Structure rigide de renforcement et de solidarisation verticale de structures de roulement comme autoroutes ou ponts présentant des joints ou fissures Rigid structure for vertical reinforcement and joining of rolling structures like highways or bridges with joints or cracks
La présente invention concerne le secteur technique des armatures et renforts pour des revêtements routiers comme des routes, autoroutes, ponts et analogues.The present invention relates to the technical sector of reinforcements and reinforcements for road surfaces such as roads, highways, bridges and the like.
L'invention s'applique plus particulièrement aux structures routières, autoroutes et ponts, comportant dans leur structure des blocs séparés par des joints, ou de manière générale des structures présentant un fort fléchissement.The invention applies more particularly to road structures, highways and bridges, comprising in their structure blocks separated by joints, or generally structures having a strong deflection.
Des exemples non limitatifs de telles structures sont représentés notamment par les autoroutes et par certains ponts.Non-limiting examples of such structures are represented in particular by motorways and by certain bridges.
Les structures routières qui comportent des blocs séparés par des joints sont soumises à des phénomènes particuliers.Road structures which include blocks separated by joints are subject to particular phenomena.
D'une part, il se produit des mouvements de retrait et dilatation successifs horizontaux du liant hydraulique constituant les chaussées dites "rigides", entre les périodes chaudes et les périodes froides du climat. Ces mouvements affectent naturellement en traction les revêtements divers disposés au dessus des blocs formant la base de la voie.On the one hand, there are successive horizontal withdrawal and expansion movements of the hydraulic binder constituting the so-called "rigid" pavements, between the hot periods and the cold periods of the climate. These movements naturally affect in traction the various coatings placed above the blocks forming the base of the track.
D'autre part, les passages des essieux des véhiculent exercent une force, verticale celle-là, sur chaque bloc. Il se produit donc à chaque passage d'un essieu une flexion du bloc soumis à la charge de l'essieu, puis son relâchement lorsque l'essieu passe sur le bloc suivant immédiatement. Le premier bloc est donc soumis à des mouvements oscillants verticaux à chaque passage de charge. Quant à lui, le bloc suivant, qui se trouve très légèrement surélevé par rapport au bloc précédent, puisque ce dernier s'est très légèrement enfoncé sous le passage de l'essieu, reçoit le "choc" de l'essieu sur sa bordure transversale, puis subit la charge de l'essieu. Ainsi, chaque bloc est donc
soumis, à chaque passage de charge, à un choc de haut en bas puis à la charge de l'essieu puis à une relaxation vers le haut vers sa position initiale, ce mouvement est connu des professionnels sous le vocable de "battement de dalle". On évoque également un phénomène alternatif de haut en bas et inversement, dit de "pompage".On the other hand, the passages of the axles of the vehicles exert a force, vertical that one, on each block. It therefore occurs at each passage of an axle bending of the block subjected to the axle load, then its relaxation when the axle passes over the next block immediately. The first block is therefore subjected to vertical oscillating movements at each charge passage. As for the next block, which is very slightly raised compared to the previous block, since the latter has sunk very slightly under the axle passage, receives the "shock" of the axle on its transverse border , then undergoes the axle load. So each block is therefore subjected, at each load passage, to a shock from top to bottom and then to the axle load then to an upward relaxation towards its initial position, this movement is known to professionals by the term of "slab flapping" . We also mention an alternative phenomenon from top to bottom and vice versa, called "pumping".
On retrouve des phénomènes du même genre lors de la formation de fissures entre les blocs.Similar phenomena are found during the formation of cracks between the blocks.
Les mouvements qui viennent d'être décrits sont bien sûr de faible amplitude mais leur grand nombre provoque des dommages très importants au cours du temps.The movements which have just been described are of course of small amplitude but their large number causes very significant damage over time.
Non seulement ces mouvements altèrent la qualité et l'intégrité des couches supérieures de revêtement disposées selon les besoins particuliers au dessus des blocs de base, mais le phénomène de "pompage" allié à l'infiltration des eaux et au phénomène bien connu de gel/dégel peut conduire à la formation sous le joint, ou sous la fissure, de véritables cavités dont la dimension varier de quelques millimètres à un mètre. Il est précisé que, déjà pour une cavité de l'ordre du millimètre, le phénomène de battement est amorcé et dommageable pour la structure.Not only do these movements alter the quality and integrity of the upper coating layers arranged according to specific needs above the base blocks, but the phenomenon of "pumping" combined with water infiltration and the well-known phenomenon of freezing / thawing can lead to the formation under the joint, or under the crack, of real cavities whose dimensions vary from a few millimeters to a meter. It is specified that, already for a cavity of the order of a millimeter, the beat phenomenon is initiated and damaging for the structure.
Si le phénomène de battement est inférieur au mm, on peut tenter des opérations de réparation par injection de matériaux sous les dalles, avec d'ailleurs un taux de succès très mitigé.If the flapping phenomenon is less than 1 mm, repair operations can be attempted by injecting materials under the tiles, with a very mixed success rate.
Si par contre, par exemple dans les cas où une autoroute est restée trop longtemps sans entretien, le battement atteint ou dépasse 1 ou 1 ,5 mm, les professionnels des travaux publics ne savent plus traiter le problème. Il faut alors casser la portion de voie et refaire totalement cette portion. Les coûts directs (travaux) et indirects (indisponibilité de la voie) sont exorbitants.If, on the other hand, for example in cases where a motorway has been too long without maintenance, the beat reaches or exceeds 1 or 1.5 mm, public works professionals can no longer deal with the problem. It is then necessary to break the portion of track and completely redo this portion. The direct costs (works) and indirect costs (unavailability of the track) are exorbitant.
On connaît dans la profession des renforts variés de type bande ou nappe plus ou moins renforcée, comme par exemple décrit dans le demande de brevet français N° 97 10735 déposée le 25 08 97 par leVarious reinforcements of the strip or ply type, more or less reinforced, are known in the profession, as for example described in French patent application N ° 97 10735 filed on 25 08 97 by
Demandeur, mais de telles bandes n'apportent pas de solution au
problème particulier posé par le phénomène de "battement" au droit d'un joint ou d'une fissure existant ou apparaissant dans une chaussée de type "rigide", c'est à dire constituée en général de blocs de béton juxtaposés, comme une autoroute notamment.Applicant, but such tapes do not provide a solution to the particular problem posed by the phenomenon of "flapping" at the level of a joint or a crack existing or appearing in a pavement of the "rigid" type, that is to say generally made up of juxtaposed concrete blocks, like a highway especially.
