Brevet FR2108768A1 — publié le 19720526

La présente invention concerne un dispositif d'étalement et de nivellement des matériaux routiers suivant des profils longitudinaux et transversaux prédéterminés. L'invention vise à obtenir les résultats suivants - disjoindre l'opération d'approvisionnement sur la forme de celle du répandage-nivellement, - obtenir le régalage et l'étalement par un procédé simple évitant la ségrégation, - obtenir un calibrage précis en toute largeur, - se soustraire aux défauts de la forme support tant en qualité de surfaçage quten qualité de portance, - utiliser un support moteur banal et récupérable rapidement pour d'autres tâches, - permettre facilement le rattrapage de toute erreur de manoeuvre sans compromettre la qualité finale de l'assise, - exécuter tous profils en travers et en long, - réduire au minimum l'effectif du personnel affecté au travail, - avoir un appareil très mobile et facilement transportable, --profiter de la régularité de l'assise construite pour assurer la stabilité de l'appareil répandeur. Le dispositif d'étalement selon l'invention comprend un engin comportant des moyens de déplacement de large surface poussant devant lui une lame d'étalement, mobile dans le sens de la hauteur et asservie au moins à un guidage de référence paral lèle à la voie à établir. Dans une telle réalisation, étant donné que l'engin porte-lame se déplace sur la surface qui vient d'etre nivelée par cette lame et que, grace à ses moyens de déplacement, il occupe une position stable sur cette surface, cet engin ne peut que déplacer la lame parallelement à ladite surface, de sorte que spontanément un tel dispositif tend à dresser une surface plane et rectiligne. De ce fait, la référence de guidage a pour principal rôle de corriger les dérives éventuelles de la lame et éventuellement d'assurer, par rapport au plan de référence que tend à créer le dispositif, la correction qui permet d'établir la surface désirée différente de ce plan. Autrement dit, en profitant de la régularité de l'assise construite pour assurer la stabilité de position de l'appareil répandeur, on fait croître quasi exponentiellement la précision obtenue puisque le degré de précision déjà acquis multiplie la précision du travail en cours. L'engin utilisé est, de préférence, automoteur. Dans une forme avantageuse de réalisation de l'invention, les moyens de déplacement sont constitués par deux chenilles disposées de part et d'autre de l'engin. I1 peut être avantageux de faire porter le dispositif selon l'invention par un engin existant, du type tracteur, équipé de telles chenilles ; dans ce cas, en dehors des opérations d'étalement, ce tracteur peut, après démontage de la lame, avoir d'autres utilisations. Dans une forme préférentielle de réalisation, la lame est en forme d'étrave symétrique et elle est portée par ltengin au moyen de deux paires de bras formant, de chaque côté du tracteur, deux parallélogrammes articulés. De préférence en outre, un bras de chacune des paires et son homologue dans l'autre paire sont de longueur réglable, de façon que la lame puisse dresser, non seulement des surfaces planes, mais également des surfaces transversalement en forme de dièdre, soit en arête de toit, soit en cuvette. En outre, les deux moitiés de lame peuvent être de longueur variable, de préférence par l'utilisation d'une portion d'extrémité coulissante. Si l'engin est de faible largeur par rapport à la lame, pour l'obtention de profils en travers de tracé particulier, les deux moitiés de lame peuvent aussi être aménagées à leur base, pour la fixation de plaques métalliques dont le bord inférieur a le tracé désiré. Ces plaques peuvent aussi constituer simplement l'élément d'usure de la lame. Avantageusement, les extrémités extérieures des moitiés de lame sont pourvues de joues dirigées dans le sens de la marche afin de limiter la largeur d'étalement des matériaux en évitant leur débordement au delà de ladite largeur. En outre, l'étrave de la lame peut être prolongée vers l'avant par un volet orientable. Un tel volet, dirigé dans le sens de la marche, a pour effet de dissocier les tas de matériaux déversés sur l'axe de marche de l'engin porte-lame. Manoeuvré d'un côté ou de l'autre par un vérin approprié; ce volet orientable permet aussi de ramener vers le côté défavorisé de la surface nivelée un excédent de matériaux se trouvant sur l'autre. La largeur utile de la lame pouvant être grande par rapport à la largeur de l'engin porteur, une légère inclinaison de celui-ci peut