Brevet FR2586435A1 — publié le 19870227

Machine mobile de reconditionnement des chaussées La présente invention concerne une machine mobile de reconditionnement des chaussées. Le développement très important de la circulation routière en particulier celui des véhicules lourds tels que les camions, les problèmes de mise hors gel du réseau routier etc nécessitent un renforcement des chaussées. Or diverses solutions envisagées Jusqu'à présent ne constituent que des solutions partielles, destinées à prolonger de quelques années la durée d'utilisation de certaines voies routières sans pour autant en assurer un renforcement approprié. La présente invention se propose de créer une machine permettant de renforcer efficacement des chaussées et cela pour une période très longue, en permettant d'effectuer ces travaux à un coût réduit, nettement inférieur dans la plupart des cas au coût de travaux d'entretien provisoires. A cet effet, la présente invention concerne une machine mobile de reconditionnement des chaus sées caractérisée en ce qu'elle se compose d'un châssis portant le moteur d'entrainement de la machine et les organes de la machine ainsi que le poste de conduite, ce chassis s'appuyant sur des organes roulant par l'intermédiaire de vérins de nivellement, châssis portant dans le sens de déplacement de la machine, - un doseur à ciment pour répartir une couche de ciment dosée sur la chaussée à traiter, sur la largeur de travail, - un rotor de frai sage de largeur correspondant à la largeur de travail, ce rotor étant disposé sensiblement transversalement à la direction d'avancement de la machine, -- une chambre de décohésion entourant le rotor, - une grille de calibrage en aval de la chambre de décohésion, derrière le rotor, - un rotor de malaxage en aval de la grille de calibrage et coopérant avec celle-ci, - ainsi que des pulvérisateurs d'eau en amont du rotor de fraisage, dans la chambre de décohésion. Cette machine permet de façon générale une sauvegarde économique du réseau routier, dans des délais d'intervention très rapides, alliant à la fois l'économie d'énergie et la-réduction de la gêne apportée aux usagers de la route. Grâce à l'invention, il est pos sible de réutiliser les matériaux de l'ancienne chaussée, par frai sage, décohésion et malaxage sur place, en une seule passe avec incorporation d'un liant par exemple hy draulique ou bitumineux. La machine selon l'invention permet de reconstituer une couche de chaussée homogène, stable, résistante, et surtout insensible au gel. La machine selon l'invention permet une économie financière et énergétique considérable du fait du réemploi des matériaux de l'ancienne chaussée, évitant notamment le coût d'un double transport c'est-à dire celui de 1' évacuation de l'ancienne chaussée et l'amenée de matériaux pour la reconstitution de la chaus se ainsi-que la sêne apportée par par ce double transport ainsi qu'une réduction considérable de la durée de l'in tervention sur la chaussée. La machine selon l'invention permet de reconditionner des chaussées existantes sur une épais seur de l'ordre de 25 à 30 cm. De façon plus générale, la machine selon l'invention permet d'assurer la décohésion de la chaussée existante sur une profondeur de 25 à 30 cm. Cette machine assure la fragmentation et le concassage en place des gros éléments constitutifs de l'ancienne chaussée, puis l'homogénéisation des matériaux par leur passage à travers la grille de calibrage. Les matériaux dont les dimensions sont trop importantes pour passer à travers la grille de calibrage, sont retraités par le rotor et la chambre de décohésion ; ces matériaux peuvent traverser la grille de calibrage dès que leurs dimensions ont été réduites suffisamment. La machine assure un dosage excellent du ciment ou du produit bitumineux. En effet, la répartition de ce produit en amont du rotor de fraisage, permet de constituer une couche très régulière, qui est prise par le rotor de frai sage en meme temps que les matériaux constitutifs de l'ancienne chaussée, pour être malaxée avant que le produit ainsi malaxé ne soit humidifié par les pulvérisateurs. La pulvérisation d'eau se fait donc sur le mélange des anciens matériaux et du liant et non sur le liant. Comme le malaxage se fait de façon relativement sèche et non de façon humide comme dans