Brevet FR2687699A1 — publié le 19930827

DISPOSITIF POUR LA PREFISSURATION DE MATERIAUX AUX LIANTS HYDRAULIQUES COMPACTES La présente invention a trait au domaine de la construction, du renforcement et de la réfection de chaussées ou autres ouvrages. Elle concerne un dispositif destiné à supprimer ou réduire la remontée, dans les couches supérieures, de fissures de retrait de matériaux traités aux liants hydrauliques compactés, en particulier, quoique non exclusivement, d'assises de chaussées. Le terme de "matériaux..." utilisé dans la description, s'entend d'une façon générale comme toute composition destinée à être appliquée sur une assise (de chaussée, plate-forme ou autre comprenant une charge telle que graves, sable ou autres matériaux fins ainsi qu'un liant hydraulique tel que ciment, ou équivalent, ladite composition étant destinée à être compactée avant mise en service de l'ouvrage à réaliser ou rénover. On sait que l'utilisation de tels matériaux compactés en assise d'ouvrage amène, si aucune disposition particulière n'est prise, à la remontée de fissures de retrait dans la ou les couches supérieures de revêtement, comme par exemple la couche de roulement, en enrobé bitumineux ou autre composition. Pour résoudre ce problème, il est connu de pratiquer une préfissuration de l'assise traitée au liant hydraulique. Cette technique permet de limiter les mouvements verticaux et horizontaux des fissures et, de de ce fait, la transmission de fissures dans les couches supérieures. En pratique, on réalise des amorces de fissuration transversale avec un espacement, entre les sillons ainsi creusés, de 2 à 3 mètres environ, donc nettement inférieur en général à l'espacement d'une fissuration naturelle. Parmi les dispositifs préfissuration connus à ce jour, on retiendra essentiellement deux groupes de réalisations. Selon la technique dite C.R.A.F.T., (marque déposée de Cochery-Bourdin-Chaussé) on utilise un engin muni d'un outil sabot muni d'un soc, pour l'ouverture d'un sillon, et permettant l'injection d'un liant, du type émulsion de bitume. Le liant empêche la prise du ciment au droit du film d'émulsion. Un tel traitement mixte (ciment/émulsion), nécessite un dosage de constituants et un choix d'émulsion qui sont difficiles à maîtriser. Conformément à un autre procédé dit à "joint actif", on utilise un dispositif qui creuse de façon importante la grave hydraulique ou assise de façon à pouvoir insérer dans la gorge obtenue un épais élément plastique de forme ondulée. Après bouchage, on applique le revêtement final.Ce dispositif présente l'inconvénient d'exiger un sillon très large, généralement de 15 à 30 cms, et d'être d'une mise en oeuvre difficile. L'invention se situe dans ce domaine de la préfissuration avec interposition d'un élément ou moyen étranger au matériau traité au liant hydraulique à compacter. Elle vise un dispositif présentant, entre autres, l'davantage d'une mise en oeuvre facile et rapide, et donnant lieu à un bon arrangement des granulats de matériaux pour obtenir une compacité optimale. La préfissuration consiste, à creuser à intervalles réguliers des sillons de faible largeur, et à déposer simultanément, dans les amorces de fissuration provoquées, et de façon verticale, une bande de très faible épaisseur, avantageusement continue et de matière plastique. On procède ensuite, de façon connue au compactage du matériau traité au liant hydraulique. La bande est posée de telle sorte que le bord supérieur de celle-ci soit situé à une certaine distance de la surface du matériau de façon que la bande ne soit pratiquement pas touchée lors des opérations finales, classiques, de réglage et compactage du matériau. En pratique, pour un sillon creusé par exemple à 10-30 centimètres de la surface du matériau, la hauteur de la bande déposée varie de 5 à 20 centimètres environ. D'une façon générale, la profondeur de pose doit avantageusement être comprise entre le quart et la moitié de la profondeur du sillon. L'épaisseur du film est avantageusement très faible, par exemple inférieure à 80 ym. Cela permet de réduire simultanément le coût de la matière utilisée tout en obtenant des résultats optimum. Une matière plastique utilisée peut-être celle couramment commercialisée comme par exemple du polychlorure de vinyle, du polystyrène basse densité, des polymères ou copolymères d'oléfines ou