CA2167451A1

CA2167451A1 - Process and device for reinforcing soils with fibrous additives

Info

Publication number: CA2167451A1
Application number: CA002167451A
Authority: CA
Inventors: Claude Choudin; Jean-Marc Letalenet; Jean-Baptiste Rieunier
Original assignee: Orgel
Current assignee: Orgel
Priority date: 1995-01-19
Filing date: 1996-01-17
Publication date: 1996-07-20
Also published as: IL116806A0; JPH08232258A; AU4099896A; BR9600130A; EP0723048A1

Abstract

L'invention concerne des techniques de renforcement des sols à l'aide d'additifs fibreux et plus particulièrement un procédé et un dispositif permettant d'introduire des quantités déterminées de fibres discrètes dans des sols ameublis à cet effet et de les mélanger uniformément. On propose de répartir les additifs fibreux en une couche régulière puis de les mélanger aux matériaux extraits du sol, pulvérisés puis réintroduits. Les additifs fibreux sont principalement soit des faisceaux de fibres de renforcement, soit des nodules de fibres isolation. Pour répartir les additifs fibreux on utilise de préférence des appareils destinés à distribuer des matériaux pulvérulents sur les routes notamment pour le traitement des routes gelées. Pour malaxer les matériaux extraits du sol, on utilise des pulvimixers, charrues, etc... Fig. 1The invention relates to techniques for reinforcing soils using fibrous additives and more particularly to a method and a device making it possible to introduce determined quantities of discrete fibers into soils loosened for this purpose and to mix them uniformly. It is proposed to distribute the fibrous additives in a regular layer and then to mix them with the materials extracted from the soil, sprayed and then reintroduced. The fibrous additives are mainly either bundles of reinforcing fibers or nodules of insulating fibers. To distribute the fibrous additives, devices are preferably used to distribute pulverulent materials on the roads, in particular for the treatment of frozen roads. To mix the materials extracted from the ground, pulvimixers, plows, etc. are used. 1

Description

2 1 ~7451 ._ , PROCEDE ET DISPOSITIF DE RENFORCEMENT DES SOLS
PAR DES ADDITIFS FIBREUX

L'invention concerne des techniques de renforcement des sols à l'aide d'additifs fibreux et plus particulièrement un procédé et un dispositif permettant d'introduire des quantités déterminées de fibres discrètes dans des sols ameublis à cet effet et de les mélanger uniformément.
Lorsqu'on doit procéder au traitement en profondeur d'un sol ou d'un terrain pour le rendre plus stable, pour l'assécher, pour le préparer à accepterla circulation de véhicules lourdement chargés ou pour qu'il soit apte à recevoir les couches superficielles d'une chaussée, on souhaite pouvoir utiliser presque exclusivement les matériaux constitutifs avec un apport minimum de sables ou de graviers d'une autre provenance. En revanche on accepte de traiter les sols avec une quantité réduite de liants et/ou de produits modificateurs des performances mécaniques comme des fibres.
L'invention se donne pour tâche de fournir une méthode et un dispositif simples pour introduire des additifs fibreux et les ajouter aux matériaux constitutifs d'un sol.
Dans le document EP-B-0 285 622, on propose de parsemer le sol avec des fibres coupées et de procéder au mélange de manières diverses. Les quantités de fibres introduites vont de 0,1 à 5 % en poids. Dans ce document on cherche à améliorer les sols en ce qui concerne les caractéristiques suivantes: résistance au cisaillement, angle total de frottement interne, cohésion totale moyenne et enfin module tangent initial moyen. Aucune méthode n'y est proposée pour répartir uniformément sur le sol les fibres coupées. Quant à l'opération finale de mélange les techniques en sont simplement évoquées.

