications of the French Asphalt Office).
  • an asphalt (Neophalte ® NG2) is prepared which contains a polyethylene wax having a melting point of 125 ° C. at a rate of 0.4% of the total weight of the asphalt.
  • an asphalt according to the invention is produced which also contains a montanic acid ester wax at a rate of 0.4% of the total weight of the asphalt.
  • These asphalts are typically used for the surface coating of vehicle parking lots.
  • the asphalt which according to the invention contains a fatty acid ester wax has an indentation equivalent to traditional asphalts and to asphalts containing only a hydrocarbon wax, but with a lower application temperature respectively 75 ° C and 40 ° C.
  • a poured asphalt of the type used for paving city sidewalks is prepared (AT2 according to the Classification of the Specifications of the French Asphalt Office).
  • Asphalt is further prepared (Neophalte ® NT2) that contains a polyethylene wax in an amount of 0.4% by total weight of the asphalt.
  • an asphalt according to the invention is produced which also contains a montanic acid ester wax at a rate of 0.5% of the total weight of the asphalt.
  • These asphalts are typically used for paving city sidewalks.
  • the asphalt which according to the invention contains a fatty acid ester wax has an indentation equivalent to traditional asphalts and to asphalts containing only a hydrocarbon wax, but with a lower application temperature respectively 90 ° C and 50 ° C.
  • SBS styrene-butadiene-styrene
  • a poured asphalt of the type used for industrial floor coverings is prepared (Al 3 according to the classification of the Specifications of the Office des Asphaltes civil) based on a bitumen binder 25/35 modified by a bitumen hardener H105 / 115.
  • This addition hardening bitumen has a high hardness (penetration less than 8/10 mm according to Standard EN 1426), and a ball-ring softening point between 105 ° C and 115 ° C.
  • This hardener is used as a small quantity additive, typically less than 5% by weight relative to the total of the formulation, to reduce the penetrability of the binder thus modified and to make it possible to formulate hard asphalts for industrial floor coverings, compatible with traffic. heavy loads.
  • Asphalt is further prepared (Neophalte ® N! 3) containing a polyethylene wax having a melting point of 125 ° C at 0.2% by total weight of the asphalt. Finally, an asphalt according to the invention is produced which also contains a montanic acid ester wax at a rate of 0.4% of the total weight of the asphalt.
  • Asphalts are typically used for industrial floor coverings (warehouses, factory halls).
  • a poured asphalt of the type used for the surfaces which can be used by pedestrians is prepared (ATi according to the classification of the specifications of the Office des Asphaltes legal), formulated from a 50/70 bitumen road binder.
  • an asphalt (Neophalte ® NT-i) is prepared which contains a polyethylene wax, at a rate of 0.3% of the total weight of the asphalt.
  • an asphalt according to the invention which also contains a Licowax KP Flakes fatty acid ester at a rate of 0.4% of the total weight of the asphalt, which ester is a montanic acid ester wax d purified mineral origin, with a melting point between 81 ° C and 87 ° C, and an acid number between 20 mg KOH / g and 30 mg KOH / g.
  • Asphalts are typically used for paving city sidewalks for pedestrian use, excluding vehicles.
  • the indentation of the asphalt according to the invention is equivalent to that of traditional asphalt or that of asphalt containing only a hydrocarbon wax, but with an application temperature of 75 ° C. and 45 ° C.
  • the material used for mixing the binder and fillers exhibits less wear and the use of asphalts containing a binder according to the invention is much more comfortable than for asphalts. state of the art.
  • the penetrability of the basic product for example natural bitumen or bitumen from the petroleum industry, measured at 25 ° C. according to standard ASTM D1321 is advantageously between 25 and 70 tenths of a millimeter, preferably between 35 and 50 tenths of millimeters.

Landscapes

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Abstract

Ce liant est réalisé à base de bitume naturel, ou de bitume de l'industrie pétrolière, et comprend un premier additif constitué par une cire d'hydrocarbure dont le point de fusion est supérieur à 85°C. Ce liant comprend en outre une cire d'ester d'acide gras d'origine synthétique, végétale ou végétale fossile, qui a un point de fusion inférieur à 85°C. Application à la réalisation de revêtements d'étanchéité de bâtiments ou d'ouvrages de Génie Civil, de revêtements de voiries ou d'aménagements urbains.

