Brevet FR2573456A1 — publié le 19860523

Joints de chaussée. L'invention concerne les joints de chaussée, c'est-àdire les joints raccordant deux portions de revêtement routier susceptibles de subir des déplacements relatifs, lesdits joints étant agencés chacun de façon à obturer supérieurement la fente qui s'étend entre les tranches verticales en regard des deux portions de revêtement concernées, en vue d'assurer la continuité du roulement au droit de ladite fente. Elle concerne plus particulièrement, parmi les joints du genre en question, ceux qui sont destinés à assurer l'étanchéité entre les deux portions de revêtement raccordées, ainsi qu'il est requis notamment lorsque l'une au moins de ces deux portions est supportée par un ouvrage d'art, et qui comportent à cet effet deux profilés allongés montés respectivement sur les deux rives de la fente à obturer et une garniture élastique interposée entre ces deux profilés et présentant deux ailes introduites respectivement dans deux logements correspondants desdits profilés. Elle concerne plus particulièrement encore, parmi les joints du genre ci-dessus, ceux pour lesquels - les deux ailes de la garniture se présentent sous la forme de boudins s'étendant tout le long de cette garniture et raccordés au flancs de celle-ci par des pontets courts et minces s'étendant eux aussi tout le long de ladite garniture, - et les profilés de rive comprennent chacun une semelle allongée ancrée sur la portion de chaussée correspondante et un couvercle boulonné sur la semelle, ces deux éléments (couvercle et semelle) étant prévus de façon telle que leur ensemble boulonné délimite latéralement une gorge à ouverture étranglée débouchant dans la fente et propre à recevoir avec écrasement élastique vertical l'un des deux boudins constituant les ailes de la garniture. De tels joints donnent généralement satisfaction lorsque la largeur moyenne de la fente est relativement faible, ainsi que le souffle correspondant, c'est-à-dire la différence entre les deux valeurs extrêmes de ladite largeur, laquelle varie au cours du service du joint, notamment en fonction de la température. Lorsque cette largeur ou ce souffle dépasse environ 80 mm, il est difficile d'assurer correctement la continuité de la surface de roulement de la chaussée au droit de ladite fente à l'aide de la seule garniture élastique. L'invention a pour but, surtout, de rendre les joints en question tels qu'ils répondent mieux que jusqu'à ce jour aux exigences de la pratique et en particulier qu'ils se prêtent parfaitement à l'équipement des fentes relativement larges ou soumises en cours de service à des "souffles" -importants. A cet effet les joints de chaussée selon l'invention sont essentiellement caractérisés en ce que le couvercle coiffant chacune des deux semelles est constitué par un peigne horizontal présentant : - d'une part, une suite de dents parallèles supérieures dont les faces supérieures planes se trouvent dans le même plan horizontal H que les faces supérieures des portions de revêtement à raccorder, les dents de chaque peigne étant imbriquées dans celles de l'autre peigne, - et d'autre part, une suite de languettes parallèles inférieures disposées horizontalement entre les dents mais décalées verticalement vers le bas par rapport à ces dents de façon telle que leurs faces inférieures recouvrent la garniture élastique et que leurs faces supérieures soient situées plus bas que les faces inférieures des dents Dans des modes de réalisation préférées, on a recours en outre à l'une et/ou à autre des dispositions suivantes - chaque semelle est prolongée, en sa portion la plus éloignée de la fente, par une aile relevée jusqu'au plan horizontal H, - chaque semelle est percée de plusieurs trous circulaires dont les axes ne sont pas parallèles entre eux de façon à livrer passage à des tiges de fixation inclinées d'angles différents sur l'horizontale, - chaque semelle est percée de trous oblongs propres à livrer passage chacun à une tige de fixation en l'une ou l'autre d'une pluralité de positions distinctes paralleles entre elles, - les flancs verticaux des dents et des languettes de chaque peigne sont inclinés d'un angle a non nul sur le plan vertical médian d'une dent, chaque dent et chaque languette présentant alors en plan la forme d'un trapèze à pointe rétrécie, - pour