Brevet FR2562109A1 — publié le 19851004

La présente invention a pour objet un procédé de rénova- tion des chaussées, notamment de celles des routes nationales et départementales. Les chaussées anciennes, de faible et moyenne importance ont vu leur trafic augmenter considérablement au cours des der- nières décennies. Quelques-unes, aux caractéristiques géométriques totalement inadaptées, ont été refaites. Une grande majorité a subi, en 30 ans, une série d'améliorations ponctuelles (reprofi- lages, couches de roulement successives, débombements, élargisse- ments) visant à prolonger leur durée de vie au moindre coût, tout en les adaptant aux exigences de la circulation moderne. Beaucoup de ces dernières chaussées sont désormais à refairc. Ellcs se caractérisent par: - un corps de chaussée hétérogène (comprenant généralement une couche de fondation et une couche de base, d'une épaisseur d'en, viron 20 cm chacune, et une couche de roulement d'une épaisseur d'environ 3 à 10 cm), - la présence fréquente de macadam, hérissons, empierrements, de grosses granulométries (> 60 mm), dans la couche de base, - des couches bitumineuses (en béton bitumineux) d'épaisseurs variables constituant la couche de roulement. La couche de base peut être soit en béton bitumineux soit en grave (mélange de sable et de gravier) traitée aux liants hydrauliques, l'un et l'autre d'une granulométrie supérieure à celle du béton de la couche de roulement, et la couche de fonda- tion est généralement en grave non traitée. 6 26109 La réfection complète de ces chaussées passe tradition- nellement par deux solutions: - renforcements en forte épaisseur de l'ordre de 15 à 30 cm, sous forme de couches nouvelles de béton bitumineux ajoutées successivement en surface, - démolition de l'ancienne chaussée et construction de nouvelles couches de fondation, de base et de roulement; il s'agit d'une substitution complète. Avec la première solution, on surélève la chaussée, ce qui peut être gênant dans les villes et les villages et ne peut être effectué indéfiniment. Quant à la seconde solution, elle est onéreuse, puisqu'elle consiste à enlever et porter à la décharge les matériaux anciens et à apporter et mettre en place des maté- riaux neufs. Un autre procédé consiste à régénérer la couche de rou- lement de la façon suivante: on rabote la chaussée sur l'épais- seur du matériau bitumineux, on récupère un mélange de bitume et de cailloux, on le régénère en usine ou sur la route par ther- morégénération et on le réemploie pour former une nouvelle cou- che de roulement. Ce procédé ne rénove que cette couche de sur- face. Le présent procédé de rénovation des chaussées est ca- ractérisé en ce que l'on retraite et régénère dans toute son épaisseur l'ancienne chaussée par un traitement in'situ, qui com- prend les phases suivantes: 1. dislocation de la chaussée existante sur toute son épaisseur, 2. ramassage et concassage du matériau disloqué, 3. apport de granulats correcteurs, 4. stabilisation du matériau concassé, par malaxage avec apport de liant et d'eau, 5. étalement et nivelage sur le sol, au fur et à mesure de l'en- lèvement de la chaussée ancienne, d'une couche unique du maté- riau régénéré remplaçant les anciennes couches de fondation et de base et contenant tous les matériaux ainsi recyclés de l'an- cienne chaussée et un apport de matériaux nouveaux, 6. compactage de cette couche unique, après réglage fin de la pla- néité de sa surface dans le sens transversal, 7. finition classique consistant à déposer une couche de roulement. La méthodologie de chacune de ces phases doit être adap- tée à chaque cas, en fonction de la nature de l'ancien corps de chaussée. Le but est d'obtenir une couche épaisse homogène, com- pacte, ayant des caractéristiques mécaniques qui lui permettent d'assurer les fonctions de couches de fondation et de base et de recevoir une simple couche de roulement. Les diverses phases sont explicitées ci-après. 1. Dislocation Cette opération consiste à scarifier la chaussée avec un scarificateur ou un défonceur usuel sur la largeur-et la profon- deur prévues pour le retraitement. Le but est d'obtenir un maté- riau décohésionné, suffisamment meuble pour permettre son charge- ment dans la machine de reprise. Généralement, on traite une chaussée sur une moitié de sa largeur dans un premier temps et sur l'autre moitié dans un second temps. Les blocs obtenus par scarification, et particulièrement ceux provenant des couches bi- tumineuses de surface, auront une dimension suffisammnent faible pour être admis dans le concasseur, cette dimension pouvant aller, selon le concasseur, jusqu'à 700 nmm et même 1000 mm pour les produits plats. 