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(11) | EP 0 457 667 A1 |
| (12) | DEMANDE DE BREVET EUROPEEN |
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| (54) | Procédé de revêtement routier étanche de tablier d'ouvrage d'art |
(57) Le complexe d'étanchéïté est caractérisé en ce qu'il comporte :
Un tel complexe étanche présente une forte capacité à éviter la propagation des fissures ascendantes ou descendantes. |
[0001] La présente invention concerne un complexe d'étanchéité d'ouvrage d'art routier ainsi qu'un procédé de revêtement routier étanche de tablier d'ouvrage d'art.
[0002] Plusieurs techniques permettent de réaliser l'étanchéïté d'ouvrages d'art routier. Parmi celles-ci, on peut citer le répandage d'asphalte et le répandage d'un film mince, par exemple de type brai epoxy, adhérant au tablier en béton de l'ouvrage d'art. L'utilisation de membranes préfabriquées permet aussi de réaliser un dispositif étanche. Ces matériaux ont en commun des rendements assez faibles. De plus, ils sont sensibles lors de leur mise en oeuvre, aux variations atmosphériques.
[0003] La réalisation de l'étanchéïté d'un ouvrage d'art classique, un pont par exemple, à l'aide d'une de ces techniques est relativement longue à exécuter, et retarde ainsi la mise en service de l'ouvrage. De plus, ces techniques ne permettent pas toujours d'utiliser du matériel classique routier, tel que des répandeuses, et font appel à du matériel complémentaire ainsi qu'à une main d'oeuvre importante.
[0004] Une solution a été apportée par l'invention décrite dans la demande de brevet français n° 87 05435. Elle concerne un complexe d'étanchéïté d'ouvrage d'art routier principalement destiné à recevoir une couche de roulement, caractérisé en ce qu'il comporte :
- une couche inférieure d'enrobé à chaud constituée d'un mortier comportant environ 11 à environ 16% de granulat de diamètre inférieur à 80 µm et d'environ 8,5 à environ 10,5% d'un liant bitumeux à base d'élastomères, les pourcentages étant exprimés en poids par rapport au granulat sec,
- une couche intermédiaire constituée d'un bitume riche en élastomères.
[0005] Un inconvénient de ce type de complexe d'étanchéïté est que, lors de la pose du premier tapis d'enrobé à chaud (constituant la couche de roulement) sur la couche intermédiaire bitumineuse, même sablée, celle-ci se met en fusion et percole de bas en haut à la base de ce tapis, si bien que son épaisseur diminue fortement jusqu'à disparaître quasi totalement si la température de l'enrobé est excessive. La capacité à éviter la propagation des fissures ascendantes ou descendantes se trouve alors considérablement amoindrie, car un tapis d'enrobé, même fortement enrichi en liant bitumeux à sa base, est à l'évidence moins déformable qu'une couche de liant pur.
[0006] La présente invention vise à remédier à cet inconvénient et à améliorer l'étanchéïté du complexe du brevet 87 05435, ce qui est particulièrement utile pour les ouvrages d'art soumis à des contraintes thermiques importantes, notamment pour les ouvrages d'art en haute montagne.
[0007] Le complexe d'étanchéïté d'ouvrage d'art routier selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comporte :
- une couche inférieure d'enrobé à chaud comportant, pour 100 parties de granulat, d'environ 8,5 à environ 10,5% d'un liant bitumineux contenant des élastomères, environ 11 à environ 16% en poids du granulat ayant un diamètre inférieur à 80 µm.
- une couche intermédiaire constituée essentiellement par un liant bitumeux,
- une couche supérieure d'enrobé coulé à froid.
[0008] La couche supérieure d'enrobé coulé à froid est constituée par un liant bitumineux en émulsion et un granulat dont la dimension maximale des particules reste inférieure à environ 10 mm.
Pour 100 parties en poids de granulat, l'enrobé coulé à froid de la couche supérieure contient d'environ 6 à environ 20 parties de liant résiduel.
