Brevet FR2735159A1 — publié le 19961213

La présente invention concerne une chaussée destinée à la circulation automobile. Actuellement, on construit des chaussées dont la structure est constituée par: - une couche de forme, - une couche de fondation dont la fonction est de répartir les contraintes, et qui repose sur ladite couche de forme, - une couche de base permettant la répartition des contraintes situées sur la couche de fondation, - une couche de roulement supportée par ladite couche de base et dont les caractéristiques doivent offrir la sécurité et le confort à l'usager. On cherche maintenant à réaliser des chaussées ayant une certaine porosité en surface permettant l'infiltration des eaux. Différentes structures ont également été conçues pour limiter les bruits engendrés par la circulation. Ces chaussées doivent également posséder et conserver des caractéristiques structurelles constantes le plus longtemps possible, offrant ainsi aux usagers, des conditions de sécurité optimale, et limitant leur coût d'entretien. Le corps de chaussée doit supporter, sans déformation permanente notable, les efforts engendrés par le passage des véhicules, notamment des poids lourds. Le rôle de la structure est donc de répartir les contraintes et de les diminuer suffisamment pour qu'elles soient compatibles avec les limites des matériaux utilisés et avec la portance du sol de fondation, éventuellement traité ou amélioré en surface. On utilise aujourd'hui classiquement dans la fabrication de ces chaussées, des enrobés qui sont constitués d'un granulat et d'un liant hydrocarboné, ou bitume. Il est connu d'utiliser des compositions de bitume comprenant des produits élastomères. Ces produits élastomères sont introduits dans le bitume pour le faire bénéficier de leur propriété de plasticité et pour leur aptitude à conférer audit bitume, des qualités rhéologiques supérieures. Ainsi, plusieurs techniques de fabrication de chaussées, décrites dans l'art antérieur, utilisent le caoutchouc de récupération sous forme de poussière ou de granulés fins dans du bitume. Ainsi, les deux brevets FR-2.619.821 et FR-2.512.827 décrivent des compositions de liant à base de bitume. La taille du granulat de caoutchouc contenu dans ces compositions ne dépasse pas 3 millimètres, et ne constitue pas en lui-même une couche car il est mélangé au bitume, afin de lui conférer les propriétés telles que précédemment décrites. Au cours du temps, des interactions entre la déformation du sol sous l'effet des charges roulantes et la perte saisonnière de portance de la fondation conduisent à une détérioration structurelle rapide des chaussées souples constituées de matériaux traditionnels. Le but de l'invention est de proposer une chaussée dont la structure permet de remédier aux problèmes précédemment indiqués. Plus précisément cette structure assure une bonne stabilité de la chaussée, donne de bonnes propriétés antibruit et permet la réalisation d'une couche de surface drainante dans de bonnes conditions. La présente invention concerne une chaussée comprenant plusieurs couches dont une couche de roulement, une couche élémentaire proche du terrain naturel et qui en est éventuellement séparée par une couche de forme. Elle est particulièrement bien adaptée à des sols peu stables, mous ou gélifs, exigeant l'amélioration des capacités mécaniques habituelles et leur renforcement pour assurer la longévité de la chaussée. Selon l'invention, ladite couche élémentaire comporte essentiellement des éléments de caoutchouc, riches en fibres métalliques, la taille des éléments en caoutchouc étant comprise entre l et 30 cm. Lesdits éléments proviennent avantageusement de la récupération de pneus usagés. L'invention sera illustrée ci-après par un mode de réalisation décrit en référence aux dessins dans lesquels: La Figure 1 est une représentation d'une coupe en perspective de la chaussée. La Figure 2 est une vue de dessus de la couche élémentaire. La chaussée comporte les couches suivantes: - couche de roulement (1), - couche de liaison (2) - couche de base (3) - couche de fondation (4), - couche élémentaire de caoutchouc (5) - couche de forme (6), - terrain naturel (7). La couche élémentaire coopère avec une couche de fondation et permet de préserver le corps de chaussée contre les éventuelles remontées d'argile, les remontées capillaires, ainsi que d'assurer le drainage sachant que la présence d'eau au sein des différentes couches est néfaste, surtout en période d'alternance de gel et de dégel. La présente invention résout aussi les problèmes structurels des chaussées déformables reposant plus spécifiquement sur des sols gonflants ou gélifs, avec des conditions hydriques et hydrogéologiques défavorables. En effet, l'interposition d'une couche (5) comportant essentiellement des éléments (8) de caoutchouc assure une bonne répartition des contraintes et une isolation particulièrement nécessaires dans ce contexte. Cette couche (5) est composee d'un mélange adapté de "déchiquetats" de caoutchouc constitués d'éléments (8) de grande et petite taille, non déferraillés, provenant à la fois de pneus de poids lourds et de pneus de véhicules de tourisme. La taille décimétrique des plus gros éléments en caoutchouc, riches en fibres métalliques, permet de renforcer le rôle d'armature du produit, placé à l'arase supérieure des sols terrassés déformables et à très faible portance. La taille centimetrique des plus petits éléments en caoutchouc a pour but, d'une part de contribuer efficacement à la mise en place du produit par les engins traditionnels, et d'autre part, à éviter les contaminations provoquées par l'eau. La taille des éléments (8) à laquelle il est fait référence ici est la plus grande dimension des éléments majoritairement présents. Les ensembles définis comprennent généralement aussi des éléments de petites dimensions tels que ceux résultant des opérations de déchiquetage. Ainsi, on obtient des chaussées qui permettent la