une bétonnière, la répartition préalable du liant, puis l'humidification assurent une très grande régularité des matériaux traités en sortie de machine. Les matériaux ainsi malaxés sont distribués par la machine sous la forme d'un cordon dont la largeur est inférieure à la largeur de travail. Ce cordon est alors étalé par une machine de nivellement, puis est compacté par un engin de compactage. La machine permet un asservissement rigoureux à un niveau de référence de façon à garantir une profondeur de travail précise sans pour autant attaquer la couche inférieure, qui doit garder sa cohésion. De plus, grâce au moteur extrêmement puissant (de l'ordre de 500 chevaux) entrainant la machine et assurant ainsi l'entraînement des différents organes de la machine, il est possible d'avoir non seulement une répartition régulière de liant grâce au doseur asservi à la vitesse d'avancement de la machine mais également une possibilité de fraisage à profondeur importante ainsi qu'une possibilité de malaxage efficace des produits enle vés par fraisage, additionnés de liant et humidifiés. Suivant une autre caractéristique de 1'IQYentinnt Le rntor Xe fraisage porte deux spires héli coidales à pas opposé qui se rejoignent sensiblement dans le plan médian du rotor de malaxage. Comme le rotor de frai sage est équipé de spires à pas opposé, les matériaux enlevés par fraisage sont non seulement malaxés par ce rotor de fraisage, mais sont également déviés vers le plan médian du rotor de mala xage de façon à regrouper ces produits en sortie de machi ne suivant un cordon de largeur inférieure à la largeur de travail de la machine. A titre d'exemple, la largeur de tra vail de la machine est de l'ordre de 2 m et de préférence de l'ordre de 2 m 05 de façon à être légèrement supérieure à la largeur d'une demi-chaussée de route secondaire ou autre, ou encore à correspondre à une bande de roulement usuelle. De façon intéressante, la crête des spires du rotor ainsi que le fond des gorges entre les spires du rotor sont équipés de dents. De façon particulièrement intéressante, I'entrainement du rotor de fraisage est assuré par une transmission à chaine comportant une ou plusieurs chaines passant sur un ou plusieurs pignons en bout d'axe du rotor de fraisage. Ce moyen d'entrainement du rotor de frai sage permet de transmettre les puissances importantes nécessaires au rotor sans augmenter de façon importante l'encombrement latéral du rotor. Grâce à cette transmis sion à chaine, le débordement latéral du rotor par rapport à la surface de travail ou surface utile du rotor est de l'ordre de 20 à 30 cm. Un tel débordement est parfaitement compatible avec les conditions de travail. Cela permet à la machine de passer dans des zones particulièrement étroites, dans lesquelles la bande de roulement de la chaussée est très proche de murs, de parapets, d'ouvrages d'art etc. De façon particulièrement intéressante, -le rotor de malaxage se compose d'un axe d'entrainement, de section carrée, portant des double bras séparés par des organes d'écartement réglables. Ce rotor de malaxage permet de recevoir les puissances importantes nécessaires à son entrainement, surtour pour le travail de matériaux relativement durs, risquant de se coincer entre les barres de la grille de calibrage. En effet, suivant une caractéristique intéressante, la grille de calibrage est formée par un ensemble de barres fixées dans un châssis de support avec un écartement réglable en fonction de l'écartement des bras du rotor de malaxage. Suivant une caractéristique de l'invention, la distance qui sépare le rotor de malaxage et la grille de calibrage est telle que les bras du rotor de malaxage passent dans les intervalles des barres de la grille de calibrage pour dégager ces intervalles et y fractionner des morceaux de matériaux non concassés par la fraise et la chambre de décohésion. I1 est particulièrement intéressant que l'écartement des barres de la grille de calibrage soit réglable et que l'écartement des bras du rotor de malaxage soit également réglable. Cela permet lorsque le rotor coopère directement avec la grille de calibrage comme cela est indiqué ci-dessus, d'adapter l'intervalle des barres de la grille de calibrage à la nature des matériaux constituant la chaussée à reconstituer, sans risquer de grippage. De