La présente invention concerne des compositions bitumineuses modifiées et leur procédé de préparation.

Le bitume est un mélange composé principalement d’hydrocarbures aliphatiques, aromatiques et naphténiques, de petites quantités d’acides et de bases organiques et de composés hétérocycliques contenant de l’azote et du soufre. C’est une substance aux caractéristiques colloïdales, constituée de micelles d’asphaltènes protégées par une couche stabilisante de résines polaires dispersées dans une phase huileuse. La nature chimique des différentes phases ne peut être définie de manière unique. Pendant des centaines d’années, le bitume a été utilisé comme liant et imperméabilisant dans de nombreuses applications. Parmi les applications récentes, le pavage des routes est probablement la plus importante. Le bitume était initialement obtenu à partir de dépôts naturels à la surface de la terre et appliqué en tant que tel. Aujourd’hui, le bitume et les matériaux bitumineux sont produits à partir du pétrole, principalement en tant que résidu lourd de la distillation sous vide du pétrole brut.

Le bitume est un matériau très approprié aux fins de pavage et d’étanchéité susmentionnées, en raison de ses propriétés et de son faible coût, mais en fonction du climat de la région, la température de la chaussée peut varier de quelques dizaines de degrés. en dessous de zéro centigrade à plus de 60-70 degrés centigrades et il n’est souvent pas possible d’utiliser le bitume en tant que tel en raison de sa fragilité excessive à basse température et de sa mauvaise consistance à haute température. Ainsi, pour pallier ces inconvénients et altérer leurs propriétés rhéologiques, divers types de matériaux sont ajoutés aux bitumes, parmi lesquels des matériaux polymériques et notamment des élastomères thermoplastiques. Dans ce dernier cas, on obtient des bitumes dits polymères modifiés (PMB).

Pour être utilisé comme agent modificateur, un polymère doit satisfaire un grand nombre d’exigences. Tout d’abord, vous devez modifier les propriétés rhéologiques du bitume, en réduisant sa susceptibilité thermique et en augmentant ses propriétés mécaniques et élastiques. Cependant, en même temps, le polymère ne doit pas provoquer une augmentation excessive de la viscosité du bitume à l’état fondu, de sorte qu’en fonctionnement, les machines de pose classiques peuvent être utilisées sans inconvénient.

De plus, le polymère doit être suffisamment compatible avec l’asphalte pour que les PMB ne soient pas soumis à des phénomènes de séparation de phases lors du stockage thermique. Le mélange polymère-bitume est instable au stockage à chaud si, lors d’un séjour long à haute température en conditions statiques, il tend à former une phase riche en polymère et une phase à faible teneur en polymère, mais riche en asphaltènes. En raison de la différence de densité, le premier s’accumule généralement au sommet du conteneur de stockage tandis que le second s’accumule au fond. Ceci conduit à des problèmes considérables liés à l’aptitude au traitement et à l’inhomogénéité du produit final. Enfin, l’utilisation de polymères doit être pratique d’un point de vue économique, en ce sens que l’investissement initial plus important qui est prévu pour son utilisation, doit être compensé par la possibilité d’obtenir de meilleures performances en enrobés, mais aussi par une réduction de la maintenance et les frais de réasphaltage, ainsi que, si possible, la possibilité de recycler le produit broyé en fin de vie.

De nombreux types de matériaux polymères ont été utilisés pour produire le PMB, chacun avec ses avantages et ses inconvénients en fonction des caractéristiques physico-chimiques. Par exemple, les polyoléfines, telles que le polyéthylène, le polypropylène et leurs copolymères peuvent être utilisées pour augmenter la consistance du bitume ; Des élastomères tels que des copolymères séquencés de styrène peuvent être utilisés pour augmenter la récupération élastique et la viscosité à des températures élevées. Le polymère le plus utilisé aujourd’hui est l’élastomère thermoplastique séquencé styrène-butadiène-styrène (SBS), généralement ajouté dans des pourcentages qui varient de 3 à 8% en poids par rapport à la phase bitumineuse selon la base bitumineuse et les rendements recherchés. produit final. Le SIS (styrène-isoprène-styrène) et le SB (styrène-butadiène), appartenant au même groupe de copolymères, sont également assez fréquemment utilisés. Ces copolymères sont souvent capables de fournir du PMB stable au stockage et économiquement souhaitable.

Le SBS a une structure biphasique constituée de microdomaines riches en blocs polystyrène interconnectés par des segments polybutadiène. Aux températures ordinaires, les domaines de polystyrène sont en dessous de leur température de transition vitreuse (environ 80°C), tandis que la phase de dispersion de butadiène est dans un état caoutchouteux, c’est-à-dire souple et c’est ce qui permet au matériau d’être défini.