Brevet FR2396220A1 — publié le 19790126

La présente invention concerne des joints de dilatation enfouis pour des chaussées ou voies routières au sommet de ponts ou viaducs, par exemple. Dans la construction de telles chaussées ou voies routières, un tablier ou plancher est posé de façon discontinue' avec des ouvertures traversant la chaussée, pour permettre un mouvement entre des parties adjacentes du pont. Ces mouvements peuvent provoquer des déplacements considérables longitudinalement par rapport à la chaussée ou voie routière, du fait de % la dilatation et de la contraction du pont, et peuvent également provoquer une flexion ou une courbure à l'endroit du joint. Leurs effet sur les couches supérieures de la chaussée doivent tre réduits autant que possible pour préserver ces couches supérieures continues contre un mouvement inutile et leur détérioration subséquente, et cela, ainsi que le comblement des espaces formés par des discontinuités dans le tablier,, est la fonction d'un joint de dilatation. Le joint de dilatation est posé au sommet du tablier ou plancher, pour combler l'ouverture entre des parties adjacentes du tablier ou plancher. En plus d'absorber les forces entre les parties du plancher dues à la dilatation de ces parties, sans tre endommagé par ces forces ou les transmettre de façon nocive soit à la surface de la chaussée ou à la partie de support du tablier, les joints de dilatation enfouis doivent former un joint approprié contre l'eau de surface et les débris pénétrant-dans les ouvertures entre les parties du tablier ou du plancher du pont. De façon idéale, les joints de dilatation enfouis pour pont doivent : (a) permettre une conduite régulière et sûre des véhicules au-dessus du joint ;' (b) pouvoir absorber les forces d'impact sans les transmettre aux parties du tablier ou du plancher du pont et'a la surface de la chaussée, (c) pouvoir supporter les charges'très lourdes du trafic sur le joint sans déformation verticale'inacceptable de la surface de la chaussée, et offrir ainsi une surface d'usure durable et sans fracture à la route au-dessus du joint de dilatation, (d) pouvoir subir à de faibles valeurs de contraintes, tous les mouvements horizontaux et obliques qui seront subis par les parties du tablier du pont pour lesquelles le joint de dilatation est étudié, (e) pouvoir permettre des rotations des parties du tablier sans une déformation importante de la surface de la route, (f) tre faciles à installer et pouvoir permettre un certain degré de défaut d'alignement entre les parties adjacentes du tablier, (g) pouvoir offrir un joint durable et efficace sur toute la jonction du pont, pour empcher ainsi la pénétration de l'eau de surface et des débris à travers le joint, et éliminer en conséquence la nécessité de systèmessupplémen- taireade drainage sous le joint de dilatation. Ces dernières années, de nombreuses formes de joints de dilatation enfouis ont été appliquées pour permettre les mouvements qui se produisent dans des structures de travaux publics, et dans la pratique aucune ne stest révélée satisfaisant soit du point de vue durabilité ou du point de vue e facilité de pose ou les deux. Un joint de dilatation enfoui se composant d'une plaque métallique posée sur ltintervalle s'est révélé particulièrment peu satisfaisant parc outil nécessitait une grande précision lors de la pose (autrement il accrochait), et parcekutil était incapable de subir les forces de torsion se produisant entre des parties adjacentes du tablier pendant le passage du véhicule. Un joint de dilatation enfoui en un élastomère très lajde se composant d'une partie principale et allongée généralement de section transversale-rectangulaire, et consistant en une partie de liaison centrale faisant corps avec une paire d'ailes latérales divisées par rapport à la partie de liaison par des cavités s'étendant longitudinalement permettant une dilatation ou une contraction latérale de la partie de liaison pour permettre un déplacement relatif des sections de la voie routière, est révélé dans la demande de brevet germanique P 25 20 521.4. Ce joint de dilatation comprend une bavette également en caoutchouc qui s'étend au-dessus de la surface supérieure de la partie principale allongée, sur ses côtés et le long des surfaces du tablier près de là partie principale où elle est attachée par des couches d'encastrement adhésif, La bavette permet les mouvements de tension et forme également un revtement étanche à l'eau au-dessus de lintervale dtextension. Une couche dune feuille plaquée dtaluminium est posée au-dessus du joint de dilatation et elle s'étend sur une certaine distance de chaque côté, pour couvrir toute extension sur une longueur considérable la-surface. Les joints enfouis sont assemblés tandis qu'ils sont posés, et la construction, comme cela est révélé dans la demande P 25 20 521. 