ES2905982T3 - Procedimiento de fabricación de un revestimiento de vías de circulación - Google Patents

Abstract

Procedimiento de fabricación de un revestimiento de vías de circulación que comprende en superficie unos tubos de un dispositivo para intercambiador de calor, caracterizado por que comprende las etapas siguientes: a) esparcir a una temperatura inferior a 160ºC unos recubrimientos hidrocarbonados, que comprenden una fracción granular, un aglutinante hidrocarbonado, para formar una capa de integración (2), siendo trabajables dichos recubrimientos hidrocarbonados, que tienen una trabajabilidad, medida según la norma 98-258-1 de 2013, con un medidor de trabajabilidad Nynas a la temperatura de implementación de los recubrimientos hidrocarbonados, inferior a 400 N, y después b) depositar unos tubos (1) sobre esta capa de integración, siendo dichos tubos de polímero, que presentan una resistencia al aplastamiento superior a 3000 N por metro lineal de tubos a 100ºC, un coeficiente de dilatación térmica inferior a 200.10-6 K-1 a 20ºC de manera que permita su indentación incluso en ausencia de unos medios de enfriamiento o de unos medios de puesta a presión; siendo la resistencia al aplastamiento de los tubos determinada según el protocolo siguiente: - recortar una muestra de tubo, de una longitud comprendida entre 5 cm y 10 cm, - colocar a continuación esta muestra durante 2 horas en un horno a una temperatura de 100ºC, - posicionar la muestra sobre su generatriz entre los dos platos paralelos de una prensa, colocados en un recinto climático regulado a 100ºC, - imponer a la muestra un desplazamiento de 10 mm/min a través de la prensa, - determinar el valor de resistencia al aplastamiento cuando el diámetro de la muestra se divide por dos con respecto al diámetro inicial de la muestra, - expresar la resistencia al aplastamiento en Newton por metro lineal de tubo utilizando la relación: siendo: - Rt: resistencia al aplastamiento del tubo en N/m - Ft: fuerza desarrollada para aplastar el tubo hasta una reducción a la mitad de su diámetro en N - Lt: longitud de la muestra sometida al ensayo en mm, y después c) indentar los tubos depositados en dicha capa de integración por compactación de dichos recubrimientos durante el tiempo de trabajabilidad de dichos recubrimientos, para formar una capa de integración que comprende unos tubos del dispositivo para intercambiador de calor, y después d) aplicar por encima una capa de superficie para revestimiento de vías de circulación, en particular una capa de rodadura (4).

Description

DESCRIPCIÓN

Procedimiento de fabricación de un revestimiento de vías de circulación

La invención se refiere a un procedimiento de fabricación de un revestimiento de vías de circulación que comprende en superficie un dispositivo para intercambiador de calor que prevé recuperar energía térmica de las calzadas de vías de circulación o restituir energía térmica a la calzada.

Existen aproximadamente 32 millones de kilómetros de carreteras revestidas en el mundo. Las calzadas son unas superficies más o menos planas, generalmente de color oscuro, lo cual las hace interesantes para la presente invención: sus propiedades térmicas hacen que sean capaces de almacenar grandes cantidades de energía térmica durante el día, gracias a la insolación recibida. En un contexto mundial de desarrollo de las energías renovables, parece totalmente conveniente intentar recuperar esta energía gratuita captada por las calzadas.

Entre los diferentes materiales utilizados para la construcción de las calzadas, en particular el asfalto colado, los recubrimientos bituminosos, el hormigón, el macadam o la arena, los recubrimientos bituminosos son uno de los materiales que aumenta más en temperatura durante el día a causa de su menor reflectividad y de su conductividad térmica moderada.

Se conoce ya la utilización de las calzadas como colectores térmicos para múltiples usos: enfriamiento de las calzadas para evitar la deformación permanente susceptible de aparecer en verano, recuperación del calor almacenado para aportar energía a edificios adyacentes.

Se conoce asimismo el uso de la geotermia para calentar la calzada, en particular para retirar la nieve de las carreteras en invierno (calzadas de calentamiento).

El documento DE 20 2004 006 198 U describe un sistema para la recuperación de la energía térmica de las calzadas en el que se instalan unos tubos bajo la carretera. Este sistema necesita una capa de protección de los tubos que afecta a las prestaciones energéticas. En efecto, los tubos están alejados de la capa de rodadura, que constituye el colector térmico.

La solicitud de patente WO 99/34155 describe un sistema para la recuperación de la energía térmica de las calzadas en el que unos tubos están integrados en unos recubrimientos bituminosos porosos calientes (110-160°C). Esta solicitud enseña que los recubrimientos bituminosos deben ser porosos, incluso muy porosos, para permitir la integración de los tubos. Una capa adhesiva está prevista para llenar los espacios vacíos entre los tubos y el asfalto poroso. Los tubos deben ser enfriados, mediante la puesta en circulación de un agente refrigerante a presión, durante la integración y las fases de paso de las máquinas de obra. El enfriamiento de los tubos y su puesta a presión permite protegerlos térmicamente, mecánicamente y sobre todo evitar una contracción térmica cuando tiene lugar la colocación de los tubos en un recubrimiento todavía caliente. Además, conviene asimismo controlar el ángulo de los tubos con el eje de los rodillos del compactador.

En la obra, es costoso y problemático tener que enfriar y/o poner a presión los tubos cuando tiene lugar la colocación.

Además, la capa adhesiva, necesaria para llenar los espacios vacíos, es desfavorable para las propiedades mecánicas del recubrimiento.

Por último, según este procedimiento, se deben utilizar unos medios particulares, costosos, cuando tiene lugar el paso subsiguiente de las orugas de las asfaltadoras u otras máquinas de obra.

La invención pretende resolver estos problemas proponiendo un procedimiento de fabricación de un revestimiento de vías de circulación que comprende los tubos de un intercambiador de calor:

- que permita indentar unos tubos con la geometría considerada, sea cual sea la curvatura de los tubos y que puede comprender así unas curvas, unos bucles, etc.,

- que no deje espacios vacíos entre los tubos y la capa que los integra, que no necesita así la adición de una capa adhesiva para llenar espacios vacíos y/o de producto de relleno;

- que no necesite ningún enfriamiento de los tubos mediante la puesta en circulación de un agente refrigerante, durante la colocación y/o la indentación y/o las etapas subsiguientes de fabricación del revestimiento de vías de circulación, incluido cuando tiene lugar el paso de las máquinas de obra;

- que no necesite una puesta a presión de los tubos durante la colocación y/o la indentación y/o las etapas subsiguientes de fabricación del revestimiento de vías de circulación, incluido cuando tiene lugar el paso de las máquinas de obra;

- que no necesite un control del ángulo de los tubos con el eje del rodillo compactador;

- económico, de fácil implementación, que permita

° la instalación con cadencia elevada de un intercambiador de calor

° preparar un revestimiento de vías de circulación que pueda soportar cualquier tráfico, incluido un tránsito intenso

El procedimiento según la invención permite asimismo un intercambio térmico optimizado, en particular minimizando la cantidad de vacío alrededor de los tubos del intercambiador de calor.

Por último, ventajosamente, mediante el procedimiento según la invención, la presencia del dispositivo para el intercambiador de calor no limita el reciclaje del revestimiento de vías de circulación.

Según la norma NF P 98-149, de junio de 2002, se entiende:

- por "reciclaje", la introducción, en un ciclo de fabricación de recubrimientos en caliente o templados, de una proporción determinada de recubrimientos de recuperación (recubrimientos reciclados). El reciclaje se puede realizar en la planta o in situ. En este último caso, se puede realizar, o bien por termorreciclaje o bien por fresado en frío, amasado en caliente de los agregados (fresados) en un material automotor, y recolocación

- por "termorreciclaje", reciclaje en el lugar por calentamiento, fraccionamiento, amasado del recubrimiento antiguo con las correcciones necesarias (recubrimiento, granulados y aglutinante de regeneración) y nueva implementación de la mezcla obtenida

- por "fresado", una operación de desagregación y de retirada de materiales relacionados con la ayuda de un tambor rotativo equipado con herramientas adaptadas (dientes, picos, cuchillas).

Estos problemas técnicos se resuelven integrando unos tubos particulares en unos recubrimientos hidrocarbonados particulares mediante el procedimiento según la invención.

