Tapis sous ballast

1 Le principe de fonctionnement

Les tapis sous ballast de Getzner,en Sylomer® et Sylodyn® limitent lescharges statiques et dynamiques quiagissent, du fait du trafic sur le lit
du ballast.
Les domaines d’applications
principaux sont :Les tapis sous ballast Getzner
sont de conception multicouches :— L’isolation des bruits solidiens surles lignes de chemin de fer dans lesrégions fortement peuplées : trains
régionaux et trains à grande vitesseà proximité de bâtiments.

— Couche de répartition des chargesLa couche supérieure du tapis est
composée d’un géotextile ou d’unfeutre à haute résistance à l’allongement et à la déchirure. Cette couchese déforme sous la charge du ballast.
La couche de ballast est stabiliséepar l’augmentation de la surface
d’appui. Les charges induites sontuniformément réparties et transmises aux couches de resilient inférieures.

— La protection des bâtiments et édifices sensibles aux vibrations,
à hautes exigences d’insonorisationtels que salles de concert, musées,hôpitaux, édifices historiques ou installations de mesure, d’essais
ou de laboratoires sensibles auxvibrations.
— La réduction de l’émission du bruitaérien secondaire sur les structuresde pont.
— L’augmentation de la statibilité dela voie et la réduction de la pression statique sur le ballast ont pourrésultat une diminution des travauxd’entretien pour les lignes fortementsollicitées.

— Couche résiliente
La couche résiliente est constituéede matériaux polyuréthanes microcellulaires. Les matériaux sont compressibles en volume –, pour les déformations, aucun, aucun profilé ouvide n’est necessaire. Selon le typede tapis, la couche résiliente est
composée de deux couches superposées dont les densités respectives
sont sélectionnées de manière à ceque l’ensemble produise la rigidité
statique et dynamique souhaitée.

32 Ingénierie
ServicePour l’installation des tapis sousballast, Getzner possède un modèle
mathématique spécialisé, permettantd’établir un diagnostic très fiable desatténuations vibratoires réalisables.

Plusieurs séries d'essais dediverses sociétés de chemin de fer,
avec différentes conditions d'essais,
ont démontré que les calculs prévisionnels de Getzner sont en adéquation avec les résultats de mesure réels.
Les experts font des prévisions pourchaque cas d'application et chaquetype de tapis. Ce genre de prestations
fait, tout naturellement, partie du service que Getzner rend à sa clientèle.
Parmi les autres éléments du largeéventail de services : la création deplans de pose grâce à la CAO, desmodèles mathématiques spécifiquespour la détermination de la déflexion
des rails, l’assistance personnaliséedes chantiers sur site ou les instructions de pose pour les tapis. Un
laboratoire d’essais disposant desdernières technologies de pointe
apporte un soutien indispensable.
En étroite collaboration avec lesclients et divers établissements derecherche et d’essais, Getzner modifie
et teste continuellement sa gamme deproduits. Dans le cadre de leur tâches
quotidiennes, les ingénieurs, chefs deproduit et physiciens de Getzner intégrent constamment les exigences desclients dans leurs réflexions.

Au cours de ces dernières décennies,
les tapis sous ballast en Sylomer® etSylodyn® ont prouvé à maintes reprises leur qualité sur les lignes enexploitation.

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Les contrôles et essais pratiquessont réalisés par les instituts suivants (extrait) :— Chair and Testing Institute for Construction of Transport Routes at the— Munich University of Technology de l’Université Technique Munich— TÜV Rheinland, Cologne, Division centrale des techniques vibratoires etprotection contre les vibrations— Deutsche Bahn, laboratoire d'essais— Arsenal Research, Vienne— Müller BBM GmbH, Planegg près de Munich— ISMES Spa, Bergame, Italie— Institute for Road and Rail Transportation, L’Université Technique Berlin— Univ. Prof. Dr. Peter Steinhauser, ingénieur civil pour la physique technique,
Vienne— Ruthishauser bureau d’ingénierie pour la construction, la circulation etl'environnement, Zurich— EMPA, établissement fédéral de recherche et d'essais de matériaux,Dubendorf— Fritsch, Chiari & Partner Ziviltechniker GmbH (ingénieurs-conseil), Vienne
Sur demande, les rapports de recherche et d'essais sont mis à disposition.

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3 Informations techniques
sur les produits

Module de la superstructure et raideur statique

Efficacité et isolation
par insertion

La raideur adéquate d’un tapis dépend de l’application recherchée, dela conception de la superstructure(hauteur du ballast, de la surface
et de l’écartement des traverses,
du type de rails) et des conditions
d’exploitation (charge par essieu,vitessemaximale).

L’efficacité d’un tapis sous ballast
est démontrée par la réduction duniveau de bruit solidien.

a mesure de la raideur est le module de la superstructure en N/mm3. Cette valeur détermine principalement la déflexion des rails lors duroulage. Lorsque les recommandations
sont respectées, la déflexion des rails
est généralement inférieure à 3 mm eten présence d’une circulation à grandevitesse, elle est inférieure à 1,5 mm.
Pour chaque application Getzner
détermine, par calcul, les lignes deflexion, et détermine la déflexion
réelle du rail.