autres plastiques connus équivalents. Par ailleurs, la largeur du film utilisé est choisie préférentiellement de façon à ce qu'elle soit comprise entre le quart et la moitié de l'épaisseur du matériau à préfissurer. On comprendra qu'en pratique, et comme il sera à nouveau précisé ci-après, l'amorce de fissuration est constituée par un sillon très étroit, par exemple de largeur de l'ordre de 1 centimètre environ, ou quelques centimètres au maximum, qui se rebouchera ensuite après l'introduction du mince film plastique. La faible épaisseur du film permet sa déformation, lors du compactage, par les squelettes granulaires du matériau d'assise, ce qui assure l'arrangement régulier des granulats et un bon transfert de charge pour le revêtement final. L'invention a pour objet un dispositif de préfissuration pour la mise en oeuvre d'un procédé permettant de supprimer ou réduire la remontée, dans les couches supérieures, de fissures de retrait de matériaux traités aux liants hydrauliques, notamment d'assise de chaussée, selon lequel procédé on pratique une préfissuration dans lesdits matériaux à compacter après leur répandage, en creusant, à intervalles sensiblements réguliers, des sillons de faible largeur dans lesquels on dépose verticalement lors de la préfissuration d'un film à faible épaisseur, ledit dispositif comportant un outil sabot muni d'un soc au niveau duquel se déroule le film caractérisé en ce qu'il cpmporte en outre des moyens de blocage et de freinage du film sur lesquels on a prévu par ailleurs des amorces de rupture. L'invention a également pour objet un dispositif de préfissuration pour la mise en oeuvre d'un procédé permettant de supprimer ou réduire la remontée, dans les couches supérieures, de fissures de retrait de matériaux traités aux liants hydrauliques, notamment d'assise de chaussée, selon lequel procédé on pratique une préfissuration dans lesdits matériaux à compacter après leur répandage, en creusant, à intervalles sensiblements réguliers, des sillons de faible largeur dans lesquels on dépose verticalement lors de la préf issuration d'un film continu à faible épaisseur, ledit dispositif comportant un outil sabot muni d'un soc au niveau duquel se déroule le film caractérisé en ce que l'outil sabot est monté mobile sur un premier support mobile par rapport à un second support fixe d'un engin automoteur. D'autres détails et caractéristiques ou moyens secondaires apparaîtront ci-après au cours de la description plus complète d'un mode de réalisation non limitatif illustré par les dessins annexés dans lesquels - la figure 1 représente de manière schématique, l'outil de préfissuration selon une vue en coupe longitudinale; - les figures 2a et 2b constituent chacune une vue en coupe, selon la ligne II-II de la figure 1, de l'outil de préfissuration, c'est à dire de l'outil sabot ; - les figures 3a et 3b sont des représentations schématiques du mode de sortie latérale du film ; - la figure 4 une vue en coupe de l'outil de préfissuration selon la ligne IV-IV de la figure 1 ; - la figure Sa représente le dispositif préfissuration ; ; - la figure 5b représente la position initiale limite de l'outil de préfissuration fixé sur deux poutres; - la figure 5c représente la position finale limite de l'outil de préfissuration fixé sur deux poutres ; - la figure 6 est une représentation schématique en coupe transversale de ces poutres et des pieds réglables. Le matériel objet de l'invention et dont le déplacement est assuré par l'ensemble automoteur, est un outil sabot 1 ou outil de préfissuration relié par sa face supérieure 2 directement ou indirectement à l'engin roulant, et dont la paroi avant revêt la forme d'un soc 3 dont la hauteur de pénétration dans le matériau varie en fonction de la largeur du film plastique utilisé. Le soc peut avoir comme illustré sur la figure 1, une forme cintrée, bien adaptée pour équilibrer les efforts lors des préfissurations. Les parois relativement rapprochées de l'outil sabot 1 enferment une cassette amovible 4, introduite dans l'outil par relevage d'un volet 5 dont la fermeture entraîne le blocage de la cassette. Cette dernière, grâce à sa face inférieure 6 inclinée à 450, permet lors de l'avancée de l'outil selon la flèche 7 le changement de direction du film 8 qui descend verticalement le long de la cassette 4 pour pénétration dans le matériau 10 