Brevet FR2231814A1 — publié le 19741227

La présente invention concerne un revêtement perfectionné pour ouvrages d'art en béton permettant de satisfaire aux exigences de la circulation moderne lourde et intense qui ornière les revete- ments bitumineux les plus évolués. Le revêtement habituel d'un ouvrage d'art en béton de ciment comprend: (a) une couche d'étanchéité placée à la surface du tablier. Cette couche en asphalte, en résine époxy ou en élastomère plastiFié donne très rarement satisfaction. (b) une couche de reprofilage faite de granulats enrobés à chaud qui est indispensable en raison du défaut de planéité et des tolérances excessives habituelles de surfaçage du tablier en béton. L'épaisseur de cette couche varie de O à 15 cm, ce qui peut occasionner un fluage important si la stabilité est insuffisante ou si 1 eau qui stagne presque toujours dans cette couche en raison de l'imperméabilité relative de la couche inférieure (a),vient désenrober les granulats et détruire la cohésion du béton hydrocarboné. (c) une couche superficielle en béton bitumineux de 4 à 6 cm d'épaisseur qui devrait être étanche et antidérapante mais qui, en fait, possède rarement ces deux propriétés. Pratiquement, la majeure partie des ouvrages supportant un trafic important ont une surface présentant des dégradations importantes moins de 3 ans après leur exécution. La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients précités des revêtements. L'invention a pour objet un revAtemrnt de circulation perfectionné pour ouvrage d'art en béton caractérisé en ce qu'il comprend: (a) une couche de reprofilage en béton de ciment fixée à la surface en béton de l'ouvrage par une couche de collage en résine polymérisable et (b) une couche de surface constituée d'un mélange de granulats, de sable et de filler enrobé d'un liant à base de résine polymérisable à froid et portant des éléments d'accrochage faisant saillie au-dessus de ladite couche, le liant étant tel qu'il ait après polymérisation, mesurés suivant la norme AFNOR NF T 5il34 pour éprouvette type iso, un allongement supérieur à 50 % à -10 C et une résistance à la traction supérieure à 25kg/cm2 à 200 C, et la couche de surface ayant, après polymérisation du liant, un module d'élasticité inférieur à 20.000 kg/cm2 à -100. L'invention a encore pour objet un procédé de préparation d'un revêtement tel que défini ci-dessus, caractérisé en ce que (a) on applique sur la surface en béton de l'ouvrage une couche de résine polymérisable, (b) avant la fin de la polymérisation de la résine,on applique sur celle-ci la couche de reprofilage en béton de ciment; (c) après la prise du béton de la couche de reprofilage, on étale à chaud sur celle-ci le mélange constituant la couche de surface, et (d) aussitot après la mise en place de la couche de surface, on répand sur celle-ci les éléments d'accrochage. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparat- tront à la lecture de la description qui va suivre. Pour préparer le revêtement suivant l'invention, on applique d'abord sur la surface de béton de l'ouvrage d'art une couche de collage en résine polymérisable, de préférence une résine époxy, accompagnéed'un agent de durcissement approprié. Cette couche est appliquée avantageusement à raison de 500 à 1000 g/m2 de surface de béton. Avant la fin de la polymérisation de la résine, on applique sur celle-ci une couche de béton de ciment classique, dite "de reprofilage", dont le but est de remédier au défaut de planéité de la surface de 1 ouvrage d'art, et qui permet d'obtenir une différence de niveau maximale par rapport à la surface de référence inférieure à 1 cm. La couche de reprofilage peut avoir toute épaisseur désirée mais, de préférence, elle n'aura pas moins de 3 cm d'épaisseur aux endroits les plus minces. La résine polymérisable, en terminant sa polymérisation, assure une excellente adhérence entre le béton de ciment frais de la couche de reprofilage et le béton ancien de l'ouvrage d'art. Lorsque le béton de ciment