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UTILISATION DE DERIVES D'ACIDES GRAS DANS DES COMPOSITIONS
BITUMINEUSES POUR AMELIORER LEUR RESISTANCE AUX AGRESSIONS
CHIMIQUES ET COMPOSITIONS BITUMINEUSES COMPRENANT LESDITS
DERIVES
DOMAINE TECHNIQUE
La présente invention concerne l'utilisation d'additifs dérivés d'acides gras
dans des
compositions bitumineuses pour améliorer leur résistance aux agressions
chimiques.
L'invention concerne aussi les compositions bitumineuses comprenant lesdits
additifs.
L'invention concerne également le procédé de préparation desdites compositions
bitumineuses. L'invention concerne enfin les enrobés comprenant lesdites
compositions
bitumineuses et des granulats et leur procédé de préparation.
ART ANTERIEUR
Il est connu d'utiliser des compositions bitumineuses, notamment des
compositions
bitume/polymère réticulées, comme revêtements de surfaces diverses et, en
particulier,
comme revêtements routiers, à condition que ces compositions présentent en
combinaison un
certain nombre de caractéristiques mécaniques.
Pour maintenir et/ou améliorer les caractéristiques et notamment les
propriétés
mécaniques d'un bitume conventionnel, on utilise depuis longtemps des
compositions
bitumineuses dans lesquelles le bitume (formé d'un ou plusieurs types de
bitumes) est
mélangé avec un ou plusieurs polymères fonctionnels, notamment des élastomères
de styrène
et de butadiène, ces élastomères étant éventuellement réticulées chimiquement
in situ,
éventuellement à l'aide d'un agent de couplage ou de réticulation, par exemple
le soufre ou
l'un au moins de ses précurseurs.
Des caractéristiques mécaniques optimisées sont notamment cruciales pour les
applications revêtements routiers.
Au-delà des propriétés mécaniques, il convient de tenir compte pour les
bitumes, de leur
sensibilité à certains agents chimiques. Ces agents chimiques agressifs
peuvent être, par
exemple des solvants hydrocarbonés, en particulier des solvants pétroliers
tels que les
kérosènes, les gazoles et/ou les essences ou bien encore des produits, en
particulier des
fluides, utilisés pour le déverglaçage et/ou le dégivrage et/ou le déneigement
des avions et des
zones de roulage. Ces fluides sont par exemple des solutions aqueuses salines
de potassium,
sodium, magnésium et/ou calcium, et/ou des compositions à base d'éthylène
glycol et/ou à
base de propylène glycol.
L'effet agressif de tels agents chimiques se cumule avec les contraintes de
trafic intense,
notamment de lourds véhicules, et des intempéries; ce qui a pour effet néfaste
d'accroître la
dégradation rapide des chaussées, en particulier des chaussées aéronautiques.
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Cette sensibilité des bitumes à ces agents chimiques agressifs, aux agressions
chimiques
est plus spécialement gênante pour les bitumes constituant par exemple les
tarmacs et les
revêtements de pistes d'aéroport, qui sont réalisés en enrobés bitumineux
(conglomérat
bitume/granulats). En effet, ces tarmacs et revêtements d'aéroport sont
fréquemment souillés
par des égouttures de kérosène, lors du remplissage des réservoirs des avions,
par des fuites
ou autres déversements accidentels de produits pétroliers. En outre, ils sont
également
exposés aux différents fluides utilisés par temps froids pour éliminer la
glace, le givre et/ou la
neige sur les avions et sur les pistes.
Les stations services ainsi que les locaux industriels de dépôts
d'hydrocarbures peuvent
être également sujets à ce même problème de résistance des revêtements
bitumineux aux
agents chimiques agressifs que sont les solvants hydrocarbonés et/ou les
fluides de
déverglaçage/dégivrage/déneigement.
Les chaussées routières conventionnelles sont naturellement elles aussi
exposées à ce
type d'agressions chimiques.
Pour tenter de remédier à cela, il a été proposé d'incorporer divers additifs
dans des
bitumes. Ainsi le brevet EP1311619 décrit l'utilisation de cires dans des
bitumes pour
augmenter leur résistance aux hydrocarbures. Les cires sont en particulier des
cires
synthétiques issues du procédé de synthèse Fischer Tropsch. Lesdits bitumes
peuvent
éventuellement contenir des polymères qui ne sont pas réticulés.
Le brevet EP1756227 décrit des compositions bitumineuses fluxées à l'aide d'un
ester
monoalkylique d'une huile végétale ou d'une huile animale. Le problème de
résistance aux
agressions chimiques des compositions bitumineuses n'est pas évoqué.
RESUME DE L'INVENTION
La société demanderesse s'est intéressée à un autre type de cires et a
découvert de
manière surprenante que la sélection d'une catégorie bien particulière de
cires, dans un
domaine de concentration bien défini, permettait d'augmenter la résistance des
compositions
bitumineuses et des compositions bitume/polymère réticulées aux agressions
chimiques, aux
agents chimiques agressifs, en particulier aux hydrocarbures, tels que les
essences, les
kérosènes et/ou les gazoles, l'augmentation de la résistance vis-à-vis de ces
agents chimiques
dans le cas des compositions bitume/polymère réticulées étant encore plus
prononcée.
Ainsi la société demanderesse s'est aperçue que la sélection de dérivés
d'acides gras,
répondant à la formule générale (1) ci-dessous, dans une composition
bitumineuse à une
concentration entre 2% et 6% en masse, par rapport à la masse de la
composition bitumineuse,
permettait d'accroître la résistance des compositions bitumineuses aux
agressions chimiques
telles que celles causées par les hydrocarbures tels que les essences, les
kérosènes et/ou les
gazoles ou par les produits de déverglaçage/dégivrage/déneigement. Un effet de
synergie a
aussi été observé dans le cas d'une utilisation conjointe de dérivés d'acides
gras de formule
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générale (1) et de polymère réticulé, en particulier de copolymère réticulé de
styrène et de
butadiène. La formule générale (1) est la suivante :
O O
R II II (1)
1 X R2
n=Oou1
avec lorsque n est égal à 0, un groupe X choisi parmi les groupes NH2 ou NHR3,
et lorsque n
est égal à 1, un groupe X qui représente le groupe -NH-(CH2)m NH-, les groupes
Ri, R2, R3
étant, indépendamment les uns des autres, des groupes hydrocarbonés linéaires
ou ramifiés,
saturés ou insaturés de 8 à 24 atomes de carbone, m étant compris entre 1 et
8.
BREVE DESCRIPTION
L'invention concerne, l'utilisation d'au moins un dérivé d'acides gras dans
une
composition bitumineuse pour améliorer la résistance aux agents chimiques
agressifs de ladite
composition bitumineuse, le dérivé d'acides gras ayant pour formule générale
(1)
O O
R II II (1)
1 X R2
n=Ooul
avec lorsque n est égal à 0, un groupe X choisi parmi les groupes NH2 ou NHR3
et lorsque n
est égal à 1, un groupe X qui représente le groupe -NH-(CH2)m NH-, les groupes
Ri, R2, R3
étant, indépendamment les uns des autres, des groupes hydrocarbonés linéaires
ou ramifiés,
saturés ou insaturés de 8 à 24 atomes de carbone, m étant compris entre 1 et
8, la quantité de
dérivé d'acides gras de formule générale (1) dans la composition bitumineuse
étant comprise
entre 2% et 6% en masse, par rapport à la masse de la composition bitumineuse.
