La présente invention concerne des compositions bitumineuses, des procédés de fabrication de celles-ci et des revêtements fabriqués à partir desdites compositions bitumineuses. Plus particulièrement, l’invention concerne la fabrication de compositions bitumineuses formulées avec des émulsions bitumineuses sans solvant présentant une rhéologie interfaciale modulable en fonction de la température.
Description de l’art connexe

Les compositions de pavage en enrobé à froid sont préparées en mélangeant l’émulsion bitumineuse avec des granulats à température ambiante (c’est-à-dire à une température inférieure à environ 40°C). Cependant, certains problèmes ont été traditionnellement associés à l’utilisation de telles compositions dans lesquelles aucun solvant n’est présent. Par exemple, lorsqu’une émulsion bitumineuse à prise lente est utilisée dans la construction de chaussées porteuses, la chaussée met du temps à durcir et développe des valeurs de résistance suffisantes pour supporter un trafic intense et résister aux dommages causés par l’humidité. Cependant, l’utilisation d’une émulsion bitumineuse à prise rapide conduit souvent à une rupture prématurée de l’émulsion lors de la manipulation et du compactage (entraînant la formation de grands vides d’air).

Diverses méthodes ont été employées pour essayer d’accélérer le développement de la résistance des mélanges d’asphalte froids préparés avec des émulsions bitumineuses. Plusieurs de ces méthodes reposent principalement sur la modification du pH de l’émulsion ou de l’ensemble du système pour initier ou accélérer la décomposition et la coalescence de l’émulsion. Le brevet Knapp n° 4 008 096 (incorporé ici à titre de référence) est un exemple de cette approche, qui enseigne l’injection d’agents de changement de pH pour initier la coalescence de l’émulsion.

Cependant, ces méthodes souffrent d’un manque de contrôle de la synchronisation de la chimie de changement de pH. Dans tout processus de construction impliquant des émulsions bitumineuses, la rupture prématurée ou la coalescence des émulsions de bitume affecte négativement les performances de production, de manutention, de transport et d’autres opérations d’application finale. Les émulsions qui se brisent prématurément ne couvrent souvent pas adéquatement les granulats et donnent généralement des mélanges de granulats de bitume à haute viscosité qui peuvent être difficiles à décharger des camions, peuvent adhérer excessivement à l’équipement de pavage et peuvent être difficiles à compacter aux densités de chaussée requises. Par conséquent, le fait de ne pas contrôler efficacement le moment de la chimie du changement de pH conduit généralement à une décomposition prématurée de l’émulsion bitumineuse et à une cascade d’effets indésirables dans le traitement du mélange et les applications de chaussée.

Des tentatives ont été faites pour contrôler l’apparition de chimies de changement de pH dans les émulsions bitumineuses. Par exemple, US 5 256 195 de Redelius (incorporé ici à titre de référence) enseigne l’utilisation d’émulsions inverses anioniques contenant des agents de rupture dans la phase aqueuse de l’émulsion eau-dans-huile en combinaison avec des émulsions cationiques à prise lente comme émulsion principale de mélange et de revêtement. . . Suite à l’action mécanique du compactage, l’émulsion inverse se brise pour exposer la phase aqueuse alcaline à l’émulsion de mélange cationique, déplaçant ainsi le pH du système et initiant la décomposition de l’émulsion. L’homme du métier reconnaît que l’utilisation d’huiles minérales et d’autres solvants (c’est-à-dire ce que l’on appelle des “matériaux de coupe”) peut conduire à des améliorations de la compactabilité. Cependant, l’utilisation de fraises peut également entraîner une diminution de la résistance à la compression initiale de la chaussée compactée. Des doses de matériau de coupe aussi faibles que 0,1% en poids de l’émulsion diminuent souvent la résistance à la compression de la chaussée compactée jusqu’à ce que le matériau de coupe se soit évaporé dans l’atmosphère.

La formulation et la production d’émulsions bitumineuses à prise rapide grâce à l’utilisation d’émulsifiants à prise rapide (ou de qualité pour pulvérisation) ou à prise rapide sont généralement connues (par exemple, le brevet américain n° 4 338 136 de Goullet et al., qui est incorporé ici par référence). Cependant, les approches de cette nature souffrent de deux inconvénients qui les rendent inadaptées à la construction de chaussées en asphalte porteur qui présentent un revêtement d’agrégat complet, compact aux densités requises sur le terrain, et développent rapidement une résistance. Premièrement, à température ambiante, les émulsions à prise rapide ne recouvrent pas de manière adéquate les granulats denses couramment utilisés dans la construction de chaussées à haute densité et porteuses, car ces émulsions à prise rapide ont tendance à se briser immédiatement en entrant en contact avec le sol. surface de l’agrégat minéral. Le terme « prise rapide » est un