2. Ramassage et concassage. Cette opération est effectuée avec des machines mobiles (du genre chargeuses, tapis élévateurs, blindés), qui sont pour- vues de moyens de pénétration et de ramassage pour le prélèvement du matériau disloqué et de moyens de transfert jusqu'au concasseur du matériau prélevé. On emploie un concasseur à percussion ou à mâchoires, d'un type tel qu'il puisse absorber des blocs de 700mm pouvant aller jusqu'à 1000 mm pour des produits plats. On le rè- gle pour fabriquer un concassé passant à la maille de 40 mm. 3. Correction granulométrique. Le concassé de granulométrie O à 40 mm fabriqué à partir des produits recyclés est corrigé, si nécessaire, par un apport de granulats (fillers, sable, graviers, cailloux). Cette opéra- tion est fixée après des essais permettant de déterminer la na- ture et le pourcentage des matériaux d'apport. Ce pourcentage est généralement compris entre O et 15% en poids par rapport au matériau concassé, mais, si besoin est, ce pourcentage peut at- teindre et dépasser 100%. Selon les cas, le matériau correcteur 4 2 2562109 peut être déposé en cordons sur le matériau disloque en avant ces machines mobiles de ramassage, transfert et concassage,auquel cas il est mélangé, au cours du concassage, au matériau disloqué, ou être régalé au moyen d'une gravillonneuse, en aval du concasseur, sur le matériau concassé, déversé et étalé sur le sol; on a alors recours a un nivelage des matériaux à l'aide d'une niveleuse et à un malaxage au moyen d'un pulvi-mixeur pour incorporer les gra- nulats correcteurs. 4. Stabilisation. Cette opération comporte: - un apport de liant (ciment, laitier, cendres volantes, pouzzo- lanes, avec addition de chaux activante),généralement à raison de 3 à 8% en poids par rapport au matériau concassé additionné de granulats correcteurs, - un ajout éventuel d'eau (généralement O à 10% en poids par rap- port audit matériau), - un malaxage avec le matériau concassé contenant éventuellement des granulats correcteurs. Ces opérations peuvent être effectuées sur ce matériau étalé et nivelé en aval du concasseur, avec les moyens classiques de traitement in situ des terrains et plate-formes (épandeur de liant, arroseuse pour l'eau, pulvi-mixeur). Elles peuvent égale- ment être effectuées dans un malaxeur mobile mieux adaptéà ce travail, et pouvant reprendre le matériau concassé directement à l'aval du concasseur. Dans ce second cas, la correction granulomé- trique-; si elle a lieu, est obligatoirement réalisée au cours du concassage, la stabilisation devant être effectuée sur le mélange du matériau concassé et des granulats correcteurs. Dans le premier cas, on peut,,sur le matériau concassé, étalé et nivelé sur 1e sol en aval du concasseur, épandre les granulats correcteurs, le liant et l'eau et les incorporer conjointement au moyen d'un pulvi-mixeur. 5. Etalement et nivelage,sur le sol débarrassé de la chaussée ancienne, du matériau traité. On emploie les moyens classiques (épandeur, niveleuse). 6.- Compactage Apres réglage fin au moyen d'une niveleuse de la planéi- té dans le sens tranversal de la couche déposée, le matériau est compacté en une seule couche. 2562109 Le choix du compacteur dépend des propriétés du maté- riau traité et de l'épaisseur prévue. On peut mettre en oeuvre des couches de 45 cm avec un compacteur à pneus de 50.000 N par roue et un compacteur vibrant de classe V 5 (charge par centimètre de génératrice du cylindre vibrant supérieurs 450 N), N désignant le newton. 