De préférence, la quantité de dérivé d'acides gras de formule générale (1)
dans la
composition bitumineuse est comprise entre 2% et 4% en masse, par rapport à la
masse de la
composition bitumineuse, de préférence entre 2,5% et 3,5%.
De préférence, la composition bitumineuse comprend un polymère.
De préférence, le polymère est un copolymère de styrène et de butadiène.
De préférence, le copolymère de styrène et de butadiène possède une teneur en
motifs à
doubles liaisons 1-2 issus du butadiène, comprise entre 5% et 50% en masse,
par rapport à la
masse totale des motifs butadiène, de préférence entre 10% et 40%, plus
préférentiellement
entre 15% et 30%, encore plus préférentiellement entre 20% et 25%, encore plus
préférentiellement entre 18% et 23%.
De préférence, la composition bitumineuse comprend un agent réticulant.
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De préférence, les groupes R1, R2, R3 sont indépendamment les uns des autres,
des
groupes hydrocarbonés linéaires ou ramifiés, saturés ou insaturés de 12 à 22
atomes de
carbone, de préférence de 14 à 20 atomes de carbone, plus préférentiellement
de 16 à 18
atomes de carbone, encore plus préférentiellement de 17 atomes de carbone.
De préférence, n est égal 1.
De préférence, m est égal 2.
De préférence, le dérivé d'acides gras de formule générale (1) est l'éthylène
bis-stéaramide.
De préférence, les agents chimiques agressifs sont des hydrocarbures, en
particulier des
hydrocarbures pétroliers, tels que les kérosènes, les essences et/ou les
gazoles.
De préférence, les agents chimiques agressifs sont des produits utilisés pour
le
déverglaçage, le dégivrage et/ou le déneigement, tels que des solutions
salines et/ou des
compositions à base d'éthylène glycol et/ou à base de propylène glycol.
De préférence, la résistance aux agents chimiques agressifs de la composition
bitumineuse
est améliorée lorsque celle-ci est utilisée en application routière comme
couche de surface.
De préférence, la résistance aux agents chimiques agressifs de la composition
bitumineuse
est améliorée lorsque celle-ci est en mélange avec des granulats dans un
enrobé bitumineux.
L'invention concerne aussi une composition bitume/polymère réticulée
comprenant au
moins un bitume, au moins un dérivé d'acides gras ayant pour formule générale
(1)
O O
R II II (1)
1 X R2
n=0ou1
avec lorsque n est égal à 0, un groupe X choisi parmi les groupes NH2 ou NHR3
et lorsque n
est égal à 1, un groupe X qui représente le groupe -NH-(CH2)m NH-, les groupes
R1, R2, R3
étant, indépendamment les uns des autres, des groupes hydrocarbonés linéaires
ou ramifiés,
saturés ou insaturés de 8 à 24 atomes de carbone, m étant compris entre 1 et
8, au moins un
copolymère réticulé d'un hydrocarbure monovinyl aromatique et d'un diène
conjugué, de
préférence de styrène et de butadiène, la quantité de dérivé d'acides gras de
formule générale
(1) étant comprise entre 2% et 6% en masse, par rapport à la masse de la
composition
bitume/polymère réticulée, la quantité de copolymère d'hydrocarbure monovinyl
aromatique
et de diène conjugué, de préférence de styrène et de butadiène, étant comprise
entre 1% et
10% en masse, par rapport à la masse de la composition bitume/polymère
réticulée, ladite
composition bitume/polymère réticulée étant exempte d'huile d'origine
pétrolière, d'huile
d'origine végétale et/ou animale.
De préférence, le copolymère d'hydrocarbure monovinyl aromatique et de diène
conjugué,
de préférence de styrène et de butadiène, possède une teneur en motifs à
doubles liaisons 1-2
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issus du diène conjugué, de préférence issus du butadiène, comprise entre 5%
et 50% en masse,
par rapport à la masse totale des motifs diène conjugué, de préférence des
motifs butadiène, de
préférence entre 10% et 40%, plus préférentiellement entre 15% et 30%, encore
plus
préférentiellement entre 20% et 25%, encore plus préférentiellement entre 18%
et 23%.
5 De préférence, la composition bitume/polymère réticulée comprend un agent
réticulant.
De préférence, la composition bitume/polymère réticulée comprend entre 2% et
4% en
masse de dérivé d'acides gras de formule générale (1), par rapport à la masse
de la
composition bitume/polymère réticulée, de préférence entre 2,5% et 3,5%.
De préférence, le dérivé d'acides gras de formule générale (1) est l'éthylène
bis-stéaramide.
De préférence, la composition bitume/polymère réticulée comprend entre 2% et
8% en
masse de copolymère d'hydrocarbure monovinyl aromatique et de diène conjugué,
en
particulier de styrène et de butadiène, par rapport à la masse de la
composition bitume/polymère
réticulée, de préférence entre 3% et 7%, plus préférentiellement entre 4% et
5%.
L'invention concerne aussi un procédé de préparation d'une composition
bitume/polymère réticulée telle que définie ci-dessus, dans lequel on met
d'abord en contact
entre 120 C et 220 C, de préférence entre 140 C et 200 C, plus
préférentiellement entre
160 C et 180 C, pendant une période de 1 heure à 48 heures, de préférence de 4
heures à 24
heures, plus préférentiellement de 8 heures à 16 heures, au moins un bitume,
entre 1 % et 10%
en masse de copolymère d'hydrocarbure monovinyl aromatique et de diène
conjugué, de
préférence de styrène et de butadiène, au moins un agent réticulant, l'agent
réticulant pouvant
être omis lorsque le copolymère d'hydrocarbure monovinyl aromatique et de
diène conjugué,
de préférence de styrène et de butadiène est le copolymère comprenant une
quantité
particulière de motifs à doubles liaisons 1-2 issus du diène conjugué, de
préférence issus du
butadiène, puis on met en contact entre 120 C et 220 C, de préférence entre
140 C et 200 C,
plus préférentiellement entre 160 C et 180 C, pendant une période de 30
minutes à 48 heures,
de préférence de 1 heure à 24 heures, plus préférentiellement de 4 heures à 16
heures, entre
2% et 6% en masse de dérivé d'acides gras de formule générale (1).
L'invention concerne aussi un enrobé bitumineux comprenant la composition
bitume/polymère réticulée telle que définie ci-dessus en mélange avec des
granulats.
L'invention concerne aussi le procédé de préparation d'un enrobé bitumineux
tel que
défini ci-dessus dans lequel on mélange les granulats et la composition
bitume/polymère
réticulée selon l'une quelconque des revendications 15 à 20 entre 120 C et 220
C, de
préférence entre 140 C et 200 C, plus préférentiellement entre 160 C et 180 C.
