Brevet FR2724953A1 — publié le 19960329

L'invention concerne un joint routier perfectionné pour ouvrage c'art en ebéton, constitué par deux profilés de rive et un profilé central en matériau souple. Ces joints routiers sont disposés transversalement dans la chaussée, au niveau d'une fente entre les extrémités de deux éléments voisins du tablier d'un ouvrage d'art. Leur fixation doit être extrêmement résistante: en effet, les joints sont soumis à des efforts importants exercés par les mouvements de la structure elle-même, ainsi qu'à des phénomènes d'arrachement en raison des sollicitations engendrées par le flot de véhicules, notamment le passage des poids-lourds. En outre, la mise en place du joint doit pouvoir être effectuée très rapidement, les joints routiers étant destinés a être installés aussi bien sur des ouvrages neufs qu'en remplacement ou réparation d'un joint usagé. Les joints routiers existant actuellement présentent plusieurs inconvénients. Pour une installation sur un ouvrage neuf, les joints existants nécessitent de prévoir auparavant sur l'ouvrage des réservations au niveau du revêtement de chaussée. Pour une réparation, le temps important de durcissement des mortiers utilisés actuellement constitue un handicap. Un autre inconvénient est lié au fait que les joints existants sont prévus uniquement pour la partie centrale de la chaussée. Il1 ^5 subsiste de graves problèmes au niveau des bords et/ou des trottoirs. Actuellement, on met en place un joint sur la largeur de la chaussée et un second joint sur le trottoir, les deux joints étant distincts et se recouvrant au niveau de la rupture chaussée/trottoir Mais il se produit souvent des fuites au niveau de cette discontinuité. De plus, l'élément central souple du joint n'est disponible actuellement que dans des longueurs standard inférieures aux largeurs courantes des ouvrages d'art, entraiînant des discontinuités supplémentaires qui nuisent à l'étanchéité. Le but de l'invention est de proposer un joint routier perfectionné qul élimine ces inconvénients et présente une fixation améliorée. Ce but est atteint par le joint routier selon l'invention, constitué par deux profilés de rive et un profilé central en matériau souple, chaque profilé de rive présentant sur la face en regard de l'autre profilé de rive une gorge longitudinal, et le profilé central présentant longitudinalement de chaque côté un bourrelet latéral qui est inséré dans la gorge du profilé de rive, les profilés de rive étant disposés au niveau de la chaussée dans des évidements ménagés dans une couche de revêtement de chaque côté d'une fente entre des éléments de tablier de béton, caractérisé par le fait que les profilés de rive sont munis d'un dispositif d'ancrage constitué par un ensemble de tiges de scellement horizontales enfilées sur des platines solidaires des profilés de rive et de tiges d'ancrage verticales fixées sur les tiges de scellement horizontales, ces tiges d'ancrage étant enfoncées et collées dans des trous des élements de tablier, le dispositif d'ancrage étant noyé dans une poutre adhérente en mortier de résine. Par exemple, les tiges d'ancrage peuvent être montées par leur extrémité supérieure filetée sur les tiges de scellement horizontales par l'intermédaire de plaques, enserrant les tiges de scellement horizontales et maintenues par un écrou. De préférence, les tiges d'ancrage sont en matériau composite. Avantageusement, le mortier de résine est constitue de cinq parties de granulats et d'une partie d'une résine constituée: - d'un copolymère de base de type époxydique pour 55 à 65 % environ en masse; ú5 - de charges organiques pour 30 a 35 % environ en masse; - de modificateurs de tension superficielle différentielle pour 2 à D o environ en masse, - de promoteurs d'adhérence pour 1 a 2 % environ en masse; - des charges minérales pour 3 à 4 % environ en masse. En particulier, le copolymère de base peut comprendre les systèmes de monomères suivants - un système époxyde monofonctionnel pour 25 à 30 % environ en masse - un système époxyde bifonctionnel pour 5 % environ en masse; - un système de type poiyurée pour 25 à 30 % environ en masse. Dans une forme de réalisation avantageuse, le profilé central est creusé de une ou plusieurs rangées de chambres longitudinales et présente une surface supérieure en forme de V à la pointe dirigée vers le bas selon une pente faible. Selon une variante de l'invention, les profilés de rive sont continus et présentent un relevé au niveau des trottoirs. Avantageusement, la section transversale des profilés de rive reste alors constante d'une extrémité à l'autre du joint