216745l 2 L'invention se donne pour tâche de fournir une méthode complète avec tous les éléments permettant une mise en oeuvre dont les résultats soient assurés, en particulier la stabilité du taux d'additifs fibreux, ce qui permet d'en garder le niveau bas avec une bonne efficacité.
Dans la demande de brevet WO 94/28248, on décrit une technique pour incorporer dans un sol existant des faisceaux de fibres de verre coupés à partirdes mèches de fils, immédiatement avant leur dépôt sur le sol. Cette technique utilise un dispositif qui comporte une machine de coupe de fils continus installée sur un engin mobile et un système de répartition des fils coupés, transversalement par rapport au déplacement de l'engin ainsi qu'un engin de chantier du type fraise, son déplacement et celui de la machine de coupe étant liés ou non.
L'avantage de couper les mèches de fils de verre textile directement, juste avant la distribution est de garantir une proportion précise de faisceaux de filaments dans le mélange granuleux. Les machines à couper les mèches comme celles du document EP-B-O 040 145 les entraînent en effet à une vitesse définie (la vitesse tangentielle des rouleaux) et la quantité de faisceaux introduite pendant un temps donné étant de ce fait toujours la même, il suffit que la vitesse de déplacement de la machine par rapport au sol ou que le débit des granulés soient constants - comme c'est le cas en général - pour que le pourcentage de faisceaux de filaments reste stable. Il est également possible d'asservir la vitesse de rotation des rouleaux de la machine de coupe soit à la vitesse de déplacement, soit si elle est immobile, au débit du convoyeur de manière là aussi à garantir la stabilité du pourcentage de faisceaux.
La présente invention cherche quant à elle à permettre également l'utilisation de fils coupés et stockés qu'il s'agit donc d'extraire régulièrement du stock et de distribuer uniformément.
On connaît également grâce au document FR-A-2 699 945 une technique de distribution d'additifs fibreux sur une route dans laquelle un caisson renfermant un certain volume de fibres déjà coupées est installé à
l'arrière d'un camion dont la benne contient des graviers. Le caisson contenant les fibres se termine par une goulotte qui amène les fibres pour qu'elles se mélangent au flux de gravillons à la sortie du caisson, à l'entrée de la goulotte 216~45~ 3 est prévu un rouleau rotatif destiné à permettre l'écoulement régulier des fibres coupées.
Outre que le système précédent mélange systématiquement les fibres et des gravillons ce qui n'est pas toujours souhaité, s'il s'agissait de distribuer5 avec ce type de machine, des additifs fibreux sur toute la largeur d'une chaussée, il faudrait une installation et particulièrement un rouleau d'une longueur prohibitive.
L'invention se propose de fournir un procédé et un dispositif qui permettent de distribuer et de mélanger des additifs fibreux ajoutés aux 10 matériaux d'un sol et qui n'aient pas les inconvénients des systèmes précédents.
L'invention propose un procédé de renforcement des matériaux déjà en place d'un sol par l'apport notamment d'additifs fibreux comportant les étapes suivantes:
- dégagement de la surface pour rendre accessibles les matériaux à
renforcer, s'ils ne l'étaient pas, - si nécessaire, fragmentation desdits matériaux, - dépôt d'une couche régulière d'additifs fibreux préalablement coupés, - malaxage des matériaux à renforcer et des additifs fibreux jusqu'à une 20 proportion pondérale de 0,01 % à 5 %.
De préférence, le procédé utilise des additifs fibreux qui sont des fibres de verre de renforcement sous forme de faisceaux coupées à une longueur de 2 1 ~ 7451 ._, METHOD AND DEVICE FOR REINFORCING SOILS
BY FIBROUS ADDITIVES

Techniques for strengthening soil using of fibrous additives and more particularly a method and a device allowing the introduction of specific quantities of discrete fibers into loosened soils and mix them evenly.
When deep soil or soil treatment is required ground to make it more stable, to dry it, to prepare it to accept the circulation of heavily loaded vehicles or so that it is able to receive the surface layers of a pavement, we want to be able to use almost exclusively the constituent materials with a minimum supply of sand or gravel from another source. However we agree to treat the soil with a reduced amount of binders and / or modifiers of mechanical performance like fibers.
The invention sets itself the task of providing a method and a device simple to introduce fibrous additives and add them to materials constituting a soil.
In document EP-B-0 285 622, it is proposed to sprinkle the ground with cut fibers and mix in various ways. The amounts of fibers introduced range from 0.1 to 5% by weight. In this document we are looking to improve the soil in terms of characteristics following: shear strength, total internal friction angle, average total cohesion and finally average initial tangent modulus. Any method is proposed to distribute the fibers evenly on the ground cut. As for the final mixing operation, the techniques are simply mentioned.

216745l 2 The invention sets itself the task of providing a complete method with all the elements allowing an implementation whose results are guaranteed, in particular the stability of the rate of fibrous additives, which allows keep the level low with good efficiency.
In patent application WO 94/28248, a technique is described for incorporate into existing soil bundles of glass fibers cut from strands of wire, immediately before depositing them on the ground. This technique uses a device which includes a continuous wire cutting machine installed on a mobile machine and a cut wire distribution system, transversely to the movement of the machine as well as a cutter type site, its movement and that of the cutting machine being related or not.
The advantage of cutting the strands of textile glass yarn directly, just before distribution is to guarantee a precise proportion of bundles of filaments in the granular mixture. Wicking machines like those of the document EP-BO 040 145, in fact lead them to a defined speed (the tangential speed of the rollers) and the quantity of beams introduced during a given time being therefore always the same, it suffices that the speed of movement of the machine relative to the ground or that the flow granules are constant - as is generally the case - so that the percentage of filament bundles remains stable. It is also possible to control the speed of rotation of the rollers of the cutting machine either to the travel speed, or if it is stationary, at the flow rate of the conveyor here too to guarantee the stability of the percentage of beams.
The present invention seeks to allow also the use of cut and stored threads which must therefore be extracted regularly from stock and distribute evenly.
Document FR-A-2 699 945 also discloses a technique of distributing fibrous additives on a road in which a box containing a certain volume of fibers already cut is installed at the back of a truck with gravel in the bucket. The box containing the fibers ends in a chute which brings the fibers so that they mix with the flow of gravel at the outlet of the box, at the inlet of the chute 216 ~ 45 ~ 3 a rotating roller is provided to allow the smooth flow of cut fibers.
Besides that the previous system systematically mixes the fibers and gravel which is not always desired, if it was a question of distributing5 with this type of machine, fibrous additives over the entire width of a pavement would require installation and particularly a roll of prohibitive length.
The invention proposes to provide a method and a device which distribute and mix fibrous additives added to 10 floor materials that don't have the disadvantages of systems previous.
The invention provides a method of reinforcing materials already in place of a soil by the contribution in particular of fibrous additives comprising the stages following:
- clearing of the surface to make the materials accessible reinforce, if they weren't, - if necessary, fragmentation of said materials, - deposit of a regular layer of fibrous additives previously cut, - mixing of materials to be reinforced and fibrous additives up to a 20 weight proportion from 0.01% to 5%.
Preferably, the process uses fibrous additives which are fibers of reinforcing glass in the form of bundles cut to a length of

