Brevet FR2799769A1 — publié le 20010420

La présente invention est relative à un procédé de confinement d'enrobés bitumineux au voisinage d'un rail fixé sur un socle et muni de chaque côté d'un bordure et d'un joint d'étanchéité souple anti-vibrations. L'invention s'applique en particulier à la réalisation des voies de circulation routières au voisinage des rails de tramways. On entend ici par " tramway " tout véhicule guidé par au moins un rail, qu'il s'agisse d'un véhicule purement ferroviaire, dont les roues circulent sur des rails généralement munis à leur sommet d'une gorge de guidage, ou d'un véhicule sur pneus guidé par un rail central. L'invention a pour but de permettre l'obtention, dans toutes les configurations de rails, d'une couche de roulement dont le bord adjacent aux rails est franc et situé à un niveau précis par rapport au sommet du rail. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé caractérisé par la succession d'étapes suivantes: (a) on pose sur le rail une coiffe comprenant deux fers plats latéraux reliés par au moins une entretoise transversale qui prend appui sur le rail; (b) on fixe la position des fers plats et on en incorpore la partie inférieure dans une couche intermédiaire; (c) on met en oeuvre sur la couche intermédiaire, jusqu'à un niveau prédéterminé par rapport au bord supérieur des fers plats, une couche de roulement; (d) on retire l'entretoise; et (e) on met en place de chaque côté le joint d'étanchéité, notamment par coulée. Le procédé suivant l'invention peut comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou suivant toutes leurs combinaisons techniquement possibles: - pour réaliser l'étape (b), on fixe la position des fers plats au moyen d'organes de fixation mécaniques rapportés sur les fers plats et fixés au socle ou à une sous-couche disposée sous ladite couche intermédiaire, puis on met en oeuvre la couche intermédiaire en y incorporant les organes de fixation; - le rail est flanqué de bordures rigides, notamment en béton de ciment, les fers plats sont disposés de part et d'autre de ces bordures, avec un jeu latéral, et le joint d'étanchéité est interposé entre chaque bordure et le fer plat adjacent; - avant l'étape (b), on dispose un amortisseur en élastomère ou analogue entre chaque bordure et le fer plat adjacent; - l'amortisseur s'étend sensiblement jusqu'au niveau supérieur du fer plat et comporte une partie supérieure amovible, laquelle est retirée pour libérer un espace de mise en oeuvre du joint d'étanchéité; - l'amortisseur s'étend vers le bas jusqu'au socle ou jusqu'à une sous- couche disposée sous ladite couche intermédiaire; - le rail est flanqué de bordures semi-rigides, notamment en mousse de matière plastique, qui s'étendent vers le haut jusqu'à un niveau inférieur au niveau supérieur du rail, les fers plats sont disposés directement contre ces bordures, et les joints d'étanchéité sont mis en oeuvre dans l'espace délimité par la partie supérieure du rail, la partie supérieure des fers plats et la surface supérieure des bordures; - une structure métallique alvéolaire semi-rigide formant armature est disposée sur la couche intermédiaire avant la mise en oeuvre de la couche de roulement; - chaque structure métallique alvéolaire est fixée, notamment soudée, aux fers plats adjacents et éventuellement fixée à la couche intermédiaire, avant la mise en oeuvre de la couche de roulement; - au cours de l'étape (b), la mise en oeuvre de la couche de roulement réalise la fixation de la position des fers plats. L'invention a également pour objet un dispositif destiné à la mise en oeuvre du procédé tel que défini ci- dessus. Ce dispositif est caractérisé en ce qu'il comprend une coiffe constituée de deux fers plats sensiblement parallèles dont les bords supérieurs sont reliés par au moins une entretoise transversale. Dans un mode de réalisation, ce dispositif comprend en outre des organes mécaniques, notamment des équerres, adaptés pour être rapportés sur les fers plats et pour être fixés sur le socle ou sur une sous-couche disposée sous la couche intermédiaire. Des exemples de mise en oeuvre de l'invention vont maintenant être décrits en regard des dessins annexés, sur lesquels: - la Figure 1 représente schématiquement, en coupe transversale, une première phase de réalisation d'une voie de tramway; - la Figure 2 est une vue analogue d'une deuxième phase de réalisation de cette