La présente invention a pour objet un procédé de rénovation des chaussées, notamment de celles des routes nationales et départementales.
Les chaussées anciennes, de faible et moyenne importance ont vu leur trafic augmenter considérablement au cours des dernières décennies. Quelques-unes, aux caractéristiques géométriques totalement inadaptées, ont été refaites. Une grande majorité a subi, en 30 ans, une série d'améliorations ponctuelles (reprofilages, couches de roulement successives, débombements, élargissements) visant à prolonger leur durée de vie au moindre coût, tout en les adaptant aux exigences de la circulation moderne.
Beaucoup de ces dernières chaussées sont désormais à refaire. Elles se caractérisent par:
La couche de base peut être soit en béton bitumineux, soit en grave (mélange de sable et de gravier) traitée aux liants hydrauliques, l'un et l'autre d'une granulométrie supérieure à celle du béton de la couche de roulement, et la couche de fondation est généralement en grave non traitée.
La réfection complète de ces chaussées passe traditionnellement par deux solutions:
Avec la première solution, on surélève la chaussée, ce qui peut être gênant dans les villes et les villages et ne peut être effectué indéfiniment. Quant à la seconde solution, elle est onéreuse, puisqu'elle consisté à enlever et porter à la décharge les matériaux anciens et à apporter et mettre en place des matériaux neufs.
Un autre procédé consiste à régénérer la couche de roulement de la façon suivante: on rabote la chaussée sur l'épaisseur du matériau bitumineux, on récupère un mélange de bitume et de cailloux, on le régénère en usine ou sur la route par thermorégénération et on le réemploie pour former une nouvelle couche de roulement. Ce procédé ne rénove que cette couche de surface.
Suivant le brevet US-A-3 732 023, on utilise un appareil qui sépare la couche de roulement en asphalte ou asphalte/béton d'une chaussée, qui pulvérise in situ le matériau prélevé tout en le mélangeant avec un liant stabilisant (chaux, ciment ou asphalte émulsifié) et qui décharge le matériau ainsi traité sur l'emplacement du matériau prélevé pour former une nouvelle couche de roulement, éventuellement après application en surface d'une nouvelle couche d'asphalte ou de ciment (colonne 1, ligne 30 à colonne 2, ligne 2). Cette méthode ne rénove elle aussi que la couche de surface. En outre, l'appareil utilisé, qui opère par désagrégation et fraisage, ne fournit pas un matériau concassé et ne permet ni de contrôler la granulométrie du matériau traite ni de peser ce matériau pour y ajouter en quantité dosée le liant.
Un article de Harold J. Halm (Transportation Research News - USA - N° 89 - July/August 1980 - pp. 6 - 10) concerne le recyclage du béton, et en particulier la réutilisation de la couche supérieure en béton de ciment des chaussées, c'est-à-dire de la partie la plus noble des chaussées, pour fabriquer des agrégats destinés à constituer la couche de fondation et/ou de base et éventuellement la couche supérieure d'une nouvelle chaussée classique (page 6, premier et cinquième paragraphes). C'est encore seulement la couche supérieure qui est réutilisée et elle n'est pas traitée in situ. Les matériaux récupérés sont transportés jusqu'à une centrale de concassage, et, de là, à une centrale à béton, fournissant les agrégats, qui seront transportés jusqu'à la machine de mise en oeuvre in situ (machine à coffrages glissants) à l'emplacement d'une nouvelle chaussée à réaliser.
Le présent procédé de rénovation des chaussées comprenant généralement une couche de fondation, une couche de base et une couche de roulement, suivant lequel on régénère l'ancienne chaussée par un traitement, qui comprend une dislocation de la chaussée existante, un ramassage et une division du matériau disloqué et un apport de matériaux nouveaux qui sont mélangés avec le matériau divisé et qui sont des granulats correcteurs et des substances stabilisantes sous forme d'un liant et d'eau, est caractérisé par les phases suivantes réalisées in situ par un train de machines mobiles qui avancent sur la chaussée au fur et à mesure du retraitement de celle-ci:
Les machines mobiles sont équipées de roues ou de chenilles.
La méthodologie de chacune de ces phases doit être adaptée à chaque cas, en fonction de la nature de l'ancien corps de chaussée. Le but est d'obtenir une couche épaisse homogène, compacte, ayant des caractéristiques mécaniques qui lui permettent d'assurer les fonctions de couches de fondation et de base et de recevoir une simple couche de roulement. Les diverses phases sont explicitées ci-après.
Cette opération consiste à scarifier la chaussée avec un scarificateur ou un défonceur usuel sur la largeur et la profondeur prévues pour le retraitement. Le but est d'obtenir un matériau décohésionné, suffisamment meuble pour permettre son chargement dans la machine de reprise. Généralement, on traite une chaussée sur une moitié de sa largeur dans un premier temps et sur l'autre moitié dans un second temps. Les blocs obtenus par scarification, et particulièrement ceux provenant des couches bitumineuses de surface, auront une dimension suffisamment faible pour être admis dans le concasseur, cette dimension pouvant aller, selon le concasseur, jusqu'à 700 mm pour les produits épais et même 1000 mm pour les produits plats.