rendre possible une recharge de la chaussée à proximité immédiate du joint et la reutilisation des peignes et de la garniture élastique de ce joint, chaque semelle dudit joint supporte une semelle rehaussée différant uniquement de la semelle normale en cequ'elle est prolongée inférieurement par un piétement de rehausse. L'invention comprend, mises à part ces dispositions principales, certaines autres dispositions qui s'utilisent de préférence en même temps et dont il sera plus explicitement question ci-après. Dans ce qui suit, l'on va décrire quelques modes de réalisation préférés de l'invention en se référant au dessin ci-annexé d'une manière bien entendu non limitative. La figure 1, de ce dessin, est une coupe verticale transversale d'un joint de chaussée établi selon l'invention et des portions de chaussée réunies par ce joint. La figure 2 montre en vue perspective partielle un peigne compris par un tel joint. La figure 3 est une coupe d'une semelle comprise par le joint ci-dessus selon un plan vertical transversal parallèle à celui de la figure 1. La figure 4 montre selon une coupe semblable à celle de la figure 1 une portion d'une variante de joint conforme à l'invention comportant une semelle rehaussée. Dans chaque cas le joint considéré raccorde deux portions de chaussée supportées respectivement par deux blocs de béton 1 et 2 et faisant partie, par exemple, la première d'une culée de pont et la seconde de la première travée du pont. Entre les deux blocs a été ménagée, lors de leur coulée, une fente 3 dont la largeur moyenne est fonction des dilatations thermiques des ouvrages. Chacun des deux blocs 1 et 2 est recouvert par une chape dtétanchéité 4, 5 et par un revêtement de chaussée 6, 7 jusqu a une petite distance de la fente 3. Le joint considéré a pour mission d'assurer la continuité au roulement et l'étanchéité entre les deux revêtements 6 et 7 tout en permettant leurs déformations horizontales relatives. Ce joint comprend -deux profilés de rive métalliques P solidarisés respectivement avec les deux blocs 1 et 2, ou plus précisément avec leurs plages marginales non recouvertes par les revêtements 6 et 7, - et une garniture élastique allongée G interposée jointivement entre ces deux profilés. Chaque profilé de rive P comprend une semelle filante 8 et un couvercle 9 boulonnes l'un sur l'autre. La semelle filante 8 se présente sous la forme générale d'une cornière en L comportant une aile horizontale 81 qui s'étend jusqu'à la fente 3 et une aile verticale 82 éloignée de cette fente et s'étendant vers le haut jusqu'au niveau de la surface supérieure du revêtement 6, 7. L'aile horizontale 81 est solidarisée avec le bloc de béton 1 ou 2 correspondant par l'intermédiaire d'une assise 10 constituée en un mortier sans retrait à prise rapide coulé sur place et propre à adhérer, lors de sa prise, contre les faces de métal et de béton adjacentes. Cette fixation de l'aile 81 sur le bloc de béton est complétée par boulonnage de tiges filetées 11 traversant cette aile et scellees dans le béton avec interposition de chemisages 12 en résine époxy, à l'aide d'écrous 13 et de rondelles 14. Le bord, de l'aile 81, le plus proche de la fente 3, est déformé selon une rigole 83 ouverte vers le haut. Le couvercle 9 se présente sous la forme générale d'un peigne horizontal comportant - d'une part une suite de dents parallèles supérieures 91 dont la face supérieure est plane et s'étend dans le plan horizontal H de la face supérieure des revêtements 6 et 7,les dents de chaque peigne étant imbriquées horizontalement dans les dents de l'autre peigne, - et d'autre part une suite de languettes parallèles inférieures 92 moins longues et moins épaisses que les dents disposées horizontalement entre ces dents et décalées verticalement par rapport à celles-ci vers le bas de façon telle que leurs faces supérieures soient situées un peu plus bas que les faces inférieures des dents. Le flanc de chaque dent 91 est séparé du flanc de la langues te 92 contiguë par une encoche 93 (fig.2) et son extrémité est terminée par une rampe oblique, comme le fond de son logement. Cette structure permet non seulement d'assurer l'imbrication mutuelle horizontale des dents 9 des deux peignes, mais aussi celle des languettes 92 de ces peignes et elle autorise les déplacements horizontaux mutuels de ces deux peignes