4 comportant la mise en place séparée et la fixation de la bavette et de la partie principale,. prend un temps considérable et est par conséquent coûteuse. La fabrication séparée de deux éléments distincts augmente également le prix. Un objet de la présente invention est de procurer un joint de dilatation enfoui simple à fabriquer, fiable et ayant des propriétés pouvant tre prédites, et très sûr du point de vue mise en place correcte. Un autre objet de l'invention est de procurer un joint de dilatation enfoui ayant une construction unitaire, formé en une seule extrusion d'un élastomère. Un autre objet de l'invention est de procurer un joint de dilatation enfoui où la mise en place de ltélément de jonction et de son joint protecteur est possible en une seule opération. Dans l'invention, un élément formant joint de dilatation enfoui en un élastomère très raide, ayant vers chaque bord une région d'une compressibilité latérale accrue, a sur chacun de ses bords,. un rebord venant de matière formé de 1'élastomère, des rebords respectifs étant collés à des parties respectives du tablier du pont, dont ltintervalle doit tre comblé par l'élément en élastomère. Les rebords doivent se trouver sensiblement dans le mame plan que la base de l'élément, et peuvent s'étendre directement à partir du coin inférieur du bord dé l'élément ou de préférence, ils peuvent-avoir une partie de connexion qui, s'étendant sensiblement perpendiculairement à ce plan, relie le rebord au coin supérieur du bord de l'élément. Pour un meilleur blocage sur les strates de la route où ils doivent tre enfouis, les rebords ont au moins une protubérance sur leur surface supérieure. La région ayant la compressibilité latérale accrue (qui, quand l'élément est posé en direction latérale dtune voie routière permet les déplacements longitudinaux des parties du tablier), est formée par des cavités et/ou gorges dans l'élément. n est facile de les former par un processus d'extrusion. Les cavités et/ou gorges formés dans la partie principale sont dimensionnés de façon que le volume total de ltélastomère retiré par les cavités/ou gorges soit égal ou dépasse de préférence le volume de l'élastomère qui serait retiré si les bords étaient déplacés ltun vers l'autre par le mouvement horizontal maximum se produisant quand les sections adjacentes de la voie routière se sont dilatées l'une vers l'autre à la température maximum à laquelle la voie routière peut tre soumise dans la pratique. L'élastomère très raide dont le joint est fait a de préférence une dureté Shore A de 60 à 85o. L'élastomère peut par exemple tre un caoutchouc naturel ou synthétique, du nylon, du chlorure de polyvinyle mauncopoLymère réticulé, par exemple de l'acrylonitrile-butadiène-styrène. Un exemple du matériau est un caoutchouc de chloroprène possédant une dureté de 8 à 85 Shore A. Le int peut tre formé en modules par moulage, il peut de préférence tre formé par un processus d'extrusion suivi d'une vulcanisation, à une longueur pouvant atteindre 20 mètres ou plus, et cette méthode éliminera la nécessité de joints multiples sur la largeur de la voie routière. L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparat- tront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre, faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant plusieurs modes de réalisation de ltinvention et dans lesquels : -la figure 1 est une vue en coupe transversale d'un joint fait en un élastomère très raide ; -la figure 2 est une vue en coupe transversale d'un joint de dilatation enfoui selon la présente invention, avec une section partielle de parties adjacentes du tablier du pont et autres composants et matériaux de la surface de la route. Cette figure illustre la condition installée du joint quand ltouverture entre les parties du tablier est à une dilatation correspondant à une température moyenne de fonctionnement ; -la figure 3 est une vue en coupe transversale d'un joint de dilatation enfoui pour pont selon la figure 2, mais illustrant la fermeture des cavités etJauedemmts ou gorges quand les parties du tablier du pont se-déplacent horizonta- lement l'une vers 1autre d'une dilatation à température moyenne à une dilatation à température maximum ; -la figure 4 est une vue en coupe transversale d'un joint de dilatation enfoui pour pont selon la revendication 2, mais illustrant les cavités et/ou évidements ou gorges retournant à leur forme dtorigine puis, les parties verticales des rebords sont mises sous tension vers l'extérieur quand les parties du tablier du pont s'e'laent ltune de l'autre du fait de la contraction quand la température tombe en-dessous de la température moyenne ; -la figure 5 montre une vue en coupe transversale dtun autre joint selon l'invention ; --la figure 6 montre une vue en coupe transversale d'un autre joint selon l'invention sur place ; -les figures 7 et 8 montrent en vue en coupe transversale d'autres joints selon l'invention. La figures 1 est une vue en coupe transversale d'un joint t qui est actuellement le mode de réalisation préféré de l'inven- tion. Ce joint est fait en Neoprène ayant une dureté de 806a 85 Shore A. Il comprend une partie principale ayant généralement une section transversale rectangulaire formée d'une pièce de liaison 22 et de (eux bords 1 et 2 séparés de la pièce de liaison par une région ayant une compressibilité