Brevet FR2510157A1 — publié le 19830128

"Joint de dilatation pour intersectionsde la chaussée et de la bordure de tabliers". La présente invention concerne un joint de dilatation destiné à fermer l'espace compris entre des tronçons adjacents de tabliers d'une structure surélevée Plus précisément, l'invention concerne un ensemble d'étanchéité ou joint de dilatation qui comporte une membrane flexible et qui est particulièrement destiné à assurer l'étanchéité dans un espace de dilatation à l'endroit o la partie verticale de bordure et la partie horizontale de chaussée du tablier se recoupent. Une construction courante d'ensemble d'étanchéité à joint de dilatation comporte une membrane flexible allongée disposée dans l'espace compris entre deux tronçons de tablier et fixée à ses bords longitudinaux à des patins allongés relativement rigides qui prennent appui sur les tronçons de tablier et sont disposés de part et d'autre de l'espace libre. La membrane flexible peut avoir une structure cellulaire comme décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N O 4 063 840, o la membrane peut être d'un type monocouche repliée afin qu'elle forme une ou plusieurs ondulations longitudinales comme décrit dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique n O 3 713 368, 3 827 817 et 3 992 12 i En outre, la membrane flexible peut être moulée sous forme solidaire des deux patins allongés relativement rigides qui prennent appui sur les tronçons de tablier, comme représenté dans tous les brevets précités, o elle peut être un élément séparé qui a des nervures longitudinales remontant vers le haut le long de ses bords et maintenu dans des gorges longitudinales dirigées vers le bas, formées dans les deux pattes allongées et relati- vement rigides Un exemple de cette dernière construction est représenté sur la figure 2 des dessins annexés. Parfois, un joint à membrane souple du type décrit précédemment doit être placé dans un espace de dilatation de chaussée dans la région de l'intersection d'une bordure verticale et d'une chaussée horizontale Cette dispositionr pose un problème difficile d'étanchéité, surtout lorsque l'espace séparant les tronçons de tablier est incliné par rapport à la bordure au lieu de lui être perpendiculaire. En présence d'une telle inclinaison, la membriane flexible doit non seulement fléchir suivant un axe allant d'un côté de la membrane à l'autre, mais elle doit simultanément tourner d'un angle égal à l'inclinaison de l'espace de dilatation En outre, la membrane doit être réalisée afin que ses bords restent en coopération étanche entre les tronçons de tablier et les patins allongés, lorsque l'espace libre se rétrécit et s'élargit du fait de la dilatation et de la contraction des tronçons de tablier. Les brevets des Etats-Unis d'Amérique n O 3 184 530 et 3 880 541, représentent deux constructions connues d'ensemble d'étanchéité à membrane flexible destiné à se replier autour des intersections de bordure et de chaussée, à des endroits o l'espace de dilatation est incliné par rapport à la bordure Comme décrit dans ces deux brevets, la membrane est sous forme d'une feuille flexible fixée à deux patins allongés qui dépassent vers le haut de la bordure, de part et d'autre de l'espace libre La feuille a un volet placé longitudinalement entre les extrémités des patins et sortant sur la partie de chaussée du loint de dilatation. Le volet représenté dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique précité N O 3 814 530 est découpé afin qu'il ait l'inclinaison convenable correspondant à l'inclinaison de l'espace de dilatation par rapport à la bordure alors que le volet décrit dans le brevet précité des Etats-Unis d'Amérique N O 3 880 541 a des parties déformées qui permettent la rotation du volet avec diverses inclinaisons Dans les deux cas, des patins allongés sont placés sur les bords latéraux du volet, et les patins sont boulonnés sur les parties de chaussée des tronçons de tablier afin que le volet soit fixé entre les - tronçons de tablier et les patins Dans la construction décrite dans le brevet précité des Etats-Unis d'Amérique, N O 3 880 5-41, les parties déformées du volet sont repliées afin qu'elles soient aussi à plat que possible sur les autres parties du volet-, a-v-ant la fixation des patins allongés sur 10157 le volet. tir pr 3 o 1 eic posé par Jes Ceux typàs cc raz a volet décrits dans les brevets précités est que les bords latéraux du volet ne sont pas ancrés