Brevet FR2668512A1 — publié le 19920430

MACHINE DE MISE EN OEUVRE DE MATERIAUX ROUTIERS L'objet de la présente invention concerne une machine de mise en oeuvre de matériaux routiers généralement constitués par des granulats enrobés ou non par des liants hydrauliques bitumineux, par exemple des bétons bitumineux. La machine selon l'invention est en particulier destinée à assurer le répandage de couches de revêtement routier qui, en fonction des circonstances, doivent être appliquées aussi bien en couches ultra- minces d'épaisseur aussi constante que possible, ou bien en couches d'épaisseur plus grande, notamment en vue d'assurer un reprofilage de la chaussée. L'objet de la présente invention trouve donc son application dans le domaine de l'entretien et de la réalisation de divers types de couches de chaussée. Le dépôt de bétons bitumineux en couches ultra-minces, i e. inférieures à environ 2 centimètres, ou encore correspondant à une épaisseur voisine de la dimension granulométrique maximale des gravillons, soulève des problèmes souvent difficiles voire impossibles à résoudre de façon satisfaisante. Ces difficultés ne peuvent être écartées qu'en préparant soigneusement le support pour lui conférer une surface parfaitement lisse, ce qui, dans la pratique, est souvent irréalisable. Au surplus, le répandage de couches ultra-minces de bétons bitumineux endommage très souvent les tables des finisseurs qui s'usent prématurément au contact des granulats de plus grande dimension qui émergent de la couche ultra-mince de revêtement. Enfin, les plus gros gravillons sont parfois entraînés par le bord arrière de la table du finisseur, ce qui provoque des traînées de gravillons et engendre des inégalités de surface. Ces inconvénients majeurs peuvent être définitivement écartés à l'aide de la machine de mise en oeuvre selon l'invention. La machine selon l'invention présente également l'avantage de pouvoir très facilement et très rapidement s'adapter à l'application d'autres types de revêtements, par exemple à l'application de couches d'épaisseur plus grande pouvant aller jusqu'à 5 ou 6 centimètres et voire davantage, en particulier dans le cas de reprofilage de chaussées très irrégulières. La présente invention a également eu pour but de concevoir une machine permettant l'exécution de répandage de matériaux routiers à des vitesses beaucoup plus élevées que celles observées avec tous les types de finisseurs traditionnels Avec la machine objet de la présente invention, il est possible d'atteindre des vitesses d'application allant jusqu'à 15 à 20 mètres par minute. Conformément à la présente invention, la machine de mise en oeuvre de matériaux routiers est du type comportant un châssis équipé de moyens de roulement et apte à être couplé à un moyen de traction destiné à assurer son avancement sur le sol Elle est caractérisée en ce qu'elle comporte une trémie de densification et de distribution dudit matériau, trémie dont l'orifice inférieur est disposé à proximité du sol Elle se caractérise en outre par la présence d'une barre vibrante montée au voisinage immédiat du bord transversal arrière de ladite trémie. D'autres caractéristiques et avantages de l'objet de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée faite ci-après notamment en référence à la figure annexée qui représente une vue schématique de côté de la machine selon l'invention, couplée à un tracteur alimenteur. Toute la partie gauche de la figure portant la référence générale 10 représente un tracteur alimenteur. Il s'agit là d'un moyen de traction particulier destiné à assurer l'avancement sur le sol de la machine selon l'invention. Ce tracteur alimenteur 10 remplit les fonctions principales suivantes Par sa partie avant, il pousse les camions semi-remorques pendant le répandage, il reçoit et transfert les matériaux déversés par ces camions dans la capacité de réception et de stockage 12 Le transfert vers l'outil de mise en oeuvre, à une hauteur appropriée, étant effectué par un organe de transfert par exemple un convoyeur à barreaux 14. Enfin, le tracteur alimenteur doit présenter une gamme de vitesse d'avance adaptée aux différents types d'application de revêtements routiers. La machine selon la présente invention comprend tout d'abord une trémie de densification et de distribution 16. Cet outil de répandage est tracté par le véhicule automoteur alimenteur 10 sans que les dénivelés verticaux enregistrés par ce véhicule soient répercutés sur l'assiette de l'outil par rapport au support. Compte-tenu de la hauteur nécessaire de la trémie 16, le convoyeur à barreaux 14 doit être agencé de façon inclinée, de façon que son extrémité haute de déversement se situe au droit de l'ouverture supérieure de la trémie de densification et de distribution 16. Ainsi, on dispose d'une