Procédé de construction d'une chaussée armée utilisant une structure métallique préfabriquée

Description

[0001] La présente invention concerne un procédé de construction d'une chaussée armée utilisant une struc­ture métallique préfabriquée.

[0002] Plus précisément l'invention se rapporte à la mise au point d'un procédé nouveau de construction de chaussée pour trafic lourd à base d'une structure alvéolaire de type métallique semi-rigide incorporée dans un matériau routier.

[0003] L'invention a notamment pour but de :
- diminuer de façon significaive l'épaisseur globale d'une structure routière neuve;
- donner à la couche de chaussée considérée une meilleure capacité à supporter les charges répé­tées en augmentant le module et la limite de fatigue;
- diminuer les contraintes verticales ou horizontales transmises aux autres couches;
- permettre des solutions de renforcement intéressantes tout en conservant de faibles épais­seurs;
- permettre de construire des sols indus­triels;
- éviter l'orniérage; et
- empêcher la remontée des fissures de re­trait dans les chaussées semi-rigides et rigides.

[0004] Actuellement les structures de chaussées pour trafic lourd sont réalisées en utilisant :
soit de fortes épaisseurs de matériaux,
soit des matériaux composites à fort module,
soit des structures en béton armé.

[0005] Selon l'invention on propose la construction d'une structure de chaussée notamment pour trafic lourd, en faible épaisseur, au moyen d'une armature métallique préfabriquée.

[0006] L'invention a donc pour objet un procédé de construction de chaussée ou de voie armée, caractérisé en ce que l'on met en oeuvre une structure métallique alvéolaire semi-rigide préfabriquée servant d'arma­ture, à la partie inférieure d'au moins une des cou­ches formant la structure de cette chaussée ou de cette voie, la structure étant noyée dans un enrobé avec une surépaisseur d'au moins 1 cm.

[0007] Cette structure métallique alvéolaire ser­vant d'armature est du type semi-rigide, préfabriquée et assemblée à partir de tôle ou feuillard d'acier ou d'alliage d'acier de 10 à 50/10e mm, de préférence 12 à 15/10e mm d'épaisseur.

[0008] Le feuillard est découpé, plié et assemblé par agrafage ou soudage pour faire apparaître la structure alvéolaire.

[0009] L'armature peut être réalisée par assemblage d'éléments de structure rectangulaires pour les zones d'alignement droit, mais également en trapèzes pour épouser les formes de virage. La dimension maximale de ces éléments sera le plus souvent limitée à 12 m x 2,40 pour des questions de facilité de transport, mais rien ne s'oppose à la modification de ces dimensions.

[0010] L'épaisseur (c'est-à-dire la hauteur) de l'armature peut être variable pour tenir compte des données de plateforme et de trafic, mais les épaiss­eurs les plus courantes se situent entre 1 et 5 cm, de préférence entre 2,5 et 4 cm.

[0011] La paroi du matériau formant l'armature peut être percée de trous bordés afin de donner de la rigi­dité et des possibilités d'accrochage de l'enrobé par frottement, mais toute autre réalisation permettant d'améliorer le frottement peut être utilisée.

[0012] La structure alvéolaire peut être notamment en nids d'abeille (motif hexagonal), mais d'autres motifs géométriques (rectangles, carrés, losanges, ronds, etc) sont utilisables.

[0013] La dimension des alvéoles varie en général de 5 à 25 cm, de préférence de 12 à 20 cm, ce qui per­met le support d'un essieu de 13 t., mais il n'est pas exclus pour des utilisations particulières (aéroport; piste à chars, voies ferrées, etc) d'augmenter ou de diminuer cette dimension.

[0014] Mise en oeuvre de l'armature

[0015] Les éléments d'armature arrivant par semi-­remorque sur le chantier peuvent être déchargés par petites grues et mis en place par les mêmes moyens de manutention.

[0016] L'assemblage des éléments peut être réalisé de plusieurs façons (boulonnage, agraphage, soudage, boutonnage etc...), ce travail pouvant être manuel sur des petits chantiers ou parfaitement automatisé. Dans certains cas il sera possible d'exécuter un agrafage par cavaliers fichés dans la couche support. Il n'est prévu de joints ni de construction, ni de dilatation. La structure ainsi réalisée est déformable dans toutes les dimensions et peut de ce fait absorber d'elle-même les contraintes s'y exerçant. L'équipe de mise en oeuvre doit par contre respecter, au niveau du tracé, le plan de calepinage étudié.

[0017] Mise en oeuvre des matériaux de remplissage (enrobés ou autres matériaux routiers traditionnels de structure).