DESCRIPTION DETAILLEE
Les additifs permettant d'améliorer la résistance aux agressions chimiques, et
en
particulier aux hydrocarbures, des compositions bitumineuses, et présents dans
lesdites
compositions bitumineuses selon l'invention, sont des additifs d'origine
naturelle, et sont en
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particulier des dérivés d'acides gras, et en particulier des dérivés amides
d'acides gras. Ces
additifs sont représentés par la formule générale (1) suivante
O O
R II II (1)
1 X R2
n=Oou1
avec lorsque n est égal à 0, un groupe X choisi parmi les groupes NH2 ou NHR3,
et lorsque n
est égal à 1, un groupe X qui représente le groupe -NH-(CH2)m NH-, les groupes
Ri, R2, R3
étant, indépendamment les uns des autres, des groupes hydrocarbonés linéaires
ou ramifiés,
saturés ou insaturés de 8 à 24 atomes de carbone, m étant compris entre 1 et
8.
De préférence, les groupes Ri, R2 et R3 sont indépendamment les uns des
autres, des
groupes hydrocarbonés linéaires ou ramifiés, saturés ou insaturés de 12 à 22
atomes de
carbone, de préférence de 14 à 20 atomes de carbone, plus préférentiellement
de 16 à 18
atomes de carbone, encore plus préférentiellement de 17 atomes de carbone.
Lorsque n est égal à 0, l'additif est choisi parmi, les amides primaires de
formule générale
RI-CONH2 (2) ou les amides secondaires de formule générale RI-CONH-R3 (3), les
groupes Ri
et R3 étant, indépendamment l'un de l'autre, des groupes hydrocarbonés
linéaires ou ramifiés,
saturés ou insaturés de 8 à 24 atomes de carbone, de préférence de 12 à 22
atomes de carbone,
plus préférentiellement de 14 à 20 atomes de carbone, encore plus
préférentiellement de 16 à 18
atomes de carbone, encore plus préférentiellement de 17 atomes de carbone.
Parmi les amides primaires de formule générale RI-CONH2 (2), on utilisera de
préférence
des amides primaires dans lesquelles, le groupe Ri est un groupe hydrocarboné
linéaire ou
ramifié, saturé ou insaturé de 8 à 24 atomes de carbone, de préférence de 12 à
22 atomes de
carbone, plus préférentiellement de 14 à 20 atomes de carbone, encore plus
préférentiellement
de 16 à 18 atomes de carbone, encore plus préférentiellement de 17 atomes de
carbone.
On peut citer par exemple l'érucamide dans laquelle RI est un groupe
hydrocarboné
linéaire et insaturé de 21 atomes de carbone de formule CH3-(CH2)7-CH=CH-
(CH2)11-,
l'oléamide dans laquelle Ri est un groupe hydrocarboné linéaire et insaturé de
17 atomes de
carbone de formule CH3-(CH2)7-CH=CH-(CH2)7-, la stéaramide dans laquelle RI
est un
groupe hydrocarboné linéaire et saturé de 17 atomes de carbone de formule CH3-
(CH2)16-, la
docosanamide dans laquelle Ri est un groupe hydrocarboné linéaire et saturé de
21 atomes de
carbone de formule CH3-(CH2)20-. Ces amides primaires sont commerciaux.
Parmi les amides secondaires de formule générale R1-CONH-R3 (3), on utilisera
de
préférence des amides secondaires dans lesquelles, les groupes RI et R3 sont
indépendamment
l'un de l'autre, des groupes hydrocarbonés linéaires ou ramifiés, saturés ou
insaturés de 8 à 24
atomes de carbone, de préférence de 12 à 22 atomes de carbone, plus
préférentiellement de 14
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à 20 atomes de carbone, encore plus préférentiellement de 16 à 18 atomes de
carbone, encore
plus préférentiellement de 17 atomes de carbone.
On peut citer par exemple l'oléyl palmitamide dans laquelle Ri est un groupe
hydrocarboné linéaire et saturé de 15 atomes de carbone de formule CH3-(CH2)14-
et R3 est un
groupe hydrocarboné linéaire et insaturé de 18 atomes de carbone de formule
CH3-(CH2)7-
CH=CH-(CH2)8-, la stéaryl erucamide dans laquelle Ri est un groupe
hydrocarboné linéaire et
insaturé de 21 atomes de carbone de formule CH3-(CH2)7-CH=CH-(CH2)11- et R3
est un
groupe hydrocarboné linéaire et saturé de 18 atomes de carbone de formule CH3-
(CH2)17-.
Ces amides secondaires sont commerciaux.
De préférence, n est égal à 1 et l'additif a donc pour formule générale RI-CO-
X-CO-R2
(4) avec X le groupe -NH-(CH2)m NH- où m est compris entre 1 et 8, les groupes
Ri et R2
étant, indépendamment l'un de l'autre, des groupes hydrocarbonés linéaires ou
ramifiés,
saturés ou insaturés de 8 à 24 atomes de carbone, de préférence de 12 à 22
atomes de carbone,
plus préférentiellement de 14 à 20 atomes de carbone, encore plus
préférentiellement de 16 à
18 atomes de carbone, encore plus préférentiellement de 17 atomes de carbone.
Les additifs
de formule générale (4) sont les additifs préférés.
De préférence, les groupes RI et R2 sont indépendamment l'un de l'autre, des
groupes
hydrocarbonés linéaires, saturés ou insaturés comprenant de 8 à 22 atomes de
carbone, de
préférence de 12 à 22 atomes de carbone, plus préférentiellement de 14 à 20
atomes de
carbone, encore plus préférentiellement de 16 à 18 atomes de carbone, encore
plus
préférentiellement de 17 atomes de carbone.
De préférence, les groupes RI et R2 sont indépendamment l'un de l'autre, des
groupes
hydrocarbonés linéaires et saturés comprenant de 8 à 22 atomes de carbone, de
préférence de
12 à 22 atomes de carbone, plus préférentiellement de 14 à 20 atomes de
carbone, encore plus
préférentiellement de 16 à 18 atomes de carbone, encore plus
préférentiellement de 17 atomes
de carbone.
De préférence, m est compris entre 2 et 6, plus préférentiellement entre 3 et
5.
De préférence, lorsque m est égal à 2, l'additif a alors pour formule générale
RI-CO-
NH-(CH2)2-NH-CO-R2 (5). Dans ce cas les groupes Ri et R2, sont toujours,
indépendamment
l'un de l'autre, des groupes hydrocarbonés linéaires ou ramifiés, saturés ou
insaturés de 8 à 24
atomes de carbone, de préférence de 12 à 22 atomes de carbone, plus
préférentiellement de 14
à 20 atomes de carbone, plus préférentiellement de 16 à 18 atomes de carbone,
encore plus
préférentiellement de 17 atomes de carbone. Les additifs de formule générale
(5) sont les
additifs particulièrement préférés.