Description

Liant thermofusible pour produit asphaltique à température de fabrication abaissée, et applications de ce liant La présente invention concerne un liant thermofusible pour produit asphaltique, ce liant étant à base de bitume naturel ou de bitume de l'industrie pétrolière, du type comprenant, outre ce produit de base, un premier additif constitué par une cire d'hydrocarbure dont le point de fusion, mesuré suivant les normes ASTM D3945 et D3418, est supérieur à 85°C.
Par « produit asphaltique », dans la présente description, on entend un mélange coulable à chaud de liant thermofusible de type bitumineux avec une charge minérale.
Un produit asphaltique bien connu auquel l'invention peut s'appliquer est l'asphalte coulé, qui est un mélange sans vide réalisé à chaud généralement à base de bitume et de charges minérales qui peuvent être de la poudre d'asphalte. Ce mélange est coulable à chaud et durcit par simple refroidissement pour procurer divers types de revêtements. L'invention s'applique également aux bétons bitumineux, réalisés par enrobage d'agrégats par le liant.
Les charges minérales utilisées comprennent des fines, à savoir des particules de dimensions inférieures à 0,08 mm, éventuellement des agrégats, à savoir du sable, c'est-à-dire des particules de dimensions comprises entre 0,08 et 2 mm, et éventuellement des gravillons, c'est-à-dire des particules de dimensions supérieures à 2 mm.
Un liant thermofusible de type bitumineux pour produit asphaltique peut être du bitume naturel ou du bitume de l'industrie pétrolière.
Le liant peut contenir en outre divers additifs tels que des polymères. La préparation d'un produit asphaltique tel que l'asphalte coulé comprend le mélange du liant et des charges à une température dite « de fabrication », puis le coulage de ce mélange à une température de mise en oeuvre, et enfin le refroidissement du mélange coulé.
En général, la température de fabrication est comprise entre 200°C et 270°C selon les compositions et est d'autant plus élevée que l'on recherche un asphalte dur après refroidissement. Cette température élevée présente l'inconvénient de dégrader les liants et d'entraîner la production de fumées qui contiennent des composés organiques volatils. Pour pallier à ce problème, des liants connus du type précité (FR-A- 2 721 936) contiennent une cire d'hydrocarbure dont le point de fusion est supérieur à 85°C.
On appelle « cire d'hydrocarbure », des hydrocarbures polymères saturés de bas poids moléculaire, d'aspect caractéristique, solides à la température ambiante, à point de fusion assez net et de faible viscosité. Leur apparence est translucide à opaque mais jamais vitreuse. Ces polymères diffèrent ainsi dans leurs propriétés de polymères et d'élastomères couramment employés, qui présentent une zone de ramollissement assez large et va graduellement de l'état solide à l'état liquide lorsque la température s'élève. Par ailleurs, ces cires d'hydrocarbures sont insolubles dans le bitume à la température ambiante.
Par « bas poids moléculaire », on entend un poids moléculaire inférieur à environ 6 000 g/mol, et compris généralement entre 500 et 6 000 g/mol. De telles cires permettent d'abaisser notablement la viscosité du produit lors de sa mise en oeuvre. Ainsi, la température de fabrication de l'asphalte avec un liant du type précité est diminuée de 30 à 40°C par rapport à des asphaltes traditionnels.
Par ailleurs, si ces cires d'hydrocarbures sont solubles dans le bitume à la température de fabrication, elles précipitent néanmoins lors du refroidissement et forment un réseau de fibres de façon à « armer » le revêtement coulé.
Ainsi, l'asphalte réalisé à base d'un liant du type précité présente des propriétés mécaniques améliorées, notamment en terme de résistance aux charges statiques et de tenue au flϋage sous élévation de température.