sur une grande amplitude sans que l'on puisse observer une solution de continuité verticale dans l'ensemble formé par ces deux peignes. En effet, les longueurs respectives des dents et des languettes sont choisies de façon telle que chaque languette d'un peigne soit constamment recouverte par le bout au moins d'une dent de l'autre peigne, même pour l'écartement maximum de ces peignes (correspondant au trait mixte A sur la figure 1). Le rapprochement maximum des peignes (trait mixte B) peut être très profond puisqu'il n'est limité que par le contact mutuel des fonds des encoches 93 : la profondeur de ces encoches est déterminée de façon telle que ce contact corresponde pratiquement à la venue en butée des têtes des dents et languettes contre les fonds des logements correspondants. La face inférieure de chaque peigne comporte un talon marginal 94 propre à reposer sur l'aile 81 de la semelle correspondante, à proximité immédiate de l'aile 82 de cette semelle, et un talon intermédiaire 95 propre à reposer sur ladite aile 81 à proximité immédiate de la rigole 83 de façon à définir avec cette rigole et avec la face inférieure des racines des languettes 9 une gorge 15 dont l'ouverture étranglée débouche latéralement dans la fente 3. La surface supérieure du couvercle ou peigne 9 est évidée par des cuvettes à fond plat 16 perforées en leurs centres de façon à livrer passage à des boulons 17 propres à coopérer eux-mêmes avec des écrous borgnes 18 sertis à la presse sur les semelles. La garniture d'étanchéité G est constituée par un bloc allonge réalisé notamment par extrusion d'un caoutchouc ou élastomère. Ce bloc est délimité par une surface prismatique ou cylindrique, c'est-à-dire engendrée par le déplacement d'une droite "génératrice", parallèlement à elle-même, le long d'au moins une courbe "directrice" fermée. Le bloc en question comprend un corps central 19 et deux ailes latérales 20, 21. Le corps central 19 est compressible élastiquement selon la direction perpendiculaire au plan moyen de la fente 3 et est avantageusement constitué à cet effet par une sorte de soufflet. I1 est dessiné de façon telle qu'après sa mise en place, d'une part sa face supérieure longe jointivement les faces inférieures des languettes 92 et d'autre part ses flancs soient appliqués jointivement contre les faces en regard des assises 10. Chacune des deux ailes est constituée par un boudin 20 réuni à l'un des flancs du corps 19 par un pontet court et mince 21. La mise en place du joint de chaussée qui vient d'être décrit est la suivante. On commence par couler les blocs en béton 1 et 2, puis les assises marginales 10 en mortier, avec interposition d'un coffrage (non représenté) pour former la fente 3. Avant prise du mortier, on pose sur celui-ci les semelles 8 préalablement garnies de boulons borgnes 18 en attente, puis on complète la fixation de ces semelles par7 mise en place des tiges 12 dans le béton à travers des trous évidés préalablement dans les semelles pour leur livrer passage, puis scellement desdites tiges dans le béton et serrage des écrous 13 sur les extrémités supérieures de ces tiges faisant saillie au-dessus des semelles. A partir de l'instant où les deux semelles sont mises en place, la suite des opérations à effectuer pour constituer le joint de chaussée entre les ailes verticales 82 de ces deux semelles devient totalement indépendante de la suite des opérations correspondant à la fabrication du revêtement 4 à 7 : en particulier l'ordre relatif de ces deux suites devient totalement indifférent. Pour achever le joint de chaussée, on dégage le coffrage ci-dessus de la fente 3 et l'on met en place dans cette fente la garniture G, dont les deux flancs viennent reposer jointivement et élastiquement contre les faces adjacentes des deux assises 10 et dont les deux boudins latéraux 20 viennent se loger dans les rigoles complémentaires 83 des deux semelles 8. On recouvre ensuite les semelles 8, ainsi garnies de leurs boudins 20, par ls couvercles-peignes 9 et on serre les boulons 17. Ce serrage se traduit par un écrasement vertical des boudins 20 dans les gorges 15 qui sont alors formées entre les semelles et les peignes ainsi que par un pincement serré de chaque pontet 21 entre les portées en regard délimitant l'ouverture étranglée de la gorge 15 correspondante et comprises respectivement