D'autres techniques antérieures associent une couche de matériau à faible module d'élasticité (cad relativement souple) à une couche de renfort.Other prior techniques combine a layer of material with a low modulus of elasticity (relatively flexible cad) with a layer of reinforcement.
On connaît encore le brevet européen EP 0 505 010, qui décrit des superpositions de grillage relativement fin, de fils métalliques et de câbles métalliques souples. Il s'agit d'une structure de renfort qui ne s'attaque pas spécifiquement au phénomène de battement des dalles. Le produit commercialisé comporte un treillis lourd constitué d'un treillis de fils d'acier renforcé par des "torons" qui sont des câbles à 2 ou 3 fils de 3 mm, donc encore très souples. La brochure précise d'ailleurs que le treillis obtenu bénéficie d'une bonne flexibilité dans les sens transversaux et longitudinaux, les torons ne sont donc pas rigidifiants, et la flexibilité reste une qualité recherchée. Par ailleurs, cette technologie ne permet pas de travailler à chaud.European patent EP 0 505 010 is also known, which describes overlays of relatively fine mesh, of metallic wires and flexible metallic cables. It is a reinforcing structure which does not specifically attack the phenomenon of flapping of the slabs. The marketed product comprises a heavy lattice consisting of a lattice of steel wires reinforced by "strands" which are cables with 2 or 3 wires of 3 mm, therefore still very flexible. The brochure also specifies that the mesh obtained has good flexibility in the transverse and longitudinal directions, the strands are therefore not stiffening, and flexibility remains a sought-after quality. Furthermore, this technology does not allow hot work.
On a encore développé dans l'état de la technique une solution dite de "goujonnage", employant des cylindres verticaux. Cette solution n'est pas entièrement fiable et elle reste très onéreuse.In the prior art, a so-called "dowelling" solution has also been developed, employing vertical cylinders. This solution is not entirely reliable and it remains very expensive.
On a également tenté dans l'état de la technique de déposer des couches successives d'enrobé au niveau du problème, afin de le "recouvrir", d'une part, il s'agit d'un palliatif qui ne traite pas le problème mais se borne à le masquer pour quelque temps, après quoi il réapparaît, et d'autre part on est ainsi amené à envisager des épaisseurs supplémentaires tellement importantes que les gabarits initiaux ne sont plus respectés. C'est ainsi que dans certains cas la reprise de la chaussée a obligé à surélever les ponts la traversant. On mesure mieux à l'aide de tels exemples à la fois l'ampleur du problème, le coût de son traitement par les palliatifs actuels, et l'absence de solution efficace.
En fait, il existe à ce jour toute une gamme de solutions qui dépendent de la perception du maître d'oeuvre, au regard de la sévérité du battement.We have also tried in the prior art to deposit successive layers of asphalt at the level of the problem, in order to "cover it", on the one hand, it is a palliative which does not deal with the problem but is limited to masking it for some time, after which it reappears, and on the other hand we are thus led to consider additional thicknesses so large that the initial sizes are no longer respected. This is how, in some cases, the resumption of the roadway forced the bridges crossing it to be raised. The extent of the problem, the cost of its treatment with current palliative measures, and the absence of an effective solution are better measured using such examples. In fact, there is to date a whole range of solutions which depend on the perception of the project manager, with regard to the severity of the beat.
L'invention a pour objet une nouvelle structure destinée à remédier à ce problème.The invention relates to a new structure intended to remedy this problem.
Selon l'invention, on incorpore un élément de rigidification dans la zone à traiter soit préventivement, à la construction, soit curativement. Lorsque l'on opère dès la construction, on évite la survenue du problème. En mode curatif, l'invention permet de réparer une chaussée sans qu'il soit nécessaire, soit de déposer des dizaines de cm d'enrobé sur la zone atteinte, soit de détruire complètement la voie.According to the invention, a stiffening element is incorporated in the area to be treated either preventively, during construction, or curatively. When you operate from construction, you avoid the occurrence of the problem. In curative mode, the invention makes it possible to repair a floor without the need either to deposit tens of cm of asphalt on the affected area, or to completely destroy the track.
Des tentatives ont déjà eu lieu pour tenter de rigidifier certaines portions de voies. Ces tentatives ont connu l'échec. On citera par exemple des tentatives de pose de plaques métalliques et analogues, et notamment des plaques de renfort métallique galvanisé disposées sur la totalité de la surface de la voie ( et non pas seulement sur le joint ou la fissure, d'où un coût très important), en association avec une sous couche de matériau de faible module d'élasticité.Attempts have already been made to try to stiffen certain portions of tracks. These attempts were unsuccessful. Mention will be made, for example, of attempts to install metal plates and the like, and in particular galvanized metal reinforcement plates arranged over the entire surface of the track (and not only on the joint or the crack, which is very costly. important), in combination with an under layer of material with low elastic modulus.
De manière surprenante, l'invention atteint son objectif de manière simple et fiable, et relativement peu coûteuse.Surprisingly, the invention achieves its objective in a simple and reliable manner, and relatively inexpensive.
Selon l'invention, on rigidifie la zone à traiter soit curativement soit préventivement par une structure de forme sensiblement plane, très ouverte et très rigide, capable de s'intégrer dans les couches constitutives de la voie et de travailler comme une armature.According to the invention, the area to be treated is stiffened either curatively or preventively by a structure of substantially flat shape, very open and very rigid, capable of integrating into the constituent layers of the track and of working as a reinforcement.
Par "sensiblement plane", on entend une structure qui peut être soit plane soit présenter quelques ondulations, striures ou analogues, soit volontaires pour améliorer l'accrochage, soit involontaires et inhérentes aux irrégularités de fabrication.By "substantially planar" is meant a structure which can either be planar or have some undulations, striations or the like, or voluntary to improve the attachment, or involuntary and inherent in manufacturing irregularities.