De préférence, dans la formule générale RI-CO-NH-(CH2)2-NH-CO-R2 (5), les
groupes
RI et R2 ont la même signification, ce qui fait que l'additif a pour formule
générale RI-NH-
CO-(CH2)2-NH-CO-RI (6). Les additifs de formule générale (6) sont les additifs
plus
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particulièrement préférés. Dans ce cas, Ri est un groupe hydrocarboné linéaire
ou ramifié,
saturé ou insaturé de 8 à 24 atomes de carbone, de préférence de 12 à 22
atomes de carbone,
plus préférentiellement de 14 à 20 atomes de carbone, plus préférentiellement
de 16 à 18
atomes de carbone, encore plus préférentiellement de 17 atomes de carbone. De
préférence,
Ri est un groupe hydrocarboné linéaire, saturé ou insaturé de 8 à 24 atomes de
carbone, de
préférence de 12 à 22 atomes de carbone, plus préférentiellement de 14 à 20
atomes de
carbone, plus préférentiellement de 16 à 18 atomes de carbone, encore plus
préférentiellement
de 17 atomes de carbone. De préférence, Ri est un groupe hydrocarboné linéaire
et saturé de 8
à 24 atomes de carbone, de préférence de 12 à 22 atomes de carbone, plus
préférentiellement
de 14 à 20 atomes de carbone, plus préférentiellement de 16 à 18 atomes de
carbone, encore
plus préférentiellement de 17 atomes de carbone.
Les additifs préférés de formule générale (6) sont par exemple l'éthylène bis-
stéaramide
avec Ri un groupe hydrocarboné linéaire et saturé de 17 atomes de carbone de
formule CH3-
(CH2)16- ou l'éthylène bis-oléamide avec Ri un groupe hydrocarboné linéaire et
insaturé de 17
atomes de carbone de formule CH3-(CH2)7-CH=CH-(CH2)7-. C e s b i s-amides sont
commerciaux. La résistance aux agressions chimiques, notamment la résistance
aux
hydrocarbures pétroliers tels que les essences, les gazoles et/ou les
kérosènes, est très
nettement améliorée avec l'éthylène bis-stéaramide.
On peut utiliser un des additifs (1) à (6) seul ou en mélange dans les
compositions
bitumineuses.
La quantité d'additifs de formule générale (1) à ajouter aux compositions
bitumineuses
est essentielle à l'invention.
Ainsi, la quantité d'additifs de formule générale (1) est comprise entre 2% et
6% en
masse, par rapport à la masse de la composition bitumineuse, de préférence
entre 2% et 4%,
plus préférentiellement entre 2,5% et 3,5%, encore plus préférentiellement
autour de 3%. La
quantité préférée d'additifs de formule générale (1) est comprise entre 2% et
3,5% en masse,
par rapport à la masse de la composition bitumineuse. La société demanderesse
s'est aperçue
qu'une quantité inférieure à 2% en masse d'additifs de formule générale (1)
dans la
composition bitumineuse ne permettait pas d'améliorer la résistance de la
composition
bitumineuse aux agressions chimiques et en particulier aux hydrocarbures. De
même une
quantité supérieure à 6% en masse d'additifs de formule générale (1), voire de
préférence
supérieure à 3,5%, dans la composition bitumineuse, induit une fragilité au
niveau des
compositions bitumineuses et notamment des compositions bitume/polymère
réticulées qui
deviennent cassantes. Cela se traduit par une dégradation des propriétés de
retour élastique, de
traction et de comportement à basse température, par exemple au niveau du
point de Fraass.
Par composition bitumineuse, on entend une composition bitumineuse comprenant
du
bitume, une composition bitume/polymère comprenant du bitume et un polymère
(mélange
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physique) ou une composition bitume/polymère réticulée comprenant du bitume et
un
polymère réticulé au sein du bitume.
Le bitume utilisé peut être un bitume issu de différentes origines. Le bitume
utilisable
selon l'invention peut être choisi parmi les bitumes d'origine naturelle,
comme ceux contenus
dans des gisements de bitume naturel, d'asphalte naturel ou les sables
bitumineux. Le bitume
utilisable selon l'invention peut aussi être un bitume ou un mélange de
bitumes provenant du
raffinage du pétrole brut tels que des bitumes de distillation directe ou des
bitumes de
distillation sous pression réduite ou encore des bitumes soufflés ou semi-
soufflés, des résidus de
désasphaltage au propane ou au pentane, des résidus de viscoréduction, ces
différentes coupes
pouvant être prises seules ou en mélange. Les bitumes utilisés peuvent
également être des
bitumes fluxés par addition de solvants volatils, de fluxants d'origine
pétrolière, de fluxants
carbochimiques et/ou de fluxants d'origine végétale. On peut aussi utiliser
des bitumes
synthétiques également appelés bitumes clairs, pigmentables ou colorables. Le
bitume peut être
un bitume d'origine naphténique ou paraffinique, ou un mélange de ces deux
bitumes.
La composition bitumineuse peut aussi comprendre au moins un polymère. Les
polymères utilisables selon l'invention sont les polymères classiquement
utilisables dans le
domaine des bitumes comme par exemple les polybutadiènes, les polyisoprènes,
les
caoutchoucs butyle, les polyacrylates, les polymétacrylates, les
polychloroprènes, les
polynorbornènes, les polybutènes, les polyisobutènes, les polyéthylènes, les
copolymères
d'éthylène et d'acétate de vinyle, les copolymères d'éthylène et d'acrylate de
méthyle, les
copolymères d'éthylène et d'acrylate de butyle, les copolymères d'éthylène et
d'anhydride
maléique, les copolymères d'éthylène et de métacrylate de glycidyle, les
copolymères
d'éthylène et d'acrylate de glycidyle, les copolymères d'éthylène et de
propène, les
terpolymères éthylène/propène/diène (EPDM), les terpolymères
acrylonitrile/butadiène/styrène
(ABS), les terpolymères éthylène/acrylate ou méthacrylate d'alkyle/acrylate ou
méthacrylate de
glycidyle et notamment terpolymère éthylène/acrylate de méthyle/méthacrylate
de glycidyle et
terpolymères éthylène /acrylate ou méthacrylate d'alkyle/anhydride maléique et
notamment
terpolymère éthylène/acrylate de butyle/anhydride maléique.
Les polymères préférés sont les copolymères à base de motifs diène conjugué et
de
motifs hydrocarbure monovinyl aromatique, qui peuvent notamment être
réticulés.
Le diène conjugué sera de préférence choisi parmi ceux comportant de 4 à 8
atomes de
carbone, tel que le 1-3 butadiène (butadiène), le 2-méthyl- 1,3 -butadiène
(isoprène), le 2,3-
diméthyl-1,3-butadiène, le 1,3-pentadiène, le 1,2-hexadiène, le chloroprène,
le butadiène
carboxylé et/ou l'isoprène carboxylé. De préférence, le diène conjugué est le
butadiène.
L'hydrocarbure monovinyl aromatique sera de préférence choisi parmi le
styrène, l'o-
méthyl styrène, le p-méthyl styrène, le p-tert-butylstyrène, le 2,3 diméthyl-
styrène, l'a-méthyl
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styrène, le vinyl naphtalène, le vinyl toluène et/ou le vinyl xylène. De
préférence,
l'hydrocarbure monovinyl est le styrène.