par la semelle et par le couverclepeigne concernés. Les portions des volumes intérieurs aux cuvettes 16 qui ne sont pas occupées par les têtes des boulons 17 sont ensuite remplies par une cire durcissable qu'il est facile de dégager ultérieurement après ramollissement par chauffage, en vue d'un démontage éventuel de la garniture pour sa réparation ou son remplacement. Pour ce qui est de la fabrication du revêtement de part et d'autre du joint, on place sur le dessus du bloc en béton 1, 2 une chape étanche 4, 5, notamment en bitume, et on relève le bord, de cette chape, qui longe le joint successivement contre le flanc adjacent de l'assise 10 puis contre la face adjacente de l'aile verticale 82 de la semelle 8, ainsi que bien visible sur la figure 1. Puis on coule sur cette chape étanche 4, 5 le revêtement approprié 6, 7. Grâce au relèvement du bord de la chape on assure automatiquement une excellente étanchéité de l'assise 10, ce qui rend inutile le drainage de cette chape généralement requis pour les réalisations antérieures. I1 peut arriver qu'après mise en place d'une semelle 8 sur le bloc en béton correspondant 1 ou 2 on ne parvienne pas à creuser ce bloc en regard des trous évidés dans la semelle pour y placer les tiges d'ancrage 11, en raison par exemple de la présence d'une armature métallique à l'aplomb d'un tel trou. Pour remédier à cet inconvénient, on procède avantageusement selon l'une ou l'autre des deux dispositions auxiliaires suivantes de l'invention - selon la première disposition on évide dans la semelle 8 des trous circulaires dont les axes sont orientés selon des directions différentes, les axes de certains de ces trous tels que 31 (fig. 1) étant par exemple verti caux alors que les axes d'autres trous 22 (fig. 3) sont inclinés sur la verticale, ces derniers trous 22 étant évidés dans des portions obliques 23 de la semelle ; - selon la seconde disposition les trous évidés dans la semelle ne sont pas circulaires, mais oblongs, ce qui permet de choisir pour chaque tige 11 une position parmi une pluralité de positions voisines correspondant toutes à une même orientation de l'axe de la tige 11. La variante schématisée sur la figure 4 permet de recharger la chaussée équipée du joint considéré tout en réutilisant la garniture élastique G et les couvercles-peignes 9 audit joint. Dans cette variante on a recours à deux semelles rehaussées 24. Chacune de ces semelles rehaussées 24 comporte deux ailes 241 et 242 et une rigole 243 identiques respectivement aux ailes 81 et 82 et à la rigole 83 des semelles 8 précédentes et elle diffère uniquement de ces semelles 8 précédentes en ce qu'elle est prolongée inférieurement par un piétement de rehausse 244. Ce piétement 244 est par exemple constitué par deux ailettes verticales parallèles à l'aile 242 et reposant chacune sur l'aile 81 d'une semelle 8 du type précédent. La mise en oeuvre de cette variante est la suivante. On commence par démonter les deux couvercles-peignes 9 et la garniture G du joint équipant la chaussée à recharger, les semelles 8 de ce joint demeurant en place. Puis on pose sur chaque semelle 8 une semelle rehaussée 24. La fixation mutuelle de chaque semelle 24 sur la semelle 8 de support peut être assurée - par des ensembles tige filetée 25 - écrou 26 jouant le même role que les ensembles 11 - 13 ci-dessus et traversant des trous demeurés libres de la semelle 8, - et/ou par interposition d'un remplissage de mortier adhésif 27 entre les deux semelles, remplissage dont la face latérale libre délimite la partie supérieure de la fente 3 à équiper. Les opérations subséquentes sont les mêmes que précé- demment, tant pour ce qui est de l'achèvement du joint entre les ailes verticales 242 des deux semelles rehaussées 24 que pour ce qui est de la recharge de la chaussée, laquelle est effectuée à l'extérieur des ailes 242 par dépôts successifs de chapes d'étanchéité 28 à bord relevé et de produits de revêtement 29. En suite de quoi,et quel que soit le mode de réalisation adopté, on obtient finalement un joint de chaussée dont la constitution et la mise en oeuvre résultent suffisamment de ce qui précède. Ce joint présente de nombreux avantages par rapport à ceux antérieurement connus, en particulier les suivants : - possibilité d'équiper des fentes relativement larges (de largeur supérieure ou égale