Brevet FR2838465A1 — publié le 20031017

cylindriques de diamètres différents pouvant sinsérer l'un dans l'autre. JOINT DE CONSTRUCTION La présente invention concerne les joints utilisés pour relier des éléments de construction susceptibles de se déplacer l'un par rapport à l'autre et de supporter des charges externes. Un exemple typique, bien que non exclusif, de tels joints concerne les joints de chaussée. Un joint de chaussée a pour rôle d'assurer la continuité de la surface de roulement, en comblant le vide ou hiatus pouvant séparer des éléments d'ouvrage d'art sur lesquels la chaussée est construite et en autorisant un mouvement relatif entre les éléments, dû aux charges dynamiques eVou aux déformations thermiques. Une autre exigence généralement imposée aux joints de chaussée est qu'ils soient suffisamment étanches pour empêcher l'infiltration entre les éléments des liquides susceptibles de se répandre sur la chaussoe (eaux de pluie, huiles, sels de dégivrage...). Les joints de chaussée doivent aussi collecter ces liquides pour éviter leur accumulation au moins sur la partie praticable de la chaussée. Au-delà de ces exigences de base, les joints de chaussoe doivent avoir une bonne résistance à l'abrasion provoquée par le passage répété des véhicules sur la chaussée. Ils doivent avoir une résistance importante à l'ozone car ils sont constamment à l'extérieur et donc en contact avec les gaz environnants, ainsi qu'une bonne résistance au rayonnement notamment ultraviolet. Ils doivent offrir une résistance mécanique suffisante pour supporter les charges de fonctionnement, c'est-à-dire le poids des véhicules ainsi que les efforts dynamiques qui résultent de leur mouvement. Ils doivent encore offrir des caractéristiques stables en fonction de la température dans la gamme habituelle des températures en extérieur (typiquement de -30 à +40 degrés Celsius). Enfin, les joints de chaussée doivent avoir un coût de mise en _uvre le plus faible possible, dans un marché très concurrentiel. Des joints de chaussoe existent actuellement dans des matériaux dont les propriétés répondent plus ou moins bien aux exigences précitées. De façon classique, on utilise des joints dont la partie déformable est en élastomère, notamment en caoutchouc. On trouve par exemple des joints ayant un soufflet - 2 en élastomère qu'on engage de part et d'autre du hiatus dans deux profilés en aluminium, reposant chacun sur un élément d'ouvrage d'art supportant la chaussée (voir par exemple FR-A-2 758 348). Dans ce cas, le soufflet est suspendu au-dessus du hiatus, sans contact direct avec les éléments. Les profilés en aluminium sont fixés aux éléments d'ouvrage d'art par l'intermédiaire de vis et de chevilles, par exemple. Des plaques protectrices en acier vissoes sur les profilés de fixation peuvent recouvrir le soufflet. Un autre joint connu est un joint préfabriqué en élastomère enrobant des inserts en fonte. Les inserts sont ainsi protogés contre la corrosion par la matière élastomère qui ies enrobe. Toutefois, cet enroboge est assez compliqué à réaliser industriellement. Un tel joint comporte en outre une portion amincie en élastomère solidaire avec l'enrobage des inserts et suspendue au- dessus du hiatus. Cette portion fine peut être par exemple en forme de soufflet concave. Le joint est fixé aux éléments de construction par l'intermédiaire de vis traversant les inserts métalliques. Ce type de joint est généralement moulé sur des longueurs de l'ordre du mètre. D'autres types de joints de chaussée, destinés à admettre d'assez grandes variations de la largeur du hiatus, ont une portion déformable constituée par un assemblage de pièces mécaniques articulées. On évite ainsi o les problèmes posés par le choix d'un matériau élastomère. Mais il s'agit de joints relativement coûteux à cause des pièces assez nombreuses à fabriquer et assembler. Un but de la présente invention est de proposer des joints de construction, notamment des joints de chaussée, qui soient d'un faible coût de z fabrication et très faciles à poser. L'invention propose ainsi un joint de construction à interposer entre deux éléments de construction adjacents, comprenant un profilé monobloc en matière thermoplastique ayant deux portions d'appui sur les deux éléments de construction, respectivement, agencées pour supporter des charges externes exercoes occasionnellement sur les éléments de construction, et une portion déformable s'étendant entre les deux portions d'appui pour autoriser un mouvement relatif entre les deux éléments de construction. - 3 Diverses matières thermoplastiques répondent bien à diverses exigences imposées par les fonctions des joints de construction, notamment en termes d'élasticité, d'étanchéité et de résistance aux charges de fonctionnement. La réalisation du joint, consistant pour l'essentiel en un profilé monobloc, lui permet d'avoir un coût de fabrication bas. Le joint est en outre d'une mise en _uvre très