de façon très sure sur les patins, sur les parties de chaussée des tronçons de tablier Lorsque l'espace de dilatation se rétrécit et s'élargit et lorsque le trafic passe sur la membrane, le volet peut être arraché de l'espace compris entre les patins allongés et les tronçons de tablier ou peut au moins être déplacé par rapport aux patins En outre, l'on peut passer entre le volet et les-patins, surtout lorsque les parties déformées et repliées sont utilisées pour la formation de bosses qui rendent impossible la disposition régulière des patins sur les bords des volets De plus, les volets ne peuvent pas être facilement adaptés à une fixation sur des espaces ayant des inclinaisons très diverses Le volet a à membrane décrit dans le brevet précité des Etats-Unis d'Amérique N O 3 814 530 doit être découpé en usine afin qu'il corresponde à une seule inclinaison, alors que les parties déformées du volet à membrane du brevet précité des Etats- Unis d'Amérique N O 3 880 541 doivent avoir une dimension limitée lorsqu'une trop grande quantité de matière ne doit pas rester repliée après l'installatin au-dessus d'espaces ayant des Inclinaisons relativement faibles Les parties déformées doivent ainsi avoir une dimension de plus en plus grande dans le cas de volets de membranes destinés à des inclinaisons de plus en plus en plus grandes. L'invention concerne un ensemble d'étanchéité formant joint de dilatation du type à membrane flexible, destiné à fermer un espace incliné disposé entre des tronçons adja- cents de tablier à l'intersection de la partie de bordure et de la partie de chaussée des tronçons de tablier, la membrane étant plus fermement fixée, et avec une meilleure étanchéité, aux patins allongés maintenant les bords laté- raux de la membrane que dans les constructions connues de tels ensembles d'étanchéité. L'invention concerne aussi un ensemble d'étanchéité formant joint de dilatation du type décrit précédemment qui 2 eut être Dlaceé adessr s I'c ars faisant des incilinaisons très diverses avec la partie de bordure des tronçons de tablier. Plus précisément, l'invention concerne une construc- tion qui met en oeuvre une première paire de patins élastomères allongés, destinée à être placée sur les parties de chaussée des tronçons de tablier, le long des bords opposés d'un espace de dilatation, une seconde paire de patins élastomères allongés destinée à être placée sur les parties de bordure des tronçons de tablier de part et d'autre de l'espace, et une membrane flexible allongée destinée à être disposée au-dessus dudit espace entre les deux parties de bordure et les deux parties de chaussée des tronçons de tablier La membrane flexible a des parties de bords latéraux disposés longltudina- lement et destinés à être fixés entre des paires de patins et des parties des tronçons de tablier Des boulons ou d'autres dispositifs de fixation sont destinés à fixer les patins allongés aux tronçons de tablier, les parties des bords de la membrane étant maintenues entre les patins et les tronçons de tablier L'ensemble d'étanchéité ou joint de dilatation selon l'invention se caractérise en ce que les parties des bords latéraux de la membrane flexible ont chacun des ondula- tions moulées d'axes disposés latéralement, chaque ondulation ayant une première partie arrondie tournée vers le haut et ayant une nervure de verrouillage dépassant vers le haut de cette première partie arrondie Chacune des nervures de verrouillage est placée longitudinalement par rapport-à la membrane et est séparée des nervures adjacentes de verrouillage par des secondes parties arrondies d'ondulations qui sont tournées vers le bas En outre, chaque patin élastomère allongé a des fentes tournées vers le bas et disposées longi- tudinalement, par rapport aux patins si bien que les nervures de blocage de la membrane se logent dans les fentes des patins qui maintiennent les bords ondulés de la membrane en place, entre les patins et les tronçons de tablier. Dans un mode de réalisation avantageux, l'invention est caractérisée par la présence d'un remplissage spongieux à cellules fermées fixées aux faces inférieures des ondula- tions dans les parties des bords latéraux de la membrane flexible La face inférieure de ce remplissage spongieux est destinée à être en contact étanche avec des parties des tronçons de tablier. En outre, deux ondulations moulées ont des axes longitudinaux formés dans la partie centrale de la membrane et destinés à être placés au-dessus de l'espace de dilatation entre les parties de chaussée des tronçons de tablier Ces ondulations moulées ayant des axes longitudinaux divergent l'une de l'autre vers la région de la membrane qui est desti- née à être placée au-dessus de l'espace-de dilatation à l'endroit o les parties de bordure et de chaussée des tronçons de tablier se recoupent Dans cette région de la membrane, une ondulation moulée supplémentaire au moins ayant un axe longitudinal est placée à distance entre les premières ondulations moulées ayant des axes longitudinaux. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels: La figure 1 est une perspective avec des parties arrachées de tronçons adjacents de tablier ayant des parties séquentes de bordure et de chaussée, cette figure représentant l'espace de dilatation entre les tronçons de tablier, fermé par un joint de dilatation selon l'invention, une partie médiane de l'ensemble étant arrachée afin que sa construction apparaisse clairement, La figure 2 est une coupe du joint de dilatation de la figure 1 suivant la ligne II-II; La figure 3 est une autre coupe du joint de dila- tation de la figure 1, suivant la ligne III-III; La figure 4 est une vue en plan de la membrane flexible qui fait partie du joint de dilatation de la figure 1; La figure 5 est une élévation latérale de la membrane flexible de la figure 4; et La figure 6 est une coupe de la membrane flexible 10157 des figures 4 et 5, suivant la ligne VI-VI de la figure 4. La perspective de la figure 1 représente un joint de dilatation 2 installé sur des tronçons 4 de tablier de route ayant des parties 6 de bordure verticale et des parties 8 de chaussée horizontale Dans les parties de bordure 6 et de chaussée 8, des cavités 10 sont placées près d'un espace 12 de dilatation disposé entre les tronçons 4 de tablier. -La partie du joint 2 de dilatation qui est la plus éloignée des parties 6 de bordure, a une section très identique à celle des joints de dilatation connus à membrade flexible Cette partie du joint 2 est destinée à coopérer avec l'extrémité d'un joint de dilatation de section analo- gue placé au-dessus de l'espace 12 et entre des parties 6 de chaussée vers une autre zone de bordure, de l'autre côté de la route La section 13 du joint 2 de dilatation est représentée en détail sur la figure 2 et comprend une mince membr-ae flexible 14-, avantageusement formée de néoprène. La membrane 14 a deux ondulations 16 tournées vers le haut ayant des axes longitudinaux, dans sa partie centrale, et deux nervures longitudinales 18 de blocage dans les parties des bords latéraux Les nervures 18 de blocage coopèrent avec des fentes 20 tournées vers le bas, formées dans des patins d'élastomère allongés 22 qui sont fixés dans les- cavités 10 des tronçons 4 de tablier par des boulons 24 d'ancrage Les patins élastomère allongés 22 sont relative- ment rigides par rapport à la membrane flexible ou souple 14 et sont rendus encore plus rigides car ils sont recouverts de plaques profilées 26 de couverture Les têtes 25 des boulons 24 sont fixées sur les plaques 26 de couverture dans des cavités longitudinales 27 de ces plaques, et les boulons 24 passent dans des trous 28 des plaques 26 et des patins 22 et pénètrent dans les tronçons 4 de tablier formés de béton Les boulons 24 sont fixés dans des colliers filetés d'ancrage qui sont enrobés dans les tronçons 4 de tablier, mais qui ne sont pas représentés sur les dessins Lorsque les têtes 25 des boulons sont serrées contre les plaques 26, les nervures 18 de la membrane 14 sont comprimées entre e fr's 2 ô'Nfl Jf J 2 ' y rt -d x C'y 65 de tablier si bien que les deux côtés de la membrane flexible 14 sont fermement maintenus en place sur les tronçons 4 de tablier. Les patins allongés 22 et les plaques 26 de couver- ture ont la même section sur toute la longueur du joint 2 de dilatation à la fois sur les parties 8 de chaussée et les parties 6 de bordure des tronçons 4 de tablier Cependant, à proximité de l'intersection de la partie 6 de bordure et de la partie 8 de chaussée, la construction de la membrane flexible 14 change considérablement Les figures 4, 5 et 6 représentent la membrane flexible 14 avant son montage sur les autres parties du joint 2 de dilatation Comme l'indique la figure 4, les deux ondulations longidutinales 16 divergent l'une de l'autre dans une zone de transition T de la membrane 14 Les nervures 18 de blocage formées dans les parties des bords latéraux de la