réduction significative des assises supérieures supportant le revêtement, grâce au pouvoir structurel du matériau composite, ainsi que l'évacuation aisée de l'eau interstitielle contenue dans le support, grâce à son pouvoir drainant et filtrant. Egalement, la présente invention permet une valorisation totale et économiquement acceptable des vieux pneus de véhicules. Les travaux routiers peuvent se limiter à l'entretien, mais ont également pour but l'amélioration du réseau existant. En effet, lorsque les structures arrivent à la limite de leur durée de vie, elles nécessitent des rechargements et des renforcements, c'est-à-dire l'apport d'une ou plusieurs couches supplémentaires de matériau. Avantageusement, cette couche élémentaire (5) pourra également être appliquée lors de ce type de travaux de remise en état. Dans le cas d'une protection contre le gel, cette couche élémentaire (5) est placée entre l'ancien revêtement et la grave concassée de recouvrement. La couche élémentaire (5) est avantageusement constituée d'éléments (8) de caoutchouc de forme approximativement plate. Egalement, selon une autre caractéristique de l'invention, ces éléments (8) de caoutchouc ont une longueur comprise entre 5 et 15 cm et une largeur comprise entre 1 et 5 cm. L'épaisseur (E) de la couche élémentaire (5) résulte de la prise en compte des caracteristiques géotechniques du sol, de l'impact du volume de la circulation routière, des conditions climatiques, ainsi que des conditions générales du lieu où s'est effectuée la construction. En ce sens, cette épaisseur (E) est comprise entre 3 et 30 cm, de préférence entre 5 et 15 cm. Les éléments (8) de caoutchouc appartiennent à l'un de deux groupes disjoints de grande taille, d'une part, et de petite taille, d'autre part. En effet, afin d'obtenir un revêtement cumulant des propriétés de répartition de contrainte ainsi que des propriétés d'isolation, il est utile de contrôler la proportionnalité entre les éléments de caoutchouc dits de grande taille et les éléments de caoutchouc dits de petite taille. Ainsi, la proportion d'éléments dits de grande taille est comprise entre 70 et 90%, celle des éléments dits de petite taille étant comprise entre 30 et 10%. Toutefois, la proportion préférée est de 80% pour les éléments de grande taille et de 20% pour les éléments de petite taille. Selon une autre caractéristique de l'invention, la couche élémentaire est disposée en fond de forme, c'est-à-dire de préférence entre la couche de fondation (4) et le terrain naturel (7). Telle que précédemment décrite, cette structure est particulièrement adaptée aux régions froides. En effet, le caractère très isolant de ladite couche élémentaire permet de modifier la propagation du front de gel en minorant la profondeur selon un coefficient lié au rapport des capacités et conductivités thermiques, aux états "gelé", et "non gelé entre le caoutchouc et les matériaux naturels concassés. Les calculs de profondeur de gel effectués sur logiciel montrent que la protection au gel est assurée dans des régions à indice de gel variant de 200 à 400'C/jour. De plus, pour les régions à climat plus rude, et dont l'indice de gel est supérieur à 400'C/jour, l'épaisseur variable de la couche élémentaire se calcule en fonction des conditions offertes par le site (déblais, remblais, zones de transition), de façon à supprimer les effets dommageables des gonflements différentiels. Enfin, nous rappelons qu'outre les nombreux avantages techniques procurés par l'invention, tels que la réduction significative des assises supérieures supportant le revêtement, la meilleure répartition des charges verticales, la meilleure résistance à la fatigue provoquée par la répétition des efforts dus aux passages des véhicules, complétés par un pouvoir drainant et filtrant, cette application de couche élémentaire en caoutchouc armé, possède les avantages propres au principe de récupération, c'est-àdire des avantages d'ordre economique et écologique. L'invention pouvant être exécutée selon differents modes de réalisation, diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1. Chaussée comprenant plusieurs couches dont une couche élémentaire (5) et une couche de roulement (1), caractérisée en ce que la couche élémentaire (5) comporte essentiellement des éléments (8) de caoutchouc, riches en fibres métalliques, la taille des éléments en caoutchouc étant comprise entre 1 cm et 30 cm. 2. Chaussée selon la revendication 1, caractérisée en ce que les éléments (8) de caoutchouc proviennent de la récupération de pneus usagés. 3. Chaussée selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que lesdits éléments (8) de caoutchouc sont de forme approximativement plate. 4. Chaussée selon les revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que les éléments (8) de caoutchouc ont une longueur comprise entre 5 et 15 cm, et une largeur comprise entre 1 et 5 cm. 5. Chaussée selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'épaisseur de la couche élémentaire (5) est comprise entre 3 et 30 cm. 6. Chaussée selon la revendications 5, caractérisée en ce que l'épaisseur de ladite couche élémentaire (5) est comprise entre 5 et 15 cm. 7. Chaussée selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que les éléments (8) de caoutchouc appartiennent à l'un des deux groupes disjoints de grande taille, d'une part, et de petite taille, d'autre part. 8. Chaussée selon la revendication 7, caractérisée en ce que la proportion d'éléments dits de grande taille est comprise entre 70 et 90%, celles des éléments de petite taille étant comprise entre 30 et 10%. 9. Chaussée selon la revendication 8, caractérisée en ce que les proportions d'éléments de grande taille et d'éléments de petite taille sont respectivement de 80% et 20%. 10. Chaussée selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que la couche élémentaire (5) est disposée en fond de forme, entre la couche de fondation (4) et le terrain naturel (7).