simple, ce qui représente un avantage important. Le profilé peut avoir une longueur égale à la largeur des éléments de construction, par exemple à la largeur de la chaussée. Il peut également être plus court, pour faciliter son transport, plusieurs sections étant soudées bout à bout sur le o chantier. Le soudage est facilité par l'utilisation d'une matière thermoplastique. Selon des caractéristiques préférces de l'invention: - chaque portion d'appui du profilé a une face supérieure prévue pour s'étendre dans la continuité d'une surface de roulement des éléments de construction; cette face supérieure de chaque portion d'appui présente une gorge longitudinale, le joint comprenant en outre des barrettes de maintien rig ides, de préférence métalliques (notamment en alu miniu m ou en acier inoxydable), piacées dans les gorges des portions d'appui, et des organes de fixation pour ancrer les barrettes et les portions d'appui aux éléments de construction; - les barrettes de maintien peuvent présenter des trous oblongs pour recevoir les organes de fixation; - chaque portion d'appui du profilé reçoit une barrette de maintien s'étendant sur sensiblement toute la longueur du joint; - en variante, chaque portion d'appui du profilé reçoit plusieurs barrettes de maintien successives sur la longueur du joint; - la matière thermoplastique du profilé comprend une polyoléfine telle qu'un polyéthylène à haute densité ou un polypropylène; - le profilé est extrudé; - la portion déformable du profilé forme au moins une rigole de collecte de liquides de ruissellement en surface des éléments de construction; - la portion déformable du profilé possède une forme de soufflet concave; - 4 - la portion déformable du profilé présente une épaisseur sensiblement plus faible que les portions d'appui, de préférence inférieure à 10 millimètres. - la portion déformable du profilé possède une forme de soufflet bi convexe. - chaque portion d'appui du profilé monobloc présente au moins un évidement longitudinal. D'autres particularités et avantages de la présente invention appara'^tront dans la description ci-après d'exemples de réalisation non lo limitatifs, en référence aux dessins annexés, dans lesquels: - la figure 1 est une coupe transversale d'un joint de chaussée selon l'invention; - la figure 2 est une vue en perspective de ce joint; et les figures 3 à 5 sont des coupes transversales de variantes de réalisation du profilé monobloc du joint selon l'invention. La figure 1 présente un mode de réalisation de l'invention. Elle montre un joint de chaussée 1 placé à cheval sur deux éléments de construction adjacents 5 consistant par exemple en des dalles en béton ou des segments de tablier de pont. Une chaussée 6 est aménagée sur la surface supérieure des éléments de construction 5. Les éléments 5 étant distincts, la chaussée 6 présenterait une discontinuité en l'absence du joint de chaussée 1. Le joint de chaussée 1 assure une continuité de la chaussée en reliant les éléments de construction 5. Les bords des éléments 5 recevant le joint 1 sont susceptibles de subir des mouvements l'un par rapport à l'autre, notamment lorsque des véhicules circulent sur la chaussée 6 ou à cause des dilatations thermiques des éléments. Le joint de chaussée 1 absorbe les déformations éventuelles résultant de tels mouvements. Le joint de chaussée représenté sur la figure 1 est essentiellement constitué d'un profilé monobloc 1 réalisé en une matière thermoplastique. Les matières thermoplastiques constituent une importante classe de - 5 matériaux synthétiques. Elles sont dérivées de polymères linéaires ou légèrement ramifiés. Une des caractéristiques des matières thermoplastiques est qu'elles ramollissent sous l'action de la chaleur et se solidifient par refroidissement en prenant une nouvelle forme, ce qui permet un soudage aisé par chauffage local. Les matières thermoplastiques ont également, de façon générale, des propriétés qui les rendent particulièrement aptes à répondre aux exigences demandées à un joint de chaussée, telles que décrites précédemment. En particulier, elles possèdent une élasticité suffisante pour permettre une déformation importante, ainsi qu'une étanchéité vis-à-vis des liquides, et une bonne résistance mécanique pour supporter des charges de fonctionnement comme le support du poids de véhicules et les effets dynamiques que leurs mouvements engendrent. Un joint de chaussée ainsi disposé sur des éléments de construction, permet le support des charges de fonctionnement imposées à la chaussoe 6 par des véhicules qui passent ou stationnent sur le joint, et absorbe sans grand risque de rupture des mouvements des éléments 5 I'un par rapport à l'autre. Dans une réalisation avantageuse, la matière thermoplastique utilisée pour le profilé 1 du joint de chaussée est une polyoléfine. Les polyoléfines sont constituées des polymères et copolymères de l'éthylène, du propylène et des hydrocarbures éthyléniques