La presente invención tiene así por objeto un procedimiento de fabricación de un revestimiento de vías de circulación que comprende en superficie unos tubos de un dispositivo para intercambiador de calor, caracterizado por que comprende las etapas siguientes:

a) esparcir a una temperatura inferior a 160°C unos recubrimientos hidrocarbonados, que comprenden una fracción granular, un aglutinante hidrocarbonado, siendo trabajables dichos recubrimientos hidrocarbonados, que tienen una trabajabilidad, medida con un medidor de trabajabilidad Nynas a la temperatura de implementación de los recubrimientos hidrocarbonados, inferior a 400N, y después b) depositar unos tubos, teniendo dichos tubos una resistencia al aplastamiento superior a 3000 N por metro lineal de tubos a 100°C, una dilatación térmica inferior a 200.10'6 K'1 a 20°C de manera que permita su indentación incluso en ausencia de medios de enfriamiento, y después

c) indentar los tubos depositados en dicha capa de integración por compactación de dichos recubrimientos durante el tiempo de trabajabilidad de dichos recubrimientos, para formar una capa de integración que comprende unos tubos de un dispositivo para intercambiador de calor, y después

d) aplicar por encima una capa de superficie para revestimiento de vías de circulación, en particular una capa de rodadura.

Recubrimientos hidrocarbonados

Un recubrimiento hidrocarbonado es una mezcla de una fracción granular, que comprende unos granulados y arena, y de aglutinante hidrocarbonado aplicado en una o varias capas para constituir la calzada de las carreteras. Los recubrimientos hidrocarbonados en caliente se fabrican en caliente (generalmente entre 130°C y 170°C) y se aplican en caliente (generalmente entre 110°C y 160°C).

El recubrimiento templado cumple con todas las especificaciones del recubrimiento en caliente, pero se produce y se implementa a una temperatura inferior entre 30°C y 60°C con respecto al recubrimiento en caliente. De esta manera, los recubrimientos hidrocarbonados templados se fabrican a unas temperaturas comprendidas entre 100°C y 140°C y se aplican a unas temperaturas comprendidas entre 80°C y 130°C.

Los recubrimientos hidrocarbonados en caliente o templados se depositan por esparcido, por ejemplo con una asfaltadora o una niveladora, y después se compactan.

Unos recubrimientos hidrocarbonados se han desarrollado especialmente para una implementación optimizada del procedimiento según la invención.

Ventajosamente, los elementos de la fracción granular de los recubrimientos hidrocarbonados tienen unas dimensiones comprendidas entre 0 mm y 20 mm, ventajosamente entre 0 mm y 14 mm, más ventajosamente entre 0 mm y 10 mm, aún más ventajosamente entre 0 mm y 6 mm.

Por "fracciones sólidas minerales" se entiende en la presente invención cualquier fracción sólida que se puede utilizar para la realización de recubrimientos hidrocarbonados, en particular para la construcción de carreteras, que comprende en particular los granulados minerales naturales (gravilla, arena, finos) procedentes de cantera o de grava, los productos de reciclaje tales como los agregados de recubrimientos procedentes del reciclaje de los materiales recuperados en la reparación de carreteras, así como de los excedentes de centrales de recubrimiento, los desechos de fabricación, los granulados procedentes del reciclaje de materiales de carreteras incluidos los hormigones, las lechadas, en particular las escorias, los esquistos, en particular la bauxita o el corindón, los polvos de caucho procedentes del reciclaje de neumáticos en particular, los granulados artificiales de cualquier origen y procedentes por ejemplo de cenizas de fondo de horno de incineración de los residuos domésticos (MIDN), así como sus mezclas en cualquier proporción.

En el marco de la invención, la fracción granular comprende ventajosamente:

- unos elementos inferiores a 0,063 mm (rellenos o finos)

- arena cuyos elementos están comprendidos entre 0,063 mm y 2 mm;

- unos elementos, en particular gravas, que tienen unas dimensiones

° comprendidas entre 2 mm y 6 mm;

° eventualmente, comprendidas entre 6 mm y 10 mm;

° eventualmente, comprendidas entre 10 mm y 14 mm;

° eventualmente, comprendidas entre 14 mm y 20 mm.

En particular, la fracción granular comprende ventajosamente:

- unos elementos inferiores a 0,063 mm (rellenos o finos)

- arena cuyos elementos están comprendidos entre 0,063 mm y 2 mm;

- unos elementos, en particular gravas, que tienen unas dimensiones

° comprendidas entre 2 mm y 6 mm;

° eventualmente, comprendidas entre 6 mm y 10 mm.

Ventajosamente, una granulometría pequeña (en particular 0/10, ventajosamente 0/6) permite mejorar el contacto entre los tubos y el recubrimiento hidrocarbonado.

El tamaño de los granulados minerales se mide mediante los ensayos descritos en la norma NF EN 933-2 (versión de mayo de 1996).

Por "finos minerales" o "rellenos", se entiende cualquier carga mineral o silícea, que pasa a través de un tamiz de malla cuadrada de 0,063 mm de lado. Los finos pueden ser unos finos naturales o de aporte, por ejemplo unos finos calcáreos (carbonato de calcio), cemento o cal hidratada, o de recuperación.

Se entiende por "agregados de recubrimientos", unos recubrimientos (mezcla de granulados y de aglutinantes bituminosos) procedentes de fresado de capas de recubrimiento, de trituración de placas extraídas de calzadas de recubrimientos, de trozos de placas de recubrimientos, de residuos de recubrimientos o de excedentes de producciones de recubrimientos (los excedentes de producciones son unos materiales recubiertos o parcialmente recubiertos en planta que resultan de las fases transitorias de fabricación).

En la fracción granular, el contenido de finos (elementos que tienen un tamaño inferior o igual a 0,063 mm), varía ventajosamente entre el 4% y el 15% en volumen, con respecto al volumen total de la fracción granular.

En la fracción granular, el contenido de elementos que tienen un tamaño superior a 0,063 mm e inferior o igual a 2 mm, en particular arena, varía ventajosamente entre el 15% y el 80% en volumen, con respecto al volumen total de la fracción granular.

En la fracción granular, el contenido de elementos que tienen un tamaño superior a 2 mm, ventajosamente hasta 6 mm, varía entre el 5% y el 81% en volumen, con respecto al volumen total de la fracción granular.

La conductividad térmica, A, de los recubrimientos hidrocarbonados puede ser superior o igual a 1 W/m.K, ventajosamente superior o igual a 1,4 W/m.K, más ventajosamente superior o igual a 2 W/m.K. La conductividad térmica será generalmente inferior a 10 W/m.K.

La ausencia de vacío significativo alrededor de los tubos permite un buen contacto térmico. Se busca maximizar la conductividad de la capa de integración cuando se desea captar la energía.

Sin embargo, para determinadas aplicaciones, tales como la retirada de nieve de calzadas, se puede buscar orientar al máximo la energía transportada por el fluido caloportador, que circula por los tubos, hacia la superficie. Entonces se buscará una capa de integración aislante para minimizar cualquier desperdicio de calor que no sea hacia la superficie.

Una capa aislante de este tipo se puede obtener utilizando unos granulados particulares.

Así, en otra variante de la invención, la conductividad térmica, A, de los recubrimientos hidrocarbonados es inferior a 1 W/m.K, ventajosamente es inferior a 0,8 W/m.K, más ventajosamente inferior o igual a 0,7 W/m.K. La conductividad térmica será generalmente superior a 0,033 W/m.K.

En esta variante, la fracción granular de los recubrimientos hidrocarbonados comprende ventajosamente unos elementos seleccionados de entre unos granulados ligeros de densidad inferior a 2,6 t/m3, ventajosamente de densidad inferior a 1,6 t/m3.

Ventajosamente, la totalidad o parte de los granulados ligeros son unos granulados ligeros no absorbentes que tienen un coeficiente de absorción de agua inferior al 15%. Ventajosamente, los granulados ligeros y no absorbentes tienen ventajosamente una densidad comprendida entre 1,1 t/m3 y 1,5 t/m3.

Además de ser ligeros, los granulados son ventajosamente no absorbentes. La propiedad de "no absorbente" se caracteriza por la medición del coeficiente de absorción de agua. En el sentido de la presente invención, un granulado no absorbente es un granulado que tiene un coeficiente de absorción de agua inferior al 15%, comprendido ventajosamente entre el 3% y el 15%, comprendido más ventajosamente entre el 6% y el 13%. El coeficiente de absorción de agua se mide según el protocolo normalizado descrito en la norma NF EN 1097-6 (versión de junio de 2001 completada por la versión de febrero de 2006). El "coeficiente de absorción de agua" es la relación entre el aumento de masa de una muestra de granulados y su masa seca, tras el paso por el horno, debido a la penetración del agua en los poros accesibles para el agua. Se calcula el coeficiente de absorción de agua (en porcentaje de la masa seca) (WA24) de acuerdo con la ecuación siguiente:

en la que:

M1 es la masa de los granulados saturados y superficialmente secos en el aire, en gramos;

M4 es la masa de la toma de ensayo secada en el horno en el aire, en gramos;

Las masas M1 y M4 se miden según el protocolo siguiente. Los granulados se sumergen en agua (temperatura ambiente, en particular 22 ± 3°C) durante un tiempo suficiente (ventajosamente 24 horas). Los granulados se recuperan a continuación, se secan con un trapo, se extienden en una capa monogranular y se dejan expuestos al aire libre pero al abrigo de los rayos del sol o de cualquier otra fuente de calor hasta que hayan desaparecido las películas de agua visibles. Se pesan los granulados (M1). A continuación, se transfieren los granulados a una bandeja y se colocan en el horno a una temperatura de (110 ± 5)°C hasta la masa constante (M4).