Plus particulièrement, le copolymère consiste en un ou plusieurs copolymères
choisis
parmi les copolymères d'hydrocarbure monovinyl aromatique et de diène
conjugué, en
5 particulier de styrène et de butadiène, linéaires ou étoilés, sous forme de
dibloc, tribloc et/ou
multibranchés, éventuellement avec ou sans charnière statistique, de
préférence avec
charnière statistique.
De préférence le copolymère est un copolymère dibloc d'hydrocarbure monovinyl
aromatique et de diène conjugué, en particulier un copolymère dibloc de
styrène et de
10 butadiène, en particulier un copolymère dibloc de styrène et de butadiène
ayant une charnière
statistique.
Le copolymère d'hydrocarbure monovinyl aromatique et de diène conjugué, en
particulier de styrène et de butadiène, a une masse moléculaire moyenne Mw
comprise entre
10 000 et 500 000 daltons, de préférence entre 50 000 et 200 000, plus
préférentiellement
entre 80 000 et 150 000, encore plus préférentiellement entre 100 000 et 130
000, encore plus
préférentiellement entre 110 000 et 120 000. La masse moléculaire du
copolymère est
mesurée par chromatographie GPC avec un étalon polystyrène selon la norme ASTM
D3536.
Le copolymère d'hydrocarbure monovinyl aromatique et de diène conjugué, en
particulier de styrène et de butadiène, possède avantageusement une teneur
pondérale en
hydrocarbure monovinyl aromatique, en particulier en styrène allant de 5% à
50% en masse,
par rapport à la masse de copolymère, de préférence de 20% à 40%.
Le copolymère d'hydrocarbure monovinyl aromatique et de diène conjugué, en
particulier de styrène et de butadiène, possède avantageusement une teneur
pondérale en diène
conjugué, en particulier en butadiène, allant de 50% à 95% en masse, par
rapport à la masse
de copolymère, de préférence de 60% à 80%.
Parmi les motifs diène conjugué, on distingue les motifs à doubles liaisons 1-
4 issus du
diène conjugué et les motifs à doubles liaisons 1-2 issus du diène conjugué.
Par motifs à
doubles liaisons 1-4 issus du diène conjugué, on entend les motifs obtenus via
une addition 1,4
lors de la polymérisation du diène conjugué. Par motifs à doubles liaisons 1-2
issus du diène
conjugué, on entend les motifs obtenus via une addition 1,2 lors de la
polymérisation du diène
conjugué. Le résultat de cette addition 1,2 est une double liaison vinylique
dite pendante .
Le copolymère d'hydrocarbure monovinyl aromatique et de diène conjugué, en
particulier
de styrène et de butadiène, possède une teneur en motifs à doubles liaisons 1-
2 issus du diène
conjugué, en particulier issus du butadiène, comprise entre 5% et 50% en
masse, par rapport à la
masse totale des motifs diène conjugué, en particulier butadiène, de
préférence entre 10% et
40%, plus préférentiellement entre 15% et 30%, encore plus préférentiellement
entre 20% et
25%, encore plus préférentiellement entre 18% et 23%. Le copolymère
d'hydrocarbure
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monovinyl aromatique et de diène conjugué, en particulier de styrène et de
butadiène, possédant
une teneur en motifs à doubles liaisons 1-2 issus du diène conjugué, en
particulier issus du
butadiène telle que définie ci-dessus pourra être utilisé avec ou sans agent
réticulant, car il a la
propriété d'être auto-réticulant , les branches de copolymère sont
réticulées, liées entre elles
via ces doubles liaisons vinyliques dite pendantes .
La composition bitumineuse comprend de 1% à 10% en masse de polymère, en
particulier de copolymère d'hydrocarbure monovinyl aromatique et de diène
conjugué, en
particulier de copolymère de styrène et de butadiène, par rapport à la masse
de la composition
bitumineuse, de préférence de 2% à 8%, encore plus préférentiellement de 3% à
5%.
La réticulation du polymère, en particulier du copolymère d'hydrocarbure
monovinyl
aromatique et de diène conjugué, en particulier du copolymère de styrène et de
butadiène,
dans la composition bitumineuse, est réalisée grâce à l'utilisation d'un
polymère, en
particulier d'un copolymère d'hydrocarbure monovinyl aromatique et de diène
conjugué, en
particulier d'un copolymère de styrène et de butadiène, tel que défini ci-
dessus et d'un agent
réticulant, ou grâce à l'utilisation d'un polymère, en particulier d'un
copolymère
d'hydrocarbure monovinyl aromatique et de diène conjugué, en particulier d'un
copolymère
de styrène et de butadiène ayant une quantité particulière de motifs à doubles
liaisons 1-2
issus du diène conjugué, en particulier de butadiène, cette quantité de motifs
à doubles
liaisons 1-2 issus du diène conjugué, en particulier du butadiène, étant
comprise entre 5% et
50% en masse, par rapport à la masse totale des motifs diène conjugué, en
particulier
butadiène, de préférence entre 10% et 40%, plus préférentiellement entre 15%
et 30%, encore
plus préférentiellement entre 20% et 25%, encore plus préférentiellement entre
18% et 23%,
ou bien encore grâce à l'utilisation dudit polymère, en particulier du
copolymère
d'hydrocarbure monovinyl aromatique et de diène conjugué, en particulier du
copolymère de
styrène et de butadiène, ayant la quantité particulière de motifs à doubles
liaisons 1-2 issus du
diène conjugué, en particulier du butadiène, en combinaison avec un agent
réticulant.
De préférence, l'agent réticulant est choisi parmi le soufre et les
polysulfures
d'hydrocarbyle, pris seuls ou en mélange, en présence éventuelle
d'accélérateurs de
vulcanisation donneurs de soufre ou non donneurs de soufre, pris seuls ou en
mélange.
Le soufre est notamment du soufre en fleur ou encore du soufre cristallisé
alpha.
Les polysulfures d'hydrocarbyle sont par exemple, choisis parmi les disulfures
de
dihexyle, les disulfures de dioctyle, les disulfures de didodécyle, les
disulfures de
ditertiododécyle, les disulfures de dihexadécyle, les trisulfures de dihexyle,
les trisulfures de
dioctyle, les trisulfures de dinonyle, les trisulfures de ditertiododécyle,
les trisulfures de
dihexadécyle, les trisulfures de diphényle, les trisulfures de dibenzyle, les
tétrasulfures de
dihexyle, les tétrasulfures de dioctyle, les tétrasulfures de dinonyle, les
tétrasulfures de
ditertiododécyle, les tétrasulfures de dihexadécyle, les tétrasulfures de
diphényle, les
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tétrasulfures d'orthotolyle, les tétrasulfures de dibenzyle, les pentasulfures
de dihexyle, les
pentasulfures de dioctyle, les pentasulfures de dinonyle, les pentasulfures de
ditertiododécyle,
les pentasulfures de dihexadécyle, les pentasulfures de dibenzyle, les
pentasulfures de diallyle.