de la couche de reprofilage est pris, et après lui avoir fait subir avantageusement un traitement mécanique superficiel par ponçage, on étale ou coule à chaud (par exemple 500C ou plus) sur celui-ci une couche de surface constituée d'un mélange de granulats,de sable et de filler enrobé d'un liant à base de résine polymérisable à froid. Cette couche aura avantageusement une épaisseur de 6 à 30 mm d'épaisseur, sans que ceci àit un caractère limitatif. Les granulats, le sable et le filler utilisés ici sont des matériaux classiquement utilisés pour les couches de surface de revêtements de routes. Le liant, qui comprend une résine polymérisable à froid et un durcisseur, représente en général de 20 à 50 ç du poids des granulats,sable et filler du mélange et, de préférence, de 25 à 35 % de ce poids. La couche de surface doit satisfaire aux conditions suivantes pour l'obtention d'un revAetement satisfaisant: 1) le liant doit avoir après polymérisation, mesurés suivant la norme AFNOR NF T 5in)4 pour éprouvette type isô, un allongement supérieur à 30 -10 C et une résistance à la traction supérieure à 25 kg/cm2 à 200C. 2) le module d'élasticité de la couche de surface doit être, après polymérisation du liant, inférieur à 20.000 kg/cm2 à -100C. Parmi les liants permettant de satisfaire à ces conditions, on citera notamment les liants à base de polyuréthanes et de mélanges brai-polyuréthane et brai-résine époxy, ces derniers étant préfé rés. Si les conditions ci-dessus sont remplies, on trcuve que la couche de surface peut jouer en même temps le rôle de couche d'étanchéité, car les fissures éventuelles du tablier ne se transmettent pas à la surface, à condition que leur largeur soit inférieure à o,8 mm, ce qui est toujours le cas pour des ouvrages correctement construits. Aussitôt après l'étalement du mélange liant-granulats, on répand sur la surface de la couche des éléments d'accrochage qui, après durcissement de la couche, seront enchâssés dans celle-ci et feront saillie, ce qui assure à la couche une très grande rugosité superficielle. La couche de roulement ainsi obtenueprésente une résistance exceptionnelle qui est inconnue des bétons bitumineux classiques; son usure est pratiquement nulle. Elle n'est pas déformable, même aux températures les plus élevées rencontrées sur la chaussée et elle permet d'obtenir une rugosité exceptionnelle caractérisée par un coefficient de glissement longitudinal supérieur à 0,7, pour peu que l'on utilise comme éléments d'accrochage de 4 à 5 kg/m2 d'un mélange de granulats durs concassés (3 à 6 mm) et de bauxite calcinée. Les exemples non limitatifs suivants sont donnés à titre d'illustration de l'invention. Exemple 1 Le tablier en béton d'un pont est traité énergiquement par brossage avec des brosses métalliques,puis enduit à raison de 800 g/m2 d'une couche de collage à base de résine époxy ayant la composition suivante (en poids): Résine GY 292. . . . . I00 parties Durcisseur XD 537. . . 42 GY 292 et XD 537 sont des noms commerciaux de la Sté CIBA, le premier pour une résine époxy à base de Bisphénol A et le second pour un durcisseur de nature aliphatique. Sur le tablier ainsi enduit, et avant polymérisation complète de la résine, on répand avec une finisseuse à table lourde vibrante spécialement équipée de coffrages glissants et d'un guidage sur fil ou au moyen de tout autre appareil de nivellement approprié, une couche de reprofilage en béton de ciment classique de granulométrie O/I5 mm. Après prise du béton, la surface est poncée énergiquement de façon à éliminer la laitance qui pourrait se trouver en surface. Cette opération étant terminée, on répand sur le béton, à la température de 50 environ, un mortier ayant la composition suivante (en poids) - Granulats, sable et filler (O à 3 mm) . . . . I00 parties - Liant à base de brai-époxy . . . . . . . . . . 30 La composition du liant est la suivante (en poids) - Résine époxy GY 254 de CIBA . . . . . . . . . I00 parties - L 22 65 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I00 - Goudron (viscosité BRTA 10 secondes 4 mm) . . 