Cependant, les liants du type précité ne donnent plus entière satisfaction, et en particulier, compte-tenu des contraintes environnementales, l'évolution des réglementations exigera de diminuer fortement les émissions de fumées lors de l'élaboration ou de la mise en œuvre des revêtements contenant des liants hydrocarbonés du type asphalte coulé ou béton bitumineux.
Dans les liants décrits dans FR-A- 2 721 936, la teneur massique en cire d'hydrocarbure dans le liant est inférieure à 15% de la masse totale du liant. Si cette teneur est augmentée, la température de fabrication de l'asphalte diminue dans une certaine mesure, mais cette diminution de température s'accompagne d'une dégradation notable des propriétés mécaniques de l'asphalte coulé après refroidissement.
L'invention a donc pour but de fournir un liant permettant d'élaborer des produits asphaltiques, notamment des asphaltes coulés ou des bétons bitumineux, à plus basse température, tout en préservant les propriétés mécaniques des produits obtenus.
A cet effet, l'invention a pour objet un liant du type précité, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un second additif constitué par une cire d'ester d'acide gras, cette cire étant d'origine synthétique, végétale, ou végétale fossile et ayant un point de fusion, mesuré suivant lesdites normes, inférieur à 85°C.
On appelle « ester d'acide gras » des esters de monoacides organiques carboxyliques à longues chaînes carbonées, notamment à chaînes carbonées linéaires. Les molécules de ces cires d'esters comprennent un nombre de carbone supérieur à 20 et préférentiellement supérieur à 40. Ces produits peuvent être d'origine végétale, par exemple issus des huiles végétales de palmier, d'origine végétale fossile, comme par exemple issus des cires fossiles de lignite ou d'origine synthétique. Ces cires d'ester d'acide gras présentent un point de fusion franc et ont une faible viscosité dès leur point de fusion atteint. Des exemples d'esters d'acides gras sont des esters d'acide montanique (ou esters d'acide octasonoïque), acide de formule C28H56 - O2 ou des esters d'acide lignocérique (ou ester d'acide tétracosanoïque), acide de formule C24H4s - O2.
Selon d'autres caractéristiques du liant selon l'invention : - la pénétrabilité du produit de base est dans la gamme 35/50 ;,
- la cire d'hydrocarbure est sensiblement insoluble aux températures ambiantes dans le bitume de base du liant ;
- l'indice d'acide dudit ester d'acide gras est compris entre 10 et 70 mg KOH/g, notamment compris entre 20 et 40 mg KOH/g ; et - ledit indice d'acide est sensiblement 28 mg KOH/g.
Par ailleurs, on appelle « indice d'acide » la masse en milligrammes d'hydroxyde de potassium nécessaire pour neutraliser les acides gras libres dans un gramme de cire d'ester d'acide. Le liant selon l'invention peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques qui font l'objet des revendications 2 à 15, prises isolément ou suivant toutes les combinaisons techniquement possibles.
L'invention a également pour objet un procédé de préparation d'un produit asphaltique coulable à chaud et durcissant par simple refroidissement, comprenant les étapes suivantes :
(a) on mélange un liant tel que défini ci-dessus avec des charges, notamment des charges minérales telles que des fines, du sable et éventuellement des gravillons, (b) on coule le mélange issu de l'étape (a), et
(c) on laisse refroidir le mélange coulé, caractérisé en ce que les étapes (a) et (b) sont réalisées à une température comprise entre 150 et 170°C.
A cette température de fabrication, aucune fumée n'est visible lors de la mise en oeuvre de l'asphalte. En pratique, les émissions de fumées sont réduites de l'ordre d'un facteur 30 par rapport aux asphaltes décrits dans
FR-A- 2 721 936, et de l'ordre d'un facteur 500 par rapport aux asphaltes traditionnels.
L'invention a en outre pour objet un produit asphaltique coulable à chaud et durcissant par simple refroidissement, caractérisé en ce qu'il contient un liant tel que défini ci-dessus et des charges, notamment des charges minérales, telles que des fines, du sable et éventuellement des gravillons.
Ce produit asphaltique a une bonne résistance sous charge statique et/ou dynamique. Il manifeste également une bonne tenue au refroidissement ainsi qu'à échauffement.