routier, y compris les relevés de trottoir. Le profilé central peut être continu d'une extrémité a l'autre du joint routier, y compris les relevés de trottoir. Selon une autre variante de l'invention, le joint routier présente une extrémité conformée en joint de trottoir constitue de profilés de rive creux de section rectangulaire présentant une fente longitudinale sur leurs faces en regard et une languette de scellement sur les faces opposées, ces profilés de rive étant soudés par l'intermédiaire de relevés sur les profilés de rive du joint routier. On comprendra mieux l'invention à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation particulier, effectuée a titre d'exemple uniquement en référence aux dessins accompagnants, parmi lesquels: - la figure 1 est une vue générale en perspective, avec arrachement partiel, d'un joint routier selon l'invention; - la figure 2 est une vue en coupe transversale, selon la ligne 11-il de la figure 1, du joint routier, montrant la fixation au tablier d'un ouvrage d'art; - la figure 3 est une vue générale en perspective du joint routier présentant un relevé de trottoir; - la figure 4 est une vue de détail en perspective du joint routier au niveau du relevé de trottoir, dans une variante de réalisation presentant un joint de trottoir; - la figure 5 est une vue en coupe transversale d'un profilé de rive au joint de trottoir de la figure 4; la figure 6 est une vue en coupe transversale d'un profilé central souple du joint de trottoir de la figure 4. La figure I représente un joint routier perfectionné 1 selon l'invention, qui est destiné à assurer la continuité de la chaussée au niveau d'une fente transversale 2 comme il en existe par exemple a la liaison de deux éléments de tablier 3 et 4 d'un ouvrage d'art. Dans l'exemple représenté, les deux extrémités des éléments de tablier en béton sont recouvertes d'une couche de revêtement 5 et 6 consistant en un enrobé bitumeux. Le joint routier 1 comprend principalement deux profilés de rive 7 et 8 et un profilé central 9 en matériau souple. Les profilés de rive 7, 8 sont destinés à être chacun solidarisé au tablier 3, 4 d'un côté de la fente 2. Le profilé central souple 9 occupe l'espace central entre les profilés 7 et 8, cet espace étant de largeur variable en fonction notamment des phénomènes de dilatation des tabliers 3, 4. Chaque profilé de rive 7, 8 est un profilé rectiligne de section transversale rectangulaire. I1 présente sur la face en regard de l'autre profilé une gorge longitudinale 10. Ces gorges sont destinées à maintenir le profilé central 9 en position. A cet effet, le profilé central 9 présente sur chacun de ses bords longitudinaux un bourrelet 1 1 dont la section présente une forme complémentaire de celle des gorges 10. De préférence, les parois latérales de cette gorge 10 s'élargissent de son ouverture vers son fond, par exemple selon une forme en queue d'aronde comme représenté. Ainsi, le profilé central souple 9 est parfaitement maintenu entre les profilés de rive 7, 8, les bourrelets 1 1 étant introduits en force de chaque côté à l'intérieur de la gorge 10 des profilés de rive 7, 8. Les profilées de rive 7, 8 sont de préférence réalisés dans un matériau métallique, par exemple en acier. Le profilé central 9 est réalisé dans un matériau souple, par exemple en élastomère. De manière caractéristique, chaque profilé de rive 7, 8 du joint routier I présente un dispositif d'ancrage sur le tablier, respectivement 12, 13. Sur chaque profilé 7, 8 sont fixées en saillie à intervalles réguliers des platines transversales de connection telles que 14 munies de deux trous 15 et 16, dont un au moins est oblong horizontalement. Les trous 15, 16 des platines 14 successives sont alignés suivant deux droites horizontales parallèles au profilé 7, 8. Les platines 14 sont par exemple soudées sur le profilé 7, 8 métallique. Des tiges horizontales dites de scellement 17 et 18 sont enfilées à travers les rangées de trous 15 et 16 des platines 14. Ainsi, l'une 18 au moins des tiges, enfilée dans la rangée de trous oblongs 15, est mobile transversalement, permettant un réglage en position. L'autre tige 17 sera par exemple soudée sur les platines de connection 14. Le dispositif d'ancrage 12, 13 comprend également des tiges verticales d'ancrage telles que 19, qui sont destinées a être enfoncées et collées dans des trous percés dans le béton du tablier 3, 4. Ces tiges verticales d'ancrage 19 sont fixées à leur partie supérieure sur les tiges de scellement 17 et 18. Par exemple, les tiges d'ancrage 19 présentent une extrémité supérieure filetée, sur laquelle deux plaques 20, 21 percées