El coeficiente de absorción de agua se mide mediante el procedimiento del picnómetro (los granulados se cargan en un picnómetro lleno de agua).

Estos granulados ligeros y no absorbentes presentan por otro lado una buena resistencia mecánica.

Estos granulados tienen ventajosamente un porcentaje de vacío superior al 50%, siendo los poros mayoritariamente unos poros cerrados. Así, ventajosamente más del 90% en número de poros son poros cerrados, ventajosamente más del 95% y hasta el 100% de los poros son unos poros cerrados. Estos poros cerrados permiten asegurar que el aglutinante no es absorbido por los granulados. Así, las propiedades del recubrimiento no evolucionan más que las de un recubrimiento convencional. El porcentaje de vacío es ventajosamente superior al 60%, comprendido más ventajosamente entre el 65% y el 80%, incluso comprendido más ventajosamente entre el 65% y el 75%. El porcentaje de vacío se puede determinar mediante el procedimiento geométrico, tal como el descrito en la norma NF EN 12697-6 de agosto de 2012, o mediante un procedimiento de densimetría de rayos gamma, tal como el descrito en la norma NF EN 12697-7 de junio de 2003.

Estos granulados ligeros y no absorbentes son ventajosamente pizarra expandida, en particular pizarra expandida de Mayenne. Más ventajosamente, estos granulados son los granulados comercializados por la compañía Granulats Expansés de la Mayenne con la marca Granulex®.

Los recubrimientos comprenden un aglutinante. El aglutinante es el que permite pegar los granulados entre sí y asegurar una buena resistencia mecánica de la calzada. Un aglutinante puede ser bituminoso o vegetal o sintético. El aglutinante puede ser asimismo una mezcla de aglutinantes procedentes de estos diferentes orígenes.

Se entiende por "aglutinante", un aglutinante hidrocarbonado, ventajosamente de origen fósil, o cualquier aglutinante de origen vegetal o sintético, que se puede utilizar para la realización de un recubrimiento hidrocarbonado. Ventajosamente, se trata de cualquier composición que contiene bitumen, eventualmente un aditivo de trabajabilidad y eventualmente uno o varios aditivos y/o uno o varios emulsionantes y/o uno o varios agentes de viscosidad y/o uno o más fluidificantes y/o uno o varios plastificantes y/o cualquier otro aditivo que permita ajustar sus propiedades, como por ejemplo la adhesividad. A título de ejemplo, se citarán los bitúmenes, los bitúmenes modificados por elastómeros y/o plastómeros.

El aglutinante puede ser de cualquier grado. El aglutinante puede ser un aglutinante duro o blando.

En una variante ventajosa de la invención, se utilizarán los aglutinantes de carreteras que cumplen las normas NF EN 12591 (2009, bitúmenes puros) o NF EN 13924 (2006, bitúmenes duros) o NF EN 14023 (2010, bitumen modificado por polímeros).

Ventajosamente, el aglutinante es de grado 35 /50

Ventajosamente, el aglutinante comprende asimismo un polímero.

El "polímero" que modifica el aglutinante al que se hace referencia en la presente invención, se puede seleccionar de entre los polímeros naturales o sintéticos. Se trata por ejemplo de un polímero de la familia de los elastómeros, sintéticos o naturales, y de manera indicativa y no limitativa:

- los copolímeros estadísticos, de múltiples secuencias o en estrella, de estireno y de butadieno o de isopreno en cualquier proporción (en particular copolímeros bloque de estireno-butadieno-estireno (SBS), de estireno-butadieno (SB, SBR por caucho de estireno-butadieno), de estireno-isopreno-estireno (SIS)) o los copolímeros de la misma familia química (isopreno, caucho natural, etc.), eventualmente reticulados in situ, - los copolímeros de acetato de vinilo y de etileno en cualquier proporción,

- los copolímeros del etileno y de ésteres del ácido acrílico, metacrílico o del anhídrido maleico, los copolímeros y terpolímeros de etileno y de metacrilato de glicidilo-) y las poliolefinas, en particular el polietileno.

El polímero se selecciona ventajosamente de entre los copolímeros estadísticos, de múltiples secuencias o en estrella, de estireno y de butadieno o de isopreno, los copolímeros de acetato de vinilo y de etileno y el polietileno. El polímero que modifica el bitumen puede ser seleccionado de entre los polímeros de recuperación, por ejemplo "polvos de caucho" u otras composiciones a base de caucho, reducidas a trozos o en polvo, obtenidas por ejemplo a partir de neumáticos usados o de otros desechos a base de polímeros (cables, embalaje, agrícolas, etc.) o también cualquier otro polímero utilizado habitualmente para la modificación de los bitúmenes tales como los citados en la Guía técnica escrita por la Association Internationale de la Route (AIPCR) y editada por el Laboratoire Central des Ponts et Chaussées "Use of Modified Bituminous Binders, Special Bitumens and Bitumens with Additives in Road Pavements" (París, LCPC, 1999), así como cualquier mezcla en cualquier proporción de estos polímeros.

En el caso de polímero de recuperación, en particular de desechos, prácticamente podrá ser añadido cuando tiene lugar el recubrimiento, por ejemplo con la fracción mineral sólida.

El contenido de polímero en el aglutinante varía ventajosamente entre el 2% y el 20% en peso, más ventajosamente entre el 2% y el 10% en peso, aún más ventajosamente entre el 4% y el 8% en peso, con respecto al peso total del aglutinante.

En los recubrimientos según la invención, el contenido de aglutinante varía ventajosamente entre el 7,5% y el 24% en volumen, con respecto al volumen total del recubrimiento, más ventajosamente entre el 11% y el 23% en volumen.

Los recubrimientos hidrocarbonados según la invención se depositan mediante esparcido, por ejemplo con una asfaltadora o una niveladora, y después se compactan. Esta compactación permite reducir el contenido de vacíos (V), inferior, tras la implementación y enfriamiento, al 15%, más ventajosamente inferior al 10% (véase la norma NF EN 12697-5, -6, -8 de 2012).

Los recubrimientos hidrocarbonados utilizados en el procedimiento según la invención son trabajables. Unos recubrimientos hidrocarbonados particularmente adaptados tienen una trabajabilidad, medida con un medidor de trabajabilidad Nynas a la temperatura de implementación de los recubrimientos hidrocarbonados, inferior a 400 N, ventajosamente inferior a 350 N, más ventajosamente inferior a 300 N, aún más ventajosamente inferior a 250 N. La trabajabilidad es generalmente superior a 50 N a la temperatura de implementación de los recubrimientos hidrocarbonados.

Los recubrimientos hidrocarbonados utilizados en el procedimiento según la invención son asimismo, ventajosamente, compactos.

Con el fin de garantizar un buen contacto y permitir así un acoplamiento térmico suficiente entre el recubrimiento y el tubo, la compacidad de la fórmula de recubrimiento medida por medio de una prensa de cizalla rotativa de 60 rotaciones, según la norma NF EN 12697-31 de agosto de 2007 es ventajosamente superior al 90%, más ventajosamente superior al 93%. La compacidad puede llegar hasta el 99,9%.

Se recuerda que C+V=100.

Se pueden implementar varios procedimientos, individual o conjuntamente, para mejorar la trabajabilidad del asfalto.

En un primer procedimiento, se puede añadir al aglutinante un aditivo de trabajabilidad.

Este aditivo de trabajabilidad puede ser un aditivo que presenta una temperatura de fusión superior a 60°C e inferior a 130°C. Dicho aditivo tiene una temperatura de fusión superior a 60°C, ventajosamente superior a 80°C. Dicho aditivo tiene una temperatura de fusión inferior a 130°C, ventajosamente inferior a 120°C. Dicho aditivo permite conferir trabajabilidad a los recubrimientos hidrocarbonados.

Este aditivo permite reducir la viscosidad del aglutinante para bajar la temperatura de fabricación y de implementación de los recubrimientos hidrocarbonados conservando al mismo tiempo las propiedades mecánicas requeridas, mejorar la trabajabilidad, mejorar la compacidad.

