Brevet FR2954785A1 — publié le 20110701

i L'invention se situe dans le domaine des engins de travaux publics. Elle concerne plus spécifiquement un dispositif d'épandage au sol d'un liant de type bitume ou émulsion de bitume, ainsi qu'un véhicule d'épandage de ce liant équipé d'un tel dispositif. Un tel véhicule d'épandage est utilisé pour la confection ou la réfection des chaussées. Il peut s'agir soit d'un véhicule connu sous le terme de "birépandeur" qui permet l'épandage simultané de gravillons et de liant, soit d'un véhicule permettant l'épandage de liant uniquement. De façon connue de l'homme de métier, ces deux types de véhicule 10 comprennent une cuve ou citerne de stockage de ce liant alimentant un dispositif d'épandage. Ce dispositif d'épandage est disposé à l'arrière du véhicule, dans sa partie basse. Il s'étend transversalement à l'axe de déplacement dudit véhicule et a pour fonction de distribuer le liant en le projetant sur la largeur de la route à 15 recouvrir. A cet effet, il se présente généralement sous la forme d'une rampe d'épandage qui comprend une série de buses de pulvérisation réparties uniformément sur la totalité de sa longueur. Dans le cas d'un véhicule de type bi-répandeur, celui-ci comprend en outre une benne de stockage de gravillons (ou trémie) et des moyens permettant leur 20 extraction hors de la benne et leur répartition sensiblement en ligne, sur la couche de liant liquide et chaud qui vient juste d'être projetée sur la chaussée. Idéalement, la répartition du liant doit se faire de façon la plus homogène possible sur toute la largeur de la chaussée, c'est-à-dire que l'épaisseur de la couche de liant doit être la plus constante possible. 25 On connaît déjà d'après l'état de la technique, des rampes d'épandage qui peuvent être utilisées en mode dit "de simple recouvrement", et qui comprennent une série de buses de pulvérisation dont chacune forme un jet de liant présentant la forme d'un cône d'axe de révolution vertical, cet axe étant confondu avec l'axe de pulvérisation de la buse. Comme le véhicule sur lequel est placé la dite 30 rampe d'épandage se déplace selon un axe perpendiculaire à l'axe longitudinal de la rampe, chaque buse dépose sur le sol, une bande de liant ayant une certaine largeur au sol, ces différentes bandes étant juxtaposées et parallèles. L'expression "simple recouvrement" signifie qu'en n'importe quel point de la surface du sol recouverte par le liant, on trouve du liant provenant d'une seule buse. Toutefois, le liant déposé n'est pas toujours d'une épaisseur régulière et homogène, voire même peut être absent en certains points de la chaussée. Afin d'y remédier, l'épandage se fait généralement en mode dit de "triple recouvrement". Dans ce cas, les différentes buses sont espacées les unes des autres de façon que leurs zones de recouvrement se chevauchent, de sorte qu'une partie de la surface du sol est recouverte du liant provenant de trois buses voisines. Si cette technique permet de remédier à l'absence de liant en un point, elle présente toutefois l'inconvénient que seule la zone centrale de cette chaussée ou sol est recouverte de trois couches de liant. En revanche, sur les bords, on observe un double voire un simple recouvrement uniquement. On constate donc que l'épaisseur du liant répandu est moindre aux 15 deux extrémités de la rampe de distribution, la répartition du liant n'est donc pas uniforme. Afin de remédier à ce problème, on connait d'après le document FR 2 837 506, une rampe d'épandage au sol d'un liant comprenant des buses additionnelles disposées à l'une de ses extrémités ou au deux, de façon à compenser 20 le manque précité de matière et à obtenir un triple recouvrement de liant y compris sur les bords de la chaussée. Si cette rampe permet de résoudre le problème du dépôt moins épais sur les bords, il n'en reste pas moins que l'on observe parfois une mauvaise répartition transversale du film de liant qui se manifeste notamment par la formation 25 de sillons sur la couche de liant déposée. Cette répartition irrégulière peut résulter des variations de charge du véhicule (camion) portant la rampe, d'une mauvaise suspension de celui-ci, des irrégularités du sol (nids de poule), des mouvements intempestifs du véhicule qu'ils provoquent, et également des buses de pulvérisation elles-mêmes, tous ces éléments 30 ayant notamment pour effet de faire fluctuer la hauteur de la rampe d'épandage par rapport au sol. L'invention a justement pour but de résoudre les inconvénients précités de l'état de la technique et d'améliorer l'homogénéité de la répartition transversale du liant, y compris en cas de fluctuations de la hauteur du dispositif 35 d'épandage par rapport au sol. A cet effet, l'invention concerne un dispositif d'épandage au sol d'un liant de type bitume ou émulsion de bitume, apte à être alimenté en liant depuis une cuve de stockage de celui-ci. Conformément à l'invention, ce dispositif comprend deux rangées parallèles de buses de pulvérisation du liant, disposées l'une en regard de l'autre, les buses de chaque rangée étant espacées deux à deux d'un même pas P et en ce que les buses de la seconde rangée sont décalées latéralement par rapport aux buses de la première rangée, d'une distance de décalage D égale à 0,15 à 0,3 fois la valeur dudit pas P, cette distance de décalage D étant mesurée le long de l'axe d'alignement des orifices de sortie des buses de ladite seconde rangée depuis le point correspondant à la projection orthogonale de l'orifice de sortie d'une buse de la première rangée sur ledit axe d'alignement des orifices de sortie des buses de la seconde rangée. Selon d'autres caractéristiques avantageuses et non limitatives de 15 l'invention, prises seules ou en combinaison : - la distance de décalage D est égale à 0,18 à 0,25 fois le pas P, - la distance de décalage D est d'environ 0,2 fois le pas P, - les deux rangées de buses de pulvérisation sont disposées sur une même rampe d'épandage, dite « rampe principale » 20 - le dispositif comprend au moins une rampe d'épandage principale et au moins une autre rampe d'épandage dite "auxiliaire", montée coulissante à l'une des extrémités de ladite rampe d'épandage principale, de façon à pouvoir être déplacée en translation selon une direction parallèle aux axes d'alignement des buses desdites deux rangées de buses, et à permettre ainsi l'épandage de liant au sol 25 sur une largeur en fonction de la position de ladite rampe auxiliaire par rapport à ladite rampe principale, - le dispositif comprend au moins une rampe d'épandage principale et au moins une autre rampe d'épandage, dite « auxiliaire », montée articulée à l'une des extrémités de ladite rampe d'épandage principale, de façon à pouvoir être 30 déployée latéralement jusqu'à atteindre une position dans laquelle elle s'étend parallèlement à ladite rampe d'épandage principale et permet ainsi l'épandage de liant au sol sur une largeur plus importante que celle couverte avec la rampe principale seule, - ladite ou lesdites rampes d'épandage sont constituées d'un tube 35 unique relié à une alimentation en liant, de sorte que le liant est distribué et reparti entre les deux rangées de buses. L'invention concerne également un véhicule d'épandage au sol d'un liant de type bitume ou émulsion de bitume, équipé d'une cuve de stockage dudit liant. Conformément à l'invention, ce véhicule comprend en outre un dispositif d'épandage tel que précité, ce dispositif d'épandage étant disposé sur le véhicule de sorte que les axes d'alignement desdites rangées de buses soient perpendiculaires à l'axe longitudinal dudit véhicule, selon lequel ledit véhicule se déplace. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront de la description qui va maintenant en être faite, en référence aux dessins annexés, qui en représentent, à titre indicatif mais non limitatif, un mode de réalisation possible. Sur ces dessins : - la figure 1 est un schéma représentant le principe de fonctionnement d'un dispositif d'épandage de liant à une seule rangée de buses, tel qu'il peut être installé sur un engin de confection ou de réfection des routes, - la figure 2 est un graphique en trois dimensions représentant le coefficient de variation transversale CVT de la répartition du liant en fonction d'une part de la hauteur H entre les buses d'épandage et le sol et d'autre part de la distance de décalage D entre les buses de deux rangées de buses successives, - la figure 3 est un graphique représentant le coefficient de variation transversale CVT, en fonction du décalage entre les orifices de sortie des buses de deux rangées distinctes de buses, - la figure 4 est une vue en perspective d'un mode de réalisation du dispositif d'épandage conforme à l'invention, - la figure 5 est une vue de dessus et à une échelle réduite du dispositif de la figure 4, - la figure 6 est une vue de détail et de dessus de l'extrémité gauche du dispositif représenté sur la figure 5, - la figure 7 est une vue de détail en perspective, de l'extrémité droite 30 du dispositif de la figure 4. Sur les figures 4 à 7, on notera que le dispositif d'épandage est représenté dans sa position normale d'utilisation, de sorte que sur les vues en perspectives 4 et 7 par exemple, les jets de liant formés sont dirigés vers le bas de la figure. Pour mémoire, nous rappellerons ci-après en faisant référence à la figure 1, les différents paramètres qui interviennent dans l'épandage d'un liant sur un sol S à l'aide d'une série de buses de pulvérisation B. Ces buses B sont disposées sur un tube ou une rampe d'épandage R, qui est reliée à une cuve d'alimentation en liant et à des moyens permettant de faire circuler ce liant de la cuve vers lesdites buses, (ces éléments ne sont pas représentés sur la figure). Les buses B sont alignées selon un axe Y-Y', qui correspond également à l'axe longitudinal de la rampe d'épandage R et cette dernière est fixée à la partie inférieure d'un véhicule d'épandage, de façon que cet axe Y-Y' soit perpendiculaire à l'axe longitudinal horizontal X-X' dudit véhicule, schématisé par un point en figure 1. L'axe X-X' correspond également à l'axe de déplacement du véhicule. Les buses de pulvérisation B sont espacées deux à deux d'un pas 15 constant P. Chaque buse B permet la pulvérisation d'un jet de liant qui présente généralement la forme d'un cône d'axe vertical de révolution Z-Z', cet axe étant dénommé par la suite axe de pulvérisation de la buse B. Le jet de liant peut également prendre la forme d'un pinceau triangulaire. En d'autres termes, chaque 20 buse B distribue un jet de liant ayant en coupe verticale la forme d'un triangle d'angle au sommet a. Généralement cet angle a est voisin de 60°. En outre, la rampe d'épandage est fixée sous le véhicule, de façon que les buses B soient à une hauteur H du sol S. 25 Comme on peut le voir sur la figure 1, chaque buse B permet la pulvérisation sur le sol S d'une bande de liant de largeur L. La zone du sol référencé A est recouverte de liant provenant de trois buses voisines. Elle correspond donc à une zone de triple recouvrement. On comprend aisément que si les buses B étaient placées à une 30 hauteur Hl du sol, schématisé par le trait mixte S1, la zone Al serait recouverte uniquement par du liant provenant de deux buses voisines et serait donc une zone de double recouvrement. En fonction des différents paramètres précités, à savoir la hauteur H de la buse par rapport au sol, l'angle a de pulvérisation de cette buse et le pas P 35 entre deux buses successives, une zone donnée du sol peut être recouverte par du liant provenant d'une ou de plusieurs buses. La régularité transversale du dépôt de liant est quantifiée par le coefficient de variation transversale, connu de l'homme du métier sous l'appellation "CVT" et défini dans les normes NF P98-160 et NF P98-726. Ce coefficient CVT est défini comme étant le rapport, exprimé en pourcent, de l'écart type à la moyenne des échantillons prélevés. Selon cette norme, chaque échantillon représente une largeur de 100 mm au sol, mesurée dans le sens de la rampe. Plus ce coefficient de CVT est faible et meilleure est la répartition du liant. La demanderesse a eu l'idée d'améliorer la régularité transversale de la distribution du liant, en distribuant celui-ci à l'aide de deux rangée de buses, montées en parallèles, l'une derrière l'autre, comme représenté par exemple sur la figure 6. En se reportant à cette figure, on peut voir un dispositif d'épandage 15 de liant qui comprend deux rangées parallèles 1 et 2 de buses 3 de pulvérisation de liant. Les orifices de sortie 30 des buses 3 de la première rangée 1 sont alignés selon un axe d'alignement Y1-Y'l, tandis que les orifices de sortie 30 des buses 3 de la seconde rangée 2 le sont selon un axe Y2-Y'2 parallèle à Y1-Y'1. 