— Le poids non suspendu du boogie— La raideur dynamique, l’amortissement et la masse de la superstructure du ballast sans tapis— La raideur dynamique et l’amortissement du tapis (en fonction
de la charge, la fréquence et del’amplitude)— La résistance vibratoire (impédance)de la sous-structure

Cette isolation,dite « isolation parinsertion » est présentée comme différence entre les niveaux de bande
1/3 d’octave (niveau cumulé dans laplage des fréquences d’1/3 d’octave)
en tant que fonction de la fréquencecentrale de bande 1/3 d’octave. L’efficacité n’est pas une propriété du tapis
sous ballast mais une caractéristiquede l’ensemble du système – depuis levéhicule jusqu’aux soubassements.

Pression en N/mm2L

Les paramètres suivants ont une
signification particulière :0,200,150,10
Cstat=0,03 N/mm30,05

Courbe de déflexion
tapis sous ballast
Sylodyn® DN 335

0,02
00612

3

4

56

7

8

9

101112Déflexion en mm

Modèle de diagnostic

En considérant l'ensemble du système et en tenant compte desdiverses contraintes structurales,
Getzner est capable de faire un calcul
prévisionnel de l'efficacité d'une
mesure à l'aide d'un modèle de diagnostic.
Le modèle part du principe que les propriétés dynamiques du tapis sous ballast sont quasiment décrites dans leurtotalité par la « raideur dynamique » etle « facteur de perte » dans la plage defréquence et de charge correspondant.

Raideur dynamique en N/mm3

Les tapis sous ballast Getzner remplissent cette condition, étant donné
que la raideur dynamique ne dépend
que très peu de la fréquence, de la

0,06

charge et de l’amplitude. Les tapis
sous ballast atteignent une efficacité
particulièrement élevée dans la plagede fréquence qui se situe dans la résonance de l’infrastructure rail/roue, auniveau de la superstructure sans tapis.
En fonction de la raideur de l’assise,elle se situe entre 50 Hz et 80 Hz env..

En raison de la technologie très avancée des tapis sous ballast de Getzner,
les valeurs d’efficacité issues des modèles de diagnostics ne sont pas applicables aux tapis sous ballast d’autres
types de constructions (exemples :tapis compacts en élastomère avec
profilage ou cavité interieure).

Dans la plupart des cas d’application,l’efficacité est particulièrement importante dans la plage de fréquence sous
80 Hz env., étant donné que ces vibrations à basse fréquence sont très
fortement excitées. Les bâtiments etéléments de contruction se montrent
très facilement excités dans cetteplage de fréquence, telles que par
exemple les vibrations naturelles desplafonds et murs.
Dépendance de la rigidité
dynamique en matière de fréquence
et charge (extrait de : Müller-BBM,
rapport n° 32242/12)

Charge F' = 0,03 N/mm2
F' = 0,06 N/mm

2F' = 0,01 N/mm2Tapis sous ballast : Sylodyn® DN 335
Mesure d'essai : 200 × 200 × 35 mm3

F' = 0,10 N/mm20,040,0204080120

160200Fréquence en Hz7

4 Comportement
à long termeComportement à longterme sous les conditions
les plus difficiles
Les tapis sous ballast Getzner présentent une excellente efficacité,même après de nombreuses annéesd’exploitation. Cela est prouvé par
un contrôle destiné à évaluer lespropriétés à long terme des tapis
sous ballast Getzner.

Après plus de 16 ans d’exploitation
et une charge quotidienne de plusde 150.000 tonnes, des échantillonsd’essais ont été prélevés de la superstructure et soumis à divers tests. Lerésultat des essais a fait apparaître que
le tapis sous ballast présente toujours
une excellente capacité fonctionnelle.
Malgré plus de seize ans d’utilisation,le tapis sous ballast de Getzner a fait
preuve d’un comportement de rigidité
constant. Concernant les mesures decontrôle réalisées sur les échantillonsqui sont restés plus de 20 ans sur unsol limoneux, aucune trace de souilluren’a pu être constatée à l’intérieur destapis.
Les tapis sous ballast de Getzner ont
conservé leur fonctionnalité, mêmedans des conditions extrêmes. Lesinfluences environnementales telles
qu’une inondation complète, le gel ou
encore un fort encrassement du lit deballast par l’abrasion ou par l’apport
eventuel de sable, n’ont aucun impact
sur les tapis.

8Citation d‘un rapportd‘essai d‘un institut decontrôle externe :«... Le tapis sous ballast en Sylomer®
B 851 a surmonté des sollitationsd'exploitation particulièrement fortes
de plus de 760 millions de tonnes deportée, dans un laps de temps de plusde 16 ans.»