En particular, dicho aditivo es por lo menos un triglicérido de ácidos grasos, siendo dicho ácido graso seleccionado de entre el grupo constituido por los ácidos grasos saturados, que comprenden entre 12 y 30 átomos de carbono, ventajosamente entre 12 y 20 átomos de carbono, y que pueden ser sustituidos por lo menos por una función hidroxilo o por un radical alquilo de C1-C4. Un ácido graso saturado no comprende ninguna insaturación (doble o triple enlace carbono carbono). En particular, el ácido graso se selecciona de entre el grupo constituido por los ácidos grasos saturados que comprenden entre 12 y 30 átomos de carbono, eventualmente sustituidos por lo menos por una función hidroxilo o por un radical alquilo de C1-C4, en particular el ácido graso se selecciona de entre el grupo constituido por el ácido 12-hidroxi-octadecanoico, el ácido hexadecanoico, el ácido octadecanoico, el ácido 9,10-dihidroxi-octadecanoico, el ácido icosanoico, el ácido nonadecanoico, y sus mezclas.

El aditivo de trabajabilidad es ventajosamente un triglicérido de ácidos grasos, siendo el ácido graso seleccionado ventajosamente de entre el grupo definido anteriormente. En particular, el aditivo comprende por lo menos un triglicérido del cual una molécula de ácido graso está constituida por el ácido 12-hidroxi-octadecanoico. Dicho aditivo está descrito por ejemplo en la solicitud EP 2062941.

El contenido de aditivo estará comprendido ventajosamente entre el 1% y el 6% en masa con respecto a la masa total de aglutinante.

Se conocen asimismo otros aditivos de trabajabilidad.

Como otro aditivo, se pueden citar asimismo unas ceras de origen animal, vegetal o de hidrocarburos, en particular unas ceras hidrocarbonadas de cadena larga (más de 30 átomos de carbono). En particular, se pueden citar las ceras hidrocarbonadas a base de polietileno o también de cera hidrocarbonada obtenida por la síntesis de Fischer Tropsch (tal como la cera de Fischer Tropsch comercializada con el nombre comercial Sasobit® por la compañía Sasol), de peso molecular superior a 400 g/mol e inferior a 6000 g/mol. Dichas ceras se describen por ejemplo en las patentes US 6588974, FR 2855523, EP 1017760, EP 690 102.

Como otro aditivo, se puede introducir asimismo un derivado de ácido graso seleccionado de entre el grupo constituido por los diésteres de ácido graso, los éteres de ácido graso, las ceras de amidas, las ceras de diamida y sus mezclas.

El aglutinante, según esta variante, contiene ventajosamente entre el 1 y el 6% en masa de dicha cera con respecto a la masa total del aglutinante.

Como aditivo de trabajabilidad, se puede introducir asimismo una resina natural, eventualmente modificada, de origen vegetal.

La mayoría de las resinas naturales o naturales modificadas de origen vegetal no tienen ningún punto de fusión determinado pero presentan una zona de reblandecimiento. La resina presenta ventajosamente un punto de reblandecimiento inferior a 130°C, aún más ventajosamente inferior a 120°C y además ventajosamente superior a 65°C.

El aglutinante contiene ventajosamente entre el 1 y el 6% en masa de dicha resina de origen vegetal con respecto a la masa total del aglutinante.

La resina de origen vegetal se elige ventajosamente de entre el grupo constituido por las colofonias naturales o naturales modificadas, los ésteres de colofonia, los jabones de colofonia, los terpenos, el tall oil, el dammar, las resinas acroides. La resina de origen vegetal es más particularmente una resina de colofonia, por ejemplo el glicerol éster de colofonia maleica. Se pueden citar por ejemplo los aditivos descritos en las patentes FR 2945818, FR 2 965271.

Se pueden citar asimismo los aditivos descritos en las patentes EP 2062943, FR 2939 143, FR 2901 279. El aditivo de trabajabilidad puede no tener ningún punto de fusión/cambio de estado en el intervalo de temperatura de interés. Por ejemplo, se puede introducir un fluidificante, denominado asimismo aceite de fluidificación, a base de materias grasas animales y/o vegetales (aceites y grasas). El aceite de fluidificación puede ser un aceite vegetal, un residuo de destilación de un aceite vegetal, uno de sus derivados tales como su parte ácido graso, una mezcla de ácidos grasos, un producto de transesterificación (por un alcanol de C1-C6), tal como un éster metílico del aceite vegetal o un derivado de resina alquídica del aceite vegetal. El aceite vegetal comprende unas cadenas grasas insaturadas. Dichos aceites se describen por ejemplo en las patentes FR 2910477, EP 900822, FR 2721 043, FR 2891 838.

Se podrán utilizar asimismo unos fluidificantes tales como los descritos en las patentes W02006/070104, WO2011/151387 y FR3054568.

Se pueden prever asimismo unos aditivos que disminuyen las tensiones superficiales en la interfaz aglutinante/granulado (mejor humectabilidad).

Se pueden utilizar por ejemplo los aditivos descritos en las solicitudes de patente FR 2883882, EP 1716207, EP 1 915420.

Se podrían utilizar asimismo unos polímeros superabsorbentes, tales como los descritos en la solicitud FR 2950893.

Se pueden obtener asimismo unos recubrimientos hidrocarbonados trabajables sin añadir ningún aditivo de trabajabilidad.

El aglutinante puede así ser expandido en espuma mediante el uso de agua. El agua puede ser el agua residual de los granulados o de aditivos que se vaporiza en contacto con granulados y con aglutinante calientes para hacer que el aglutinante se espume sin presión.

Un ejemplo de aditivo es una zeolita, natural y/o sintética, o su fase de síntesis inicial amorfa, tal como la descrita por ejemplo en la solicitud de patente WO2004/016565.

La zeolita es capaz de liberar bajo la acción del calor (es decir, a una temperatura superior a 110°C) unas moléculas de agua que se encuentran entre las capas o los intersticios de su red cristalina. La zeolita utilizada es ventajosamente una zeolita sintética del tipo A, P, X y/o Y. Preferentemente, se utilizará un granulado de zeolita de tipo A, en particular de fórmula bruta Na-i2(AlO2)12(SiO2)12, 27 H2O en la que Na2O es del 18%, AhO3 del 28%, SO 2 del 33% y H2O del 21%.

Se puede fabricar asimismo una espuma mediante la introducción en el aglutinante de aire y de agua a presión. Otro medio es secuenciar el recubrimiento, tal como se describe por ejemplo en las patentes EP0 384 094, EP 0524031, EP 0781887, EP 0552574, FR 2732239, EP 1668 184.

Por otro lado, los recubrimientos hidrocarbonados son ventajosamente resistentes a la formación de roderas, más ventajosamente con un porcentaje de roderas tras 30000 ciclos inferior al 7,5%, ventajosamente inferior al 5%. El sistema está así adaptado para un tráfico rodado, incluido para tráfico intenso.

Llegado el caso, para optimizar la resistencia a la formación de roderas, se utilizará ventajosamente un aglutinante aditivado con polímeros, tal como se ha descrito anteriormente.

Cuando los recubrimientos hidrocarbonados comprenden un aditivo de trabajabilidad con cambio de estado, este aditivo permitirá asimismo asegurar una buena resistencia a la formación de roderas.

Se puede añadir asimismo ácido polifosfórico, tal como se describe por ejemplo en las patentes WO2007/143016, WO2011/153267, WO2006/119354, FR 2852018.

Los recubrimientos según la invención pueden comprender asimismo uno o varios aditivos. Se pueden añadir aditivos o bien al aglutinante, o bien al granulado o bien al recubrimiento.

Los aditivos se pueden utilizar asimismo con fines estéticos, en particular para un cambio de color de los productos de carretera finales. Puede tratarse así de pigmento natural o no, tal como el óxido de hierro.

Dispositivo para intercambiador de calor

El dispositivo para intercambiador de calor comprende unos tubos, en los que podrá circular por lo menos un fluido caloportador.

Ventajosamente, los tubos están realizados de polímero. En efecto, se desea que la presencia del dispositivo en el revestimiento de vías de circulación no afecte a su reciclabilidad. El polímero se elige en función de la temperatura de aplicación de los recubrimientos hidrocarbonados. Se elige un polímero que tiene una temperatura de fusión o de ablandamiento o de transición vítrea superior a la temperatura de aplicación de los recubrimientos hidrocarbonados.

Una característica importante de estos tubos es su resistencia al aplastamiento y su dilatación térmica.

La resistencia al aplastamiento es la fuerza obtenida cuando el tubo se aplasta de tal manera que su diámetro exterior se divide por dos con respecto a su diámetro inicial.

Los tubos tienen una resistencia al aplastamiento superior a 3000 N por metro lineal de tubos a 100°C, ventajosamente superior a 4500 N, más ventajosamente superior a 10000 N.

En particular, los tubos tienen una resistencia al aplastamiento comprendida entre 3000 N y 100000 N, ventajosamente entre 4500 N y 100000 N, más ventajosamente entre 10000 N y 100000 N, por metro lineal de tubos a 100°C.