accrue définie par une cavité 3 et des évidements ou gorges 5-adjacents et longitudinalement. parallèles à chaque bord I ! et 2. La pièce de liaison a une protubérence allongée 6 qui fait saillie verticalement vers le bas à partir de sa surface inférieure et qui est placée symétriquement entre les bords et parallèle avec eux. Le joint comprend également une paire de rebords latéraux minces 7 dont chacun est joint aux bords par une connexion 8 adjacente à la surface supérieure du bord. Les parties de connexion sont parallèles aux bords et il y a un espace étroit 9, avec une extrémité élargie 9'entre chaque bord et la partie de connexion associée. Chaque rebord 7 s'étend latéralement au bord associé, et coplanaire avec saeurface inférieure. Chaque rebord est pourvu sur sa surface supérieure, de protubérance de blocage 11 ayant des découpes 4, et les protubérances sur toute la longueur du joint et sont parallèles aux gorges 5. Les espaces 9 permettent un certain mouvement latéral relatif entre chaque rebord et le bord associé, mais leur but principal est de permettre aux rebords d'tre roulés sans difficulté pendant l'installation. Le joint est de préférence une extrusion en une seule pièce, ayant une section transversale constante. La figure 2 est une vue en coupe transversale d'un joint de dilatation enfoui pour un pont selon la présente invention, et elle comporte une vue en coupe transversale partielle des matériaux et des couches de surface de la route pour illustrer la façon dont l'installation complète peut tre effectuée pour obtenir une jonction durable et efficace entre des parties du tablier de la voie routière. Sur cette figure, la section transversale illustre la forme du joint tel qu'il est fabriqué, quand il est installé sur les parties 12 et 13 du tablier du pont quandltouverture entre des parties du tablier est à une dilatation correspondant à une température moyenne. L'installation, dans un pont, d'un joint de dilatation selon l'invention peut tre effectuée de la façon qui suit et qui est représentée sur la figure 2 : Des bandes 14 et 15 sont collées sur les parties 12 et 13 du tablier du pont. Les bandes d'isolement 14 et 15 peuvent tre formées en une feuille d'aluminium enduite d'adhésif, la surface de la feuille étant tournée vers le haut. Le joint illustré sur la figure 1 est posé, de préférence à une longueur telle qu'il n'y ait pas de jonction sur la largeur de la voie routière, sur les bandes isolantes 14 et 15 et est placé de façon qutil couvre symétriquement l'ouverture entre les parties 12 et 13 du tablier du pont. Une bande de charge. pouvant staffaisser, formée pour s'adapter dans s ltouverture entre les parties du tablier et munie dgune gorge pour recevoir la protubérance, peut tre utilisée pour localiser le joint avec précision. Les rebords de chaque côté sont soulevés ou repliés pour tre éloignés des surfaces des parties du tablier, et une couche adhésive 16 d'étanchéité à l'eau et appliquée aux zones appropriées des surfaces des parties du tablier. Les rebords sont alors abaissés et les surfaces inférieures de la partie horizontale 10 des rebords 7 sont collées solidement aux surfaces de la partie du tablier avec l'adhésif16 d'étanchéité à l'eau. On peut voir que la position des rebords est déterminée uniquement et positivement par la position de la partie de liaison de l'élément en élastomère. Alors une couche de mastic d'asphalte 17 est appliquéesur les parties 12 et 13 et au-dessus des rebords 7 jusqu'au niveau des surfaces supérieures de la pièce de liaison 22. Une largeur de matériau isolant 18 est placée symétriquement par rapport au joint de dilatation, et elle colle à la surface supérieure du joint et à la surface de la couche 17. Le matériau isolant 18 peut tre une feuille d'aluminium enduite d'adhésif. Les couches de matériau isolant pameitenbà la pièce de liaison de se déplacer librement par rapport aux'couches de surface de la route et aux parties du tablier du pont en réponse à une dilatation et une contraction de ces dernières parties. La couche ou assise de base en bitume 19 est appliquée sur le matériau isolant 18 et la couche 17 en mastic d'asphalt sur une épaisseur de 25mm, des feuilles de métal expansées à mailles 20 sont enfouies près de la. surface supérieure de la couche de base 19, et on applique le. métal expansé 20 tandis que le matériau bitumineux et encore chaud. Enfin, quand la couche de base 19 est totalement refroidie, la couche bitumineuse d'usure 21 est appliquée sur le tout sur une épaisseur de 35mm ou une épaisseur se conformant au niveau de la surface de la route. Le joint illustré sur la figure 5 est semblable à celui de la figure 1 à l'exception qutil nty a pas de cavité et que les gorges 5 sont considérablement plus profondes pour permettre tousles mouvements de dilatation et de contraction auxquels on peut stattendre. De plus, il nty a pas de protubérance sur les surfaces supérieures des rebords, pour permettre au joint d'tre installé comme illustré sur la figure 6. Sur la figure 6 un joint de dilatation semblable à celui de la figure 1 est illustré