Brevet FR2657366A1 — publié le 19910726

PROCEDE PERMETTANT LA CONSTRUCTION D'UN OUVRAGE A DEUX VOIES SUPERPOSEES, PLACE DIRECTEMENT SUR UNE CHAUSSEE EXISTANTE, LA CONSTRUCTION ETANT FAITE SANS NEUTRALISER LA CIRCULATION. (LAL: Liaisons autoroutières légères) LAL (Fig l) est un dispositif qui permet d'augmenter la capacité de trafic d'autoroutes existantes, ayant actuellement 2 fois 3 voies (Fig 2) ou 2 fois 4 voies. LAL découle d'une simple observation: sur une autoroute toutes les voies permettent la circulation des "Poids Lourds", c'est à dire qu'en tout point la chaussée est calculée pour supporter la charge d'un essieu de 13 tonnes, et la hauteur sous les ponts est de 5 00 mètres Or les voies de gauche sont réservées aux voitures particulières, ou pourraient l'être sans gêne pour le trafic Une voiture particulière pèse moins de 2 tonnes et a une hauteur inférieure à 2 00 mètres. LAL est donc un dispositif (Fig 1 et Fig 2) qui permet de faire circuler deux voitures particulières, l'une au dessus de l'autre, sur une voies (ou les voies) de gauche, tout en laissant (sans changement) les deux voies de droite ouvertes au trafic des "Poids Lourds", des véhicules utilitaires ainsi que des voitures particulières qui viennent d'accéder à l'autoroute ou qui veulent en sortir. LAL est un système de construction basé sur deux séries de principes qui se croisent et se renforcent mutuel- lement. 1 er principe sur une voie d'autoroute, LAL apporte deux voies superposées. 2 ème principe: LAL ne nécessite pas de travaux préliminaires; tels que fondations, modifications des rampes d'accès et des ponts existants. 3 ème principe: pendant les heures de pose (par exemple entre 22 heures et 6 heures) la pose de LAL ne neutralise qu'une seule des trois ou quatre voies de l'autoroute. éme 4 principe: le trafic autoroutier est rétabli complètement dès la fin du chantier (par exemple 6 00 heures) sur la voie précédemment neutralisée. ème principe: la préfabrication des ouvrages (Fig 3, 4 et 5) selon les techniques éprouvées de l'indus- trie du Bâtiment, permet une grande rapidité d'exécution et une forte économie par rapport à des solutions tradi- tionnelles. Principe A: la charge des pièces préfabriquées ( 12 tonnes) est inférieure à celle de l'essieu de 13 tonnes. Ces pièces peuvent donc être posées directement sur l'autoroute, sans fondations préliminaires. Principe B: l'utilisation d'une machine spécialement adaptée (qui peut ressembler à un diplodocus), (Fig 6) permet, d'une part la pose rapide et automatique des éléments préfabriqués, d'autre part la libération complète de la voie de pose (Fig 7) en dehors des heu- res de chantier. Principe C: les dimensions des pièces les rendent très maniables; l'une d'elles est inférieure à 2 50 mètres, ce qui évite les transports en convoi exceptionnel et permet le passage des pièces sous la machine de pose. LAL se présente comme une chaine d'éléments assemblés entre eux par des attaches métalliques ou des cables de précontainte. Chaque élément est constitué d'une dalle-radier (Fig 3 détail 1) qui assure la répartition des charges sur la chaussée et permet le roulement des voitures au niveau bas, de deux parois ajourées ( 2-3) et d'une dalle supérieure ( 4) qui permet le roulement des voitures au niveau haut La hauteur sous la dalle supérieure est de 2 20 mètres, la largeur entre les parois verticales est de 3 10 mètres la largeur hors tout est de 3 50 mètres, augmentée de l'épaisseur d'une glissière de protection. Les éléments sont posés sur un bain de mortier maigre ( 5) pour servir d'interface entre la surface du revêtement autoroutier et la sous-face du radier. Les éléments sont assemblés par des dispositifs méca- niques ( 6) ou par précontrainte ( 10), et cloutés dans la chaussée de l'autoroute ( 7). Un tapis bitumineux ( 8) assure la couche de roulement et corrige les légers affleurements éventuels. Des garde-corps de protection ( 9) sont fixés après coup. Une signalisation électronique ( 11) assure