La dilatación térmica de los tubos es ventajosamente inferior a 200.10-6 K-1 a 20°C, más ventajosamente inferior a 160.10-6 K-1 a 20°C. La dilatación térmica de los tubos es generalmente superior a 10.10-6 K-1 a 20°C.

En efecto, se ha constatado, de manera sorprendente, que en los recubrimientos hidrocarbonados según la invención, cuando los tubos presentan una resistencia al aplastamiento y una dilatación térmica tales que, cuando tiene lugar el paso de la compactadora, los tubos se indentan sin deformarse y permanecen colocados, incluso a nivel de las curvas. No es necesario rellenarlos con un líquido de enfriamiento o cualquier otro medio de protección térmica y/o mecánica y/o de puesta a presión de los tubos. Esto constituye una ventaja económica significativa. En la obra, los extremos del tubo podrán permanecer abiertos en el exterior y los tubos se llenarán simplemente con aire ambiental. Se puede decir así que los tubos se colocan al vacío.

Sin embargo, la puesta en circulación de agua, ventajosamente a una temperatura inferior a 80°C, en particular de entre 5°C y 30°C, en los tubos, se podrá considerar cuando tiene lugar la indentación, es decir en la etapa c) o tras la indentación y antes de la aplicación de la capa siguiente, es decir después de la etapa c) y antes de la etapa d). Para un mismo polímero, la rigidez de los tubos y así la resistencia al aplastamiento, se podrá incrementar aumentando el grosor del revestimiento de los tubos.

Ventajosamente, la contracción en caliente de los tubos, medida según la norma NF EN ISO 2505, del 2005, es inferior al 3% (en horno, a 150°C durante 60 min.), más ventajosamente inferior al 2%.

Otra característica ventajosa de los tubos es su adherencia al aglutinante. Se considera que los tubos se adhieren al bitumen cuando se cumple el siguiente criterio: se encalan los tubos con emulsión catiónica de bitumen 50/70 dosificado al 65% en peso de bitumen, en esta operación si la emulsión no gotea en la superficie, la adherencia del tubo es suficiente.

Dichos tubos se adhieren a los recubrimientos hidrocarbonados según la invención y se indentan más fácilmente cuando tiene lugar la compactación.

A título de ejemplo de polímero adaptado, se puede citar el polietileno de alta densidad, el polietileno de alta densidad reticulado, el polipropileno, los copolímeros bloque de etileno-propileno.

Los tubos del dispositivo tienen ventajosamente un diámetro comprendido entre 5 mm y 30 mm. Los tubos del dispositivo tienen ventajosamente un grosor de revestimiento comprendido entre 1 mm y 5 mm.

Los tubos son conformados ventajosamente previamente con la geometría deseada. Así, el procedimiento según la invención comprende una etapa en la que se impone una geometría a los tubos del dispositivo para intercambiador de calor antes de la etapa b) de depósito.

Esta etapa se puede realizar previamente en fábrica o en taller al lado de la vía.

La geometría impuesta puede ser cualquier geometría que permita optimizar los intercambios térmicos de la capa en funcionamiento, en particular en función de las aplicaciones buscadas. El procedimiento según la invención permite indentar los tubos sea cual sea su curvatura y ofrece así una gran flexibilidad en la geometría.

Desde un punto de vista térmico, se favorecen los intercambios cuando los tubos indentados del dispositivo dibujan un patrón que comprende N líneas rectas paralelas sustancialmente de la misma longitud y N-1 curvas cuyo ángulo de curvatura puede estar comprendido entre 90° y 180°. La separación entre las rectas paralelas será ventajosamente de entre 10 cm y 45 cm, más ventajosamente de entre 20 cm y 40 cm.

Antes de la etapa b), los tubos podrán estar libres o posicionados en un sustrato.

Cuando están libres, su geometría es impuesta ventajosamente por la memoria de forma. Si no, el sustrato sirve para mantener la geometría y facilitar así el posicionamiento de los tubos soportándolos.

El sustrato está constituido por ejemplo por un geomaterial sintético, tal como un geotextil o una geomalla, constituido por polímero, eventualmente por bitumen, eventualmente por fibras minerales u orgánicas, tejido o no tejido. El sustrato es preferentemente permeable al agua y a la emulsión de bitumen para favorecer el pegado. Las fibras pueden ser en particular unas fibras de vidrio.

El sustrato puede permanecer en la capa de integración o ser retirado tras la etapa b) o c).

Al permanecer el sustrato en la capa de integración tras la indentación, permite asimismo reforzar la estructura de dicha capa.

Los materiales que constituyen los tubos y el sustrato permiten ventajosamente un reciclaje simultáneo de los recubrimientos hidrocarbonados de la capa de integración, eventualmente de las otras capas, de los tubos y del soporte, cuando está presente, cuando se retira el revestimiento de la vía de circulación, por ejemplo tras una operación de fresado. En particular, el dispositivo para intercambiador de calor indentado en dicha capa de integración no comprende ningún elemento metálico.

El dispositivo está acondicionado ventajosamente en placa o en rollo, más ventajosamente en rollo. El acondicionamiento en placa limita las dimensiones para asegurar una entrega por camión: las dimensiones máximas de una carga son una longitud de 12 m por una anchura del orden de 2,60 m.

Preferentemente se acondiciona en fábrica pero se puede preparar en el taller al lado de la vía.

El acondicionamiento en placa o en rollo permite la colocación del dispositivo al mismo tiempo que la realización de la calzada y permite asegurar unas cadencias compatibles con la gestión de una obra.

El acondicionamiento en placa o en rollo permite asimismo limitar los elementos introducidos en la calzada con el fin de conservar las propiedades mecánicas de la carretera.

En funcionamiento, un fluido caloportador circula por los tubos del dispositivo para intercambiador de calor. El fluido caloportador puede ser agua o agua glicolada para disminuir el punto de congelación y la resistencia al frío. Se prefiere un agua glicolada no nociva de naturaleza mono-propilenglicol, como lo recomendado por la norma NF X10-970 de enero de 2011.

Se podrán añadir al fluido caloportador unos aditivos, en particular unos aditivos fungicidas y bactericidas. Se evita así un tratamiento de superficie de los tubos, tal como una barrera antioxígeno, que podría ser desfavorable para la adhesión.

Descripción detallada del procedimiento

El procedimiento según la invención se caracteriza por que unos tubos de un dispositivo para intercambiador de calor están integrados en una capa de recubrimientos hidrocarbonados, denominada capa de integración, por indentación. Esta capa de integración podrá soportar cualquier tráfico, incluido tráfico intenso.

A continuación, se recubre la capa de integración por lo menos por una capa de revestimiento de vías de circulación:

i. adaptada al tráfico, desde poco tráfico hasta tráfico intenso en función de las composiciones de las capas de la calzada

ii. que captará la energía solar (en modo de recuperación de energía) o que deberá ser calentada (en modo de restitución de energía).

La vía de circulación podrá ser de superficie ancha, lo cual proporcionará un intercambiador de calor de grandes dimensiones.

Para optimizar los rendimientos energéticos, la capa de integración está cerca de la superficie. En particular, el grosor combinado de la o de las capas aplicadas a continuación sobre dicha capa de integración es inferior a 30 cm, ventajosamente inferior a 10 cm. Por ejemplo, puede estar comprendido entre 2 cm y 30 cm, ventajosamente entre 6 cm y 10 cm.

La capa de revestimiento de la vía de circulación podrá comprender una multicapa constituida como mínimo por una capa de unión y por una capa de rodadura.

En una variante, la capa de unión tiene un grosor comprendido entre 4 cm y 14 cm, ventajosamente entre 4 cm y 7 cm.

En una variante, la capa de rodadura tiene un grosor comprendido entre 2 cm y 10 cm, ventajosamente entre 5 cm y 7 cm.

Para todos los grosores, salvo que se indique lo contrario, se trata del grosor después de la compactación. El procedimiento según la invención permite integrar los tubos del dispositivo para intercambiador de calor en una capa de integración en la realización de la calzada que integra dicha capa de integración.

Los tubos se indentan en la capa de integración durante el tiempo de implementación del recubrimiento hidrocarbonado de la capa de integración, antes del final de la compactación. Esta duración de implementación está definida por la trabajabilidad del recubrimiento hidrocarbonado.

Una indentación exitosa depende tanto de la trabajabilidad del recubrimiento hidrocarbonado como de la resistencia al aplastamiento del tubo. Cuanto más resistente al aplastamiento sea el tubo, mayor será el umbral de tolerancia en la trabajabilidad de los recubrimientos. Cuanto más trabajables sean los recubrimientos hidrocarbonados, mayor será el umbral de tolerancia en la resistencia al aplastamiento de los tubos.