Les accélérateurs de vulcanisation donneurs de soufre, peuvent être choisis
parmi les
polysulfures de thiurame, comme par exemple, les disulfures de
tétrabutylthiurame, les
disulfures de tétraéthylthiurame et les disulfures de tétraméthylthiurame, les
disulfures de
dipentaméthylènethiurame, les tétrasulfures de dipentaméthylènethiurame ou les
hexasulfures
de dipentaméthylènethiurame.
Les accélérateurs de vulcanisation non donneurs de soufre utilisables selon
l'invention
peuvent être choisis notamment parmi le mercaptobenzothiazole et ses dérivés,
les
dithiocarbamates et ses dérivés, et les monosulfures de thiurame et ses
dérivés, pris seuls ou en
mélange. On peut citer comme exemples d'accélérateurs de vulcanisation non
donneurs de
soufre, 1 e 2-mercaptobenzothiazole de zinc, le benzothiazolethiolate de zinc,
le
benzothiazolethiolate de sodium, le disulfure de benzothiazyle, le
benzothiazolethiolate de
cuivre, le N, N'-diéthylthiocarbamylesulfure de benzothiazyle et les
benzothiazolesulfénamides
comme le 2-benzothiazolediéthylsulfénamide, le 2-
benzothiazolepentaméthylènesulfénamide, le
2-benzothiazolecyclohexylsulfénamide, le N-oxydiéthylène 2-
benzothiazolesulfénamide, le N-
oxydiéthyléne 2-benzothiazolethiosulfénamide, le 2-
benzothiazoledicyclohexylsulfénamide, le
2-benzothiazolediisopropylsulfénamide, le 2-
benzothiazoletertiobutylsulfénamide, le
diméthyldithiocarbamate de bismuth, le diamyldithiocarbamate de cadmium, le
diéthyldithiocarbamate de cadmium, le diméthyldithiocarbamate de cuivre, le
diamyldithiocarbamate de plomb, le diméthyldithiocarbamate de plomb, le
pentaméthylènedithiocarbamate de plomb, le diméthyldithiocarbamate de
sélénium, le
diéthyldithiocarbamate de tellure, le diamyldithiocarbamate de zinc, le
dibenzyldithiocarbamate
de zinc, le diéthyldithiocarbamate de zinc, le diméthyldithiocarbamate de
zinc, le
dibutyldithiocarbamate de zinc, le pentaméthylénedithiocarbamate de zinc, le
monosulfure de
dipentaméthylènethiurame, le monosulfure de tétrabutylthiurame, le monosulfure
de
tétraéthylthiurame et le monosulfure de tétraméthylthiurame.
L'agent réticulant peut aussi être choisi parmi les composés de formule
générale HS-R-
SH où R représente un groupe hydrocarboné, saturé ou insaturé, linéaire ou
ramifié, de 2 à 40
atomes de carbones, comprenant éventuellement un ou plusieurs hétéroatomes,
tels que
l'oxygène. Parmi les composés répondant à cette formule générale, on peut
citer par exemple,
le 1,2 éthanedithiol, le 1,3 propanedithiol, le 1,4 butanedithiol, le 1,5
pentanedithiol, le 1,6
hexanedithiol, le 1,7 heptanedithiol, le 1,8 octanedithiol, le bis-(2-
mercaptoéthyl)éther, le bis-
(3-mercaptoéthyl)éther, le bis-(4-mercaptoéthyl)éther, le (2-mercaptoéthyl) (3-
mercaptobutyl) éther, le (2-mercaptoéthyl) (4-mercaptobutyl)éther, le 1,8-
dimercapto-3,6-
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dioxaoctane, le benzène-1,2-dithiol, le benzène-1,3-dithiol, le benzène-1,4-
dithiol ou le
toluène-3,4-dithiol, le biphenyl-4,4'-dithiol.
On utilise en général une quantité d'agent réticulant entre 0,05% et 5% en
masse, par
rapport à la masse de la composition bitumineuse, de préférence entre 0,1% et
2%, plus
préférentiellement entre 0,2% et 1%, encore plus préférentiellement entre 0,3%
et 0,5%.
De préférence, les quantités de polymère et d'agent réticulant sont fixées de
manière à
obtenir un ratio polymère/agent réticulant (ou copolymère de styrène et de
butadiène/agent
réticulant) compris entre 50 :1 et 150 :1, de préférence entre 60 :1 et 100
:1, plus
préférentiellement entre 70 :1 et 80 :1.
La réticulation des compositions bitumineuses peut être mise en évidence en
effectuant
sur ces compositions bitumineuses, des tests de traction selon la norme NF EN
13587. Les
compositions bitumineuses réticulées, ont une résistance à la traction plus
élevée que les
compositions bitumineuses non réticulées. Une résistance à la traction plus
élevée se traduit par
un allongement à la rupture ou élongation maximale (s max en %) élevée, une
contrainte à la
rupture ou contrainte à l'élongation maximale (6 s max en MPa) élevée, une
énergie
conventionnelle à 400% (E 400% en J/cm) élevée et/ou une énergie totale (E
totale en J) élevée.
Les compositions bitumineuses, en particulier les compositions bitume/polymère
réticulées, ont une élongation maximale, selon la norme NF EN 13587,
supérieure ou égale à
400%, de préférence supérieure ou égale à 500%, plus préférentiellement
supérieure ou égale
à 600%, encore plus préférentiellement supérieure ou égale à 700%.
Les compositions bitumineuses, en particulier les compositions bitume/polymère
réticulées, ont une contrainte à l'élongation maximale, selon la norme NF EN
13587,
supérieure ou égale à 0,4 MPa, de préférence supérieure ou égale à 0,6 MPa,
plus
préférentiellement supérieure ou égale à 0,8 MPa, encore plus
préférentiellement supérieure
ou égale à 1,2 MPa.
Les compositions bitumineuses, en particulier les compositions bitume/polymère
réticulées, ont une énergie conventionnelle à 400%, selon la norme NF EN
13587, supérieure
ou égale à 3 J/cm , de préférence supérieure ou égale à 5 J/cm , plus
préférentiellement
supérieure ou égale à 10 J/cm , encore plus préférentiellement supérieure ou
égale à 15 J/cm .
Les compositions bitumineuses, en particulier les compositions bitume/polymère
réticulées, ont une énergie totale, selon la norme NF EN 13587, supérieure ou
égale à 1 J, de
préférence supérieure ou égale à 2 J, plus préférentiellement supérieure ou
égale à 4 J, encore
plus préférentiellement supérieure ou égale à 5 J.
La composition bitumineuse peut aussi éventuellement comprendre des dopes
d'adhésivité et/ou des agents tensioactifs. Ils sont choisis parmi les dérivés
d'alkylamines, les
dérivés d'alkyl-polyamines, les dérivés d'alkylamidopolyamines, les dérivés
d'alkyl
amidopolyamines et les dérivés de sels d'ammonium quaternaire, pris seuls ou
en mélange.