membrane 14 divergent aussi l'une de l'autre dans la zone de transition T lorsque la membrane est en position non assemblée, mais, lorsque la membrane 14 est montée sur les patins élastomères 22 comme indiqué sur les figures 1 à 3, elle est étirée, sibien que les nervures 18 de blocage ne divergent pas l'une de l'autre La position des nervures 18 lorsque la membrane 14 est montée sur les patins 22 et fixée par coopération de ces nervures avec les fentes 20 des patins 22, qui sont fermement boulonnés sur les tronçons 4 de tablier Dans la région de la membrane 14 qui est destinée à être repliée autour de l'intersection de la partie de bordure 6 et de la partie de chaussée 8, des ondulations longitudinales supplémentaires 30 sont disposées entre les ondulations 16 qui divergent Quatre ondulations sont ainsi formées dans l'espace 12, comme représenté par la coupe de la figure 3. Dans la région de la membrane 14 destinée à être repliée autour de l'intersection des parties de courbure et de chaussée des tronçons 4 de tablier, les parties des bords latéraux de la membrane ont aussi une série d'ondulations 32 ayant des axes disposés latéralement Une nervure 36 de blocage dépassant vers le haut est formée sur la partie arrondie 34 tournée vers le haut de chaque ondulation 32. Chaque nervure 36 de blocage est disposée longitudinalement par rapport à la membrane 14 et est séparée des nervures ajdacentes de blocage par les parties arrondies 38 tournées vers le bas, des ondulations 32 (figures 4 et 5) De préfé- rence, chaque ondulation 32 disposée latéralement a un joint de néoprène spongieux 40 (figure 5) à cellule fermée fixée à sa face inférieure La face inférieure du remplissage 40 de néoprène spongieux est destinée à être en contact étanche avec les tronçons 4 de tablier. Dans un mode de réalisation de l'invention, la partie du joint 2 de dilatation ayant la section 13 (figure 2) a une dimension de 44,5 mm, la zone T de transition a une dimension de 104,6 mm, et la partie disposée entre la zone de transition T autour de l'intersection de la courbure et de la chaussée et remontant sur la courbure a une dimension de 609,6 mm, et a -32 ondulations 32 dépassant latéralement sur chaque partie du bord. Lorsque le joint de dilatation 2 est installé dans l'espace 12 séparant les tronçons 4 de tablier, la membrane 16 est d'abord placée au-dessus-de l'espace libre, les nervures continues de blocage 18 et les nervures interrompues 36 de blocage étant disposées sur les faces horizontales des cavités 1 Odes tronçons 4 de tablier près de l'espace 12 La partie de la membrane 14 qui est opposée aux parties 6 de bordure des tronçons de tablier qui a la section classique représentée sur la figure 2, est habituellement thermosoudée en usine sur un autre tronçon de membrane destiné à être placé dans la région centrale de la route A l'intersection de la partie 8 de chaussée et de la partie 6 de bordure, la membrane flexible 14, ayant les quatre ondulations longitudinales 16 et les ondulations latérales 32, est repliée de manière qu'elle remonte le long de l'espace 12 entre les parties 6 de bordure. Etant donné l'inclinaison de l'espace 12 par 1 rapport aux parties 6 de bordure, non seulement la membrane 14 est repliée vers le haut mais encore les ondulations latérales 32 d'un côté sont comprimées alors que les ondulations latérales de l'autre côté 32 sont allongées afin que la différence de distance recouverte par les deux parties des bords de la membrane 14, à l'intersection de la partie 6 de bordure et de la partie 8 de chaussée, soit compensée. Lorsque la membrane flexible 14 est ainsi en place, les patins élastomères allongés 22, ayant les plaques 26 de couverture placées sur les faces supérieures, sont placés sur les parties des bords de la membrane 14 afin que les nervures longitudinales 18 et 32 se logent sans jeu dans les fentes 20 tournées vers le bas des patins 22 Ces derniers et les plaques 26 sont préalablement découpés en usine en direction inclinée aux extrémités afin qu'elles soient en butée à l'intersection-de la partie 8 de chaussée et de la partie 6 de bordure Les patins 22 recouvrent ainsi complète- ment les nervures 18 et 32 de la membrane 14 et maintiennent les parties des bords de la membrane serrées fermement sur toute leur longueur dans les parties des cavités 10 des Z O tronçons 4 de tablier. Lorsqu'elle est ainsi mise en place, la membrane 14 du joint de dilatation 2, ayant un nombre accru