capacité de stockage importante du matériau à appliquer. Tout d'abord, la trémie 16 ayant avantageusement une largeur de l'ordre de 3 mètres peut présenter, dans la pratique, des capacités voisines d'environ 4 tonnes d'enrobés. Cette trémie 16 est en outre attelée au tracteur alimenteur qui reçoit les matériaux et présente à cet effet une première capacité de réception et de stockage 12 à laquelle s'ajoute la réserve constituée par la veine de matériaux accumulés sur le convoyeur 14. Conformément à la présente invention, la trémie de densification et de distribution 16 présente un orifice inférieur 18 disposé à proximité du sol. Dans la pratique, cette ouverture 18 se situe à quelques centimètres du sol, et ceci de manière à éviter toute ségrégation du matériau routier vers l'avant. Une bavette 19 peut en outre être mise en place le long du bord transversal inférieur avant de la trémie 16. Cette trémie 16 est tractée par l'intermédiaire de deux bras articulés 20, chacun sur un axe 21 placé au milieu de l'empattement de la machine. La trémie 16 peut bien sûr être montée fixe sur son châssis avec un empattement qui sera adapté au mode de mise en oeuvre particulier choisi C'est ainsi qu'un empattement court, c'est-à-dire le plus proche possible des flancs avant et arrière de la trémie, va permettre de suivre au plus juste le profil en long du support Dans pareille condition, que l'on applique des couches minces ou des couches plus épaisses, on assure un effet de reprofilage. Dans le mode de réalisation particulier décrit, la trémie 16 est montée sur des bras latéraux 22 eux-mêmes articulés sur les bras 20 au niveau d'un axe de pivotement transversal 24 qui est agencé en avant de la trémie 16 et qui est supporté par deux roues folles 26 Les bras latéraux 22 s'appuient par ailleurs, en arrière de la trémie 16, sur un dispositif de précompactage Ce dernier peut être constitué par une plaque Tisseuse et/ou un cylindre L'un et/ou l'autre des deux dispositifs de précompactage peut avantageusement être animé d'un mouvement vibratoire. Dans le mode de réalisation représenté, ce dispositif de précompactage est un cylindre vibrant 28. Bien entendu, la trémie est montée de façon relevable, principalement pour le transfert, par l'intermédiaire de deux vérins 30 placés de part et d'autre de cette dernière. La trémie de densification et de distribution du matériau routier présente une forme qui a été déterminée pour assurer un bon écoulement permanent dudit matériau. Dans la pratique, une telle trémie 16 peut présenter une section droite, dans la direction d'avancement de la machine, se rétrécissant vers le bas A cet effet, l'une et/ou l'autre des parois transversales avant et arrière de cette trémie 16 peuvent être inclinées. Dans la pratique, la détermination de la forme particulière de la trémie, laquelle peut éventuellement dépendre de la nature particulière du matériau routier répandu, résulte en fait d'un compromis entre la nécessité d'assurer un écoulement permanent du matériau, et l'obligation de maintenir une hauteur de remplissage suffisante pour permettre au matériau accumulé dans la trémie 16 d'assurer une fonction de densifica- tion sous l'effet de son propre poids, à la base de la trémie. Il est clair que la fonction de densification présente un intérêt tout particulier dans l'application de couches d'une certaine épaisseur, mais elle présente également un avantage décisif dans le cas de l'application de couches ultra-minces étant donné que, dans pareille situation, sous l'effet du poids de la matière accumulée dans la trémie 16, on obtient une pression au sol qui favorise la fixation des granulats dans la couche d'accrochage. En vue d'assurer le dépôt d'une telle couche d'accrochage, l'ensemble tel que représenté à la figure annexée peut en outre être équipé d'une rampe transversale de pulvérisation de liants bitumineux, portant la référence 32. Bien entendu, la rampe de pulvérisation 32 est disposée en avant de la trémie 16, elle peut être alimentée par un camion ravitailleur suivant la machine. Différentes expérimentations ont été réalisées afin de déterminer quelle devait être la hauteur moyenne de remplissage de la trémie, en régime de fonctionnement permanent, pour assurer une bonne fonction de densification, de distribution et d'accrochage du granulat sur la couche de liant. Il s'est avéré qu'une hauteur minimale de remplissage comprise entre 0,5 et 1,2 mètre, en particulier une hauteur d'environ 80 cm, donnait des résultats entièrement satisfaisants. On précisera en outre que, dans le cas d'une trémie ayant une dimension transversale de 3 mètres, l'ouverture 18 présentait une dimension transversale voisine de 80 centimètres. Les opérations de répandage de bétons bitumineux tradition- nels effectuées dans ces conditions se