plus, le montage amovible des barres de la grille de calibrage et des bras du rotor de malaxage permet le remplacement sans difficulté de ces organes soumis à une forte usure. Suivant une autre caractéristique de l'invention, le doseur à ciment est formé par un cylindre de largeur correspondant à la largeur de travail et portant des barres radiales définissant des alvéoles de dosage, ce doseur- étant surmonté par une citerne-tampon. Ce doseur de ciment notamment réglable en hauteur par rapport à la surface de la chaussée à reconditionner, constitue un élément extrêmement important permettant d'obtenir un dosage régulier du liant dans le matériau traité sortant de la machine. En effet, comme le doseur répartit régulièrement le liant sur toute la largeur de travail de la machine, le rotor de fraisage attaque ainsi une épaisseur stratifiée composée d'une certaine épaisseur de matériau constituant l'ancienne chaussée et d'une épaisseur de liant. Comme ce liant est à sec et qu'il n'a pas été pulvérisé d'eau, il se mélange parfaitement et de façon très régulière au matériau, sous l'effet du rotor de frai sage et du rotor de malaxage. Le liant est parfaitement réparti au moment où le mélange de matériaux et de liant est humidifié par les pulvérisateurs. Suivant une autre caractéristique avantageuse de l'invention, le châssis de la grille de calibrage porte à sa base une lame située au niveau du fond de la tranchée fraisée par le rotor de fraisage. Suivant une autre caractéristique de l'invention, elle comporte un dispositif de nivellement automatique. Suivant une autre caractéristique de l'invention, la chambre de décohésion comporte des barres de décohésion et la sortie de la chambre est constituée par la grille de calibrage. Suivant une autre caractéristique de l'invention, le rotor de malaxage passe dans l'intervalle des barres de la grille de calibrage. La présente invention sera décrite de façon plus détaillée à l'aide d'un mode de réalisation d'une machine mobile de reconditionnement des chaussées, représentée aux dessins annexés, dans lesquels - la figure 1 est une vue d'ensemble de côté de la machine. - la figure 2 est une vue de côté à échelle agrandie de la machine au niveau du rotor de fraisage et du rotor de malaxage. - la figure 3 est une vue de-dessus correspondant sensiblement à la figure 2. Selon la figure 1, la machine mobile de reconditionnement des chaussées se compose d'un châssis 1 par exemple réalisé de façon mécano-soudée, et qui porte le moteur 2 servant à l'entrainement de la machine ainsi qu'à l'entraînement des différents organes de travail de la machine. Ce châssis 1 s'appuie sur des organes de roulement avant 3 et arrière 4 constitués par exemple par des chenilles, par l'intermédiaire de vérins de nivellement 5 tels que des vérins hydrauliques. La machine comporte dans le sens de déplacement un doseur à ciment 6 pour répartir une couche dosée de ciment sur la chaussée, sur une largeur correspondant à la largeur de travail. En aval du doseur de ciment 6, il est prévu un rotor de fraisage 7 dont la largeur correspond également à la largeur de travail de la machine. Ce rotor de fraisage 7 est disposé sensiblement dans la direction transversale à la direction d'avancement de la machine. Ce rotor est entouré par une chambre de décohésion 8. En aval de la chambre de décohésion 8, il y a une grille de calibrage 9 suivie d'un rotor de maxalage 10 en aval de la grille de calibrage 9 et coopérant avec celle-ci. La machine comporte également des pulvérisateurs d'eau 11 situés en amont du rotor de fraisage 7, dans la chambre de décohésion 8.Enfin, la machine comporte un système de nivellement 12 constitué par des palpeurs et un circuit de commande notamment hydraulique agissant sur les vérins de nivellement 11. La machine comporte également un poste de conduite 13 représenté schématiquement à la figure 1. De façon plus détaillée, selon la figure 1, le doseur à ciment 6 se compose d'un cylindre 20 cinstituant l'axe portant des lames radiales 21 définissant des cavités alvéolaires transversales. Ce cylindre 20 tourne dans un carter 22 terminé à sa partie inférieure par une fente de sortie 23 débouchant à une faible dis- tance au-dessus du niveau de la chaussée 24. Ce carter 22 est situé à la base d'une citerne-tampon 25 qui