3 à 500 mm. Avantageusement, la coupe des faisceaux de fibres a été
effectuée à l'endroit où elles sont produites, immédiatement après leur 25 constitution, avant toute opération d'enroulement.
Avec ces matériaux, la distribution des additifs fibreux s'effectue sans difficulté~, ce qui n'est pas le cas lorsque la coupe est faite à partir de filsassociés en mèches (roving) et enroulés.
Dans une variante du procédé de l'invention, les additifs fibreux sont 30 des fibres de verre ou de roche obtenues par centrifugation et conditionnées sous forme de nodules par passage au travers d'une plaque à trous. Cette préparation des fibres isolation rend leur mise en oeuvre selon le procédé de l'invention, aisée.

2~G~45 ~ 3 to 500 mm. Advantageously, the cutting of the fiber bundles has been carried out at the place where they are produced, immediately after their 25 constitution, before any winding operation.
With these materials, the distribution of fibrous additives is carried out without difficulty ~, which is not the case when the cut is made from sonassociés in wicks (roving) and wound.
In a variant of the process of the invention, the fibrous additives are 30 glass or rock fibers obtained by centrifugation and packaged in the form of nodules by passage through a plate with holes. This preparation of the insulation fibers makes their implementation according to the process of the invention, easy.

2 ~ G ~ 45 ~

- 4 _ L'invention concerne également une technique de dépôt d'une couche régulière d'additifs fibreux sur le sol, dans laquelle on utilise des appareils destinés à distribuer des matériaux pulvérulents sur les routes, notamment ceux adaptés au traitement des routes gelées par des poudres diverses telles que des sels antigels ou des poudres antidérapantes.
Dans une variante du procédé de distribution des fibres, les faisceaux de fibres sont associés en formant un mat, et c'est ce mat qui est déchiqueté et ses fragments déposés sur le sol ou dans les matériaux du sol.
Avec cette technique, la quantité voulue d'additifs fibreux est automatiquement déposée à la bonne place.
L'invention concerne également un dispositif pour mettre en oeuvre le procédé, il comporte, pour le dépôt d'additifs fibreux une saleuse utilisant un éjecteur à force centrifuge.
De préférence, celle-ci comporte un ou plusieurs disques à axe sensiblement vertical en rotation dans leur plan sur lesquels les additifs fibreux sont déposés.
Par ailleurs, le dispositif peut comporter pour le malaxage des matériaux à renforcer et des additifs fibreux des machines du groupe charrues à disques, charrues à socs, pulvimixer tel qu'un malaxeur à arbre horizontal ou rotavator.
On voit que le dispositif de l'invention utilise des moyens simples et robustes qui sont par conséquent particulièrement fiables.
La description et les figures qui suivent permettront de comprendre l'invention et d'en saisir les avantages.
La figure 1 montre un engin qui effectue à la fois la distribution régulière des additifs fibreux stockés et leur mélange aux matériaux du sol, La figure 2 un système indépendant de répartition des additifs fibreux sur le sol, et La figure 3 un engin complet qui utilise des rouleaux de mats de fibres, les déchiquette et dépose sur le sol puis mélange les fragments avec les matériaux du sol.
Les figures 4 et 5 concernent un dispositif pour extraire les additifs fibreux de leur stock et leur donner un débit constant.

_ Le procédé de l'invention se déroule le plus souvent en deux étapes, la première consiste à déposer sur le sol les additifs fibreux en une couche régulière puis, la deuxième, à les répartir régulièrement dans les matériaux du sol qu'on travaille avec un engin adapté qui remplit la même fonction qu'une - 4 _ The invention also relates to a layer deposition technique regular fibrous additives on the floor, in which devices are used intended for distributing powdery materials on roads, in particular those adapted to the treatment of roads frozen by various powders such than antifreeze salts or non-slip powders.
In a variant of the fiber distribution process, the bundles of fibers are associated by forming a mat, and it is this mat which is shredded and its fragments deposited on the ground or in the soil materials.
With this technique, the desired amount of fibrous additives is automatically placed in the right place.
The invention also relates to a device for implementing the process, it comprises, for the deposition of fibrous additives a salt spreader using a centrifugal force ejector.
Preferably, this comprises one or more discs with an axis substantially vertical in rotation in their plane on which the fibrous additives are filed.
Furthermore, the device may include for the kneading of materials to reinforce and fibrous additives of the machines of the disc plow group, coulter plows, pulvimixer such as a horizontal shaft mixer or rotavator.
We see that the device of the invention uses simple means and which are therefore particularly reliable.
The description and the figures which follow will make it possible to understand the invention and seize the advantages.
Figure 1 shows a machine that performs both regular distribution stored fibrous additives and their mixture with soil materials, Figure 2 an independent system of distribution of fibrous additives on the ground, and FIG. 3 a complete machine which uses rolls of fiber mats, shreds them and deposits them on the ground then mixes the fragments with the soil materials.
Figures 4 and 5 relate to a device for extracting additives fibrous from their stock and give them a constant flow.