7. Finition La couche de roulement formée sur le matériau compact& peut être en béton bitumineux ou être un enduit superficiel (gra- villon déposé sur un film de bitume). Avantages du procédé La technique proposée présente plusieurs avantages par rapport aux solutions actuelles de renforcements ou de substitu- tion: A. Souplesse permettant de l'adapter à un grand nombre de possibi- lités: - profondeur de retraitement, - largeur variable, - ajout de correcteur, selon nécessité, de O à plus de 100% en poids. B. Economie importante d'énergie et de temps: - pas de transport des matériaux recyclés. C. Economie de matériaux nobles: - le procédé réutilise les matériaux nobles de l'ancienne chaus- sée et ne nécessite que l'apport d'un complément de granulats neufs, d'un liant et d'une couche de roulement. D. Récupération et valorisation des déchets de l'ancienne chaus- sée, d'o une réduction du volume de déchets en décharge, inu- tilisés. E. Maihtien de la cote de la chaussée sensiblement au même niveau qu'antérieurement, contrairement aux techniques de renforce- ments, dont les surélévations successives posent des problèmes de seuils dans les zones urbanisées. F. Economie financière (pour toute:les raisons précédentes) pou- vant atteindre 40% par rapport aux techniques antérieures. Des modifications de détail, du domaine des équivalents techniques, peuvent être apportées au procédé décrit ci-dessus, sans que l'on sorte pour autant du domaine de la présente inven- tion. - REVENDICATIONS - 1.- Procédé de rénovation des chaussées, caractérisé en ce que l'on retraite et régénère dans toute son épaisseur l'ancienne chaussée par un traitement in situ, qui comprend les phases suivantes: 1. dislocation de la chaussée existante sur toute son épaisseur, 2. ramassage et concassage du matériau disloqué., 3. apport de granulats correcteurs, - 4. stabilisation du matériau concassé,par malaxage avec apport de liant et d'eau,- 5 Etalement et nivelage sur le sol, au fur et à mesure de l'en- lèvement de la chaussée ancienne, d'une couche unique du maté- riau régénéré remplaçant les anciennes couches de fondation et de base et contenant tous les matériaux ainsi'recyclés de l'an- cienne chaussée et un apport de matériaux nouve4ux, 6. compactage de cette couche unique, après réglage fin de la pla- nëité de sa-surface dans le sens transversal, 7. finition classique consistant à déposer une couche de roulement% 2.- Procédé suivant la revendication 1i caactéxrisé en ce que l'on effectue la dislocation de façon à obtenir des blocs d'une dimension maximale de 700 mm pour les produits épais et de 1 000 mm pour les produits plats. 3.- Procédé suivant la revendication 1 ou 2, caracté- risé en ce que l'on effectue le concassage de façon à obtenir un "y produit concassé d'une granulométrie de O à 40 mm. 4.- Procédé suivant l'une quelconque des revendica- tions 1 à 3, caractérisé en ce que l'on ajoute les granulats cor- recteurs dans la proportion de O à 15% en poids par rapport au matériau concassé. ,- Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que, pour stabiliser le matériau concas- sé, on lui ajoute un liant, dans la proportion de 3 à 8% en poids par rapport au poids global du matériau concassé et des granulats correcteurs, et on lui ajoute de l'eau, dans la proportion de 0 à 10% en poids par rapport audit poids global. 6.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'on dépose les granulats correc- teurs sur le matériau disloqué, avant son concassage, qui simul- tanément incorpore les granulats au matériau. 7.- Procédé suivant l'une quelconque des revendica- tions 1 à 5, caractérisé en ce que l'on dépose les granulats cor- recteurs sur le matériau concassé, après l'étalement de celui-ci sur le sol à recouvrir, en aval du concasseur, les granulats cor- recteurs étant alors intégrés au matériau concassé par nivelage et malaxage. 8.- Procédé suivant l'une quelconque des revendica- tions 1 à 7, caractérisé en ce que l'on effectue la stabilisa- tion du matériau concassé, après l'étalement de celui-ci sur le sol à recouvrir, en aval du concasseur, le liant et l'eau ajou- tés étant alors intégrés au matériau concassé par nivelage et malaxage. 9.- Procédé suivant l'une quelconque des revendica- tions 1 à 6, caractérisé en ce que l'on effectue la stabilisa- tion du matériau concassé par addition d'un liant et d'eau, dans un malaxeur mobile reprenant le matériau'concassé directement à la sortie du concasseur, la stabilisation étant ainsi effectuée avant l'étalement du matériau sur le sol à recouvrir. 10.- Procédé suivant la revendication 7, caractérisé en ce.que l'or. effectue la stabilisation du matériau concassé, après l'étalement de celui-ci sur le sol à recouvrir, en aval du concasseur, le liant et l'eau ajoutés étant alors intégrés au matériau concassé par nivelage et malaxage, en même temps que les granuJlats correcteurs.