contient une quantité ou une hauteur déterminée de ciment 26 et forme en même temps une chambre de détente pour le ciment qui y est envoyé par l'intermédiaire du tuyau 27 à partir d'un camion-citerne non représenté, par un fluide porteur. L'ensemble formé par le doseur à ciment 6 et la citerne 25 est porté de façon réglable en hauteur par un assemblage à bras 28 et vérin de levage 29 reliés au châssis 1 de la machine. Cet ensemble est relevable dans une position haute non représentée, assurant une garde au sol suffisante pour ne pas endommager le carter 22 et la sortie 23 lorsque la machine circule sans travailler. La tringlerie 28 et le vérin 29 permet-tent d'abaisser cet ensemble à une faible hauteur (de l'ordre de quelques centimètres) au-dessus de la surface de la chaussée 24 à travailler, lorsque la machine fonctionne. I1 convient de remarque-r que selon la figure 1, la machine progresse de la droite vers la gauche. Elle attaque la chaussée 24 d'abord en y étendant une couche dosée de ciment, puis en attaquant la couche à reconditionner avec la fraise et les organes qui suivent pour former finalement un cordon 30 de matériau traité. Selon l'invention, ce cordon 30 a une largeur inférieure à la largeur de la bande de chaussée traitée ou largeur de travail comme cela sera expliqué à l'aide des figures suivantes. Selon la figure 2, le rotor de fraisage 7 se compose d'un cylindre 31 dont les extrémités portent des éléments d'axe logés dans des paliers non représentés et dont une extrémité porte un ou plusieurs pignons reliés aux chaines de transmission, attaquées par le moteur. l'axe 31 porte deux spires hélicoidales 32, 33 (figure 3) de pas sensiblement opposé, et qui se rejoignent dans le plan axial X-X de la machine Ce plan médian X-X de la machine ne correspond pas au plan médian Y-Y du rotor, car la largeur du rotor correspond à la largeur de travail alors que la largeur de la machine est plus faible. Le fond des gorges 34 entre les spires 32, 33 est garni de dents non représentées. I1 en est de même que l'arête extérieure des spires 32, 33. Les dents du fond des gorges 34 décrivent un cercle 35 et les dents des spires 32, 33 décrivent un cercle 36 (figure 2). Le rotor 7 est entraîné dans le sens de la flèche A c'est-à-dire que si la direction d'avancement de la machine est la direction représentée par la flèche B, le rotor A a tendance à soulever la chaussée 24 comme cela est représenté. La chambre de décohésion 8 se compose d'un carter 40 constitué en grande partie par une tôle épaisse. Ce carter 40 entoure la plus grande partie du rotor 7 c'est-à-dire la partie supérieure du rotor entre l'avant du rotor au-dessus de la chaussée 24 à traiter et l'arrière du rotor. A l'avant, la chambre de décohésion porte des pulvérisateurs 11 déjà décrits. Ces pulvérisateurs sont sensiblement dirigés vers l'arrière de façon à projeter de l'eau sur les morceaux de gravats et plus généralement de matériaux fraisés dans la chaussée 24. Ces matériaux sont projetés dans la chambre comme cela est représenté. A la base de la paroi avant 41 de la chambre de décohésion, il est prévu une barre de décohésion 42 qui retient et brise la bande 43 de la chaussée 24 soulevée par les dents du rotor. La chambre comporte également à l'intérieur diverses barres de décohésion 44. En sortie de la chambre de décohésion 8 se trouve la grille de calibrage 9. Cette grille est formée de barres verticales 50, légèrement repliées en forme de V très ouvert. L'extrémité supérieure des barres 50 est fixée à la chambre de décohésion 40 ou au bâti de la machine par des moyens non représentés. A la partie inférieure, les barres 50 s'appuient sur une poutre transversale 51 portant également une lame 52 constituant une lame de raclage ou de fermeture d'intervalle, qui occupe l'intervalle entre l'extrémité inférieure des dents 50 et le fond de la tranchée réalisée par la fraise de façon à éviter que les morceaux de chaussée qui n'ont pas traversé la grille de calibrage ne puissent passer à l'arrière de la machine sans être conditionnés. En aval de la grille de calibrage, se trouve le rotor de malaxage 10. Ce rotor se compose d'un axe 60 constitué par une barre transversale de section rectangulaire ou de préférence carrée, et sur laquelle sont emmanchés des double-bras de malaxage 61. Les