à 80 mm) et/ou soumises à des souffles importants (supérieurs à 80 mm) avec une bonne continuité du roulement dans tous les cas, - simplicité du montage et du démontage, - qualité de l'étanchéité vis-a-vis des eux de pluie et analogues, - robustesse, - et, pour certains modes de réalisation, adaptabilité aux recharges de la chaussée. Comme il va de soi, et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus spécialement envisagés ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes, notamment; ;4celles où l'angle a formé par les flancs latéraux verticaux des dents et languettes de chaque peigne avec le plan vertical médian d'une dent quelconque ne serait pas-nul, mais par exemple de l'ordre de 5 à 20 degrés, chaque dent et chaque languette ayant alors en plan la forme d'un trapèze isocèle à pointe rétré- cie, ce qui est avantageux dans le cas où les déformations principales des blocs de béton séparés par la fente 3 ne sont pas dirigées perpendiculairement au plan moyen de cette fente (cas des ponts biais), - celles où la garniture étanche serait constituée par une simple bavette flexible raccordée à deux boudins latéraux de fixation (pour les souffles et largeurs de fente les plus petits). REVENDICATIONS 1. Joint de chaussée raccordant entre elles deux portions de revêtement routier (1,4,6 ; 2,5,7) séparées par une fente (3), comprenant deux profilés de rive (P) et une garniture élastique (G) interposée entre ces deux profilés et présentant deux ailes introduites respectivement dans deux logements correspondants desdits profilés, ces deux ailes se présentant sous la forme de boudins (20) raccordés aux flancs de la garniture par des pontets courts et minces (21), les profilés de rive comprenant chacun une semelle allongée (8) ancrée sur la portion de chaussée correspondante et un couvercle (9) boulonné sur la semelle, et ces deux éléments (couvercle et semelle) étant prévus de façon telle que leur ensemble boulonné délimite latéra- lement une gorge (15) à ouverture étranglée débouchant dans la fente (3) et propre à recevoir avec écrasement élastique vertical l'un des deux boudins (20), caractérisé en ce que le couvercle (9) coiffant chacune des deux semelles (8) est constitué par un peigne horizontal comportant - d'une part, une suite de dents parallèles supérieures (91) dont les faces supérieures planes se trouvent dans le même plan horizontal (H) que les faces supérieures des portions de revêtement (6,7) à raccorder, les dents de chaque peigne étant imbriquées dans celles de l'autre peigne, - et d'autre part, une suite de languettes parallèles inférieures (92) disposées horizontalement entre les dents mais t mais décalées verticalement vers le bas par rapport à ces dents de façon telle que leurs faces inférieures recouvrent la garniture élastique (G) et que leurs faces supérieures soient situées plus bas que les faces inférieures des dents. 2. Joint de chaussée selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque semelle (8) est prolongée, en sa portion la plus éloignée de la fente, par une aile (82) relevée jusqu'au plan horizontal H. 3. Joint de chaussée selon l'une quelconque des précédentes revendications, caractérisé en ce que chaque semelle (8) est percée de plusieurs trous circulaires (31,22) dont les axes ne sont pas parallèles entre eux de façon à livrer passage à des tiges de fixation (11) inclinées d'angles différents sur l'horizontale. 4. Joint de chaussée selon l'une quelconque des précédentes revendications, caractérisé en ce que chaque semelle (8) est percée de trous oblongs propres à livrer passage chacun à une tige de fixation (11) en l'une ou l'autre d'une pluralité de positions distinctes parallèles entre elles. 5. Joint de chaussée selon l'une quelconque des précédentes revendications, caractérisé en ce que les flancs verticaux des dents (91) et des languettes (92) de chaque peigne sont inclinées d'un angle a non nul sur le plan vertical médian d'une dent, chaque dent et chaque languette présentant alors en plan la forme d'un trapèze à pointe rétrécie. 6. Joint de chaussée selon l'une quelconque des précédentes revendications, caractérisé en ce que chacune de ces semelles (8) supporte une semelle rehaussée (24) différant uniquement de ladite semelle (8) en ce qu'elle est prolongée inférieurement par un piétement de rehausse (244).