Par "très ouverte" on désigne une structure comportant des ouvertures larges, régulièrement espacées ou non, de forme quelconque, et réparties sur sensiblement toute la surface de la
structure. Ces ouvertures ou mailles doivent être suffisamment larges individuellement pour fournir un passage vertical aux matériaux constitutifs de la chaussée, ce qui assure un bon ancrage de la structure dans la chaussée, sans nuire à la rigidité requise.By "very open" is meant a structure comprising wide openings, regularly spaced or not, of any shape, and distributed over substantially the entire surface of the structure. These openings or meshes must be sufficiently large individually to provide a vertical passage to the materials constituting the pavement, which ensures a good anchoring of the structure in the pavement, without affecting the required rigidity.
Par "très rigide", on entend une structure qui, bien qu'ouverte au sens ci-dessus, conserve une grande rigidité, soit de par sa géométrie, son épaisseur etc., soit de par des éléments de renfort. Selon l'invention, le Module de rigidité de la structure peut être précisé par les exemples non limitatifs suivants:By "very rigid" is meant a structure which, although open in the sense above, retains great rigidity, either by its geometry, its thickness etc., or by reinforcing elements. According to the invention, the stiffness modulus of the structure can be specified by the following nonlimiting examples:
barreaux de 5,5 x 5,5 mm; résine de polyester renforcée de fibres de verrebars of 5.5 x 5.5 mm; polyester resin reinforced with glass fibers
Module de flexion de 40 000 MPaFlexural modulus of 40,000 MPa
(selon la norme NFT 57105)(according to standard NFT 57105)
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront mieux à la lecture de la description qui va suivre, et en se référant au dessin annexé, sur lequel:Other characteristics and advantages of the invention will appear better on reading the description which follows, and with reference to the appended drawing, in which:
la figure 1 représente une chaussée de type rigide, comportant des blocs, généralement en béton ou analogue, 1 et 2, posés sur le sol. les blocs sont recouverts d'une couche bitumineuse 4 et d'une ou plusieurs couches d'enrobé 5. Entre chaque couple de blocs se trouve un joint 3FIG. 1 represents a pavement of rigid type, comprising blocks, generally made of concrete or the like, 1 and 2, placed on the ground. the blocks are covered with a bituminous layer 4 and one or more asphalt layers 5. Between each pair of blocks is a joint 3
la figure 2 représente une chaussée de type rigide, du type de celle représentée sur la figure 1 , et illustre l'effet de retrait dilatation thermique (flèches horizontales f ) et de "pompage" (flèche F indiquant la force exercée par l'essieu 6 dans sa position 6A, et flèche C indiquant le choc de l'essieu sur le bloc 2 lorsque l'essieu passe en position 6B); le pompage est constitué comme on l'a vu par ces forces et alternativement leur relaxation après le passage de l'essieu.Figure 2 shows a rigid type pavement, of the type shown in Figure 1, and illustrates the effect of thermal expansion shrinkage (horizontal arrows f) and "pumping" (arrow F indicating the force exerted by the axle 6 in its position 6A, and arrow C indicating the impact of the axle on the block 2 when the axle passes into position 6B); pumping is constituted as we have seen by these forces and alternately their relaxation after the passage of the axle.
la figure 3 représente un mode non limitatif de réalisation de l'invention, intégré à une voie rigide.
la figure 4 représente le mode non limitatif de réalisation de l'invention, utilisé sur la figure 2.FIG. 3 represents a nonlimiting embodiment of the invention, integrated into a rigid track. FIG. 4 represents the nonlimiting embodiment of the invention, used in FIG. 2.
la figure 5, qui se compose des figures 5 a à 5 d, représente des variantes non limitatives de modes de réalisation de l'invention.Figure 5, which consists of Figures 5 a to 5 d, shows non-limiting variants of embodiments of the invention.
- la figure 6 représente une autre variante d'un détail de réalisation non limitatif de l'invention.- Figure 6 shows another variant of a non-limiting embodiment of the invention.
la figure 7 représente une structure de pont de type métallique et l'intégration d'un élément selon l'invention.FIG. 7 represents a metallic type bridge structure and the integration of an element according to the invention.
la figure 8 représente des modes non limitatifs de positionnement de l'invention, jouant sur l'angle de pose par rapport au joint ou à la fissure.FIG. 8 represents nonlimiting positioning modes of the invention, playing on the laying angle with respect to the joint or to the crack.
la figure 9 représente des variantes non limitatives de modes de réalisation de l'invention.FIG. 9 represents nonlimiting variants of embodiments of the invention.
la figure 10 représente des variantes non limitatives de modes de réalisation de l'invention.FIG. 10 represents nonlimiting variants of embodiments of the invention.
la figure 1 1 représente des variantes non limitatives de modes de réalisation de l'invention.Figure 1 1 shows non-limiting variants of embodiments of the invention.
Sur les différentes figures, les mêmes références désignent les mêmes éléments.In the different figures, the same references designate the same elements.
On voit sur les figures 3 et 4 le principe général de l'invention. Il s'agit de placer dans le sens de circulation (matérialisé par la flèche SC) une structure rigide telle que définie précédemment.Figures 3 and 4 show the general principle of the invention. This involves placing a rigid structure as defined above in the direction of flow (indicated by the arrow SC).
Selon la variante préférée représentée, la structure 10 selon l'invention est composée de barreaux rigides 9 relativement longs. Leur section droite peut être carrée comme représentée, ou différente, par exemple ronde, ovale, ou en triangle ou autre. La longueur est fonction
de paramètres tels que la sévérité du problème à traiter, la nature de la voie, la nature de son endommagement, du fait qu'il s'agit d'un traitement curatif ou au contraire préventif, et autres paramètres sur lesquels l'homme de métier saura agir par quelques essais simples sur le terrain.According to the preferred variant shown, the structure 10 according to the invention is composed of rigid bars 9 relatively long. Their cross section can be square as shown, or different, for example round, oval, or triangle or other. Length is a function parameters such as the severity of the problem to be treated, the nature of the pathway, the nature of its damage, whether it is a curative or on the contrary preventive treatment, and other parameters on which the profession will be able to act by a few simple tests in the field.