d'un trou 22, 23 sont maintenues par un écrou 24. Pour la fixation de la tige d'ancrage 19, ces plaques 20, 21 sont disposées de façon à enserrer les tiges de scellement 17 et 18. De préférence, %es trous 22, 23 des plaques 20, 21 sont oblongs dans la direction 0 transversale, de façon à permettre un réglage transversal de la position des tiges d'ancrage 19. Bien entendu, la position longitudinale des tiges d'ancrage 19 le long des tiges de scellement 17, 18 est également réglable. La longueur des tiges d'ancrage 19 est choisie en fonction de l'épaisseur de la couche de revêtement 5, 6 de la chaussée, de façon à penétrer dans le tablier 3, 4 sur une longueur suffisante. Le dispositif d'ancrage 12, 13 coopère avec une poutre en mortier de resine 25, 26 qui est coulée de chaque côté sur le tablier entre le revêtement de chaussée et le bord de la fente 2 marqué par le 3,3 profilé de rive 7, 8, de manière à noyer le dispositif d'ancrage 12, 13. Cette poutre de résine adhérente permet d'associer d'une part le dispositif d'ancrage, et d'autre part la résine, qui réalise une fixation par collage. Les tiges de scellement i7, 18 et d'ancrage 19 peuvent êtreen metal, par exemple des fers à béton classiques. Mais avantageusement, les tiges d'ancrage 19 sont en matériau composite. Ainsi, tout risque de corrosion pouvant entraîner une rupture des tiges d'ancrage est supprimé. De plus, l'utilisation de matériau composite améliore la souplesse du dispositif d'ancrage. Le profilé central souple 9 présente une forme spécifique. Il est creusé de deux rangées verticales de chambres longitudinales telles que 27. Il présente une surface supérieure 28 en forme de V à la pointe dirigee vers le bas selon une pente de préférence peu prononcée. Ainsi, le profilé central souple 9, non seulement présente une rigidité suffisante, assurant son maintien en position au cours du temps, mais en outre, est autonettoyant, les gravillons et autres impuretés collectées sur sa surface supérieure étant éjectes au fur et à mesure par les pneus lors du passage des véhicules. La fixation du joint routier 1 au niveau de la fente 2 entre les tabliers 3 et 4 d'un ouvrage d'art est réalisée par la coopération 1 5 du dispositif d'ancrage 1 2, 1 3 avec les poutres 25, 26 constituées d'un mortier de résine présentant des caractéristiques spécifiques. Cette coopération est particulièrement apparente sur la vue en coupe de la figure 2. On ménage des évidements 29, 30 sur les deux côtés de la fente 2 en enlevant le revêtement de chaussée 5, 6 Jusqu'à dégager l'extrémité du tablier 3, 4. Bien entendu, pour un ouvrage neuf, on pourrait prévoir des réservations, mais celles-ci ne sont pas nécessaires. En effet, les évidements sont avantageusement réalisées par découpe du revêtement, d'o un gain de temps. La moindre précision des dimensions de l'évidement 29, 30 n'est pas un inconvénient, car le dispositif d'ancrage du joint routier selon l'invention est adaptable à des dimensions variables d'évidement. Les profilés de rive 7, 8 sont placés dans les évidements 29, 30. Des trous d'ancrage tels que 31, 32 sont percés dans les tabliers 3, 4. Les profilés de rive 7, 8 et leurs dispositifs d'ancrage 12, 13 sont alors positionnes de telle façon que les tiges verticales d'ancrage 19 soient enfoncées dans les trous 31, 32 et solidarisées aux tabliers 3, 4 au moyen d'une résine a forte adhérence. Les poutres en mortier de résine 25, 26 sont coulées autour des dispositifs d'ancrage 12, 13 entre la couche de revêtement de chaussée et le bord de la fente 2 marqué par cnaque profilé de rive 7, 8, de façon à noyer les dispositifs d'ancrage 1 2, 13. De préférence, un drain 33 est préalablement disposé côté amont du joint routier 1 dans l'évidement ménagé dans la chaussée au- dessus du tablier 3, 4 Ce drain 33 peut être un simple profilé retangulaire en alliage d'aluminium, muni de fentes. Le drain 33 permet l'écoulement et l'évacuation de l'eau, le mortier de résine étant totalement étanche. On comprend que la coopération des éléments du dispositif d'ancrage 12, 13 et de la poutre en mortier de résine 25, 26 est essentielle à la qualité et la durée de la fixation du joint routier 1. A cet effet, Le mortier de résine présente une composition caratéristique. Ce mortier de résine combine une résine ou liant avec des granulats suivant les proportions volumiques suivantes: 5 parties de granulats pour 1 partie de résine. Les granulats sont à base de diorite et de silice. La résine est un copolymère de base, complété par des charges organiques non migrantes, des modificateurs de tension superficielles et des promoteurs d'adhérence