Brevet FR2282018A1 — publié le 19760312

L'objet de l'invention est un procédé pour assurer l'étan- chéité des ouvrages d'art, en particulier des ponts, avec une feuille imperméable interposée entre la construction en béton armé et des revêtements bitumineux. On sait que la durée de vie d'une construction en béton armé est considérable et on peut admettre, d'après les expériences antérieures, qu'elle atteint 100 ans et davantage. Les conditions de cette longévité sont toutefois un enrobage parfait des fers d'armature, la prise de mesure évitant la corrosion des armatures, l'érosion ou le délavage du béton. On a, dans le passé, fait des essais et soumis des propositions en vue de résoudre ces problèmes mais toutefois, ni le béton précontraint, ni les revêtements bitumineux, ni les feuilles de métal enrobées dans du bitume (voir par exemple la demande de brevet publiée RPÂ 2 148 448, n'ont pu apporter de solutions durables. Même le procédé connu de l'emploi comme matériau d'étanhe- ment d'une feuille d'aluminium cannelée, revêtue d'une résine époxy sur les deux faces, ne suffit pas pour garantir la durée de vie des constructions en béton armé; les raisons en sont les coefficients de dilatation très différents des deux matériaux de base, le manque d' adhérence entre ces deux matériaux au cours du temps, par suite des changements de température continuels entre le jour et la nuit, l'été et l'hiver, la fragilité de la résine époxy employée comme thermodurcissable par temps froid et surtout la facilité avec laquelle la feuille d'étanchéité s'art me par suite des dommages mécaniques dus aux conditions régnant sur le chantier (perforation par la circulation des personnes et des véhicules, etc.). Sn outre, la corrosion des fers d'armatures, qui sont nécessaires i la résistance, est décuplée en hiver par l'infiltration et l'action des sels d'épandage lors de l'entre- tien de l'ouvrage en béton, ce qui entraine une réduction correspondante de sa résistance. Tel est le cas également pour les feuilles métalliques enrobées dans le bitume, car le comportement rhéologique, surtout l'apparition du point de fragilité du verre aux basses températures de tous les bitumes ainsi que la vulnérabilité des feuilles métalliques de faible épaisseur à la perforation par la marche, la circulation des véhicules, etc. sont i la longue des causes de la défaillance de ltétanchement. Â ceci,s'ajoute qu'en considérant les caractéristiques physiques de la dilatation des bitumes et celles des granulats associés à ceux-ci, on peut imaginer la pénétration de l'eau superfi- cielle avec les sels d'épandage, non seulement latéralement aux gardrs, aux tôles traînantes et aux points de transition des joint3 de dilatation, mais aussi à travers le revêtement bitumine;.x superficiel.Le comportement des deux matériaux, sable et concassé, avec des coefficients de dilatation approxi matifs de 0,5 x 10 5 en association avec des bitumes ayant un coefficient de 60 x 10 5 peut conduire à ce qu'en cas de basses températures, quand apparait le point de fragilité du verre des bitumes et que disparaît toute adhérence avec le granulat, les fortes tensions qui se manifestent entre les deux matériaux, pierrailles et bitumes, déjà à des températures voisines de 00, provoquent la séparation du film de bitume et l'apparition de très fins capillaires par lesquels, hiver après hiver, les 80- lutions de sels d'épandage pourront pénétrer de plus en plus profondément dans le revêtement bitumineux superficiel pour, finalement parvenir à un élément d'étanchement.Arrivés là, en raison de leurs caractéristiques, ils désagrègent en peu de temps les formes d'étanchement consistant, par exemple, en une mince feuille métallique. Après destruction de cet étanchement, ce n'est plus qu'une question de temps pour que les sels d'épandage atteignent et détruisent l'armature de la construction en béton. L'invention a pour but de protéger les constructions en béton armé, par exemple les ponts d'autoroutes, les rampes d'accès, etc., contre l'infiltration de l'humidité dans la surface de l'ouvrage et d'empêcher la péhétration de l'eau de pluie à l'intérieur de celui-ci. Elle vise en outre à obturer, même aux très basses températures, les fissures spontanées qui peuvent se produire par vibrations, dépassement de la surcharge en cas d'accident de circulation, défectuosité ou retrait du béton aux basses températures, à transmettre à la