5 Technique de pose &de rattrapage

Format de livraison
et installation
Getzner fabrique des tapis sous ballast dans une largeur standard de1,50 m. Les longueurs de tapis sontcoupées aux dimensions souhaitées,prêtes à la pose, avant de quitter
l’usine.
près la coupe, les tapis sontenroulés et emballés. Dès quel’identification de la position depose a été marquée sur les tapis, ils
sont livrés directement sur le chantier. A partir d’une épaisseur de tapis
de 35 ou 40 millimètres, il est préférable de livrer les tapis en deux
couches enroulées séparément
pour une meilleure manipulation.

ALes rouleaux de tapis sont distribués etentreposés en fonction de leur étiquetage. Lors de la pose un rajustement
peut s’avérer nécessaire en coupant lestapis aux dimentions nécessaires, principalement dans les zones de pose encourbe.
Les méthodes de pose étant développées constamment par Getzner, lacouche supérieure de chacun des tapis
ainsi que des pièces d’ajustement sontdésormais thermocollables. Le revêtement du tapis est entièrement fonctionnel après la pose – même sans collage du tapis au sol.

10Exigences relatives auxfondations
Les engins de chantier sur pneus
peuvent rouler sur le revêtement destapis sans problème. Toutefois, cestapis tapis doivent être ballastés juste
après la pose, ou alors il convient d’ assurer la position des tapis par un collage partiel au sol. (circulation sur lechantier, infiltration d’eau). Pour ceci,
Getzner utilise des colles sans solvantstelles que des colles 2 composants
PUR. Le collage est réalisé de façon àce que l’eau qui s’est infiltrée sous lestapis, puisse s’égoutter, s’évacuer au
niveau du prochain point d’écoulement.

Les tapis sous ballast Getzner reposent à pleine surface sur le sol.
En raison de leur flexibilité et deleur élasticité multidirectionnelle,ils s’adaptent facilement au terrain.

Etant donné que le tapis s’adapte
parfaitement à la forme du terrain,
les arêtes vives tout comme les irrégularités de surface peuvent endommager le tapis. La surface du béton
doit être relativement plane, respectivement lissée. Sans mesures particulières, les tapis sous ballast Getzner
peuvent être posés sur un sol composé de grave compactée (fondation),
sur une fondation cimentée ou sur une
fondation en bitume.

Rénovation de voies
existantes
Lorsque les tronçons de voie existantssont rénovés, il arrive souvent que lessurfaces de pose ne soient pas suffisamment planes et acceptables. Dansce cas, l’expérience a démontré qu’il
convient d’utiliser un tapis avec couchede protection sur chaque face

Le programme de livraison des tapis
sous ballast Getzner contient naturellement des instructions de pose écriteset détaillées ainsi que la colle nécessaire pour la pose. Si la surface de pose
est couverte de matière plastique (parex. : résine époxidique sur ponts enacier), aucune mesure particulière n’est
requise.

Si les tapis sont continuellement et fortement exposés à l’eau, il est possibled’installer des bandes drainantes sousle tapis. Pour éviter des ponts phoniques dans les zones d’écoulements,
les grilles et les treillis sont recouvertsde tapis sous ballast perforés; cependant, ceux-ci peuvent aussi être installés sur leurs propres appuis élastiques.

Les Sylomer® et Sylodyn® necontiennent ni de plastifiant, ni d’huile.
Si les tapis sous ballast doivent êtrecollés, la surface de pose doit êtresèche et avoir été nettoyée.

ProfiléCheville00

mm

Tapis pour les remontées latérales

10Tapis sous ballast
Cheville

Solution de drainage
par ex. avec géotextile

Barbacanespercées sur place

Principe de drainage :tapis sous ballast
Sylomer ® et Sylodyn®

De par leur faible poids et la technique simple de pose, les tapis
sous ballast Getzner sont utilisés
dans de nombreuses opérations derénovation.

Les tapis sous ballast en Sylomer® etSylodyn® ont particulièrement faitleurs preuves dans des zones sensibles,
aux exigences élevées en matière deprotection contre les fortes vibrations,mais aussi sous des contraintes structurales extrêmes.
Lors des rénovations de voie le processus de Getzner, a été éprouvé
maintes fois dans la pratique, et assure
un avancement rapide de l’installation. Etant donné qu’il n’est pas nécessaire de retirer la totalité de la section
des voies, seules de courtes interruptions de trafic sont nécessaires pour lapose. Etant donné que les dimensions
exactes de pose ne sont pas toujours
connues à l’avance, les tapis peuventêtre ajustés et coupés à la dimension
sur place avec un simple cutter.
Si le degré d’usure de la superstructuren’est pas trop importante après denombreuses années d’exploitation sanstapis sous ballast, il est tout à fait possible de réutiliser tous les composantsen place. Les rails,les traverses,les attaches de rail et le ballast ne doivent
donc pas être remplacés, contrairement à d’autres rénovations pour desmesures antivibratoires. Getzner offre
donc un atout économique et rentable.

11Getzner Werkstoffe GmbHAm Borsigturm 11
13507 Berlin
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F +49-30-405034-35
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