Selon la variante représentée, les barreaux sont rectilignes, mais on peut également envisager des barreaux légèrement sinusoïdaux selon leur longueur, de manière à encore mieux répartir la charge, ou d'autres formes capables d'opérer une meilleure répartition; la seule limite en ce domaine consiste à ne pas affaiblir la rigidité et à ne pas trop augmenter le coût de fabrication et de mise en oeuvre.According to the variant shown, the bars are rectilinear, but one can also envisage slightly sinusoidal bars along their length, so as to distribute the load even better, or other forms capable of effecting a better distribution; the only limit in this area is not to weaken the rigidity and not to increase the cost of manufacturing and implementation too much.
Pour améliorer l'ancrage mécanique, on pourra employer des barreaux ou joncs entaillés, ou rugueux, selon une variante de mise en oeuvre non limitative.To improve the mechanical anchoring, bars or notched or rough rods may be used, according to a non-limiting variant of implementation.
Selon la variante représentée, les barreaux sont maintenus entre eux par des entretoises 8. Ces entretoises sont représentées, selon la variante non limitative utilisée, avec une section transversale rectangulaire. D'autres sections sont bien entendu possibles, à condition de ne pas affaiblir la solidité de l'ensemble, de faciliter l'accrochage des entretoises dans les couches 4, 5 de la voie, et de ne pas augmenter trop le coût de fabrication et de mise en oeuvre.According to the variant shown, the bars are held together by spacers 8. These spacers are shown, according to the non-limiting variant used, with a rectangular cross section. Other sections are of course possible, on condition of not weakening the solidity of the assembly, of facilitating the attachment of the spacers in the layers 4, 5 of the track, and of not increasing the manufacturing cost too much and of implementation.
Dans cet exemple, les entretoises et les barreaux sont collés à leurs points de jonction par une colle capable de résister aux températures élevées de coulée des couches 4 et 5.In this example, the spacers and bars are glued to their junction points with an adhesive capable of withstanding the high temperatures of casting of layers 4 and 5.
De manière générale, la couche 4 sera une couche de 1 à 3 cmIn general, layer 4 will be a layer of 1 to 3 cm
(encore qu'il n'existe pas de limite supérieure, sauf le coût) d'un "sable enrobé" qui consiste en sable assez fin auquel on ajoute environ 10 % en poids de bitume. L'ensemble est connu de l'homme de métier sous le vocable de "SAMI". Son module d'élasticité est de l'ordre de 9000 MPa à 15 °C et à 10 Hz.
La couche 5 consiste de manière générale en une couche d'enrobé" ou "béton bitumineux" ("asphalt" ou "asphalt mix"), d'épaisseur compatible avec sa fonction de bande de roulement ou éventuellement de structure de la chaussée.(although there is no upper limit, except the cost) of a "coated sand" which consists of fairly fine sand to which about 10% by weight of bitumen is added. The assembly is known to those skilled in the art under the term "SAMI". Its modulus of elasticity is around 9000 MPa at 15 ° C and 10 Hz. Layer 5 generally consists of a layer of asphalt "or" bituminous concrete "(" asphalt "or" asphalt mix "), of thickness compatible with its function as a tread or possibly of pavement structure.
Éventuellement, d'autres couches peuvent être présentes, et on peut effectuer un dépôt en structure de type "sandwich" en intégrant le produit selon l'invention en plusieurs épaisseurs, avec les matériaux traditionnels à base de liant bitumineux ou autre entre les deux produits. Plusieurs épaisseurs de matériaux constitutifs de la chaussée peuvent être mises en place, selon les règles de l'art.Optionally, other layers may be present, and a sandwich-type structure deposition may be carried out by integrating the product according to the invention in several thicknesses, with the traditional materials based on bituminous binder or the like between the two products. . Several thicknesses of constituent materials of the roadway can be put in place, according to the rules of the art.
Comme on le voit sur la figure 3, la structure selon l'invention est disposée sur la couche 4 à un moment où celle ci est encore suffisamment fluide pour que les entretoises 8 puissent s'y ancrer au mieux. Par contre, les barreaux 9 restent sensiblement à la surface de la couche 4.As seen in Figure 3, the structure according to the invention is arranged on the layer 4 at a time when it is still sufficiently fluid so that the spacers 8 can be anchored therein. On the other hand, the bars 9 remain substantially on the surface of the layer 4.
L'homme de métier comprendra cependant que l'effet de l'invention est également atteint si les barreaux 9 sont également ancrés par eux-mêmes dans la couche 4, au moins en partie.Those skilled in the art will however understand that the effect of the invention is also achieved if the bars 9 are also anchored by themselves in the layer 4, at least in part.
Selon une variante qui peut être très intéressante dans de nombreux cas, les barreaux 9 sont collés (ou autrement fixés, par exemple par fusion partielle ou analogue) sur une bande de non-tissé qui remplace les entretoises 8. Une telle bande de non tissé 40 est représentée sur la figure 5 d. Un avantage est que la structure peut être roulée, et un autre avantage est que la bande de non tissé va être éventuellement détruite par fusion lors de la coulée de la couche 5 ou par "poinçonnage" par le granulat. Ceci peut être intéressant dans certaines configurations.According to a variant which can be very advantageous in many cases, the bars 9 are glued (or otherwise fixed, for example by partial melting or the like) on a nonwoven strip which replaces the spacers 8. Such a nonwoven strip 40 is shown in Figure 5 d. One advantage is that the structure can be rolled up, and another advantage is that the strip of nonwoven fabric will eventually be destroyed by fusion when the layer 5 is cast or by "punching" with the aggregate. This can be interesting in certain configurations.
Selon une autre variante, plus simple de mise en oeuvre, les barreaux peuvent être simplement reliés par des tresses transversales par rapport aux barreaux; l'ensemble est alors remarquablement facile à fabriquer, transporter et mettre en place.