_ The process of the invention most often takes place in two stages, the first consists in depositing on the ground the fibrous additives in a layer regular then, the second, to distribute them regularly in the materials of the soil that we work with a suitable machine that fulfills the same function as a

5 simple charrue.
Il est également possible d'utiliser pour cette deuxième opération des appareils dits pulvimixers qui extraient le matériau du sol en le pulvérisant puis le réintroduisent après l'avoir mélangé, le mélange se faisant soit avec les additifs déposés sur le sol dans la première étape décrite plus haut (figure 1),10 soit avec ceux qu'on apporte à l'instant précis où les matériaux ont été
extraits du sol, avant qu'ils y retournent. La figure 3 décrit cette dernière variante, la figure 2 illustre, elle, la première étape de la première variante:répartition sur le sol des additifs fibreux et les figures 4 et 5 la phase préparatoire à cette première étape.
Sur la figure 1, on voit un engin automoteur qui comporte trois éléments essentiels, un distributeur d'additifs fibreux 1, un rouleau extracteur-pulvériseur 2 et enfin, un rouleau compresseur 3.
Le distributeur de fibres 1 se compose de deux parties, la première, en haut est un réservoir de fibres 4 qui contient ici des faisceaux de filaments 20 coupés dans des fils de fibres de verre de renforcement (verre E), chaque filétait de 25 tex, le diamètre des filaments constitutifs était de 11 ,um, c'est-à-dire que chaque fil comportait 48 filaments élémentaires. La longueur des tronçons de faisceaux était de 12 mm. Au fond du réservoir de fibres, au niveau marqué 5 sur la figure se trouve un dispositif extracteur. Un tel 25 dispositif doit remplir deux fonctions, extraire les fibres en évitant qu'elles se coincent au fond du réservoir et doser le débit de fibres. Plusieurs dispositifspermettent de remplir ces deux fonctions, I'un d'eux comporte une grille vibrante située au fond du réservoir qui surmonte une série de vis d'Archimède parallèles, à axes horizontaux dont la vitesse de rotation définit le débit. A la 30 sortie des vis d'Archimède les fibres sont réparties régulièrement sur toute la largeur de la machine, perpendiculairement au plan de la figure. Pendant que l'engin automoteur avance sur le sol, il y dépose ainsi un tapis 6 de fibres d'épaisseur régulière.

21~74~1 6 Lorsque l'extracteur-pulvériseur 2 pénètre dans le sol et le retourne, le malaxe, il mélange en même temps, les fibres et les matériaux du sol réduits en poudre.
La quantité de fibres qu'il convient d'introduire dépend de l'amélioration 5 qu'il s'agit d'obtenir. S'il s'agit des propriétés mécaniques seules, s'il faut d'une manière générale améliorer la portance, alors des quantités très faibles sont suffisantes. On obtient d'excellents résultats avec des taux compris entre 0,01 et 0,10 %.
En revanche, comme il est décrit dans la demande de brevet WO
94/28248 déposée le O1/06/1 994, demande dont l'enseignement est incorporé dans la présente demande, pour augmenter la tenue à la fissuration de sols dans lesquels un liant hydraulique a été ajouté, il peut être nécessaired'accroître la proportion de fibres jusqu'à des taux de 2 ou même 5 kg/tonne (0,20 ou 0,50 %) de même les résultats sont meilleurs en général avec des 15 fibres plus longues, de 25 mm ou davantage. Les limites de la méthode de l'invention, c'est-à-dire le taux maximum d'additifs fibreux qu'il est possible de mélanger en appliquant les étapes du procédé de l'invention sont cependant beaucoup plus élevées. On a obtenu lors des essais un mélange homogène en ajoutant à du sable dont les plus gros grains avaient 0,5 mm, une proportion 20 de fibres de verre de renforcement d'une longueur de 200 mm de 5 %.
La dernière opération réalisée par l'engin automoteur de la figure 1 est le roulage. Le rouleau compresseur 3 écrase les matériaux ameublis et amène le niveau du sol 8 à la hauteur qu'il avait avant le début du travail en 9.
Selon la nature du sol et sa destination, il peut être nécessaire d'ajouter 25 en plus des additifs fibreux, d'autres matériaux, liants divers ou sables correcteurs par exemple. Dans ce cas, ils seront de préférence déposés sur le sol de la même manière que les fibres.
L'engin automoteur de la figure 1 regroupe en une même machine les dispositifs qui permettent de réaliser les deux opérations du procédé de 30 I'invention: répartition régulière des fibres et mélange avec les matériaux du sol ameublis. En plus le roulage effectué à la suite termine instantanément le travail. Mais il est évidemment possible de réaliser toutes ces opérations indépendamment, chaque fois avec un engin approprié.