permettant une bonne compatibilité entre la résine et les granulats, ainsi que par un ajout de charges minérales pour affiner la baisse de porosité et faciliter l'écoulement lors de la mise en oeuvre. Le copolymère de base est obtenu par la réaction simultanée après mélange de trois systèmes de monoméres: - un premier système de type époxydique biphénol dilué par un diluant monofonctionnel réagissant avec une polyamine aliphatique adductée (dérivée de la dipropylène triamine). Ce système apporte au liant sa tenacité. Il est présent dans une proportion en masse de 25 % environ. - un deuxieme système de type époxydique bifonctionnel dérivé de l'hexandiol réagissant avec une amine aliphatique adductée (dérivée de la dipropylène triamine) et une amine cycloaliphatique. Ce système apporte une amélioration de la résistance a des effluents tels que la saumure, eau, hydrocarbures aliphatiques, etc. Il est présent dans une proportion en masse de 5 % environ. - un troisième système de type polyurée constitué par la réaction d'un polyisocyanate et d'un mélange d'amines cycloalophatiques (isophorore diamine et triméthyl hexaméthylène diamine) catalysées par un dérivé de caprolactame. Ce système apporte une élasticité constante par blocage des migrations pouvant entraîner une baisse de la souplesse. Il est présent dans une proportion en masse de 25 à 30 % environ. Les charges organiques sont constituées par des résines condensées issues de la houille sans aucune fraction volatile. Leur mélange est ajuste de façon a obtenir une viscosité qui leur permette en diluant le copolymère de base de faciliter sa mise en oeuvre. Elles sont présentes dans une proportion en masse comprise entre 30 et 35 % environ. Les modificateurs de tensions superficielles différentielles (liant/granulats, mortier ou béton/supports, etc.) sont principalement des sels organiques d'acides carboxyliques, des mono- esters d'acides gras, du méthylphénylsiloxane. Ils sont présents dans une proportion en masse de 2 à 3 % environ. Les promoteurs d'adhérence sont des aminosilanes et des époxysilanes qui assurent une bonne adhérence du liant sur les granulats contenant de la silice. Ils sont présents dans une proportion en masse de 1 à 2 % environ. Les charges minérales de diamètre inférieur à 5 microns sont traitées en surface de façon à être organophiles et faciliter l'écoulement des granulats qui seront ajoutés au liant pour réaliser des mortiers ou bétons d'une compacité finale augmentée de 20 %. I 1 sont présents dans une proportion en masse de 3 à 4 % environ. Cette résine présente une résistance élevée à l'abrasion et à la fissuration même a basse température, un grand allongement à la rupture, une résistance aux chocs thermiques, une souplesse constante au cours du temps, et une bonne maniabilité. Elle permet la réalisation de mortiers à faible module d'élasticité. Le liant coopère de façon optimale avec les éléments du dispositif d'ancrage 12, 13 des profilés de rive 7, 8. En particulier, on note une amélioration de la souplesse lorsque les tiges d'ancrage 19 sont réalisées en matériau composite. En outre, les tiges d'ancrage en matériau composite suppriment tout risque de corrosion. Selon une variante de l'invention, le joint routier 1 peut être étendu sur l'ensemble de la largeur d'un ouvrage d'art ou d'une voie de circulation, y compris une chaussée bordée par des trottoirs tels que 34. Cette variante est représentée sur la figure 3. Selon cette variante, les profilés de rive 7, 8 présentent un relevé 35, 36, vertical, ou oblique comme représenté, correspondant à la hauteur du trottoir 34. Ces relevés 35, 36 assurent la continuité des profilés de rive 7, 8. Ainsi, le profile central 9 peut être inséré de manière continue sur la longueur totale de la voie, y compris le relevé et les trottoirs. Au niveau du trottoir, le joint routier 1 est soumis à des contraintes moindres. Le scellement peut être réalisé plus simplement au moyen d'une poutre en mortier sans retrait hautes résistances, par exemple un mortier hydraulique prêt à l'emploi. Dans une autre variante de réalisation représentée sur les figures 4 à 6, le joint routier I présente une extrémité formant un joint de trottoir 37 spécifique. Ce joint de trottoir 37 est constitué par deux profilés de rive 38 et 39 à section rectangulaire, présentant sur leurs faces en regard l'une de l'autre une fente longitudinale 40 et sur les faces opposées une languette longitudinale de scellement 41. Un profilé central large 42 présente sur chacun de ses bords une bande longitudinale à section en forme de T 43, qui sont introduites dans les fentes 