la fluidité du trafic, notamment en cas de panne d'un véhicule. Il existe trois sortes d'éléments: Les éléments courants du type A (Fig 3). Les éléments du type B (Fig 4) sont semblables aux précédents, mais ils sont munis de gaines de précon- trainte ( 10); ils peuvent être assemblés par précontrainte à la manière des voussoirs d'un pont. Les éléments du type C, Cl ou C 2 (Fig 5) sont placés deux par deux, aux endroits o l'on souhaite que les véhicules puissent changer de voie Cette procédure sera décrite plus loin Les éléments Cl et C 2 sont assem- blés entre eux par précontrainte ( 10) Des étais de manutention ( 12) sont en place jusqu'à la fin de la précontrainte. Des pièces de raccordement (Fig 8 18, 19, 20) sont collées aux extrémités des dalles, afin de répondre aux courbures de l'autoroute existante ou à ses changements de pente Ces pièces sont collées en usine, juste avant le transfert des pièces préfabriquées. Les éléments préfabriqués (A B Cl et C 2) sont posés à l'aide d'une machine spéciale, dont le principe est défini en Fig 7 et 8. C'est un engin automoteur (électrique) qui se met automatiquement en position,de travail sur quatre patins actionnés par des vérins ( 13). La machine passe sous les ponts et son encombrement en largeur est celui d'une voie. En dehors des heures de service, une voiture passe aisément (largeur 2 50 m) entre les montants verticaux. En partie haute, deux poutres triangulées ( 14) permet- tent le roulement d'un chariot ( 15) L'ensemble s'apparente à une flèche de grue. Concrètement, la machine prend à l'aide d'un cadre et d'élingues ( 16) un élément préfabriqués, apporté de l'usine par une remorque Elle le déplace jusqu'à son emplacement, le fait tourner de 900 et le pose Les vérins sont ensuite relevés La machine se déplace sur 2 40 m Les vérins sont descendus et le cycle recommence Un cycle dure de 20 à 30 minutes. Une machine peut poser 2 éléments à l'heure, soit 40 mètres par nuit et un kilomètre par mois Deux machines peuvent travailler côte à côte; elles peuvent également travailler à chaque extrémité de la chaine qui progressera ainsi à la vitesse de 2 kilomètres par mois et probablement davantage. Sur la face intérieure du chassis, sont placés des roules verticaux ( 17) pour amortir les chocs lors des manutentions et éventuellement ceux des voitures. La seule gêne au trafic est rencontrée pendant l'exé- tion des échangeurs; les échangeurs d'extrémités sont de dimensions modestes et peuvent être exécutés dans un délai très court Les échangeurs intermédiaires sont des ouvrages plus importants; ils peuvent être exécutés rapidement avec des éléments préfabriqués. Il semblera judicieux d'espacer les échangeurs afin d'assurer une circulation expresse pour les voitures qui emprunteront LAL. Il paraît également opportun de limiter à 80 km/h la vitesse sur LAL ( vitesse habituelle sur les autoroutes urbaines) Il y a tout lieu de penser que le fait de rouler dans une sorte de tube, conduira automatiquement les auto- mobilistes à adopter cette vitesse On notera qu'une vites- se régulière et l'impossibilité de changer de voie (sauf cas d'urgence) diminuera considérablement le risque d'ac- crochage, cause très importante d'engorgement des auto- routes Afin d'assurer le maximum de sécurité, le changement de voie en partie basse s'effectue comme indiqué en Fig 9. La panne du véhicule L actionne les feux rouges ( Fl et F 2) et ouvre une barrière ( 21) Les véhicules de la file N sont arrêtés; ceux de la file M quittent la voie de gauche pour celle de droite Pendant quelques minutes l'alternance se fait entre les deux files, cependant que l'entrée de la voie de gauche reste fermée tant que le véhicule en panne n'a pas été dégagé (par l'aval) Le système peut être actionné par un gardien devant un écran informé par des caméras On peut également imaginer que la barrière est ouverte dès lors qu'une voiture est arrêtée en face d'elle depuis, par exemple, une minute; le feu F 2 est actionné en même