plus lourds. Elles possèdent en outre une grande partie des caractéristiques demandées pour un joint de chaussoe. Le profilé 1 peut ainsi être en polyéthylène à haute densité (PEHD) ou encore en polypropylène (PP). Il peut également être réalisé dans toute autre matière thermoplastique, ou une combinaison de matières de type polyoléfine. Le profilé thermoplastique peut être extrudé selon une méthode classique. On peut produire ce profilé de manière que sa longueur couvre la totalité de la largeur d'une chaussée (de l'ordre de 7 mètres pour une chaussée comprenant deux voies de circulation). On peut également produire un profilé avec une longueur inférieure à la largeur de la chaussée. Dans ce cas, on effectuera un raboutage de - 6 plusieurs profilés à la suite dans ie sens longitudinal de manière à couvrir la totalité de la largeur de la chaussée. Ces profilés seront fixés entre eux par collage ou de préférence par soudage. Il est à noter que les caractéristiques des matières thermoplastiques telles que le PEHD donnent la possibilité d'effectuer un soudage aisé entre deux profilés dans cette même matière, en chauffant leurs extrémités avant de les mettre bout à bout. La production d'un profilé avec une longueur inférieure à la largeur de la chaussée présente l'avantage d'avoir un profilé de longueur limitée, plus facile à transporter et également utilisable pour des chaussées de différentes largeurs. o Le profilé monobloc 1 comporte deux portions d'appui 2. Ces portions d'appui reposent directement sur les éléments de construction 5 et sont en contact sur leurs côtés avec la chaussée 6 comme représenté sur la figure 1. Ces portions d'appui 2, dont la face supérieure 8 s'étend dans la continuité de la surface de roulement de la chaussoe 6, subissent les charges reçues par cette chaussée. La matière thermoplastique leur confère une résistance vis-à- vis de ces charges, telles que le poids de véhicules qui circulent sur la chaussoe ou les efforts dynamiques que ces véhicules engendrent. De façon optionnelle, les portions d'appui 2 comportent des évidements longitudinaux 12, 13 tels que ceux représentés sur les figures 3 et 4. Ces évidements permettent de limiter la quantité de matière thermoplastique du joint et donc leur coût. Ils permettent également de diminuer les temps de refroidissement de la matière thermoplastique après extrusion du profilé. La figure 1 montre également une portion plus fine 3 du profilé 1 du joint de chaussée. Celle-ci fait la jonction entre les deux portions d'appui 2. Du z fait de sa forme amincie, et de la matière thermoplastique qui la compose, cette portion plus fine 3 présente une bonne déformabilité lorsque des mouvements relatifs se produisent entre les éléments 5. Les propriétés d'élasticité des matières thermoplastiques précitées autorisent également que cette déformation. Dans une réalisation typique de l'invention, la portion fine 3 du joint de chaussoe 1 a une épaisseur inférieure à 10 mm. Plusieurs formes sont envisageables pour la portion fine 3. Sur la figure 1, la portion fine 3 est en forme de soufflet concave. Cette configuration est - 7 avantageuse dans la mesure o la portion fine 3 est en retrait par rapport à la chaussée 6 ce qui lui évite d'être trop directement en contact avec des véhicules circulant sur la chaussée, et donc, de subir une abrasion trop importante. Par ailleurs, une telle structure concave forme une rigole permettant de collecter du liquide se répandant sur la chaussée 6 comme par exemple des eaux de ruissellement pouvant entraner avec elles des huiles ou sels de dégivrage, auxquels la matière thermoplastique est également résistante. Cette rigole évacue les eaux vers l'accotement de la chaussée. Dans la réalisation illustrce par la figure 5, la portion fine 3 est en forme 0 de soufflet bi-convexe, ce qui améliore sa robustesse et permet de former une double barrière d'étanchéité. Le profilé thermoplastique 1 représenté sur les dessins comporte en outre des gorges longitudinales 7 formées sur la face supérieure 8 de chacune des deux portions d'appui 2. Ces gorges peuvent s'étendre sur toute la longueur du profilé 1. De façon avantageuse, elles sont obtenues par la forme de la filière d'extrusion du profilé 1. Les gorges 7 sont destinées à recevoir des barrettes de maintien 4 qui s'y embo^'tent sur toute leur longueur. La figure 2 donne une représentation schématique en perspective du joint de chaussoe de la figure 1. On voit sur cette figure que les barrettes de zo maintien 4 ont été posées dans les gorges 7 sur chacune des portions d'appui 2 du profilé thermoplastique 1. Leur profil extérieur est adapté à la forme des gorges 7. Ces barrettes de maintien 4 sont alignées avec le profilé, et leur face supérieure affleure la face supérieure 8 des portions d'appui 2, c'est-à-dire la surface de roulement de la chaussée 6. Les barrettes de maintien 4 sont de préférence métalliques, notamment en aluminium ou