Développement de matériaux à partir des résidus de recouvrement de toitures pour la

réparation des nids de poule

Présentée

par

Olga Solomatnikova, M.Sc.

2e Conférence internationale sur l’écologie industrielleL’écologie industrielle : opportunités d’affaires

15 octobre 2004

INTRODUCTION

CYCLE DE VIE DES BARDEAUX D’ASPHALTE

PROPRIÉTÉS RECHERCHÉES POUR LES MATÉRIAUX DE RÉPARATION

RÉSULTATS

Valorisation des bardeaux d’asphalte postconsommation et des membranes d’étanchéité postindustrielle

Développement d’un produit de réparation de routes ayant des propriétés supérieures ou égales à celles des produits commerciaux

Estimation du coût du produit développé qui doit être comparable à celui des produits commerciaux

Développement d’un procédé de broyage des bardeaux d’asphalte et des membranes d’étanchéité

OBJECTIFS

CYCLE DE VIE DES BARDEAUX D’ASPHALTE

QUANTITÉ DE RÉSIDUS GÉNÉRÉS PAR ANNÉE AU QUÉBEC

Quantité des bardeaux d’asphalte générée :

170 000 – 203 000 tonnes

Quantité de membranes d’étanchéité non conformes générée :

491,7 tonnes

Coût de disposition : 50 $/tonne

PROPRIÉTÉS RECHERCHÉES POUR LE MATÉRIAU DE

RÉPARATION DES ROUTES

MANIABILITÉ

COHÉSION ET ADHÉSION

RÉSISTANCE À L’EAU

ÉNERGIES D’ADHÉSION ET DE COHÉSION

PHÉNOMÈNE DE DÉSENROBAGE

PRODUITS UTILISÉS POUR LA FABRICATION DU MATÉRIAU

DE RÉPARATION

BARDEAUX D’ASPHALTE POSTCONSOMMATION

MEMBRANES D’ÉTANCHÉITÉ POSTINDUSTRIELLES

GRANULATS :

- Drapeau (type granitique)

- Carrière Union (type calcaire)

RÉSULTATS

Système de broyage

Type de broyeur

Problèmes rencontrés

Dimension des particules obtenues par le broyage

BROYAGE DES BARDEAUX D’ASPHALTE ET DE MEMBRANES D’ÉTANCHÉITÉ

RÉSULTATS

LA MATIÈRE BROYÉE

RÉSULTATS

COMPOSITION DES BARDEAIX D’ASPHALTE

Bitume Fibres de bois Granulats

35,1 17,9 47

35,3 17,2 47,5

35,2 16,5 48,3

35,2 17,2 47,6

TABLEAU I : COMPOSITION DES BARDEAUX D’ASPHALTE, (% MASSIQUE)

Nom du composé % Poids Bitume 40 - 70

Carbonate de calcium 15 - 40 Copolymère butadiène-styrène 3 - 7

Membranes autocollantes contenant : Huile naphthénique sévèrement hydrotraitée

3 - 7

Armature Armature de voile de verre Contenant :

Filaments de fibre de verre 1 - 7

0,5 - 7 Surface

Papier siliconé 6 - 20 Film polypropylène 2 - 10 Film polyéthylène 2 - 10

Sable de silice Contenant : Silice cristalline

7 - 13 1 - 8

Talc 7 - 13 Granulat coloré 15 - 40

RÉSULTATS

COMPOSITION DES MEMBRANES D’ÉTANCHÉITÉ

RÉSULTATS

FORMULATION DU PRODUIT

Choix des additifs

Élaboration de la composition

Préparation des formulations

Évaluation de la qualité d’enrobage des granulats selon la méthode ASTM D2489

RÉSULTATS

ÉQUIPEMENT UTILISÉ POUR PRÉPARER LES FORMULATIONS

RÉSULTATS

ÉVALUATION DES PERFORMANCES DES FORMULATIONS CHOISIES

COHÉSION

Selon la méthode développée au CRIQ

Selon la méthode AASHTO (American Association of State Highway and Transportation Officials)

Selon la méthode développée par le MTQ

RÉSULTATS

ÉVALUATION DE LA COHÉSION SELON LA MÉTHODE DU CRIQ

RÉSULTATS

ÉVALUATION DE LA COHÉSION ET LA MANIABILITÉ SELON LES MÉTHODES DE MTQ

CRITÈRES D’ACCEPTATION DU MTQ

Maniabilité min. 5 joulesmax. 9 joules

Cohésion min. 90 %

Propriétés de la formulation prototype

Cohésion 90 %

Maniabilité 6 joules

Cohésion en fonction du pourcentage d'additif

R2 = 0,9901

0

20

40

60

80

100

120

0 0,5 1 1,5 2

Additif, %

Co

hésio

n,

%

RÉSULTATS

COHÉSION EN FONCTION DE LA QUANTITÉ D’ADDITIF AJOUTÉ

ESSAIS SUR LE TERRAIN

RÉSULTATS

La première journée

RÉSULTATS

ESSAIS SUR LE TERRAIN (SUITE)

Après 1 mois

ESSAIS SUR LE TERRAIN (SUITE)

RÉSULTATS

Après 9 mois (après l’hiver)

RÉSULTATS

ESSAIS SUR LE TERRAIN (SUITE)

Réparation effectuée le 6 novembre 2003 (photo prise après 1 mois)

ESSAIS SUR LE TERRAIN (SUITE)

RÉSULTATS

Après l’hiver

RÉSULTATS

ESSAIS SUR LE TERRAIN (SUITE)

M-1 et CRIQ

ESSAIS SUR LE TERRAIN (SUITE)

RÉSULTATS

M-1 et CRIQ (après 3 mois)

RÉSULTATS

ESSAIS SUR LE TERRAIN (SUITE)

Après l’hiver

Elles résistent bien à la circulation du trafic et aux changements de température

Les formulations préparées dans nos laboratoires sont performantes

Elles ne nécessitent pas de compactage élaboré

Les formulations constituées seulement de bardeaux d’asphalte se comportent sur le terrain aussi bien que celles qui contiennent des membranes

Le coût est évalué à 66 $/tonne

CONCLUSION

LES RÉSULTATS DES ESSAIS SUR LE TERRAIN MONTRENT QUE :

TRAVAUX FUTURS

DIMINUER LE COÛT DU PRODUIT FINI

AMÉLIORER LES PROPRIÉTÉS COHÉSIVES DE LA FORMULATION

METTRE AU POINT UN SYSTÈME DE BROYAGE DES MEMBRANES D’ÉTANCHÉITÉ

FINALISER L’APPROCHE DE TRAITEMENT DES RÉSIDUS AVANT LE BROYAGE