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Les plus utilisés sont les propylènes-diamines de suif, les amido-amines de
suif, les
ammoniums quaternaires obtenus par quaternisation des propylènes-diamines de
suif, les
propylènes-polyamines de suif. La quantité de dopes d'adhésivité et/ou des
agents tensioactifs
dans la composition bitumineuse est comprise entre 0,1% et 2% en masse, par
rapport à la
masse de la composition bitumineuse, de préférence entre 0,2% et 1%.
La composition bitumineuse, en particulier la composition bitume/polymère
réticulée
selon l'invention est exempte d'huile d'origine pétrolière, d'huile d'origine
végétale et/ou
d'origine animale car la présence d'une huile pourrait altérer les propriétés
de résistance aux
agressions chimiques, et en particulier aux hydrocarbures de la composition
bitumineuse, en
particulier de la composition bitume/polymère réticulée en ramollissant trop
fortement la
composition bitumineuse, en particulier la composition bitume/polymère
réticulée.
La composition bitumineuse est préparée par mélange de l'additif de formule
générale
(1) à la composition bitumineuse à une température de 120 C à 220 C, de
préférence de
140 C à 200 C, plus préférentiellement de 160 C à 180 C, pendant une durée de
30 minutes à
48 heures, de préférence de 1 heure à 24 heures, plus préférentiellement de 2
heures à 16
heures, encore plus préférentiellement de 4 heures à 8 heures.
Pour la préparation de la composition bitume/polymère réticulée, on prépare
tout
d'abord la composition bitume/polymère réticulée sans l'additif de formule
générale (1), en
mélangeant le bitume, le polymère, en particulier le copolymère d'hydrocarbure
monovinyl
aromatique et de diène conjugué, en particulier le copolymère de styrène et de
butadiène, et
éventuellement l'agent réticulant à une température de 120 C à 220 C, de
préférence de
140 C à 200 C, plus préférentiellement de 160 C à 180 C, pendant une durée de
1 heure à 48
heures, de préférence de 4 heures à 24 heures, plus préférentiellement de 8
heures à 16 heures.
Lorsque la composition bitume/polymère est réticulée, on ajoute alors
l'additif de formule
générale (1) à la composition bitume/polymère réticulée à une température de
120 C à 220 C,
de préférence de 140 C à 200 C, plus préférentiellement de 160 C à 180 C,
pendant une durée
de 30 minutes à 48 heures, de préférence de 1 heure à 24 heures, plus
préférentiellement de 2
heures à 16 heures, encore plus préférentiellement de 4 heures à 8 heures.
Les compositions bitumineuses et les compositions bitume/polymère réticulées
comprenant l'additif de formule générale (1) sont essentiellement destinées à
produire des
enrobés bitumineux ou des enduits superficiels pour les applications
routières.
Dans le cas des enrobés bitumineux, les compositions bitumineuses et les
compositions
bitume/polymère réticulées comprenant l'additif de formule générale (1) seront
mélangées
avec des granulats pour fournir des enrobés bitumineux résistants aux
agressions chimiques,
en particulier résistants aux hydrocarbures. La quantité de composition
bitumineuse
comprenant l'additif de formule générale (1) dans l'enrobé bitumineux est
comprise entre 1 et
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10 % en masse, par rapport à la masse d'enrobé bitumineux, de préférence entre
2 et 8%, plus
préférentiellement entre 3 et 5%, le reste étant constitués par les granulats.
Les enrobés bitumineux seront utilisés comme couche de surface dans des zones
où la
surface peut entrer en contact avec des agents chimiques agressifs tels que
les hydrocarbures
5 pétroliers ou les produits de déverglaçage, dégivrage et/ou déneigement, par
exemple, en raison,
d'écoulements. De telles surfaces comprennent par exemple les parcs de
stationnement, les
tarmacs et pistes d'aéroports, les stations-service, les ronds-points, les
dépôts d'hydrocarbures.
L'additif de formule générale (1) sera utilisé pour améliorer la résistance
des
compositions bitumineuses aux agressions chimiques engendrées par les
hydrocarbures, en
10 particulier les hydrocarbures pétroliers tels que les essences, les
carburants, les
supercarburants, les kérosènes, les carburéacteurs, les gazoles, les fuels. De
même l'additif de
formule générale (1) sera utilisé pour améliorer la résistance des
compositions bitumineuses
aux agressions chimiques engendrées par les produits de déverglaçage,
dégivrage et/ou
déneigement tels que les solutions salines aqueuses de potassium, sodium,
magnésium et/ou
15 calcium, et/ou les compositions à base d'éthylène glycol et/ou à base de
propylène glycol.
L'additif de formule générale (1) est particulièrement efficace pour améliorer
la résistance des
compositions bitumineuses aux hydrocarbures, en particulier aux hydrocarbures
pétroliers tels
que les essences, les kérosènes et/ou les gazoles.
EXEMPLES
La résistance aux hydrocarbures des compositions bitumineuses est évaluée
selon une
méthode interne proche de la méthode utilisée pour mesurer la Température
Bille et Anneau
des bitumes (EN 1427).
Les anneaux remplis de compositions bitumineuses sont placés dans les supports
habituellement utilisés dans la méthode EN 1427, des billes de 5 g sont
placées sur ces
supports. Les supports sont placés dans un bécher rempli de kérosène, au lieu
de l'eau
habituellement utilisée dans la méthode EN 1427 standard. La résistance des
compositions
bitumineuses au kérosène est évaluée à température ambiante et sous agitation.
On évalue la
durée, le temps de ramollissement des deux disques bitumineux jusqu'à ce que
chaque bille,
enveloppée de compositions bitumineuses, descende d'une hauteur de (25,0
0,4) mm. Le
problème de la dissolution des compositions bitumineuses dans le kérosène se
pose. Le
liquide dans le bécher devient alors opaque, et il est impossible de savoir
visuellement quand
les billes tombent. Nous avons procédé par inspection en sortant les supports
à intervalles de
temps réguliers.
Différentes compositions bitumineuses sont préparées à partir de
- bitume de pénétrabilité égale à 41 1/10 mm et de température Bille et Anneau
égale à
51,8 C,
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- copolymère dibloc de styrène et de butadiène comprenant 25% en masse de
styrène,
par rapport à la masse du copolymère, et 12% de motifs à double liaison 1-2
issus du butadiène,
par rapport à la masse de butadiène et une masse moléculaire Mw de 115000
daltons,
- soufre en fleur,
- un additif de formule générale (1) dans laquelle n est égal à 1, m est égal
à 2, R1 et R2
sont identiques et sont des groupes hydrocarbonés linéaires et saturés de 17
atomes de
carbone (éthylène bis-stéaramide),
dans les quantités en % indiquées au Tableau I ci-dessous.
Tableau I
Compositions bitumineuses C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8
Bitume 100 99 98 97 95,9 94,9 93,9 92,9
Copolymère SB - - - - 4 4 4 4
Soufre - - - - 0'l 0'l 0'l 0'l
Ethylène bis-stéaramide - 1 2 3 - 1 2 3
Les compositions bitumineuses sont préparées de la manière suivante :
Pour les compositions bitumineuses C2 à C4, on introduit un bitume dans un
réacteur
maintenu à 185 C sous agitation à 300 tours/min. Le contenu du réacteur est
maintenu à
185 C sous agitation à 300 tours/min pendant 10 minutes. On introduit ensuite
dans le
réacteur l'additif de formule générale (1). Le contenu du réacteur est
maintenu à 185 C sous
agitation à 300 tours/min pendant 1 heure.