en acier inoxydable. Elles peuvent s'étendre d'une seule pièce sur toute la longueur du joint. On peut aussi disposer plusieurs barrettes successives sur la longueur du joint. Les barrettes 4 ont pour rôle de maintenir le profilé thermoplastique au contact des éléments 5 supportant la chaussoe 6. Elles présentent des perçages 9 répartis sur leur longueur, à travers lesquels on fait passer des organes de fixation tels que des vis 10. Celles-ci traversent la barrette 4 et la portion d'appui 2 du profilé pour les ancrer sur l'élément de construction sous - 8 jacent. Comme représenté sur la figure 2 ces perçages 9 sont avantageusement oblongs, ce qui donne une certaine latitude sur la position des organes de fixation 10 le long du profilé, dans le cas o on buterait contre des fers d'armature du béton lorsqu'on perce l'élément 5 pour mettre en place les chevilles d'ancrage. Les barrettes de maintien 4 évitent que les portions d'appui 2 du profilé aient tendance à onduler entre les vis de fixation 10. La structure du joint de chaussée ainsi que les matériaux utilisés pour le profilé 1 et pour les barrettes de fixation 4, donnent la possibilité de serrer fermement le profilé 1 entre les barrettes de fixation 4 et les éléments 5, à I'aide de fixations classiques, qui peuvent être précontraintes pour ne pas subir de desserrement sous l'effet de vibrations. Pour compenser la déformation par fluage de la matière thermoplastique du profilé 1 sous l'effet de la pré-contrainte, un mécanisme classique de type ressort ou rondelle Belleville peut être employé. Les barrettes de maintien 4 et leur mécanisme de fixation, à travers le profilé thermoplastique, dans les éléments d'ouvrage d'art 5, permettent aussi d'éviter une déformation de la matière thermoplastique du profilé 1, qui pourrait autrement appara^'tre en cas de dilatation par exemple. R EV E N D I C AT I O N S 1. Joint de construction à interposer entre deux éléments de construction adjacents (5), caractérisé en ce qu'il comprend un profilé monobloc (1) en matière thermoplastique ayant deux portions d'appui (2) sur les deux éléments de construction, respectivement, agencées pour supporter d es cha rges exte rn es exe rcées occas ion nel le m ent su r les élé ments d e construction, et une portion déformable (3) s'étendant entre les deux portions d'appui pour autoriser un mouvement relatif entre les deux éléments de construction. 2. Joint selon la revendication 1, dans lequel chaque portion d'appui (2) du profilé (1) a une face supérieure (8) prévue pour s'étendre dans la continuité d'une surface de roulement des éléments de construction (5). 3. Joint selon la revendication 2, dans lequel la face supérieure (8) de chaque portion d'appui (2) présente une gorge longitudinale (7), le joint comprenant en outre des barrettes de maintien rigides (4) placoes dans les gorges des portions d'appui, et des organes de fixation (10) pour ancrer les barrettes et les portions d'appui aux éléments de construction (5). 4. Joint selon ia revendication 3, dans lequel les barrettes de maintien (4) présentent des trous oblongs (9) pour recevoir les organes de fixation (10). 5. Joint selon la revendication 3 ou 4, dans lequel les barrettes de maintien (4) sont métalliques, notamment en aluminium ou en acier inoxydable. 6. Joint selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, dans lequel chaque portion d'appui (2) du profilé (1) reçoit une barrette de maintien (4) s'étendant sur sensiblement toute la longueur du joint. 7. Joint selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, dans lequel chaque portion d'appui (2) du profilé (1) reçoit plusieurs barrettes de maintien successives (4) sur la longueur du joint. - 10 8. Joint selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la matière thermoplastique du profilé (1) comprend une polyoléfine telle qu'un polyéthylène à haute densité ou un polypropylène. 9. Joint selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ledit profilé (l) est extrudé. 10. Joint selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la portion déformable (3) du profilé (1) forme au moins une rigole de collecte de liquides de ruissellement en surface des éléments de construction (5). o 11. Joint selon la revendication 10, dans lequel la portion déformable (3) du profilé (1) possède une forme de soufflet concave. 12. Joint selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la portion déformable (3) du profilé (1) présente une épaisseur sensiblement plus faible que les portions d'appui. 13. Joint selon la revendication 12, dans lequel la portion déformable du profilé présente une épaisseur inférieure à 10 millimètres. 14. Joint selon la revendication 10, dans lequel la portion déformable (3) du profilé (1) possède une forme de soufflet bi-convexe. 15. Joint selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans zo lequel chaque portion d'appui (2) du profilé monobloc présente au moins un