Selon un mode particulier de réalisation de l'invention, le produit asphaltique contient de l'asphalte de récupération recyclé en fabrication.
Par « asphalte recyclé en fabrication », on entend des morceaux de revêtement d'asphalte usagé qui peuvent être concassés. Cet asphalte de récupération peut être refondu à chaud avec un liant thermofusible selon l'invention, en ajoutant éventuellement d'autres charges. La masse asphaltique fondue peut elle-même être coulée à chaud et durcie par refroidissement comme un produit asphaltique classique. Les produits asphaltiques selon l'invention peuvent être utilisés pour la réalisation de revêtements d'étanchéité de bâtiments, de revêtements d'étanchéité d'ouvrages de Génie Civil, de revêtements de voiries et d'aménagements urbains. En particulier, ils peuvent être utilisés pour stabiliser des enrochements notamment sur des berges, ou remplir des tranchées de faible largeur, notamment pour les enfouissements de câblage de faible section.
On appelle « câblage de faible section » des câbles de diamètre inférieur à 20 mm, notamment des câbles de transport d'énergie de faible puissance ou des câbles à fibre optique.
En ce qui concerne la stabilisation d'enrochements, le produit fondu à chaud est coulé entre des pierres et est appelé dans ce cas précis « mastic d'enrochement ». Par exemple, on assure l'étanchéité des berges. Les produits selon l'invention s'appliquent particulièrement à cette utilisation en raison de leur aptitude à couler à chaud de façon contrôlée et de leur bonne résistance au fluage sur une surface en pente.
Le liant thermofusible selon l'invention trouve également une utilisation pour enrober des déchets au cours d'un processus d'inertage desdits déchets;
Ces déchets, qui peuvent être des particules fines et très fines, doivent être stockés et peuvent être préalablement enrobés par des agents d'inertage pour les isoler par traitement de l'environnement extérieur et éviter en particulier le phénomène de lixiviation par les eaux de pluie. Toutefois, plus la charge est fine, plus l'agent d'enrobage est consommé en quantité importante.
Le liant de l'invention permet, grâce à sa bonne coulabilité à chaud, d'enrober parfaitement ces particules fines tout en utilisant une quantité modérée d'agent d'enrobage et en procurant, après refroidissement, une masse d'inertage rigide et pleine.
En outre, l'invention a pour objet un béton bitumineux caractérisé en ce qu'il contient un liant tel que défini ci-dessus et des agrégats minéraux comprenant du sable et des gravillons. Ces bétons bitumineux selon l'invention peuvent être utilisés comme revêtement de chaussée et de voirie. Les exemples suivants illustrent l'invention. Ces exemples concernent des asphaltes coulés préparés à partir d'un liant selon l'invention. Ces asphaltes coulés et refroidis sont soumis à différents tests destinés à caractériser leurs propriétés.
On réalise des essais classiques d'indentation suivant la norme NFT 66-002 ou s'inspirant de cette dernière, par la mesure de l'enfoncement d'un poinçon dans l'asphalte, sous une charge, pour une durée et une température donnée, pour caractériser la dureté de l'asphalte coulé.
Dans les exemples qui suivent, les pourcentages indiqués sont des pourcentages pondéraux par rapport au poids total d'asphalte. EXEMPLE 1
Dans cet exemple, on prépare un asphalte coulé de type « asphalte sablé étanchéité » (AS2 selon la classification du Cahier des Charges de l'Office Français des Asphaltes). On prépare en outre un asphalte (Néophalte® NS2) qui contient une cire de polyéthylène à point de fusion de 125°C à raison de 0,4% du poids total de j'asphalte. On réalise enfin un asphalte selon l'invention qui contient en outre une cire d'ester d'acide montanique à raison de 0,4% du poids total de l'asphalte.
Ces asphaltes sont typiquement utilisés pour assurer l'étanchéité des toitures terrasses. Les résultats figurant dans le tableau 1 illustrent l'effet de la cire d'ester d'acide gras sur la température d'application de l'asphalte et les propriétés thermoplastiques de cet asphalte.