Le granulat de la couche supérieure d'enrobé coulé à froid est de préférence un sable concassé. La couche supérieure d'enrobé coulé à froid constitue un écran thermique empêchant toute remontée du liant bitumineux de la couche intermédiaire, dans le premier tapis d'enrobé à chaud appliqué sur le complexe.
La couche supérieure d'enrobé coulé à froid peut se présenter sous forme d'une mono-couche, ou d'une bicouche. Pour une mono-couche, le granulat est de préférence un concassé continu 0/6 ou 0/10. Pour une bicouche, on utilise de préférence un sable continu 0/4 ou 0/6, ou un sable discontinu 0/6.
Lorsque la couche supérieure d'enrobé coulé à froid forme la couche de roulement, on utilise de préférence une granulométrie discontinue 0/6 ou 0/10, ou encore une granulométrie continue 0/10.
L'épaisseur de la couche d'enrobé coulé à froid est avantageusement comprise entre 3 et 12 mm. Elle est essentiellement fonction de la granulométrie du sable. Ainsi, pour un sable 0/2, l'épaisseur est de l'ordre de 3 à 5 mm ; pour un sable 0/4, elle est de 5 à 7 mm; pour un sable 0/6, elle est de 7 à 10 mm.
Une charge peut éventuellement compléter la granulométrie des granulats comme par exemple une poudre de roche broyée, de préférence calcaire, du ciment, des fibres de roche naturelle ou artificielle, ou encore des fibres organiques. La teneur en charge est inférieure à 10 % en poids par rapport au granulat. Le liant bitumineux de la couche supérieure d'enrobé coulé à froid contient essentiellement un bitume. Le bitume peut être choisi parmi les bitumes purs, de préférence parmi les bitumes de grades 60/70 et 80/100. Le bitume utilisé peut également être un bitume modifié par addition de copolymères thermoplastiques, soit par mélange direct à chaud de bitume pur et de copolymères, soit par mélange indirect à froid d'émulsion de bitume pur et de dispersion aqueuse de copolymères au moment de la fabrication de l'enrobé à couler. De préférence, on utilisera des copolymères éthylène vinyle acétate (EVA) ou styrène butadiène styrène triséquencé (SBS) ou éthylène méthacrylate (EMA). Mais on pourra également utiliser les copolymères styrène butadiène rubber biséquencé (SBR) et les copolymères acryliques ainsi que divers mélanges de ces copolymères. La teneur en copolymère est au plus égale à environ 5 % en poids. L'addition de tels copolymères a pour effet un moindre rejet à la mise en service, une meilleure liaison liant-granulat, une résistance à la saumure accrue, une réduction de la sensibilité à la chaleur et au froid, une plus grande cohésion ainsi qu'une meilleure aptitude à la déformation.
Dans une variante de l'invention, le liant bitumineux de la couche supérieure d'enrobé coulé à froid contient en outre des fibres synthétiques. Les fibres utilisées sont des fibres organiques de synthèse ultrafines (quelques décitex) et relativement longues (4 à 8 mm). Elles sont choisies en fonction du module élastique du matériau dont elles sont constituées, afin d'obtenir un enrobé fibreux dont la déformabilité est compatible avec celle du support sur lequel il sera appliqué. Les fibres à faible module seront utilisées pour les ouvrages les plus déformables. La proportion de fibres est avantageusement comprise entre 0,05 et 3 % en poids. Cette proportion peut être très faible, mais compte-tenu de l'extrême finesse de ces fibres, leur nombre au mètre carré d'enrobé coulé est considérable, de même que la longueur du réseau qu'elles constituent. L'addition de fibres au liant bitumineux est particulièrement souhaitable lorsque ce liant contient un granulat dont la granulométrie est discontinue.