21~7451 7 Ainsi pour répartir les additifs fibreux sur le sol, on utilisera avantageusement les machines habituellement destinées à répartir sur les routes gelées, soit des sels antigels, soit des poudres antidérapantes (sables de granulométrie définie, éventuellement chauffés).
La figure 2 représente ainsi une saleuse centrifuge. On voit la plate-forme 10 d'un camion sur laquelle est posé un réservoir de fibres 11 avec en dessous, son extracteur - régulateur de débit 12. Celui-ci alimente une goulotte inclinée non représentée qui dépose les fibres sur un disque horizontal13 porté par un axe vertical et animé d'un mouvement de rotation rapide.
Lorsque le camion avance, il est important que le débit des dispositifs extracteurs - régulateurs de débit soit adapté à la vitesse d'avancement. C'est pourquoi une roue 15 permet d'entraîner directement les extracteurs ou au moins d'enregistrer la vitesse d'avancement pour que l'extraction lui soit proportionnelle. On obtient ainsi que, quelle que soit la vitesse du camion, la quantité d'additifs fibreux répartis sur le sol reste constante. La vitesse de rotation du disque est ajustée quant à elle pour obtenir la largeur déposée voulue.
Des essais effectués avec une saleuse BUCHER de grosse capacité, avec un réservoir de 5 m3 rempli de STABI-FIL (diamètre des filaments:
14 ~m) coupés à 12 mm ont permis de répartir uniformément les fibres sur 8 m de largeur. Dans le cas du chantier concerné, il s'agissait d'incorporer les fibres dans les matériaux du sol sur une profondeur de 20 cm, on a donc pu utiliser pour effectuer le mélange une charrue à disques tractée qui produit surcette profondeur un malaxage très satisfaisant en une seule passe. Le taux des fibres, uniformément réparties dans le sol, était, à la fin de l'opération, de 0,02 %. Un tel taux fournit avec le STABI-FIL une portance, une cohésion, une stabilité à l'humidité tout à fait satisfaisantes.
Lorsque la profondeur à traiter est plus importante, la charrue à disques devient inefficace et il convient d'utiliser une charrue à socs portée ou un engin pulvimixer du type de celui de la figure 1.
L'engin de salage à disque horizontal précédent a été utilisé également pour disperser sur le sol, non pas des fibres de verre de renforcement, mais des fibres de verre d'isolation. Il s'agissait de fibres provenant de matelas de 21~7~51 8 _ laine de verre déchiquetés et reconstitués en nodules conformément au procédé du brevet EP-B-O 455 553. Il s'agit après déchiquetage d'un matelas, de faire passer les flocons dans une noduleuse où l'on oblige, à l'aide de couteaux, les fibres à passer au travers d'une plaque équipée de trous de 6 à
5 15 mm de diamètre. Les nodules, tout comme les fibres de renforcement coupées se dispersent parfaitement à l'aide de la saleuse de la figure 2.
La figure 3 présente une manière différente d'apporter des fibres coupées au sein des matériaux du sol ameublis. Elle diffère à deux titres des méthodes déjà décrites, par la forme sous laquelle les fibres se présentent et 10 par le mode d'incorporation des fibres.
Les fibres se présentent sous la forme d'un mat de verre, c'est-à-dire que les fibres continues ou coupées en sont associées et liées pour former un tapis 17 qui est conditionné sous forme de rouleau 16. L'engin automoteur de la figure 3 est équipé d'un porte-rouleau 18 supporté par les roues avant 19.
15 Le mat 17 est entraîné par les rouleaux 20 à une vitesse liée à la vitesse d'avancement du véhicule. C'est en effet le rapport entre ces deux vitesses qui définit la concentration des additifs fibreux par rapport aux matériaux du sol. On voit en 21, 22 et 23 le mécanisme connu qui permet de déchiqueter le mat et de retrouver les fibres constitutives associées dans les faisceaux qu'on 20 souhaite introduire dans le sol. La différence dans l'introduction des fibresavec ce qui précède réside dans le fait qu'ici les faisceaux de fibres 24 ne sont pas déposés sur le sol comme précédemment mais introduits directement dans les matériaux ameublis par l'extracteur à ailettes 25. Une fois les matériaux remis en place, le rouleau compresseur 26 aplanit de nouveau le sol et le 25 ramène à son niveau antérieur.
Dans le cadre de l'invention, il est également prévu que le mat de fibres de verre décrit ci-dessus dans la mesure où il est constitué de fibres coupées soit déposé directement sur le sol et que les engins destinés à ameublir le sol et/ou à mélanger les additifs fibreux travaillent sur le mat et incorporent ses 30 composants là où il se trouve.
Pour faciliter la séparation et le dosage des faisceaux de fibres, on a également utilisé un autre dispositif représenté figures 4 et 5. Il s'agit d'un dispositif de décompactage et de transport pneumatique qui est alimenté par 2167~51 9 une trémie 120 avec les fibres. Le dispositif tel que celui décrit dans le brevet français 2 557 817 représenté à la figure 4 comporte essentiellement un démotteur 127 précédant une cardeuse 121 qui alimente une vanne à écluses 122 et il comporte une turbine à débit contrôlé non représentée qui fournit à
5 I'orifice 125 I'air nécessaire au transfert des fibres.
Les matériaux fibreux peuvent être introduits en vrac par exemple grâce à un silo situé au-dessus du dispositif. L'imbrication des fibres comprimées estimportante et c'est pourquoi on a trouvé utile de remplacer les pales du démotteur 127 par deux éléments différents, d'une part un bras tranchant 128 10 (figure 5) qui sert de couteau et est capable de couper les agglomérats de fibres grâce à son tranchant orienté dans le plan de sa trajectoire, et d'autre part, à l'extrémité du couteau, un doigt symétrique 129 perpendiculaire au bras qui peut prendre différentes orientations dans son plan de manière à soit repousser les fibres vers la sortie du démotteur 127 et les diriger vers la 15 cardeuse 121 soit au contraire maintenir la fibre dans la zone de démottage le temps suffisant pour que les faisceaux de fibres se séparent les uns des autres.
Le dispositif des figures 4 et 5 permet ainsi d'alimenter régulièrement un système répartiteur d'additifs fibreux tel que la saleuse de la figure 2. Le débit 20 de fibres est défini par la vitesse de rotation des couteaux 127 de la figure 4 et donc de la vanne à écluse qui effectue le dosage volumétrique.
Pour la clarté de l'exposé, on a présenté sur les figures 1 et 3 les différentes phases du procédé de l'invention réalisées dans un engin unique mais il est clair qu'elles peuvent être mises en oeuvre indépendamment. De 25 même, on ne sort pas du procédé de l'invention en combinant entre elles des phases de procédé extraites d'exemples différents.
Ainsi, par exemple, le mat de la figure 3, son distributeur et son déchiqueteur peuvent être remplacés par le distributeur d'additifs fibreux 1 de la figure 1 qui remplit la même fonction, distribuer des faisceaux de fibres 30 stockés, le stockage sous forme d'un mat étant simplement remplacé par un stockage en vrac.
Dans tous les essais où l'on a utilisé des faisceaux de fibres de verre de renforcement coupés et stockés en vrac, on a constaté une facilité de mise en ~ 2167~5~
oeuvre beaucoup plus grande dans le cas où la coupe des fils avait été
exécutée sous filière immédiatement après le rassemblement des filaments pour constituer un fil. En comparaison, les faisceaux de fibres coupés à partir de rovings avaient tendance à constituer des paquets de fibres, que les 5 dispositifs extracteurs situés à la sortie des réservoirs de fibres ont plus de mal à séparer.
Le procédé et les dispositifs décrits plus haut permettent d'incorporer dans le sol qu'on veut traiter, des matériaux fibreux précisément dosés et bien répartis. Ce dosage et cette répartition permettent d'exploiter au mieux les 10 performances fournies par les additifs fibreux, en particulier par les faisceaux de fibres de verre de renforcement. C'est ainsi qu'avec des quantités aussi faibles que celles comprises entre 0,01 et 0,10 % on fournit au sol des performances mécaniques très importantes, tandis qu'avec des taux plus importants qui peuvent atteindre et même dépasser 0,50 % on procure à un 15 sol qui contient un liant hydraulique, une amélioration très sensible et même une disparition des phénomènes de fissuration. Mais les techniques de l'invention permettent, pour des applications particulières, de mélanger des taux de fibres bien supérieurs, jusqu'à 5 %. 5 simple plow.
It is also possible to use for this second operation devices called pulvimixers which extract the material from the ground by spraying it and then reintroduce it after mixing it, mixing either with additives deposited on the ground in the first step described above (Figure 1), 10 either with those that are brought at the precise moment when the materials were extracts from the soil, before they return to it. Figure 3 describes the latter variant, FIG. 2 illustrates the first step of the first variant: distribution of the fibrous additives on the ground and FIGS. 4 and 5 the phase preparatory to this first step.
In Figure 1, we see a self-propelled machine which has three elements essentials, a distributor of fibrous additives 1, an extractor roller sprayer 2 and finally, a steamroller 3.
The fiber distributor 1 consists of two parts, the first, in top is a fiber reservoir 4 which here contains bundles of filaments 20 cut in reinforcing glass fiber yarns (E glass), each filament was 25 tex, the diameter of the constituent filaments was 11, um, that is say that each thread had 48 elementary filaments. The length of beam sections was 12 mm. At the bottom of the fiber tank, at the level marked 5 in the figure is an extractor device. Such 25 device must fulfill two functions, extract the fibers preventing them from becoming wedge at the bottom of the tank and measure the fiber flow. Several devices allow these two functions to be fulfilled, one of them has a grid vibrating located at the bottom of the tank which surmounts a series of Archimedes screws parallel, with horizontal axes whose speed of rotation defines the flow. To the 30 Archimedes' screws exit the fibers are distributed regularly over the entire width of the machine, perpendicular to the plane of the figure. While the self-propelled machine advances on the ground, it deposits there a carpet 6 of fibers of regular thickness.