40, 41 des profilés de rive 38 et 39 du joint de trottoir 37. Les profilés de rive 38, 39 présentent un relevé 47, 48 correspondant à la hauteur du trottoir. Les profilés de rive 38, 39 sont soudés dans le prolongement des profilés de rive 7, 8 de la chaussée. Dans ce cas, le profilé central est discontinu: le profilé central 9 est limité à la chaussée et le profilé central spécifique 42 au trottoir et au releve. Bien entendu, ces variantes qui ont été décrites pour un trottoir pourraient être mises en oeuvre par exemple dans le cas d'une chaussee à plusieurs voies disposées décalées sur plusieurs niveaux. REVENDICATIONS 1 Joint routier perfectionné pour ouvrages d'art en béton, constitué par deux profilés de rive (7, 8) et un profilé central (9) en matériau souple, chaque profilé de rive (7, 8) présentant sur la face en regard de l'autre profilé de rive une gorge longitudinale (10), et le profilé central (9) présentant longitudinalement de chaque côté un bourrelet latéral ( 1 1) qui est inséré dans la gorge (10) du profilé de rive (7, 8), les profilés de rive (7, 8) étant O disposés au niveau de la chaussée dans des évidements (29, 30) ménagés dans une couche de revêtement (5, 6) de chaque côté d'une fente (2) entre des éléments (3, 4) de tablier de béton, caractérisé par le fait que les profilés de rive (7, 8) sont munis d'un dispositif d'ancrage (12, 13) constitué par un ensemble de tiges de scellement horizontales (17, 18) enfilées sur des platines (14) solidaires des profilés de rive (7, 8) et de tiges d'ancrage (19) verticales fixées sur les tiges de scellement horizontales (17, 18), ces tiges d'ancrage (19) étant enfoncées et collées dans des trous (31, 32) des élements de tablier (3, 4), le dispositif d'ancrage (12, 13) étant noyé dans une poutre adhérente en mortier de résine (25, 26). 2. Joint routier perfectionné selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les tiges d'ancrage (19) sont montées par leur extrémité superieure filetee sur les tiges de scellement (17, 18) horizontales par l'intermédaire de plaques (20, 21), enserrant les tiges de scellement horizontales (17, 18) et maintenues par un écrou (24). 0 3. Joint routier perfectionné selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les tiges d'ancrage (19) sont en matériau composite. 4. Joint routier perfectionné selon l'une des revendications 1 à 3, caractérise par le fait que le mortier de résine est constitué de cinq parties de granulats et d'une partie d'une résine constituée: - d'un copolymère de base de type époxydique pour 55 à 65 % environ en masse - de charges organiques pour 30 à 35 % environ en masse; - de modificateurs de tension superficielle différentielle pour 2 à 3 % environ en masse; - de promoteurs d'adhérence pour 1 à 2 % environ en masse; - des charges minérales pour 3 à 4 % environ en masse. 5. Joint routier perfectionné selon la revendication 4, caractérisé par le fait que le copolymère de base comprend les systèmes de monomères suivants: - un système époxyde monofonctionnel pour 25 à 30 % environ en masse - un système époxyde bifonctionnel pour 5 % environ en masse; - un système de type polyurée pour 25 à 30 % environ en masse. 6 Joint routier perfectionné selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que le profilé central (9) est creusé de une ou plusieurs rangées de chambres longitudinales telles que (27) et présente une surface supérieure (28) en forme de V a la pointe dirigée vers le bas selon une pente falble. 7. Joint routier perfectionné selon l'une des revendications 1 à 6, caractérise par le fait que les profilés de rive (7, 8) sont continus et présentent un relevé (35, 36) au niveau des trottoirs. 8. Joint routier perfectionné selon la revendication 7, caractérisé par le fait que la section transversale des profilés de rive (7, 8) reste constante d'une extrémité à l'autre du joint routier (1), y compris les relevés de trottoir (35, 36). 9. Joint routier perfectionné selon l'une des revendications 7 ou 8, caractérisé par le fait que le profilé central (9) est continu d'une extrémité à l'autre du joint routier (1), y compris les relevés de trottoir (35, 36). 10. Joint routier perfectionné selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il présente une extrémité conformée en joint de trottoir (37) constitué de profilés de rive (38, 39) creux de section rectangulaire présentant une fente (41) longitudinale sur leurs faces en regard et une languette de scellement (42) sur les faces opposées, ces profilés de rive (38, 39) étant soudés par l'intermédiaire de relevés (47, 48) sur les profilés de rive (7, 8) du joint routier (1)