TABLEAU 1
Dans ce cas, l'asphalte qui contient selon l'invention une cire d'ester d'acide gras possède une indentation voisine de celle des asphaltes traditionnels et des asphaltes contenant uniquement une cire d'hydrocarbure, mais avec une température d'application inférieure respectivement de 75°C et de 40°C.
EXEMPLE 2
Dans cet exemple, on prépare un asphalte coulé de type utilisé pour le revêtement de circulation des parcs de véhicule (AG2 selon la classification du Cahier des Charges de l'Office Français des Asphaltes). On prépare en outre un asphalte (Néophalte® NG2) qui contient une cire de polyéthylene ayant un point de fusion de 125°C à raison de 0,4 % du poids total de l'asphalte. On réalise enfin un asphalte selon l'invention qui contient en outre une cire d'ester d'acide montanique à raison de 0,4 % du poids total de l'asphalte.
Ces asphaltes sont typiquement utilisés pour le revêtement de circulation des parcs de stationnement de véhicules.
Les résultats figurant dans le tableau 2 illustrent l'effet de la cire d'ester d'acide gras sur la température d'application de l'asphalte et les propriétés thermoplastiques de cet asphalte.
TABLEAU 2
Dans ce cas, l'asphalte qui contient selon l'invention une cire d'ester d'acide gras possède une indentation équivalente aux asphaltes traditionnels et aux asphaltes contenant uniquement une cire d'hydrocarbure, mais avec une température d'application inférieure respectivement de 75°C et de 40°C. EXEMPLE 3
Dans cet exemple, on prépare un asphalte coulé de type utilisé pour le revêtement des trottoirs de villes (AT2 selon la Classification du Cahier des Charge de l'Office Français des Asphaltes). On prépare en outre un asphalte (Néophalte® NT2) qui contient une cire de polyéthylene à raison de 0,4 % du poids total de l'asphalte. On réalise enfin un asphalte selon l'invention qui contient en outre une cire d'ester d'acide montanique à raison de 0,5 % du poids total de l'asphalte.
Ces asphaltes sont typiquement utilisés pour le revêtement des trottoirs de villes.
Les résultats figurant dans le tableau 3 illustrent l'effet de la cire d'ester d'acide gras sur la température d'application de l'asphalte et les propriétés thermoplastiques de cet asphalte.
TABLEAU 3
Dans ce cas, l'asphalte qui contient selon l'invention une cire d'ester d'acide gras possède une indentation équivalente aux asphaltes traditionnels et aux asphaltes contenant uniquement une cire d'hydrocarbure, mais avec une température d'application inférieure respectivement de 90°C et de 50°C.
Ces formules à plus basse température permettent l'ajout d'élastomères de type styrène-butadiène-styrène (SBS). Cet ajout confère au liant, et à l'asphalte final, des propriétés de résistance à la fissuration améliorées et des modules de rigidité très bas.
Ces propriétés, apportées par l'ajout de SBS,. sont conservées avec une température d'application nettement réduite en utilisant le liant de la présente invention par rapport aux asphaltes traditionnels et aux asphaltes contenant uniquement une cire d'hydrocarbure, comme le montrent des tests de flexion à froid par lesquels on détermine la température minimale où l'asphalte présente encore une rupture ductile. EXEMPLE 4
Dans cet exemple, on prépare un asphalte coulé de type utilisé pour les revêtements de sols industriels (Al3 selon la classification du Cahier des Charges de l'Office des Asphaltes Français) à base d'un liant bitume 25/35 modifié par un bitume durcisseur H105/115. Ce bitume durcisseur d'ajout présente une grande dureté (pénétrabilité inférieure à 8/10 mm selon la Norme EN 1426), et un point de ramollissement bille-anneau compris entre 105°C et 115°C. Ce durcisseur est utilisé en additif à faible quantité, typiquement inférieur à 5% en poids par rapport au total de la formulation, pour réduire la pénétrabilité du liant ainsi modifié et permettre de formuler des asphaltes durs pour revêtements de sols industriels, compatible avec la circulation de lourdes charges.