voie; - la Figure 3 est une vue en perspective d'un dispositif suivant l'invention; - la Figure 4 est une vue analogue aux Figures 1 et 2, illustrant la mise en place du dispositif de la Figure 3; - la Figure 5 est une vue en perspective correspondant à la Figure 4; - la Figure 6 est une vue analogue à la Figure 4 qui illustre des étapes suivantes du procédé conforme à l'invention; - la Figure 7 est une vue partielle de dessus, prise suivant la flèche VII de la Figure 6; la Figure 8 est une vue analogue à la Figure 6 illustrant la voie de tramway terminée; et - la Figure 9 est une vue schématique en coupe transversale et en perspective qui représente une autre voie de tramway réalisée conformément à l'invention. Les Figures 1 à 7 illustrent la réalisation d'une voie de tramway sur pneus guidée par un rail central 1. Le rail est constitué d'un pied 2, d'une âme 3 et d'une tête 4 dont la face supérieure 5 est sensiblement plane et horizontale, légèrement bombée dans cet exemple. La voie est symétrique par rapport au plan vertical de symétrie P du rail. Le pied 2 est posé sur un socle ou longrine 6 en béton de ciment, flanqué de chaque côté d'une sous-couche 7 en béton bitumineux à module élevé (BBME), par exemple celui commercialisé sous la marque " COMPOMODULE ". La face supérieure de la sous-couche 7 est au même niveau que celle du socle 6. A intervalles réguliers, le rail 1 est fixé en place par des dispositifs de calage appropriés 8. L'étape suivante (Figure 2) consiste en la pose, de part et d'autre du rail, d'une bordure rigide 9 en béton de ciment, fixée au socle 6 par collage au moyen d'une couche d'un adhésif approprié. Le positionnement de chaque bordure 9 est assuré par une ou plusieurs cale(s) 11 interposée(s) entre la tête du rail et la face latérale adjacente de la bordure. La face latérale intérieure de chaque bordure est munie à sa base d'évidements 12 qui reçoivent les dispositifs 8 de calage du rail. La face latérale extérieure 13 de chaque bordure est coplanaire à la face latérale correspondante du socle, et les faces supérieures 14 des deux bordures, qui constituent les voies de roulement des pneus du tramway, sont au niveau du point haut le plus élevé O du rail, situé dans le plan P. Ceci est facile à obtenir avec une précision élevée, car les bordures et le socle sont des éléments en béton de ciment. Pour obtenir une précision analogue, typiquement de l'ordre de 1 mm, sur le niveau supérieur des voies de circulation routière adjacentes en béton bitumineux, on procède de la manière suivante. On utilise une coiffe 15, représentée sur la Figure 3, constituée de deux fers plats verticaux et parallèles 16 reliés par soudage à des feuillards horizontaux et transversaux 17 rigides formant entretoises. Les tranches d'extrémité 18 de ces entretoises se trouvent dans les plans des faces extérieures 19 des fers plats. Comme représenté sur la Figure 4, la coiffe 15 est posée sur l'ensemble constitué du rail, des deux bordures 9 et des deux cales 11. Le dimensionnement est tel que chaque fer plat est juxtaposé, avec un jeu latéral, à la face latérale extérieure de la bordure adjacente. Le milieu de chaque entretoise 17 s'appuie au sommet O du rail, tandis que ses parties latérales s'appuient sur la face supérieure 14 des deux bordures. Une plaque d'amortissement de vibrations 20 en élastomère emplit l'espace compris entre chaque fer plat et la bordure adjacente. Cette plaque part du niveau supérieur du socle 6 ou de la sous-couche 7 et s'étend vers le haut presque jusqu'aux entretoises 17. Elle comporte dans sa partie supérieure, en regard du fer plat, une ligne de déchirure longitudinale 22, par exemple une encoche latérale. De cette manière, le bord supérieur 21 de chaque fer plat se trouve exactement au niveau du point 0, et les fers plats sont positionnés avec précision dans le sens latéral. On fixe alors la position des fers plats au moyen d'un certain nombre d'équerres métalliques 23, dont une seule est représentée sur la Figure 3. La branche verticale 24 de chaque équerre est accolée à la face 19 du fer plat et soudée sur celle-ci, tandis que sa base 25 est fixée à la sous-couche 7 par " spittage ", c'est-à-dire par mise en place de clous 26 au moyen d'un pistolet. L'ensemble ainsi réalisé est représenté en perspective sur la Figure 5, o les équerres sont espacées sensiblement de la même manière que les entretoises 17. L'étape