substructure, sous l'action de la gravité, les efforts dynamiques résultant du.trafic ou d'autres causes et de protéger l'étanchement dès le début contre des dommages mécaniques ou autres. Le procédé de L'invention pour établir un étanchement durable dans le cas des constructions en béton armé prévoit la pose de bandes d'étanchéité adhérentes en matière thermoplastique, par exemple en PVC souple, avec, sur les deux faces, des protubérances et/ou des renfoncements, des nervures par exemple, sur une couche collante ou d'accrochage, praticable, appliquée à la construction en béton armé après réactivation préalable de cette couche sous l'action d'une flamme par exemple. L'emploi selon l'invention de bandes d'étanchéité en matière thermoplastique permet de protéger les fers d'armature de la construction en béton contre la corrosion, en permanence dès le début, afin qu'ils ne puissent être attaqués par les sels d'épandage, etc. même dans les cas les plus défavorables, par exemple en cas de formation de fissures soudaines.Les bandes en matière thermoplastique répondent à toutes les exigences d'un étanchement durable. Elles sont étanches à l'eau et imputrescibles et empêchent donc la pénétration de l'humidité dans la surface de l'ouvrage. En cas de températures inférieures à zéro, on évite ainsi, l'éclatement de la surface du béton par suite de la formation de glace et la corrosion des fers d'armature qui en résulterait. Les bandes d'étanchéité en matière thermoplastique résistent aux sels qui sont répandus l'hiver pour assurer la sécurité du trafic et éviter la formation de glace sur les routes.Elles empêchent ainsi l'entrainement des sels répandus, par l'eau de fusion de la glace, dans-la substructure où se produirait une corrosion accentuée des fers d'armature dénu- 68 dans le béton endommagé. Même les sels d'épandage infiltrés psr les fissures capillaires du biture ne peuvent attaquer les bandes d'étanchéité thermoplastique, ce qui écarte le risque existant dans le cas d'emploi de feuilles métalliques. Oes bandes d'étanchéité en matière thermoplastique résistent aussi aux agents chimiques qui, surtout dans les régions industrielles, sont délavés de l'atmosphère par la pluie, tout au cours de l'année, et contribueraient également à la corrosion des fers d'armature dans le cas d'ouvrages dont l'étanchéité serait insuffisante. Les bandes d'étanchéité thermoplastiques ré- sistent aussi au bitume. Quand on met en oeuvre de l'asphalte coulé à des températures de l'ordre de 240La et plus, ces bandes thermoplastiques sont aussi en état, dans un développement du mode de procédé de l'invention, de résister pendant un temps limité à l'action de températures plus élevées, ce qui est particulièrement important en cas d'application de revêtement bitumineux en asphalte coulé. Dans l'établissenont de surface profilée, les bandes d'étanchement thermoplastiques sont mieux à même que les feuilles métalliques d'assurer une transmission à la substructure des efforts dynamiques tels que la pression, les efforts de cisaillement, les vibrations, etc., dus au trafic.Ces bandes permettent la fermeture de fissures capillaires apparaissant soudainement dans la dalle de la chaussée, par suite d'affaissement des appuis ou des piliers, des défauts du béton, des vibrations, du dépassement de la surcharge admise en cas d'accident du trafic automobile et/ou du retrait de la construction par grands froids. L'étanchéité à l'eau, particulièrement au recouvrement des diverses bandes thermoplastiques est obtenue avec certitude par un soudage homogène des bords, ce qui permet d'éviter sûrement une infiltration par circulation de l'eau entre les bandes. Ces nombreux problèmes sont résolus au moyen de bandes d'étanchéité en matière thermoplastique, de préférence en PVC souple, munies de nervures sur les deux faces. Le soudage des bords ou des joints qui, de préférence, se recouvrent forme une pellicule d'étanchéité- homogène continue. Les nervures empêchent un refoulement ou un glissement des bandes d'étanchéité, par exemple, en cas de dilatation thermique ou au moment de l'application ultérieure de la masse colvante ou du revêtement bitumineux. Un nervurage très serré avec faible hauteur des nervures est avantageux. Les bandes d'étanchéité thermoplastiques sont posées sur une couche collante, ou couche d'accrochage, praticable, de bitume souffié, par exemple, de manière telle qu'immédiatement