Sin embargo, sea cual sea el recubrimiento trabajable, el tubo presenta una resistencia al aplastamiento superior a 3000 N por metro lineal de tubos a 100°C.

Sin embargo, sea cual sea el tubo, la trabajabilidad mínima del recubrimiento, medida con un medidor de trabajabilidad Nynas a la temperatura de implementación de los recubrimientos hidrocarbonados, es inferior a 400N.

En un modo de realización de la invención, la trabajabilidad del recubrimiento está comprendida entre 300 N y 400 N. Entonces, la resistencia al aplastamiento de los tubos es superior a 4500 N por metro lineal de tubos a 100°C. En otro modo de realización de la invención, la trabajabilidad del recubrimiento es inferior a 300 N. Entonces, la resistencia al aplastamiento de los tubos es superior a 3000 N por metro lineal de tubos a 100°C.

La profundidad de indentación varía ventajosamente entre 0,5 d y 1,5 d, más ventajosamente entre 0,8 d y 1,2 d, representando d el diámetro de los tubos. Para asegurar una planeidad de la capa de integración, es deseable que no más de la mitad del diámetro de los tubos sobresalga de la capa. Por el contrario, para asegurar buenos intercambios térmicos con la calzada por encima, los tubos deben estar tan cerca de la superficie como sea posible.

Una gran ventaja del procedimiento según la invención es que la compactación se puede realizar directamente, sin necesitar etapas suplementarias de protección de los tubos.

Además, las etapas siguientes, de aplicación por encima de la capa de integración de la o de las capas de superficie para revestimiento de vías de circulación se pueden realizar directamente, sin necesitar ninguna etapa suplementaria de protección de los tubos. En efecto, la capa de integración permite no solo mantener en el suelo la geometría buscada, sino también proteger los tubos.

Los recubrimientos hidrocarbonados se esparcen según los procedimientos tradicionales, ventajosamente con la asfaltadora. Se podrán utilizar unos recubrimientos hidrocarbonados en caliente o templados, con una preferencia por unos recubrimientos hidrocarbonados templados.

En particular, la temperatura de implementación de los recubrimientos hidrocarbonados es inferior a 160°C, ventajosamente inferior a 140°C, más ventajosamente inferior a 130°C. En un modo de realización, la temperatura de implementación de los recubrimientos hidrocarbonados está comprendida entre 60°C y 120°C, comprendida ventajosamente entre 90°C y 120°C.

Los tubos del dispositivo se depositan y se indentan a continuación por compactación en los recubrimientos hidrocarbonados durante su tiempo de implementación. Mediante el procedimiento según la invención, los tubos no son degradados, en particular deformados, por los rodillos del compactador y permanecen en posición, sea cual sea su curvatura, e incluso en los bucles o virajes. Lo mismo ocurre cuando las asfaltadoras, incluidas las de orugas, pasan a continuación sobre los tubos indentados.

Como es habitual, la compactación se podrá realizar en varias pasadas.

Ventajosamente, no se aplica ninguna vibración en la compactación. Así, ventajosamente, en la etapa c) no se aplica ninguna vibración.

El acondicionamiento de los tubos en forma de rollo o de placas permite asegurar una cadencia elevada de colocación. Ventajosamente, la cadencia de colocación y de indentación es superior a 2 m/min, más ventajosamente de 4 m/min a 10 m/min.

La colocación de los tubos simultánea con el diseño de la capa de integración según la invención, en particular con un recubrimiento hidrocarbonado compacto, permite asegurar un contacto óptimo entre los tubos y los recubrimientos hidrocarbonados y limitar así la presencia de vacío alrededor de los tubos. El procedimiento según la invención no necesita así el uso de un material de relleno y/o adhesivo.

Ventajosamente, el dispositivo para intercambiador de calor integrado en la capa de integración no comprende ningún elemento metálico. Así, los materiales que constituyen el dispositivo (los tubos, el sustrato y eventuales elementos de sujeción) no constituyen obstáculo para un reciclaje, ventajosamente simultáneo, de los recubrimientos, tal como ya se ha explicado anteriormente.

La adición de tubos, de polímero, en la capa de superficie tampoco es perjudicial para su reciclaje.

La capa de integración comprende ventajosamente menos del 10%, más ventajosamente menos del 5%, aún más ventajosamente menos del 1%, en volumen de polímero por m3 de recubrimientos hidrocarbonados. Esta capa, después del cepillado cuando tiene lugar la reparación de la calzada, se puede así reciclar y reutilizar sin tratamiento previo.

El grosor de la capa de integración varía ventajosamente de d a 10 cm, más ventajosamente de d a 8 cm, representando d el diámetro de los tubos.

Como se ha mencionado anteriormente, la capa de integración puede ser aislante.

Como complemento o como alternativa, el procedimiento puede comprender una etapa, previa al esparcido de los recubrimientos hidrocarbonados que forman la capa de integración según la invención, de aplicación de una capa de materiales aislantes.

Estos materiales aislantes pueden ser por ejemplo una capa de recubrimientos que comprenden los granulados ligeros descritos anteriormente, un aislamiento térmico de vidrio celular que se presenta en forma de placas de formato 60 cm x 45 cm o 120 cm x 60 cm, y compuesto por burbujas de vidrio rígidas y cerradas herméticamente comercializado con el nombre FOAMGLAS®, poliestireno, etc.

Ventajosamente, la conductividad térmica, A, de la capa de materiales aislantes es inferior a 1 W/m.K.

Esta capa de materiales aislantes se implementa ventajosamente cuando la capa de integración no es aislante por sí misma. Esta capa de materiales aislantes puede cumplir también la función de capa de soporte.

Una capa de enganche se puede depositar sobre la capa de integración. Esta capa de enganche permite mejorar el enganche entre los recubrimientos hidrocarbonados de la capa de integración y la capa de rodadura o la capa de unión. Permite asimismo proteger la capa de integración que comprende el dispositivo para intercambiador de calor.

La capa de enganche cumple con las especificaciones de la norma NF P 98-150-1 de junio de 2010.

Ventajosamente, el procedimiento según la invención comprende las etapas sucesivas siguientes:

aaa) llegado el caso, aplicar una capa de materiales aislantes, y después

aa) llegado el caso, aplicar una capa de adhesión, y después

a) esparcir a una temperatura inferior a 160°C unos recubrimientos hidrocarbonados, que comprenden una fracción granular, un aglutinante hidrocarbonado, siendo dichos recubrimientos hidrocarbonados trabajables, que tienen una trabajabilidad, medida con un medidor de trabajabilidad Nynas a la temperatura de implementación de los recubrimientos hidrocarbonados, inferior a 400N, y después b) depositar unos tubos, teniendo dichos tubos una resistencia al aplastamiento superior a 3000 N por metro lineal de tubos a 100°C, una dilatación térmica inferior a 200.10'6 m/m.K a 20°C, y después

c) indentar los tubos depositados en dicha capa de integración por compactación de dichos recubrimientos durante el tiempo de trabajabilidad de dichos recubrimientos, para formar una capa de integración que comprende los tubos de un dispositivo para intercambiador de calor;

dd) aplicar una capa de enganche, ventajosamente una capa de recubrimientos hidrocarbonados en frío, y después

d) aplicar una capa de rodadura.

La capa de enganche cumple con las especificaciones de la norma NF P 98-150-1 de junio de 2010.

Se puede depositar asimismo por encima de la capa de integración o de la capa de enganche, llegado el caso, una capa coloreada que sirve de advertencia visual.

Las capas de superficie del revestimiento de vías de circulación constituyen un intercambiador de calor que funciona como captación o como restitución de calor, en función del clima, de gran superficie. En funcionamiento, un fluido caloportador circula por los tubos unidos a cualquier sistema térmico adaptado, que incluye una capa de geotermia en profundidad, una sonda geotérmica vertical, una bomba de calor, etc.

Una vista en sección de un revestimiento de vías de circulación que comprende en la superficie un dispositivo para intercambiador de calor está representada en la figura 1.

Los tubos 1, por los que circula un fluido caloportador, están indentados en una capa de integración 2. Esta capa de integración 2 puede ser de conductividad elevada o aislante, en función de la naturaleza de la fracción granular del recubrimiento hidrocarbonado.

Esta capa de integración 2 se deposita sobre una capa de soporte 3, que podrá ser una capa aislante. Esta capa de soporte 3 es ventajosamente aislante cuando la capa de integración 2 no es aislante por sí misma.

En la capa de integración 2 se deposita una capa de rodadura 4. Esta capa de rodadura 4 tiene una conductividad elevada y constituye el intercambiador de calor que captará la energía solar o constituye la superficie a calentar, en particular con vistas a una retirada de la nieve o del hielo de la calzada.