bras de malaxage 61 sont décalés angulairement les uns par rapport aux autres. De façon simple, les bras de malaxage sont décalés de 900 les uns par rapport aux autres. Toutefois avec un axe 60 polygonal à nombre de facettes plus important et à bras réalisés de façon correspondante, on peut décaler les bras de malaxage suivant un tracé hélicoidal de façon à répartir plus régulièrement les efforts sur un angle de rotation de 3600C. Ce rotor de malaxage 10 est entrainé par une transmission 62 représentée schématiquement (figure 2). La disposition du rotor de malaxage 10 par rapport à la grille de calibrage 9 est telle que les bords d'attaque dentés des bras 61 du rotor passent au moins partiellement dans les intervalles des barres 50 formant la grille de calibrage 9 pour y attaquer les morceaux de rocher ou autres, qui tentent de passer. entre les intervalles, pour en réduire les dimensions. Enfin comme déjà indiqué ci-dessus, la machine comporte des moyens de commande de trajectoire et de nivellement réglant de façon précise la profondeur de travail. REVENDICATIONS 10) Machine mobile de reconditionnement des chaussées, machine caractérisée en ce qu'elle se compose d'un châssis (1), portant le moteur d'entralnement de la machine et les organes de la machine ainsi que le poste de conduite (13), ce châssis s'appuyant sur des organes (3, 4) roulant par l'intermédiaire de vérins de nivellement (5), châssis portant dans le sens de déplacement de la machine, - un doseur à ciment (6), pour répartir une couche de ciment dosée sur la chaussée à traiter (24), sur la largeur de travail, - un rotor de fraisage (7), de largeur correspondant à la largeur de travail, ce rotor étant disposé sensiblement transversalement à la direction d'avancement de la machine, - une chambre de décohésion (8), entourant le rotor, - une grille de calibrage (9) en avant de la chambre de décohésion derrière le rotor, - un rotor de malaxage (10) en aval de la grille de calibrage (9) et coopérant avec celle-ci, - ainsi que des pulvérisateurs d'eau en amont du rotor de fraisage, dans la chambre de décohésion. 20) Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que le rotor de fraisage (7) porte deux spires héli cotidales (32, 33) à pas opposé qui se rejoignent sensiblement dans le plan médian du rotor de malaxage (10). 30) Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que le rotor de fraisage (7) est un cylindre portant deux spires hélicoldales (32, 33) à pas opposé et dont la crête ainsi que le fond (34) des gorges sont garnis de dents. 40) Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que le rotor de fraisage (7) est relié au moteur d'entrainement par une transmission formée d'au moins une chaine passant sur au moins un pignon en bout d'axe du rotor. 50) Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que le rotor de ma-laxage (10) se compose d'un axe d'entrainement (60), de section carrée, portant des double bras (61) séparés par des organes d'écartement réglables. 60) Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que la grille de calibrage (9) est formée par un ensemble de barres (50) fixées dans un châssis de support avec un écartement réglable en fonction de l'écartement des bras du rotor de malaxage (10). 70) Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que le doseur à ciment (6) est formé par un cylindre (20) de largeur correspondant à la largeur de travail et portant des barres radiales (21) définissant des cavités alvéolaires de dosage dans un carter (22) avec une fente de sortie (23), ce doseur étant surmonté par une citernetampon (25). 80) Machine selon la revendication 6, caractérisée en ce que le châssis de la grille de calibrage (9) porte à sa base une lame (51) située au niveau du fond de la tranchée fraisée par le rotor de fraisage (10). 90) Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte un dispositif de nivellement automatique. 100) Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que la chambre de décohésion (8) comporte des barres de décohésion (43, 44) et la sortie de la chambre est constituée par la grille de calibrage (9). 110) Machine selon l'une quelconque des revendications 1, 5, 6, 8, 10, caractérisée en ce que le rotor de malaxage (10) passe dans l'intervalle des barres (50) de la grille de calibrage (9).