avant la pose des bandes, la couche collante est réactivée sous l'action d'une flamme par exemple, ce qui permet l'adhérence des bandes thermoplastiques. Cette façon de procéder empêche en particulier un échauffement direct et par conséquent excessif de celles-ci. Il est aussi possible, en dessous de la couche collante se prêtant à la circulation, en vue d'éliminer une pression de vapeur d'eau éventuelle, due à un reste d'humidité ou à l'eau de gâchage, d'incorporer dans le béton une nappe bitumineuse de fibres de verre perforée. Dans une autre forme de l'invention, on prévoit la pose des bandes d'étanchéité avec les nervures orientées transversalement à la direction de la circulation. Ceci permet une transmission des efforts dynamiques dus à un trafic fluide, par l'intermédiaire des nervures prévues sur les deux faces, qui reste efficace même en cas d'adhérence insuffisante du bitume à la matière plastique, surtout aux basses températures. I1 faut encore ajouter ici que l'adhérence réduite des matières thermoplastiques se révèle un avantage en présence de fissures spontanées pouvant apparaître en cas de tensions se manifestant dans la construction et résultant, par exemple, d'un affaissement des appuis, de vibrations, du retrait par temps froids, etc.Ici est satisfaite la condition technique exigeant que la résistance propre des bandes d'étanchéité soit supérieure à celle du collage. Suivant un développement essentiel de l'invention, on a prévu comme protection contre une sollicitation thermique excessive des bandes d'étanchéité thermoplastiques et contre des dommages mécaniques, l'application sur les bandes, avant la pose et le soudage de celles-ci, d'une couche de protection formée d'une masse bitumineuse collante.Comme dans le cas des revetements bitumineux routiers, on admet une température à la chaudière pouvant atteindre Jusqu'à 2400C, ce qui correspond à une température de pose de 230oc, une protection des bandes d'étanchéité thermoplastiques contre les hautes températures est indispensable, en particulier quand il s'agit d'asphalte coulé; cette protection est assurée simplement par la couche de protection de l'invention, Comme couche de protection, on colle, par exemple, une nappe de fibres de verre sablée Cdésignation commerciale VII, par exemple), recouverte de bitume 85/25 mélangé à une charge et servant de masse collante sur les bandes d'étanchéité déjà posées et dont les joints ont été soudés pour obtenir une surface homogène.Cette couche de protection écarte ainsi le risque d'une détérioration mécanique des bandes pendant l'application de la couche bitumineuse supérieure dans les conditions très dures du travail sur chantier, par exemple. On évite de même la fixation des pous sières en suspension, 1 'encrassement dQ à la circulation des véhicules ainsi que les retards dans la construction en raison d'un séchage rendu difficile par l'absence d'une couche de protection, après la pluie ou un nettoyage. On doit en outre tenir compte sur le chantier des surchauffes de l'asphalte coulé audelà de la température de 2400C admissible à la chaudière et pouvant atteindre 2800C ou davantage, par exemple. La couche de protection appliquée selon l'invention constitue ici un écran thermique efficace. Compte tenu des conditions régnant sur les chantiers, des influences physiques et chimiques agissant sur la construction ainsi que des exigences techniques relatives à la construction et au trafic, le procédé de l'invention permet d'écarter tous les facteurs dommageables de la subetructure et d'assurer au béton armé une durée de vie aussi longue que possible, grâce à un étanchement parfait. Selon un développement de l'invention, dans le cas de surfaces de roulage fortement inclinées, ayant par exemple une pente supérieure à 4 %, comme dans le cas des rampes d'accès des ponts, il est prévu sur la couche de protection une autre couche isolante formée, par exemple, d'une nappe de verre brute adhérant par points. Cette nappe empêche l'écoulement d'une masse asphaltique.