21 ~ 74 ~ 1 6 When the extractor sprayer 2 enters the soil and turns it over, the mixes, it mixes at the same time, fibers and reduced soil materials in powder.
The amount of fiber that should be introduced depends on the improvement 5 to be obtained. If it concerns mechanical properties alone, if generally improve lift, then very small amounts are sufficient. Excellent results are obtained with rates between 0.01 and 0.10%.
However, as described in the WO patent application 94/28248 filed on 01/06/1994, request whose teaching is incorporated in the present application, to increase the resistance to cracking soils in which a hydraulic binder has been added, it may be necessary to increase the proportion of fibers up to rates of 2 or even 5 kg / tonne (0.20 or 0.50%) similarly the results are generally better with 15 longer fibers, 25 mm or more. The limits of the the invention, i.e. the maximum level of fibrous additives that it is possible to mixing by applying the steps of the process of the invention are however much higher. A homogeneous mixture was obtained during the tests.
adding to sand with the largest grains of 0.5 mm, a proportion 20 of reinforcing glass fibers with a length of 200 mm of 5%.
The last operation carried out by the self-propelled machine of FIG. 1 is the rolling. The steamroller 3 crushes the loose material and brings the ground level 8 at the height it had before the start of work in 9.
Depending on the nature of the soil and its destination, it may be necessary to add 25 in addition to fibrous additives, other materials, various binders or sands correctors for example. In this case, they will preferably be deposited on the soil in the same way as fibers.
The self-propelled machine of FIG. 1 groups together in a single machine the devices which make it possible to carry out the two operations of the process of 30 the invention: regular distribution of the fibers and mixing with the materials of the furnished soil. In addition, rolling carried out immediately ends the job. But it is obviously possible to carry out all these operations independently, each time with an appropriate device.