[0009] Le granulat de la couche inférieure d'enrobé à chaud peut être constitué par exemple par un mélange de sable concassé ou broyé de granulométrie 0-2, de sable roulé de granulométrie 0-2 à 0-4, et de sable concassé de granulométrie 2-4. On peut utiliser un mortier de granulométrie 0-2 ou une micrograve de granulométrie 0-6.
Le liant bitumineux utilisé pour la couche inférieure d'enrobé à chaud peut être choisi parmi les liants bitumineux décrits ci-dessus pour la couche supérieure d'enrobé coulé à froid. On utilise de préférence d'environ 8 à environ 11 parties en poids de liant, pour 100 parties en poids de granulat.
L'épaisseur de la couche inférieure d'enrobé à chaud sera de préférence comprise entre environ 2 et environ 4 cm.
Cette première couche permet de réaliser le reprofilage de l'ouvrage à recouvrir et d'assurer une première étanchéïté. Un mortier du type décrit plus haut possède une compacité de 96 à 98%. Des essais de perméabilité ont été réalisés à l'aide d'un perméamètre EDF. Le coefficient est inférieur à 10⁻¹² mètres/seconde. Cette couche est donc étanche.
[0010] Le liant bitumineux de la couche intermédiaire contient essentiellement un bitume. Le bitume peut être choisi parmi les bitumes purs, de préférence parmi les bitumes de grade dur, par exemple de grade 40/50 ou 20/30 ou 10/20. Le bitume peut avantageusement être un bitume modifié par addition d'un composé macromoléculaire, par exemple un copolymère éthylène-acétate de vinyle (EVA) ou un copolymère styrène-butadiène-styrène (SBS). Mais on pourra également utiliser les copolymères styrène butadiène rubber biséquencé (SBR) et les copolymères acryliques ainsi que divers mélanges de ces copolymères. La teneur maximale en copolymère est imposée par la viscosité limite du bitume modifié jusqu'à laquelle il s'écoule par une rampe d'épandage chauffante et calorifugée tout en restant à une température inférieure à la température de dégradation du copolymère.
Le liant bitumineux de la couche intermédiaire du complexe peut comporter en outre, une résine dans des proportions allant d'environ 1 à environ 10% en poids. Des résines particulièrement préférées sont des résines terpéniques.
L'épaisseur de la membrane bitumineuse est avantageusement comprise entre 1 et 5 mm, ce qui correspond approximativement à 1 à 5 kg/m² de liant.
La membrane bitumineuse peut être avantageusement revêtue, de manière classique, lors d'une opération de sablage, par de fines particules, par exemple par de l'ardoisine ou par du sable de grèsage.
[0011] La présente invention concerne aussi un procédé de revêtement routier étanche de tablier d'ouvrage d'art, caractérisé en ce que l'on effectue les opérations suivantes :
a) on répand directement sur le tablier de l'ouvrage d'art, un vernis d'imprégnation à froid, ou une couche d'accrochage à l'émulsion spéciale de bitume-élastomère,
b) on répand successivement la couche inférieure puis la couche intermédiaire du complexe d'étanchéïté conforme à la présente invention,
c) on réalise éventuellement un sablage de la surface dudit complexe,
d) on répand une couche d'enrobé coulé à froid.
[0012] Selon une caractéristique particulière, à la suite de l'étape a)
- on réalise l'étanchéïté des bordures et autres relevés dudit ouvrage d'art en plaçant un matériau du type classique, préfabriqué, contre lesdites bordures, en retombées, ou en pénétration,
- on répand ladite couche inférieure du complexe d'étanchéïté en ménageant un retrait par rapport auxdites bordures,
- on comble l'espace ainsi créé lors de l'application de ladite couche intermédiaire.
[0013] L'emploi d'élastomères permet de conférer au complexe une meilleure cohésion, une meilleure élasticité ainsi qu'une bonne adhésivité sur le support. De plus, le fait d'utiliser les mêmes élastomères dans au moins deux couches sur trois permet de limiter le nombre de matières premières et de cette façon de faciliter l'exécution du complexe.