20 De préférence, ces deux rangées de buses sont disposées dans un même plan horizontal. Les deux axes précités sont en outre perpendiculaires à un axe X-X' qui correspond à l'axe longitudinal du véhicule sous lequel est fixé le dispositif d'épandage, cet axe X-X' correspondant également à l'axe de déplacement de ce 25 véhicule. Les deux rangées de buses 1 et 2 sont disposées en regard l'une de l'autre, c'est-à-dire qu'elles sont positionnées non seulement parallèlement mais également l'une derrière l'autre le long de l'axe longitudinal X-X', de sorte que la couche de liant déposée par les buses de la première rangée 1 est ensuite recouverte 30 d'une seconde couche de liant déposée par les buses de la seconde rangée, lorsque le dispositif d'épandage est déplacé dans la direction représentée par la flèche D. Les buses de chaque rangée sont espacées deux à deux d'un même pas P. En d'autres termes ce pas P est constant et identique pour les deux rangées de buses. 35 La demanderesse a eu l'idée de décaler latéralement les buses de la seconde rangée 2 par rapport aux buses de la première rangée 1 d'une distance de décalage D, mesurée le long de l'axe d'alignement Y2-Y'2 des orifices de sortie des buses de ladite seconde rangée 2. En d'autres termes, ce décalage D est égal à la distance, mesurée le long de l'axe d'alignement Y2-Y'2, entre l'orifice de sortie 30 d'une buse 3 donnée de la seconde rangée 2 et le point A qui correspondant à la projection orthogonale, sur l'axe d'alignement Y2-Y'2, de l'orifice de sortie 30 d'une buse 3 de la première rangée 1, immédiatement voisine. Contrairement à ce à quoi l'homme de métier aurait pu s'attendre, cette valeur de D ne correspond pas à 0,5 fois la valeur de P, c'est-à-dire que ce décalage est tel que les buses de la seconde rangée ne sont pas situées à la moitié de la distance entre deux buses contigües de la première rangée. La détermination de cette distance de décalage D a fait l'objet de tests et de calculs de détermination qui vont maintenant être décrites en faisant référence à la figure 2. Ces mesures ont été réalisées en utilisant deux rangées de buses espacées deux à deux d'un pas P de 100 mm, l'angle a de pulvérisation de chacune de ces buses étant de 60°. Les résultats obtenus apparaissent sur la figure 2 qui est une représentation en trois dimensions (3D) de l'évolution du coefficient de variation transversale CVT obtenu en faisant varier d'une part la hauteur H des deux rangées de buses par rapport au sol de façon croissante de 10 mm en 10 mm, entre les valeurs de 110 mm et 300 mm et en faisant varier également la valeur du décalage D, de 5 mm en 5 mm, respectivement de 5 mm à 95 mm. Les zones blanches correspondent à un CVT compris entre 22 % et 33 %, les zones noires à un CVT compris entre 11 % et 22 % et les zones grisées à un CVT compris entre 0 % et 11%, sachant que plus la valeur du CVT est basse et meilleure est la répartition transversale du liant. Par ailleurs, on peut observer deux zones différentes, référencées R2 et R3 qui correspondent respectivement à des zones de deux recouvrements et de 30 trois recouvrements tels que précédemment définis. A l'issue de cette première séries de mesures, la demanderesse a effectué des calculs complémentaires en partant de l'hypothèse, d'une part que l'utilisateur du dispositif d'épandage peut choisir de former une couche de liant à deux ou trois recouvrements, et d'autre part qu'au cours du déplacement du 35 véhicule, la hauteur des buses par rapport au sol peut osciller autour de la position choisie au départ. Afin de simplifier le graphique de la figure 2, on a extrait de ce graphisme en 3D le cas de deux recouvrements (zone R2) et le cas de trois recouvrements (zone R3). Les résultats obtenus sont représentés sur la figure 3 qui représente la 5 distance de décalage D entre les buses des deux rangées, exprimée en millimètre et le coefficient de variation transversale CVT exprimé en pourcent. La courbe a correspond à celle obtenue pour trois recouvrements et la courbe b à celle obtenue pour deux recouvrements. Comme on peut le constater sur la figure 3, et comme cela est 10 particulièrement visible dans le cas de la courbe a avec trois recouvrements, le décalage D optimal correspond à des valeurs comprises entre 15 et 30 mm pour un pas P de 100 mm, soit 0,15 à 0,3 fois la valeur de P, de préférence encore compris entre 0,18 et 0,25 fois le pas P, ou mieux encore est d'environ 0,20 fois le pas P. Ces valeurs sont indépendantes de la valeur de l'angle de 15 pulvérisation puisqu'elles sont valables quelque soit H. La demanderesse a donc mis au point un dispositif d'épandage au sol d'un liant qui respecte les prescriptions précitées pour le décalage entre les buses de deux rangées successives. Un mode de réalisation préférentielle de celui-ci va maintenant être décrit en faisant référence aux figures 4 et 5. 20 Sur ces figures, on peut voir une rampe d'épandage principale 4 comprenant deux rangées 1 et 2 de buses 3 décalées conformément à ce qui a été décrit précédemment. Dans la variante de réalisation représentée sur ces figures, cette rampe principale 4 est munie de deux rampes d'épandage auxiliaires 5 et 6 (ou 25 allonges) dont chacune comporte deux rangées de buses 1 et 2 décalées d'une valeur D comme décrit précédemment. L'alimentation des rampes 4, 5, 6 en liant peut être une alimentation simple ou double. Les corps de rampe peuvent être alimentés en un seul point mais souvent l'alimentation se fait en plusieurs points pour rendre la pression et la 30 distribution dans le tube de rampe les plus homogènes et les plus symétriques possible. Ainsi, sur les figures, on peut voir par exemple les entrées d'alimentation en liant 52 et 62 des rampes auxiliaires 5 et 6, qui sont dans ce cas des tubes coaxiaux et les entrées d'alimentation en liant 42, 42' de la rampe principale qui sont disposés à ses deux extrémités. Chaque buse 3 est munie d'un vérin 31 permettant d'agir sur son ouverture ou sa fermeture. A des fins de simplification, ces vérins n'ont été représentés que sur les extrémités des rampes 5 et 6. Ces deux rampes auxiliaires 5 et 6 sont montées coulissantes aux extrémités de la rampe principale 4 et peuvent être déplacées en translation le long d'un axe parallèle aux axes d'alignement Y1-Y'l et Y2-Y'2 des rangées de buses, vers l'extérieur (selon la direction des flèches F) et vers l'intérieur (selon la direction des flèches G), de façon à permettre le dépôt au sol de liant sur une largeur plus ou moins importante et à adapter la largeur du dispositif d'épandage à celle de la chaussée à recouvrir. Ce coulissement peut être assuré par tout moyen de déplacement approprié, par exemple ici des crémaillères 50 et 60 portées par chacune des rampes auxiliaires 5 et 6 et entrainées respectivement par des roues dentées motorisées 51 et 61. Ces moyens sont bien connus de l'homme du métier et ne sont pas décrits plus en détail. Ils pourraient être remplacés par des vérins. Selon une autre variante de réalisation non représentée sur les figures, ces deux rampes auxiliaires 5 et 6 peuvent également être montées articulées aux extrémités de la rampe principale par des genouillères, manuelles ou hydrauliquement assistées. Ces genouillères permettent de déployer angulairement les rampes auxiliaires vers l'extérieur. Selon une autre variante de réalisation, ce dispositif pourrait également comprendre une seule rampe auxiliaire, fixée à la rampe principale. Cette ou ces rampes auxiliaires 5, 6 permet(tent) de couvrir de liant une largeur de chaussée plus importante en fonction de leur déploiement. Selon une autre variante non représentée, les deux rangées de buses pourraient également être portées par deux rampes de pulvérisation distinctes montées à une certaine distance