En la figura 2, se ha representado la capa de integración 2 que comprende los tubos 1 sobre la que se ha depositado una capa de rodadura 4.

En la figura 3, se ha representado un ejemplo de geometría posible de los tubos 1 en la capa de integración 2. En la figura 4 se ha representado una vista explosionada de la capa de integración 2, de los tubos 1 y de la capa de rodadura 4.

Protocolos

Trabajabilidad

Se ha realizado un ensayo de trabajabilidad según la norma 98-258-1, de 2013, y adaptado:

- con un medidor de trabajabilidad Nynas (versión denominada "gran volumen" y que tiene una anchura de 30 cm, una longitud de 32 cm y una altura de 13 cm)

- con una compacidad del recubrimiento del 75% (contenido en vacío: 25%)

- con una temperatura inferior o igual a la temperatura de implementación (temperatura adaptada) Compacidad

La compacidad de una fórmula se mide mediante una prensa de cizalla rotativa (NF EN 12697-31 de agosto de 2007). Una probeta cilíndrica de recubrimiento se compacta combinando una acción de cizalla rotativa y una fuerza resultante axial aplicada por un cabezal mecánico.

Este ensayo permite determinar la compacidad de una probeta para un número de rotación determinado midiendo la altura de la probeta asociada.

Ensayo de indentación en laboratorio

Se realiza un recubrimiento en un banco de compactación según la norma NF P 12697-33 de septiembre de 2007, en un molde de 500 mm x 180 mm de dimensión a su temperatura de implementación. La compacidad del recubrimiento se lleva al 75% mediante una compactación con rodillo. Los tubos se posicionan en la superficie del recubrimiento, transversalmente al sentido de circulación del rodillo. Se mantienen en su lugar por una cinta adhesiva colocada en el sentido de circulación del rodillo. Los tubos se indentan en el recubrimiento mediante 6 a 10 pasadas de rodillo.

La indentación correcta del tubo se juzga visualmente según dos criterios: la forma de la huella dejada por el tubo en el recubrimiento: debe ser profunda con una dimensión cercana al diámetro del tubo. La forma de la sección del tubo al final del ensayo no debe haberse ovalizado.

Mediciones de conductividad térmica

Para determinar la conductividad térmica, una probeta cilíndrica (diámetro 16 cm, grosor que puede variar, a menudo de entre 5 cm y 10 cm) del material a caracterizar, tras una duración de maduración de 14 días, se somete a una diferencia de temperatura: 25°C por una cara, 10°C por la otra cara. La medición del flujo térmico que la atraviesa, la diferencia de temperatura entre las caras y el grosor de la probeta permiten determinar la conductividad térmica del material utilizando la relación:

0 = - X . AT / L

siendo:

• X la conductividad térmica expresada en W/m.K

• 0 el flujo térmico que atraviesa la probeta expresado en W/m2

• AT la diferencia de temperatura en los bordes de la probeta expresada en °C o Kelvin

• L la altura de la probeta en mm.

Aplastamiento

Para determinar la resistencia al aplastamiento de los tubos, se recorta una muestra de tubo, de una longitud comprendida entre 5 cm y 10 cm. Esta muestra se coloca a continuación durante 2 horas en un horno a una temperatura de 100°C. A continuación, se realiza el ensayo de aplastamiento a la temperatura de 100°C. La muestra se coloca a continuación, sobre su generatriz, entre los dos platos paralelos de una prensa, colocados en un recinto climático regulado a 100°C. La prensa impone a la muestra un desplazamiento de 10 mm/min. El valor de resistencia al aplastamiento se determina cuando el diámetro de la muestra se divide por dos con respecto al diámetro inicial de la muestra. Se expresa en Newton por metro lineal de tubo utilizando la relación:

Rt = Ft / Lt

siendo:

• Rt: resistencia al aplastamiento del tubo en N/m

• Ft: fuerza desarrollada para aplastar el tubo hasta una reducción de la mitad de su diámetro en N

• Lt: longitud de la muestra sometida al ensayo en mm

Dilatación térmica: se mide según la norma NF EN ISO 2505, de septiembre de 2005,

Adherencia al bitumen

Los tubos se adhieren al bitumen cuando se cumple el siguiente criterio: los tubos se encalan con una emulsión catiónica de bitumen 50/70 dosificada al 65% en peso de bitumen de acuerdo con la norma NF EN 13808 de agosto de 2013 con la ayuda de un pincel. Después de un minuto se procede a un examen visual. Si la emulsión no gotea en la superficie, la adherencia del tubo es suficiente.

El ejemplo siguiente ilustra la invención y presenta asimismo unos ensayos comparativos. Informa de los ensayos realizados en condiciones de obra.

Descripción de las muestras

Tubos

Se evalúan tres tipos de tubos:

1. TUBO 1: tubo de polietileno de alta densidad, reticulado con barrera antioxígeno (BAO), de diámetro de 20 mm y grosor de revestimiento de 1.9 mm. El coeficiente de dilatación de este tubo es de 140.10-6 m/m.K a 20°C. La contracción en caliente, medida según la norma NF EN ISO 2505 de septiembre de 2005, es inferior al 3% (en horno, a 150°C durante 60 min.). La resistencia al aplastamiento medida a 100°C es de 3000 N por metro lineal de tubos.

2. TUBO 2: tubo de polietileno de alta densidad de diámetro de 20 mm y grosor de revestimiento de 3 mm. El coeficiente de dilatación del PE-HD es de 280.10-6 m/m.K a 20°C. La resistencia al aplastamiento medida a 100°C es de 10000 N por metro lineal de tubos.

3. TUBO 3: tubo de polipropileno de diámetro de 17 mm y de grosor de revestimiento de 2,2 mm. El coeficiente de dilatación de este tubo es de 160.10-6 m/m.K a 23°C. La contracción en caliente, medida según la norma NF EN ISO 2505 de septiembre de 2005, es inferior al 2% (en horno, a 150°C durante 60 min.). La resistencia al aplastamiento medida a 100°C es de 4500 N por metro lineal de tubos.

4. TUBO 4: tubo de polietileno de alta densidad, reticulado de diámetro de 16 mm y de grosor de revestimiento de 2 mm. El coeficiente de dilatación de este tubo es de 140.10-6 m/m.K a 20°C. La contracción en caliente, medida según la norma NF EN ISO 2505 de septiembre de 2005, es inferior al 3% (en horno, a 150°C durante 60 min.). La resistencia al aplastamiento medida a 100°C es de 2500 N por metro lineal de tubos. Soporte de tubos

Se utilizaron varios sustratos como soporte para los serpentines de tubos:

1. SUSTRATO 1: georrejilla de refuerzo de calzada de fibra de vidrio con unas mallas de 25 mm x 25 mm, con superficie adhesiva integrada en una cara

2. SUSTRATO 2: georrejilla de refuerzo de calzada de fibra de vidrio con unas mallas de 25 mm x 25 mm.

3. SUSTRATO 3: raíles de polipropileno que permiten pinzar los tubos para mantenerlos en forma.

4. SUSTRATO 4: losas de césped de polietileno de alta densidad.

Las capas de tubos están prefabricadas según varios patrones:

- transversalmente (es decir que los tubos estarán dispuestos perpendicularmente al avance del taller de implementación del recubrimiento) con un patrón que tiene entre 4 y 6 líneas rectas paralelas de 4.5 m, separadas en 30 cm, y entre 3 y 5 giros cuyo ángulo de curvatura es de 180°, o

- longitudinalmente (es decir que los tubos estarán dispuestos paralelamente al avance del taller de implementación del recubrimiento) con un patrón que tiene entre 4 y 6 líneas rectas paralelas de 4.5 m, separadas en 30 cm y entre 3 y 5 giros cuyo ángulo de curvatura es de 180°.

El TUBO 3 se realiza previamente portermoformado. El tubo se coloca en caliente por irrigación de agua caliente a 80°C como mínimo con la ayuda de un aparato constituido por un calentador y por un desenrollador en la etapa b) para darles la forma deseada. En la indentación, ya no hay circulación de agua en los tubos.

Los tubos, de una longitud del orden de 30 m, están abiertos al exterior en cada uno de los dos extremos y no contienen por lo tanto nada más que aire ambiente.

Fórmula de los recubrimientos

En los ensayos de laboratorio se utilizaron los recubrimientos siguientes, RECUBRIMIENTO-1:

Tabla 1

* relleno = finos

** % = con respecto al peso total del recubrimiento

Recubrimiento fabricado en caliente sin secuenciación o espumado del aglutinante. La trabajabilidad es aportada por la temperatura de fabricación y el esqueleto granular.

En los ensayos de laboratorio se utilizaron los recubrimientos siguientes, RECUBRIMIENTO-2:

Tabla 2

* relleno = finos

** % = con respecto al peso total del recubrimiento

Recubrimiento fabricado en caliente sin secuenciación.