sont avérées entièrement satisfai- santes. Il est toutefois possible pour améliorer les conditions de mise en oeuvre, d'avoir recours à une trémie 16 calorifugée. Tel que cela se trouve schématisé sur le dessin annexé, le montage particulier de la trémie 16 sur le châssis permet l'application du matériau en couches ultra-minces. A cet effet, la trémie est montée sur des bras 22 articulés sur un axe de pivotement 24, lequel est agencé en avant de ladite trémie et se trouve supporté par les roues folles 26 Dans ce cas, on assure un bon effet de reprofilage. L'articulation de l'axe de pivotement transversal 24 est apte à être bloquée, et les roues folles 26 peuvent être simultanément escamotées, ceci de façon à transformer ce mode de montage de la trémie en un autre type de montage permettant d'assurer un revêtement de couches généralement appliqué en plus grande épaisseur. Une vis transversale 34 assurant la répartition du matériau accumulé dans la trémie se trouve avantageusement montée dans la partie supérieure de cette dernière. Dans la pratique, il est possible d'avoir recours à une vis présentant des filets inversés tendant à ramener le cône d'accumulation centrale de matière en direction des parois latérales de la trémie 16. Toujours à la partie supérieure de la trémie 16, il peut également être avantageux d'agencer des palpeurs de détection du niveau minimum du matériau, ces palpeurs étant conçus pour piloter le dispositif d'alimentation de la trémie. On comprend que l'on obtient ainsi une hauteur de matériau sous la vis de répartition 34 qui est suffisamment importante pour assurer un volume utile de matériau, assurant au surplus une fonction de stockage nécessaire à la mise en oeuvre d'un travail en continu, ce qui permet d'éviter les conséquences néfastes des arrêts de la machine dûs à l'alternance des camions d'alimentation. Il est clair que ce phénomène d'accumulation dans la trémie 16 permet également de remplir la fonction de densification des matériaux sous l'effet de leur propre charge. La trémie 16 est en outre équipée d'un obturateur 36 qui permet de fermer la partie inférieure de la trémie 16. En position fermée, l'obturateur 36 coupe la veine de matériau contenu dans la trémie en contact avec le support et isole par conséquent le contenu de la trémie du support, ce qui permet d'obtenir des arrêts et des reprises à bords francs et rectilignes transversaux. Pour le redémarrage de la machine, l'obturateur 36 est escamoté par un vérin de commande hydraulique, ce qui permet à nouveau de libérer le matériau présent dans la trémie. Le second élément essentiel de la combinaison brevetée, est constitué par la barre vibrante portant la référence générale 38, qui est montée au voisinage immédiat du bord transversal arrière 40 de la trémie. La barre vibrante 38 est animée d'un mouvement vibratoire, soit mono soit polydirectionnel Les mouvements vibratoires monodirec- tionnels seront généralement verticaux. La fréquence des vibrations de la barre 38 est réglable entre des valeurs comprises entre 5 et 50 Hz. Dans la pratique, une fréquence de vibration de l'ordre de Hz, a conduit à des résultats tout-à-fait satisfaisants. L'amplitude des vibrations de la barre 38 peut également être réglable, par exemple dans des plages de valeurs comprises entre l et 8 millimètres Dans le cas d'une barre vibrante dans le sens vertical avec une fréquence de l'ordre de 25 Hz, une amplitude de variation de l'ordre de 8 millimètres a conduit à des résultats tout-à-fait satisfaisants dans le cas de bétons bitumineux traditionnels. Enfin, il est clair que la barre vibrante 38 elle-même se trouve montée sur un support qui peut être réglé en position verticale. Il convient enfin d'ajouter que, de façon avantageuse, le bord arrière 40 de la trémie 16 est équipé d'une bavette non représentée en détail, disposée de façon avantageuse au contact de la barre vibrante 38. Cette mise en contact de cette bavette avec la barre 38 peut être réalisée dans la pratique à l'aide d'un moyen de rappel élastique. D'un point de vue fonctionnel, on précisera que la vibration de la barre 38 participe au sertissage des agrégats entre eux sur la couche d'accrochage, particulièrement dans le cas de réalisation de couches très minces c'est-à-dire lorsque l'épaisseur de la couche est proche de la plus forte granulométrie du matériau mis en oeuvre. On précisera enfin que la barre vibrante 38 est conçue avec un profil qui permet de faciliter la découpe ou le cisaillement du matériau ainsi que sa mise en place sur la couche d'accrochage. Un dispositif de réglage de bombement au centre de cette barre vibrante 38 permet d'assurer le répandage des matériaux en toit, positif ou négatif. Cette barre vibrante est avantageusement réalisée de façon extensible hydrauliquement ou