préfissuré et reste en position après changement de direction sur le biseau 6. Comme le montrent les figures 2a et 2b, la sortie du film 8 dans le matériau 10 peut se réaliser selon l'axe de l'outil de préfissuration ou latéralement, sur le coté de cet outil. La figure 2a montre une sortie axiale du film 8 par un orifice 11. Sur la figure 2b, la sortie latérale 12 du film 8, sur le côté de l'outil sabot 1 coince avantageusement ledit film entre le matériau 10 à préfissurer et l'outil sabot 1, sur une longueur de quelques centimètres. Le coefficient de frottement entre le matériau 10 et le film 8 étant supérieur à celui qui existe entre le film et l'outil de préfissuration, le film a tendance à s'immobiliser contre le matériau. Quand le soc avance selon la flèche 7, le freinage qui en résulte favorise l'ancrage du film dans le matériau. Ainsi que le montrent les figures 3a et 3b la sortie du film peut être rectiligne verticale ou avantageusement non rectiligne verticale Dans ce dernier cas, un profil 13 du soc imprime au film une conformation par exemple sinusoïdale. Une telle conformation induit un contour maximum des granulats du matériau 10 . Le transfert de charge, lequel dépend de l'engrènement au droit de la fissure, sera alors ammélioré. Une roulette d'appui 14 est avantageusement fixée à l'arrière de l'outil sabot 1 par un bras 15, réglable par une butée, de manière à reposer sur les matériaux à compacter, à la verticale du film 8. Le déplacement du soc induit une rotation de la roulette 14 laquelle appuie alors sur la préfissure et compacte légèrement le matériau autour du ruban, freine le film et favorise ainsi son ancrage. Les roues peuvent être multiples. Néanmoins, pour des matériaux fins tels que des sables, le coefficient de frottement du matériau avec le film n'est pas toujours suffisant pour assurer un ancrage correct grâce à la sortie latérale 12 et à la roulette d'appui 14. Dans ce cas, on effectue un blocage du film au démarrage de son introduction dans le matériau. Ce blocage, non figuré ici, est effectué par exemple par une pince fixée au niveau de l'engin automoteur. Le déclenchement du blocage effectué par la pince, est avantageusement automatique ou commandé à distance pour un maintien hydraulique ou mécanique du film 8, jusqu'à ce qu'une longueur suffisante de film soit déroulée dans le matériau. Le film 8 étant ancré verticalement dans le matériau à l'arrière du soc 3, l'avance de l'outil permet son déroulement. I1 importe que, à la fin d'une passe, c'est-à-dire après la préfissuration d'une largeur de chaussée et avant la passe suivante, il y ait rupture du film tout en conservant une partie de ce dernier à l'arrière du soc 3 pour assurer le réamorçage Afin d'obtenir ce résultat, on procède à une découpe du film dans sa zone débordante, derrière l'orifice de sortie de l'outil sabot, à, au moins, une dizaine de centimètres. Conformément à un premier mode de réalisation représenté par la figure 4, le film 8 est issu d'un rouleau 16 pour être prédécoupé en 17. La prédécoupe s'effectue à une distance déterminée de la fin de la préfissure en réalisant seulement des amorces de ruptures, par exemple sous forme de pointillés, sans sectionnement du ruban. L'avance 7 de l'outil 1 et la dépose du film dans le matériau 10 continuent et, lorsque l'amorce de rupture est située à l'arrière du soc 3, on a prévu un système de blocage référencé 18 sur la figure 1 qui freine le déroulement du film. Ce système peut-être constitué par exemple par un rouleau excentrique. Lorsque le sabot continue à avancer, il y a rupture du film à l'endroit de la prédécoupe du fait de l'effort de traction subi par le film qui est ancré dans le matériau et bloqué par l'outil.La longueur du ruban qui reste à l'arrière du sabot permet l'ancrage du ruban lors de la passe suivante. Selon une variante, ou autre mode de réalisation, on peut aussi utiliser un film ou ruban prédécoupé lors de sa fabrication, par exemple selon des amorces de rupture, droites ou inclinées, disposées à intervalles réguliers ou non. Dans un cas, la rupture du film se fait au niveau d'une amorce située à l'arrière du système de blocage 18, à une distance pouvant varier jusqu'à la valeur de l'intervalle entre les prédécoupes. On prévoit alors généralement selon cette variante, un système d'amorçage 19, constitué par exemple par