[0014] Les exemples suivants illustrent de manière non limitative les trois couches du complexe d'étanchéïté selon l'invention.
EXEMPLE 1
[0016] On a utilisé comme liant bitumineux, le Mobilplast® commercialisé par le demandeur, contenant 95% en poids de bitume 80/100 émulsionable, et 5% en poids d'un copolymère EVA.
[0018] Les caractéristiques de cette émulsion sont les suivantes:
La composition destinée à former la couche d'enrobé coule à froid a été préparée en malaxant le mélange suivant, dans lequel les proportions sont exprimées en parties en poids :
EXEMPLE 2
[0020] On a utilisé l'émulsion préparée à l'exemple 1 et on a préparé la composition suivante, de la même manière que dans l'exemple 1 :
EXEMPLE 3 Composition pour la couche bitumineuse intermédiaire
EXEMPLE 4
[0023] On a utilisé comme liant bitumineux, le Mobilplast® commercialisé par le demandeur, contenant 97% en poids de bitume 80/100 émulsionable, et 3% en poids d'un copolymère EVA.
[0024] On a préparé une émulsion ayant la composition suivante, exprimée en kg :
La composition destinée à former la couche d'enrobé coulé à froid a été préparée en malaxant le mélange suivant, dans lequel les proportions sont exprimées en parties en poids :
EXEMPLE 5
[0026] Elle a été préparée en malaxant le mélange suivant, dans lequel les proportions sont exprimées en parties en poids :
EXEMPLE 6
1. Complexe d'étanchéité de tablier d'ouvrage d'art routier, caractérisé en ce qu'il
comporte :
- une couche inférieure d'enrobé à chaud comprenant, pour 100 parties de granulat, d'environ 8,5 à environ 10,5% d'un liant bitumineux contenant des élastomères, et d'environ 11 à environ 16% en poids de granulat ayant un diamètre inférieur à 80 µm,
- une couche intermédiaire constituée essentiellement par un liant bitumineux, et
- une couche supérieure d'enrobé coulé à froid.
2. Complexe d'étanchéïté selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'enrobé coulé
à froid de la couche supérieure est constitué par un liant bitumineux en émulsion
est un granulat dont la dimension maximale des particules est inférieure à environ
10 mm.
3. Complexe d'étanchéïté selon la revendication 2, caractérisé en ce que le granulat
de la couche supérieure est choisi parmi les sables concassés.
4. Complexe d'étanchéïté selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé
en ce que l'enrobé coulé à froid de la couche supérieure contient d'environ 6 à environ
20 parties en poids de liant résiduel pour 100 parties en poids de granulat.
5. Complexe d'étanchéïté selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé
en ce que le liant bitumineux de l'enrobé de la couche inférieure et/ou de
la couche supérieure contient essentiellement un bitume pur.
6. Complexe d'étanchéïté selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé
en ce que le liant bitumineux de l'enrobé de la couche inférieure et/ou de
la couche supérieure contient essentiellement un bitume modifié par addition de copolymères
thermoplastiques.
7. Complexe d'étanchéïté selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé
en ce que le liant bitumineux de l'enrobé de la couche inférieure et/ou de
la couche supérieure contient en outre des fibres organiques de synthèse.
8. Complexe d'étanchéïté selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé
en ce que le liant bitumineux de la couche intermédiaire contient essentiellement
un bitume pur.
9. Complexe d'étanchéïté selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé
en ce que le liant bitumineux de la couche intermédiaire contient essentiellement
un bitume modifié par addition de copolymères thermoplatiques.
10. Complexe d'étanchéïté selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé
en ce que le liant bitumineux de la couche intermédiaire contient de 1 à 10% en poids
d'une résine.
11. Complexe d'étanchéïté selon la revendication 10, caractérisé en ce que la résine est
une résine terpénique.