entraîner une grande variation de hauteur de la lame à ses extrémités. En conséquence, la lame est, de préférence, asservie en outre à un correcteur de dévers rétablissant, par action dissymétrique sur les bras de support de la lame, la pente transversale désirée lorsqu'un dévers latéral tend à apparaître. Ce correcteur de dévers peut être du type connu à pendule. De préférence, ce correcteur est du type niveau de maçon, c' est-à-dire constitué par deux récipients ouverts à l'air libre, disposés chacun d'un des côtés de la lame au même niveau et réunis par un tube, l'ensemble contenant un liquide, un contact à flotteur étant agencé dans chaque récipient pour la commande d'un moyen de levage de la lame du côté correspondant. Ainsi, un seul guide asservissant une extrémité de la lame, associé à un tel correcteur de dévers, permet la réalisation des surfaces désirées. Les dessins annexés permettront de bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. La figure 1 est une vue en plan d'un dispositif d'étalement de matériaux selon l'invention. La figure 2 en est une élévation de face et la figure 3 une élévation latérale. Ce dispositif comprend un engin chenillé 1 qui, comme représenté, peut être un tracteur usuel du commerce, qui comporte, pour sa propulsion, deux chenilles 2 formées d'éléments plats articulés comportant ou non de légers reliefs 3. De part et d'autre de ce tracteur, sur son bâti, sont fixés les pivots 4 et 5 sur lesquels s'articulent respectivement, de chaque côté, les bras supérieur 6 et inférieur 7 destinés au support de la lame d'étalement et de nivellement désignée dans son ensemble par la référence 8. A cette fin, ces bras s'articulent sur deux poutres, respectivement 9 et 10, l'une supérieure, l'autre inférieure, l'ensemble étant -rigidifié contre ls efforts transversaux de l'engin par les jambes de force il qui relient la poutre inférieure 10 aux bras inférieurs 7 sensiblement dans le plan de Les bras supérieurs 6 comportent des dispositifs 12, par exemple une vis à deux portions de pas contraires, permettant le réglage de leur longueur, de sorte que l'ensemble de la lame 8 peut légèrement pivoter dans un sens ou dans l'autre autour de l'articulation des bras inférieurs 6 sur la poutre 10. La levée des deux parallélogrammes articulés, constitués par les paires de bras situées de chaque côté de l'engin, est assurée par les vérins 13 qui peuvent être actionnés simultanément pour la levée d'ensemble de la lame ou indépendamment pour la régulation du nivellement. La lame 8, en forme d'étrave, comprend deux panneaux fixes 14 assemblés par les goussets centraux 15 et fixés rigidement aux poutres 9 et 10. Contre la face tournée vers l'engin des panneaux 14, peuvent coulisser les panneaux mobiles 16 qui permettent le réglage de la largeur de voie traitée. La manoeuvre de coulissement est commandée par l'intermédiaire des moteurs 17 et des transmissions à vis 18, de façon à s' effectuer automatiquement et d'une même longueur de part et d'autre du dispositif. Chaque panneau mobile se termine par une joue 19 disposée parallèlement au plan médian de l'engin de propulsion. L'un des côtés de la lame est, en outre, muni d'un dispositif de palpage 20 équipé du palpeur 20a destiné au réglage de la hauteur de la lame en référence à un guide latéral disposé le long de la voie, par exemple une succession de tubes horizontaux bien nivelés et alignés, raccordés les uns aux autres. En outre, les panneaux 14 et 16 sont munis, à leur base: de moyens de fixation de plaques 21 qui constituent des plaques d'usure à la base de la lame, ou bien déterminent le profil particulier de la chaussée que l'on désire établir. Pour l'exécution de voies de largeur inférieure à celle qui correspond à l'effacement complet des panneaux 16 derrière les panneaux 14, ceux-ci peuvent être pourvus, symétriquement par rapport à l'étrave, de moyens de fixation de joues auxiliaires. Ainsi, dans un exemple pratique de réalisation, l'envergure maximale de la lame est de onze mètres, celle des seuls panneaux 14 de sept mètres, tandis que des joues auxiliaires peuvent ramener par échelons la largeur utile de lame de sept à quatre mètres. Chacun des panneaux 14 porte un récipient cylindrique 22, les deux récipients étant reliés par un tube 23; l'ensemble contient du liquide et, dans chaque récipient, un flotteur (non représenté) peut commander un contact agissant du même côté sur ltélectro-vanne de commande du vérin de relèvement 13 dans le sens de la levée de celui-ci. L'arête avant de