On prépare en outre un asphalte (Néophalte® N!3) qui contient une cire de polyéthylene ayant un point de fusion de 125°C à raison de 0,2% du poids total de l'asphalte. On réalise enfin un asphalte selon l'invention qui contient en outre une cire d'ester d'acide montanique à raison de 0,4% du poids total de l'asphalte.
Ces asphaltes sont typiquement utilisés pour les revêtements de sols industriels (entrepôts, hall d'usines).
Les résultats du tableau 4 illustrent l'effet de la cire d'ester d'acide gras sur la température d'application du produit final et" ses propriétés thermoplastiques (indentation type C selon NFT 66-002). L'indentation de l'asphalte selon l'invention est équivalente à celle de l'asphalte traditionnel ou à celle de l'asphalte contenant uniquement une cire d'hydrocarbures, mais avec une température d'application respectivement inférieure de 90°C et de 65°C. TABLEAU 4
EXEMPLE 5
Dans cet exemple, on prépare un asphalte coulé de type utilisé pour les revêtements circulables aux piétons (ATi selon la classification du cahier des charges de l'Office des Asphaltes Français), formulé à partir d'un liant bitume routier 50/70. On prépare en outre un asphalte (Néophalte® NT-i) qui contient une cire de polyéthylene, à raison de 0,3% du poids total de l'asphalte.
On réalise enfin un asphalte selon l'invention qui contient en outre un ester d'acide gras Licowax KP Flakes à raison de 0,4% du poids total de l'asphalte, lequel ester est une cire d'ester d'acide montanique d'origine minérale purifiée, de point de fusion compris entre 81 °C et 87°C, et d'indice d'acide compris entre 20 mg KOH/g et 30 mg KOH/g.
Ces asphaltes sont typiquement utilisés pour le revêtement des trottoirs de ville à usage piétons, véhicules exclus.
Les résultats figurant dans le tableau 5 illustrent l'effet de la cire d'ester d'acide gras sur la température d'application de l'asphalte et ses propriétés thermoplastiques. TABLEAU 5
L'indentation de l'asphalte selon l'invention est équivalente à celle de l'asphalte traditionnel ou à celle de l'asphalte contenant uniquement une cire d'hydrocarbures, mais avec une température d'application respectivement inférieure de 75°C et de 45°C.
Grâce à l'invention qui vient d'être décrite, il est possible de disposer d'un liant qui permet de réaliser des produits asphaltiques à des températures de fabrication suffisamment basses pour supprimer sensiblement les émissions de fumée. A ces températures, les émissions de fumées sont diminuées de l'ordre d'un facteur 30 par rapport aux asphaltes de l'état de la technique, tout en préservant les propriétés mécaniques des produits asphaltiques obtenus. Ces liants permettent en outre de mettre en oeuvre les asphaltes avec une consommation moindre d'énergie pour la fabrication et le transport de ces asphaltes.
Par ailleurs, compte-tenu des faibles températures d'élaboration, le matériel utilisé pour le mélange du liant et des charges présente une usure moindre et la mise en oeuvre des asphaltes contenant un liant selon l'invention est beaucoup plus confortable que pour les asphaltes de l'état de la technique.
Ainsi, la pénétrabilité du produit de base, par exemple bitume naturel ou bitume de l'industrie pétrolière, mesurée à 25°C selon la norme ASTM D1321 est avantageusement comprise entre 25 et 70 dixièmes de millimètres, de préférence comprise entre 35 et 50 dixièmes de millimètres.

Claims

REVENDICATIONS
1. Liant thermofusible pour produit asphaltique, ce liant étant à base de bitume naturel ou de bitume de l'industrie pétrolière, du type comprenant, outre ce produit de base, un premier additif constitué par une cire d'hydrocarbure qui est sensiblement insoluble aux températures ambiantes dans le bitume de base du liant et dont le point de fusion, mesuré suivant les normes ASTM D3945 et D3418, est supérieur à 85°C, et qui abaisse la température de fabrication du produit asphaltique par rapport à celle du produit de base, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un second additif constitué par une cire d'ester d'acide gras, cette cire étant d'origine synthétique, végétale ou végétale fossile et ayant un point de fusion, mesuré suivant lesdites normes, inférieur à 85°C.