un rouleau de caoutchouc entraîné par moteur qui permet d'entraîner l'amorce restant à la sortie du rouleau 13 et d'ancrer la nouvelle portion de film verticalement dans le matériau 10. En pratique, il suffit d'avoir vingt à trente centimètres de film à la sortie de l'outil pour assurer le nouvel ancrage. Si cette distance est déjà atteinte, on peut alors se passer du rouleau d'amorçage 19. Il suffit d'ailleurs de régler la came qui actionne les couteaux réalisant les amorces de ruptures pour régler la longueur de l'amorce. L'outil de préfissuration est porté par un engin automoteur généralement conventionnel, par exemple du type chariot élévateur référencé 20 sur la figure 5a. La fixation de l'outil sabot 1 sur l'engin automoteur 20 s'effectue préférentiellement par l'intermédiaire de deux poutres. Une poutre fixe 21 sur l'engin automoteur et une poutre mobile 22 le long de ladite poutre fixe. La poutre mobile 22 porte l'outil de préf issuration. La poutre fixe 21 est placée de préférence devant l'engin automoteur 20, dans le sens de la largeur et vient dépasser les côtés dudit engin automoteur par exemple de quelques dizaines de centimètres pour atteindre une longueur 1 valant en pratique 2,5 m. La poutre fixe 21 est avantageusement munie de pieds. L'exemple de la figure 5a représente deux pieds 23, 24 qui reposent sur les matériaux 10. Comme le montre la figure 6, la hauteur des pieds est réglable et détermine la profondeur de pose du film 8 dans le sillon de préfissuration. Comme cela déjà été indiqué ci-dessus, la profondeur des sillons de préfissuration créée dans une assise en matériau traité aux liants hydrauliques par l'étroit soc 3 de l'outil 1 selon l'invention, peut varier de dix à trente, voire quarante centimètres. La pose verticale du film ou ruban s'effectue alors sur une hauteur de cinq à vingt centimètres et de telle sorte qu'un intervalle d'environ cinq centimètres ou plus soit prévu entre la surface du matériau et le bord supérieur du film. La poutre mobile 22 a, dans un mode de réalisation préféré de l'invention, une longueur voisine de celle de la poutre fixe 21. Comme l'indique la figure 5b, la mobilité en translation de la poutre mobile permet un éloignement de ses extrémités libres, transversalement aux côtés de l'engin automoteur, d'un côté ou de l'autre. L'entrainement de la poutre mobile 22 s'effectue par exemple par l'intermédiaire de deux vérins hydrauliques. De plus l'outil de préfissuration 1 est mobile en translation sur la poutre 22, dans le sens de la longueur de cette poutre. L'entrainement de l'outil de préfissuration s'effectue par l'intermédiaire d'une chaîne 25 reliée par exemple à un moteur hydraulique 26. L'outil sabot coulisse par exemple dans une feuillure aménagée dans la poutre 22. A une extrémité de la poutre 22, cette feuillure a un développement en arc de cercle de telle façon que le soc 3 pénètre dans les matériaux à préfissurer selon un mouvement en arc de cercle. Cette possibilité de translation supplémentaire permet un déplacement transversal total du soc 3 d'environ 1,8 1. La longueur maximale de préfissuration est donc d'environ 1,8 1 comme l'indique immédiatement une comparaison entre les figures 5b et 5c. Bien sûr, le déplacement de la poutre mobile est réglable par rapport à la poutre fixe, ce qui permet d'effectuer des préfissurations variables, en fonction de la volonté de l'utilisateur. Il est toutefois important de noter que la fixation de l'outil de préfissuration peut s'effectuer par l'intermédiaire de deux éléments de forme non parallélépipédique et même par l'intermédiaire de deux éléments différents entre eux, tout en restant dans le cadre de l'invention. De plus, il faut remarquer que l'outil de préfissuration 1 selon l'invention peut être disposé dans le sens d'avancement d'un engin automoteur de manière à réaliser ainsi des préfissures longitudinales de longueur illimité. Ainsi, une installation orthogonale de deux outils de préfissuration peut être mise en oeuvre dans le but d'effectuer un quadrillage de préfissuration. En pratique, l'outil selon l'invention peut être utilisé pour la réalisation d'amorces de préfissuration et la pose de film dans tout matériau traité par un liant hydraulique et destiné à être compacté avant mise en place de la couche finale du revêtement, par exemple en enrobé bitumineux ou autre. Les