l'étrave est prolongée par un volet 24 dont ltorientation est commandée par un vérin 25. Ce volet est normalement situé dans l'axe de l'engin 1 ; il peut cependant à volonté être orienté à droite ou à gauche de cet axe pour renvoyer du côté opposé des matériaux déjà déversés sur la forme de la chaussée lorsque l'approvisionnement en matériaux, du côté opposé où ce volet est braqué, est insuffisant. Pour la manoeuvre des vérins hydrauliques, l'engin 1 peut être équipé d'une pompe à huile 26, d'un réservoir hydraulique 27 et d'une armoire de commande 28. Cette armoire reçoit des informations du palpeur 20 et du correcteur de dévers 22-23. Une pige de visée 30 place sur l'étrave facilite la conduite en ligne droite de l'engin. De plus, des rétroviseurs (non représentés) convenablement placés permettent au conducteur de vérifier le bon approvisionnement de l'étrave. Le conducteur, de son siège, peut neutraliser, si c'est nécessaire, la commande des palpeurs et du correcteur de dévers pour des manoeuvres particulières. La lame peut comporter, en outre, un carénage arrière pour permettre le nivellement en marche arrière en cas de besoin. L'appareil qui vient d'être décrit fonctionne comme suit Pour réaliser un profil en travers rectiligne, c'està-dire pratiquement une surface plane, l'appareil étant amené sur une aire parfaitement plane, le conducteur fait reposer l'étrave à terre. Par manoeuvre manuelle des vis 12, la lame est réglée pour reposer intégralement sur l'aire plane. Pour un profil avec dièdre, l'appareil étant amené sur une aire parfaitement plane avec sa lame levée, des cales de la hauteur voulue sont placées sous son nez ou sous ses extrémités. Le conducteur ayant fait reposer la lame sur cette ou ces cales, la manoeuvre des vis 12 permet d'amener les extrémités de la lame ou son sommet en contact avec le sol. Lorsque les demi-profils ne sont pas rectilignes et comportent, en particulier, des décrochements, on doit mettre en place au préalable les lames 21 convenables. Pour la mise en marche du dispositif, l'établissement d'une base de départ au bon niveau est toujours souhaitable, mais n' est pas obligatoire. Il est seulement important que le palpeur 20 soit associé au guide. Si une base de départ nivelée n'a pas été préparée, l'engin se cabre au départ mais la lame s'abaisse, de sorte que tout rentre dans l'ordre au bout de quelques mètres. Le rôle du conducteur se borne à suivre avec la pige 30 la ligne de marche définie par des jalons régulièrement espacés et à vérifier le bon approvisionnement de la lame 18 grâce aux rétroviseurs. Si l'approvisionnement est correctement effectué, par aéchargement des camions au plus près de l'axe de marche et à intervalles bien définis, la lame en étrave doit être constamment en charge sur toute sa largeur, les matériaux étant contenus par les joues latérales et les dièdres fournis par ces joues et la lame étant toujours pleins. S'il y a des manques, le conducteur fait reculer son engin et des approvisionnements de complément sont apportés devant la lame. S'il y a excédent local, le conducteur assure un régalage grossier en levant la lame sur la distance nécessaire pour pousser en avant cet excédent puis, toujours lame levée, il recule de la distance suffisante pour enfin reprendre son avancement avec la lame asservie. Dans tous les cas, la précision dans le nivellement peut être d'un centimètre avant compactage. Si la forme support est bonne et si le calcul de l'épaisseur avant compactage a été correct, on doit retrouver la même précision de nivellement après compactage. Toutefois, des causes multiples peuvent avoir pour conséquence qu'après le compactage le nivellement obtenu ne soit pas dans les tolérances admissibles. Pour se préserver contre cette éventualité, il est bon de laisser en placela ligne de référence rigide et de s'en servir pour faire le nivellement de finition avec le dispositif selon l'invention, sans avoir recours à un engin auxiliaire. Pour faciliter ces corrections, il est bon également de faire le premier répandage avec un très léger 'gras" c'est-àdire une très légère surépaisseur. Il est, en effet, très facile et très rapide de revenir en arrière et, après avoir réglé la hauteur relative des palpeurs, de parfaire le nivellement avec l'appareil avec la précision automatique qutil peut fournir. Pour le transport, la lame peut être démontée et transportée disposée en long sur un châssis de semi-remorque. Il-convient de noter que l'appareil n'utilise d'énergie que pour une faible partie du