2. Liant selon la revendication 1 , caractérisé en ce que la pénétrabilité du produit de base est dans la gamme 35/50.
3. Liant selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'indice d'acide dudit ester d'acide gras est compris entre 10 et 70 mg KOH/g, notamment compris entre 20 et 40 mg KOH/g.
4. Liant selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit indice d'acide est sensiblement 28 mg KOH/g.
5. Liant selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le poids moléculaire dudit ester d'acide gras est compris entre 500 et 3 000 g/mol, notamment compris entre 600 et 1 000 g/mol.
6. Liant selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit poids moléculaire est sensiblement 816 g/mol.
7. Liant selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le point de fusion de la cire d'hydrocarbure est compris entre environ 110°C et environ 140°C.
8. Liant selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que ladite cire d'hydrocarbure est une cire de polyméthylène ou de polyoléfine, notamment de polyéthylene, de polypropylène ou de copolymère éthylène- propylène.
9. Liant selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que ladite cire d'hydrocarbure a une pénétration mesurée à 25°C selon la norme ASTM D1321 inférieure à 15/10 mm.
10. Liant selon l'une quelconque d,es revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il contient de l'ordre de 4 à 15% en masse de l'ensemble formé par les premier et second additifs par rapport à la masse totale du liant.
11. Liant selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il contient de l'ordre de 1 à 10% en masse du second additif par rapport à la masse totale du liant.
12. Liant selon l'une quelconque des revendications 1 à 11 , caractérisé en ce qu'il contient en outre un élastomère, notamment un copolymère de styrène-butadiène-styrène, de styrène-butadiène, ou de styrène- isoprène^styrène.
13. Liant selon l'une quelconque des revendications 1 ou 3 à 12, caractérisé en ce que la pénétrabilité du produit de base, mesurée selon la norme ASTM D1321 , est comprise entre 25 et 35 dixièmes de mm.
14. Liant selon l'une quelconque des revendications 1 ou 3 à 12, caractérisé en ce que la pénétrabilité du produit de base, mesurée selon la norme ASTM D1321 , est comprise entre 50 et 70 dixièmes de mm.
15. Liant selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'ester d'acide gras est constitué par un ester de monoacide carboxylique à chaîne linéaire.
16. Procédé de préparation d'un produit asphaltique coulable à chaud et durcissant par simple refroidissement, comprenant les étapes suivantes :
(a) on mélange un liant selon l'une des revendications 1 à 15 avec des charges, notamment des charges minérales telles que des fines, du sable et éventuellement des gravillons, (b) on coule le mélange issu de l'étape (a), et
(c) on laisse refroidir le mélange coulé, caractérisé en ce que les étapes (a) et (b) sont réalisées à une température comprise entre 150 et 170°C.
17. Produit asphaltique coulable à chaud, et durcissant par simple refroidissement, caractérisé en ce qu'il contient un liant selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, et des charges, notamment charges minérales, telles que des fines, du sable et éventuellement des gravillons.
18. Béton bitumineux, caractérisé en ce qu'il contient un liant selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, et des agrégats minéraux comprenant du sable et des gravillons.
19. Produit asphaltique selon l'une des revendications 17 ou 18, caractérisé en ce qu'il contient de l'asphalte de récupération recyclé en fabrication.
20. Utilisation d'un produit asphaltique selon la revendication 17 pour la réalisation de revêtements d'étanchéité de bâtiments, de revêtements d'étanchéité d'ouvrages de Génie Civil, de revêtements de voiries ou d'aménagements urbains.
21. Utilisation d'un produit asphaltique selon la revendication 17 pour stabiliser des enrochements notamment sur des berges, ou remplir des tranchées de faible largeur, notamment pour des enfouissements de câblage de faible section.
22. Utilisation d'un béton bitumineux selon la revendication 18 comme revêtement de chaussée et de voirie.
23. Utilisation d'un liant selon l'une quelconque des revendications 1 à 15 pour enrober des déchets au cours d'un processus d'inertage desdits déchets.
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