21 ~ 7451 7 So to distribute the fibrous additives on the ground, we will use advantageously the machines usually intended to distribute over the frozen roads, either anti-freeze salts or non-slip powders (sand of defined particle size, possibly heated).
FIG. 2 thus represents a centrifugal salt spreader. We see the platform form 10 of a truck on which is placed a fiber tank 11 with in below, its extractor - flow regulator 12. This feeds a inclined chute not shown which deposits the fibers on a horizontal disc13 carried by a vertical axis and driven by a rapid rotational movement.
When the truck is moving, it is important that the flow of the devices extractors - flow regulators is adapted to the forward speed. It is why a wheel 15 makes it possible to drive the extractors directly or to less to record the forward speed so that the extraction is proportional. We thus obtain that, whatever the speed of the truck, the amount of fibrous additives spread over the floor remains constant. The speed of disc rotation is adjusted to obtain the width deposited wanted.
Tests carried out with a BUCHER large capacity salt spreader, with a 5 m3 tank filled with STABI-FIL (diameter of the filaments:
14 ~ m) cut to 12 mm allowed to distribute the fibers evenly over 8 m wide. In the case of the site concerned, it involved incorporating the fibers in the soil materials to a depth of 20 cm, so we were able to to carry out the mixing, a towed disc plow which produces this very satisfactory mixing in a single pass. The rate of fibers, uniformly distributed in the soil, was, at the end of the operation, of 0.02%. Such a rate provides with the STABI-FIL a lift, a cohesion, quite satisfactory humidity stability.
When the depth to be treated is greater, the disc plow becomes ineffective and a mounted share plow or pulvimixer machine of the type of that of figure 1.
The previous horizontal disc salting machine was also used to disperse on the ground, not reinforcing glass fibers, but insulating glass fibers. These were fibers from mattresses of 21 ~ 7 ~ 51 8 _ glass wool shredded and reconstituted into nodules in accordance with process of patent EP-BO 455 553. After shredding a mattress, to pass the flakes in a lump where we force, using knives, the fibers to pass through a plate fitted with holes from 6 to 5 15 mm in diameter. The nodules, just like the reinforcing fibers cut disperses perfectly using the salt spreader in Figure 2.
Figure 3 shows a different way to bring fibers cut from the loosened soil materials. It differs in two ways from methods already described, by the form in which the fibers are presented and 10 by the mode of incorporation of the fibers.
The fibers are in the form of a glass mat, that is to say that the continuous or cut fibers are associated and bonded to form a mat 17 which is packaged in the form of a roll 16. The self-propelled machine FIG. 3 is equipped with a roller holder 18 supported by the front wheels 19.
15 The mat 17 is driven by the rollers 20 at a speed related to the speed advancement of the vehicle. It is indeed the relationship between these two speeds which defines the concentration of fibrous additives in relation to the materials of the ground. We see in 21, 22 and 23 the known mechanism which allows to shred the mat and find the associated constituent fibers in the bundles that 20 wishes to introduce into the soil. The difference in the introduction of the fibers with the above lies in the fact that here the fiber bundles 24 are not not deposited on the ground as previously but introduced directly into the materials loosened by the finned extractor 25. Once the materials put back in place, the steamroller 26 again smoothes the ground and the 25 returns to its previous level.
In the context of the invention, it is also intended that the fiber mat of glass described above insofar as it consists of cut fibers is deposited directly on the ground and that the machines intended to loosen the ground and / or to mix the fibrous additives work on the mat and incorporate its 30 components where it is found.
To facilitate the separation and dosing of the fiber bundles, we have also used another device shown in Figures 4 and 5. It is a pneumatic decompression and transport device which is powered by 2167 ~ 51 9 a hopper 120 with the fibers. The device such as that described in the patent French 2,557,817 represented in FIG. 4 essentially comprises a demoulder 127 preceding a carding machine 121 which supplies a sluice valve 122 and it comprises a turbine with controlled flow rate, not shown, which provides 5 orifice 125 the air necessary for the transfer of the fibers.
Fibrous materials can be introduced in bulk, for example by at a silo located above the device. The imbrication of compressed fibers is important and this is why we have found it useful to replace the blades of the striker 127 by two different elements, on the one hand a cutting arm 128 10 (Figure 5) which serves as a knife and is capable of cutting the agglomerates of fibers thanks to its cutting edge oriented in the plane of its trajectory, and other hand, at the end of the knife, a symmetrical finger 129 perpendicular to the arm which can take different orientations in its plan so as to either push the fibers towards the exit of the deminer 127 and direct them towards the 15 carder 121 or, on the contrary, keep the fiber in the demolition zone on sufficient time for the fiber bundles to separate from each other other.
The device of FIGS. 4 and 5 thus makes it possible to regularly supply a distributor system of fibrous additives such as the salt spreader in Figure 2. The flow 20 of fibers is defined by the speed of rotation of the knives 127 of FIG. 4 and therefore the sluice valve which performs the volumetric dosing.
For the sake of clarity, we have presented in Figures 1 and 3 the different phases of the process of the invention carried out in a single machine but it is clear that they can be implemented independently. Of 25 even, the process of the invention is not left out by combining together process phases extracted from different examples.
Thus, for example, the mast of FIG. 3, its distributor and its shredder can be replaced by the fibrous additive dispenser 1 of Figure 1 which performs the same function, distribute fiber bundles 30 stored, storage in the form of a mat being simply replaced by a bulk storage.
In all the tests where fiberglass bundles of reinforcement cut and stored in bulk, we found an ease of implementation ~ 2167 ~ 5 ~
much larger work in case the wire cut had been executed under a die immediately after the gathering of the filaments to make a thread. In comparison, fiber bundles cut from of rovings tended to form bundles of fibers, which 5 extractor devices located at the outlet of the fiber tanks have more trouble to separate.
The method and the devices described above make it possible to incorporate in the soil that we want to treat, fibrous materials precisely dosed and well distributed. This dosage and this distribution make the best use of the 10 performances provided by fibrous additives, in particular by bundles glass fiber reinforcement. This is how with quantities too lower than those between 0.01 and 0.10%, ground is provided very important mechanical performance, while with higher rates which can reach and even exceed 0.50% we provide a 15 soil that contains a hydraulic binder, a very significant improvement and even a disappearance of cracking phenomena. But the techniques of the invention makes it possible, for particular applications, to mix much higher fiber levels, up to 5%.