Selon encore une autre variante, les barreaux peuvent affecter la forme de "joncs" de section droite circulaire, ou toute autre forme accessible à l'homme de métier.According to another variant, simpler to implement, the bars can be simply connected by braids transverse to the bars; the assembly is then remarkably easy to manufacture, transport and set up. According to yet another variant, the bars can take the form of "rods" of circular cross section, or any other form accessible to those skilled in the art.
Lors du passage d'une charge sur la portion de voie traitée par l'invention, il peut se produire des oscillations de la structure de l'invention elle-même, l'extrémité pouvant notamment se relever lorsque la charge est sensiblement au centre. Ceci montre bien les difficultés techniques rencontrées lors de la mise au point de l'invention, et explique pourquoi aucune solution pratique n'existe à ce jour.During the passage of a load on the portion of track treated by the invention, there may be oscillations of the structure of the invention itself, the end being able to rise in particular when the load is substantially in the center. This clearly shows the technical difficulties encountered during the development of the invention, and explains why no practical solution exists to date.
Pour réduire ou supprimer cet inconvénient, on pourra bien sûr augmenter l'épaisseur de la couche 5, mais cela présente un surcoût et de plus on peut se heurter à des problème de gabarit. On peut aussi songer à allonger les barreaux 9, mais on se heurte aussi à un surcoût.To reduce or eliminate this drawback, it is of course possible to increase the thickness of the layer 5, but this presents an additional cost and, moreover, there may be problems of size. One can also think of lengthening the bars 9, but there is also an additional cost.
Selon l'invention, on propose de terminer la structure rigide selon l'invention par deux zones (l'une en avant et l'autre en arrière par rapport au sens de circulation) par deux zones à rigidité progressive.According to the invention, it is proposed to terminate the rigid structure according to the invention by two zones (one in front and the other behind with respect to the direction of circulation) by two zones of progressive rigidity.
On a représenté sur la figure 5 plusieurs variantes, ainsi que sur la figure 6.Several variants have been shown in FIG. 5, as well as in FIG. 6.
Sur la figure 5, la figure 5a représente la structure normale. La figure 5b représente une structure à zones Z1 et Z2 à rigidité progressive du fait que les barreaux 9' sont décalés par rapport aux barreaux 9. de même sur la figure 5 c, les barreaux 9' sont plus longs que les barreaux 9. Enfin, sur la figure 5 d, on a prévu deux bandes b1 et b2 qui sont constituées d'un renfort ou armature classique du type ROTAFLEX(TM) ou analogue, qui prolonge la rigidité de la structure par deux zones renforcées mais non rigides.In Figure 5, Figure 5a shows the normal structure. FIG. 5b represents a structure with zones Z1 and Z2 of progressive rigidity owing to the fact that the bars 9 ′ are offset with respect to the bars 9. likewise in FIG. 5 c, the bars 9 ′ are longer than the bars 9. Finally , in FIG. 5 d, two bands b1 and b2 are provided which consist of a conventional reinforcement or reinforcement of the ROTAFLEX (TM) type or the like, which extends the rigidity of the structure by two reinforced but non-rigid zones.
D'autres configurations apparaîtront clairement à l'homme de métier.
10Other configurations will be apparent to those skilled in the art. 10
Notamment, les entretoises 8 peuvent être remplacées en totalité ou en partie par une bande non-tissée 40 capable de présenter un caractère ouvert suffisant selon les critères ci-dessus de l'invention.In particular, the spacers 8 can be replaced in whole or in part by a nonwoven strip 40 capable of having a sufficient open character according to the above criteria of the invention.
La figure 6 représente une variante où la zone à rigidité progressive est obtenue par variation de la section droite des barreaux 9.FIG. 6 represents a variant where the region of progressive rigidity is obtained by variation of the cross section of the bars 9.
La figure 7 représente un autre cas d'endommagement grave de chaussée que l'on ne sait pas traiter à ce jour et que l'invention, de manière surprenante, permet de résoudre également. Certains ponts présentent une armature ou tablier 30, généralement en acier, reposant sur des supports 31. Il arrive assez fréquemment que, pour diverses raisons, l'armature 30 ait été sous-dimensionnée. Dans certains cas bien connus en Europe du Nord notamment, on observe ce cas de figure. Les supports 31 sont, dans ce cas, répartis tous les 30 cm environ. L'armature 30 est revêtue, dans ce type de ponts, d'abord d'une couche mince de bitume 32 pour l'etancheification (souvent une membrane bitumineuse connue de l'homme de métier, d'épaisseur usuelle 1 à 5 mm voire supérieure) puis de deux couches 33, 34 de chacune 10 à 40 mm environ d'asphalte coulée typiquement à 210°C voire 240 °C. Au passage d'une charge, comme celle d'un essieu 6, il se produit un fléchissement de la structure, matérialisé sur la figure 7 par les pointillés marqués FL. Au fil du temps, ces fléchissements et relaxations successifs engendrent la formation de fissures au niveau du tablier même du pont et / ou des couches bitumineuses supérieures ou couches de roulement. Pour réduire ou empêcher le fléchissement, on a bien entendu songé à poser des plaques, notamment d'acier, sur toute la surface du pont. Cependant, on ne connaît pas de technique capable d'accrocher de telles plaques sur le bitume., et les plaques se décollent rapidement et se désolidarisent. La seule solution est alors souvent de construire un nouveau pont à côté de l'ancien, qui est détruit, on mesure bien l'acuité du problème.FIG. 7 represents another case of serious damage to the road which we do not know how to deal with to date and which the invention, surprisingly, also makes it possible to resolve. Some bridges have a frame or deck 30, generally made of steel, resting on supports 31. It quite frequently happens that, for various reasons, the frame 30 has been undersized. In certain well-known cases in Northern Europe in particular, we observe this scenario. The supports 31 are, in this case, distributed approximately every 30 cm. The frame 30 is coated, in this type of bridge, first with a thin layer of bitumen 32 for waterproofing (often a bituminous membrane known to those skilled in the art, of usual thickness 1 to 5 mm or even upper) then two layers 33, 34 of each 10 to 40 mm approximately of asphalt poured typically at 210 ° C or even 240 ° C. On passing a load, like that of an axle 6, there is a deflection of the structure, shown in FIG. 7 by the dotted lines marked FL. Over time, these successive deflections and relaxations cause cracks to form in the deck deck itself and / or the upper bituminous layers or wearing courses. To reduce or prevent sagging, it has of course been thought of placing plates, in particular of steel, over the entire surface of the bridge. However, there is no known technique capable of hanging such plates on the bitumen., And the plates quickly peel off and separate. The only solution is then often to build a new bridge next to the old one, which is destroyed, we clearly measure the acuity of the problem.