suivante consiste à mettre en oeuvre sur la sous-couche 7 une couche intermédiaire 27 en béton bitumineux à module élevé, de composition analogue à celle de la sous-couche, jusqu'à un niveau légèrement supérieur à celui de l'extrémité supérieure des équerres 23. Ainsi, ces équerres sont entièrement incorporées dans la couche 27, de même que la partie inférieure des faces latérales 19 des fers plats. Audessous de ces derniers, la couche 27 prend appui latéralement sur la plaque en élastomère 20. Ensuite, on pose sur la sous-couche 27 une structure alvéolaire métallique semi-rigide 28. Cette structure, en tôle d'acier, est telle que décrite dans le FR-A-2 640 297 de la Demanderesse et est commercialisée sous la marque " METALFLEX ". Elle peut notamment avoir une structure en nid d'abeille avec chaque tôle disposée verticalement, comme représenté sur la Figure 7. Les bords d'extrémité de la structure 28 peuvent être soudées aux faces 19 des fers plats, comme indiqué en 29. Eventuellement, la structure 28 peut être fixée par spittage sur la couche 27, grâce à des pattes perforées prévues à sa partie inférieure. Ensuite, on met en oeuvre sur la couche 27 une couche de roulement 30 en enrobés bitumineux à module élevé, de composition analogue à celle de la couche 27, jusqu'à un niveau situé légèrement au-dessous du niveau supérieur des fers plats 16. La couche 30 incorpore totalement la structure 28, et, comme elle est compactée contre la face 19 parfaitement plane et rigide d'un fer plat, elle peut être réalisée avec une arête 31 très nette et avec un niveau réglé de façon très précise par rapport au bord supérieur du fer plat, et donc par rapport au sommet O du rail. Ensuite, on retire les entretoises 17 par meulage, on élimine la partie supérieure des plaques 20, jusqu'à l'encoche 22, et on coule dans l'espace ainsi libéré un joint d'étanchéité souple 32 anti-vibrations en une matière appropriée, notamment en polyuréthane. Après enlèvement des cales 11, l'ensemble de la voie est tel que représenté sur la Figure 8. En cours d'utilisation, on constate que l'arête 31 ne se détériore pas, et qu'il n'y a pas de tendance à la fissuration de la couche de roulement 30 au voisinage des fers plats. La variante de la Figure 9 est destinée à la réalisation de voies de tramways ferroviaires dont les roues circulent sur deux rails 1 munis chacun d'une gorge longitudinale de guidage G dans leur surface supérieure. Contrairement à ce qui a été décrit précédemment, la voie ne comporte pas de bordure rigide 9, mais deux éclisses 109 semi-rigides disposées de part et d'autre du rail, directement contre celui-ci, et épousant la forme du pied, de l'âme et de la tête du rail. Dans le sens vertical, les éclisses 109 s'étendent de la surface supérieure du pied 2 jusqu'à un niveau intermédiaire de la tête 4 du rail. Les éclisses sont par exemple constituées d'une mousse de polyuréthane ayant une densité de 100 kg/m3. La réalisation de la voie utilise la coiffe 15, les équerres 23 et les structures 28 précédemment décrites, mais d'une manière légèrement différente, qui va maintenant être décrite. Le rail 1 étant mis en place sur le socle 6 en béton de ciment, éventuellement avec interposition d'une rehausse 33, les deux éclisses sont mises en place de part et d'autre du rail, puis la coiffe 15 est mise en place. Le dimensionnement est tel que les fers plats 16 encadrent les deux éclisses, au contact direct de celles-ci. Ce faisant, les entretoises 17 prennent appui sur le point O le plus élevé du rail, qui est dans ce cas décalé par rapport au plan longitudinal médian de l'âme 3. Ensuite, la position des deux fers plats est fixée au moyen des équerres 23, comme précédemment, puis on enrobe ces dernières dans la couche intermédiaire 27. Ensuite, la structure 28 formant armature semi- rigide est posée sur la couche 27 et fixée par soudage aux fers plats 16 et à la couche 27, et la couche de roulement est mise en oeuvre. Enfin, les entretoises 17 sont éliminées par meulage, et les joints d'étanchéité souples anti-vibrations 32 sont coulés dans les espaces délimités par la face intérieure des fers plats, la face supérieure des éclisses 109 et le bord latéral de la tête de rail 4. Il est à noter que lorsque, comme décrit plus haut, les structures 28 sont fixées aux fers plats 16, l'utilisation des équerres 23 peut devenir superflue. Dans ce cas, les étapes sont