Claims

1. Method of reinforcing materials already in place of a floor by the provision in particular of fibrous additives comprising the following stages:
- clearing of the surface to make the materials accessible reinforce, if they weren't, - if necessary, fragmentation of said materials, - deposit of a regular layer of fibrous additives previously cut.
- mixing of materials to be reinforced and fibrous additives up to a weight proportion from 0.01% to 5%.

2. Method according to claim 1, characterized in that the additives fibrous are reinforcing glass fibers in the form of bundles cut to a length of 3 to 500 mm.

3. Method according to claim 2, characterized in that the cutting of fiber bundles is carried out at the place where they are produced, immediately after incorporation before any winding operation.

4. Method according to claim 1, characterized in that the additives fibrous are glass or rock fibers obtained by centrifugation and conditioned in the form of nodules by passage through a plate to holes.

5. Method according to one of the preceding claims, characterized in that that we use to deposit a regular layer of fibrous additives on the ground, devices intended to distribute powdery materials on the roads, especially those suitable for the treatment of frozen roads with powders various such as antifreeze salts or non-slip powders.

6. Method according to claim 2 characterized in that the beams of fibers are associated by forming a mat and that it is this mat which is shredded and its fragments deposited on the ground or in soil materials.

7. Device for implementing the method according to claim 1, characterized in that it comprises, for the deposition of fibrous additives a salty using a centrifugal ejector.

8. Device according to claim 7, characterized in that the salt spreader includes one or more discs 3 substantially vertical axis rotating in their plan on which the fibrous additives are deposited.

9. Device for implementing the method according to claim 1, characterized in that it comprises for the kneading of the materials to be reinforced and fibrous additives for machines in the disc plow group, coulters, pulvimixer such as a horizontal shaft mixer or rotavator.