En los ensayos sobre plancha de ensayo en obra se utilizaron los recubrimientos siguientes, RECUBRIMIENTO-3:

Tabla 3

* relleno = finos

** % = con respecto al peso total del recubrimiento

Recubrimiento fabricado en tibio sin secuenciación o formación de espuma del aglutinante. La trabajabilidad es aportada por el aditivo de trabajabilidad y el esqueleto granular.

El aditivo de trabajabilidad es un aceite de ricino hidrogenado que presenta las características siguientes:

Punto de fusión (°C) 84-89

Índice de ácido (mg KOH/g) < 2

Índice de saponificación (mg KOH/g) 174/186

Número de yodo (g h /100 g) < 3,5

Índice de hidroxilo (mg KOH/g) 155-165

Índice de acetilo > 139

Insaponificable (%) < 1,0

Este aceite de ricino hidrogenado presenta, después de la saponificación, aproximadamente la siguiente composición de ácidos grasos (porcentajes expresados en peso con respecto al peso total):

87% de ácido 12-hidroxi-octadecanoico

11% de ácido esteárico

2% de ácido palmítico

trazas de ácido (9, 10)-dihidroxiesteárico

Resultados

Para los SUSTRATOS 1 a 3, la capa prefabricada se dispone directamente sobre el recubrimiento a la salida de la asfaltadora antes de ser indentada por el compactador. La asfaltadora es de tipo ABG 7820 con una anchura de mesa de colocación regulable de 2.5 a 5 m; permitió realizar una vía de circulación de 5 m de ancho en una sola pasada. El compactador es de tipo Hamm DV 90 (tándem vibrante), su peso es de aproximadamente 9 toneladas.

Los resultados se indican en la tabla siguiente:

Tabla 4

Se desprende de esta serie de pruebas que la elección de un recubrimiento 0/6 trabajable (350 N) permite indentar unos tubos, no protegidos, sin deformarlos o degradarlos, por cuanto que son suficientemente rígidos (resistencia al aplastamiento superior a 4500 N por metro lineal de tubos a 100°C), y para este tipo de recubrimiento, adherentes al bitumen. En un recubrimiento 0/6 trabajable (350 N), un tubo que tiene una resistencia al aplastamiento superior a 4500 N por metro lineal de tubos a 100°C y una dilatación térmica controlada (coeficiente de dilatación inferior a 160.10-6 m/m.K a 20-25°C) permite obtener unos resultados satisfactorios sin medio de protección térmica y/o mecánica, en particular sin enfriamiento o sin puesta a presión.

La capa de integración es necesaria y suficiente para proteger los tubos cuando tiene lugar el paso de las máquinas de obra.

Cuando los tubos pueden ser conformados por memoria de forma, el uso de un sustrato no parece útil.

Se debe observar que para indentar unos tubos menos rígidos (resistencia al aplastamiento comprendida entre 3000 N y 4500 N por metro lineal de tubos a 100°C), es preciso aumentar la trabajabilidad del recubrimiento hidrocarbonado.

Otros resultados en laboratorio:

Se realizaron unos ensayos de indentación a escala de maqueta de laboratorio.

Los resultados se indican en la tabla siguiente:

Tabla 5

Claims (15)

REIVINDICACIONES

1. Procedimiento de fabricación de un revestimiento de vías de circulación que comprende en superficie unos tubos de un dispositivo para intercambiador de calor, caracterizado por que comprende las etapas siguientes:

a) esparcir a una temperatura inferior a 160°C unos recubrimientos hidrocarbonados, que comprenden una fracción granular, un aglutinante hidrocarbonado, para formar una capa de integración (2), siendo trabajables dichos recubrimientos hidrocarbonados, que tienen una trabajabilidad, medida según la norma 98-258-1 de 2013, con un medidor de trabajabilidad Nynas a la temperatura de implementación de los recubrimientos hidrocarbonados, inferior a 400 N, y después

b) depositar unos tubos (1) sobre esta capa de integración, siendo dichos tubos de polímero, que presentan una resistencia al aplastamiento superior a 3000 N por metro lineal de tubos a 100°C, un coeficiente de dilatación térmica inferior a 200.10’6 K'1 a 20°C de manera que permita su indentación incluso en ausencia de unos medios de enfriamiento o de unos medios de puesta a presión; siendo la resistencia al aplastamiento de los tubos determinada según el protocolo siguiente:

- recortar una muestra de tubo, de una longitud comprendida entre 5 cm y 10 cm,

- colocar a continuación esta muestra durante 2 horas en un horno a una temperatura de 100°C,

- posicionar la muestra sobre su generatriz entre los dos platos paralelos de una prensa, colocados en un recinto climático regulado a 100°C,

- imponer a la muestra un desplazamiento de 10 mm/min a través de la prensa,

- determinar el valor de resistencia al aplastamiento cuando el diámetro de la muestra se divide por dos con respecto al diámetro inicial de la muestra,

- expresar la resistencia al aplastamiento en Newton por metro lineal de tubo utilizando la relación:

siendo:

• Rt: resistencia al aplastamiento del tubo en N/m

• Ft: fuerza desarrollada para aplastar el tubo hasta una reducción a la mitad de su diámetro en N • Lt: longitud de la muestra sometida al ensayo en mm, y después

c) indentar los tubos depositados en dicha capa de integración por compactación de dichos recubrimientos durante el tiempo de trabajabilidad de dichos recubrimientos, para formar una capa de integración que comprende unos tubos del dispositivo para intercambiador de calor, y después

d) aplicar por encima una capa de superficie para revestimiento de vías de circulación, en particular una capa de rodadura (4).

2. Procedimiento según la reivindicación anterior, caracterizado por que se impone una geometría a los tubos del dispositivo para intercambiador de calor antes de la etapa b) de depósito.

3. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que en la etapa c) no se aplican vibraciones.

4. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la profundidad de indentación varía entre 0,5 d y 1,5 d, ventajosamente entre 0,8 d y 1,2 d, representando d el diámetro de los tubos.

5. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la temperatura de implementación de los recubrimientos hidrocarbonados es inferior a 130°C, comprendida ventajosamente entre 60°C y 120°C, comprendida más ventajosamente entre 90°C y 120°C.

6. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la compacidad de la fórmula de recubrimiento medida por medio de una prensa de cizalla rotativa de 60 rotaciones, según la norma NF EN 12697-31 de agosto de 2007, es superior al 90%.

7. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la trabajabilidad de los recubrimientos hidrocarbonados, medida con un medidor de trabajabilidad Nynas a la temperatura de implementación de los recubrimientos hidrocarbonados, es inferior a 300 N, ventajosamente inferior a 250 N.

8. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el aglutinante comprende un aditivo de trabajabilidad, que presenta una temperatura de fusión superior a 60°C e inferior a 130°C, en particular el aditivo de trabajabilidad es un triglicérido de ácidos grasos, siendo el ácido graso seleccionado de entre el grupo constituido por los ácidos grasos saturados que comprenden entre 12 y 30 átomos de carbono, eventualmente sustituidos por lo menos por una función hidroxilo o por un radical alquilo de C1-C4, en particular el ácido graso se selecciona de entre el grupo constituido por el ácido 12-hidroxi-octadecanoico, el ácido hexadecanoico, el ácido octadecanoico, el ácido 9,10-dihidroxi-octadecanoico, el ácido icosanoico, el ácido nonadecanoico y sus mezclas.

9. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que los elementos de la fracción granular de los recubrimientos hidrocarbonados presentan unas dimensiones comprendidas entre 0 mm y 10 mm, ventajosamente entre 0 mm y 6 mm.

10. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la conductividad térmica, A, de los recubrimientos hidrocarbonados es inferior a 1 W/m.K.

11. Procedimiento según la reivindicación anterior, caracterizado por que la fracción granular de los recubrimientos hidrocarbonados comprende unos elementos seleccionados de entre unos granulados ligeros de densidad inferior a 1,6 t/m3, ventajosamente la totalidad o parte de los granulados ligeros son unos granulados ligeros no absorbentes que presentan un coeficiente de absorción de agua inferior al 15%.

12. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que los recubrimientos hidrocarbonados son resistentes a la formación de roderas, ventajosamente con un porcentaje de roderas después de 30000 ciclos inferior al 7,5%, ventajosamente inferior al 5%.

13. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el dispositivo para intercambiador de calor indentado en dicha capa de integración no comprende ningún elemento metálico.

14. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el grosor de la capa de integración varía de d a 10 cm, representando d el diámetro de los tubos.

15. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el grosor combinado de la o de las capas aplicadas a continuación sobre dicha capa de integración es inferior a 30 cm, ventajosamente inferior a 10 cm.