successivement, par exemple dans la variante de la Figure 9: pose de la coiffe 15; mise en oeuvre de la couche 27; pose et fixation des structures 28; mise en oeuvre de la couche de roulement 30; enlèvement des entretoises 17; mise en place des joints 32. En variante encore, la couche intermédiaire 27 peut être réalisée en un enrobé à module élevé (EME) ou en grave- bitume (GB). REVENDICATIONS 1 - Procédé de confinement d'enrobés bitumineux au voisinage d'un rail (1) fixé sur un socle (6) et muni de chaque côté d'une bordure (9; 109) et d'un joint d'étanchéité souple anti-vibrations (32), caractérisé par la succession d'étapes suivantes: (a) on pose sur le rail (1) une coiffe (15) comprenant deux fers plats latéraux (16) reliés par au moins une entretoise transversale (17) qui prend appui sur le rail; (b) on fixe la position des fers plats et on en incorpore la partie inférieure dans une couche intermédiaire (27); (c) on met en oeuvre sur la couche intermédiaire, jusqu'à un niveau prédéterminé par rapport au bord supérieur des fers plats, une couche de roulement (30); (d) on retire l'entretoise (17); et (e) on met en place de chaque côté le joint d'étanchéité (32), notamment par coulée. 2 - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que, pour réaliser l'étape (b), on fixe la position des fers plats (16) au moyen d'organes de fixation mécaniques (23) rapportés sur les fers plats et fixés au socle ou à une sous-couche (7) disposée sous ladite couche intermédiaire (27), puis on met en oeuvre la couche intermédiaire en y incorporant les organes de fixation. 3 - Procédé suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le rail (1) est flanqué de bordures rigides (9), notamment en béton de ciment, en ce que les fers plats (16) sont disposés de part et d'autre de ces bordures, avec un jeu latéral, et en ce que le joint d'étanchéité (32) est interposé entre chaque bordure et le fer plat adjacent. 4 - Procédé suivant la revendication 3, caractérisé en ce que, avant l'étape (b), on dispose un amortisseur (20) en élastomère ou analogue entre chaque bordure (9) et le fer plat (16) adjacent. 5 - Procédé suivant la revendication 4, caractérisé en ce que l'amortisseur (20) s'étend sensiblement jusqu'au niveau supérieur du fer plat (16) et comporte une partie supérieure amovible, laquelle est retirée pour libérer un espace de mise en oeuvre du joint d'étanchéité (32). 6 - Procédé suivant la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que l'amortisseur (20) s'étend vers le bas jusqu'au socle (6) ou jusqu'à une sous-couche (7) disposée sous ladite couche intermédiaire (27). 7 - Procédé suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le rail (1) est flanqué de bordures semi-rigides (109), notamment en mousse de matière plastique, qui s'étendent vers le haut jusqu'à un niveau inférieur au niveau supérieur du rail, en ce que les fers plats (16) sont disposés directement contre ces bordures, et en ce que les joints d'étanchéité (32) sont mis en oeuvre dans l'espace délimité par la partie supérieure (4) du rail, la partie supérieure des fers plats et la surface supérieure des bordures. 8 - Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'une structure métallique alvéolaire semi-rigide (28) formant armature est disposée sur la couche intermédiaire (27) avant la mise en oeuvre de la couche de roulement (30). 9 - Procédé suivant la revendication 8, caractérisé en ce que chaque structure métallique alvéolaire (28) est fixée, notamment soudée, aux fers plats (16) adjacents et éventuellement fixée à la couche intermédiaire (27), avant la mise en oeuvre de la couche de roulement (30). - Procédé suivant la revendication 9, caractérisé en ce que, au cours de l'étape (b), la mise en oeuvre de la couche de roulement (30) réalise la fixation de la position des fers plats (16). 11 - Dispositif pour la mise en oeuvre d'un procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'il comprend une coiffe (15) constituée de deux fers plats (16) sensiblement parallèles dont les bords supérieurs sont reliés par au moins une entretoise transversale (17). 12 - Dispositif suivant la revendication 11, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des organes mécaniques (23), notamment des équerres, adaptés pour être rapportés sur les fers plats (16) et pour être fixés sur le socle (6) ou sur une sous-couche (7) disposée sous la couche intermédiaire (27).