[0018] Ceux-ci s'appliquent avec les moyens tradi­tionnels (finisseur; grader; à la main) sur l'armature ainsi constituée et doivent remplir la totalité des alvéoles de celle-ci. De plus ils doivent être en surépaisseur d'au moins 1 cm pour permettre le compac-tage et la protection complète de l'armature vis-à-vis des agressions climatiques et de la circulation. Une surépaisseur compactée de 1 à 2 cm est convenable, mais celle-ci peut être bien plus conséquente.

[0019] La structure métallique pourra être protégée ou revêtue en surface, en usine ou sur chantier, con­tre tout agent corrosif, ou afin d'améliorer la liai­son avec les matériaux de remplissage.

[0020] L'armature selon l'invention peut être mise en oeuvre dans n'importe laquelle des couches tradi­tionnelles de la chaussée, c'est-à-dire dans la couche de fondation, la couche de base ou la couche de roule­ment ou plusieurs couches, selon le trafic et selon l'état de la couche de forme. En cas de réfection de chaussée, généralement il suffira de mettre en oeuvre l'armature dans la couche de roulement.

[0021] En pratique, l'armature sera mise en place sur la couche précédente, revêtue d'une mince couche d'accrochage (moins de 1mm), puis incluse dans le matériau de remplissage qui est finalement compacté.

[0022] Les exemples suivants illustrent l'inven­tion.

EXEMPLE 1 : Réalisation d'une couche de roulement en entretien.

[0023] On réalise la réfection d'une chaussée en tout venant surmontée d'une couche d'enrobés fortement dégradée, à la sortie d'un entrepôt industriel (nom­breux poids lourds à vitesse réduite).

[0024] Deux essais ont été effectués :

a) On pose une armature épaisse de 2,5 cm ayant une structure en nids d'abeille, en feuillard d'acier 12/10e mm, la largeur des alvéoles étant de 15 cm, sous forme d'éléments de 12m × 2,40m. Après mise en oeuvre d'une couche d'accrochage (émulsion de bitume), on noie l'armature dans un tapis d'enrobés traditionnel (béton bitumineux 0/10 mm) sur 4 cm d'épaisseur, au moyen d'un finisseur.

b) On opère comme dans a) ci-dessus, sauf que l'on utilise comme armature une structure en nids d'abeille, en feuillard d'acier 15/10e mm, ayant une épaisseur de 4 cm et des alvéoles de 18 cm de large, et que l'on réalise un tapis d'enrobés de 6 cm.

[0025] Dans les deux cas, après un nombre répété de passages d'essieux de poids lourds, ces structures de chaussées n'on montré aucun défaut.

EXEMPLE 2 : Réalisation d'une couche de base en chaus­sée neuve.

[0026] Sur une couche de fondation en graves non traitées 0/31,5 mm du type GRH (graves reconstituées humidifiées), on pose une armature de même structure que dans l'exemple 1b) ci-dessus. On met en oeuvre une couche d'imprégnation (émulsion de bitume), puis au finisseur un enrobé traditionnel graves bitume 0/20 sur une épaisseur de 10 cm noyant l'armature. Sur cette couche de base on réalise une couche de roule­ment de 4 cm en Compolfex ^R (de SCREG Routes et Tra­vaux Publics).

[0027] La chaussée ainsi réalisée a montré une grande résistance au passage des poids lourds.

Revendications

1. Procédé de construction de chaussée ou de voie armée, caractérisé en ce que l'on met en oeuvre une structure métallique alvéolaire semi-rigide pré­fabriquée servant d'armature, à la partie inférieure d'au moins une des couches formant la structure de cette chaussée ou de cette voie, la structure étant noyée dans un enrobé avec une surépaisseur d'au moins 1 cm.

2. Procédé selon la revendication 1, carac­térisé en ce que la structure métallique est en tôle ou feuillard d'acier de 10 à 50/10e mm d'épaisseur.

3. Procédé selon la revendication 2, carac­térisé en ce que la tôle ou feuillard d'acier a de 12 à 15/10e mm d'épaisseur.

4. Procédé selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que la structure métallique a une épaisseur entre 1 et 5 cm.

5. Procédé selon la revendication 4, carac­térisé en ce que la structure métallique a une épais­seur entre 2,5 et 4 cm.

6. Procédé selon l'une quelconque des reven­dications 1 à 5, caractérisé en ce que la dimension des alvéoles est de 5 à 25 cm.

7. Procédé selon la revendication 6, carac­térisé en ce que la dimension des alvéoles est de 12 à 20 cm.

8. Procédé selon l'une quelconque des reven­dications 1 à 7, caractérisé en ce que la structure alvéolaire est en nids d'abeille.

9. Procédé selon l'une quelconque des reven­dications 1 à 8, caractérisé en ce que la paroi de l'armature est percée de trous.

10. Procédé selon l'une quelconque des re­vendications 1 à 9, caractérisé en ce que l'armature est noyée dans ladite couche de la chaussée avec une surépaisseur de 1 à 2 cm de celle-ci.