Selon l'invention, on positionne une structure 10 (qui peut prendre l'une quelconque des diverses variantes qui viennent d'être décrites) sur la couche de bitume, où elle est capable de s'ancrer, puis on coule la ou les couches d'asphalte. Le positionnement est symbolisé par la flèche.
1 1 on voit que l'on place les barreaux 9 sensiblement perpendiculairement au sens de circulation SC, et les entretoises 8 sensiblement parallèlement. Comme on le verra sur la figure 8, on peut également choisir un positionnement oblique pour une meilleure répartition de charge. On peut utiliser soit des barreaux 9 reliés par des entretoises 8 collées par une colle résistant de préférence à une température d'au moins 210 °C, ou résistant au moins à env. 150 °C ( la différence de résistance à la chaleur étant due à la prise en compte de l'inertie thermique des matériaux en cause), comme les colles de type époxy connues (par exemple adhésif époxy bicomposant structural de Dureté Shore d'environ 80) de l'homme de métier, soit relier les barreaux 9 par un non-tissé qui sera détruit ou fondu lors de la coulée.According to the invention, a structure 10 (which can take any of the various variants which have just been described) is positioned on the layer of bitumen, where it is capable of anchoring, then the layer or layers is poured of asphalt. Positioning is symbolized by the arrow. 1 1 we see that we place the bars 9 substantially perpendicular to the direction of flow SC, and the spacers 8 substantially parallel. As shown in Figure 8, you can also choose an oblique positioning for better load distribution. Either bars 9 can be used connected by spacers 8 glued with an adhesive which is preferably resistant to a temperature of at least 210 ° C, or resistant at least to approx. 150 ° C (the difference in heat resistance being due to the consideration of the thermal inertia of the materials in question), like known epoxy adhesives (for example two-component structural epoxy adhesive with Shore hardness of about 80 ) of the skilled person, either connect the bars 9 with a nonwoven which will be destroyed or melted during casting.
Afin que le matériau de rigidification selon l'invention apporte le maximum d'effet à la structure générale, il est intéressant de l'appliquer le plus « bas » possible. Il sera alors, par exemple sur la figure 7, disposé entre les couches 32 et 33. Comme indiqué plus haut, on pourra le disposer en structure « sandwich » cad un élément entre les couches 32 et 33 et un élément entre les couches 33 et 34. Lorsque le matériau est appliqué directement sur la couche 32, la couche 33 sera en général appliquée manuellement puisque, dans ce cas de figure, le matériau se trouve dans le sens transversal par rapport au sens de circulation sur la chaussée, et que le matériau selon l'invention ne peut pas et ne doit pas s'enfoncer dans la couche 33.So that the stiffening material according to the invention brings the maximum effect to the general structure, it is advantageous to apply it as "low" as possible. It will then, for example in FIG. 7, be placed between layers 32 and 33. As indicated above, it may be arranged in a “sandwich” structure, ie an element between layers 32 and 33 and an element between layers 33 and 34. When the material is applied directly to the layer 32, the layer 33 will generally be applied manually since, in this case, the material is in the transverse direction relative to the direction of circulation on the roadway, and that the material according to the invention cannot and must not sink into layer 33.
Pour résoudre les problèmes posés sur une structure du type pont, on n'utilisera de préférence pas de barreaux métalliques, en raison des coefficients de dilatation respectifs, on choisira un matériau composite, ou un autre matériau dont le coefficient de dilatation sera adapté aux conditions de température de la mise en place des matériaux bitumineux, et/ou sera adapté au climat.To solve the problems posed on a structure of the bridge type, one will preferably not use metal bars, because of the respective coefficients of expansion, one will choose a composite material, or another material whose coefficient of expansion will be adapted to the conditions temperature of the placement of bituminous materials, and / or will be adapted to the climate.
Sur la figure 8, on a représenté une combinaison de la structure selon l'invention avec la géométrie des joints 3 (ou de fissures). Il peut être souvent intéressant de poser la structure selon l'invention, et notamment les barreaux 9, ou 9, 9' selon les variantes, selon une certaine inclinaison angulaire par rapport au passage E d'un essieu. On
12In Figure 8, there is shown a combination of the structure according to the invention with the geometry of the joints 3 (or cracks). It can often be advantageous to install the structure according to the invention, and in particular the bars 9, or 9, 9 ′ according to the variants, according to a certain angular inclination relative to the passage E of an axle. We 12
répartit ainsi mieux la charge. Dans l'exemple de la figure 8, on a remplacé les entretoises 8 par un non-tissé 40 en bande.distributes the load better. In the example of FIG. 8, the spacers 8 have been replaced by a nonwoven 40 in strip form.
De préférence, les barreaux 9 seront constitués de matériaux tels qu'un composite de fibres de verre et de résine polyester, ou encore d'un acier galvanisé dont le coefficient de dilatation sera adapté aux conditions de température de mise en oeuvre des matériaux bitumineux et/ou du climat sous lequel se trouve la chaussée, les problèmes étant souvent tributaires des latitudes.Preferably, the bars 9 will be made of materials such as a composite of glass fibers and polyester resin, or alternatively of galvanized steel, the coefficient of expansion of which will be adapted to the temperature conditions of use of the bituminous materials and / or the climate in which the road is located, the problems often being dependent on latitudes.
Les entretoises 8 seront par simplicité réalisées dans le même matériau.The spacers 8 will for simplicity be made of the same material.
Pour les applications à très haute température, on privilégiera des matériaux tels que des polyesters chargés et analogues.For very high temperature applications, materials such as charged polyesters and the like will be preferred.