mécaniquement au niveau de ces deux extrémités libres, ce qui autorise la réalisation de largeurs de travail variables. De telles extensions télescopiques de la barre vibrante 38 permettent également de favoriser la réalisation des joints, le suivi des bordures et analogues car elle peuvent être commandées en fonction des situations particulières manuellement ou automatiquement. Pour alimenter cette partie supplémentaire en matériau de revêtement, il est possible de prévoir sur les faces latérales de la trémie 16, dans leur partie inférieure, des sortes de chattières fermées par des volets escamotables. Lorsque les chattières sont ouvertes, de la matière addition- nelle est délivrée pour assurer temporairement de plus grandes largeurs de travail Des goulottes de répandage peuvent également être prévues pour assurer une bonne répartition de la matière additionnelle à mettre en oeuvre. REVENDICATIONS 1 Machine de mise en oeuvre de matériaux routiers, en particulier pour le répandage de couches de revêtement routier destinées à être appliquées en couches de différentes épaisseurs, notamment de béton bitumineux en couches ultra-minces, du type comportant un châssis équipé de moyens de roulement et apte à être couplé à un moyen de traction destiné à assurer son avancement sur le sol, caractérisée en ce qu'elle comporte une trémie ( 16) de densification et de distribution dudit matériau dont l'orifice inférieur ( 18) est disposé à proximité du sol, ainsi qu'une barre vibrante ( 38) montée au voisinage immédiat du bord transversal arrière ( 40) de ladite trémie ( 16). 2 Machine de mise en oeuvre de matériaux routiers selon la revendication 1, caractérisée en ce que la trémie ( 16) présente une forme déterminée pour assurer un bon écoulement permanent dudit matériau. 3 Machine de mise en oeuvre de matériaux routiers selon les revendications 1 et 2, caractérisée en ce que la trémie ( 16) présente une grande hauteur de remplissage permettant de recevoir en permanence une quantité de matériau suffisante pour assurer sa densification sous l'action de son propre poids. 4 Machine de mise en oeuvre de matériaux routiers selon les revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la hauteur moyenne de remplissage de la trémie, en régime de fonctionnement, est comprise entre 0,5 et 1,2 mètre. Machine de mise en oeuvre de matériaux routiers selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la trémie ( 16) est montée sur des bras articulés ( 22) sur un axe de pivotement transversal ( 24) agencé en avant de ladite trémie et supporté par des roues folles ( 26), lesdits bras s'appuyant en arrière de la trémie sur un dispositif de précompactage ( 28), tel qu'une plaque Tisseuse et/ou un cylindre vibrant(s). 6 Machine de mise en oeuvre de matériaux routiers selon la revendication 5, caractérisée en ce que l'articulation sur l'axe de pivotement transversal ( 24) est apte à être bloquée et les roues folles ( 26) aptes à être simultanément escamotées en vue d'appliquer un revêtement de couche avec effet de reprofilage. 7 Machine de mise en oeuvre de matériaux routiers selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce qu'une vis transversale ( 34) de répartition -du matériau est montée dans la partie supérieure de la trémie ( 16). 8 Machine de mise en oeuvre de matériaux routiers selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce qu'à la partie supérieure de la trémie, sont agencés des palpeurs de détection du niveau minimum du matériau, aptes à piloter un dispositif d'alimentation de la trémie. 9 Machine de mise en oeuvre de matériaux routiers selon la revendication 8, caractérisée en ce que la trémie comporte un obturateur mobile ( 36) de l'orifice inférieur ( 18). Machine de mise en oeuvre de matériaux routiers selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que la barre vibrante ( 38) est animée d'un mouvement vibratoire mono ou polydirectionnel. 11 Machine de mise en oeuvre de matériaux routiers selon la revendication 10, caractérisée en ce que la fréquence des vibrations de la barre vibrante ( 38) est réglable de 5 à 50 Hz. 12 Machine de mise en oeuvre de matériaux routiers selon les revendications 10 et 11, caractérisée en ce que l'amplitude de vibration de la barre vibrante ( 38) est réglable entre 1 et 8 millimètres. 13 Machine de mise en oeuvre de matériaux routiers selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisée en ce que la barre vibrante ( 38) est montée sur un support réglable en hauteur. 14 Machine de mise en oeuvre de matériaux routiers selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisée en ce qu'entre le bord arrière de la trémie ( 16) et la barre vibrante ( 38), est interposé un déflecteur avantageusement appliqué contre la barre vibrante à l'aide d'un moyen de rappel élastique.