éventuellement surchauffée, notamment sur les rampes, en cas dapplication immédiate de l'asphalte coulé. Un exemple d'exécution d'un étanchement de pont selon le procédé de l'invention est expliqué ci-après en se reportant au dessin annexé. Sur le béton armé 1, qui peut être muni d'une couche d'égalisation 2 en microbéton, on applique la couche de fond 3 de bitume froid, à raison de 300 grammes par m2, par exemple. Au cas où on le désire, on colle, par points, sur cette couche de fond la nappe 4 de fibres de verre bitumineuses perforée. La masse collante 5, mélangée à une charge, constituée par exemple d'une écume de bitume soufflé, est ensuite étalée. Sur cette couche collante praticable, on colle les bandes d'étanchéité thermoplastiques 6 nervurées des deux côtés, en PVC souple, en réactivant pendant une courte durée la surface de la masse collante par exposition à l'action d'une flamme. Les bandes d'étanchéité nervurées sur les deux faces ont, par exemple une épaisseur comprise entre 1,5 et 2 mm, qui est portée entre 2,1 et 2,6 mm dans la région opposée de deux nervures. Après la pose des bandes thermoplastiques 6, dont les bords se recouvrent, ceux-ci sont soudés de manière homogène; dans le cas du PVC souple, ces bords sont soudés au solvant. Dans le cas de bandes nervurées, les nervures sont disposées transversalement à la direction de la circulation sur la chaussée. Les bandes d'étanchéité thermoplastiques sont ensuite immédiatement recouvertes d'une couche de protection 8, contre les dommages mécaniques, servant en même temps d'écran thermique.Cette couche de protection 8 est, par exemple, une nappe le fibres de verre sablée sur les deux faces et imbibée de bitume (désignation commerciale en République Fédérale d'Allemagne : V11, V13). Pour assurer l'assemblage par adhérence de la couche-de protection 8 et de la bande d'étanchéité thermoplastique 6, on applique à nouveau sur cette dernière une masse collante 7, mélangée à une charge par exemple, qui peut être de la même constitution que la masse collante 5. La nappe de fibres de verre peut être complètement collée, soit sous l'action d'une flamme, soit en ltétendant à la brosse; enfin, on peut appliquer maintenant l'asphalte coulé, par exemple en deux couches, sur l'étanchement, exécuté avec couche de protection, du revêtement routier. Dans le cas d'une rampe à forte inclinaison, il est toutefois possible de poser sur la couche de protection 8 une autre couche isolante, non représentée, en fibres de verre brutes par exemple, adhérant par points à la couche de protection 8. La chaleur de l'asphalte coulé 9, 10 réactive encore les couches inférieures et colle toutes les couches ensemble, ce qui permet d'obtenir une répartition homogène du bitume. On évite ainsi la formation de soufflures et l'uniformité de la transmission des efforts dynamiques sous l'action de la gravité est garantie mécaniquement en tous les points. REVENDI CÂTIONS 1.- Procédé d'étanchement des ouvrages d'art, en particulier des ponts, avec feuille mince imperméable interposée entre la construction en béton armé et des revêtements bitumineux, caractérisé en ce que des bandes d'étanchéité en matière thermoplastique, en PVC souple par exemple, avec des protubérances et/ou des renfoncements sur les deux faces, des nervures par exemple, sont posées par adhérence sur une couche collante, praticable, appliquée sur la construction en béton armé et réactivée pendant une courte durée sous l'action d'une flamme par exemple. 2.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les bandes d'étanchéité sont posées avec les nervures placées transversalement à la direction de la circulation. 3.- Procédé suivant 2a revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les bandes d'étanchéité se recouvrent de manière ho mogène dans leurs régions marginales et sont soudées entre elles de manière étanche à l'eau, par exemple au moyen d'un solvant. 4.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'immédiatement après la pose des bandes d'étanchéité et la soudure de celles-ci aux recouvrements, on applique une couche de protection, une nappe de fibres de verre sablée sur les deux faces, par exemple, au moyen d'une masse collante bitumineuse. 5.- Procédé suivant la revendication 4, pour surfaces de roulage fortement inclinées, présentant par exemple une pente supérieure à 4 %, dans le cas des rampes d'accès des ponts par exemple, caractérisé en ce qu'une couche isolante, formée par exemple d'une nappe de verre brute, est collée par points sur la couche de protection. 6.- Procédé suivant la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que les couches de revêtement bitumineuses d'asphalte coulé sont appliquées sur la couche de protection ou sur la couche isolante, même en cas de températures de mise en oeuvre excessives.