EXEMPLESEXAMPLES
Exemple 1 : Structure pour lutter contre le battement des dallesExample 1: Structure to Fight Against the Flapping of Slabs
Barreaux et non-tisséBars and non-woven
Les éléments de rigidification sont constitués par des barreaux à section carrée de 5,5 x 5,5 mm, en résine polyester (éventuellement renforcée de fibres de verre). Le module de flexion des barreaux est de 42000 MPa selon la norme NFT 57105.The stiffening elements consist of bars with a square section of 5.5 x 5.5 mm, made of polyester resin (possibly reinforced with glass fibers). The bending module of the bars is 42,000 MPa according to standard NFT 57105.
Les barreaux sont en longueur de 2 m et présentent une surface rugueuse. On enduit les barreaux de bitume.The bars are 2 m long and have a rough surface. The bars are coated with bitumen.
Les barreaux sont espacés de 50 mm, et sont disposés par contrecollage à chaud sur un non-tissé de polyester à 20 g/m2, pour former une structure selon l'invention, que l'on peut rouler facilement, par exemple en longueur de 9 m (ce qui correspond à la largeur de deux voies de roulement).
13 Exemple 2 : Structure pour lutter contre le battement des dalles.The bars are spaced 50 mm apart, and are arranged by hot laminating on a polyester nonwoven at 20 g / m2, to form a structure according to the invention, which can be rolled easily, for example in length of 9 m (which corresponds to the width of two tracks). 13 Example 2: Structure to fight against the flapping of slabs.
Barreaux et entretoisesBars and spacers
2.1 Les éléments sont les mêmes barreaux que dans l'exemple 1 , de section 5,5 x 5,5 mm, en polyester (éventuellement renforcée de fibres de verre), de surface rugueuse, mais en longueur de 1 m.2.1 The elements are the same bars as in Example 1, of section 5.5 x 5.5 mm, made of polyester (possibly reinforced with glass fibers), with a rough surface, but in length of 1 m.
Ils sont espacés tous les 100 mm ( 10 cm ).They are spaced every 100 mm (10 cm).
Ils sont disposés et collés sur une entretoise en résine polyester de section carrée 5,5 x 5,5 mm, les entretoises étant espacées tous les 200 mm (20 cm). On a utilisé une colle époxy.They are placed and glued on a polyester resin spacer of square section 5.5 x 5.5 mm, the spacers being spaced every 200 mm (20 cm). We used an epoxy glue.
On fabrique une structure selon l'invention de 1 ,40 m de largeur, représentée sur la figure 9. On voit que l'on a décalé les barreaux de façon à former des extrémités en "V" comme représenté.A structure according to the invention of 1.40 m in width, shown in FIG. 9, is produced. It can be seen that the bars have been offset so as to form "V" ends as shown.
2.2 On utilise les mêmes éléments que ci-dessus, mais en réalisant la structure telle que représentée sur la figure 10 où une seule entretoise 8 a été représentée.2.2 The same elements are used as above, but by making the structure as shown in FIG. 10 where a single spacer 8 has been shown.
Exemple 3: Renforcement en cas d'affaissement.Example 3: Reinforcement in the event of subsidence.
3.1 Les éléments 9 sont des joncs en polyester à surface rugueuse, de diamètre de section droite 10 mm. Leur Module d'élasticité est de 50000 à 70 000 MPa.3.1 Elements 9 are polyester rods with a rough surface, with a cross-sectional diameter of 10 mm. Their modulus of elasticity is from 50,000 to 70,000 MPa.
On utilise des joncs de 13 mètres enduits de bitume, contrecolles à chaud sur un non-tissé en polyester à 20 g/m2.We use 13-meter rods coated with bitumen, hot laminated on a polyester nonwoven at 20 g / m2.
Les joncs sont espacés de 200 mm (20 cm).The rods are spaced 200 mm (20 cm) apart.
On obtient une structure bien intégrée dans les enrobés. La structure peut être construite comme représenté selon les diverses variantes indiquées sur les figures annexées.
14We obtain a well integrated structure in asphalt. The structure can be constructed as shown according to the various variants indicated in the attached figures. 14
3.2 On a utilisé les mêmes éléments de structure que sous 3.1 , mais non enrobés de bitume et la structure étant intégrée dans les matériaux de terrassement.3.2 The same structural elements as in 3.1 were used, but not coated with bitumen and the structure being integrated into the earthmoving materials.
On a utilisé un non-tissé 60 de largeur inférieure (par ex. 10m) à la dimension des joncs, comme représenté sur la figure 11 annexée, pour permettre un bon ancrage des extrémités EX des joncs 9 dans un support béton, par exemple.We used a nonwoven 60 of width less (eg 10m) to the size of the rods, as shown in Figure 11 attached, to allow good anchoring of the ends EX of the rods 9 in a concrete support, for example.
Le non tissé utilisé pourra être un géotextile, qui apportera en une seule opération les fonctions de renforcement et celles propres au géotextile.The nonwoven used may be a geotextile, which will provide in a single operation the reinforcement functions and those specific to the geotextile.
3.3 On a utilisé des joncs métalliques en acier de diamètre 10 mm, avec un Module d'élasticité de 150 à 200 000 MPa.3.3 Metal rods of steel with a diameter of 10 mm were used, with a modulus of elasticity of 150 to 200,000 MPa.
On a effectué un contrecollage à la colle polyéthylène sur un non tissé de polypropylène à 30 g/m2.Polyethylene glue was laminated to a polypropylene nonwoven at 30 g / m2.
On a élaboré une structure de largeur 3 m, avec des joncs de 13 m et un non-tissé de largeur 10 m, selon le modèle de la figure 11.A 3 m wide structure was developed, with 13 m rods and a 10 m wide nonwoven, according to the model in Figure 11.
Une telle structure s'intègre dans le sol à pH neutre, peu corrosif, avec un espacement des joncs choisi à 200 mm.Such a structure is integrated into the soil at neutral pH, slightly corrosive, with a spacing of the rods chosen at 200 mm.
Ce matériau peut être roulé.This material can be rolled.