2I5 - Diéthylènetriamine . . . . . . . . . . . . . I5,5 L 2265 est le nom commercial d'un polyuréthane portant des groupes époxy vendu par la Société Bayer. Aussitôt après répandage , on gravillonne avec 5 kg/m2 de granulats (3 à 6 mm) contenant 40 % de bauxite calcinée. Le liant a une résistance à la traction à 20"C mesurée suivant la méthode AFNOR précitée de 30 kg/cm2 et un allongement à -IOOC de 55 %. Le module d'élasticité de la couche de mortier est de I3.000 kg/cm2 à la température de -100C. Exemple 2 La préparation du tablier du pont et son reprofilage au béton de ciment sont exécutés comme dans I'exemple 1. On répand alors une couche de surface de 6 mm d'épaisseur ayant la composition suivante (en poids) - Granulats, sable et filler (O à 1 mm) . . . . 100 parties - Liant . . . . . . . . , . . . . . . . . . . . 50 Le liant est à base de polyuréthane et a la composition suivante (en poids) - Diisocyanate de diphénylméthane (durcisseur). . s5,4 parties - Naphter 543 . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 - Naphter 544. . . . . . . . . . . . . . . . . . 22,6 - Zéolithe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 - dilaurate d'étain dibutyle (accélérateur). . . ou 0,7 Naphter est le nom commercial de Polyols vendus par la Société Naphtachimie. Zéolithe est le nom d'un tamis moléculaire destiné à absorber l'hu- midis et à éviter la formation de bulles de polyuréthane. On gravillonne la couche aussitôt après répandage avec 5 kg/m2 de granulats (3 à 6 mm) comprenant 40 % de bauxite calcinée. Le liant a un allongement à -IO C de 60 % et une résistance à la traction à 20 C de 53 kg/cm2. La couche de surface a un module d'élasticité à -IO C de 11.000 kg/cm. REVENDICATIONS 1 - Revêtement de circulation perfectionné pour ouvrage d'art en béton, caractérisé en ce qu'il comprend: (a) une couche de reprofilage en béton de ciment fixée à la surface en béton de l'ou- vrage par une couche de collage en résine polymérisable et (b) une couche de surface constituée d'un mélange de granulats, de sable et de filler enrobé d'un liant à base de résine polymérisable à froid et portant des éléments d'accrochage faisant saillie audessus de ladite couche, le liant étant tel qutil ait après polymérisation, mesurés suivant la norme AFNOR NF T 5I034 pour éprouvette type iso, un allongement supérieur à 30 ffi à -100C et une résistance à la traction supérieure à 25 kg/cm2 à 200C, et la couche de surface ayant, après polymérisation du liant, un module d'élasticité inférieur à 20.000 kg/cm2 à -10 C. 2 - Revêtement suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la résine polymérisable de la couche de collage est une résine époxy. 3 - Revêtement suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le liant de la couche de surface est un polyuréthane, un mélange brai-polyuréthane ou un mélange brai-résine époxy. 4 - Revêtement suivant la revendication 1 ou 3, caractérisé en ce que le liant représente de 20 à 50 ffi du poids des granulats, sable et filler du mélange. 5 - Revêtement suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les éléments d'accrochage sont constitués par des granulats durs concassés mélangés à de la bauxite calcinée. 6 - Revêtement suivant la revendication 1 ou 5, caractérisé en ce que les éléments d'accrochage sont présents sur la couche à raison de 4 à 5 kg,"'par m2 de surface. 7 - Procédé de préparation d'un revêtement suivant 1 une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que (a) on applique sur la surface en béton de l'ouvrage une couche de résine polymérisable, (b) avant la fin de la polymérisation de la résine, on applique sur celle-ci la couche de reprofilage en béton de ciment; (c) après la prise du béton de la couche de reprofilage, on étale à chaud sur celle-ci le mélange constituant la couche de surface, et (d) aussitôt après la mise en place de la couche de surface, on répand sur celle-ci les éléments d'accrochage.