l'une de l'autre sous le véhicule, c'est-à-dire beaucoup plus espacées l'une de l'autre le long de l'axe X-X', mais en respectant bien sûr le décalage latéral D précité. Enfin, selon la variante de réalisation représentée sur les figures 6 et 7, la rampe de pulvérisation correspond à un tube unique sur lequel sont disposées les deux rangées de buses. Ainsi, le débit de liant est divisé entre les deux rangées de buses par comparaison à une rampe comprenant deux tubes distincts dont chacun porte une rangée de buses. Enfin, l'invention concerne également un véhicule d'épandage au sol d'un liant d'un type bitume ou émulsion de bitume, équipé d'une cuve de stockage 2954785 io de ce liant et du dispositif d'épandage précité, celui-ci étant disposé de sorte que les axes d'alignement des rangées de buses Y1-Y'l et Y2-Y'2 soient perpendiculaires à l'axe longitudinal X-X' du véhicule. REVENDICATIONS1. Dispositif d'épandage au sol d'un liant de type bitume ou émulsion de bitume, apte à être alimenté en liant depuis une cuve de stockage de celui-ci, caractérisé en ce qu'il comprend deux rangées parallèles (1, 2) de buses (3) de pulvérisation du liant, disposées l'une en regard de l'autre, les buses (3) de chaque rangée étant espacées deux à deux d'un même pas P et en ce que les buses (3) de la seconde rangée (2) sont décalées latéralement par rapport aux buses (3) de la première rangée (1), d'une distance de décalage D égale à 0,15 à 0,3 fois la valeur dudit pas P, cette distance de décalage D étant mesurée le long de l'axe d'alignement (Y2-Y'2) des orifices de sortie (30) des buses de ladite seconde rangée (2) depuis le point (A) correspondant à la projection orthogonale de l'orifice de sortie (30) d'une buse de la première rangée (1) sur ledit axe d'alignement (Y2-Y'2) des orifices de sortie (30) des buses de la seconde rangée (2). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la distance de décalage D est égale à 0,18 à 0,25 fois le pas P. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la distance de décalage D est d'environ 0,2 fois le pas P. 4. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les deux rangées de buses de pulvérisation (1, 2) sont disposées sur une même rampe d'épandage (4), dite « rampe principale ». 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une rampe d'épandage (4) "principale" et au moins une autre rampe d'épandage (5, 6) dite "auxiliaire", montée coulissante à l'une des extrémités de ladite rampe d'épandage principale (4), de façon à pouvoir être déplacée en translation selon une direction parallèle aux axes d'alignement (Y1-Y'l ; Y2-Y'2) des buses (3) desdites deux rangées (1, 2) de buses, et à permettre ainsi l'épandage de liant au sol sur une largeur fonction de la position de ladite rampe auxiliaire (5, 6) par rapport à ladite rampe principale (4). 6. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une rampe d'épandage principale (4) et au moins une autre rampe d'épandage (5, 6), dite « auxiliaire », montée articulée à l'une des extrémités de ladite rampe d'épandage principale (4), de façon à pouvoir être déployée latéralement jusqu'à atteindre une position dans laquelle elle s'étend parallèlement àladite rampe d'épandage principale (4) et permet ainsi l'épandage de liant au sol sur une largeur plus importante que celle couverte avec la rampe principale (4) seule. 7. Dispositif selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que ladite ou lesdites rampes d'épandage sont constituées d'un tube unique relié à une alimentation en liant, de sorte que le liant est distribué et reparti entre les deux rangées de buses. 8. Véhicule d'épandage au sol d'un liant de type bitume ou émulsion de bitume, équipé d'une cuve de stockage dudit liant, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un dispositif d'épandage selon l'une quelconque des revendications précédentes, ce dispositif d'épandage étant disposé sur le véhicule de sorte que les axes d'alignement (Y1-Y'l ; Y2-Y'2) desdites rangées de buses soient perpendiculaires à l'axe longitudinal dudit véhicule, selon lequel ledit véhicule se déplace.