La largeur de 3m (dans tous les exemples et modes de réalisation présentés ici) dépend du poids du rouleau qui doit rester facilement manipulable, soit env. 80 kg maxi.The width of 3m (in all the examples and embodiments presented here) depends on the weight of the roll which must remain easy to handle, ie approx. 80 kg max.
Exemple 4: Renfort de tablier de pont.Example 4: Reinforcement of bridge deck.
On utilise des barreaux de section carrée 5,5 mm x 5,5 mm en polyester chargé. Le Module de flexion est de l'ordre de 40 000 MPa.Bars of square section 5.5 mm x 5.5 mm are used in charged polyester. The flexural modulus is of the order of 40,000 MPa.
On sélectionne une surface rugueuse et crantée.
15We select a rough and notched surface. 15
La tenue à une température > 180 °C est de l'ordre de 10 min.The resistance to a temperature> 180 ° C is of the order of 10 min.
Les barreaux sont enduits de bitume, et contrecolles à chaud sur un non- tissé de polypropylène à 17 m2/g.The bars are coated with bitumen, and hot laminated on a polypropylene nonwoven at 17 m2 / g.
Les barreaux présentent une longueur de 5 à 8 m et on les espace de 50 mm. On prépare une structure roulés de 10 m environ que l'on placera comme indiqué plus haut.The bars have a length of 5 to 8 m and are spaced 50 mm apart. We prepare a rolled structure of approximately 10 m which we will place as indicated above.
Selon une autre variante de l'invention, et en fonction du problème à traiter, ou de sa gravité, la structure selon l'invention peut également être déposée en deux épaisseurs comme représenté sur la figure 12 annexée, afin d'établir une structure sandwich à l'aide d'une matrice en matériaux bitumineux ou autres analogues. En fonction du problème, on pourra poser les barreaux comme représenté sur l'une quelconque des figures 5 et 8, 9, 10 ou 11.According to another variant of the invention, and depending on the problem to be treated, or its severity, the structure according to the invention can also be deposited in two thicknesses as shown in FIG. 12 appended, in order to establish a sandwich structure using a matrix of bituminous materials or the like. Depending on the problem, the bars can be placed as shown in any of Figures 5 and 8, 9, 10 or 11.
Sur la figure 12, on comprend que la zone (a) des barreaux pourra se décoller du support du fait du retrait thermique, mais contribuera à aider la zone (c) à supporter les mouvements verticaux. On fera en sorte que la zone (a) soit beaucoup plus longue que la zone (a) afin que (b) reste correctement collée lors des mouvements de retrait du support. De même, la longueur (a) pourra être identique à (b), mais lors de la mise en oeuvre in situ, (a) ne sera pas collé au support et/ou à la couche bitumineuse 4.In Figure 12, we understand that the area (a) of the bars may come off the support due to thermal shrinkage, but will help to help the area (c) to support vertical movements. We will make sure that the zone (a) is much longer than the zone (a) so that (b) remains correctly glued during the movements of withdrawal of the support. Likewise, the length (a) may be identical to (b), but during the implementation in situ, (a) will not be bonded to the support and / or to the bituminous layer 4.
La pose des structures selon l'invention se fait par dépôt sur la couche inférieure, après quelques opérations de compactage de cette couche mais avant sa dernière opération de compactage. On pose alors la structure selon l'invention et on profite ensuite du compactage final de la couche inférieure pour ancrer la structure dans la dite couche, on coule ensuite les couches supérieures.The structures according to the invention are laid by deposition on the lower layer, after a few operations of compacting this layer but before its last compacting operation. The structure according to the invention is then laid and the final compaction of the lower layer is then used to anchor the structure in said layer, the upper layers are then poured.
Selon une variante de l'invention, on peut déposer une couche inférieure supplémentaire pour faciliter encore l'accrochage, comme une couche d'emulsion de bitume qui peut présenter des caractéristiques spéciales de fluidité. Sur les structures de type pont mentionnées ci-
16 dessus, on pourra déposer une couche de colle résistant aux hautes températures.According to a variant of the invention, an additional lower layer can be deposited to further facilitate attachment, such as a layer of bitumen emulsion which may have special fluidity characteristics. On the bridge type structures mentioned above 16 above, we can deposit a layer of glue resistant to high temperatures.
Selon encore une autre variante de l'invention, on pourra enduire ou revêtir la structure de l'invention, avant l'opération de pose, en tout ou en partie, par une couche de produit facilitant l'accrochage, comme une couche de bitume, une colle haute température ou analogue.According to yet another variant of the invention, the structure of the invention may be coated or coated, before the laying operation, in whole or in part, with a layer of product facilitating the attachment, such as a layer of bitumen , a high temperature adhesive or the like.
Selon une autre variante de l'invention, on pourra décider de creuser légèrement (de 2 à 10 cm ou 20 cm en fonction de l'épaisseur de la dalle) les blocs de béton 1, 2 autour du joint (ou autour de la fissure) sur toute la largeur de la voie. On posera la structure de l'invention dans la cavité ainsi ménagée, en reconstituant si nécessaire la couche inférieure d'accrochage, et on opère comme précédemment, l'avantage est de noyer plus profondément la structure selon l'invention, ce qui permet de disposer d'une épaisseur plus grande de couches de roulement au dessus de la structure, sans avoir à modifier le gabarit.According to another variant of the invention, it may be decided to dig slightly (2 to 10 cm or 20 cm depending on the thickness of the slab) the concrete blocks 1, 2 around the joint (or around the crack ) across the width of the track. The structure of the invention will be placed in the cavity thus formed, reconstituting if necessary the lower attachment layer, and the procedure is carried out as above, the advantage is to drown the structure according to the invention more deeply, which allows have a greater thickness of wearing courses above the structure, without having to modify the template.
Selon une autre variante, comme représenté sur le dessin annexé, la structure selon l'invention est posée avec les barreaux dans le sens de circulation ou transversalement, et est posée soit perpendiculairement au dommage ou bien en biais par rapport à la ligne du dommage.
According to another variant, as shown in the attached drawing, the structure according to the invention is laid with the bars in the direction of circulation or transversely, and is laid either perpendicular to the damage or at an angle to the line of damage.