temps; d'une façon générale, une signalisation électronique simple peut limiter les conséquences de la panne d'un véhicule. La hauteur de 2 20 m (page 2 ligne 31) peut être portée à (H 0 40)/2 si la hauteur sous les ponts existants est supérieure à 4 80 mètres De même, la largeur de 3 10 m (ligne 33) peut être augmentée là o la charge portante ou la largeur de l'autoroute le permet. REVENDICATIONS 1/ Procédé de transformation rapide d'autoroutes (ou de routes) existantes, pour en augmenter la capacité de trafic, procédé consistant à poser sur la partie centrale de cette route ou autoroute une série d'éléments comprenant chacun une dalle supérieure destinée à constituer une voie supplémentaire de roulement, puis à les assembler; procédé caractérisé en ce que: on utilise des éléments préfabriqués en forme de caisson, comprenant chacun, en plus de la dalle supérieure ci-dessus, deux parois latérales ajourées et une dalle-radier inférieure en béton armé, celle-ci destinée à reconstituer la voie de roulement préexistante. on pose directement ces éléments sur la voie existante, sans exécuter au préalable des travaux de fondations à travers celle-ci; on réalise l'adhésion de la dalle-radier au moyen d'un mortier à prise rapide qui sert d'interface; on bloque éventuellement la dalle-radier avec la chaussée existante par cloutage. 2/ Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que: sur les voies de gauche de chaque sens de l'autoroute, on dispose les caissons en deux rangées accolées; les deux voies de droite dans chaque sens sont laissées sans changement à la circulation des véhicules, notamment des camions, ainsi qu'aux accès aux rampes d'entrée et de sortie. sur l'ouvrage crée au moyen des caissons, les deux voies supérieures sont affectées à la circulation dans un sens, et les deux voies inférieures dans l'autre. 3/ Procédé selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que les éléments préfabriqués de transformation sont posés sur un bain de mortier servant d'interface entre eux et la surface de la voie existante correspondante 4/ Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'assemblage, les uns aux autres, des éléments préfabriqués de transformation, peut être réalisé par un procédé de précontrainte. 5/ Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la solidarisation des éléments préfabriqués, avec la chaussée à transformer est assurée par cloutage. 6/ Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que des pièces de raccordement nécessitées par l'adaptation des caissons aux pentes et aux courbures de l'autoroute, leur sont accolées en usine. 7/ Eléments préfabriqués pour la mise en oeuvre du procédé de transformation selon l'une des revendications précédentes, éléments compatibles, d'une part grâce à leur poids à la charge portante de la chaussée de l'autoroute à transformer, d'autre part grâce à leurs dimensions à la largeur des voies de cette autoroute et à la hauteur libre sous les ponts qui la surplombent; éléments caractérisés en ce que chacun d'eux est constitué de: une dalle-radier inférieure devant à la fois constituer la voie inférieure de roulement et assurer la répartition des charges du caisson en service sur la chaussée existante; une dalle supérieure destinée à constituer une voie supérieure de roulement; deux parois latérales ajourées. 8/Eléments selon la revendication N 07, caractérisés en ce que certains d'entre eux sont agencés pour permettre, au niveau inférieur, le transfert de la circulation entre une voie et la voie adjacente. 9/ Machine pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que celle-ci consiste en un engin automoteur comportant des montants verticaux entre lesquels une voiture peut passer et qui sont pourvus de quatre patins d'appui actionnés par des vérins, la partie supérieure de cet engin étant équipée de deux poutres longitudinales sur lesquelles se déplace un chariot qui permet d'effectuer la pose d'un élément préfabriqué de transformation à l'endroit voulu.