tonnage mis en oeuvre. En effet, tous les matériaux approvisionnés sur la forme, qui sont au-dessous de la cote à atteindre, ne demandent à l'appareil pratiquement aucun travail. De plus, si les matériaux sont répartis sur une bande centrale de voie, le travail de l'appareil est limité à l'étale- ment sur cette bande centrale et au garnissage des bandes latérales de cette voie. Le prix de revient d'exploitation est minimal grâce à l'absence de parties mécaniques compliquées et d'organes en mouvement. L'usure est donc réduite pratiquement à celle des panneaux et de la lame soumis à l'abrasion des matériaux qui glissent sur eux à faible vitesse, sans choc et presque sans pression. Enfin, grâce à la faculté d'approvisionnement en grande largeur et aussi à l'économie de l'énergie nécessaire au répandage, le rendement du dispositif est indépendant de l'épaisseur de la couche répandue et seulement fonction de la largeur d'épandage ; elle s'exprime alors en m2 couverts par heure. On remarquera, en outre, que la plus faible vitesse d'un tracteur usuel étant de l'ordre de trois kilomètres/heure, il est possible d'effectuer plusieurs passes pour répandre et étaler les matériaux, avant le nivellement aux profils définitifs, pendant-le temps d'approvisionnement de ces matériaux, du fait que les plus grosses centrales de préparation de ces matériaux ne dépassent pas 1.000 tonnes à l'heure. L'invention s'applique à la construction des routes, des autoroutes, des aérodromes, des plateformes, pistes, aires de stationnement et toutes surfaces destinées à permettre le passage de véhicules. R E V E N D I C A T I O N S 1. Dispositif d'étalement et de nivellement de matériaux routiers sur une forme-support en vue de la construction d'une voie définie par son profil en long et ses profils en travers, dispositif comprenant une lame d'étalement en étrave symétrique poussée par un engin moteur à grande surface portante, notamment un engin chenillé, le réglage du niveau de la lame étant assuré par un guidage de référence parallèle à la voie à établir, caractérisé en ce que ladite lame est supportée, de façon réglable, en porte-à-faux par ledit engin en avant de celui-ci, tandis que ladite surface portante, appuyée sur la surface déjà construite, sert de référence pour le réglage de la position de la lame, tant en hauteur qu'en inclinaison transversale, à partir des informations de la référence de guidage. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la lame, ses moyens de support en porte-à-faux et les moyens de commande de la position de ces moyens de support constituent un ensemble amovible qui est fixé sur un véhicule de chantier pour travaux routiers constamment récupérable. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de support de la lame sont agencés pour permettre le choix de l'inclinaison longitudinale de cette lame en étrave en fonction du profil en travers désiré. 4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de support de la lame sont doublement asservis électriquement et hydrauliquement, d'une part, au guidage de référence rigide établi parallèlement à la voie par un palpeur y prenant appui, d'autre part, à une pente transversale définie par un contrôleur de dévers réglable. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le contraleur de dévers est constitué par deux récipients à liquide communicants disposés symétriquement sur chacun des côtés de la lame en étrave, chacun contenant un contact à flotteur commandant dis symétriquement les moyens réglables de support de la lame. 6. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la lame en étrave comporte deux panneaux fixes symétriques et deux panneaux mobiles coulissant par rapport aux premiers 7. Dispositif selon la revendication 1, caracterisé en ce que les ailes de la lame en étrave-comportent des joues d'extrémité parallèles au plan de symétrie de la lame et dirigées vers l'avant. 8. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les bords inférieurs de la lame sont aménagés pour la fixation de plaquesdébordant vers le bas définissant le profil en travers de la voie. 9. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les panneaux fixes comportent symétriquement des moyens de fixation de joues auxiliaires permettant l'éta- blissement d'une voie plus étroite que ltenvergure des panneaux fixes. 10. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'arête de étrave supporte un volet plan orientable, dirigé vers l'avant, dont le bord inférieur est proche de la base de la lame.