Cette opération est effectuée avec des machines mobiles (du genre chargeuses, tapis élévateurs, blindés), qui sont pourvues de moyens de pénétration et de ramassage pour le prélèvement du matériau disloqué et de moyens de transfert jusqu'au concasseur du matériau prélevé. On emploie un concasseur à percussion ou à mâchoires, d'un type tel qu'il puisse absorber des blocs de 700 mm pouvant aller jusqu'à 1000 mm pour des produits plats. On le regle pour fabriquer un concassé passant à la maille de 40 mm.
Le concassé de granulométrie 0 à 40 mm
fabriqué à partir des produits recyclés est corrigé, si nécessaire, par un apport de granulats (fillers, sable, graviers, cailloux). Cette opération est fixée après des essais permettant de déterminer la nature et lie pourcentage des matériaux d'apport. Ce pourcentage est généralement compris entre 0 et 15 % en poids par rapport au matériau concassé, mais, si besoin est, ce pourcentage peut atteindre et dépasser 100 %. Selon les cas, le matériau correcteur peut être déposé en cordons sur le matériau disloqué en avant des machines mobiles de ramassage, transfert et concassage, auquel cas il est mélangé, au cours du concassage, au matériau disloqué, ou être régalé au moyen d'une gravillonneuse, en aval du concasseur, sur le matériau concassé, déversé et étalé sur le sol; on a alors recours à un nivelage des matériaux à l'aide d'une niveleuse et à un malaxage au moyen d'un pulvi-mixeur pour incorporer les granulats correcteurs.
disloquée de l'ancienne chaussée, de la vitesse d'avancement de la machine de ramassage du matériau disloqué, de la densité et de l'analyse préalable de ce matériau, on règle le débit d'addition des granulats correcteurs, au moyen de machines connues de distribution et d'épandage telles qu'un camion-gravillonneur pourvu d'un dispositif doseur.
Cette opération comporte:
Ces opérations peuvent être effectuées sur ce matériau étalé et nivelé en aval du concasseur, avec les moyens classiques de traitement in situ des terrains et plate-formes (épandeur de liant, arroseuse pour l'eau, pulvi-mixeur). Elles peuvent également être effectuées dans un malaxeur mobile mieux adapté à ce travail, et pouvant reprendre le matériau concassé directement à l'aval du concasseur. Dans ce second cas, la correction granulométrique, si elle a lieu, est obligatoirement réalisée au cours du concassage, la stabilisation devant être effectuée sur le mélange du matériau concassé et des granulats correcteurs. Dans le premier cas, on peut, sur le matériau concassé, étalé et nivelé sur le sol en aval du concasseur, épandre les granulats correcteurs, le liant et l'eau et les incorporer conjointement au moyen d'un pulvi-mixeur.
Dans les deux cas, la connaissance du débit horaire du concasseur (déterminé au moyen d'un dispositif connu, tel qu'une bascule intégratrice placée après la sortie du concasseur) permet de régler le débit du liant et de l'eau à ajouter. Lorsque cette addition est effectuée dans un malaxeur placé en aval du concasseur, le silo contenant le liant et le réservoir d'eau sont montés sur le châssis du malaxeur et sont pourvus de pompes doseuses. Lorsque, cette addition est effectuée directement sur le sol en aval du concasseur, on utilise des machines connues telles qu'une épandeuse à pulvérulent à débit réglable pour le liant et une arroseuse à débit réglable pour l'eau.
5. Etalement et nivelage, sur le sol débarrassé de la chaussée ancienne, du matériau traité.
On emploie les moyens classiques (épandeur, niveleuse).
Après réglage fin au moyen d'une niveleuse de la planiété dans le sens transversal de la couche déposée, le matériau est compacté en une seule couche.
Le choix du compacteur dépend des propriétés du matériau traité et de l'épaisseur prévue.
On peut mettre en oeuvre des couches de 45 cm avec un compacteur à pneus de 50.000 N par roue et un compacteur vibrant de classe V 5 (charge par centimètre de génératrice du cylindre vibrant supérieure à 450 N), N désignant le newton.
La couche de roulement formée sur le matériau compacté peut être en béton bitumineux ou être un enduit superficiel (gravillon déposé sur un film de bitume).
La technique proposée présente plusieurs avantages par rapport aux solutions actuelles de renforcements ou de substitution:
Des modifications de détails, du domaine des équivalents techniques, peuvent être apportées au procédé décrit ci-dessus, sans que l'on sorte pour autant du domaine de la présente invention.