d'ondulations, peut s'étirer sur une plus grande distance à l'intersection des parties de bordure et de chaussée des tronçons 4 de tablier, une telle dilatation étant nécessaire à cet endroit étant donné l'augmentation de largeur de l'espace 12 d e à l'inclinaison de la partie 6 de bordure Les ondulations 32 disposées latéralement permettent aux parties latérales de la membrane de s'onduler ou de se comprimer d'un côté en s'allongeant de l'autre, si bien que l'inclinaison d e au pliage de la membrane à l'intersection des parties de courbure et de chaussée des tronçons de tablier est compensée. En outre, les nervures interrompues 36 de blocage coopérant avec les fentes 20 formées dans les patins 22, assurent un blocage mécanique ferme entre la membrane 14 et les patins 22, si bien que les bords latéraux de la membrane sont fermement maintenus en place dans les cavités 10 des tronçons 4 de tablier Enfin, le remplissage 40 de néoprène spongieux à cellules fermées placées sous chaque ondulation 32 augmente l'étanchéité à l'eau et aux autres débris, surtout à l'inter- section des parties de bordure et de chaussée de tronçons de tablier, c'est-à-dire à un endroit difficile à boucher. Il est bien entendu que l'invention n'a été décrite et représentée qu'à titre d'exemple préférentiel et qu'on pourra apporter toute équivalence technique dans ses éléments constitutifs sans pour autant sortir de son cadre - 25101 157 REVENDICATIONS Jo ^ de uiidud'j Ofl destiné à fermer un espace formé entre des tronçons adjacents de tablier ( 4) à l'inter- section de parties de bordure ( 6) et de chaussée ( 8) des tronçons de tablier, le joint de dilatation comprenant une première paire de patins élastomères allongés ( 22) destinée à être placée sur les parties de chaussée des tronçons de tablier le long des bords opposés de l'espace, une seconde paire de patins élastomères allongés ( 22) destinée à être placée sur les parties de bordure des tronçons de tablier de part et d'autre de l'espace, une membrane flexible allongée ( 14) destinée à être disposée sur l'espace entre les parties de bordure et les parties de chaussée des tronçons de tablier, la membrane flexible ayant des parties formant des bords longitudinaux destinées à être fixées dans les patins et - les tronçons de tablier, et un dispositif de fixation des patins allongés aux tronçons du tablier de manière que les bords longitudinaux de la membrane soient maintenus entre les patins ( 22) et les tronçons de tablier ( 4), ledit joint'de dilatation étant caractérisé en ce que (a) les parties des bords longitudinaux de la membrane flexible ( 14) ont des ondulations moulées ayant des axes dis- posés latéralement, (b) chaque ondulation a une première partie arrondie tournée vers le haut et est munie d'une nervure de blocage ( 18) dépassant vers le haut de la première partie arrondie, chaque nervure de blocage étant disposée longitudinalement - par rapport à la membrane ( 14) et étant séparée des nervures adjacentes de blocage par des secondes parties arrondies des ondulations tournées vers le bas, et (c) les patins élastomères allongés ( 22) ont chacun des fentes ( 20) tournées vers le bas et formées longitudinale- ment par rapport aux patins, les nervures de blocage tronçons de tablier. 2 Joint de dilatation selon la revendication 1, caractérisé cn ce qu il comj 1 prcnj un remplissage spongieux ( 40) à cellules fermées fixées aux faces inférieures des ondu- lations des parties des bords de la membrane flexible ( 14), la face inférieure du remplissage spongieux étant destinée à être en contact étanche avec des parties des tronçons de tablier ( 4). 3 Joint de dilatation selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il comporte deux ondulations moulées ( 16) ayant des axes longitudinaux dans la partie centrale de la membrane qui est destinée à être diposée au- dessus dudit espace ( 12) entre les *parties de chaussée ( 6) des tronçons de tablier, les ondulations moulées ayant des axes longitudinaux divergeant l'une de l'autrne vers la région de la membrane ( 14) qui est destinée à être placée au-dessus dudit espace à l'emplacement de l'intersection des parties de bordure et de chaussée ( 6,8) des tronçons de tablier, et au moins une ondulation moulée supplémentaire ( 30) ayant un axe longitudinal et disposée entre les premières ondulations moulées et à distance de celles-ci, l'ondulation supplémentaire ayant un axe longitudinal dans cette zone de la membrane.