Pour la composition bitume/polymère réticulée C5, on introduit dans un
réacteur
maintenu à 185 C et sous agitation à 300 tours/min, le bitume et le copolymère
styrène/butadiène SB. Le contenu du réacteur est ensuite maintenu à 185 C sous
agitation à
300 tours/min pendant 4 heures. On introduit ensuite dans le réacteur le
soufre en fleur. Le
contenu du réacteur est maintenu à 185 C sous agitation à 300 tours/min
pendant 2 heures,
puis à 185 C sous agitation à 150 tours/min pendant 12 heures. Pour les
compositions
bitume/polymère réticulée C6 à C8, on procède de la même manière et on
introduit ensuite
dans le réacteur l'additif de formule générale (1). Le contenu du réacteur est
maintenu à
185 C sous agitation à 300 tours/min pendant 1 heure.
Les compositions C2 à C4 correspondent des compositions bitumineuses
constituées de
bitume et d'un additif selon la formule générale (1). La composition
bitumineuse C1 est une
composition bitumineuse témoin ne comprenant que du bitume et pas d'additif
selon la
formule générale (1). La composition bitumineuse C2 est une composition
bitumineuse témoin
ne comprenant que 1% en masse d'additif selon la formule générale (1). Les
compositions
bitumineuses C3 et C4 sont des compositions bitumineuses selon l'invention
comprenant 2%
ou 3% en masse d'additif selon la formule générale (1).
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Les compositions C6 à C8 correspondent à des compositions bitume/polymère
réticulées
constituées de bitume, d'un additif selon la formule générale (1) et d'un
copolymère de
styrène et de butadiène réticulé. La composition bitumineuse C5 est une
composition
bitume/polymère réticulée témoin ne comprenant pas d'additif selon la formule
générale (1).
La composition bitume/polymère réticulée C6 est une composition témoin ne
comprenant que
1% en masse d'additif de formule générale (1). Les compositions
bitume/polymère réticulées
C7 et C8 sont des compositions bitume/polymère réticulées selon l'invention
comprenant 2%
ou 3% en masse d'additif selon la formule générale (1).
Pour les compositions bitumineuses C1 à C8, on détermine les caractéristiques
suivantes :
(1) pénétrabilité à 25 C notée P25 (1/10 mm) mesurée selon la norme EN 1426,
(2) température Bille et Anneau notée TBA ( C) mesurée selon la norme EN 1427,
(3) indice de Pfeiffer noté IP défini par la formule ci-dessus :
1952 - 500 x log(P25 ) - 20 x TBA
IP =
50xlog(P25)-TBA-120
(4) retour élastique noté RE (%) mesuré à 25 C selon la norme NF EN 13398,
(5) le temps nécessaire pour que la bille descende d'une hauteur de (25,0
0,4) mm,
les résultats sont consignés dans le Tableau II ci-dessous.
Tableau II
Compositions C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8
bitumineuses
P25 (1/10 mm) 41 35 29 25,2 28,4 23,3 26 25,7
TBA ( C) 51,8 62 83 100,5 74,0 74,0 86,4 97,0
IP -1,19 0,57 3,38 5,04 2,09 1,68 3,56 4,72
RE (%) - - - - 82 80 69 57
Temps 30 min 40 min 7h 1lh lh30 lh30 10h 18h
On constate que la résistance au kérosène des compositions bitumineuses C3 et
C4 est
très nettement améliorée lorsque 2% ou 3% en masse d'additif de formule
générale (1) sont
ajoutées à la composition bitumineuse C1. La résistance au kérosène est de 7
heures pour la
composition bitumineuse C3 et est de 11 heures pour la composition bitumineuse
C4 alors
qu'elle n'est que de 40 minutes pour la composition bitumineuse C2 comprenant
1% en masse
d'additif de formule générale (1).
On constate aussi que la résistance au kérosène des compositions
bitume/polymère
réticulées C7 et C8 est très nettement améliorée lorsque 2% ou 3% en masse
d'additif de
formule générale (1) sont ajoutées à la composition bitume/polymère réticulée
C5. La
résistance au kérosène est de 18 heures pour la composition bitume/polymère
réticulée C8 et
est de 10 heures pour la composition bitume/polymère réticulée C7, alors
qu'elle n'est que de
CA 02778876 2012-04-24
WO 2011/051913 PCT/IB2010/054916
18
1 heure et 30 minutes pour la composition bitume/polymère réticulée C6
comprenant 1% en
masse d'additif de formule générale (1).
Des essais de résistance aux hydrocarbures sont également effectués selon la
norme
EN 12697-43 sur des enrobés bitumineux.
Les enrobés bitumineux E1, E4, E5 et E8 comprennent respectivement 5,6% en
masse de
composition bitumineuse C1, C4, C5 ou C8, par rapport à la masse de l'enrobé
bitumineux, et
94,4% en masse de granulats (composition des granulats : 38% en masse de
granulats 6/10,
par rapport à la masse des granulats, 5% en masse de granulats 4/6, 5% en
masse de granulats
2/4, 48% en masse de sable 0/2 et 4% en masse de charges, teneur en vides 8,5-
9,5%).
Les enrobés sont préparés par mélange des compositions bitumineuses et des
granulats à
180 C.
Les essais sont réalisés suivant la norme EN12697-43 dans du gazole et du
kérosène.
Les résultats sont consignés dans le Tableau III ci-dessous.
Tableau III
Enrobés bitumineux E1 E4 E5 E8
Résistance gazole 24 h (A/B) 5/4 1/2 3/3 1/3
Résistance gazole 72 h (A/B) - 1/5 4/7 1/5
Résistance kérosène 24 h (A/B) 13/11 2/4 6/5 1/4
Résistance kérosène 72 h (A/B) - 1/10 9/10 3/8
On constate que l'enrobé bitumineux E4 est plus résistant au gazole et au
kérosène que
l'enrobé bitumineux E1, toutes les valeurs A et B de l'enrobé bitumineux E4
étant inférieures à
celles de l'enrobé bitumineux E1. L'ajout de 3% en masse d'additif de formule
générale (1)
dans du bitume pur a donc amélioré très nettement la résistance du bitume pur
vis-à-vis du
gazole et du kérosène.
On constate que l'enrobé bitumineux E8 est plus résistant au gazole et au
kérosène que
l'enrobé bitumineux E5, toutes les valeurs A et B de l'enrobé bitumineux E6
étant inférieures
ou égales à celles de l'enrobé bitumineux E5. L'ajout de 3% en masse d'additif
de formule
générale (1) dans une composition bitume/polymère réticulée a donc amélioré la
résistance de
la composition bitume/polymère réticulée vis-à-vis du gazole et du kérosène.