installé sur une voie routière, mais comme le joint de la figure 5 ; 1 Xcomporte pasde protubérance sur les rebords. Cela lui permet d'tre installé comme cela est illustré, avec une couche classique d'étanchéité à l'eau 23 (par exemple du bitume caoutchouté ouune membrane solide en bitu-thène) et une membrane classique préformée d'étanchéité à l'eau 24 (par exemple des dalles en bitume caoutchouté moulées ou coulées, ou de ltasphalt et une couche de sable) remplaçant la couche de mastic dtasphalt 17. Dans ce type dtinstallation, les protubérances sur les rebords sont inutiles et feraient saillie au-delà de la couche 23 d'étanchéité à lteau. Les figures 7 et 8 montrent d'autres joinis selon l'inven- tion qui diffèrent de ceux déjà illustrés parceque les rebords respectifs 7'7't sont joints directement à la partie inférieure du bord respectif. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits, ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. R E V E N D I C A T I O N S REVENDICATIONS 1. Joint de dilatation du type se composant totalement d'un élastomére, et prévu pour connecter des parties adjacentes du tablier d'une voie routière quand il est enfoui en-dessous de sa surface réservée au trafic, caractérisé en ce qutil l comprend me partie principale allongée en direction longitudi- nale et pouvant tre posée de façon que sa direction longitudinale soit à travers ladite voie routière, avec sur chaque bord latéral d'une partie centrale de ladite partie principale qui peut couvrir un espace entre des parties adjacentes dudit tablier, une région s'étendant longitudinalement ayant une compressibilité latérale supérieure à celle de ladite partie centrale de l'élément, et comprenant un rebord sur chaque bord latéral dudit élément, la partie principale et lesdits rebords faisant corps-les uns avec les autres, lesdits rebords étant prévus pour une fixation de façon étanche à l'eau aux parties adjacentes du tablier sur les côtés latéraux de ladite partie principale. 2. Joint selon la revendication 1 caractérisé en ce que e les rebords précités ont des surfaces inférieures respectives pouvant se trouver sensiblement dans le mme plan qu'une surface inférieure de la partie principale précitée, chaque rebord ayant une partie de connexion s'étendant d'un coin supérieur du bord de ladite partie principale jusqu'à un rebord ayant ladite surface inférieure, ainsi lesdits rebords peuvent t tre repliés sur ladite p-artie principale. 3. Joint selon la revendication 2 caractérisé en ce que la partie de connexion pEéciëeesb séparée du bord de la partie principale précitée par une fente s'étendant jusqutà une partie élargie proche du coin supérieur précité. 4. Joint selon la revendication 1-caractérisé en ce qutil est formé d'une extrusion ayant une section transversale constante. 5. Joint selon la revendication I. caractérisé en ce qu'il a une dureté Shore A de 60 à 85o. 6. Joint enfoui dans une voie routière et reliant un intervalle entre des parties adjacentes du tablier d'une structure de travaux publics, ladite voie routière se composant d'un certain nombre de strates et ledit joint de dilatation étant enfoui dans au moins l'une desdites strates, au moins l tune desdites strates étant continue sur ledit joint de dilatation, caractérisé en ce qu'il comprend un élément allongé de jonction en élastomère disposé à travers ladite voie routière, ledit élément de jonction se composant d'un élastomère ayant un corps et des rebords, ledit corps ayant une surface inférieure supportée à des côtés respectifs d'un plan médian sur des parties respectives dudit tablier, ainsi une partie centrale dudit corps couvre l'intervalle entre lesdites parties du tablier, une couche d'isolement entre ladite surface inférieure et lesdites parties du tablier, des rebords fixés de façon étanche à l'eau auxdites parties respectives du tablier sur chaque côté latéral dudit corps, pour former ainsi avec ledit corps un revtement étanche à lleau au-dessus dudit intervalle, ledit corps et lesdits rebords. étant formés en une seule pièce en élastomère, les bords dudit corps étant séparés de sa partie centrale par des régions ayant une plus grande compressibilité latérale que celle desdits bords et de ladite partie centrale. 7. Joint selon la revendication 6 caractérisé en ce qutil comprend sur les surfaces supérieures de chaque rebord précité, au moins une protubérance de blocage engageant le matériau de l'une des strates de la voie routière. 8. Joint selon la revendication 6 caractérisé en ce que le corps précité et les rebords précités snnt formés en une extrusion en une pièce ayant une dureté Shore A de 60 à 85 . 9. Joint selon la revendication 8 caractérisé en ce que la longueur de 1'extrusion précitée est au moins aussi importante que la largeur de la voie routière précitée. 10. Joint selon la revendication 6 caractérisé en ce que le joint précité est recouvert d'une couche d'isolement entre sa surface supérieure et une strate supérieure suivante de la voie routière précitée, 1 extension latérale de ladite couche étant supérieure à celle du corps précité.