applications visent le traitement d'assises de chaussée, de plates-formes ou tous autres ouvrages de génie civil. REVENDICATIONS 1. Dispositif de préfissuration pour la mise en oeuvre d'un procédé permettant de supprimer ou réduire la remontée, dans les couches supérieures, de fissures de retrait de matériaux traités aux liants hydrauliques, notamment d'assise de chaussée, selon lequel procédé on pratique une préfissuration dans lesdits matériaux à compacter après leur répandage, en creusant, à intervalles sensiblements réguliers, des sillons de faible largeur dans lesquels on dépose verticalement lors de la préfissuration d'un film (8) à faible épaisseur, ledit dispositif comportant un outil sabot (1) muni d'un soc (3) au niveau duquel se déroule le film (8) caractérisé en ce, qu'il comporte en outre des moyens de blocage et de freinage du film (8) sur lesquels on a prévu par ailleurs des amorces de rupture. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un moyen de blocage du film (8) est constitué par un rouleau excentrique (18) situé en arrière du soc (3) par rapport au sens d'avancement (7). 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'un moyen de freinage du film est constitué par la sortie latérale (12) dudit film en contact direct avec les matériaux (10) à préfissurer. 4. Dispositif selon l'une des revendications 1,2 ou 3, caractérisé en ce qu'un moyen de freinage du film est constitué par au moins une roue d'appui (14) disposée à l'arrière de l'outil sabot (1), à la verticale dudit film. 5. Dispositif selon la revendications 4, caractérisé en ce que la roue d'appui (14) est unique. 6. Dispositif selon l'une des revendications 1, 2, 3, ou 4, caractérisé en ce qu'un moyen de blocage du film (8) est constitué par une pince de maintien. 7. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le film (8) se déroule le long d'une cassette amovible (4) verticale dans le soc (3). 8 Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que la paroi inférieure de la cassette amovible (4) est inclinée en biseau (6). 9. Dispositif selon l'une des revendications 7 ou 8, caractérisé en ce que ladite cassette (4) est maintenue en place dans le soc (3) par un volet relevable (5) dont la fermeture entraîne le blocage de la cassette. 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il est en outre muni, d'un moyen d'amorçage (19) du film (8) de type rouleau motorisé ou analogue. 11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'il est en outre muni d'un dispositif de prédécoupage (17) à la demande. 12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que le soc (3) est en outre muni à d'un profil (13). 13. Dispositif de préfissuration pour la mise en oeuvre d'un procédé permettant de supprimer ou réduire la remontée, dans les couches supérieures, de fissures de retrait de matériaux traités aux liants hydrauliques, notamment d'assise de chaussée, selon lequel procédé on pratique une préfissuration dans lesdits matériaux à compacter après leur répandage, en creusant, à intervalles sensiblements réguliers, des sillons de faible largeur dans lesquels on dépose verticalement lors de la préfissuration d'un film (8) à faible épaisseur, ledit dispositif comportant un outil sabot (1) muni d'un soc (3) au niveau duquel se déroule le film (8) caractérisé en ce que l'outil sabot (1) est monté mobile sur un premier support mobile (22) par rapport à un second support (21) fixé à un engin automoteur. 14. Dispositif de préfissuration selon la revendication 13, caractérisé en ce que l'outil sabot monté mobile sur le premier support mobile est entraîné par un moteur au moyen d'une chaîne (25). 15. Dispositif de préfissuration selon la revendication 14, caractérisé en ce que la chaîne (25) entraîne l'outil de préfissuration (1) de manière à ce que le soc (3) pénètre dans les matériaux traités aux liants hydrauliques selon un mouvement en arc de cercle. 16. Dispositif de préfissuration selon l'une des revendications 13, 14 ou 15, caractérisé en ce que le premier support est une poutre (22) mobile en translation, sur le second support fixe. 17. Dispositif selon la revendication 16 caractérisé en ce que le second support fixe est une poutre (21) portée par un engin élévateur. 18. Dispositif selon l'une des revendications 16 ou 17 caractérisé en ce que la poutre fixe est munie de pieds réglables.